CN108429399A - 一种继电式发电机 - Google Patents

Abstract

一种继电式发电机，包括气缸二端置有电磁铁、中置永磁铁活塞将气缸分隔成两个独立的A、B分段气缸，利用电磁铁驱动永磁铁活塞移动做功，产生同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的势能，磁感线切割感应线圈产生感应电流，所产生的感应电流远高于电磁铁驱动的能耗，因此本发电机具有创新性，永磁铁的排斥、吸引势能是一种重复使用的可再生能源，发电机发出的部分电流回流给电磁铁驱动，部分电流用于负载和储能，所以本发电机具备连续输出电流能力。

Description

一种继电式发电机

技术领域

本发明涉及新能源发电机、电能放大技术领域，利用电磁铁驱动永磁铁活塞，产生同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的势能，磁感线切割感应线圈产生大于自身的能耗的感应电流和热能，特别涉及一种继电式发电机的汽车，成为交通运输工具实时可再生的动力电源供应系统，为纯电动汽车长途续航里程，提供了基本技术保障。

背景技术

一直伴生的能源安全问题以及环境污染问题，是最棘手的两大瓶颈问题，石油安全、资源紧张，汽车行驶时尾气排出有害物质破坏环境和人体健康，迫切需要一种可再生新能源代替石油能源，以克服现有交通运输工具能源安全问题以及环境污染问题上的缺陷。

电动汽车存在着混合动力、插电式混合动力，燃料电池，纯电车等模式，受限于动力电池技术和充电技术的水平，存在着能量密度，续航里程，充电速度，充电站的建设等制约因素，成为发展纯电动车瓶颈，有鉴于此，迫切需要一种新的动力电源或充电方式，以解决纯电车"充电柱"短板问题，实现纯电动车随时随地充电需求，以克服现有纯电动汽车电池组的数量和重量问题及充电方式上的缺陷。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明的继电式发电机，利用电磁铁驱动永磁铁活塞移动做功，磁感线切割感应线圈产生感应电流，所产生的感应电流远高于电磁铁驱动的能耗，永磁铁的排斥、吸引势能是一种重复使用的可再生能源，发电机发出的部分电流回流给电磁铁驱动，部分电流用于负载和储能，具备连续输出电流能力。

继电式发电机，可称为：电磁铁式发电机、自由活塞式线性发电机、磁势能发电机、磁势能自由活塞式线性发电机、磁势能自由活塞式线、再生电能发电机和电能可再生发电机。

本发明提供了继电式发电机，旨在提供一种较为实用发电效果较好的新能源发电机。

本发明还提供以下的解决方案。

一种继电式发电机，包括：

机体系统，机体包括，气缸盖108、气缸盖衬垫、气缸体109、气缸套组成，气缸二端置有电磁铁、中置永磁铁活塞101，将气缸分隔成两个独立的A、B分段气缸，气缸壁上置有进、排气窗叶口110连接进排气管，用于永磁铁活塞移动所需的进气、排气；

电磁铁系统，电磁铁用于驱动永磁铁活塞101，产生同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的势能，构成永磁铁活塞101做功的控制机构；

永磁铁活塞系统，永磁铁活塞101移动时，磁感线切割感应线圈104、感应线圈A105或感应线圈B105产生感应电流和热能，感应电流经整流电路、滤波、稳压后输出；

控制单元系统，单片机PWM用于精准控制感应线圈A105和感应线圈B105通电导通的时间和周期，以及永磁铁活塞101的做功速率。

在本发明实施方式中，其中机体还包括：气缸盖108、气缸盖衬垫、气缸体109、气缸套组成，气缸二端置有电磁铁、中置永磁铁活塞101，将气缸分隔成两个独立的A、B分段气缸，气缸壁上置有进、排气窗叶口110连接进、排气管，用于永磁铁活塞移动所需的进气、排气；气缸体109为水平对对置气缸、圆筒形上下轴向对开结构，通过螺丝紧固机体，二端设有安装耳环112洞空，其材质为铝镁合金、304不锈钢；机体具有接纳电磁铁、树脂线盘106，感应线圈105和感应线圈104的膛孔，气缸形状为圆柱体、正柱体、长柱体，多边柱体与机体一致并同轴布置，气缸数为偶数可扩展。

进一步的，气缸体109、气缸盖108、气缸套构成进排气室，用于活塞移动所需要的进气与排气。

进一步的，气缸盖衬垫安装气缸盖108和气缸体109之间,用于密封气缸,防止漏气、漏水。

进一步的，气缸体109是用于支承电磁铁、树脂线盘缸套107和永磁铁活塞101的装配基体。

进一步的，气缸套利用树脂线盘107作为气缸套，气缸套内壁镶入滚珠轴承.用于永磁铁活塞101沿轴向轨道移动并提供润滑通道。

进一步的，外壳包含散热片，用于气缸自然散热。

进一步的，气缸体109开设进气、排气管孔，其位于气缸壁上窗叶。

进一步的，气缸体109内壁置有空心螺丝管冷却液导管连接散热器，用于气缸内温度冷却，保持气缸内恒定温度。

进一步的，气缸内壁设加强筋，位于A、B气缸壁上窗叶边，构成三槽结构，用于各装配体定位和紧固。

进一步的，气缸组合形式包括，并联和串联，一般为2－12缸。

在本发明实施方式中，其中电磁铁系统还包括：永磁铁102，材质为钕铁硼，形状扁圆柱中空，表层涂有陶瓷，以增加抗氧化性；电磁铁芯103，材质为软铁，其形状为圆柱型与永磁铁102组成马蹄型结构，表层涂有陶瓷，以增加抗氧化性；树脂线盘106，材质为树脂，用于支承感应线圈；感应线圈105，绕有导电特征的连续线缆，线缆包在绝缘材料内，用于输出感应电流或导入电压用于电磁铁芯103产生磁场；其中永磁铁102，用于永磁铁活塞101同名磁极相互排斥势能，感应线圈105通电时，电磁铁芯103产生磁极，用于与永磁铁活塞101异名磁极相互吸引势能；该电永磁铁102、树脂线盘106、感应线圈105形状为圆柱体、正柱体、长柱体，多边体与气缸一致并同轴布置，其有益效果是，电磁铁具备相排斥、吸引的势能双重功能。

进一步的，感应线圈具有高温超导电缆材料的零电阻特性，输电会有损耗，而利用超导体则可最大限度地降低损耗。

在本发明实施方式中，其中永磁铁活塞系统还包括，永磁铁活塞101为空心结构，材质为钕铁硼，表层涂有陶瓷，以增加抗氧化性、耐磨性和润滑性；树脂线盘107，材质为树脂，其轴心为中空，当作永磁铁活塞101气缸套用，内壁置滚珠轴承，用于增加永磁铁活塞101移动时的润滑性，同时用于支承感应线圈104；感应线圈104，用于永磁铁活塞101移动时，磁感线切割感应线圈104、感应线圈A105或感应线圈B105产生感应电流和热量，感应电流经整流电路、滤波、稳压后输出；该永磁铁活塞101、树脂线盘107、感应线圈104形状为圆柱体、正柱体、长柱体，多边体与气缸一致并同轴布置，其有益效果是，永磁铁活塞101做功，磁感线切割感应线圈产生感应电流。

进一步的，永磁铁活塞101置无油活塞环，用于气缸之间密封，活塞环具备永磁铁活塞101相同外径的圆环并同轴布置气缸内。

在本发明实施方式中，其中控制单元系统还包括：单片机，在程序控制下输出输入PWM高低平信号；位移传感器，用于永磁铁活塞101直线移动的机械位移量转换成电信号；场效应管，用于控制感应线圈A105和感应线圈B105通电时间和周期、用于阻断感应线圈通电时电压流入整流桥电路；气缸温度传感器，用于监控气缸内各装配体的温度，数据与单片机相连。

在本发明实施方式中，其中单片机控制电磁铁驱动电路步骤：永磁铁活塞101移动A气缸上止点时，触发A气缸位移传感器信号，信号数据传给单片机，单片机程序控制PWM输出高低平A1信号，导通光电耦合器和通过场效应管U1和U9，感应线圈A105获得电压，电磁铁芯A103产生磁场，迫使永磁铁活塞101作相吸移动；同时单片机程序控制PWM输出高低平B2信号，导通光电耦合器和场效应管U5和U8，整流桥电路运行，感应线圈B105、感应线圈104受永磁铁活塞101移动磁通量产生变化，永磁铁活塞101磁感线切割感应线圈B105、感应线圈104产生感应电流。

在本发明实施方式中，其中相对应的，永磁铁活塞101移动B气缸上止点时，触发B气缸位移传感器信号，信号数据传给单片机，单片机程序控制PWM输出高低平A2信号，导通光电耦合器和通过场效应管U2和U10，感应线圈B105获得电压，电磁铁芯B103产生磁场，迫使永磁铁活塞101作相吸移动；同时单片机程序控制PWM输出高低平B1信号，导通光电耦合器和场效应管U3和U7，整流桥电路运行，感应线圈A105、感应线圈104受永磁铁活塞101移动磁通量产生变化，永磁铁活塞101磁感线切割感应线圈A105、感应线圈104产生感应电流。

在本发明实施方式中，其中单片机程序控制PWM输出高低平A1、A2信号，场效应管U1和U9与场效应管U2和U10连续交替导通，感应线圈A105和感应线圈B105连续交替获得不同电压的周期和时间，占空比率趆高，永磁铁活塞101移动的速率趆高，向反则速率趆低，PWM精准控制永磁铁活塞101做功速率。

在本发明实施方式中，其中A气缸位移传感器触发信号，PWM A1、B2输出高平信号，导通光电耦合器、场效应管U1和U9、 U5和U8，相对应的，B气缸位移传感器阻断信号、PWMA2、B1输出低平信号，光电耦合器、场效应管U2和U10、U3和U7信号阻断截止；其中B气缸位移传感器触发信号、PWM A2、B1输出高平信号，导通光电耦合器、场效应管U2和U10、U3和U7，相对应的，A气缸位移传感器阻断信号、PWM A1、B2输出低平信号，光电耦合器、场效应管U1和U9、 U5和U8信号阻断截止，二者连续交替进行，位移传感器触发信号由永磁铁活塞101的移动速度决定，其有益效果是，驱动电路精准地控制永磁铁活塞101做功速率。

进一步的，气缸温度传感器，数据与单片机相连，当气缸温度升至额定温度时，PWM输出A1、A2较低信号，用于系统自行调节，降低气缸温度。

在本发明实施方式中，其中永磁铁活塞101气缸冲程步骤还包括：（a）A分段气缸进气冲程，永磁铁活塞101上止点时，感应线圈A105通电截止，永磁铁A102与永磁铁活塞101同名磁极相斥产生排斥势能和感应线圈B105通电导通，电磁铁芯B103所产生磁极与永磁铁活塞101异名磁极相互吸引势能，二者合力迫使永磁铁活塞101移动至A气缸下止点，A气缸进气，同时B分段气缸作排气冲程；（b）A分段气缸排气冲程，永磁铁活塞101下止点时，感应线圈B105通电电流截止，永磁铁B102与永磁铁活塞101同名磁极相斥产生排斥势能和感应线圈A105电流导通，电磁铁芯A103所产生磁极与永磁铁活塞101异名磁极相互吸引势能，二者合力迫使永磁铁活塞101移动至A气缸上止点，A气缸排气，同时B分段气缸作进气冲程；（c）A、B分段气缸做功冲程，感应线圈A105获得电压，A分段气缸，永磁铁活塞101相吸移动，相对于B分段气缸永磁铁活塞101做功；感应线圈B105获得电压，B分段气缸，永磁铁活塞101相吸移动，相对于A分段气缸永磁铁活塞101做功，感应线圈A105与感应线圈B105，连续交替获得电压，永磁铁活塞101往复在A、B分段气缸相斥、相吸移动做功，其有益效果是，永磁铁活塞101为双头活塞，A分段气缸永磁铁活塞101相对B分段气缸永磁铁活塞101相对做功。

在本发明实施方式中，其中永磁铁活塞101的启动、怠速、加速、减速和停止模式还包括，永磁铁活塞101启动，单片机程序控制PWM输出高低平A2、A1信号，场效应管U1和U9与场效应管U2和U10连续交替导通，感应线圈A105和感应线圈B105连续交替获得不同电压的周期和时间，占空比从0%调整至25%，永磁铁活塞101启动、占空比调整至25%永磁铁活塞101怠速移动、占空比从25%调整至100%，永磁铁活塞101加速移动、占空比从100%调整至25%，永磁铁活塞101减速移动和占空比调整至0%，永磁铁活塞101停止移动，其有益效果是，永磁铁活塞101移动速率由PWM决定。

在本发明实施方式中，其中整流电路发电模式包括：（a）永磁铁活塞101在A气缸上止点时，感应线圈A105通电截止，永磁铁A102与永磁铁活塞101同名磁极相斥产生排斥势能和感应线圈B105通电导通，电磁铁芯B103产生磁极与永磁铁活塞101异名磁极相互吸引势能，二者合力迫使永磁铁活塞101向B气缸移动至A气缸上止点，同时磁感线切割感应线圈A105和感应线圈104，产生感应电流，感应电流经整流、滤波、稳压后输出；（b）相对应的永磁铁活塞101在B气缸上止点时，感应线圈B105通电截止，永磁铁B102与永磁铁活塞101同名磁极相斥产生排斥势能和感应线圈A105通电导通，电磁铁芯A103产生磁极与永磁铁活塞101异名磁极相互吸引势能，二者合力迫使永磁铁活塞101向A气缸移动至A气缸上止点，同时磁感线切割感应线圈B105和感应线圈104，产生感应电流，感应电流经整流、滤波、稳压后输出；（c）电感应线圈A105和感应线圈B105连续交替获得通电，永磁铁活塞101往复移动气缸内，磁感线切割感应线圈104、感应线圈A105或感应线圈B105产生感应电流，经整流、滤波、稳压后输出；其有益效果是，永磁铁活塞101一次做功，必有二个整流电路同时产生感应电流。

在本发明实施方式中，其中进、排气管还包括：（a）气缸通过排气管连接散热器，用于取暖；（b）气缸通过排气管连接涡轮增压，用于进气气缸增加压缩比；（c）气缸通过排气管连接热能发电机，用于发电；其有益效果是，磁感线切割感应线圈产生大量热量再次被利用。

进一步，进、排气管，其中新进气空口、空气滤清器、涡轮增压器中的增压叶轮、中冷器和电子节气门，通过进气管与气缸相连，所产生压缩空气，用于提高永磁铁活塞101移动速率。

进一步，的A、B分段气缸永磁铁活塞101做功冲程，三者合力：如A分段气缸永磁铁A102与永磁铁活塞101同名磁极相斥产生排斥势能、B分段气缸感应线圈B105电流导通，电磁铁芯B103所产生磁极与永磁铁活塞101异名磁极相互吸引势能和来自进气管道的涡轮增压压缩气，用于提升永磁铁活塞101做功速率。

进一步的，空气滤清器用于过滤空气中悬浮的尘埃被吸入气缸中，管道下方设置有空气流量计和电子节气门。

进一步的，排气涡轮增压器，利用排出废气的能量冲击排气管中的涡轮，同时带动进气管道的叶片增压，使进气增压后送入到气缸，从而提高发动机的功率，二者同轴相连。

进一步的，中冷器采用风冷式用于降低增压后的高温空气温度、以降低发动机的热负荷，提高进气量，进而增加永磁铁活塞101的功率。

进一步的，电子节气门，用于气缸进气或排气的开启闭合。

进一步的，进、排气管用304 不锈钢或者铝合金材质制成，适用于高温高压，承受压力一般在8bar－10bar。

在本发明实施方式中，其中涉及具有继电式发电机的迷你型的手简、手机、应急电源供应系统、交通运输工具和发电机机组，其有益效果是，结构和方法相同，功率的体积可大可小。

总之，继电式发电机是电动机与发电机的有机结合体，永磁铁活塞101为转子，感应线圈为定子，永磁铁活塞101转子受感应线圈定子控制，反之永磁铁活塞101移动磁感线切割感应线圈产生感应电流，二者互补，永磁铁活塞移动50%动能来自永磁铁排斥势能，50%动能来自电磁铁驱动电流，电磁铁驱动永磁铁活塞移动是耗能过程，所产生的磁感线切割感应线圈是放能过程，利用电磁铁小电流驱动永磁铁活塞移动，磁感线切割感应线圈产生大于电磁铁的所消耗电流的感应电流，形成电能可再生效应，这是技术的突破要点。

本发明的有益效果在于：继电式发电机为交通运输工具提供可再生实时连续的热能和电能，并为电池组提供随时随地充电需求，大大地减少了纯电动汽车电池组的数量和重量，保证了交通运输工具长途续航里程需求，对传统交通运输工具动力改造是革命性地创新。

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

附图说明

在所绘制的原理图中。

图1是本发明实施方式提供继电式发电机的多侧视图。

图2是本发明实施方式提供继电式发电机的装配体爆炸视图。

图3是本发明实施方式提供继电式发电机的零件等轴视图。

图4是本发明实施方式提供继电式发电机的实验上视图。

图5是本发明实施方式提供继电式发电机的电路原理图。

图中标记分别为。

永磁铁活塞101；永磁铁A102；永磁铁B102；电磁铁芯A103；电磁铁芯B103；感应线圈104；感应线圈A105；感应线圈B105；树脂线盘106；气缸套树脂线盘107；气缸盖108；气缸体109；气缸套107；进、排气窗叶110；螺丝洞111；安装耳环112；启动电池113；储能电池115；开关K1；开关K2；开关K3；开关K4；开关K5；永磁铁102，永磁铁A102和永磁铁B102的总称；电磁铁芯103，电磁铁芯A103和电磁铁芯B103的总称；感应线圈105，感应线圈A105和感应线圈B105的总称；场效应管U1；场效应管U2；场效应管U3；场效应管U4；场效应管U5场效应管U6；场效应管U7；场效应管U8；场效应管U9；场效应管U10；单片机A1－PB0、A2－PB1、B1－PB3、B2－PB4。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式，下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

请参阅图1- 图5。

本实施方式提供的继电式发电机。

实施例1图1。

在一些实施方式中，其中机体还包括：气缸盖108、气缸盖衬垫、气缸体109、气缸套组成，气缸二端置有电磁铁、中置永磁铁活塞101，将气缸分隔成两个独立的A、B分段气缸，气缸壁上置有进、排气窗叶口110连接进、排气管，用于永磁铁活塞101移动所需的进气、排气；气缸体109为水平对对置气缸、圆筒形上下轴向对开结构，通过螺丝紧固机体，二端设有安装耳环112洞空，其材质为铝镁合金、304不锈钢；机体具有接纳电磁铁、树脂线盘106，感应线圈105和感应线圈104的膛孔，气缸形状为圆柱体、正柱体、长柱体，多边柱体与机体一致并同轴布置，气缸数为偶数可扩展。

进一步的，气缸套利用树脂线盘107作为气缸套，气缸套内壁镶入滚珠轴承.用于永磁铁活塞101沿轴向轨道移动并提供润滑通道。

在一些实施方式中，其中图1上视图，气缸盖108置有进、排气窗叶口110，周边设有螺丝洞111，机体二端设有安装耳环112洞空。

在一些实施方式中，其中图1前视图，机体圆筒形上下轴向对开结构，通过螺丝固定机体，气缸盖衬垫安装气缸盖108和气缸体109之间,用于密封气缸，防止漏气、漏水。

在一些实施方式中，其中图1剖视图，气缸二端置有电磁铁、中置永磁铁活塞101，将气缸分隔成两个独立的A、B分段气缸，气缸体109为水平对对置气缸、具有接纳电磁铁、树脂线盘106，感应线圈105、104的膛孔，与气缸同轴结构，气缸体109是用于支承电磁铁、树脂线盘缸套107和永磁铁活塞101的装配基体。

在一些实施方式中，其中图1左视图，机体圆筒形上下轴向对开结构，气缸盖108与机体置有进、排气窗叶口110，上下对称，气缸盖108、缸体设有安装耳环112。

实施例2图2。

在一些实施方式中，其中图2爆炸图，装配基体和各零件关系工作流程如下：安装时气缸体109置于底部，进、排气窗叶110垂直向下，气缸盖108置于顶部；永磁铁A102与电磁铁芯A103同轴并相切组成马蹄型结构，树脂线盘106绕上漆包线构成感应线圈A105，二者结合成A气缸电磁铁，并同轴相切于气缸内壁和强筋槽内；永磁铁B102与电磁铁芯B103同轴并相切组成马蹄型结构，树脂线盘106绕上漆包线构成感应线圈B105，二者结合成B气缸电磁铁，并同轴相切于气缸内壁和强筋槽内；A气缸电磁铁与气缸体109与同轴并相切于气缸左内壁，B气缸电磁铁与气缸体109与同轴并相切于气缸右内壁，永磁铁活塞101套在气缸套树脂线盘107内，气缸套树脂线盘107内壁镶入滚珠轴承，实装气缸加强筋槽内中置位；气缸盖108通过螺丝固定气缸体109；A、B分段气缸二个位移传感器数据线、感应线圈104、感应线圈A105和感应线圈B105导线连接于单片机和电池组。

实施例3图3。

在一些实施方式中，其中装配零件图3等轴图，电磁铁包括：永磁铁A102、电磁铁芯A103、感应线圈A105、树脂线盘106构成A分段气缸电磁铁；永磁铁B102、电磁铁芯B103、感应线圈B105、树脂线盘106、构成B分段气缸电磁铁，电磁铁用于永磁铁活塞101相斥和相吸的控制机构。

在一些实施方式中，其中永磁铁A102和永磁铁B102、材质为钕铁硼，形状扁圆柱中空，表层涂有陶瓷，以增加抗氧化性；电磁铁芯A103和电磁铁芯B103材质为软铁，其形状为圆柱型与永磁铁102组成马蹄型结构，表层涂有陶瓷，以增加抗氧化性。

在一些实施方式中，其中树脂线盘106和树脂线盘107，材质为树脂，用于支承感应线圈；感应线圈A105和感应线圈B105绕有导电特征的连续线缆，线缆包在绝缘材料内，用于输出感应电流或导入电流用于电磁铁芯103产生磁极，其中树脂线盘107用于永磁铁活塞101当作气缸套。

在一些实施方式中，其中永磁铁102，用于永磁铁活塞101同名磁极相互排斥势能；感应线圈105通电时，电磁铁芯103产生磁极，用于与永磁铁活塞101异名磁极相互吸引势能。

在一些实施方式中，其中永磁铁102、树脂线盘106、树脂线盘107、感应线圈105和感应线圈104，其形状为圆柱体、正柱体、长柱体，多边体与气缸一致并同轴布置。

实验例4图4。

在一些实施方式中，其中图4（a）永磁铁A102与永磁铁活塞101磁通量相当，并有足够的排斥力，永磁铁活塞101 N极向永磁铁A102移动时必须要用外力，才能靠近。

在一些实施方式中，其中图4（b）永磁铁活塞101失去外力的控制，永磁铁A102与永磁铁活塞101同名磁极相斥产生排斥势能，永磁铁活塞101向上移动。

在一些实施方式中，其中图4（c）感应线圈A105通电导通，电磁铁芯A103产生S磁极与永磁铁活塞101异名磁极相互吸引势能，永磁铁活塞101向下移动，电磁铁芯A103产生S磁极的磁通量要大于永磁铁A102磁通量，永磁铁活塞101N极相吸于电磁铁芯A103，当电磁铁芯A103产生S磁极的磁通量小于永磁铁A102磁通量，则永磁铁活塞101N极不能相吸于电磁铁芯A103移动。

在一些实施方式中，其中图4（d）感应线圈A105通电截止，永磁铁A102与永磁铁活塞101同名磁极相斥产生排斥势能，永磁铁活塞101向上移动，所产生的效果与图3（b）相同。

在一些实施方式中，其中图4（e）气缸二端置有电磁铁、中置永磁铁活塞101，感应线圈A105通电截止，磁铁芯A102不产生磁极，永磁铁A102与永磁铁活塞101同名磁极相斥产生排斥势能和感应线圈B105通电导通，电磁铁芯B103产生N磁极与永磁铁活塞101异名磁极相互吸引势能，永磁铁活塞101同时受到二合力作用下，向上移动至B气缸上止点。

在一些实施方式中，其中图4（f）气缸二端置有电磁铁、中置永磁铁活塞101，感应线圈B105通电截止，磁铁芯B102不产生磁极，永磁铁B102与永磁铁活塞101同名磁极相斥产生排斥势能和感应线圈A105通电导通，电磁铁芯A103产生磁极与永磁铁活塞101异名磁极相互吸引势能，永磁铁活塞101同时受到二者合力作用下，向下移动至A气缸上止点，图3（e）与图3（f）零件相同，通电感应线圈不同，永磁铁活塞101所产生的移动方向相反。

在一些实施方式中，其中图4（g）气缸二端置有电磁铁、中置永磁铁活塞101和感应线圈104，置有5组双联开关，K1、K2、K3、K4和K5，三组感应线圈桥式整流电路，启动电池113，储能电池115；当K1、K4和K5开关导通，感应线圈B105通电截止，启动电池113向感应线圈A105通电导通，电磁铁芯A103产生磁极与永磁铁活塞101异名磁极相互吸引势能和永磁铁B102与永磁铁活塞101同名磁极相斥产生排斥势能，永磁铁活塞101同时受到二者合力作用下，永磁铁活塞101向左移动至A气缸上止点，与此同时永磁铁活塞101磁感线切割感应线圈B105和感应线圈104，产生感应电流，经整流、滤波、稳压后输出至储能电池115。

在一些实施方式中，其中图4（h）气缸二端置有电磁铁、中置永磁铁活塞101和感应线圈104，置有5组双联开关，K1、K2、K3、K4和K5，三组感应线圈桥式整流电路，启动电池113，储能电池115；当K1、K2和K3开关导通，感应线圈A105通电截止，启动电池113向感应线圈B105通电导通，电磁铁芯B103产生磁极与永磁铁活塞101异名磁极相互吸引势能和永磁铁A102与永磁铁活塞101同名磁极相斥产生排斥势能，永磁铁活塞101同时受到二者合力作用下，永磁铁活塞101向右移动至B气缸上止点，与此同时永磁铁活塞101磁感线切割感应线圈A105和感应线圈104，产生感应电流，经整流、滤波、稳压后输出至储能电池115。

在一些实施方式中，其中图4（g）（h）让电感应线圈A105和感应线圈B105连续交替获得通电，永磁铁活塞101往复移动气缸内，磁感线切割感应线圈104、感应线圈A105或感应线圈B105产生感应电流，经整流电路、滤波、稳压后输出，同时储能电池115部分电流回流到启动电池113，启动电池113始终有足够的电流，用于感应线圈通电导通，储能电池115部分电流通过负载应用；采用电永磁铁驱动，实现控制永磁铁活塞101往复移动做功，三组感应线圈桥式整流电路中，同时必有二组感应线圈，整流电路产生感应电流，其中感应线圈A105和感应线圈B105连续交替产生感应电流，利用较小的驱动电流转换成大电流，从而达到发电的目的。

实验例5图5。

在一些实施方式中，其中控制单元系统还包括：单片机，在程序控制下输出输入PWM高低平信号；位移传感器，用于永磁铁活塞101直线移动的机械位移量转换成电信号；场效应管，用于控制感应线圈A105和感应线圈B105通电时间和周期、用于阻断感应线圈105通电时电压流入整流桥电路；气缸温度传感器，用于监控气缸内各装配体的温度，数据与单片机相连。

在一些实施方式中，其中单片机控制电磁铁驱动电路步骤：永磁铁活塞101移动A气缸上止点时，触发A气缸位移传感器信号，信号数据传给单片机，单片机程序控制PWM输出高低平A1信号，导通光电耦合器和通过场效应管U1和U9，感应线圈A105获得电压，电磁铁芯A103产生磁场，迫使永磁铁活塞101作相吸移动；同时单片机程序控制PWM输出高低平B2信号，导通光电耦合器和场效应管U5和U8，整流桥电路运行，感应线圈B105、感应线圈104受永磁铁活塞101移动磁通量产生变化，磁感线切割感应线圈B105、感应线圈104产生感应电流。

在一些实施方式中，其中相对应的，永磁铁活塞101移动B气缸上止点时，触发B气缸位移传感器信号，信号数据传给单片机，单片机程序控制PWM输出高低平A2信号，导通光电耦合器和通过场效应管U2和U10，感应线圈B105获得电压，电磁铁芯B103产生磁场，迫使永磁铁活塞101作相吸移动；同时单片机程序控制PWM输出高低平B1信号，导通光电耦合器和场效应管U3和U7，整流桥电路运行，感应线圈A105、感应线圈104受永磁铁活塞101移动磁通量产生变化，磁感线切割感应线圈A105、感应线圈104产生感应电流。

在一些实施方式中，其中单片机程序控制PWM输出高低平A1、A2信号，场效应管U1和U9与场效应管U2和U10连续交替导通，感应线圈A105和感应线圈B105连续交替获得不同电压的周期和时间，占空比率趆高，永磁铁活塞101移动的速率趆高，向反则速率趆低，PWM精准控制永磁铁活塞101做功速率。

在一些实施方式中，其中A气缸位移传感器触发信号，PWM A1、B2输出高平信号，导通光电耦合器、场效应管U1和U9、 U5和U8，相对应的，B气缸位移传感器阻断信号、PWM A2、B1输出低平信号，光电耦合器、场效应管U2和U10、U3和U7信号阻断截止；其中B气缸位移传感器触发信号、PWM A2、B1输出高平信号，导通光电耦合器、场效应管U2和U10、U3和U7，相对应的，A气缸位移传感器阻断信号、PWM A1、B2输出低平信号，光电耦合器、场效应管U1和U9、U5和U8信号阻断截止，二者连续交替进行，位移传感器触发信号由永磁铁活塞101的移动速度决定。

以上所仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种继电式发电机，其特征在于，包括：

机体系统，所述机体包括，气缸盖108、气缸盖衬垫、气缸体109、气缸套107组成，所述气缸二端置有电磁铁、中置永磁铁活塞101，将气缸分隔成两个独立的A、B分段气缸，气缸壁上置有进、排气窗叶口110连接进、排气管，用于永磁铁活塞101移动所需的进气、排气；

电磁铁系统，电磁铁用于驱动永磁铁活塞101，产生同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的势能，构成永磁铁活塞101做功的控制机构；

永磁铁活塞系统，所述永磁铁活塞101移动时，用于磁感线切割感应线圈104、感应线圈A105或感应线圈B105产生感应电流和热能，感应电流经整流电路、滤波、稳压后输出；

控制单元系统，单片机PWM用于精准控制感应线圈A105和感应线圈B105通电导通的时间和周期，以及永磁铁活塞101的做功速率。

2.根据权利要求1所述的继电式发电机，其特征在于，所述机体还包括：所述气缸体109为水平对对置气缸、圆筒形上下轴向对开结构，通过螺丝固定机体，二端设有安装耳环112，其材质为铝镁合金、304不锈钢；机体具有接纳电磁铁、树脂线盘106、107，感应线圈105和104的膛孔，其形状为圆柱体、正柱体、长柱体，多边柱体与机体一致并同轴布置，气缸数为偶数可扩展。

3.根据权利要求1所述的继电式发电机，其特征在于，所述电磁铁系统还包括：所述永磁铁102，材质为钕铁硼，形状扁圆柱中空，表层涂有陶瓷，以增加抗氧化性；所述电磁铁芯103，材质为软铁，其形状为圆柱型与永磁铁102组成马蹄型结构，表层涂有陶瓷，以增加抗氧化性；所述树脂线盘106，材质为树脂，用于支承感应线圈；所述感应线圈105，绕有导电特征的连续线缆，线缆包在绝缘材料内，用于输出感应电流或导入电压用于电磁铁芯103产生磁场；其中所述永磁铁102，用于永磁铁活塞101同名磁极相互排斥势能，所述感应线圈105通电时，电磁铁芯103产生磁极，用于与永磁铁活塞101异名磁极相互吸引势能。

4.根据权利要求1所述的继电式发电机，其特征在于，永磁铁活塞系统还包括：所述永磁铁活塞101为空心结构，材质为钕铁硼，表层涂有陶瓷，以增加抗氧化性、耐磨性和润滑性；所述树脂线盘107，材质为树脂，其轴心为中空，当作永磁铁活塞101气缸套用，内壁置滚珠轴承，用于增加永磁铁活塞101移动时的润滑性，同时用于支承感应线圈104；所述感应线圈104，用于永磁铁活塞101移动时，磁感线切割感应线圈104、感应线圈A105或感应线圈B105产生感应电流和热量，感应电流经整流电路、滤波、稳压后输出；该永磁铁活塞101、树脂线盘107、感应线圈104形状为圆柱体、正柱体、长柱体，多边体与气缸一致并同轴布置。

5.根据权利要求1、3或4所述的继电式发电机，其特征在于，所述控制单元系统还包括：

（a）所述单片机，在程序控制下输出输入PWM高低平信号；所述位移传感器，用于永磁铁活塞101直线移动的机械位移量转换成电信号；所述场效应管，用于控制感应线圈A105和感应线圈B105通电时间和周期、用于阻断感应线圈105通电时电压流入整流桥电路；所述气缸温度传感器，用于监控气缸内各装配体的温度，数据与单片机相连；（b）其中所述单片机控制电磁铁驱动电路步骤：永磁铁活塞101移动A气缸上止点时，触发A气缸位移传感器信号，信号数据传给单片机，单片机程序控制PWM输出高低平A1信号，导通光电耦合器和通过场效应管U1和U9，感应线圈A105获得电压，电磁铁芯A103产生磁场，迫使永磁铁活塞101作相吸移动；同时单片机程序控制PWM输出高低平B2信号，导通光电耦合器和场效应管U5和U8，整流桥电路运行，感应线圈B105、感应线圈104受永磁铁活塞101移动磁通量产生变化，磁感线切割感应线圈B105、感应线圈104产生感应电流；其中相对应的，永磁铁活塞101移动B气缸上止点时，触发B气缸位移传感器信号，信号数据传给单片机，单片机程序控制PWM输出高低平A2信号，导通光电耦合器和通过场效应管U2和U10，感应线圈B105获得电压，电磁铁芯B103产生磁场，迫使永磁铁活塞101作相吸移动；同时单片机程序控制PWM输出高低平B1信号，导通光电耦合器和场效应管U3和U7，整流桥电路运行，感应线圈A105、感应线圈104受永磁铁活塞101移动磁通量产生变化，磁感线切割感应线圈A105、感应线圈104产生感应电流；（c）单片机程序控制PWM输出高低平A1、A2信号，场效应管U1和U9与场效应管U2和U10连续交替导通，感应线圈A105和感应线圈B105连续交替获得不同电压的周期和时间，占空比率趆高，永磁铁活塞101移动的速率趆高，向反则速率趆低，PWM精准控制永磁铁活塞101做功速率；（d）其中所述A气缸位移传感器触发信号，PWM A1、B2输出高平信号，导通光电耦合器、场效应管U1和U9、 U5和U8，相对应的，B气缸位移传感器阻断信号、PWM A2、B1输出低平信号，光电耦合器、场效应管U2和U10、U3和U7信号阻断截止；其中B气缸位移传感器触发信号、PWMA2、B1输出高平信号，导通光电耦合器、场效应管U2和U10、U3和U7，相对应的，A气缸位移传感器阻断信号、PWM A1、B2输出低平信号，光电耦合器、场效应管U1和U9、 U5和U8信号阻断截止，二者连续交替进行，位移传感器触发信号由永磁铁活塞101的移动速度决定。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的继电式发电机，其特征在于，所述永磁铁活塞101气缸冲程步骤还包括：（a）A分段气缸进气冲程，永磁铁活塞101上止点时，感应线圈A105通电截止，永磁铁A102与永磁铁活塞101同名磁极相斥产生排斥势能和感应线圈B105通电导通，电磁铁芯B103所产生磁极与永磁铁活塞101异名磁极相互吸引势能，二者合力迫使永磁铁活塞101移动至A气缸下止点，A气缸进气，同时B分段气缸作排气冲程；（b）A分段气缸排气冲程，永磁铁活塞101下止点时，感应线圈B105通电电流截止，永磁铁B102与永磁铁活塞101同名磁极相斥产生排斥势能和感应线圈A105电流导通，电磁铁芯A103所产生磁极与永磁铁活塞101异名磁极相互吸引势能，二者合力迫使永磁铁活塞101移动至A气缸上止点，A气缸排气，同时B分段气缸作进气冲程；（c）A、B分段气缸做功冲程，感应线圈A105获得电压，A分段气缸，永磁铁活塞101相吸移动，相对于B分段气缸永磁铁活塞101做功；感应线圈B105获得电压，B分段气缸，永磁铁活塞101相吸移动，相对于A分段气缸永磁铁活塞101做功，感应线圈A105与感应线圈B105，连续交替获得电压，永磁铁活塞101往复在A、B分段气缸相斥、相吸移动做功。

7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的继电式发电机，其特征在于，所述永磁铁活塞101的启动、怠速、加速、减速和停止模式还包括，所述永磁铁活塞101启动，单片机程序控制PWM输出高低平A2、A1信号，场效应管U1和U9与场效应管U2和U10连续交替导通，感应线圈A105和感应线圈B105连续交替获得不同电压的周期和时间，占空比从0%调整至25%，永磁铁活塞101启动、占空比调整至25%永磁铁活塞101怠速移动、占空比从25%调整至100%，永磁铁活塞101加速移动、占空比从100%调整至25%，永磁铁活塞101减速移动、占空比调整至0%，永磁铁活塞101停止移动。

8.根据权利要求1、3、4、5或6所述的继电式发电机，其特征在于，整流电路发电模式包括：（a）永磁铁活塞101在A气缸上止点时，感应线圈A105通电截止，永磁铁A102与永磁铁活塞101同名磁极相斥产生排斥势能和感应线圈B105通电导通，电磁铁芯B103产生磁极与永磁铁活塞101异名磁极相互吸引势能，二者合力迫使永磁铁活塞101向B气缸移动至A气缸上止点，同时磁感线切割感应线圈A105和感应线圈104，产生感应电流，感应电流经整流、滤波、稳压后输出；（b）其中相对应的永磁铁活塞101在B气缸上止点时，感应线圈B105通电截止，永磁铁B102与永磁铁活塞101同名磁极相斥产生排斥势能和感应线圈A105通电导通，电磁铁芯A102产生磁极与永磁铁活塞101异名磁极相互吸引势能，二者合力迫使永磁铁活塞101向A气缸移动至A气缸上止点，同时磁感线切割感应线圈B105和感应线圈104，产生感应电流，感应电流经整流、滤波、稳压后输出；（c）所述电感应线圈A105和感应线圈B105连续交替获得通电，永磁铁活塞101往复移动气缸内，磁感线切割感应线圈104、感应线圈A105或感应线圈B105产生感应电流，经整流、滤波、稳压后输出。

9.根据权利要求1所述的继电式发电机，其特征在于，所述进、排气管还包括：（a）所述气缸通过排气管连接散热器，用于取暖；（b）所述气缸通过排气管连接涡轮增压，用于进气气缸增加压缩比；（c）所述气缸通过排气管连接热能发电机，用于发电。

10.根据权利要求1、2、3、4或5所述的继电式发电机，其特征在于，所述涉及具有继电式发电机的迷你型的手简、手机、应急电源供应系统、交通运输工具和发电机机组。