CN113300508B - 一种变速转轴稳定发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变速转轴稳定发电装置，包括外壳、转轴、转子磁铁、发电线圈以及推力磁铁；所述转轴与外壳同轴设置，并与外壳固定连接；所述线圈和推力磁铁安装在外壳上；在外壳内设有一内轴承，所述内轴承安装于转轴上，其内圈与转轴固定连接，外圈与外壳之间具有间隙；在内轴承的外圈上，绕其一周均匀分布有数块所述转子磁铁。本发明能够使发电装置在满足轴转速大于某值的任何转速下，产生的电的大小、频率均保持一致，从而保证输出电流的稳定性，并使输出电流能够直接应用于传感器等设备。

Description

一种变速转轴稳定发电装置
技术领域
本发明涉及发电机技术领域，尤其涉及一种变速转轴稳定发电装置。
背景技术
发电机是一种将机械能转换为电能的装置，广泛应用于停电环境、野外等临时供电。现有的发电机主要有内燃机（汽油机或柴油机等）提供动力，带动发电装置的转轴，通过转轴再带动发电装置的转子，使转子上的磁铁块在转动过程中形成变换的磁场，这样，绕设在发电装置壳体（定子）上的线圈就会产生电流，并进行输出。
但是，现有的发电装置在工作过程中，内燃机的转速会因为供油速度、进气速度等对燃烧造成影响，从而影响内燃机的输出转速，直接影响就是造成发电机转轴的转速不稳定，这就造成发电装置产生的电流大小、频率都不稳定，因而使得发电装置产生的电无法直接使用，需要增加稳压、整流等设备，这样不仅造成整个发电装置的成本增加，并且需要额外增加供电装置对转轴上的传感器等其他设备进行供电，从而造成现有的发电装置使用不便。尤其是对与发电机（转轴等）上的一些电器元件，如传感器等，目前主要是采用外接导线供电或内装电池供电，加装外部导线的情况下存在导线布置不便问题，而布置电池又存在电池的供电时间短和输出电压低等问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决因转轴转速不稳定而造成发电装置产生电流大小、频率不稳定的问题，提供一种变速转轴稳定发电装置，能够使发电装置在任何转速下，产生的电的大小、频率均保持一致，从而保证输出电流的稳定性，并使输出电流能够直接应用于传感器等设备。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种变速转轴稳定发电装置，其特征在于：包括外壳、转轴、转子磁铁、发电线圈以及推力磁铁；所述外壳的一端为开放端，另一端具有一轴孔；所述转轴与外壳同轴设置，其一端从轴孔穿过，并与外壳固定连接，且能带动外壳同步转动；所述发电线圈和推力磁铁均为多个，并绕外壳一周均匀安装在外壳上；在外壳内设有一内轴承，所述内轴承安装于转轴上，其内圈与转轴固定连接，外圈与外壳之间具有间隙；在内轴承的外圈上，绕其一周均匀分布有数块所述转子磁铁；在外壳的开放端设有端盖，该端盖套设在转轴上，并与外壳固定连接，且内轴承的内圈的两端分别延伸至与端盖和外壳紧贴。
进一步地，所述推力磁铁绕外壳周向方向相对应的一端的极性相同。
作为优选，所述转子磁铁沿外壳径向方向的外侧的极性相同。
作为优选，所述转子磁铁为单极性永磁体。
进一步地，所述内轴承的内圈的轴向长度大于其外圈的轴向长度，且内圈的两端凸出于外圈的两端。
进一步地，还包括机架，在机架上设有轴承孔；在外壳上套设有外轴承，所述外轴承与外壳固定连接，并安装于机架的轴承孔内。
进一步地，所述外壳通过键与键槽的配合与转轴相连；在外壳外侧，对应外壳上的键槽的位置设有一挡板，所述挡板通过螺栓与外壳固定连接。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：结构简单，能够使发电装置在大于一克服内耗的转速后，任何转速下，产生的电的大小、频率均保持一致，从而保证输出电流/电压的稳定性，并使输出电流/电压能够直接应用于传感器等设备。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图本发明的局部结构示意图。
图3为本发明的局部剖视图。
图4为本发明工作过程中电压与时间的相对关系图。
图5为推力磁铁和转子磁铁之间的磁场示意图。
图中：1—外壳，2—转轴，3—转子磁铁，4—发电线圈，5—推力磁铁，6—内轴承，7—机架，8—外轴承。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例：参见图1、图2以及图3，一种变速转轴稳定发电装置，包括外壳1、转轴2、转子磁铁3、发电线圈4以及推力磁铁5。所述外壳1的一端为开放端，另一端具有一轴孔；所述转轴2与外壳1同轴设置，其一端从轴孔穿过，并与外壳1固定连接，且能带动外壳1同步转动。实施时，外壳1通过键与转轴2相连，用于对线圈和推力磁铁5进行支撑。所述发电线圈和推力磁铁5均为多个，并绕外壳1一周均匀安装在外壳1上；其中，实际加工时，线圈和推力磁铁5交替分布，这样，能进一步提高发电的稳定性。所述推力磁铁5绕外壳1周向方向相对应的一端的极性相同，即相邻两推力磁铁5相邻的一端的极性相反，这样，在推力磁铁5转动过程中，对转子磁铁3施加的力的一致性更好。在实施时，所述发电线圈为矩形线圈，其轴向与外壳1的径向一致，其长度方向与外壳1的周向一致。
在外壳1内设有一内轴承6，所述内轴承6安装于转轴2上，其内圈与转轴2固定连接，外圈与外壳1之间具有间隙。在内轴承6的外圈上，绕其一周均匀分布有数块所述转子磁铁3。具体实施时，作为一种实施方式，所述转子磁铁3沿外壳1径向方向的外侧的极性相同，从而使得推力轴承作用在转子轴承上的力一致性更好。作为优选方式，所述转子磁铁3为单极性永磁体，从而使装配更加方便、简单。在外壳1的开放端设有端盖，该端盖套设在转轴2上，并与外壳1固定连接，且内轴承6的内圈的两端分别延伸至与端盖和外壳1紧贴。实施时，该端盖与转轴2的端部固定连接。在制作过程中，所述内轴承6的内圈的轴向长度大于其外圈的轴向长度，且内圈的两端凸出于外圈的两端；从而能够保证内轴承6的内圈与外壳1和端盖接触时，其外圈与外壳1和端盖均具有间隙，从而保证外圈的自由转动。
作为优选方式，所述外壳1通过键与键槽的配合与转轴2相连；在外壳1外侧，对应外壳1上的键槽的位置设有一挡板，所述挡板通过螺栓与外壳1固定连接。当发电装置不安装在机架7上时，只通过键与转轴2连接，装置会沿轴向运动；因此，当外壳1与键和转轴2安装好后，在外壳1的外侧外加装一挡板，并通过螺钉固定在键槽外，通过内轴承6内圈与挡板固定键与外壳1的位置不会发生变化，从而使整个发电装置不沿轴向运动。
实际加工时，还包括机架7，在机架7上设有轴承孔；在外壳1上套设有外轴承8，所述外轴承8与外壳1固定连接，并安装于机架7的轴承孔内；从而能保证整个发电装置使用时安装的稳定性。
工作过程中，当转轴2转速大于一定值（克服内耗所需要的转速）后，转轴2带动外壳1同步转动，同时，内轴承6的内圈随转轴2转动，而内轴承6的外圈不随转轴2转动，仅在内轴承6内部的摩擦力作用下朝转轴2转动的方向缓慢转动。但是，在推力磁铁5随外壳1转动过程中，推力磁铁5与转子磁铁3之间产生相对移动，当推力磁铁5靠近转子磁铁3时，推力磁铁5对转子磁铁3产生吸力或推力，从而带动转子磁铁3朝靠近或远离的方向移动，且随着距离的缩小，力的大小增大，当推力磁铁5与转子磁铁3错位时，力又逐渐减小，当推力磁铁5与转子正对时，力最小（接近0）；当推力磁铁5与转子磁铁3错位时，当推力磁铁5与转子磁铁3再次错位时，推力磁铁5对转子磁铁3产生推力或吸力，并且力随距离的增加而增大，直至推力磁铁5与转子磁铁3分离后，力逐渐减小。因此，在转轴2速度改变的情况下，线圈与转子磁铁3之间的相对转速能保持恒定，从而能够使产生电流的大小、频率均保持恒定。
作为一种实施例，线圈匝数为400匝，相对转速为600转/min，转子磁铁3采用永磁体，如NdFe36 钕铁磁钢；如图4所示，在转轴2转动过程中，磁通量A与磁通密度B的变化呈周期性变化，并且输出电压稳定性好；如图5所示，为某一时刻磁通量A或磁通密度B的分布情况。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种变速转轴稳定发电装置，其特征在于：包括外壳、转轴、转子磁铁、发电线圈以及推力磁铁；所述外壳的一端为开放端，另一端具有一轴孔；所述转轴与外壳同轴设置，其一端从轴孔穿过，并与外壳固定连接，且能带动外壳同步转动；所述发电线圈和推力磁铁均为多个，并绕外壳一周均匀安装在外壳上；在外壳内设有一内轴承，所述内轴承安装于转轴上，其内圈与转轴固定连接，外圈与外壳之间具有间隙；在内轴承的外圈上，绕其一周均匀分布有数块所述转子磁铁；在外壳的开放端设有端盖，该端盖套设在转轴上，并与外壳固定连接，且内轴承的内圈的两端分别延伸至与端盖和外壳紧贴。
2.根据权利要求1所述的一种变速转轴稳定发电装置，其特征在于：所述推力磁铁绕外壳周向方向相邻的一端的极性相反。
3.根据权利要求1所述的一种变速转轴稳定发电装置，其特征在于：所述转子磁铁沿外壳径向方向的外侧的极性相同。
4.根据权利要求1所述的一种变速转轴稳定发电装置，其特征在于：所述转子磁铁为单极性永磁体。
5.根据权利要求1所述的一种变速转轴稳定发电装置，其特征在于：所述内轴承的内圈的轴向长度大于其外圈的轴向长度，且内圈的两端凸出于外圈的两端。
6.根据权利要求1所述的一种变速转轴稳定发电装置，其特征在于：还包括机架，在机架上设有轴承孔；在外壳上套设有外轴承，所述外轴承与外壳固定连接，并安装于机架的轴承孔内。
7.根据权利要求1所述的一种变速转轴稳定发电装置，其特征在于：所述外壳通过键与键槽的配合与转轴相连；在外壳外侧，对应外壳上的键槽的位置设有一挡板，所述挡板通过螺栓与外壳固定连接。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102437702A (zh) * 2011-12-27 2012-05-02 东南大学 直驱海浪发电用游标式直线电机
WO2012059535A1 (de) * 2010-11-06 2012-05-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlager mit einem direktantrieb
CN102996366A (zh) * 2011-09-12 2013-03-27 株式会社捷太格特 发电设备
CN104838161A (zh) * 2012-12-10 2015-08-12 舍弗勒技术股份两合公司 轴承、尤其是滚动轴承
CN212392798U (zh) * 2020-02-25 2021-01-22 林贵生 一种永磁和电磁接续拉/推传动结构的动力装置
CN112431855A (zh) * 2020-11-20 2021-03-02 上海第二工业大学 一种智能轴承

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203398892U (zh) * 2013-05-21 2014-01-15 安鲁荣 新型永磁发电机
GB2522439B (en) * 2014-01-23 2017-06-14 Jaguar Land Rover Ltd Variable speed magnetic gear
JP6426931B2 (ja) * 2014-07-24 2018-11-21 学校法人東海大学 発電機

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012059535A1 (de) * 2010-11-06 2012-05-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlager mit einem direktantrieb
CN102996366A (zh) * 2011-09-12 2013-03-27 株式会社捷太格特 发电设备
CN102437702A (zh) * 2011-12-27 2012-05-02 东南大学 直驱海浪发电用游标式直线电机
CN104838161A (zh) * 2012-12-10 2015-08-12 舍弗勒技术股份两合公司 轴承、尤其是滚动轴承
CN212392798U (zh) * 2020-02-25 2021-01-22 林贵生 一种永磁和电磁接续拉/推传动结构的动力装置
CN112431855A (zh) * 2020-11-20 2021-03-02 上海第二工业大学 一种智能轴承

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