一种非转轴驱动的旋转叶片系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种非转轴驱动的旋转叶片系统，包括n片旋转叶片和电磁力发生装置；n片旋转叶片环绕转轴均匀排布，其外缘设置有永磁体，磁极线沿外缘的切线方向设置，或沿旋转叶片的转轴方向设置；n≥2；电磁力发生装置包括电磁装置、逻辑电源和信号传感器；信号传感器的信号输出端连接逻辑电源；电磁装置包括磁芯和环绕磁芯设置的至少一组线圈；线圈连接逻辑电源；磁芯设置间隙m相邻所述永磁体的旋转周线安装。通过逻辑电源对电磁装置提供脉冲直流电使旋转叶片获得旋转。直流电使旋转叶片获得旋转。直流电使旋转叶片获得旋转。

【技术实现步骤摘要】
一种非转轴驱动的旋转叶片系统


[0001]本技术涉及电动机械设计领域，具体涉及一种非转轴驱动的旋转叶片系统。

技术介绍

[0002]旋转叶片常见诸于风扇叶片、风力发电机的风桨等，风扇叶片用旋转电动机驱动，风力发电机的风桨则是反过来用于驱动发电机，因此，旋转叶片可以视为一种电能与旋转机械能的转换装置，或一种旋转机械能与电能的转换装置。
[0003]非转轴驱动是齿轮常见的机械能传动形式，而驱动风扇叶片的常规技术是把电动机安装在转轴部位，利用电动机的转动带动叶片旋转。
[0004]风力发电机的风桨是用于驱动发电机，风桨转速越快，发电机获得的电能越大；实用场景中，大自然风力并非随时间平均分布，很多地区以阵风为主要特点，当风速不够时只能降低功率输出，现有技术对后端负载的稳压技术是以损耗能量为代价。随着储电库技术方案的成熟，不少风力发电机系统都配置了储电库。
[0005]研究认为，利用储电库电能并把风叶视为一个特殊“转子”，当风速不够时反过来给风桨加速，可使风桨的转速在风力较弱的阵风环境中得以保持一定下限，至少避免后端输出的能量波动过大。通常会认为，用电能助驱叶片反过来供电得不偿失，没有实用意义，实际上只要设计得当，非转轴驱动叶片的供电方式可以不连续，但被助驱的风叶却因运动惯性而获得连续旋转，可获得连续能量输出。
[0006]本申请针对这类旋转叶片应用场景的驱动控制技术方案而提出。

技术实现思路

[0007]本技术的技术目的，是针对现有旋转叶片的应用缺陷，在旋转叶片外缘增加设置永磁体，利用永磁体的周期运动特征，配合一种电磁装置，通过控制周期性发生的电磁力换取旋转叶片的转矩增量，提升电能利用率，工艺容易实现。
[0008]为实现上述技术目标，本技术提供了一种非转轴驱动的旋转叶片系统，该旋转叶片系统包括n片旋转叶片和电磁力发生装置；所述n片的旋转叶片环绕转轴均匀排布，其外缘设置有永磁体，n为≥2的正整数；电磁力发生装置设置在所述外缘部位驱动所述的n片旋转叶片绕转轴旋转。
[0009]上述技术方案中，所述在旋转叶片外缘设置的永磁体，其磁极线沿外缘的切线方向设置，或沿旋转叶片的转轴方向设置；n片旋转叶片上永磁体的磁极线以转轴为参照的排布方向相同。所述的磁极线，为永磁体及电磁装置通直流电产生的N/S两个磁极所确定的连线及其延长线。
[0010]上述技术方案中，所述的n片旋转叶片环绕转轴设置多层结构。每层旋转叶片的结构包括永磁体的排布方式相同。多层结构有利于小型紧凑系统的设计。
[0011]上述技术方案中，所述的n片旋转叶片的外缘设置有机械固定环。
[0012]上述技术方案中，所述的电磁力发生装置包括电磁装置、逻辑电源和信号传感器；
所述的电磁装置包括磁芯和环绕磁芯设置的至少一组线圈；所述磁芯设置间隙m 相邻所述永磁体的旋转周线安装；所述线圈连接逻辑电源；所述信号传感器的信号输出端连接所述逻辑电源。
[0013]上述电磁力发生装置的技术方案中，所述的逻辑电源包括开关电路、控制模块和电源；电源分别连接开关电路、控制模块以及所述的信号传感器；开关电路的电源输出端连接所述电磁装置的电磁力线圈；所述的控制模块内贮有通电控制程序，其逻辑控制端连接开关电路，其逻辑信号输入端连接所述的信号传感器。
[0014]上述技术方案中，所述的信号传感器与所述逻辑电源一体化设计。所述的一体化设计，是把信号传感器的功能集成到所述的逻辑电源中。
[0015]以上所述的旋转叶片系统在实施中所需要的机械架件，在有效实现机械固定、支撑的前提下，所选用的材料和结构可以任意。
[0016]旋转叶片除了机械能驱动，最常见的电能驱动方式是使用电动机，如何更省电地控制旋转叶片系统是机电行业长期研究的目标之一。所述的旋转叶片系统，可以通过旋转叶片的转轴为下级负载提供机械能联动，例如驱动发电机。
[0017]本技术的优点在于：电磁装置是与设置在旋转叶片外缘的永磁体相互作用，从而把电源的电能通过磁相互作用变换为旋转叶片的转矩，当旋转叶片具有一定质量且转速足够时可充分运用其惯量，从而依据旋转叶片外缘的磁场脉动特点及其负载惯量状态提供一种通电控制的新思路，结构简单，电能转换效率高。
附图说明
[0018]图1a是永磁体的磁极线沿旋转叶片的法线方向设置的一种结构示意图；
[0019]图1b是永磁体的磁极线沿旋转叶片外缘切线方向设置的一种结构示意图；
[0020]图1c是永磁体的磁极线沿旋转叶片转轴方向设置的一种结构示意图；
[0021]图1d是图1c示例的局部侧视结构示意图；
[0022]图2a是环绕转轴设置两层结构的一种旋转叶片的结构示意图；
[0023]图2b是在旋转叶片外缘增加设置机械固定环的结构示意图；
[0024]图3a是所述旋转叶片和电磁力发生装置安装的一种局部结构示意图；
[0025]图3b是图3a示例的局部俯视结构示意图；
[0026]图4a是所述旋转叶片和电磁力发生装置安装的另一种局部结构示意图；
[0027]图4b是图4a示例的局部俯视结构示意图；
[0028]图5a是所述旋转叶片系统的一种主电路结构及逻辑控制关系示意图；
[0029]图5b是一种逻辑电源分立开关电路和控制模块的逻辑控制关系示意图；
[0030]图6a是所述基准法线的示意图；
[0031]图6b是所述基准时刻对应实时法线与基准法线重合状态的局部示意图；
[0032]图7a是基准时刻之前电磁极与相向永磁体的磁极相反的局部示意图；
[0033]图7b是基准时刻之后电磁极与相向永磁体的磁极相同的局部示意图；
[0034]图8a是基准时刻之前的磁作用力切向、法向分力及其矢量动态夹角的示意图；
[0035]图8b是基准时刻之后的磁作用力切向、法向分力及其矢量动态夹角的示意图。
[0036]附图标识：
[0037]1、电磁装置
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2、逻辑电源
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3、旋转叶片
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3a、转轴
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3b、外缘
[0038]3c、永磁体
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3d、磁极线
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4、信号传感器
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5、法线
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6、切线
[0039]8、基准法线
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9、磁作用力线
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m、间隙
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N/S、磁极
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t、时间
[0040]n、永磁体数
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A、电流强度
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T、周期时间
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θ、动态夹角
具体实施方式
[0041]下面结合附图和实施例进一步对本技术的技术方案进行详细说明。
[0042]所述旋转叶片的基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非转轴驱动的旋转叶片系统，其特征在于，包括n片旋转叶片(3)和电磁力发生装置；所述n片的旋转叶片(3)环绕转轴(3a)均匀排布，其外缘(3b)设置有永磁体(3c)，磁极线(3d)沿外缘的切线(6)方向设置，或沿旋转叶片(3)的转轴(3a)方向设置；n为≥2的正整数；所述的电磁力发生装置包括电磁装置(1)、逻辑电源(2)和信号传感器(4)；信号传感器(4)的信号输出端连接逻辑电源(2)；电磁装置(1)包括磁芯和环绕磁芯设置的至少一组线圈；线圈连接逻辑电源(2)；磁芯设置间隙m相邻所述永磁体(3c)的旋转周线安装。2.根据权利要求1所述的旋转叶片系统，其特征在于，所述的n片旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，
申请(专利权)人：刘杰，
类型：新型
国别省市：