CN102074980A - 智能型太阳能电磁能循环动力 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能型太阳能电磁能循环动力，其特征在于：由能源系统、控制系统和动力系统组成，所述能源系统包括太阳能电池、蓄电池和电容储能器；所述控制系统包括传感器、控制单元和执行器；控制系统通过传感器提供的信号经控制单元处理后，由执行器按照控制单元的指令执行运转，采用电能磁能相互转换循环利用，电容储能器和电磁动力机的电磁线圈产生电磁振荡，其频率与永磁铁的行程同步，电磁动力机磁极变法与永磁铁摇臂（活塞）的行程每时每刻都处于做工期。充分利用太阳能电池和储能器的电能使动力机在消耗最小能量的前提下正常运转输出足够动力。本发明由于利用太阳能和电磁能，不仅节省了能源，还没有废气的排放，充分体现了节能环保的特点；还具有工作时噪音小、能耗低、工作可靠、使用寿命长和操作简便的特点。

Description

智能型太阳能电磁能循环动力

技术领域

本发明涉及一种用于机动车、船舶、飞行器等户外运行机械的智能型太阳能电磁能循环动力。

背景技术

    目前用于户外运行的机动车、船舶、飞行器等动力主要有两大类：一类是燃料作动力源动力，一类是电能作动力源动力；其中燃料动力源动力面临的问题已经引起全世界各国政府和科学家的关注，主要存在能源利用率低，使用成本高，环境污染特别严重，机体重量大，制造工艺复杂成本高，维护保养难度大；电能动力是各大机动车、船舶、飞行器制造企业的发展趋势，目前存在使用不方便，储能使用时间短，电池成本高，能量利用率较低，其中也不泛有太阳能的，但因制造成本高，使用条件受到限制，极难普及推广。

发明内容

为了克服上述动力之不足，本发明的目的是提供一种能量来源方便、利用率高、安全可靠、无污染、制造成本低、使用方便，维护保养简单的智能型太阳能电磁能循环动力。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种智能型太阳能电磁能循环动力，其特征在于：由电源系统、控制系统和动力系统组成，所述电源系统包括太阳能电池、蓄电池和电容储能器；所述控制系统包括传感器、控制单元和执行器；所述动力系统包括电磁动力机、润滑装置和冷却装置；所述太阳能电池接收太阳光能转换成电能经控制系统分别给电容储能器和蓄电池充电或直接向动力系统供电；所述电容储能器接收太阳能电池的电能和将电磁动力机的感应电能回收储存，经控制系统给蓄电池充电或直接供电给动力系统电磁动力机的电磁线圈；所述控制系统通过传感器提供的信号经控制单元处理后，由执行器按照控制单元的指令执行动作；所述动力系统采用电能磁能相互转换循环利用，充分利用太阳能电池和电容储能器的电能使电磁动力机在消耗最小能量的前提下正常运转输出足够动力。

所述蓄电池带有外接充电接口。

本发明动力系统包括电磁动力机、润滑装置和冷却装置，其中电磁动力机采用电磁铁作为动力源分别带动永磁铁摇臂（活塞）经双连杆驱动偏心轴传递到齿轮轴或飞轮旋转输出动力，其中电磁铁产生的感应电又经控制系统储存到电容储能器循环利用，电容储能器和电磁动力机的电磁线圈产生电磁振荡，其频率与永磁铁的行程同步，电磁动力机磁极变法与永磁铁摇臂（活塞）的行程每时每刻都处于做工期。充分利用能源产生最大的动力。电磁动力机根据动力要求可做单缸、双缸或多缸；润滑装置采用由控制系统控制的电动机油泵把润滑油从油底壳经过滤器、专用油道输送到各相对运动的零部件摩擦表面；冷却系统采用由控制系统控制的对动力散热器电子风扇、大功率管散热器电子风扇和控制模块散热器电子风扇通电运转进行散热。

本发明控制系统包括传感器、控制单元和执行器，其中传感器有光照强度传感器、动力机温度传感器、控制模块温度传感器、开关管温度传感器、电磁铁温度传感器、蓄电池电量传感器、动力操纵位置传感器、动力机转速传感器、偏心轴位置传感器和轴套磨损极限传感器；光照强度传感器安装在太阳能板上提供太阳光强度的大小信号给控制单元；动力机温度传感器安装在机体上提供动力机的机体温度信号给控制单元、控制模块温度传感器安装在模块散热器上提供模块工作温度信号给控制单元、开关管温度传感器安装在开关管散热器上提供开关管的温度信号给控制单元、电磁铁温度传感器安装在电磁铁上提供电磁铁的温度信号给控制单元、蓄电池电量传感器安装在蓄电池两级提供蓄电池剩余电量信号给控制单元、动力操纵位置传感器安装在动力机的机体上，动力操纵位置传感器把操纵者的操纵信号提供给控制单元；动力机转速传感器和偏心轴位置传感器安装在飞轮端部，动力机转速传感器提供动力机的转速信号给控制单元，偏心轴位置传感器提供偏心轴凸点位置信号给控制单元；轴套磨损极限传感器安装在连杆传动机构上提供轴承和轴套的磨损量信号给控制单元。

本发明控制系统中控制单元有运算中心、显示系统和报警系统，其中运算中心含信号输入转换及接受回路、电脑处理器和控制信号输出回路；信号输入转换及接受回路接收光照强度传感器、动力机温度传感器、控制模块温度传感器、开关管温度传感器、电磁铁温度传感器、蓄电池电量传感器、动力机转速传感器、偏心轴位置传感器和轴套磨损极限传感器提供的信号由电脑处理器进行判断、运算和处理然后经控制信号输出回路发出执行指令控制执行器动作、显示系统显示或报警器报警以达到迅速、准确、自动地控制动力机正常工作的目的。显示系统接收运算中心提供的指令从仪表板上指示出发动机转速显示、关键部位温度显示和电池能量显示。报警系统接收运算中心指令以声、光形式从仪表板上发出不同的警报含温度报警、磨损极限报警、油压报警和蓄电池能量极限报警。

本发明控制系统中执行器有太阳能控制器、转速控制器、转矩控制器、开关控制器和储能器控制。

太阳能控制器有能量分配器、充电控制器，能量分配器是根据太阳能的强度和蓄电池的电量及电压经控制系统运算处理把太阳能电池提供的电能合理、安全的分配给蓄电池充电，电容储能器储存或直接驱动用电设备；充电控制器根据蓄电池能量和电压的高低接受控制系统的指令是否给蓄电池充电。

转速控制器有频率控制和占空比控制，频率控制是根据动力机的动力操纵位置、转速、温度及负载的大小接受控制系统的指令来调节电磁铁的通电频率，占空比控制是根据动力机的动力操纵位置、转速、温度及负载的大小接受控制系统的指令来调节电磁铁的通电时间。

转矩控制器有电流控制和占空比控制，电流控制是根据动力机的动力操纵位置、转速、温度及负载的大小接受控制系统的指令来调节电磁铁的通电电流的大小；占空比控制是根据动力机的动力操纵位置、转速、温度及负载的大小接受控制系统的指令来调节电磁铁的通电时间和脉冲宽度。

开关控制器有时间控制、路径控制和保护电路，时间控制是根据动力机的动力操纵位置、转速、温度及负载的大小接受控制系统的指令来调节开关管的通电时间；路径控制是根据光照强度传感器、蓄电池电量传感器、电容储能器能量的高低、动力操纵位置、转速、温度及负载的大小接受控制系统的指令来选择通电路径；保护电路是根据开关管温度高低、通电电流大小、供电电压高低来保护开关管能正常工作。

储能器控制有循环脉冲控制和充电控制。循环脉冲控制是电磁铁感应电能的大小、电容储能器能量的高低、动力操纵位置、转速、温度及负载的大小接受控制系统的指令向电磁铁或用电设备供电；充电控制是根据光照强度、感应电能的大小、电容储能器能量的高低接受控制系统的指令是否补充充电。

本发明的有益效果：由于能源系统采用太阳能在晴天不断的得到能量的补充，电容储能器能充分利用已有能源，把电磁铁线圈产生的感应电回收利用提高能源的利用率，这样不仅适用范围广，动力机的连续运行时间较大延长，而且大大的节省能源，同时本发明所用都是无污染的清洁能源更利于环境保护；控制系统采用多个传感器提供信号经控制单元处理对太阳能电池和储能器的电能进行合理、安全的分配；对动力机的转矩、转速进行精确控制；使电能得到充分、合理、有效、安全利用，同时控制系统对动力机相关信息通过显示器显示，使操作者及时掌握了解动力机各部件的状态信息，便于操作和使用；报警系统将动力机的相关工作极限及不正常工作状态向操作者发出警示信号，大大提高了动力机的操作安全，延长动力机的使用寿命，降低了维护保养的成本；具有结构简单，操作方便，体积小，重量轻，加上合理的润滑和冷却装置摩擦少，噪音小，振动小，能耗低，大大提高了智能型太阳能电磁能循环动力在汽车、摩托车、船舶和飞行器上动力利用率，提高了乘坐的舒适性能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中：1是电源系统； 2是控制系统； 3是动力系统； 4是太阳能电池； 5是外接充电器接口； 6是蓄电池； 7是电容储能器；8是传感器；9是执行器；10是控制单元；11是电磁动力机；12是润滑装置；13是冷却装置；14是光照强度传感器；15是动力操纵位置传感器；16是温度传感器；17是蓄电池电量传感器；18是动力机转速传感器；19是轴套磨损极限传感器；20是偏心轴位置传感器；21是太阳能控制器；22是转速控制器；23是转矩控制器；24是开关控制器；25是储能器控制；26是运算中心；27是显示系统；28是报警系统；29是模块温度传感器；30是动力机温度传感器；31是电磁铁温度传感器；32是开关管温度传感器；33是能量分配器；34是蓄电池充电控制器；35是频率控制器；36是占空比控制器；37是电流控制器；38是占空比控制器；39是时间控制器；40是路径控制器；41是保护电路；42是循环脉冲控制器；43是充电控制器；44是信号输入转换及接受回路；45是电脑处理器；46是控制信号输出回路；47是动力机转速显示装置；48是温度显示装置；49是电池能量显示装置；50是温度报警装置；51是磨损极限报警装置；52是油压报警装置；53是蓄电池能量极限报警装置； 54是电磁铁；55是动力传递装置；56是机体；57是电动机油泵；58是专用油道；59是过滤器，60～62是电子风扇；63是永磁铁摇臂（活塞）；64是连杆驱动偏心轴机构；65是齿轮轴或飞轮旋转输出机构。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示：本发明智能型太阳能电磁能循环动力包括电源系统1、控制系统2和动力系统3；电源系统包括太阳能电池4、带外接充电器接口5的蓄电池6和电容储能器7，太阳能电池可经控制器分别给电容储能器、蓄电池充电及直接向油泵57、电子风扇61、62、63及其它附属电子电器供电，电容储能器7可经控制系统2给蓄电池充电6或直接供电给电磁铁54；动力系统3包括电磁动力机11、润滑装置12和冷却装置13；电磁动力机11采用电磁铁54作为动力源带动永磁铁摇臂（活塞）63经动力传递装置55即连杆驱动偏心轴机构64带动齿轮轴65及飞轮旋转输出动力；机体56承载电磁动力机11各部件的安装，润滑装置12采用电动机油泵57把润滑油从油底壳经专用油道58输送到各相对运动的零部件摩擦表面；冷却系统13采用电子风扇61、62、63分别对动力散热器、大功率管散热器和控制模块散热器进行散热；控制系统2包括传感器8、控制单元10和执行器9，传感器8有安装在太阳能板上的光照强度传感器14、安装在机体上的动力机温度传感器30、安装在模块散热器上的控制模块温度传感器29、安装在开关管散热器上的开关管温度传感器32、安装在电磁铁上的电磁铁温度传感器31、安装在蓄电池两级的蓄电池电量传感器17、安装在动力机的机体上的动力操纵位置传感器15、安装在飞轮端部的动力机转速传感器18和偏心轴位置传感器20及安装在连杆传动机构上的各轴套磨损极限传感器19；控制单元10有运算中心26、显示系统27和报警系统28，运算中心26含信号输入转换及接受回路44、电脑处理器45和控制信号输出回路46；显示系统27含动力机转速显示47、关键部位温度显示48和电池能量显示49；报警系统28含温度报警装置50、磨损极限报警装置51、油压报警装置52和蓄电池能量极限报警装置53；执行器9含太阳能控制器21、转速控制器22、转矩控制器23、开关控制器24和储能控制器25，太阳能控制器21有能量分配器33、蓄电池充电控制器34，转速控制器22有频率控制器35和占空比控制器36，转矩控制器23有电流控制器37和占空比控制器38，开关控制器24有时间控制器39、路径控制器40和保护电路41，储能器控制25有循环脉冲控制器42和充电控制器43。

Claims (5)

1.一种智能型太阳能电磁能循环动力，其特征在于：由电源系统（1）、控制系统（2）和动力系统（3）组成，所述电源系统（1）包括太阳能电池（4）、蓄电池（6）和电容储能器（7）；所述控制系统（2）包括传感器（8）、控制单元（10）和执行器（9）；所述动力系统（3）包括电磁动力机（11）、润滑装置（12）和冷却装置（13）；所述太阳能电池（4）接收太阳光能转换成电能经控制系统（2）分别给电容储能器（7）和蓄电池充电（6）或直接向动力系统（3）供电；所述电容储能器（7）接收太阳能电池（4）的电能和将电磁动力机（11）的感应电能回收储存，经控制系统(2)给蓄电池(6)充电或直接供电给动力系统电磁动力机(3)的电磁线圈；所述控制系统(2)通过传感器(8)提供的信号经控制单元(10)处理后，由执行器(9)按照控制单元（10）的指令执行动作；所述动力系统(3)采用电能磁能相互转换循环利用，充分利用太阳能电池(4)和电容储能器（7）的电能使电磁动力机（11）在消耗最小能量的前提下正常运转输出足够动力。

2.根据权利要求1所述的智能型太阳能电磁能循环动力，其特征在于：所述蓄电池（6）有外接充电器接口（5）。

3.根据权利要求1所述的智能型太阳能电磁能循环动力，其特征在于：所述传感器(8)有安装在太阳能板上的光照强度传感器（14）、安装在机体上的动力机温度传感器（30）、安装在模块散热器上的控制模块温度传感器（29）、安装在开关管散热器上的开关管温度传感器（32）、安装在电磁铁上的电磁铁温度传感器（31）、安装在蓄电池两级的蓄电池电量传感器（17）、安装在动力机的机体上的动力操纵位置传感器（15）、安装在飞轮端部的动力机转速传感器（18）和偏心轮位置传感器（20）及安装在连杆传动机构上的各轴套磨损极限传感器（19）；所述控制单元(10)有运算中心（26）、显示系统（27）和报警系统（28），运算中心（26）含信号输入转换及接受回路（44）、电脑处理器（45）和控制信号输出回路（46）；显示系统（27）含动力机转速显示（47）、关键部位温度显示器（48）和电池能量显示器（49）；（28）报警系统含温度报警装置（50）、磨损极限报警装置（51）、油压报警装置（52）和蓄电池能量极限报警装置（53）；执行器（9）含太阳能控制器（21）、转速控制器（22）、转矩控制器（23）、开关控制器（24）和储能器控制（25），太阳能控制器（21）有能量分配器（33）、蓄电池充电控制器（34），转速控制器（22）有频率控制器（35）和占空比控制器（36），转矩控制器（23）有电流控制器（37）和占空比控制器（38），开关控制器（24）有时间控制器（39）、路径控制器（40）和保护电路（41），储能器控制（25）有循环脉冲控制器（42）和充电控制（43）。

4.根据权利要求1所述的智能型太阳能电磁能循环动力，其特征在于：所述动力系统(3)中电磁动力机（11）采用电磁铁（54）作为动力源带动摇臂（63）经动力传递装置（55）即（64）连杆驱动偏心轴机构带动齿轮轴（65）及飞轮旋转输出动力；机体（56）承载电磁动力机（11）各部件的安装，润滑装置（12）采用电动机油泵（57）把润滑油从油底壳经专用油道（58）输送到各相对运动的零部件摩擦表面；冷却系统（13）采用电子风扇（61、62、63）分别对动力散热器、大功率管散热器和控制模块散热器进行散热。

5.根据权利要求3所述的智能型太阳能电磁能循环动力，其特征在于循环脉冲控制器（42）是使电容储能器（7）和电磁动力机（11）的电磁线圈产生电磁振荡，其频率与永磁铁的行程同步，充分利用能源产生最大的动力。

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