一种带磁弹簧的风力永磁直线发电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带磁弹簧的风力永磁直线发电机，由发电台体、基座、端盖和振动能量收集柱组成。发电台体穿过端盖中间圆孔安装在基座底部的凹槽内，发电台体上的圆凸台处装有与底座内壁上极性相反的磁铁组成磁弹簧，磁动子基座上沿周向均布多个圆槽，磁动子以磁阵列形式排列固定安装在圆槽内，机身上端部有轴向能量收集柱接口，振动能量收集柱与收集柱接口配合安装。当发电台体振动时，使得台体上的磁动子反复穿过端盖上的线圈，产生交变的磁通。振动能量收集柱作用是当有来流流过时，带动台体做横向的振动。带磁弹簧的风力永磁直线发电机没有转子结构，安装维修方便,且能有效地利用各个方向来流引起的振动能量,占地少。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种永磁发电机，具体地说，涉及一种带磁弹簧的风力永磁直线发电机。
技术介绍
目前，风力发电大多数带有扇叶及转子的大风车结构，大风车结构维修及安装成本高，扇叶脆弱，安装复杂，占地面积大。若采用永磁直线发电机能够弥补大风车结构的缺陷。在专利CN201336625Y中公开了“一种直线永磁发电机”，该直线永磁发电机弥补了转子结构的缺陷，但现有直线发电机仅能够收集单方向来流能量转化为电能，来流方向和磁动子运动方向偏离时效率降低；因此，实际使用时必须加装换向结构才能随时根据来流方向调整，保证高效率输出。但在某些特定的来流方向，如来流方向和直线电机磁动子往复运动方向垂直时，则无法收集来流能量并将其转化为电能。且当来流方向和磁动子运动方向有较大偏角时，其对于能量收集效率下降。同时，直线电机对于来流的速度也有一定启动要求。
技术实现思路
为了避免现有技术存在的不足,本技术提出一种带磁弹簧的风力永磁直线发电机。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:包括发电台体、基座、端盖、连接柱、磁弹簧、振动能量收集柱，所述基座内底部有圆弧形凹槽，基座上四角分别固定连接柱，基座四周内壁上装有磁铁；所述端盖中间有圆通孔，端盖底面四角分别有盲孔，用于和基座上的连接柱配合安装，端盖上表面沿周向开有线圈槽，线圈槽底部有多个对称小孔，用于通过线圈接头；所述发电台体包括球形座、圆凸台、机身、磁动子基座、磁动子、能量收集柱接口，发电台体穿过端盖中间孔安装在基座底部的圆弧形凹槽内，发电台体上的圆凸台处装有与基座内壁上极性相反的磁铁组成磁弹簧，磁动子基座上沿周向均布多个凹槽，磁动子以磁阵列形式排列固定在凹槽内，机身上端部加工有轴向能量收集柱接口，振动能量收集柱与能量收集柱接口配合安装。所述振动能量收集柱为圆锥型或者圆柱型。所述基座采用铝质材料。有益效果本技术提出的一种带磁弹簧的风力永磁直线发电机，由发电台体、基座、端盖和振动能量收集柱组成。发电台体穿过端盖中间圆孔安装在基座底部的凹槽内，发电台体上的圆凸台处装有与底座内壁上极性相反的磁铁组成磁弹簧，磁动子基座上沿周向均布有多个圆槽，磁动子以磁阵列形式排列固定安装在圆槽内，机身上端部轴向加工有能量收集柱接口，振动能量收集柱与能量收集柱接口配合安装。当发电台体振动时，使得台体上的磁动子反复穿过端盖上的线圈，产生交变的磁通。振动能量收集柱作用是当有来流流过时，带动台体做横向的振动。本技术带磁弹簧的风力永磁直线发电机没有转子结构，安装维修方便,且能有效地利用各个方向来流引起的振动能量,占地少。本技术带磁弹簧的风力永磁直线发电机，采用模块化设计，可更换安装不同外形的振动能量收集柱，且基座上的磁弹簧结构能使发电台体多次振动并加大台体振幅；启动速度低。附图说明下面结合附图和实施方式对本技术一种带磁弹簧的风力永磁直线发电机作进一步详细说明。图1为本技术带磁弹簧的风力永磁直线发电机结构示意图。图2a、图2b为本技术的基座示意图。图3a、图3b为本技术的端盖示意图。图4为本技术带磁弹簧的风力永磁直线发电机电路图。图中1.球形座 2.圆凸台 3.机身 4.磁动子基座 5.磁动子 6.能量收集柱接口 7.磁弹簧 8.基座 9.连接柱 10.端盖 11.线圈槽 12.振动能量收集柱具体实施方式本实施例是一种带磁弹簧的风力永磁直线发电机。参阅图1、图2a、图2b、图3a、图3b，本实施例可收集各个方向来流振动能量的直线发电机，由发电台体、基座8、端盖10、连接柱9、磁弹簧7和振动能量收集柱12组成；其中,基座8内底部有圆弧形凹槽，基座8上四角分别固定有连接柱9，基座8四周内壁上装有磁铁。发电台体包括球形座1、圆凸台2、机身3、磁动子基座4、磁动子5、能量收集柱接口6，发电台体穿过端盖10中间通孔安装在基座8底部的圆弧形凹槽内，发电台体上的圆凸台2处装有与基座8内壁上极性相反的磁铁组成磁弹簧7，磁动子基座4上沿周向均布多个凹槽，磁动子以磁阵列形式排列固定安装在凹槽内；在发电台体放入基座8并加装端盖10后,多级磁动子以halbach磁阵列形式自动吸合而成,即磁铁—导磁片—磁铁的结构，排列插入凹槽并粘黏固定。机身3上端部轴向加工有能量收集柱接口6，振动能量收集柱12与能量收集柱接口6配合安装,振动能量收集柱12插入能量收集柱接口6内并加装胀管顶死。发电台体放置在基座8底部的圆弧形凹槽内，自由接触，不做任何固定，同时,依靠基座8四周内壁上的磁铁和发电台体上的圆凸台2处装有的磁铁组成的磁弹簧7保持自身平衡,同时使周向各个方向上合力为零，保证振动能量收集柱12处于竖直状态。使得当有来流时，水平方向仅需要很小的激扰就可引起振动；同时，各个方向上的磁弹簧7的气隙距离不再均匀，间隙大的提供的斥力小，间隙小的提供的斥力大，其合力与来流对振动能量收集柱的力相平衡；而来流方向变化或强度减弱时，又由于有磁弹簧提供周向回复斥力，使球形座1来回振动，从而带动磁动子的来回运动，达到多次振动的目的。从能量角度分析，来流起振时，有用功一部分能量直接带动振动能量收集柱运动，使磁动子运动，另一部分克服磁场力。当来流变化停止时，克服磁场力的那部分能量被释放，继续带动球形座1振动。本实施例中,端盖中间有圆通孔，端盖底面四角分别有盲孔，用于和基座8上的连接柱9配合安装，连接柱9下端插入基座的不完全贯穿孔并固定焊接，另一端则和端盖10底面的四个孔胶黏。端盖10上表面沿周向加工有线圈槽11，放置发电线圈；小功率发电机中线圈用热熔胶固定，大功率发电机则由金属辐条加胶黏固定，线圈槽11底部开有多个对称小孔，用于通过线圈接头。安装时，先将发电台体放置于基座8上，安装连接柱9，再安装端盖10和线圈各零部件。如图4所示,带磁弹簧的风力永磁直线发电机电路的左侧为交流电源，其电压和频率可调节，用来模拟底部运动发电部分的输出；D1、D2、D3、D4为二极管1N4001G用以构成全桥整流电路；电容C1、C2分别为220uF和0.33uF，用以整流，使得输入到TL783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稳压电容C3。其接法来源自TL783的芯片手册；C4为输出端稳压的电容,电容值为100uF,U2为电压，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，可对输入电压在30～60V范围内，频率在1Hz至20Hz的交流电进行升压稳压和交直流转换，从而得到1.25～125V，电流最大为0.7A的稳定的直流电压。经分析，电压范围1.25～125V满足需要，若要增大充电电流，则可以采用并联n个TL783来扩大最大电流至0.7nA。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带磁弹簧的风力永磁直线发电机，其特征在于:包括发电台体、基座、端盖、连接柱、磁弹簧、振动能量收集柱，所述基座内底部有圆弧形凹槽，基座上四角分别固定连接柱，基座四周内壁上装有磁铁；所述端盖中间有圆通孔，端盖底面四角分别有盲孔，用于和基座上的连接柱配合安装，端盖上表面沿周向开有线圈槽，线圈槽底部有多个对称小孔，用于通过线圈接头；所述发电台体包括球形座、圆凸台、机身、磁动子基座、磁动子、能量收集柱接口，发电台体穿过端盖中间孔安装在基座底部的圆弧形凹槽内，发电台体上的圆凸台处装有与基座内壁上极性相反的磁铁组成磁弹簧，磁动子基座上沿周向均布多个凹槽，磁动子以磁阵列形式排列固定在凹槽内，机身上端部加工有轴向能量收集柱接口，振动能量收集柱与能量收集柱接口配合安装。

【技术特征摘要】
1.一种带磁弹簧的风力永磁直线发电机，其特征在于:包括发电台体、基座、端盖、连接柱、磁弹簧、振动能量收集柱，所述基座内底部有圆弧形凹槽，基座上四角分别固定连接柱，基座四周内壁上装有磁铁；所述端盖中间有圆通孔，端盖底面四角分别有盲孔，用于和基座上的连接柱配合安装，端盖上表面沿周向开有线圈槽，线圈槽底部有多个对称小孔，用于通过线圈接头；所述发电台体包括球形座、圆凸台、机身、磁动子基座、磁动子、能量收集柱接口，发电台体穿过端盖中间...

【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