CN110336444A - 一种直线往返直流变频发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直流发电装置。一种直线往返直流变频发电装置，包括由绝缘材料制作的主体行腔骨架（1），在主体行腔中作直线往返运动的永磁体（2），能量转换磁电线圈（3），以及与所述主体行腔骨架一体设置的多节点梳状桥整集流器（4），所述主体行腔骨架外壁与磁电线圈运动方向垂直设有若干个间隔相同、节距相等的骨筋，在所述骨筋分隔开的线槽内缠绕的磁电线圈为一个整体，从组成所述磁电线圈的电磁线两端及中间每隔一段距离通过导线引出一个节点，所述每相邻的两个节点依次接入多节点梳状桥整集流器，并经整流滤波器后输出电能。本发明采用单组磁电线圈工作方式，自耦合多节点并联和串联输出，提高了发电效率，结构简单，性能稳定。

Description

一种直线往返直流变频发电装置

技术领域

本发明涉及一种全新理念的直流发电装置。打破传统发电机多极组、多线圈、大扭距、高运转、高能耗、低效率的供电模式，采用时差变频新技术。

背景技术

传统发电模式通常是以多极组多绕组的磁电线圈均匀的分布在发电机定子周围的线槽中，并且以转子轴心利用外力产生大扭距的矢量力高速的旋转使转子磁场磁力线来切割定子上的磁电线圈绕组进行电能量的转换，由于做功外力是以中心轴的方式向周围360度以矢量力大扭距的方式来传导做功，其电能量的转换将明显低于理论上的转换效率，且发电机定子外径越大，外界作用力需越强。以现有常见的四极发电机为例，如果要使发电机产生我们通常的50赫兹工频电能，它将以每秒25转的转速才能达到额定工作频率值，且体积大，重量高，耗材多等。

利用永磁体在一定时域内的行腔中作直线往返运动使永磁体强磁场（磁力线）垂直切割磁电线圈而产生电能，采用多节点桥整集流输出电能，即便使做功永磁体在主体行腔中作低速直线往返运动也能产生高效率的电能输出。在同等环境条件下，该发电装置体积小、重量轻，转换效率高，对环境无噪化污染，在新能源供给领域中，该发电装置其性能犹为显现，可实用于不同层面电能源的开发或利用。例如：重力能、压力能、海洋能、风能、可燃能等，堪称一种绿色环保的新能源。

申请人之前提出了《一种动态变频发电器》，其专利号为：200910064990.4。做成微型运动发电器，随着人体自然运动而产生电能，满足日常生活夜间照明或随身电子产品供电之用。但在使用过程中发现，发电效率仍然不够理想，工作不够稳定，而且仅靠人体自然运动而产生电能，使用局限性较大，不利于绿色能源技术的发展和广泛使用。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提出一种直线往返直流变频发电装置，采用单组磁电线圈工作方式，自耦合多节点并联和串联输出方式，提高了发电效率，结构简单，性能稳定。

本发明采用的技术方案：

一种直线往返直流变频发电装置，包括由绝缘材料制作的主体行腔骨架（1），在主体行腔中作直线往返运动的永磁体（2），能量转换磁电线圈（3），以及与所述主体行腔骨架（1）一体设置的多节点梳状桥整集流器，所述主体行腔骨架（1）外壁与磁电线圈（3）运动方向垂直设有若干个间隔相同、节距相等的骨筋，在所述骨筋分隔开的线槽内缠绕的磁电线圈（3）为一个整体，从组成所述磁电线圈（3）的电磁线两端及中间每隔一段距离通过导线引出一个节点，所述每相邻的两个节点依次接入多节点梳状桥整集流器，并经整流滤波器后输出电能。

其中，主体行腔（线圈）骨架由高强度材质ABS工程塑料热压注塑成型。其行腔的长度应为做功强磁体高度的两倍以上，行腔表面由若干个间隔相同、节距相等的骨筋组成，骨筋之间的沉槽用于缠绕磁电线圈的漆包线，骨筋之间的节距和高度应为被绕线径的五到十倍，主体行腔线圈骨架上下两端四面设有固定电源滤波板、电压提升板、稳压输出板和电源输出接口板的沉槽，主体行腔线圈骨架两侧设有一定深度和宽度的沉槽，沉槽中敷设有其尺寸于此相匹配的专用多节点梳状桥整集流器。集流器上的多节点输入端子钳位于主体行腔两侧线绕骨筋对应之间。合理的布局提高了主体行腔的机械强度同时也增加了磁电线圈各节点之间的绝缘性能。

磁电线圈：该发电装置中的磁电线圈能量转换输出打破传统发电输出模式，其独特之处在一定时域内只设有一个能量转换磁电线圈，并且磁电线圈以梳状平绕而成，其磁电线圈内壁行腔距总长度大于动态做功永磁体高度的两倍以上，主体行腔体内壁和做功永磁体之间留有小于0.5毫米的间隙，以确保做功永磁体在行腔中做直线往返运动时不产生摩擦力。它的工作机理是当做功永磁体在行腔中做直线往返运动时，磁场方向上N下S或上S下N极。根据自感电动势效应，当磁场磁力线垂直切割磁电线圈时，磁电线圈两端便会产生自感电动势，而自感电动势总是要使自己的磁场来阻碍原来磁通量变化的，所以做功体磁场越强产生的自感电动势越高，而产生的自感电动势只是瞬间而单一的时节点电压脉冲，要满足用电器的工作条件，只有提高一定时域内自感电动势的脉冲频率量。而在该发电装置中磁电线圈上设有多个节点相同的电压脉冲输出端子，并且每个输出端子与多节点梳状桥整集流器上的输入端子相连接。在一定动态时域内，即便是做功强磁体在主体行腔中作低速直线往返运动时也能产生高效率的电能输出。如果设定主体行腔L在一定时域内每个节点上的自感电动势脉冲为1，那么多个节点上的自感电动势脉冲应为（1+n）个，设定磁电线圈多节点输出之间的距离为S毫米，设定做功强磁体在主体行腔中作直线往返运动一次的周期时间为1秒钟，那么每秒钟频率F的变化量将满足以下的工作条件，即F＝2（1＋n）L/s。从理论上来讲各节点之间的距离越小越好，但在实际应用中，由于受一定时域内客观条件的制约，本发电装置中的节距S之间取1.5—2毫米。节距之间的线圈匝数可根据用电器额定工作电压值来定，额定工作电压值高的，线圈匝数多些，额定工作电压值低的，线圈匝数少些。在该发电装置中，每节点之间的线圈匝数取20—25圈，线径取0.38-0.45毫米，磁电线圈的总匝数为1500-2000匝，按其设定参数本机输出额定工作电压值为5伏。瞬间产生的短路电流可达1000毫安左右。

多节点梳状桥整集流滤波器：其内部集成线路的合理布局和完美的集流输出设计提高了整机的磁电转换效率，多节点梳状桥整集流器钳位于主体行腔骨架两侧的沉槽中，集流器上每个输入节点端子和磁电线圈上的每个输出端子相连接，集流器输出端子正负极分别连接于一次电压滤波器法拉电解电容器的正负极、二端输出连接于二次电压提升器输入端。

电压提升器和终端输出接口：当该发电装置正常工作时，磁电线圈上的每个节点所产生的自感电动势脉冲经多节点梳状桥整集流器整形滤波后，其一次电压满足于电压提升器的工作条件时，即便是很小的发电量都将被电压提升器转换成所需额定工作电压值。此电压经二次滤波器滤波后经单向开关二极管直接输入到电源储能器中，储能器两端设有电源输出端子和专用的接口，以备随身用电器随时使用。例如：手机、照明等。该发电装置中的二次电压提升器一是中和该发电器装置中的低阻效应，提高了磁电能的转换效率，二是减少了每个节点之间的线绕匝数，减轻了整机的自身重量，降低了该机的加工成本。

整体外壳与磁路条：在该发电装置中，条形磁回路条是采用厚度为0.5毫米的高磁通量优质硅钢片冲压成型，其宽度为10—20毫米，长度和高度与主体行腔行距相等。它的作用是当一做功永磁体在主体行腔中做功时，其周围产生的强磁场磁力线是有方向性的，无论是上N下S极或者是上S下N极在自然环境状态下，磁场磁力线在永磁体周围的分布是不均匀的，靠近永磁体表面的磁场强，磁力线密；离表面远端的磁场弱，磁力线稀疏。要使磁场磁力线强有效的垂直切割磁电线圈产生最大的自感电动势（即磁电转换率）。只有采用高磁通量的硅钢片合理的布局，才能使该发电装置其磁电转换效率达到最佳状态。而在该发电装置中，磁回路条以1-2毫米的间隔以主体行腔轴向方向均匀的分布敷设于精美外壳的内壁上，（即主体行腔的***上）。当做功永磁体在主体行腔中作直线往返运动时，磁场磁力线（上N下S、或下S上N），受高磁能量硅钢片的影响，使磁力线回路集中闭合产生强磁场切割磁电线圈从而产生高效率的磁电转换，同时也增加了外壳的机械强度。

发明有益效果：

1、本发明直线往返直流变频发电装置，采用时差变频新技术，在一定时域内，在相同额定功率输出的条件下，在同等环境条件下，该发电装置体积小、重量轻，转换效率高。采用一组磁电线圈，使做功永磁体在磁电线圈内的行腔中做直线往返运动，使磁场磁力线直接切割磁电线圈产生电能，并以磁电线圈上等节距多节点的方式输出提取电能，可根据设定要求任设其节点数量，以50赫兹频率值为例，如果在磁电线圈上取25个节点输出端子，那么做功永磁体在行腔中做一次直线往返运动的时间为一秒钟，即可完成50赫兹频率的脉冲值和相同功率的电能转换。

2、本发明直线往返直流变频发电装置，即便是做功永磁体在主体行腔中作低速直线往返运动也能产生高效率的磁电转换，不需要产生大扭距的外力，无需高速的旋转。在新能源供给领域中，该发电装置其性能犹为显现，可实用于不同层面电能源的开发或利用。例如：重力能、压力能、海洋能、风能、可燃能等。绿色环保，对环境无噪化污染。

附图说明

图1a、图1b为本发明直线往返直流变频发电装置实施方式之一结构示意图；

图2为本发明直线往返直流变频发电装置实施方式之二结构示意图；

图3为本发明直线往返直流变频发电装置实施方式之三结构示意图；

图4为本发明直线往返直流变频发电装置实施方式之四结构示意图；

图5为本发明直线往返直流变频发电装置电路部分原理结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，结合附图对本发明技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

参见图1-图5，本发明直线往返直流变频发电装置，包括由绝缘材料制作的主体行腔骨架1，在主体行腔中作直线往返运动的永磁体2，能量转换电磁线圈3，以及与所述主体行腔骨架1一体设置的多节点梳状桥整集流器4，所述主体行腔骨架1外壁与电磁线圈3运动方向垂直设有若干个间隔相同、节距相等的骨筋，其于现有技术不同的是：在所述骨筋分隔开的线槽内缠绕的电磁线圈3为一个整体，从组成所述电磁线圈3的电磁线两端及中间每隔一段距离通过导线引出一个节点（总节点个数为奇数），所述每相邻的两个节点依次接入多节点梳状桥整集流器4，并经整流滤波器后输出电能。

本发明利用时差变频发电技术，在一定的时域内，以梳状排绕的单体磁电线圈的周边上，设置多个节距相等和多个节点电脉冲输出端子。当一物理特性的永磁体适配于磁电线圈所形成的行腔中做轴向往返匀速运动时，磁场磁力线垂直切割磁电线圈，磁电线圈任意两节点之间便产生自感电动势，在设定的工作时域内和做功磁体相应同步的磁电线圈两端将输出多个初相位、最大值相同并与设置输出节点数量成正比的脉冲频率值。采用多节点梳状桥整集流器以全桥或半桥的工作方式串联和并联在磁电线圈上的每个节点输出端子上，经梳状桥整集流器内部整形直接以直流方式输出。然后经滤波器滤波、二次电压提升器和稳压输出接口输出电能（为储能元件充电或直接为电子设备供电）。

本发明在专利号：ZL200910064990.4，《一种动态变频发电器》的基础上，对磁电能转换过程中涉及的结构局限进行了深度的技术挖掘，是新能源开发应用技术的延伸。原提出的磁电转换方案中的磁电线圈所形成的行腔是由多组以独立的方式多层叠加成型，多组磁电线圈之间互不关联，只有经过梳状桥整集流器后统一输出电能。而做功永磁体在主体行腔中做功时，磁电线圈所产生的最大能量值只是呈现于每个单独磁电线圈产生最大自感电动势的叠加值。且生产工艺复杂，材料利用率低，磁电转换率线性间隔失衡。

本发明直线往返直流变频发电装置，采用的是单体磁电线圈多节点耦合输出电能方案，为申请人首次提出，该磁电转换技术克服了现有磁电转换技术的不足。根据自感电动势效应规则，当磁场磁力线垂直切割磁电线圈时，磁电线圈两端将产生自感电动势，即当一做功永磁体在磁电线圈所形成的行腔中做直线往返运动时，与永磁体相应同步的磁电线圈两端将产生最大的自感电动势。由于行腔是单体磁电线圈成型，采用的是多节点耦合电能输出方式，并且各输出节点之间都存在着相互联通的回路，所以无论做功永磁体一端运行到任何一个节点处，其所在节点和相应的永磁体另一端的节点之间都将产生最大的自感电动势脉冲值。且本发明技术方案用材少，利用率高，经过对比，本发明技术方案磁电能转换率及性能明显优越于原《一种动态变频发电器》所述的磁电能转换技术方案。

而且，本发明进一步提出了永磁体磁场磁力线垂直切割磁电线圈位移产生的往返助力/动力机构的各种实现方案，可应用于各种应用场景，方便进行绿色电能资源的开发利用。

实施例2

本实施例的直线往返直流变频发电装置，和实施例1的不同之处在于：进一步的，所述主体行腔骨架1内腔的长度为做功永磁体高度的两倍以上，主体行腔骨架1外壁骨筋之间的节距和高度为缠绕电磁线线径的五至十倍。

实施例3

本实施例的直线往返直流变频发电装置，和实施例2的不同之处在于：进一步的，主体行腔骨架1外壁骨筋之间的节距S之间取1.5-2毫米，节距之间的线圈匝数根据用电器额定工作电压值来定（额定工作电压值高的，线圈匝数多些，额定工作电压值低的，线圈匝数少些），每节点之间的线圈匝数取20—25圈，线径取0.38-0.45毫米，磁电线圈的总匝数为1500-2000匝。

实施例4

本实施例的直线往返直流变频发电装置，和前述各实施例的不同之处在于：在所述主体行腔骨架1外壁等间隔分布敷设有硅钢片15，所述硅钢片15的宽度为10-20毫米，高度/长度和主体行腔的高度/长度相等，所述硅钢片采用厚度为0.5毫米的高磁通量硅钢片冲压成型，或者由高磁通量的材料铸压成形。

高磁通量的硅钢片，产生闭合磁力线，它的存在将有效的使磁场磁力线集中闭合，从而产生高效的磁电能转换效率。

实施例5

本实施例的直线往返直流变频发电装置，和前述各实施例的不同之处在于：主体行腔体内壁和做功永磁体之间留有小于0.5毫米的间隙，在所述主体行腔骨架1两端或其中一端设有永磁体往返助力/动力机构。

所述的直线往返直流变频发电装置，主体型腔骨架内可以设置支持做功永磁体作直线运动的导轨（图中标号5所示）和U型定位片（图中未示出，与导轨5配合设置在永磁体上对应部位）；或者，在所述主体行腔骨架内壁和做功永磁体之间相互匹配设置定位机构（如定位片/定位导轨或轨道槽等）。

本发明直线往返直流变频发电装置，体积小，重量轻，磁电转换效率高，使用寿命长，对环境无噪化污染。根据前述各实施例制作的小型发电装置，整机体积长120毫米*宽80毫米*高20毫米，整机重量为400克左右，按其单体磁电线圈1500匝，取20匝作为每一个节点输出端子，被绕线径取φ0.45毫米，按人体正常运动速率进行工作，额定工作电压输出为5伏，可提供800毫安左右的工作电流。

行腔中作直线往返运动的永磁体，也可用励磁方式来完成整机的做功过程。

实施例6

参见图1a、图1b，本实施例的直线往返直流变频发电装置，进一步公开了永磁体往返助力/动力机构。本实施例的永磁体往返助力/动力机构采用弹性位移转换构件，所述弹性位移转换构件包括设置在主体行腔任意一端的外力传导杆7、矢量切入块9、矢量位移传递杆6、复位拉簧14以及张力带13，所述矢量位移传递杆6采用铰接连杆安装于主体行腔骨架1的一端，并在铰接点处与铰接连杆配合安装有平衡扭簧10，所述铰接连杆两端各安装一个叶扇轮12；所述复位拉簧14安装于主体行腔骨架1的另一端，张力带13的一端与复位拉簧14连接，分为两支路经永磁体空腔于分别穿过铰接连杆两端的叶扇轮与永磁体固定连接；所述矢量位移传递杆6通过力臂杆11与矢量切入块9匹配，所述力臂杆11与矢量切入块9衔接端部设有矢量滚压球8；所述矢量切入块）与外力传导杆7联动联接。

外力传导杆7、矢量切入块9、矢量位移传递杆6、复位拉簧14以及张力带13构成压拉力转换器。该机械能压拉力转换是由外力传导杆、棱三角形矢量切入块和两个相同的滚压球以及和球体相连的力臂杆组成，并且外力传导杆垂直固定于该机上端平面。它的主要工作方式是利用人体运动时腰部产生的曲力差作外力，经压拉力转换使做功永磁体在主行腔中做直线往返运动，迫使强磁场上N下S极或上S下N极磁力线垂直切割磁电线圈产生最大的电能转换，且所有机械传导体为不导磁材料，如铜、铝、不锈钢、工程塑等。

工作原理：如图1a所示，当该发电装置在静态状态下，外力传导杆不受外界力的作用，棱三角形矢量切入块处于等待状态，不产生作用力，两个滚压球由于受行腔中平衡扭簧扭力的作用，经力臂反向导力，使两个滚压球归位合拢，也处于等待状态。同时行腔中的两个叶扇轮受平衡簧扭力的影响，使叶扇轮经力臂向两边展开，同时做功强磁体受张力带拉力的作用，迫使在主体行腔中沿导轨U型钳位片，（U型钳位片设定在做功永磁体的四个角尖）作直线往返运动，并复位于主体行腔上端。当该发电装置处于动态状态（图1b所示）时，做功导力杆受人体运动腰部产生的曲力作用，迫使和导力杆相连的棱三角矢量切入块切入两个滚压球之间，在切压力的作用下两滚压球受力向两边以弧线方式位移展开，同时和两个滚压球相连的力臂杆产生向下的压力，两个叶扇轮力臂和平衡簧之间的平衡力受外力的作用而被破坏，叶扇轮以弧线方式向下合拢，由于做功强磁体受自身重力和下拉簧拉力的作用，相对于外力切入点而言，将以倍距以上的速率/位移向下运动，使做功强磁体磁场（上N下S极或上S下N 极）切割磁电线圈发电做功，相反当失去外界压力的同时，由于平衡簧反向扭力的作用，使两个叶扇轮张开，同时受张力带的拉力作用迫使做功强磁体相对于外力切入点以倍距的速率/位移向上运动（复位同时做功），当人体运动时该发电装置将以所述整个工作过程周而复始的做直线往返运动输出电能。

实施例7

参见图2，本实施例的直线往返直流发电装置，与实施例6不同的是：永磁体往返助力/动力机构采用动力机械，和做功永磁体2相连设有做功导杆16以及活塞a、活塞b，所述做功导杆16两端分别与做功永磁体和活塞铰接，所述活塞与动力机械联动联接。图中标号17为活塞缸体。

工作原理：设定a活塞工作时优先点燃，其瞬间可燃气燃爆产生的气体压力将推动活塞a经做功导杆、主做功永磁体和活塞b向B区方向运行，由于主体行腔是磁电线圈电能转换区域，所以做功永磁体在其空域做直线运动时，将磁场磁力线垂直切割磁电线圈而产生自感电动势脉冲，同时当B区工作室被压缩到一定的燃爆点时，B区燃爆室开始工作，其燃爆产生的空间压力将推动活塞b经导杆、做功永磁体和活塞a向A区方向运行，并且做功产生电能，完成一个周期的磁电转换过程。在正常工作条件下，该发电装置将遵循上述工作过程周而复始的使做功永磁体在行腔中做直线往返运动而产生电能，而磁电线圈每个节点上所产生的电能脉冲经梳状桥整集流器整形输出滤波后经自动调压装置控制直接输入到电网中，或者终端用电器设备上。

实施例8

参见图3，本实施例的直线往返直流变频发电装置，与实施例7不同的是：永磁体往返助力/动力机构采用行星轮外力传导机构，采用外力传导杆18（端部A）与由动力机构驱动的行星轮联接，所述外力传导杆18的另一端与永磁体2铰接，在主体行腔骨架1内永磁体另一侧设有复位弹簧，或者在外力传导杆同一侧设使做功永磁体复位的拉簧。

图3中A点的压拉力由主体行腔中所设置的弹簧或拉簧位置来定义。在主体行腔中如果使做功永磁体复位于上限，而下端设定的是弹簧，那么外力A点将以行腔轴向压力的方式来完成整个做功过程。如果使做功永磁体复位于行腔下限，而上端设定的是弹簧，则外力A点将以行腔轴向拉力的方式完成整个做功过程。如果是做功永磁体复位于行腔上限，而做功体上端设定的是拉簧，那么外力A点将以行腔轴向以压力的方式来完成整个做功过程。如果做功永磁体复位于行腔下限，则下端设定的是与其相连接的拉簧，则外力A点将以行腔轴向以拉力的方式来完成整个做功过程。

实施例9

参见图4，本实施例的直线往返直流变频发电装置，与实施8不同的是：永磁体往返助力/动力机构采用转盘式外力传导机构，采用外力传导杆18与由动力机构驱动的圆盘在圆盘圆周点铰接，所述外力传导杆内侧端与永磁体铰接。

在主体行腔骨架1内永磁体另一侧设有复位弹簧，或者在主体行腔骨架1内在外力传导杆同一侧设使做功永磁体复位的拉簧。

以上各实施例仅用于表述本发明的应用范例，不应当构成对本发明专利要求保护范围的限定。可以预见，本领域技术人员在结合现有技术的情况下，实施情况可能产生种种变化。本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种直线往返直流变频发电装置，包括由绝缘材料制作的主体行腔骨架（1），在主体行腔中作直线往返运动的永磁体（2），能量转换磁电线圈（3），以及与所述主体行腔骨架（1）一体设置的多节点梳状桥整集流器，所述主体行腔骨架（1）外壁与磁电线圈（3）运动方向垂直设有若干个间隔相同、节距相等的骨筋，其特征在于：在所述骨筋分隔开的线槽内缠绕的磁电线圈（3）为一个整体，从组成所述磁电线圈（3）的电磁线两端及中间每隔一段距离通过导线引出一个节点，所述每相邻的两个节点依次接入多节点梳状桥整集流器，并经整流滤波器后输出电能。

2.根据权利要求1所述的直线往返直流变频发电装置，其特征在于：所述主体行腔骨架（1）内腔的长度为做功永磁体高度的两倍以上，主体行腔骨架（1）外壁骨筋之间的节距和高度为缠绕电磁线线径的5～10倍。

3.根据权利要求2所述的直线往返直流变频发电装置，其特征在于：主体行腔骨架（1）外壁骨筋之间的节距S之间取1.5-2毫米，节距之间的线圈匝数根据用电器额定工作电压值来定，每节点之间的线圈匝数取20—25圈，线径取0.38-0.45毫米，磁电线圈的总匝数为1500-2000匝。

4.根据权利要求1、2或3所述的直线往返直流变频发电装置，其特征在于：在所述主体行腔骨架（1）外壁等间隔分布敷设有硅钢片（15），所述硅钢片宽度为10-20毫米，高度/长度和主体行腔的高度/长度相等，所述硅钢片采用厚度为0.5毫米的高磁通量硅钢片冲压成型，或者由高磁通量的材料铸压成形。

5.根据权利要求1、2或3所述的直线往返直流变频发电装置，其特征在于：主体行腔体内壁和做功永磁体之间留有小于0.5毫米的间隙，在所述主体行腔骨架（1）两端或其中一端设有永磁体往返助力/动力机构。

6.根据权利要求5所述的直线往返直流变频发电装置，其特征在于：所述永磁体往返助力/动力机构采用弹性位移转换构件，所述弹性位移转换构件包括设置在主体行腔任意一端的外力传导杆（7）、矢量切入块（9）、矢量位移传递杆（6）、复位拉簧（14）以及张力带（13），所述矢量位移传递杆（6）采用铰接连杆安装于主体行腔骨架（1）的一端，并在铰接点处与铰接连杆配合安装有平衡扭簧（10），所述铰接连杆两端各安装一个叶扇轮；所述复位拉簧（14）安装于主体行腔骨架（1）的另一端，张力带（13）的一端与复位拉簧（14）连接，分为两支路经永磁体空腔于分别穿过铰接连杆两端的叶扇轮与永磁体固定连接；所述矢量位移传递杆（6）通过力臂杆（11）与矢量切入块（9）匹配，所述力臂杆（11）与矢量切入块（9）衔接端部设有矢量滚压球（8）；所述矢量切入块（9）与外力传导杆(7)联动联接。

7.根据权利要求5所述的直线往返直流发电装置，其特征在于：永磁体往返助力/动力机构采用动力机械，和做功永磁体相连设有推动导杆以及活塞，所述推动导杆两端分别与做功永磁体和活塞铰接，所述活塞与动力机械联动联接。

8.根据权利要求5所述的直线往返直流变频发电装置，其特征在于：永磁体往返助力/动力机构采用行星轮外力传导机构，采用外力传导杆与由动力机构驱动的行星轮联接，所述外力传导杆的另一端与永磁体铰接，在主体行腔骨架（1）内永磁体另一侧设有复位弹簧，或者在外力传导杆同一侧设有使做功永磁体复位的拉簧。

9.根据权利要求5所述的直线往返直流变频发电装置，其特征在于：永磁体往返助力/动力机构采用转盘式外力传导机构，采用外力传导杆与由动力机构驱动的圆盘在圆盘圆周点铰接，所述外力传导杆内侧端与永磁体铰接；或者，在主体行腔骨架（1）内永磁体另一侧设有复位弹簧。

10.根据权利要求6、7、8或9所述的直线往返直流变频发电装置，其特征在于：在所述主体行腔骨架（1）外壁等间隔分布敷设有硅钢片（15），所述硅钢片宽度为10-20毫米，高度/长度和主体行腔的高度/长度相等，所述硅钢片采用厚度为0.5毫米的高磁通量硅钢片冲压成型。