CN114285246A - 一种往复直线运动发电机用异形铁心 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种往复直线运动发电机用异形铁心，包括有E型铁心和永磁体，导磁体中柱的端面贴合安装永磁体的一个磁极面，还包括有Ⅰ字型移动铁心，Ⅰ字型移动铁心具有Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面和Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面，永磁体的另一个磁极面贴合安装在Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面和Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面之间的侧面上，Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面和Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面上分别开设有两个端部曲面，Ⅰ字型移动铁心沿E型铁心第一边柱端面、E型铁心第二边柱端面所在的直线上往复直线移动，当异形的Ⅰ字型移动铁心移动时，使得两个线圈中的磁通量变化速度加快，感应出更高的电压，且能够避免出现磁饱和现象。
Description
技术领域
本发明涉及发电机技术领域，具体为一种往复直线运动发电机用异形铁心。
背景技术
在小角度往复旋转运动场合，如果要回收其能量需要采用旋转发电机，但旋转发电机转动角度小且转速低，回收能量效率低。如果采用转换机构，则系统结构复杂，在某些场合收到安装空间和成本限制，不具有实用性。如果采用直线电动机回收能量，则直线电机的成本较高，对于成本敏感的场合，则难以应用，且直线运动的速度不恒定，使得直线电动机的输出电压也不恒定，则影响了能量回收效率。
为解决上述技术问题，中国发明专利申请号为CN202110199992.5的专利涉及一种并联磁路异步变化式角度发电机，小角度往复旋转运动场合的能量回收，特别适用于汽车悬架振动能量、波浪能发电、三轮和两轮车悬架振动能量回收；具体结构由类E型导磁体、永磁体、旋转导磁体和发电线圈部分组成；采用1块永磁体和导磁体形成两个相互关联变化的磁路，在两个磁支路上设置发电线圈，当旋转导磁体做小角度往复旋转运动时发电线圈发电输出电能；组成元件有类E型导磁体(1)、第一导磁体边柱(4)、第二导磁体边柱(7)、导磁体中柱(9)、永磁体(10)、旋转导磁体(5)、旋转导磁体第一端(2)、旋转导磁体第二端(6)、旋转导磁体第一端(2)、第一发电线圈(3)、第二发电线圈(8)。
但是上述发明适用于小角度往复旋转运动机构的场合回收电能，不能适用大部分发电机的使用，而其中直线电机的使用更加普遍，使用直线电动机回收能量，则直线电机的成本较高，对于成本敏感的场合，则难以应用，而直线运动的速度不恒定，使得直线电动机的输出电压也不恒定，影响了能量回收效率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种往复直线运动发电机用异形铁心，当异形的Ⅰ字型移动铁心移动时，使得两个线圈中的磁通量变化速度加快，感应出更高的电压，且能够避免出现磁饱和现象。
一种往复直线运动发电机用异形铁心，包括有E型铁心和永磁体，所述E型铁心具有E型铁心第一边柱端面、E型铁心第一边柱线圈、E型铁心第二边柱端面、E型铁心第二边柱线圈以及导磁体中柱，所述导磁体中柱的端面贴合安装永磁体的一个磁极面，其特征在于：还包括有Ⅰ字型移动铁心，所述Ⅰ字型移动铁心具有Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面和Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面，所述永磁体的另一个磁极面贴合安装在Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面和Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面之间的侧面上，所述Ⅰ字型移动铁心还具有Ⅰ字型移动铁心侧面和顶端面，所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面、顶端面以及Ⅰ字型移动铁心侧面开设有两个端部曲面，所述Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面、顶端面以及Ⅰ字型移动铁心侧面也开设有两个端部曲面，两个端部曲面分别沿Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面、Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面的垂线对称开设，所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面、Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面与E型铁心第一边柱端面、E型铁心第二边柱端面的端面处于一个平面，所述Ⅰ字型移动铁心沿E型铁心第一边柱端面、E型铁心第二边柱端面所在的直线上往复直线移动。
上述结构中：导磁体中柱的端面贴合安装永磁体的一个磁极面，永磁体的另一个磁极面贴合安装在Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面和Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面之间的侧面上，Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面、Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面与E型铁心第一边柱端面、E型铁心第二边柱端面的端面处于一个平面，Ⅰ字型移动铁心沿E型铁心第一边柱端面、E型铁心第二边柱端面所在的直线上往复直线移动，当异形的Ⅰ字型移动铁心移动时，使得两个线圈中的磁通量变化速度加快，感应出更高的电压，能够让直线电机的直线速度在稳定的基础上，使得两个线圈的磁通量变化速度加快，感应出更高的电压，能够有效增加能量回收效率，而且能够避免两个线圈出现磁饱和现象。
作为本发明的进一步改进：所述端部曲面在Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面上形成Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面第一规则曲线和Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面第二规则曲线，在Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面上形成Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面第一规则曲线和Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面第二规则曲线，在顶端面上形成顶端面曲边，在Ⅰ字型移动铁心侧面上形成Ⅰ字型移动铁心侧面曲边。
作为本发明的进一步改进：所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面、所述Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面上的两个端部曲面之间的宽度为异形段顶部宽度，所述异形段顶部宽度的数值范围为0.2mm-15mm。
作为本发明的进一步改进：所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面第一规则曲线、所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面第二规则曲线,所述Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面第一规则曲线和Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面第二规则曲线的曲线方程为 y＝ax3+bx2+cx+d，a的数值范围为-0.5mm-0.5mm，b的数值范围为-2mm-2mm，c的数值范围为-3mm-3mm，d为所述异形段顶部宽度的一半。
作为本发明的进一步改进：所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面、Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面上的端部曲面之间为Ⅰ字型移动铁心旋转中心线棱线，所述Ⅰ字型移动铁心旋转中心线棱线长度的数值范围为10mm-60mm。
作为本发明的进一步改进：所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面、所述Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面上的端部曲面与其相对的端面之间的高度为异形段顶部高度，所述异形段顶部高度的数值范围为0mm-50mm。
作为本发明的进一步改进：所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面、所述Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面上的端部曲面与顶端面之间的宽度为异形段底部宽度，所述异形段底部宽度的数值范围为15mm-60mm。
作为本发明的进一步改进：所述永磁体的形状为长方体，充磁方向为高度方向，长度为5mm-200mm，宽度为5mm-200mm，高度为2mm-200mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明所涉及的一种往复直线运动发电机用异形铁心，也可以作为往复运动的直线电动机使用。
在往复运动的直线电动机中使用时，异形的Ⅰ字型移动铁心移动时，使得两个线圈中的磁通量变化速度加快，感应出更高的电压，能够让直线电机的直线速度在稳定的基础上，使得两个线圈的磁通量变化速度加快，感应出更高的电压，能够有效增加能量回收效率，而且能够避免两个线圈出现磁饱和现象。
本发明中的Ⅰ字型移动铁心结构，使用较少的高价永磁体实现2条磁路需要的磁通量，具有成本低的特点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中Ⅰ字型移动铁心的侧面结构示意图；
图3是本发明中E型铁心结构示意图。
附图标记列表：
1、Ⅰ字型移动铁心；2、E型铁心；3、永磁体；4、Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面；5、Ⅰ字型移动铁心侧面；6、Ⅰ字型移动铁心旋转中心线棱线；7、Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面第一规则曲线；8、Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面；9、端部曲面；10、顶端面；11、中间段长度；12、异形段顶部宽度；13、E型铁心第一边柱端面；14、E 型铁心第一边柱线圈；15、E型铁心第二边柱端面；16、E型铁心第二边柱线圈；17、异形段顶部高度；18、顶端面曲边；19、异形段底部宽度；20、Ⅰ字型移动铁心宽度； 21、第一端正对侧面第二规则曲线；22、Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面第一规则曲线；23、第二端正对侧面第二规则曲线。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1-3所示：本发明提出了一种往复直线运动发电机用异形铁心，包括有E型铁心2 和永磁体3，所述E型铁心2具有E型铁心第一边柱端面13、E型铁心第一边柱线圈14、E型铁心第二边柱端面15、E型铁心第二边柱线圈16以及导磁体中柱，所述导磁体中柱的端面贴合安装永磁体3的一个磁极面，还包括有Ⅰ字型移动铁心1，所述Ⅰ字型移动铁心1具有Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面4和Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面8，所述永磁体3的另一个磁极面贴合安装在Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面4和Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面8之间的侧面上，所述Ⅰ字型移动铁心1还具有Ⅰ字型移动铁心侧面5和顶端面10，所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面4、顶端面10以及Ⅰ字型移动铁心侧面5开设有两个端部曲面9，所述Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面8、顶端面10以及Ⅰ字型移动铁心侧面5也开设有两个端部曲面9，两个端部曲面9分别沿Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面4、Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面8的垂线对称开设，所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面4、Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面8与E型铁心第一边柱端面13、E型铁心第二边柱端面15的端面处于一个平面，所述Ⅰ字型移动铁心1沿E型铁心第一边柱端面13、E型铁心第二边柱端面 15所在的直线上往复直线移动。
导磁体中柱的端面贴合安装永磁体3的一个磁极面，永磁体3的另一个磁极面贴合安装在Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面4和Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面8之间的侧面上，Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面4、Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面8与E型铁心第一边柱端面13、E型铁心第二边柱端面15的端面处于一个平面，Ⅰ字型移动铁心1沿E型铁心第一边柱端面13、E型铁心第二边柱端面15所在的直线上往复直线移动，当异形的Ⅰ字型移动铁心1移动时，使得两个线圈中的磁通量变化速度加快，感应出更高的电压，能够让直线电机的直线速度在稳定的基础上，使得两个线圈的磁通量变化速度加快，感应出更高的电压，能够有效增加能量回收效率，而且能够避免两个线圈出现磁饱和现象。
在本实施例中：所述端部曲面9在Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面4上形成Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面第一规则曲线7和Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面第二规则曲线21，在Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面8上形成Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面第一规则曲线22和Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面第二规则曲线23，在顶端面10上形成顶端面曲边18，在Ⅰ字型移动铁心侧面5上形成Ⅰ字型移动铁心侧面曲边(说明书附图中未标出)。
在本实施例中：所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面4、所述Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面8上的两个端部曲面9之间的宽度为异形段顶部宽度12，所述异形段顶部宽度12的数值范围为0.2mm-15mm。
在本实施例中：所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面第一规则曲线7、所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面第二规则曲线21,所述Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面第一规则曲线22 和Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面第二规则曲线23的曲线方程为y＝ax3+bx2+cx+d，a的数值范围为-0.5mm-0.5mm，b的数值范围为-2mm-2mm，c的数值范围为-3mm-3mm，d为所述异形段顶部宽度12的一半。
在本实施例中：所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面4、Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面8上的端部曲面9之间为Ⅰ字型移动铁心旋转中心线棱线6，所述Ⅰ字型移动铁心旋转中心线棱线6长度的数值范围为10mm-60mm。
在本实施例中：所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面4、所述Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面8上的端部曲面9与其相对的端面之间的高度为异形段顶部高度17，所述异形段顶部高度17的数值范围为0mm-50mm。
在本实施例中：所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面4、所述Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面8上的端部曲面9与顶端面10之间的宽度为异形段底部宽度19，所述异形段底部宽度19的数值范围为15mm-60mm。
在本实施例中：所述永磁体3的形状为长方体，充磁方向为高度方向，长度为5mm-200mm，宽度为5mm-200mm，高度为2mm-200mm。
E型铁心第一边柱端面13和E型铁心第二边柱端面15的矩形边第一边长度为5mm-200mm，E型铁心第一边柱端面13和E型铁心第二边柱端面15的矩形边第二边长度为 5mm-200mm，E型铁心第一边柱线圈14和E型铁心第二边柱线圈16的匝数为50-2000匝。
本发明所涉及的一种往复直线运动发电机用异形铁心，也可以作为往复运动的直线电动机使用；在往复运动的直线电动机中使用时，异形的Ⅰ字型移动铁心1移动时，使得两个线圈中的磁通量变化速度加快，感应出更高的电压，能够让直线电机的直线速度在稳定的基础上，使得两个线圈的磁通量变化速度加快，感应出更高的电压，能够有效增加能量回收效率，而且能够避免两个线圈出现磁饱和现象；本发明中的Ⅰ字型移动铁心1结构，使用较少的高价永磁体3实现2条磁路需要的磁通量，具有成本低的特点。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种往复直线运动发电机用异形铁心，包括有E型铁心(2)和永磁体(3)，所述E型铁心(2)具有E型铁心第一边柱端面(13)、E型铁心第一边柱线圈(14)、E型铁心第二边柱端面(15)、E型铁心第二边柱线圈(16)以及导磁体中柱，所述导磁体中柱的端面贴合安装永磁体(3)的一个磁极面，其特征在于：还包括有Ⅰ字型移动铁心(1)，所述Ⅰ字型移动铁心(1)具有Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面(4)和Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面(8)，所述永磁体(3)的另一个磁极面贴合安装在Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面(4)和Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面(8)之间的侧面上，所述Ⅰ字型移动铁心(1)还具有Ⅰ字型移动铁心侧面(5)和顶端面(10)，所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面(4)、顶端面(10)以及Ⅰ字型移动铁心侧面(5)开设有两个端部曲面(9)，所述Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面(8)、顶端面(10)以及Ⅰ字型移动铁心侧面(5)也开设有两个端部曲面(9)，两个端部曲面(9)分别沿Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面(4)、Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面(8)的垂线对称开设，所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面(4)、Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面(8)与E型铁心第一边柱端面(13)、E型铁心第二边柱端面(15)的端面处于一个平面，所述Ⅰ字型移动铁心(1)沿E型铁心第一边柱端面(13)、E型铁心第二边柱端面(15)所在的直线上往复直线移动。
2.根据权利要求1所述的一种往复直线运动发电机用异形铁心，其特征在于：所述端部曲面(9)在Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面(4)上形成Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面第一规则曲线(7)和Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面第二规则曲线(21)，在Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面(8)上形成Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面第一规则曲线(22)和Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面第二规则曲线(23)，在顶端面(10)上形成顶端面曲边(18)，在Ⅰ字型移动铁心侧面(5)上形成Ⅰ字型移动铁心侧面曲边。
3.根据权利要求1所述的一种往复直线运动发电机用异形铁心，其特征在于：所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面(4)、所述Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面(8)上的两个端部曲面(9)之间的宽度为异形段顶部宽度(12)，所述异形段顶部宽度(12)的数值范围为0.2mm-15mm。
4.根据权利要求2或3所述的一种往复直线运动发电机用异形铁心，其特征在于：所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面第一规则曲线(7)、所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面第二规则曲线(21),所述Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面第一规则曲线(22)和Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面第二规则曲线(23)的曲线方程为y＝ax3+bx2+cx+d，a的数值范围为-0.5mm-0.5mm，b的数值范围为-2mm-2mm，c的数值范围为-3mm-3mm，d为异形段顶部宽度(12)的一半。
5.根据权利要求1所述的一种往复直线运动发电机用异形铁心，其特征在于：所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面(4)、Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面(8)上的端部曲面(9)之间为Ⅰ字型移动铁心旋转中心线棱线(6)，所述Ⅰ字型移动铁心旋转中心线棱线(6)长度的数值范围为10mm-60mm。
6.根据权利要求1所述的一种往复直线运动发电机用异形铁心，其特征在于：所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面(4)、所述Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面(8)上的端部曲面(9)与其相对的端面之间的高度为异形段顶部高度(17)，所述异形段顶部高度(17)的数值范围为0mm-50mm。
7.根据权利要求1所述的一种往复直线运动发电机用异形铁心，其特征在于：所述Ⅰ字型移动铁心第一端正对侧面(4)、所述Ⅰ字型移动铁心第二端正对侧面(8)上的端部曲面(9)与顶端面(10)之间的宽度为异形段底部宽度(19)，所述异形段底部宽度(19)的数值范围为15mm-60mm。
8.根据权利要求1所述的一种往复直线运动发电机用异形铁心，其特征在于：所述永磁体(3)的形状为长方体，充磁方向为高度方向，长度为5mm-200mm，宽度为5mm-200mm，高度为2mm-200mm。
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