CN115149769A - 一种永磁体磁场势能导出发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁体磁场势能导出发电机，属于电机技术领域。包括：定子、定子永磁体、导磁片、线包绕组、转子、转子永磁体、中心轴、等部件，特征是：应用永磁体磁场势能结构之间的磁通量变化感应发电，定子上装有定子永磁体、线包绕组，转子上装有转子永磁体，中心轴带动转子旋转，转子永磁体与定子永磁体之间连续产生、灭失永磁体磁场势能结构，产生连续的磁通量正、负变化，置于两者之间的线包绕组因磁通量变化感应发电。优点：发电机发电效率大于80％，节约能源，负载变化对动力供给设备的功率冲击钝化，利于动力供给设备平滑运转以节约能源，伴随永磁体、海尔贝克阵列磁组制造技术的提升，本技术方案的效益将进一步提升。

Description

一种永磁体磁场势能导出发电机

技术领域

本发明涉及一种永磁体磁场势能导出发电机，属于电机技术领域。

背景技术

发电机的形式很多，其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律，因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。

发电机的结构及工作原理通常由定子、转子、端盖、机座及轴承等部件构成，转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，产生电流做功。

在当前技术背景下，各种商用发电机一直沿用电磁力定律做切割磁力线运动发电，转子或定子预置永磁体或电磁装置，通过转子转动做切割磁力线运动做功发电，没有技术创新和突破，机械能转化为电能的效率低，无论是材料技术发展还是机械结构优化，目前的发电机发电效率通常能达到72％左右，需要一种新的技术方案提升发电机发电效率。

发明内容

本发明的目的是提高发电机发电效率。本发明创新应用永磁体磁场势能结构变化产生的巨大磁通量变化感应发电和永磁体吸引力、排斥力大致抵消降低转子旋转阻力的技术方案，提供一种永磁体磁场势能导出发电技术，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种永磁体磁场势能导出发电机，包括定子、线包绕组、右墙盖、转子、中心轴、定子永磁体、转子永磁体、锁紧螺母、深沟球轴承、左墙盖、内六角圆柱头螺钉、接线盒、导磁片，所述定子预设导磁片，所述导磁片上装有线包绕组，所述定子预留磁槽内安装有定子永磁体，定子内装有转子，所述转子预留磁槽内装有转子永磁体，转子中心孔内装入中心轴，锁紧螺母将转子与中心轴锁紧，动力输入，中心轴带动转子连续旋转，使定子永磁体和转子永磁体之间连续产生、灭失永磁体磁场势能结构，置于定子永磁体和转子永磁体之间的线包绕组因磁通量连续变化感应发电。

进一步的，所述定子内预留有若干相同、等距、呈圆周排列的导磁片，每个所述导磁片装有线包绕组，所述定子磁槽内装有若干相同、等距、呈圆周排列定子永磁体，定子内装有转子，所述转子内装有若干相同、等距、呈圆周排列的转子永磁体，所述转子安装在用于接收动力的中心轴上，中心轴带动转子在定子内连续旋转，定子永磁体与转子永磁体之间连续构建、灭失永磁体磁场势能结构，定子永磁体和转子永磁体之间产生连续、巨大的磁通量正负变化，置于之间的线包绕组因磁通量正负变化产生感应电动势发电。

进一步的，为增强永磁体磁场势能结构磁通量的变化量，定子永磁体和转子永磁体可以是钕铁硼永磁体、钐钴永磁体、铝镍钴永磁体等材质的强永磁体，也可以是海尔贝克磁组阵列等强永磁体阵列。

作为优选，转子永磁体部件数量与定子永磁体部件数量相同，转子永磁体部件和定子永磁体部件的磁极方向轴心偏转3度角，转子旋转时，发电机安装的全部永磁体产生磁场共振，磁极方向轴心偏转提升了***性能。

作为优选，定子永磁体部件的磁极全部N极指向轴心，转子永磁体部件的磁极N极S极交叉指向轴心，永磁体部件之间的吸引力、排斥力轴向抵消，减低转子旋转阻力，提高机械能转化为电能的效率。

进一步的，所述转子永磁体可以N极指向轴心，也可以S级指向轴心，以满足转子永磁体和定子永磁体的相互吸引力、排斥力抵消为条件，可以单机内安装的永磁体的吸引力、排斥力相互抵消，也可以应用多机同轴链接的方式相互抵消。

进一步的，所述定子永磁体与所述转子永磁体的吸引力、排斥力轴向抵消，也可以改变结构径向抵消，通过抵消永磁体的相互吸引力、排斥力，使转子在抵消永磁体之间的吸引力、排斥力的条件下旋转。

进一步的，所述线包绕组可以串联、并联、串并混联连接到接线盒，以满足不同的电压、电流、相位要求。

进一步的，所述定子，或所述转子可以多部件组合、且偏转一定角度，以实现多相发电或同步发电。

作为优选，所述定子的右侧安装有右墙盖，定子的左侧安装有左墙盖，右墙盖与左墙盖之间通过内六角圆柱头螺钉螺纹固定。

作为优选，所述右墙盖与左墙盖内部均安装有用于对中心轴支撑的深沟球轴承。

作为优选，所述左墙盖顶部安装有用于接通电路的接线盒，线包绕组接到接线盒，接线盒内接线端子连接负载、输出电能。

作为优选，所述中心轴外表面两侧开设有螺纹，中心轴上安装有锁紧螺母用于固定转子。

进一步的，在***中加入无刷电机控制***可以作为无刷电动机使用，永磁体磁力叠加电磁力以增强电动效率。

作为优选，所述定子永磁体部件的数量为十个，且十个所述定子永磁体部件的N极均指向中心轴，所述定子永磁体部件的磁极向轴心偏转3°，且所述定子永磁体部件与转子永磁体部件在磁极垂直时的直线间距为20mm。

综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

与现有技术相比，本发明抛弃传统的切割磁力线发电方式，通过转子永磁体与定子永磁体连续产生、灭失永磁体磁场势能结构产生的巨大磁通量变化，使置于两者之间的线包绕组磁电感应发电，转子永磁体和定子永磁体的吸引力、排斥力抵消，减少转子旋转阻力，永磁体磁极向轴心偏转，磁场共振减少转子阻力，从而提高机械能转化为电能的效率，发电机的发电效率大于80％，突破了传统发电机发电效率的极限，推广应用会节约能源，推动发电机制造技术升级换代，同时，伴随永磁体、海尔贝克阵列磁组制造技术的提升，本技术方案的效益将进一步提升。

附图说明

图1为本发明的发电装置剖面结构示意图；

图2为本发明的侧剖结构示意图；

图3为本发明的发电装置剖面结构轴测图；

图4为本发明的永磁体磁场势能结构示意图；

图5为本发明的永磁体磁场势能结构动态平衡与势能导出示意图；

图6为本发明的永磁体吸引力、排斥力轴向抵消结构示意图。

图中各标号的含义：1、定子；2、线包绕组；3、右墙盖；4、转子；5、中心轴；6、定子永磁体；7、转子永磁体；8、锁紧螺母；9、深沟球轴承；10、左墙盖；11、内六角圆柱头螺钉；12、接线盒；13、导磁片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例和说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

一种永磁体磁场势能导出发电机，如图1-图6所示，包括定子1，定子1内壁上安装有若干等距呈圆周排列的导磁片13，每个导磁片13绕设有线包绕组2，定子1内安装有若干等距呈圆周排列定子永磁体6，定子1内安装有转子4，转子4内安装有若干等距呈圆周排列的转子永磁体7，转子4安装在用于输出动力或用于接收动力的中心轴5上，中心轴5带动转子4在定子1内连续旋转，定子永磁体6与转子永磁体7连续构建、撤销永磁体磁场势能结构，置于定子永磁体6和转子永磁体7之间的线包绕组2因为连续的磁通量正负变化，产生感应电流发电。

参阅图2，在上述实施例中，线包绕组2设置有十个，五个为一组，共分为两组，且一组线包绕组2与另一组线包绕组2交叉分布，一组线包绕组2顺时针缠绕于定子1内串联，且另一组线包绕组2逆时针缠绕于定子1内串联。

进一步的，定子1的一侧安装有右墙盖3，定子1的另一侧安装有左墙盖10，右墙盖3与左墙盖10之间通过内六角圆柱头螺钉11螺纹固定，方便进行安装或拆卸，便于后期进行维修或保养。

具体的，右墙盖3与左墙盖10内部均安装有用于对中心轴5支撑的深沟球轴承9，左墙盖10顶部安装有用于接通电路的接线盒12，线包绕组2连接到接线盒12端子上，用于电流输入、输出。

此外，中心轴5外表面两侧有螺纹，且中心轴5上安装有用于固定转子4的锁紧螺母8。

值得说明的是，定子永磁体6和转子永磁体7均采用钕铁硼材质的强永磁体或海尔贝克磁组阵列的强永磁体阵列。

值得注意的是，定子1上安装的定子永磁体6部件数量、转子永磁体7的部件数量相同，定子永磁体采用磁极N极指向轴心或磁极S极指向轴心，转子永磁体7采用磁极N极S极交叉指向轴心，以使转子永磁体7和定子永磁体6的相互吸引力、排斥力抵消，本装置可以单机内永磁体的吸引力、排斥力相互抵消，也可以应用多机同轴链接相互抵消，定子永磁体6和转子永磁体7的磁极方向轴心偏转，通过永磁体的同步共振原理增强装置性能，所述定子永磁体6与所述转子永磁体7的的吸引力、排斥力轴向抵消，也可以改变结构径向抵消，通过抵消永磁体的相互吸引力、排斥力，使转子以最低的阻力旋转，从而高效导出永磁体磁场势能发电，在***中加入无刷电机控制***可以作为无刷电动机使用。

参阅图2，在上述实施例中，定子永磁体6安装有十个，且十个定子永磁体6的磁极N极均指向中心轴5，定子永磁体6的磁极方向偏轴心3°，转子永磁体7安装有十个，且十个转子永磁体7的磁极N极和S极交叉指向中心轴5，转子永磁体7的磁极方向偏轴心3°，定子永磁体6与转子永磁体7之间的相互吸引力、排斥力轴向抵消，再利用共振减少转子阻力，极大提高机械能、电能的转化效率。

本发明的永磁体磁场势能导出发电机的工作原理：在装置中预先构建多个可变化的永磁体磁场势能结构，各个永磁体磁场势能结构中有定子永磁体6、导磁片13，在导磁片13上缠绕漆包线形成线包绕组2，装置将各个独立的永磁体磁场势能结构布置在发电机***中，围绕中心轴5构建磁场势能动态平衡***，转子4上的转子永磁体7部件数量与定子永磁体6部件数量相同，转子永磁体7和定子永磁体6的磁极方向轴心偏转3度角，利用共振原理减少转子4旋转阻力，提高机械能、电能的转化效率，通过转子4转动，使各个永磁体磁场势能结构实现最小阻力的连续、循环进行构建、撤销、构建，使磁场势能结构产生连续的正、负磁通量变化，使置于之间的线包绕组磁电感应发电，从而在闭路电路中产生感应电动势和感应电流做功，将机械能转化为电能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种永磁体磁场势能导出发电机，包括：定子(1)、线包绕组(2)、右墙盖(3)、转子(4)、中心轴(5)、定子永磁体(6)、转子永磁体(7)、锁紧螺母(8)、深沟球轴承(9)、左墙盖(10)、内六角圆柱头螺钉(11)、接线盒(12)、导磁片(13)，其特征在于：所述定子(1)预设导磁片(13)，所述导磁片(13)上装有线包绕组(2)，所述定子(1)预留磁槽内安装有定子永磁体(6)，定子(1)内装有转子(4)，所述转子(4)预留磁槽内装有转子永磁体(7)，转子(4)中心孔内装入中心轴(5)，锁紧螺母(8)将转子(4)与中心轴(5)锁紧，动力输入，中心轴(5)带动转子(4)连续旋转，使定子永磁体(6)和转子永磁体(7)之间连续产生、灭失永磁体磁场势能结构，置于定子永磁体(6)和转子永磁体(7)之间的线包绕组(2)因磁通量连续变化感应发电。

2.根据权利要求1所述的一种永磁体磁场势能导出发电机，其特征在于：所述定子(1)上可以安装多片定子永磁体(6)，可以安装多片导磁片(13)，可以安装多个线包绕组(2)，所述转子(4)内可以安装多片转子永磁体(7)。

3.根据权利要求1所述的一种永磁体磁场势能导出发电机，其特征在于：所述定子(1)上安装的定子永磁体(6)可以全部是N极指向轴心，也可以是全部S极指向轴心。

4.根据权利要求1所述的一种永磁体磁场势能导出发电机，其特征在于：所述定子永磁体(6)和转子永磁体(7)可以是钕铁硼等材质的强永磁体，也可以是海尔贝克磁组阵列等强永磁体阵列。

5.根据权利要求1所述的一种永磁体磁场势能导出发电机，其特征在于：所述转子永磁体(7)可以N极指向轴心，也可以S级指向轴心，以满足转子永磁体(7)和定子永磁体(6)的相互吸引力、排斥力抵消为条件，可以单机内永磁体的吸引力、排斥力相互抵消，也可以应用多机同轴链接的方式相互抵消。

6.根据权利要求1所述的一种永磁体磁场势能导出发电机，其特征在于：所述定子永磁体(6)部件的设置数量与所述转子永磁体(7)部件的设置数量相等，且所述的定子永磁体(6)和转子永磁体(7)的磁极方向轴心偏转，通过永磁体的同步共振原理增强装置性能。

7.根据权利要求1所述的一种永磁体磁场势能导出发电机，其特征在于：所述定子永磁体(6)与所述转子永磁体(7)的吸引力、排斥力轴向抵消，也可以改变结构径向抵消，通过抵消永磁体的相互吸引力、排斥力，使转子在抵消永磁体之间的吸引力、排斥力条件下旋转。

8.根据权利要求1所述的一种永磁体磁场势能导出发电机，其特征在于：所述线包绕组(2)可以串联、并联、串并混联连接到接线盒(12)，以满足不同的电压、电流、相位要求。

9.根据权利要求1所述的一种永磁体磁场势能导出发电机，其特征在于：所述定子(1)，或所述转子(4)可以多部件组合、且偏转一定角度，以实现多相发电、电动。

10.根据权利要求1所述的一种永磁体磁场势能导出发电机，其特征在于：在***中加入无刷电机控制***可以作为无刷电动机使用。

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