CN201263119Y - 高效直线发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高效直线发电机包括同极铆合永磁体组(1)、线圈(2)、导磁屏蔽体(3)。本实用新型克服了现有技术的直线发电机存在发电效率低下，磁场外泄的不足，采取压缩、正交、集束屏蔽永磁体磁力线的技术方案，所提供的一种高效直线发电机，最大限度利用了永磁体的磁场强度作用于发电，达到使直线发电机提高发电效率，杜绝磁场外泄的目的。

Description

高效直线发电机

技术领域

本实用新型涉及一种发电机，具体是指利用往复运动如，升降运动、摆动、振动发电的一种高效直线发电机。

背景技术

现有技术的直线发电机，参阅图3，是由外壁用绝缘导线密绕上成螺旋管式线圈的一个非金属薄壁直管和置于直管腔中可直线往复窜动的一只独个的永磁体01构成。当直管在外力的作用下作如升降、摆动、振动的运动时，永磁体与直管腔就会发生相对的直线往复运动，此时，永磁体的磁力线4掠过线圈，(或者说线圈运动中切割永磁体的磁力线)在线圈导线二端产生感生电动势；根据法拉第电磁感应定律，线圈“感生电动势的大小等于磁感应强度B，导线的长度L，运动速度V以及这三者之间每个夹角的正弦的乘积”，从图3得知，永磁体呈椭圆状闭合的磁力线与导线的夹角多小于90°，即，其正弦值小于“1”；同时，闭合的磁力线呈扩散分布，除了作用在线圈导线上的有效磁感应强度(磁密)被减弱以外，外泄的磁力线还会对外界电子产品产生磁场干扰，因此，现有技术的直线发电机存在发电效率低下，磁场外泄的不足。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题与不足，本实用新型采用压缩、正交、集束屏蔽永磁体磁力线的技术方案，提供一种高效直线发电机，旨在最大限度利用永磁体的磁场强度作用于发电，达到使直线发电机提高发电效率，杜绝磁场外泄的目的。

本实用新型的目的是这样实现的：高效直线发电机包括同极铆合永磁体组、线圈、导磁屏蔽体，其中：所述的同极铆合永磁体组为将二只中心有孔的圆柱形或多边柱形的永磁体的同极压合在一起，用非导磁材料制成的芯棒穿过中心孔，将其组合固定铆合在一起的组件；所述的线圈为在非金属材料制成的薄壁圆柱形或多边柱形直管骨架的外壁上，用绝缘导线密绕呈螺旋管式的线圈部件，且直管骨架的口径略大于同极铆合永磁体组柱体的外径；所述的导磁屏蔽体为，用软磁铁氧体材料制成的圆柱形或多边柱形直管部件，且口径略大于线圈的外径。

各部件相互位置及关系

同极铆合永磁体组置于线圈直管骨架腔内，导磁屏蔽体固定套在线圈外。

工作原理

当线圈和导磁屏蔽体在外力的作用下作如升降、摆动、振动的运动时，同极铆合永磁体组在线圈的骨架腔内就会产生相对的直线往复运动，此时，同极铆合永磁体组的磁力线掠过线圈，(或者说线圈运动中切割永磁体的磁力线)在线圈的二端产生感生电动势；由于同极铆合永磁体组的磁力线，在其同极压合的接合部，二组磁力线因同极相斥，而被密集压缩；由于导磁屏蔽体的设置，二组磁力线被集束引导变形为近似矩形的闭合场，正交垂直穿过线圈导线，因此，根据法拉第电磁感应定律，线圈“感生电动势的大小等于磁感应强度B，导线的长度L，运动速度V以及这三者之间每个夹角的正弦的乘积”，几乎所有穿过导线的磁力线，与导线的夹角都等于90°，即，其正弦值等于“1”，被密集压缩的磁力线，增强了作用在线圈导线上的有效磁感应强度(磁密)，即使一小点振动都会在线圈的二端产生较大的感生电动势，通过负载回路产生较大的感生电流，从而大大提高了发电效率；导磁屏蔽体采用的软磁铁氧体材料，具有极强的磁导率、极小的矫顽力与很大的电阻率，由于磁场是闭合场，磁力线总是倾向走最短的磁路，具有极强磁导率的软磁铁氧体材料(又称磁短路材料)就是最短的磁路，从而引导集束磁力线变形正交垂直穿过线圈，使外泄的磁力线微乎其微，彻底消除了对外界电子产品的磁场干扰；同时，“极小的矫顽力”保证了无剩磁对同极铆合永磁体组的运动产生磁阻尼，“很大的电阻率”最大限度地减小了涡流损耗(又称铁损)。

有益的设计

利用本实用新型的技术方案可涉及许多适合于不同用途和场合的直线发电装置和***的变形设计，如：LED自发电手电筒、振动式自发电手机(印刷式线圈)、由随海浪起伏升降的浮桶拉动永磁体组在锚定的直管线圈腔中作升降运动发电的海浪发电***、由风叶驱动的曲轴带动永磁体组在套有导磁屏蔽体的直管线圈腔中作往复运动发电的风力发电***等，都应纳入本实用新型的保护范围。

综上所述，本实用新型的压缩、正交、集束屏蔽永磁体磁力线的技术方案，克服了现有技术的直线发电机存在发电效率低下，磁场外泄的不足，所提供的一种高效直线发电机，最大限度利用了永磁体的磁场强度作用于发电，达到使直线发电机提高发电效率，杜绝磁场外泄的目的。

附图说明

图1是本实用新型的高效直线发电机的结构原理图；

图2是本实用新型的高效直线发电机的同极铆合永磁体组部件结构原理图；

图3是现有技术的直线发电机的结构原理图。

下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步详细说明，但不应理解为对本实用新型的任何限制。

图中：同极铆合永磁体组 1、铆合芯棒 11、线圈 2、直管骨架 21、导磁屏蔽体 3、磁力线 4、永磁体01。

具体实施方式

参阅图1、图2，本实用新型的一种高效直线发电机包括同极铆合永磁体组1、线圈2、导磁屏蔽体3，其中：所述的同极铆合永磁体组1为将二只中心有孔的圆柱形或多边柱形的永磁体01的同极压合在一起，用非导磁材料制成的芯棒11穿过中心孔，将其组合固定铆合在一起的组件；所述的线圈2为在非金属材料制成的薄壁圆柱形或多边柱形直管骨架21的外壁上，用绝缘导线密绕呈螺旋管式的线圈部件，且直管骨架21的口径略大于同极铆合永磁体组1柱体的外径；所述的导磁屏蔽体3为，用软磁铁氧体材料制成的圆柱形或多边柱形直管部件，且口径略大于线圈2的外径。

各部件相互位置及关系

同极铆合永磁体组1置于线圈2直管骨架21腔内，导磁屏蔽体3固定套在线圈2外。

工作原理

当线圈2和导磁屏蔽体3在外力的作用下作如升降、摆动、振动的运动时，同极铆合永磁体组1在线圈2的骨架腔内就会产生相对的直线往复运动，此时，同极铆合永磁体组1的磁力线4掠过线圈，(或者说线圈运动中切割永磁体的磁力线)在线圈的二端产生感生电动势；由于同极铆合永磁体组1的磁力线4，在其同极压合的接合部，二组磁力线4因同极相斥，而被密集压缩；由于导磁屏蔽体3的设置，二组磁力线4被集束引导变形为近似矩形的闭合场，正交垂直穿过线圈2导线，因此，根据法拉第电磁感应定律，线圈“感生电动势的大小等于磁感应强度B，导线的长度L，运动速度V以及这三者之间每个夹角的正弦的乘积”，几乎所有穿过导线的磁力线4，与导线的夹角都等于90°，即，其正弦值等于“1”，被密集压缩的磁力线4增强了作用在线圈2导线上的有效磁感应强度(磁密)，即使一小点振动都会在线圈2的二端产生较大的感生电动势，通过负载回路产生较大的感生电流，从而大大提高了发电效率；导磁屏蔽体3采用的软磁铁氧体材料，具有极强的磁导率、极小的矫顽力与很大的电阻率，由于磁场是闭合场，磁力线4总是倾向走最短的磁路，具有极强磁导率的软磁铁氧体材料(又称磁短路材料)就是最短的磁路，从而引导集束磁力线4变形正交垂直穿过线圈2，使外泄的磁力线4微乎其微，彻底消除了对外界电子产品的磁场干扰；同时，“极小的矫顽力”保证了无剩磁对同极铆合永磁体组1的运动产生磁阻尼，“很大的电阻率”最大限度地减小了涡流损耗(又称铁损)。

Claims (2)

1、高效直线发电机包括同极铆合永磁体组(1)、线圈(2)、导磁屏蔽体(3)，其特征在于：所述的同极铆合永磁体组(1)为将二只中心有孔的圆柱形或多边柱形的永磁体(01)的同极压合在一起，用非导磁材料制成的芯棒(11)穿过中心孔，将其组合固定铆合在一起的组件；所述的线圈(2)为在非金属材料制成的薄壁圆柱形或多边柱形直管骨架(21)的外壁上，用绝缘导线密绕呈螺旋管式的线圈部件，且直管骨架(21)的口径略大于同极铆合永磁体组(1)柱体的外径；所述的导磁屏蔽体(3)为，用软磁铁氧体材料制成的圆柱形或多边柱形直管部件，且口径略大于线圈(2)的外径。

2、根据权利要求1所述的高效直线发电机，其特征在于：所述的各部件相互位置及关系为，同极铆合永磁体组(1)置于线圈(2)直管骨架(21)腔内，导磁屏蔽体(3)固定套在线圈(2)外。

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