CN105375676A - 一种多缸发电机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种多缸发电机。包括发电机机体、运动套筒、连杆、输出轴及偏心结构，发电机机体包括机体和机腔，运动套筒装在机体内设有的机腔内，永磁体组装在机体和运动套筒之间，运动套筒内装设有活塞，运动套筒的外圆柱面与永磁体组过盈配合，永磁体组与机体过盈配合，活塞与运动套筒的内圆柱面间隙配合，且活塞与连杆的一端连接，连杆的另一端与输出轴连接，输出轴位于机体的中心，偏心结构的转动中心与输出轴连接，偏心结构的偏心围绕中心圆周阵列分布，活塞的一端绕有线圈组，线圈组固定在活塞上，线圈组的线圈两端通过导电液体连接线圈整流电路，线圈组连接外端电源，永磁体组产生覆盖整个线圈组的均匀磁场。本发明结构简单，工艺要求低，且造价低。

Description

一种多缸发电机

技术领域

本发明是一种多缸发电机，属于多缸发电机的创新技术。

背景技术

工业革命时代内燃机的发展推动社会向前飞速发展，目前发电机生产量大，销量广，可应用于各类机车、电动车、汽车发电机、飞机、轮船、舰艇、航母等，它能将其它形式的机械能转化为电能，主要包括内燃机、外燃机、电动机等。外燃机和内燃机都会因燃烧不充分，产生废气，燃烧效率低，多级传动使得转化效率低，既污染环境又造成资源的浪费，他们体积都普遍大，同时，整个动力装置过于复杂和庞大，尺寸大无法适应特殊场合，控制响应慢，对制造工艺及要求高，制造成本高，其主要依赖于化石燃料的能量转化，其无法弥补的污染已经对生态环境和气候造成深刻的影响，屡受大自然的迫害，人类不得不转换使用再生能源来代替化石燃料等不可再生能源，该类型发电机耗能多污染大，造成许多资源的浪费，同时给环境带来巨大的危害；再生能源是最可靠能源，但考虑到气候环境及生产技术的局限性，目前风力发电作为磁能的开发一项标志，利用风叶把动能转化为电能，不会产生有害气体，在控制领域为提升效率采用永磁磁铁，目前发电机伺服系统多使用永磁直线发电机。减少了传统燃油能源的消耗，对传统发电机的改造是革命性的技术变革和创新。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种多缸发电机。本发明不仅结构简单，工艺要求低，且造价低。

本发明的技术方案是：本发明的多缸发电机，包括有发电机机体、运动套筒、连杆及输出轴，所述发电机机体包括有机体和机腔，机体内设有机腔，运动套筒套装在机体内设有的机腔内，永磁体组安装在机体和运动套筒之间，运动套筒内装设有活塞，运动套筒的外圆柱面与永磁体组过盈配合，永磁体组与机体过盈配合，活塞与运动套筒的内圆柱面间隙配合，且活塞与连杆的一端连接，连杆的另一端与输出轴连接，其特征在于还包括有偏心结构，所述输出轴位于机体的中心，偏心结构的转动中心与输出轴固定连接，偏心结构的偏心围绕中心圆周阵列分布，活塞的一端绕有线圈组，线圈组固定在活塞上，所述线圈组的线圈两端通过导电液体连接线圈整流电路，线圈组连接外端电源，所述永磁体组产生覆盖整个线圈组的均匀磁场。

本发明具有如下优点：

1）本发明采用直线往复运动代替旋转或是摆动式运动，结构简单，工艺要求低，造价低；

2）本发明控制简单可靠，本发明高频转换能力优于同等质量的内燃机，响应时间短，能够适应高转速下的机械能转换；

3）本发明缸体截面呈圆形活塞筒或是正方形活塞筒，无需尾气处理装置，减少了质量负载；

4）本发明线圈采用轴向串联绕线方式，采用圆形或正方形绕线线圈组，线圈采用串联方式，线圈数增加，线圈有效长度增加，电动势增加；

5）本发明线圈连接采用导电液体连接，不使用换向刷，导电液连接输出，防止应力疲劳现象；

6）本发明在缸内不需要喷入燃油，气密性要求低，对气缸的粗糙度要求低，无高耐热、耐高温、耐腐蚀等要求，对气缸制造工艺要求较低，成本也就会大大降低；

7）本发明缸体外部采用V型散热片进行风冷，增加散热面积，防止缸体的温度过高，损坏装置；

8）本发明采用往复直线运动来驱动，无跳动，在曲轴运动的一个周期内，利用率高；

9）本发明删除内燃机的点火装置、喷油装置，不用像内燃机那样需要复杂的点火控制系统，简化结构，整个装置的体积相应地变小，结构简单，没有气门、火花塞、链条等辅助装置，不需要多级传送来控制活塞的往复运动，传递效率高；

本发明运行过程中采用风能，稳定风能或是非稳定风能，无需燃烧，不消耗不可再生能源，无二次污染，环保节能，节约资源。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的多缸发电机。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明永磁体组的示意图；

图3为本发明线圈组的安装结构示意图；

图4为本发明永磁体组的绕线结构示意图；

图5为本发明五叶盘联轴器与偏心飞轮的安装结构示意图；

图6为图5转过另一角度的结构示意图；

图7为本发明的外部示意图；

图8为本发明的整体及内部示意图；

图9为本发明的内部轴侧示图；

图10为本发明的内部正示图；

图11为本发明线圈组的PWM控制电路图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1、2、3、4所示，本发明的多缸发电机，包括有发电机机体1、运动套筒2、连杆7及输出轴10，所述发电机机体1包括有机体012和机腔011，机体012内设有机腔011，运动套筒2套装在机体012内设有的机腔011内，永磁体组4安装在机体012和运动套筒2之间，运动套筒2内装设有活塞5，运动套筒2的外圆柱面与永磁体组4过盈配合，永磁体组4与机体012过盈配合，活塞5与运动套筒2的内圆柱面间隙配合，且活塞5与连杆7的一端连接，连杆7的另一端与输出轴10连接，其特征在于还包括有偏心结构9，所述输出轴10位于机体012的中心，偏心结构9的转动中心与输出轴10固定连接，偏心结构9的偏心围绕中心圆周阵列分布，活塞5的一端绕有线圈组6，线圈组6固定在活塞4上，所述线圈组6的线圈两端通过导电液体连接线圈整流电路，线圈组6连接外端电源，所述永磁体组4产生覆盖整个线圈组6的均匀磁场。

本实施例中上述线圈组6包括有若干个圆形线圈，圆形线圈轴向串联，圆形线圈的输入输出线头分别并联起来，所述圆形线圈两端通过导电液体连接整流电路。

本实施例中上述线圈整流电路包括有桥式电路11、检测电路12、D触发器13、门电路14、放大器15、比较器16、输出端17及电阻18，线圈组6和桥式电路11连接在线圈组6的液体导电接头63，液体导电接头63的一端连接整个桥式电路11输出，另一端连接接地端114，实现供电，线圈组6缠绕在活塞5所设线圈组槽51的槽内，线圈组6通过导电液体的导电接头63及通过活塞5的布线通孔52与桥式电路11连接，活塞5与连杆7连接，检测器12安装在输出轴10，检测器12检测输出轴10的输出端17的速度及扭矩信号，反馈信号通过电阻18与输出端17的电压经比较器16进行运算，放大器15对电源进行放大，控制信号端131经过D触发器13和门电路14后分别输入到桥式电路11的4个三极管113和二极管112，门电路14输入的单向通电时序对漆包线61产生的电流调控，形成闭环控制。

上述偏心结构9为凸轮或偏心飞轮。本实施例中,偏心结构9为偏心飞轮，偏心飞轮可通过五叶盘联轴器8与输出轴10连接。五叶盘联轴器8含有1个中心孔82和5个轴孔，1个中心孔82用于偏心飞9，5个轴孔用于连接连杆7，在偏心飞轮9的另一端面有1输入轴10，输入轴10上含有键槽101，键槽101用于圆周限位。

本实施例中,上述永磁体组4由12块磁块41组成,呈Balblach型的永磁体组，12块磁块41固定在运动套筒2与机体012之间，形成均匀磁场，磁场范围覆盖了整个线圈组6，线圈组6由数个圆线圈轴向绕制，线圈两端通过导电液连接外端输出。上述12块磁块41相邻之间磁极相反。上述永磁体组由12块磁块组成,12块磁块固定在运动套筒与机体之间，形成均匀磁场，磁场范围覆盖了整个线圈组，12块磁块相邻之间磁极相反。

本实施例中,上述12块磁块41是永磁体，呈Balblach型。上述永磁体采用钕铁硼永磁体。

本实施例中,上述运动套筒2为气缸。

本实施例中,上述气缸一端安装有空气滤化罩，用于过滤进出气缸体的空气。

本实施例中,上述输出轴的端部安装检测器装置。

本实施例中,机体012的外端面呈圆柱形，5个空气滤化罩3分别安装在活塞5运动套筒2端的机体012上。

本实施例中，本发明装设有5个运动套筒2，5个活塞分别装设在运动套筒2内，5个活塞与5根连杆7的一端连接，5根连杆7的另一端与输出轴10连接。五个上下往复运动的活塞连杆机构，上述结构都采用轴与孔连接，线圈的输入输出端通过活塞上的通孔连接整流器装置。五缸直线永磁式发电机输入轴带动活塞做往复直线运动，缠绕在发电机圆柱型活塞凹槽的线圈也一起运动。

本发明的工作原理如下：本发明的多缸发电机中的输入轴带动活塞做往复直线运动，输入轴可由动力装置驱动，缠绕在发电机圆柱型活塞凹槽的线圈也一起运动，缸体散热片增加散热面积，线圈节点采用导电液连接，永磁体形成均匀径向磁场，闭合线圈随活塞往复直线运动切割磁场，在线圈两端形成电势差，产生电能，整个装置的线路连通内腔输出到整流器，整流器装置通过二极管调控电流方向进行整流。该发明实现了转换旋转运动到直线运动，通过增加缸数来增加切割磁场的线圈数，切割闭合线圈长度增加，电势差越大，增加对机械能和磁能的利用率。

Claims (10)

1.一种多缸发电机，包括有发电机机体、运动套筒、连杆及输出轴，所述发电机机体包括有机体和机腔，机体内设有机腔，运动套筒套装在机体内设有的机腔内，永磁体组安装在机体和运动套筒之间，运动套筒内装设有活塞，运动套筒的外圆柱面与永磁体组过盈配合，永磁体组与机体过盈配合，活塞与运动套筒的内圆柱面间隙配合，且活塞与连杆的一端连接，连杆的另一端与输出轴连接，其特征在于还包括有偏心结构，所述输出轴位于机体的中心，偏心结构的转动中心与输出轴固定连接，偏心结构的偏心围绕中心圆周阵列分布，活塞的一端绕有线圈组，线圈组固定在活塞上，所述线圈组的线圈两端通过导电液体连接线圈整流电路，线圈组连接外端电源，所述永磁体组产生覆盖整个线圈组的均匀磁场。

2.根据权利要求1所述的多缸发电机，其特征在于上述线圈组包括有若干个圆形线圈，圆形线圈轴向串联，圆形线圈的输入输出线头分别并联起来，所述圆形线圈两端通过导电液体连接整流电路。

3.根据权利要求1所述的多缸发电机，其特征在于上述线圈整流电路包括有桥式电路、检测电路、D触发器、门电路、放大器、比较器、输出端及电阻，线圈组和桥式电路连接在线圈组的液体导电接头，液体导电接头的一端连接整个桥式电路的输出，另一端连接接地端，实现供电，线圈组缠绕在活塞所设的线圈组槽的槽内，线圈组通过导电液体的导电接头及通过活塞的布线通孔与桥式电路连接，活塞与连杆连接，检测器安装在输出轴，检测器检测输出轴的输出端的速度及扭矩信号，反馈信号通过电阻与输出端的电压经比较器进行运算，放大器对电源进行放大，控制信号端经过D触发器和门电路后分别输入到桥式电路的4个三极管和二极管，门电路输入的单向通电时序对漆包线产生的电流调控，形成闭环控制。

4.根据权利要求1所述的多缸发电机，其特征在于上述偏心结构为凸轮或偏心飞轮。

5.根据权利要求1所述的多缸发电机，其特征在于上述永磁体组由12块磁块组成,12块磁块固定在运动套筒与机体之间，形成均匀磁场，磁场范围覆盖了整个线圈组，12块磁块相邻之间磁极相反。

6.根据权利要求5所述的多缸发电机，其特征在于上述12块磁块41是永磁体，永磁体呈Balblach型。

7.根据权利要求6所述的多缸发电机，其特征在于上述永磁体采用钕铁硼永磁体。

8.根据权利要求1至7任一项所述的多缸发电机，其特征在于上述运动套筒为气缸。

9.根据权利要求8所述的多缸发电机，其特征在于上述气缸一端安装有用于过滤进出气缸的空气的空气滤化罩。

10.根据权利要求8所述的多缸发电机，其特征在于上述输出轴的轴端安装检测器装置。