CN203301336U - 波浪能和振动能发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种波浪能与振动能发电机，发电机的磁路由定子16与动子11组成，包含有线圈、铁芯和永磁体；箱体8为发电机的壳体；定子16直接被连接杆9固定于箱体8上；动子11上固定有连接板14上，连接杆13两端分别固定在盛有配重物体的容器12和连接板14上，将容器12与动子11连接固定在一起；弹性材料10两端分别固定在动子的连接板14与箱体8上，将动子11与定子16和箱体8连接在一起，动子11在外力与自身惯性力和弹性材料10的作用下，与定子16发生往复运动，定子与动子的线圈里产生电流。本实用新型发电机结构简单，将振动及波浪能直接一次转化成电能。可广泛用于桥梁危害检测以及振动能与波浪能发电。

Description

波浪能和振动能发电机

技术领域

本实用新型涉及一种发电机。尤其是将生活中的振动能量及海洋中的波浪能更为有效地转化成电能的发电机。 

背景技术

波浪能发电方式很多，但都必须使用现在传统的发电机将波浪能转化成电能。 

发电机是将其他形式的能源转化成电能的机械设备。目前最主流的是旋转发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。发电时，要求转子在定子中高速旋转，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，便产生了电流。 

还有就是直线电机，直线电机就是把一台旋转运动的发电动机沿着半径的方向剖开，并且展平，这就成了一台直线发电动机。在直线发电机中，相当于旋转发电机定子的，叫初级；相当于旋转发电机转子的，叫次级。永磁往复式直线发电机用永磁体提供磁场，与旋转的永磁发电机一样，直线发电机的永磁体也是装在运动件上，线圈在硅钢材料的定子铁芯中。其原理也是导线运动切割磁力线，从而在线圈产生感应电势，在线圈回来中产生电流。 

以上这两种发电方法，是现在主宰发电市场传统主流发电方法，发电运行条件要求限制较多，对于生活中非连续的周期地振动能量及海洋中的波浪能量转化成电能，不是很理想及有效的能量转化方式。 

发明内容

本实用新型公开了一种结构简单的新型发电机构体，不用发电部件地高速运转使导线来切割磁力线，而是通过组成发电机的两磁路部件，在振动或起伏波浪环境中地相对往复运动来改变磁路的磁阻或磁势，进而改变线圈内的磁通量强度，在发电机线圈内产生电流的一种发电方法，发电机的结构更适合于波浪能与振动能地转化，能提高波浪能与振动能地发电效益。 

本专利所阐述的发电构造，其原理部分外形就如同变压器，与变压器不同的是，在闭合的导磁性材料中，有永磁体的存在，永磁体与导磁性材料铁芯（如矽钢片）组成了磁路，并且磁路分成了可以闭合及分开运动的两部分，以及其他如 弹性材料、箱体等所有部分组成了发电体。 

将波浪能或振动能量一次转化成电能的发电结构是这样的：由线圈、铁芯及永磁体组成闭合的磁路置于箱体中，首先将磁路分成两段，分成两段的磁路分离面间的磁力为磁吸引力时，在磁路两段分开的过程中，磁路中空气间隙增大，空气的磁阻远远大于铁芯的磁阻，在永磁体性能一致时，这时磁阻的巨大增加使磁路中的磁通量发生巨大地变化，铁芯上的线圈便有巨大电流地产生。再将磁路两段接近闭合地过程中，磁路中的磁阻减小，铁芯线圈内磁通量增大，铁芯上线圈同样也有电流产生。 

将分成两段的磁路，分别称为动磁路与静磁路，将动磁路称为动子，静磁路称为定子，动子与定子共同组成发电机芯。定子与箱体直接固定在一起。动子与箱体用弹性材料连接，在外力及自身惯性力与弹性材料作用下能与箱体和定子做相对往复运动。 

组成磁路的动子及定子，即为发电机芯。其可同时具有线圈、铁芯和永磁体；也可分别具有线圈、铁芯或永磁体中的一部分。但整个磁路必须有线圈、铁芯和永磁体三部分。 

将定子、动子与箱体组成的发电体放置于漂浮体上在海洋波浪的环境里或在振动的环境里，由于外界力的作用，定子与箱体同向运动。在动子本身的重力小于与定子接触面间的磁吸引力时，除磁吸引力外再无其他外力直接作用在动子上，动子被磁力和定子吸在一起。 

为了能使动子在定子随壳体向上运动时，不被磁力吸引而随定子一起同向运动，这时可给动子上再配加其它重力，给动子上连接容器，盛装金属块及石块等廉价实用的配重物，使作用在其上的力能与定子两接触面间的磁吸引力形成平衡，这样只要有外力，动子与定子便可分离，两者做相对的往复运动，线圈中便产生电流，这样发电体便将振动能量或海洋里的波浪能一次性持续地转化成电能。 

定子也可通过连接杆或连接板被固定于箱体上，随箱体同步运动； 

动子固定在连接板上，连接杆两端分别固定在容器和固定动子的连接板上，将容器与动子连接固定在一起； 

动子两端也可直接固定在连接板与容器上； 

弹性材料两端分别连接在固定有动子的连接板与固定有定子连接板或箱体上，将动子与箱体或定子连接板连接在一起，动子在外力或自身惯性力和弹性材料的作用下，与定子发生往复运动。 

其次，将磁路分成两段时，若两段磁路分离面的磁力为斥力时，这时两段磁路的接近会是磁路铁芯上的磁势减小，由于磁势地减小，线圈内发生磁通量的减小变化，线圈内因而也就有电流的产生。 

在两段磁路分开的过程中，磁路铁芯上的磁势发生不断增大，由于磁势的增大，线圈内发生磁通量的增大变化，线圈同时也就有电流的产生。同样，通过给动子配重，以使其产生最好的发电效果。 

附图及附图说明 

图1为发电机芯立体原理图1。 

图2为发电机实施例1图。 

图3为发电机实施例2图。 

图4为发电机实施例3图。 

附图中：1－线圈、2－铁芯、3－永磁体、4－铁芯2与铁芯6的分离面、5－线圈、6－铁芯、7－永磁体、8－箱体、9－连接杆、10－弹簧、11－动子、12－容器、13－连接杆、14－连接板、15－导轨、16－定子、17－定位套、18－连接板。 

具体实施方式

图1为发电机芯立体原理图1。 

如图1中线圈1，铁芯2，永磁体3组成了发电机芯的定子。线圈5，铁芯6，永磁体7组成了发电机芯的动子。此图中发电机芯动子及定子均包含线圈、铁芯、永磁体三部分，在动子与定子的分离面4不断地接近与远离时，线圈5与线圈1中的磁通量与磁感应强度发生变化，两个线圈中都有电流的产生。 

图2为发电机实施例1。 

图2中采用发电机芯立体原理图1的发电方式，定子16与动子11间的磁作用力为磁吸引力。线圈、铁芯、永磁体组成的定子16用连接杆9被直接固定在箱体8的上端，随箱体8同步同向移动。线圈、铁芯、永磁体组成的动子11上固定有连接板14，连接板14上连接有弹簧10、连接杆13及定位轨道15各两个， 弹簧10是拉簧与箱体8的上端相连，连接杆13连接下面的容器12，定位轨道15穿过连接板14与箱体8上端直接固定，定位轨道15是限制固定动子的连接板14仅能上下运动，其作用是限制动子11仅能相对于定子16上下运动。容器5里可以装有配重的物体，如金属块或者是石头等其他配重物，通过连接杆13与固定动子11的连接板14相连，和动子11连接固定在一起，使所有连接并作用在动子11上的重力能与动子11和定子16两分离面间的磁吸引力形成平衡力。这点是最重要因素之一，配重物重力的大小必须与动子11与定子16间的磁吸引力形成平衡力，这时，动子11与定子16间的合力为零，箱子8只要上下运动，动子11与定子16就会分开。配重物重力过大及过小，都将影响动子11与定子16地分开及接近闭合。再之，弹簧10参数的选择是重要因素之二，弹力过大，动子11与定子16不能分离。弹力过小，动子11与定子16分开后不能回位，都会导致动子11与定子16不能持续地分开与接近。 

将实施例1的发电机整体放置于振动环境中或放置于一漂浮体上，漂浮于海洋波浪的环境上，发电机整体可与水不直接接触，这样在此起彼伏的海洋里，其线圈里有电流产生持续。 

图3为发电机实施例2。 

图3中采用发电机芯立体原理图1的发电方式，定子16与动子11间的磁作用力为磁吸引力。将装配重物的容器12放在了箱体8上面，连接杆13穿过定位套17及箱体8上端分别与容器12和固定动子11的连接板14固定，将容器12与动子11连接固定。连接杆9与定子16和箱体8上端固定，将定子16与箱体8固定连接在一起，使定子16随箱体8同步同向运动。定位套17与箱体8上端相固定，限制连接杆13仅能上下运动。给容器12加装配重物，平衡定子16与动子11分里面间的磁吸引力，箱体8在振动与波浪起伏的环境里，动子11在自身的惯性力与弹簧10的作用下，与定子16发生相对往复运动，动子与定子线圈里产生电流。 

图4为发电机实施例3。 

图4采用发电机芯立体原理图1的发电方式，两磁路分离面磁力是斥力的情况。即动子11与定子16两分离面的磁力是斥力，连接杆13穿过定位套17及箱体8上端分别与容器12和动子11直接固定连接，将容器12与动子11连接固定 于一起。定子16与连接板18固定连接，并直接和箱体8底端固定在一起，随箱体8同步同向运动。动子11与连接板14连接固定，弹簧10为压簧，连接固定在连接板14与连接板18之间，将动子11与箱体8及定子16连接在一起。容器12盛装配重物，使动子及配重物的重量等于或大于弹簧10的初始载荷，箱体8在振动与波浪起伏的环境里，动子11在自身的惯性力与弹簧10及动子与定子间的斥力下，与定子16发生相对往复运动，动子11与定子16线圈里产生电流。 

弹簧10参数的选择是依据波浪浪高或振动振幅的大小以及磁路间斥力的大小来确定定，配重物的加入使发电效益达到最佳。 

Claims (3)

1.一种波浪能和振动能发电机，发电机的磁路由定子(16)与动子(11)组成，动子(11)和定子(16)包含有线圈、铁芯和永磁体； 

定子(16)通过连接杆(9)及连接板(18)被固定连接于箱体，箱体(8)为发电机的壳体； 

动子(11)被固定于连接板(14)，弹性材料(10)两端分别固定连接在连接板(14)与箱体(8)上，动子(11)在弹性材料(10)及外力地作用下能与定子(16)进行相对运动。 

2.根据权利要求1所述波浪能和振动能发电机，其特征是组成发电机磁路的定子(16)与动子(11)可分别同时具有线圈、铁芯和永磁体，也可分别具有线圈、铁芯或永磁体三者之中的一部分，但整个磁路必须有线圈、铁芯和永磁体三部分。 

3.根据权利要求1所述波浪能和振动能发电机，其特征是可给动子(11)增加附加力，即配力，以平衡定子(16)与动子(11)两分离面间的磁力,以使动子(11)在发电体整体置于振动的环境中或起伏的波浪里时，能在自身惯性及弹性材料的作用下相对于定子(16)发生相对往复运动。 

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