CN108494118A - 节能发电机和动力系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发电机技术领域，提供了一种节能发电机和动力系统。所述节能发电机包括定子，为筒体结构，包括定子壳体、磁感应发电线圈和多个定子铁芯；定子壳体的内部以定子壳体的轴心为圆心的圆周方向上均匀设置多个定子铁芯；每个定子铁芯上设有线圈挂槽组，线圈挂槽组上均缠绕磁感应发电线圈；转子，为圆柱结构，包括转轴和多个瓦状磁体；转轴外侧壁环形设置多个瓦状磁体；每个定子铁芯的内侧壁弧长与每个瓦状磁体的外侧壁弧长相等；每个定子铁芯的内侧壁设有凹槽；位于凹槽左侧的定子铁芯的内侧壁弧长是位于凹槽右侧的定子铁芯的内侧壁弧长的2倍。上述节能发电机和动力系统输出电流产生的磁阻力变为磁助力，减小输入功率，提高发电效率。

Description

节能发电机和动力系统
技术领域
本发明属于发电机技术领域，更具体地说，是涉及一种节能发电机和动力系统。
背景技术
现代的生活、生产中不可或缺的就是电力供给，从手机充电、电动车到电动汽车、高铁、工业、企业、国防军事和生活工作等，各个角落、行业几乎都需要电力的支持才能更好的运行，所以发电机成了供电的核心设备。传统发动机是根据法拉第电磁感应原理设计而成，包括两种：一是闭合导体部分切割磁力线，产生感生电流；二是闭合线圈内产生磁通变化而产生感生电动势，其电流产生的磁场方向总是阻碍磁通量的改变。
现有技术中，根据法拉第定律制作出的各种形式的发电机，输出电流的磁场会产生磁阻力，输入功率会因为克服磁阻力，使得发电效率降低。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种节能发电机和动力系统，旨在解决现有技术中发电机的输入功率会因为克服磁阻力，使得发电效率降低的问题。
本发明实施例第一方面提供了一种节能发电机，包括定子和转子；
所述定子，为筒体结构，包括定子壳体、磁感应发电线圈和多个定子铁芯；
所述定子壳体的内部以所述定子壳体的轴心为圆心的圆周方向上均匀设置多个所述定子铁芯；每个所述定子铁芯上设置有线圈挂槽组，多个所述线圈挂槽组上均缠绕所述磁感应发电线圈；
所述转子，为圆柱结构，设置在所述定子内，包括转轴和多个瓦状磁体；
所述转轴外侧壁环形设置多个所述瓦状磁体；
每个所述定子铁芯的内侧壁弧长与每个所述瓦状磁体的外侧壁弧长相等；
其中，每个所述定子铁芯的内侧壁设置有凹槽；
位于所述凹槽左侧的定子铁芯的内侧壁弧长，是位于所述凹槽右侧的定子铁芯的内侧壁弧长的2倍。
可选的，所述瓦状磁体的外侧壁弧长是所述凹槽左侧的所述定子铁芯的内侧壁弧长的2倍。
可选的，所述定子铁芯的数量与所述瓦状磁体的数量相等。
可选的，相邻的所述定子铁芯的底部端点连接，相邻的所述定子铁芯的顶部端点间隔预设距离。
可选的，相邻的所述瓦状磁体的一侧磁极相反。
可选的，所述线圈挂槽组包括第一线圈挂槽和第二线圈挂槽；
所述第一线圈挂槽设置在所述凹槽的拱形壁上，所述第二线圈挂槽设置在所述定子铁芯的左外侧壁上。
可选的，所述节能发电机还包括多个将所述定子铁芯固定在所述定子壳体上的固定装置；
每个所述定子铁芯上均设置有至少两个所述固定装置。
本发明实施例第二方面提供了一种动力系统，包括电动机和启动器，还包括上述实施例第一方面提供的任一种节能发电机。
本发明提供的一种节能发电机和动力系统的有益效果在于：本实施例的节能发电机包括定子和转子，其中定子包括定子壳体、磁感应发电线圈和多个定子铁芯，定子壳体的内部以定子壳体的轴心为圆心的圆周方向上均匀设置多个定子铁芯；每个定子铁芯上设有线圈挂槽组用于缠绕磁感应发电线圈；转子包括转轴和多个瓦状磁体；转轴外侧壁环形设置多个瓦状磁体；每个定子铁芯的内侧壁弧长与每个瓦状磁体的外侧壁弧长相等；每个定子铁芯的内侧壁设有凹槽；位于凹槽左侧的定子铁芯的内侧壁弧长是位于凹槽右侧的定子铁芯的内侧壁弧长的2倍，使瓦状磁体在转动时输出电流产生的磁阻力变为磁助力，减小输入功率，提高发电效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的节能发电机的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的瓦状磁体产生的助推力方向示意图；
图3为本发明实施例提供的输出电流的自感应电动势产生的的助推力方向示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
下面结合附图对本发明节能发电机和动力系统的具体实施方式进行说明。
实施例一
参见图1，本发明实施例提供的一种节能发电机，包括定子100和转子200。
定子100为筒体结构，定子100包括定子壳体110、磁感应发电线圈120和多个定子铁芯130。
定子壳体110的内部以定子壳体110的轴心为圆心的圆周方向上均匀设置多个定子铁芯130。
每个定子铁芯130上设置有线圈挂槽组131，线圈挂槽组131上均缠绕磁感应发电线圈120。
转子200为圆柱结构，设置在定子100内，转子200包括转轴210和多个瓦状磁体220。
转轴210外侧壁环形设置多个瓦状磁体220。
其中，每个定子铁芯130的内侧壁弧长与每个瓦状磁体220的外侧壁弧长相等。
每个定子铁芯130的内侧壁设置有凹槽132。凹槽132左侧的定子铁芯130的内侧壁弧长，是凹槽132右侧的定子铁芯130的内侧壁弧长的2倍。
上述节能发电机，定子100的定子壳体110的内部以定子壳体110的轴心为圆心的圆周方向上均匀设置多个定子铁芯130，每个定子铁芯130上设有线圈挂槽组131用于缠绕磁感应发电线圈120；转子200的转轴210外侧壁环形设置多个瓦状磁体220；同时定子铁芯130的内侧壁弧长与每个瓦状磁体220的外侧壁弧长相等，每个定子铁芯130的内侧壁设有凹槽132；凹槽132左侧的定子铁芯130的内侧壁弧长是凹槽132右侧的定子铁芯130的内侧壁弧长的2倍，使瓦状磁体220在转动时输出电流产生的磁阻力变为磁助力，减小输入功率，提高发电效率。
参见图1，瓦状磁体220的外侧壁弧长是位于凹槽132左侧的定子铁芯130的内侧壁弧长的2倍。
应理解，瓦状磁体220的外侧壁弧长是位于凹槽132左侧的定子铁芯130的内侧壁弧长的2倍，说明瓦状磁体220一个磁极的外侧壁弧长与位于凹槽132左侧的定子铁芯130的内侧壁弧长相等，可以使瓦状磁体220的一个磁极完全进入到凹槽132左侧的定子铁芯130的内侧壁时，使瓦状磁体220的另一个磁极的磁极中心进入到凹槽132的下方区域，由输出电流产生的磁阻力变为磁动力，减小输入功率，提高发电效率。
其中，定子铁芯130的数量与瓦状磁体220的数量相等。
应理解，定子铁芯130的数量与瓦状磁体220的数量相等，可以使瓦状磁体220进入到下一个瓦状磁体220下方区域是仍产生助推力，以达到循环，使得转子200旋转一周输出电流产生的磁阻力基本全部变为磁动力，充分节能，减小输入功率，提高发电效率。
应理解，本实施例对定子铁芯130的数量与瓦状磁体220的数量不做限定，根据具体应用中定子壳体110的大小设置定子铁芯130的数量与瓦状磁体220的数量。
相邻的定子铁芯130的底部端点连接，相邻的定子铁芯130的顶部端点间隔预设距离，即相邻的定子铁芯130的顶部端点不连接。本实施例对所述预设距离不做限定。
应理解，相邻的定子铁芯130的底部端点连接，可以使定子铁芯130内侧壁的弧长正好与瓦状磁体220的外侧壁弧长相等，瓦状磁体220在转动时，从一个定子铁芯130的下方区域可以直接进入相邻定子铁芯130的下方区域，使转子200旋转一周磁阻力基本全变为磁动力，充分节能，减小输入功率，提高发电效率。
相邻的定子铁芯130的顶部端点间隔预设距离，使当前定子铁芯130可以传导当前定子铁芯130下方区域瓦状磁体220的磁极的磁力，而不干扰相邻定子铁芯130传导下方区域瓦状磁体220的磁极的磁力，实现输出电流产生的磁阻力变为磁动力，减小输入功率，提高发电效率。
可选的，相邻的瓦状磁体220的一侧磁极相反。如图1，每个瓦状磁体220均是S极与N极连接，N极与S极连接。
参见图1、图2和图3，线圈挂槽组131包括第一线圈挂槽131a和第二线圈挂槽131b。
凹槽132的拱形壁上设置有第一线圈挂槽131a，定子铁芯130的左外侧壁上设置有第二线圈挂槽131b。
如图1至3，定子铁芯130的外侧壁包括上外侧壁、左外侧壁和右外侧壁。定子铁芯130的左外侧壁上设置有第二线圈挂槽131b。
第一线圈挂槽131a上和第二线圈挂槽131b上均缠绕磁感应发电线圈120。
进一步的，一个实施例中，定子100还包括多个将定子铁芯130固定在定子壳体110上的固定装置140。
每个定子铁芯130上均设置有至少两个固定装置140。
可选的，固定装置140可以是金属铆钉，也可以是实现相关功能的其他金属固定装置，例如，金属螺丝、金属螺钉和金属螺栓等。
参见图2和图3，以虚线区域为示例说明一下本实施例的工作原理：
瓦状磁体221的S极转动刚进入定子铁芯130a的凹槽132左边的下方区域时，瓦状磁体221的N极磁力会通过定子铁芯130a传导到瓦状磁体221的S极区域，与瓦状磁体221的S极产生相互吸引力，从而瓦状磁体221的S极推动转子200转动，也就是瓦状磁体220之间的自身引力作用，推动转子200转动了至少T/4距离，产生了超过T/4距离的的助推力。如图2，定子铁芯130a中的粗线条，为瓦状磁体221的N极磁力通过定子铁芯130a的传导方向。
其中，所述T为与瓦状磁体220的外侧壁弧长相等的距离。
当瓦状磁体221的S极全部进入定子铁芯130a的凹槽132左边的下方区域时，磁感应发电线圈120会产生电动势，磁感应发电线圈120中变化的电流产生磁场，根据楞次定律判断，磁感应发电线圈120产生的磁场方向与瓦状磁体221的磁场方向垂直，且朝向瓦状磁体221的S极，即磁感应发电线圈120产生的磁场N极经过定子铁芯130a将磁力传导到瓦状磁体221的N极区域，与瓦状磁体221的N极同极相斥，产生斥力，如图3，定子铁芯130a中的粗线条，为磁感应发电线圈120产生的磁场N极通过定子铁芯130a的传导方向；由于此时瓦状磁体221的N极的中心已经转到感应磁场的左侧了，所以该斥力与转动方向一致，于是该斥力为助推力，使转子200再次转动了至少T/4距离；当瓦状磁体222的S极进入定子铁芯130a下方区域后，又与磁感应发电线圈120产生的磁场N相吸引，产生引力，所以该引力与转动方向一致，于是该引力变为助推力，使转子200再次转动了至少T/2距离，使瓦状磁体222的S极全部进入定子铁芯130a下方区域，此时瓦状磁体221的S极进入下一个定子铁芯130b的下方区域，进而形成了循环，即助推力与磁阻力同时产生又相互抵消。因此，节能发电机将传统发电机产生磁阻力变为磁助力，不再用机械能去克服磁阻力，即不再多余消耗输入功率去克服磁阻力，而是磁阻力变为磁助力，其磁助力的大小理论上与磁阻力相等，方向相反，相互抵消，所以发电机的输出功率减小。
上述实施例的节能发电机，包括定子100和转子200，定子的定子壳体110的内部以定子壳体110的轴心为圆心的圆周方向上均匀设置多个定子铁芯130，每个定子铁芯130上设有线圈挂槽组131用于缠绕磁感应发电线圈120；转子200的转轴210外侧壁环形设置多个瓦状磁体220；同时定子铁芯130的内侧壁弧长与每个瓦状磁体220的外侧壁弧长相等，每个定子铁芯130的内侧壁设有凹槽132；凹槽132左侧的定子铁芯130的内侧壁弧长是凹槽132右侧的定子铁芯130的内侧壁弧长的2倍，使瓦状磁体220在转动时将产生的磁阻力变为磁助力，减小输入功率，提高发电效率。
实施例二
一种动力系统，包括电动机和启动器，还包括上述实施例提供的任意一种节能发电机，还具有上述节能发电机所具有的有益效果。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种节能发电机，包括定子和转子，其特征在于，
所述定子，为筒体结构，包括定子壳体、磁感应发电线圈和多个定子铁芯；
所述定子壳体的内部以所述定子壳体的轴心为圆心的圆周方向上均匀设置多个所述定子铁芯；每个所述定子铁芯上设置有线圈挂槽组，多个所述线圈挂槽组上均缠绕所述磁感应发电线圈；
所述转子，为圆柱结构，设置在所述定子内，包括转轴和多个瓦状磁体；
所述转轴外侧壁环形设置多个所述瓦状磁体；
每个所述定子铁芯的内侧壁弧长与每个所述瓦状磁体的外侧壁弧长相等；
其中，每个所述定子铁芯的内侧壁设置有凹槽；
位于所述凹槽左侧的定子铁芯的内侧壁弧长，是位于所述凹槽右侧的定子铁芯的内侧壁弧长的2倍。
2.如权利要求1所述的节能发电机，其特征在于，所述瓦状磁体的外侧壁弧长是所述凹槽左侧的所述定子铁芯的内侧壁弧长的2倍。
3.如权利要求1所述的节能发电机，其特征在于，所述定子铁芯的数量与所述瓦状磁体的数量相等。
4.如权利要求3所述的节能发电机，其特征在于，相邻的所述定子铁芯的底部端点连接，相邻的所述定子铁芯的顶部端点间隔预设距离。
5.如权利要求3所述的节能发电机，其特征在于，相邻的所述瓦状磁体的一侧磁极相反。
6.如权利要求1所述的节能发电机，其特征在于，所述线圈挂槽组包括第一线圈挂槽和第二线圈挂槽；
所述第一线圈挂槽设置在所述凹槽的拱形壁上，所述第二线圈挂槽设置在所述定子铁芯的左外侧壁上。
7.如权利要求1至6任一项所述的节能发电机，其特征在于，所述节能发电机还包括多个将所述定子铁芯固定在所述定子壳体上的固定装置；
每个所述定子铁芯上均设置有至少两个所述固定装置。
8.一种动力系统，包括电动机和启动器，其特征在于，还包括如上述权利要求1至7任一项所述的节能发电机。
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