CN105048771A - 一种自动发电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动发电机，包括发电装置和充电电池组，所述发电装置包括竖直设置的第一永磁体，所述第一永磁体的下侧面沿其中心位置竖直向下设有导磁铁芯，所述导磁铁芯位于第一永磁体的下方且其两侧对称设有第二永磁体和第三永磁体，所述第二永磁体与第三永磁体相对端的磁极相反、且与第一永磁体相对端的磁极相同，所述第二永磁体和第三永磁体之间设有沿所述导磁铁芯上下移动、通过切割磁感应线产生感应电动势的感应线圈，所述发电装置通过充电电路向充电电池组进行充电。本发明结构简单，充电方便，寿命长；无需借助水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动设备进行发电，避免了能源的浪费。

Description

一种自动发电机

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，具体涉及一种自动发电机。

背景技术

发电机（英文名称：Generators）是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。

发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。但目前所采用的发电机，大都结构复杂，需借助水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，造成了能源浪费，同时磁场强度低，扭矩小(功率小)，所需线圈绕组匝数多，整机电阻值大，工作温度易于升高，电机使用寿命会受到影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、无噪音、寿命长、使用方便、且能够避免能源的浪费的自动发电机。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括发电装置和充电电池组，所述发电装置包括竖直设置的第一永磁体，所述第一永磁体的下侧面沿其中心位置竖直向下设有导磁铁芯，所述导磁铁芯位于第一永磁体的下方且其两侧对称设有第二永磁体和第三永磁体，所述第二永磁体与第三永磁体相对端的磁极相反、且与第一永磁体相对端的磁极相同，所述第二永磁体和第三永磁体之间设有沿所述导磁铁芯上下移动、通过切割磁感应线产生感应电动势的感应线圈，所述发电装置通过充电电路向充电电池组进行充电。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述充电电池组包括电池E1和电池E2，所述充电电路包括二极管D1、D2、D3、D4和电容器C1，所述二极管D1的阴极与电池E1的正极相连，其阳极与二极管D2的阴极相连，所述二极管D3的阳极与电池E1的负极相连，其阴极与二极管D4的阳极相连，所述二极管D2的阳极与电池E2的负极相连，所述二极管D4的阴极与电池E2的阳极相连，所述电容器C1并联在电池组的正负极两端，所述感应线圈的两端分别通过导线连接在电容器C1的两端。

所述充电电路还包括滑动变阻器R1，所述滑动变阻器R1的一端与电容器C1相连，其另一端通过导线与感应线圈相连。

所述导磁铁芯为下端具有开口槽的圆柱形结构，所述感应线圈包括由表面绝缘的金属线卷绕构成的上线圈及下线圈，所述上线圈环绕在导磁铁芯的外侧，所述下线圈垂直于上线圈且嵌套在导磁铁芯的开口槽内。

所述第二永磁体和第三永磁体在同一水平线上的磁场强度相等，且从下往上磁场强度逐渐减弱。

所述上线圈和下线圈是由同一根金属线绕制而成，金属线表面绝缘，且本身不具备导磁性，该线圈在绕制时满足上线圈和下线圈的电流旋转方向相反。

第一永磁体的下端面积完全覆盖上线圈的面积，所述第二永磁体和第三永磁体的相对面完全覆盖下线圈上下行程的面积。

由上述技术方案可知，本发明所述的自动发电机不仅结构简单，充电方便，寿命长，而且该自动发电机无任何排放物，因此不污染环境，不会对能源造成浪费；利用感应线圈的重力和磁场中磁通量的变化，产生的电动势对充电电池进行充电，在充电时，只需对感应线圈施加初始的动力，利用感应线圈的上下移动时通过磁通量变化产生的电动势，对充电电池进行充电，无需借助水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动设备进行发电，避免了能源的浪费。

附图说明

图1是本发明的第一种实施例的结构示意图；

图2是本发明的第二种实施例的结构示意图；

图3是本发明导磁铁芯的结构示意图；

图4是本发明感应线圈的主视图；

图5是本发明感应线圈的侧视图；

图6是本发明感应线圈的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

实施例1：如图1、3所示，本实施例的自动发电机，包括发电装置，发电装置包括竖直设置的第一永磁体1，该第一永磁体1下端的磁极为N极，在第一永磁体1的下侧面沿其中心位置竖直向下设有导磁铁芯2，该导磁铁芯2位于第一永磁体1的下方中垂线上且其两侧对称设有第二永磁体3和第三永磁体4，第二永磁体3右端的磁极为N极，第三永磁体4左端的磁极为S极，第二永磁体3和第三永磁体4之间设有沿导磁铁芯2上下移动、通过切割磁感应线产生感应电动势的感应线圈5，在导磁铁芯2为本身没有磁性且下端具有开口槽21的圆柱形结构，该开口槽21位于圆柱体的中心线上且沿导磁铁芯2长度方设置。

如图4～6所示，感应线圈5由表面绝缘的金属线卷绕构成的上线圈51和下线圈52组成，上线圈51环绕在导磁铁芯2的外侧形成圆形结构，下线圈52垂直于上线圈51的下侧面且嵌套在导磁铁芯2的开口槽21内，该下线圈52呈长方体结构。本实施例中，第二永磁体3和第三永磁体4在同一水平线上的磁场强度相等，且从下往上磁场强度逐渐减弱。第一永磁体1的下端面积完全覆盖上线圈51的面积，第二永磁体3和第三永磁体4的相对面完全覆盖下线圈52的面积，以使感应线圈5能够完全处于第一永磁体1永磁体、第二永磁体3和第三永磁体4形成的磁场中。

为了使感应线圈5沿导磁铁芯2受磁感应线的作用能够上下移动，

上线圈51和下线圈52的电流旋转方向相反，即该上线圈51和下线圈52两个线圈为同一根金属线绕制而成，金属线表面绝缘，且本身不具备导磁性，通过绕制使电流在线圈中呈顺时针或逆时针，即当上线圈51有顺时针电流通过时，则下线圈52的电流为逆时针方向；当上线圈51为逆时针电流通过时，则下线圈52的电流为顺时针方向。

如图1所示，发电装置通过充电电路向充电电池组进行充电，该充电电池组包括电池E1和电池E2，充电电路包括二极管D1、D2、D3、D4和电容器C1；二极管D1的阴极与电池E1的正极相连，其阳极与二极管D2的阴极相连，二极管D3的阳极与电池E1的负极相连，其阴极与二极管D4的阳极相连，二极管D2的阳极与电池E2的负极相连，二极管D4的阴极与电池E2的阳极相连，电容器C1并联在电池组的正负极两端，感应线圈5的两端分别通过导线连接在电容器C1的两端。进一步的，该充电电路还包括滑动变阻器R1，滑动变阻器R1的一端与电容器C1相连，其另一端通过导线与感应线圈5相连。根据电流大小的实际需要调节活动变阻器R1的指针位置，将感应线圈5移至导磁铁芯2的最高位置处，让其自由下落，感应线圈5就会上下往复的运动。当感应线圈5在下降时会给可充电电池E2充电，当感应线圈5在上升时会给可充电电池E1充电。

实施例2：如图2所示，本实施例中，除了第一永磁体1、第二永磁体3和第四永磁体4的磁极方向与实施例1的不同之外，其他结构均与实施例1的结构相同。即本实施例中，第一永磁体1的下端为S极，第二永磁体3的右侧为S极，第三永磁体4的左侧为N极。

将电容器C1、电池E1和E2、滑动变阻器R1及二极管D1～D4连接好后，根据电流大小的实际需要调节活动变阻器R1的指针位置，将感应线圈5移至导磁铁芯2的最高位置处，让其自由下落，感应线圈5就会上下往复的运动。当感应线圈5在下降时会给可充电电池E1充电，当感应线圈5在上升时会给可充电电池E2充电。

本发明原理是利用重力和电磁场力的作用，使感应线圈5的下线圈52在第二永磁体3和第三永磁体4形成的磁场中上下运动，因磁通量的变化产生的感应电动势，对可充电电池E1和E2充电。

以实施例1为例，先将感应线圈5移至最高处，然后让其自由下落，感应线圈5的下线圈52在向下运动过程中，因在第二永磁体3和第三永磁体4形成的磁场中磁通量的发生变化而产生电动势对电容器C1和充电电池E2进行充电；当感应线圈5下落到最底端是因没有运动，所以磁通量没有变化，线圈中的电动势为0。此时电容器C1会因原先的充电，而对感应线圈5放电形成电流，感应线圈5的上线圈51在电流通过时形成磁场，磁场方向与第一永磁体1下端的磁场方向相反，因此会受到吸引而上升。由于电容器C1能够在瞬间将电放完，所以电容器C1只能给感应线圈5上升提供一个初始动力。在感应线圈5上升的同时，下线圈52在第二永磁体3和第三永磁体4的磁场间的磁通量发生变化，因此在下线圈52中会产生感应电动势而有电流产生，上线圈51中会因有感应电流通过而形成磁场，该磁场方向与第一永磁体1下端的磁场相反，因此感应线圈5会受到吸引而连续上升，在上升过程中感应线圈5的下线圈52在第二永磁体3和第三永磁体4所形成磁场间的磁通量发生变化，产生电动势会对可充电电池E2充电，并反向对电容器C1充电。当感应线圈5上升到最高点时，电容器C1也会瞬时放完电，放电产生的磁场方向与第一永磁体1下端的磁场方向相同，因此就会受到斥力，感应线圈5在斥力和重力作用下，又开始下落，如此反复下去。由此可见，对本发明利用感应线圈5的重力和磁场力的作用，使得下线圈52的磁通量发生变化，产生的电动势对可充电电池E1和E2进行充电，因此，本发明只需要对感应线圈5施加一个初始的、短暂的动力源，利用感应线圈5在上下移动时磁通量的变化，产生的电动势对可充电电池进行充电，是一种自动发电机，无需借助水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动设备进行发电，避免了能源的浪费。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种自动发电机，其特征在于：包括发电装置和充电电池组，所述发电装置包括竖直设置的第一永磁体（1），所述第一永磁体（1）的下侧面沿其中心位置竖直向下设有导磁铁芯（2），所述导磁铁芯（2）位于第一永磁体（1）的下方且其两侧对称设有第二永磁体（3）和第三永磁体（4），所述第二永磁体（3）与第三永磁体（4）相对端的磁极相反、且与第一永磁体（1）相对端的磁极相同，所述第二永磁体（3）和第三永磁体（4）之间设有沿所述导磁铁芯（2）上下移动、通过切割磁感应线产生感应电动势的感应线圈（5），所述发电装置通过充电电路向充电电池组进行充电。

2.根据权利要求1所述的自动发电机，其特征在于：所述充电电池组包括电池E1和电池E2，所述充电电路包括二极管D1、D2、D3、D4和电容器C1，所述二极管D1的阴极与电池E1的正极相连，其阳极与二极管D2的阴极相连，所述二极管D3的阳极与电池E1的负极相连，其阴极与二极管D4的阳极相连，所述二极管D2的阳极与电池E2的负极相连，所述二极管D4的阴极与电池E2的阳极相连，所述电容器C1并联在电池组的正负极两端，所述感应线圈（5）的两端分别通过导线连接在电容器C1的两端。

3.根据权利要求2所述的自动发电机，其特征在于：所述充电电路还包括滑动变阻器R1，所述滑动变阻器R1的一端与电容器C1相连，其另一端通过导线与感应线圈（5）相连。

4.根据权利要求1所述的自动发电机，其特征在于：所述导磁铁芯（2）为下端具有开口槽（21）的圆柱形结构，所述感应线圈（5）包括由表面绝缘的金属线卷绕构成的上线圈（51）及下线圈（52），所述上线圈（51）环绕在导磁铁芯（2）的外侧，所述下线圈（52）垂直于上线圈（51）且嵌套在导磁铁芯（2）的开口槽（21）内。

5.根据权利要求1所述的自动发电机，其特征在于：所述第二永磁体（3）和第三永磁体（4）在同一水平线上的磁场强度相等，且从下往上磁场强度逐渐减弱。

6.根据权利要求1所述的自动发电机，其特征在于：所述上线圈（51）和下线圈（52）是由同一根金属线绕制而成，金属线表面绝缘，且不具备导磁性，该线圈在绕制时满足上线圈（51）与下线圈（52）的电流旋转方向相反。

7.根据权利要求1或6所述的自动发电机，其特征在于：第一永磁体（1）的下端面积完全覆盖上线圈（51）的面积，所述第二永磁体（3）和第三永磁体（4）的相对面完全覆盖下线圈（52）上下行程的面积。