一种谐振式永磁直线发电机制造技术

本发明专利技术提供一种谐振式永磁直线发电机，包括定子结构和动子结构，动子结构布置在定子结构的隔磁外壳中，位于隔磁外壳中相对于定子结构的另一侧；该动子结构还包括动子基板和滑槽结构，动子基板位于滑槽结构之间，该滑槽结构包括换向弹簧、谐振弹簧、U形滑槽和滚珠；所述U形滑槽内设置滚珠，动子基板夹置在U形滑槽中，动子基板的端部和滚珠接触，在U形滑槽内上下滑动，两个U形滑槽两端使用连接板对应连接，在两个U形滑槽的每一个的两端设置换向弹簧，动子基板和两个连接板之间分别设置谐振弹簧。本发明专利技术的发电机结构简单、易于构建，成本低廉、发电量大，便于携带，易于集成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁体发电技术，更具体地，本专利技术涉及一种直线发电机、充电装置和一 种电池。
技术介绍
通常，诸如手机、便携式音视频播放器、数码相机、头灯等便携式电子设备均需要 自身备有电池，以在离开外部电源时能够使用。该电池一般是镍镉、锂电等贵金属，成本高， 回收困难，对环境造成不可逆转的损害。一般来说，在便携式电子设备上均设置充电用的连 接器，通过该连接器连接外部电源或者外部充电器来对便携式电子设备进行充电，而不用 取出电池。对于便携式电子设备，通常使用工业电源作为外接供电电源，但是在户外、途中， 难以利用工业电源对该设备进行充电，但可以使用干电池、水力、风力或者火力的发电装 置。然而，这些设备的能量转换效率低，设备自身体积大，对于电压低于1伏特，在毫安级下 无法收集，造成极大浪费。特别在当前消费电子的高频率使用情况中，便携式消费电子自身 的电池远远不能提供足够的电能，以供用户使用，经常使得用户携带多块电池或者随处寻 找充电器，影响了人们的通信或其它需要并且造成极大的浪费。现有的小型发电装置还可以将旋转的动能转换为电能，采用旋转的方式使线圈切 割磁力线在线圈中产生电动势来实现发电，这种传统的旋转运动发电方式应用在以人自身 为原动力的各种便携式发电装置中，但其结构复杂、制造难度大，操作不便利、发电效率低， 不利于低成本的大批量生产，难以作为小型发电设备在生活中广泛使用。直线电动机是一种从普通异步电动机通过纵向分段剖开并且展开定子和转子而 衍生出来的电动机，其工作原理是随着均勻的直线运动而不是旋转运动来产生磁场，在异 步直线电动机中，感应线圈在电枢上产生电流，电流和感应磁场之间的相互作用产生电感 应来发电。但这样的发电机的运动的方向性的精度要求高、实现复杂，所产生的电量较小， 通常三四个小时所产生的电量不足以使用五分钟，在实际中应用难以发挥作用。
技术实现思路
为了避免现有技术中的上述各种缺陷，本专利技术提出一种直线谐振发电机和充电装置。根据本专利技术的一个方面，提供一种谐振式永磁直线发电机的动子结构，包括永磁 材料和包覆该永磁材料的非导磁材料，该永磁材料为通过非导磁材料间隔的两块或者多块 的条状、块状或者椭圆块状，均勻的布置在非导磁材料中。根据本专利技术的第二方面，提供一种谐振式永磁直线发电机的定子结构，包括隔磁 外壳、定子铁芯、绕组和环氧树脂固封；定子铁芯、绕组和环氧树脂固封布置在隔磁外壳中 的一侧，定子铁芯附在隔磁外壳的侧壁，绕组位于定子铁芯的内部，绕组的向外连接端位于 定子铁芯的开口处，环氧树脂固封将绕组密封。根据本专利技术的第三方面，提供一种谐振式永磁直线发电机，包括定子结构和动子 结构，动子结构布置在定子结构的隔磁外壳中，位于隔磁外壳中相对于定子结构的另一侧， 或者位于两个或者多个定子结构的中间；动子结构中的永磁体提供磁场，定子结构中的绕 组在可变的磁场中产生感应电动势。根据本专利技术的第四方面，提供一种谐振式永磁直线发电充电装置，包括谐振式永 磁直线发电机和电子控制系统，所述发电机包括定子结构和动子结构，动子结构位于定子 结构的隔磁外壳中，位于隔磁外壳中相对于定子结构的另一侧，或者位于两个或者多个定 子结构的中间；动子结构中的永磁体提供磁场，定子结构中的绕组在可变的磁场中产生感 应电动势；所述电子控制系统包括EMI模块，整流模块，倍压电路，稳压模块和超级电容电 路。 根据本专利技术的第五方面，提供一种自充电电池，包括谐振式永磁直线发电机、电子 控制系统和超级电容，其特征在于，所述发电机包括定子结构和动子结构，动子结构包括在 定子结构的隔磁外壳中，位于隔磁外壳中相对于定子结构的另一侧，或者位于两个或者多 个定子结构的中间；动子结构中的永磁体提供磁场，定子结构中的绕组在可变的磁场中产 生感应电动势；所述电子控制系统包括EMI模块，整流模块，倍压电路和稳压模块；超级电 容电路用于存储电荷来为电子设备供电。本专利技术的发电、充电和电池装置使得人们能够行走、户外、车辆上就能对便携式电 子设备进行充电，该设备设计简单、结构巧小、不但携带方便，免除了需要专门外接充电电 源、浪费时间充电以及外出时应急充电的困扰，还实现了随时都能充电的可能。本专利技术的装 置构建方便、使用节能、环保，更低碳。本专利技术的发电装置除了可用于发电、充电之外，还可以作为一个永久性的电池用 于电子设备使用，而免除了电子设备自身配有电池的需要，而该电池不再需要外接电源进 行充电，而使用自身发电来供电，更加环保和节约成本。本专利技术的发电装置可以用于手机、 电动剃须刀、数码相机等所有毫安级电器、便携式播放器及所有便携式电子设备的应用。另 外，本专利技术的发电装置可以做成外置式或嵌入式。附图说明 图13示出直线永磁发电机二维实体模型；图14示出单边扁平型永磁直线发电机二维建模实体模型；图15示出双边扁平型永磁直线发电机二维建模实体模型图16示出单边扁平型永磁直线发电机磁通密度；图17示出空载感应电动势；图18示出负载感应电动势分析；图19示出谐振式永磁直线发电机三维实体模型；图20示出磁通密度的示意图；图21示出永磁直线发电机等效电路及负载的示意图；图22示出负载电压分析；图23示出负载电流分析；图M示出单相线圈绕组动子总成实例；图25示出双边型Halbach磁体列阵永磁直线发电机总装实例示意图；图沈示出Halbach磁体列阵安装方式实例。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术提供的一种发电机和充电装置进行详细描 述。现有的便携式发电机充电装置大多数属于手摇式发电机，在对便携式电器、电子 产品进行充电时，至少需要用手摇转发电机充电装置30分钟，才能让电子、电器产品提供 一定使用时间的用电量。本专利技术的目的是提供应用于毫安级电子电器的外置式发电充电装 置或直接嵌入到电子电器内部。图1示出具有谐振式永磁直线发电机的充电装置，如图1所示，该充电装置包括永 磁直线发电机、电子控制系统、超级电容电路和电池。其中，永磁振动直线发电机和电子控 制系统相连接，用来通过发电机内部动子相对于定子的直线运动来产生感应电动势，电子 控制系统将所接收的来自永磁振动直线发电机的感应电动势进行滤波、整流、倍压、稳压处 理后，获取到适合的稳定电压，输入到超级电容电路，将电荷储存在超级电容中。该超级电 容接附便携式电子设备的电池，从而给该电池充电。在另一个实施例中，具有谐振式永磁直线发电机的充电装置包括永磁振动直线发 电机、电子控制系统和超级电容电路，而不包括图中所示的电池，该超级电容电路直接和用 电设备相连接，作为该用电设备(例如便携式消费电子设备)的供电装置(例如电池)。其 中，永磁振动直线发电机和电子控制系统相连接，用来通过发电机内部动子相对于定子的 直线运动来产生感应电动势，电子控制系统将所接收的来自永磁振动直线发电机的感应电 动势进行滤波、整流、倍压、稳压处理后，获取到适合的稳定电压，输入到超级电容电路，将 电荷储存在超级电容中。该超级电容作为设备的供电装置直接为设备供电。此时，该充电 装置不仅仅是用于充电，更主要地将自充电和供电结合在一起，尤其当超级电容的电容量 足够大时，完全可以作为供电电源使用。图2示出谐振式直线永磁发电机的动子结构的正面剖视图，其中，对于扁平型直 线发电机，如图2所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐振式永磁直线发电机，包括定子结构和动子结构，其特征在于，动子结构布置在定子结构的隔磁外壳中，位于隔磁外壳中相对于定子结构的另一侧；动子结构中的永磁体提供磁场，定子结构中的绕组在可变的磁场中产生感应电动势；其中，该动子结构还包括动子基板和滑槽结构，动子基板位于滑槽结构之间，该滑槽结构包括换向弹簧、谐振弹簧、Ｕ形滑槽和滚珠；所述Ｕ形滑槽内设置滚珠，动子基板夹置在Ｕ形滑槽中，动子基板的端部和滚珠接触，在Ｕ形滑槽内上下滑动，两个Ｕ形滑槽两端使用连接板对应连接，在两个Ｕ形滑槽的每一个的两端设置换向弹簧，动子基板和两个连接板之间分别设置谐振弹簧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：麦伟仪，陈坚，
申请(专利权)人：麦伟仪，陈坚，
类型：发明
国别省市：44