提出了一种感应发电器(200；301)，其具有用于产生永磁场的磁体机构(204；304)、呈环形的线圈(206；306)、弹簧元件(228；328)和被永磁场穿过的空气通道(212；312)，其中，磁体机构(204；304)包括第一极区段(208；308)、第二极区段(210；310)和布置在第一极区段(208；308)与第二极区段(210；310)之间的磁体(214；314)，线圈(206；306)与弹簧元件(228；328)连接，并且可运动地布置在空气通道(212；312)中，并且弹簧元件(228；328)构造用于响应于线圈(206；306)的偏置地引起线圈(206；306)在空气通道(212；312)内横向于在空气通道(212；312)里面的永磁场的磁通量(222；322)的振荡运动(224)，其特征在于，空气通道(212；312)具有环形形状，并且构造用于全面地接收呈环形的线圈(206；306)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种感应发电器和一种在使用感应发电器时用于生成电流的方法。
技术介绍
已经公知的例如在无线开关中使用的电磁式的能量转换器基本上总是利用同一原理。通过具有恒磁体的磁体系统的运动或者磁芯本身的运动造成在磁路中突然的磁通量变化，由此，借助感应在静止地位于磁芯上的线圈中产生了电能。在切换过程期间，系统通常利用了对磁路的完整的磁性换极。DE 101 12 072 Al公开了一种具有操作器件的开关元件，该操作器件经由杠杆机构以如下方式与开关元件的能量转换器有效连接，即，操作器件的运动可以传递到能量转换器上。由此，能量转换器将投入用来操作操作器件的机械能中的至少一部分转换为电能。
技术实现思路
在该背景下，根据独立权利要求提出了一种经改进的感应发电器和一种用于生成电流的改进的方法。有利的设计方案从从属权利要求和随后的描述中得到。关于感应发电器，从如下关系中计算电能:Ee= En-EvEv= E vn+Evng+Eve在此适用的是:Ee=电能Em=机械能Ev =损耗能量Evm =机械损耗能量Evmg=磁损耗能量Eve =电损耗能量除了如下事实以外，S卩，当针对能量转变，发电器的线圈代替明显更重的磁体系统运动时，感应发电器的功率可以明显得到改善，如下认识尤为重要，即，当为了产生电流，将尽可能大部分的线圈的绕组周边暴露于磁场时，感应发电器的效率还可以很大程度上得到改善。例如，将所有的、几乎所有的、大于四分之三或大于三分之二的线圈的绕组周边暴露于磁场。因此也就可以实现有效减少在绕组区域中的阻抗损耗并且进而实现更好的能量输出。利用在此提出的设计方案可以将如下两种情况以组合的方式实施，即，线圈代替磁体系统运动以及线圈尽可能全面地遍布磁场，并且实现高效的感应发电器。根据在此提出的专利技术的实施形式设计的感应发电器例如适用于应用在具有扁平的结构形式的器具中，例如无线墙壁开关，如灯光开关或类似的安装式开关，其中，操作方向应该垂直于结构指向。在在此提出的设计方案中也就可以取消力导入的附加的机械转向。因此可以实现进一步的效率提尚。如下关系适用于动能或运动能:Ekin.= 0.5 XmX V 2在此适用的是:Ekin.=动能m =质量V =速度发电器的电能如下进行计算:Eel.= U2X t/R在此适用的是:Eel.=电能U =电压t =时间R=电阻V^U因此更有意义的是，投入对速度或电压的提高来代替对质量或时间的提高，尤其考虑到如下事实，即，由于自然条件，对铁磁路中的磁通量密度的静磁性的提升仅能够实现至一定的度，这是因为最好的软磁性的材料也仅可以完成大致2.4T的最大的磁通量密度。明显想要达到的是，将磁通量密度或磁场保持得尽可能的高；基于成本的原因，磁通量密度例如可以选定在1.8至2.0T的范围内(Fe、FeSi)。线圈阻抗的减少可以额外地有利促进能量获取。根据本专利技术的实施形式，在电磁式的能量转换中，通过如下方式可以决定性地对效率进行改进，即，取消铁磁路的相对重的元件，亦即，磁体元件或磁芯，在短的行程上尽可能快地加速，并且在循环结束时尽可能快地制动。利用在此提出的设计方案，现在可以转化最大部分的否则在冲撞中未被利用地消耗掉的能量。附加地，可以减少噪音生成，并且延长发电器的使用寿命。在这里提出的感应发电器的高效率尤其是归因于如下事实，即，不再需要用于加速相对来说难以运动的磁体系统的力。作为辅助效果，也消除了在对可运动的部件线性支承中的机械损耗以及由于相对来说低的固有频率导致的如下的危险，即，系统在与结合实际的震动频谱中处于不期望的谐振的状态下并且产生能量，这在无线开关中可能导致产生不期望的无线信号。根据在此提出的情况成为多余的是，对与感应线圈共同作用的磁芯或线圈芯完全换极。这样就不必遭受或仅遭受很小的磁损耗。根据本专利技术的实施形式设计的感应发电器不需要减小效率的传动装置，并且不具有在机械上容易发生故障的复杂的结构。根据在此提出的设计方案设计的感应发电器，可以将例如对于自给式的无线系统是重要的最佳的机电式的能量转换器的所有标准集于一体。属于此的有结构空间小、能量密度高、效率高、激活行程短、激活力小、噪音生成少、能量大小尽可能恒定、与操作速度无关的性能、相对于温度变化的稳定性、机械稳定性以及制造成本少。所述的情况满足了如下自给式的无线系统的越来越高的需求，这些自给式的无线系统能够以高的发射功率和多次重复性实现昂贵的无线协议，如KNXRF、ZigBe, BluetoothLow Energy或W-LAN。这只有利用性能极为卓越的发电器(0.7至2mW)才能够实现。将所公知的能量转换器的简单的变大在此不是主要目标，这是因为由于继续提升的操作力和规格以及增加的噪音生成，所以将这种系统的可操纵性被排除在外或非常困难。随后描述的感应发电器可以用于这种在结构形状小的情况下需要大的能量输出的应用领域。一种感应发电器，其具有用于产生永磁场的磁体机构、呈环形的线圈、弹簧元件和被永磁场穿过的空气通道，其中，磁体机构包括第一极区段、第二极区段和布置在第一极区段与第二极区段之间的磁体，线圈与弹簧元件连接，并且可运动地布置在空气通道中，并且弹簧元件构造用于响应于线圈的偏置地引起线圈在空气通道内的横向于在空气通道里面的永磁场的磁通量的振荡运动，其特征在于，空气通道具有环形形状，并且构造用于全面地接收呈环形的线圈。感应发电器或者说电发生器指的是构造用于借助电磁感应产生电流或电压的设备。此类的感应发电器例如可以结合例如用于接通和关闭照明装置的自给式的无线开关使用。磁体机构的部件例如可以具有铁、钴、镍或铁氧体或由这些金属的多个构成的合金，并且构造用于形成静态的磁场、永磁场。磁体机构可以一件式地形成，从而第一极区段、第二极区段和位于它们之间的磁体在外部不会形成磁体机构的可辨认的各个区域。这些区域之间的过渡在此可以是畅通无阻的，其中，第一或第二极区段可以形成北极，相应另一极区段可以形成磁体机构的南极。磁体的各一半可以配属于磁体机构的北极区域和南极区域。替选地，磁体机构也可以多件式地形成。根据该实施形式，磁体可以构造为独立的具有北极和南极的恒磁体或者说永磁体。第一和第二极区段例如可以由各一个极片(poIschuh)形成，其中，其中一个极片与磁体的南极邻接地布置，而另一极片可以与磁体的北极邻接地布置。极片可以由具有高的导磁性的材料，例如铁制成。极片可以通过磁体的相应邻接的极的极性进行磁化，并且磁体的磁场线可以以限定的形式出现。尤其地，第一和第二极区段可以具有不同的大小和形状。此外，空气通道的环形形状可以呈圆形或有棱角地，例如呈矩形、呈三角形或呈四边形地延伸。空气通道可以具有底部、内壁和与内壁对置的外壁。空气通道的底部可以平行于感应发电器的由第一极区段形成的基本面地延伸。空气通道可以向上敞开，或者通过通道覆盖件覆盖。空气通道的横截面可以持续地保持相同。永磁场的磁通量(根据磁体的极性)可以从空气通道的内壁向外壁延伸，或者相反地从空气通道的外壁向内壁延伸。呈环形的线圈可以是由一个或多个电导体(例如铜丝)构成的绕组。尤其地，(匹配于空气通道的规格的)线圈的环形形状的成型可以相应于呈环形的空气通道的环形形状，从而使线圈优选可以均等地，与空气通道的壁和底部间隔开地布置本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种感应发电器(200；301)，其具有用于产生永磁场的磁体机构(204；304)、呈环形的线圈(206；306)、弹簧元件(228；328)和被所述永磁场穿过的空气通道(212；312)，其中，所述磁体机构(204；304)包括第一极区段(208；308)、第二极区段(210；310)和布置在所述第一极区段(208；308)与所述第二极区段(210；310)之间的磁体(214；314)，所述线圈(206；306)与所述弹簧元件(228；328)连接，并且能运动地布置在所述空气通道(212；312)中，并且所述弹簧元件(228；328)被构造用于响应于所述线圈(206；306)的偏置地引起所述线圈(206；306)在所述空气通道(212；312)内的横向于在所述空气通道(212；312)里面的所述永磁场的磁通量(222；322)的振荡运动(224)，其特征在于，所述空气通道(212；312)具有环形形状，并且被构造用于全面地接收所述呈环形的线圈(206；306)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华·鲁夫，
申请(专利权)人：ZF腓德烈斯哈芬股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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