一种永磁体振动发电电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种永磁体振动发电电池，采用多级磁动子并在级间加装导磁垫片,导磁垫片同时连接两个磁极的N极或S极，用以优化气隙磁导的结构,增强气隙磁场和空间磁场；磁动子在线圈套筒中运动交替穿过粘黏在套筒上的线圈时，能使各级线圈获得大的磁通变化率，提高感应电动势。套筒两端有永磁体作为磁弹簧的端盖，使动子处于欠阻尼状态，利用自身重力和惯性力与磁场力的相互作用，动子做振幅减小的周期振动，使磁通变化持续时间更长，提高能量利用率。端盖外侧连带有调节电路，将发电部分和电池外壳上储能电池连接在一起，并防止储能电池反向向线圈供电。永磁体振动发电电池具有结构简单、经济实用的特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种发电电池，具体地说，涉及一种可收集微小振动能量并进行动能电能转化的电池。
技术介绍
深圳易通公司提出了一种电池，采用在标准电池大小的塑料壳体内部安置排列有定子线圈套筒形成双层筒壁结构，在线圈套筒内部放置磁动子，动子往复穿过线圈，得到交变的电动势能，经整流升压后储存到电容中，以供应外接负载。但其仅采用单一磁级的磁动子结构，磁动子气隙磁场弱，感生电动势低。电池的电路部分及外置装置上无聚能结构，储能电池会反向向线圈放电，造成电能的快速损耗。所以不管有无外接负载，其储能电容都会反向向电子线圈绕组放电，造成输出电压迅速下降。且其磁动子仅能作强阻尼振动，仅有一次往复运动，对于振动能量的收集效率低。同时这种设计将振动发电机和储能电容分置于两个电池筒体中，即一个电池筒用于发电，另一个用于储能和对外输出，二者之间通过导线相连，结构脆弱易断，占用空间大；且电容输出不稳定，随时间增长电压急剧下降。
技术实现思路
为了避免现有技术存在的不足,本技术提出一种永磁体振动发电电池。该永磁体振动发电电池能收集离散动能并将其转化为电能，成本低，节能环保，且可直接替换现有标准型号化学电池，实用性好。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:包括磁动子、定子线圈、导磁垫片、磁弹簧端盖、圆管套筒、储能纽扣电池、调节电路、电池壳体，其特征在于所述磁动子由多个短圆柱形永磁体与多个导磁垫片轴向同心吸合而成，且导磁垫片同时连接两个磁极的N极或S极，磁动子固定在圆管套筒内；所述定子线圈由多个线圈串联嵌套在圆管套筒上，每级线圈的接线头与上级线圈接线尾连接，定子线圈与圆管套筒间隔1mm，各线圈间距为1mm；磁弹簧端盖通过安装边粘黏在圆管套筒两端，与磁动子相对的一面磁性相斥，用于提供磁动子震动时的反向斥力；磁弹簧端盖外侧连带有调节电路，用于将发电部分和电池壳体内置的储能纽扣电池连接在一起；所述电池壳体两端采用正极、负极导电片，由调节电路接出的直流正负极线焊接在导电片上。所述电池壳体采用聚酯塑料。所述磁动子的永磁体采用N52型磁铁。所述磁弹簧端盖采用N32型磁铁。有益效果本技术提出的永磁体振动发电电池，是一种成本低、节能环保，且能收集离散动能并将其转化为电能的装置。永磁体振动发电电池采用多级磁动子并在级间加装导磁垫片以优化气隙磁导的结构。导磁垫片同时连接两个磁极的N极或S极，以增强气隙磁场和空间磁场；磁动子在线圈套筒中运动交替穿过粘黏在套筒上的线圈时，能使各级线圈获得大的磁通变化率，从而提高感应电动势。套筒两端有磁铁作为磁弹簧的端盖，使动子处于欠阻尼状态，利用其自身重力和惯性力与磁场力的相互作用，动子将做振幅减小的周期振动，使得磁通变化持续的时间更长，提高能量利用率。端盖外侧连带有调节电路，用于将发电部分和电池外壳上储能纽扣电池连接在一起，同时起到防止纽扣电池反向向线圈供电的目的。本技术结构简单、操作方便；与现有技术相比:(1)提高气隙磁场强度，同时增强空间磁场的多级磁动子结构振动时能产生更大的感应电动势；(2)带有磁弹簧的套筒端盖能使磁动子振动次数增加，提高能量的利用率；(3)带有聚能电路，使得储能电池不反向给线圈供电；(4)可调节功率输出，以适应不同功率的用电器要求；(5)电池外型尺寸与国标电池一致，可直接替换现有的标准型号化学电池，用于小型耗电装置。本技术经济实用，具有较好的应用推广价值和经济效益。附图说明下面结合附图和实施方式对本技术一种永磁体振动发电电池作进一步详细说明。图1为本技术的多级磁动子结构气隙磁场示意图。图2为本技术的导磁垫片与磁极结构示意图。图3为本技术永磁体振动发电电池示意图。图4为本技术的端盖外侧电路图。图中1.N52型磁铁 2.导磁垫片 3.N32型磁铁 4.磁弹簧端盖 5.调节电路 6.安装边7.定子线圈 8.圆管套筒 9.储能纽扣电池 10.正极 11.负极 12.电池壳体具体实施方式本实施例是一种永磁体振动发电电池。参阅图1、图2、图3,本实施例中,永磁体振动发电电池的磁动子由多个短圆柱形永磁体与多个导磁垫片2轴向同心吸合而成，且导磁垫片同时连接两个磁极的N极或者S极，磁动子固定在圆管套筒8内；磁动子的永磁体采用N52型磁铁。其中，由导磁材料加工制成的导磁垫片2，将原先同极相斥的空心磁感分布变成从导磁材料当中密集通过的形式，增强气隙磁感应强度。同时,由多个短圆柱形永磁体与多个导磁垫片2构成的磁动子直径略小于圆管套筒8的内径，能保证动子的自由运动，磁动子直接放置在套筒内，无任何连接。定子线圈7由多个线径为0.2，匝数为350匝，内径为30，高度7mm的线圈串联嵌套在圆管套筒8上，每级线圈的接线头与上级线圈接线尾连接，通过线圈多级串联方式以增强磁通变化率，得到较大的感应电动势。定子线圈与圆管套筒8间隔1mm，各线圈间距为1mm；线圈等距排列并粘黏固定。在动子通过每个线圈时会产生交变的感应电动势，得到交变输出。磁弹簧端盖4通过安装边6粘黏在圆管套筒8两端，与磁动子相对的一面磁性相斥，用于提供磁动子震动时的反向斥力；磁弹簧端盖外侧连带有调节电路5，用于将发电部分和电池壳体内置的储能纽扣电池连接在一起；同时和磁动子重力在沿圆管套筒8轴线方向的合力为零，使得在受到任意微弱轴向力扰动时，均可产生震动。磁弹簧端盖外侧连带有调节电路板，电路板朝向圆管套筒8的一侧通过安装边粘黏在圆管套筒端，用于将发电部分和电池壳体内置的储能纽扣电池连接在一起。连带着磁弹簧端盖的圆管套筒8和内置磁动子粘黏在电池壳体内，内部的圆管套筒8和电池壳体12联成一体，均为静止构件，仅有磁动子在运动。磁弹簧端盖采用N32型磁铁。电池壳体12采用聚酯塑料材料；保护内部结构不被氧化，同时隔绝外部环境。储能纽扣电池9粘贴在电池壳体内。电池壳体两端采用正极10、负极11导电片，通过调节电路5接出的直流正负极线焊接在导电片上。安装时，先将磁动子放置在圆管套筒8中，套上磁弹簧端盖4并固定，再将圆管套筒8安装在电池壳体12内固定，连接调节电路及正负极导电片。图4为本实施例抑制方向供电的调节电路。调节电路结构为:升压线圈—整流稳压电路—防止倒灌部分—输出调节部分—电池。其中，通过调节电路中的滑动变阻器的外置旋钮，来调节稳压输出部分电路的输出电压。电路左侧为交流电源，其电压和频率可调节，用来模拟震动发电部分的输出；T1为变压器，升压10倍；D1、D2、D3、D4为二极管1N4001G用以构成全桥整流电路；C1、C2分别为电容,C1、C2的电容为220uF、0.33uF，用以整流，使得输入到LM317H芯片的电压能相对稳定；R1、R2、D5、D6分别为0至5.1KΩ的可调电阻、100Ω的限流电阻，防止电压过载灌入输出电路的二极管1N4001，用以配合C3稳压的二极管1N4001G。其接法来源自LM317H的芯片手册；C4为输出端稳压的电容,电容值为100uF；U2为电压表，用以在设计阶段检测输出电压是否符合要求。经Multisim仿真，通过调节R1的阻值大小，对输入电压在1.0～5.0V范围内，频率在10Hz至60Hz的交流电进行升压稳压和交直流转换，从而得到2.0～12.0V的稳定的直流电压。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁体振动发电电池，包括磁动子、定子线圈、导磁垫片、磁弹簧端盖、圆管套筒、储能纽扣电池、调节电路、电池壳体，其特征在于:所述磁动子由多个短圆柱形永磁体与多个导磁垫片轴向同心吸合而成，且导磁垫片同时连接两个磁极的N极或S极，磁动子固定在圆管套筒内；所述定子线圈由多个线圈串联嵌套在圆管套筒上，每级线圈的接线头与上级线圈接线尾连接，定子线圈与圆管套筒间隔1mm，各线圈间距为1mm；磁弹簧端盖通过安装边粘黏在圆管套筒两端，与磁动子相对的一面磁性相斥，用于提供磁动子震动时的反向斥力；磁弹簧端盖外侧连带有调节电路，用于将发电部分和电池壳体内置的储能纽扣电池连接在一起；所述电池壳体两端采用正极、负极导电片，由调节电路接出的直流正负极线焊接在导电片上。

【技术特征摘要】
1.一种永磁体振动发电电池，包括磁动子、定子线圈、导磁垫片、磁弹簧端盖、圆管套筒、储能纽扣电池、调节电路、电池壳体，其特征在于:所述磁动子由多个短圆柱形永磁体与多个导磁垫片轴向同心吸合而成，且导磁垫片同时连接两个磁极的N极或S极，磁动子固定在圆管套筒内；所述定子线圈由多个线圈串联嵌套在圆管套筒上，每级线圈的接线头与上级线圈接线尾连接，定子线圈与圆管套筒间隔1mm，各线圈间距为1mm；磁弹簧端盖通过安装边粘黏在圆管套筒两端，与磁动子相对的一面磁性相斥，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓炜坤，桓天伦，汤文斌，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61