CN117318388A - 一种磁力发电新能源装置结构及电力系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁力发电新能源装置结构，包括永磁电机、逆变器、调频器、传动组件、永磁发电机、电池充电器、储能电池，所述储能电池储存有初始电能，所述储能电池给所述永磁电机供电，所述永磁电机的输出端通过所述传动组件与所述永磁发电机的输入端传动连接；所述永磁发电机的输出端分为至少两路，其中一路将电能输出至所述储能电池进行储存，另外一路将电能输出至用电设备；其中，所述永磁电机的额定功率为P1，所述永磁发电机的额定功率为P2，P12＝P2‑P1＞0。本发明的磁力发电新能源装置结构结构简单、成本低、体积小、重量轻、续航能力强、发电稳定、发电能量大。
Description
技术领域
本发明涉及发电机领域，尤其涉及一种磁力发电新能源装置结构及电力系统。
背景技术
目前市场上的新能源发电装置，大部分采用太阳能或风力发电，通常需要配备体积较大、重量较大的光伏组件或风轮进行使用，不仅占用空间、安装麻烦，而且发电也受制于周围的环境条件，一旦进入夜晚时间或无风状态，则无法进行发电，发电过程不稳定，需要储能后使用，使用方式不方便，建造费用大。
发明内容
本发明提供一种结构简单、体积小、重量轻、续航能力强、发电稳定、发电能量大的磁力发电新能源装置结构，是通过以下技术方案来实现的：
一种磁力发电新能源装置结构，包括永磁电机、传动组件、永磁发电机、储能电池，所述储能电池储存有初始电能，所述储能电池给所述永磁电机供电，所述永磁电机的输出端通过所述传动组件与所述永磁发电机的输入端传动连接；所述永磁发电机的输出端分为至少两路，其中一路将电能输出至所述储能电池进行储存，另外一路将电能输出至用电设备；其中，所述永磁电机的额定功率为P1，所述永磁发电机的额定功率为P2，P12＝P2-P1＞0。
进一步地，所述永磁发电机包括绕组线圈，所述绕组线圈上设置有开关，所述开关在所述永磁电机启动时为断开状态，在所述永磁电机驱动所述永磁发电机达到其额定转速后合上所述开关，满足发电条件进行发电工作。
进一步地，所述储能电池在所述磁力发电新能源装置结构启动前以及在所述磁力发电新能源装置结构启动完成后均为满电状态。
进一步地，所述永磁发电机的额定功率与所述用电设备的额定功率呈正相关关系。
进一步地，所述传动组件包括第一皮带轮、传动皮带和第二皮带轮，所述第一皮带轮固定套设在所述永磁电机的输出端，所述第二皮带轮固定套设在所述永磁发电机的输入端，所述传动皮带套接在所述第一皮带轮和所述第二皮带轮的外侧。
进一步地，所述传动组件包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮固定套设在所述永磁电机的输出端，所述第二齿轮固定套设在所述永磁发电机的输入端，所述第一齿轮与所述第二齿轮传动连接。
进一步地，还包括齿轮组，所述第一齿轮、所述齿轮组以及所述第二齿轮依次啮合。
进一步地，所述传动组件为变速箱，所述永磁电机的输出端与所述变速箱的输入端连接，所述变速箱的输出端与所述永磁发电机的输入端连接。
进一步地，还包括电池充电器，所述永磁发电机的输出端的其中一路通过所述电池充电器与所述储能电池连接，所述电池充电器用于将所述永磁发电机输出的交流电转换为直流电供给所述储能电池，所述电池充电器的充电功率大于永磁电机的额定功率。
进一步地，还包括逆变器和调频器，所述储能电池依次通过所述逆变器和所述调频器与所述永磁电机的输出端连接，所述逆变器用于将所述储能电池输出的直流电转换为交流电，所述调频器用于调整所述逆变器输出的交流电的频率。
进一步地，还包括遥控器，所述遥控器与所述永磁电机无线通信连接。
一种电力系统，包括如上任一项所述的磁力发电新能源装置结构，以及用电设备，所述永磁发电机的输出端的另外一路与所述用电设备连接。
如此设计具有如下优点：本发明中，永磁电机的额定功率P1小于永磁发电机的额定功率P2，即二者之间存在功率差P12，使得永磁发电机输出的电能能够满足两路使用，其中一路满足回充储能电池的需要，保证储能电池保持足额、稳定的电量，确保永磁发电机稳定发电，构成闭环的发电功能，另外一路满足负荷用电的需要。本磁力发电新能源装置结构无需外部能源，通过储能电池和永磁电机实现永磁发电机发电，减少了对外界能源的依赖，稳定可靠；能量转换效率高，能够实现高效率的能源转换；不产生污染物，属于绿色环保能源技术；体积小、重量轻，便于安装；续航能力强，发电稳定，发电能量大。
附图说明
图1是本发明磁力发电新能源装置结构一实施例的整体结构示意图。
图中附图标记含义：1、永磁电机；2、传动组件；21、第一齿轮；22、传动皮带；23、第二齿轮；3、永磁发电机；31、开关；4、储能电池；5、电池充电器；6、逆变器；7、调频器；8、用电设备。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
如图1所示，本实施例提供的磁力发电新能源装置结构，包括永磁电机、传动组件、永磁发电机、储能电池，所述储能电池储存有初始电能，所述储能电池给所述永磁电机供电，所述永磁电机的输出端通过所述传动组件与所述永磁发电机的输入端传动连接；所述永磁发电机的输出端分为至少两路，其中一路将电能输出至所述储能电池进行储存，另外一路将电能输出至用电设备；其中，所述永磁电机的额定功率为P1，所述永磁发电机的额定功率为P2，P12＝P2-P1＞0。
本实施例中，永磁发电机内的定子部分安装有永磁体，用于生成励磁磁场，永磁发电机的转子部分安装有输入轴，通过永磁电机提供动力，驱动转子产生旋转，从而带动转子上导体导线切割磁场的磁力线，产生感应电流，生成电力，最终从永磁发电机的输出端输出。此过程中，永磁发电机利用转子的转动，将磁力能转换成电能。
永磁发电机，省去了励磁式发电机的励磁绕组、碳刷、滑环结构，具有结构简单、可靠性高；体积小、重量轻、比功率(即功率、体积之比例)大；效率高的优点。
永磁发电机，发出的电能大小主要决定于永磁体的面积大小，磁体的磁场强度，和能做切割磁场运动的电枢线圈的长度有关，另外还受转速的内阻的影响。永磁发电机的额定功率一般是指达到额定转速时它的最大电能输出值，也就是最大发电量。
永磁电机的额定功率是指永磁电机在额定工况下所能达到的最大输出功率，是计算负载功率时所采用的数据。
本实施例中，永磁电机的额定功率P1小于永磁发电机的额定功率P2，即二者之间存在功率差P12。通过如此设置，使得永磁发电机输出的电能能够满足两路使用，其中一路满足回充储能电池的需要，保证储能电池保持足额、稳定的电量，确保永磁发电机稳定发电，构成闭环的发电功能，另外一路满足负荷用电的需要。
值得注意的是，本磁力发电新能源装置结构在使用前(启动前)，需要保证储能电池内储存有一定的初始电能，是满电状态。由储能电池给永磁电机供电，再由永磁电机驱动永磁发电机的转子旋转，使永磁发电机发电，从而完成磁力发电新能源装置结构的初始启动。启动完成后，磁力发电新能源装置结构便可持续发电，此过程中，储能电池一直为满电状态。电池充电器具备快速回充功能且其充电功率大于永磁电机的额定功率，确保永磁电机驱动永磁发电机长时间的发电。
需要说明的是，虽然本磁力发电新能源装置结构包含闭环回路结构，存在电能再生使用的过程，但是，本磁力发电新能源装置结构不是永动机，本磁力发电新能源装置结构是利用永磁电机和永磁发电机之间的功率差，来实现两路电能输出，一路满足永磁电机的动力需求，另一路供给负荷。通过将磁场能转换成电能，完全符合“能量守恒定律”。
本磁力发电新能源装置结构无需外部能源，通过储能电池和永磁电机实现永磁发电机发电，减少了对外界能源的依赖，稳定可靠；能量转换效率高，能够实现高效率的能源转换；不产生污染物，属于绿色环保能源技术；体积小、重量轻，便于安装；续航能力强，发电稳定，发电能量大。
作为一种实际使用场景，本发电装置可应用在无机人上，解决无人机的电池续航短而无法远航的问题，实现无人机的长时间持续行驶。作为另一种实际使用场景，本发电装置可应用在潜艇、航天器上，同样地，可提供持久性的动力来源，满足其行驶，而且环保无污染。
进一步地，所述永磁发电机3包括绕组线圈，所述绕组线圈上设置有开关31，所述开关31在所述永磁电机1启动时为断开状态，所述开关31在所述永磁电机1达到额定转速后为闭合状态。本实施例中，永磁发电机3安装绕组线圈开关31，该开关31加载在绕组线圈的正负极，可连接至逆变器6，以电控方式(如电磁阀)实现断开和闭合。
启动永磁发电机3前开关是打开状态，使永磁发电机3绕组线圈不能产生磁力，从而减轻永磁发电机3的启动阻力，使永磁电机1容易驱动永磁发电机3。永磁发电机3正常转动后，再合上开关31，使永磁发电机3开始发电。如此，实现永磁电机1对永磁发电机3的动态启动，相较于永磁电机1对永磁发电机3的静态启动，减小了永磁电机1对永磁发电机3的启动功率，可节省大量电能。
进一步地，所述永磁发电机的额定功率与所述用电设备的额定功率呈正相关。本实施例中，永磁发电机的额定功率是根据负荷功率进行自由配置，比如：负荷功率小，可选择额定功率较小的永磁发电机配置在本磁力发电新能源装置结构中即可；负荷功率大，则选择额定功率较大的永磁发电机配置在本磁力发电新能源装置结构中。根据负荷的需求用电，配置相应功率的永磁发电机。
作为一种实施方式，所述传动组件包括第一齿轮、传动皮带和第二齿轮，所述第一齿轮固定套设在所述永磁电机的输出端，所述第二齿轮固定套设在所述永磁发电机的输入端，所述传动皮带套接在所述第一齿轮和所述第二齿轮的外侧。如此设置，永磁电机可驱动永磁电机的转子旋转，进而生成电能。
作为另一种实施方式，所述传动组件包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮固定套设在所述永磁电机的输出端，所述第二齿轮固定套设在所述永磁发电机的输入端，所述第一齿轮与所述第二齿轮传动连接。进一步地，还包括齿轮组，所述第一齿轮、所述齿轮组以及所述第二齿轮依次啮合。通过齿轮传动，同样可实现永磁电机对驱动永磁电机的转子的驱动。
作为另一种实施方式，所述传动组件为变速箱，所述永磁电机的输出端与所述变速箱的输入端连接，所述变速箱的输出端与所述永磁发电机的输入端连接。通过变速箱内的齿轮组合，可调节永磁电机输出至永磁发电机的转速，实现加速和减速。
进一步地，还包括电池充电器，所述永磁发电机的输出端的其中一路通过所述电池充电器与所述储能电池连接，所述电池充电器用于将所述永磁发电机输出的交流电转换为直流电供给所述储能电池。具体地，电池充电器包括包括输入端、变压器、整流器和输出端，输入端接入交流电源，通过变压器进行降压处理，再由整流器将交流电转换成直流电，最后输出到储能电池中。比如，永磁发电机输出的是220V的交流电，经过电池充电器的降压和整理，转换为12V的直流电，对储能电池(额定电压为12V、额定电流为80A)进行充电。
进一步地，还包括逆变器和调频器，所述储能电池依次通过所述逆变器和所述调频器与所述永磁电机的输出端连接，所述逆变器用于将所述储能电池输出的直流电转换为交流电，所述调频器用于调整所述逆变器输出的交流电的频率。通过逆变器和调频器，使储能电池输出的电能能够满足永磁电机的工作要求。
进一步地，还包括遥控器，所述遥控器与所述永磁电机无线通信连接。遥控器可以为手机、平板等，通过遥控器想永磁电机发送操作指令，可远程控制本磁力发电新能源装置结构的启动和停止，使用便捷。
本发明还提供一种电力系统，包括如上任一项所述的磁力发电新能源装置结构，以及用电设备，所述永磁发电机的输出端的另外一路与所述用电设备连接。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明的保护范围中。
Claims (10)
1.一种磁力发电新能源装置结构，其特征在于：包括永磁电机、传动组件、永磁发电机、储能电池，所述储能电池储存有初始电能，所述储能电池给所述永磁电机供电，所述永磁电机的输出端通过所述传动组件与所述永磁发电机的输入端传动连接；所述永磁发电机的输出端分为至少两路，其中一路将电能输出至所述储能电池进行储存，另外一路将电能输出至用电设备；其中，所述永磁电机的额定功率为P1，所述永磁发电机的额定功率为P2，P12＝P2-P1＞0。
2.根据权利要求1所述的磁力发电新能源装置结构，其特征在于：所述永磁发电机包括绕组线圈，所述绕组线圈上设置有开关，所述开关在所述永磁电机启动时为断开状态，在所述永磁电机驱动所述永磁发电机达到其额定转速后合上所述开关，满足发电条件进行发电工作。
3.根据权利要求1所述的磁力发电新能源装置结构，其特征在于：所述储能电池在所述磁力发电新能源装置结构启动前以及在所述磁力发电新能源装置结构启动完成后均为满电状态。
4.根据权利要求1所述的磁力发电新能源装置结构，其特征在于：所述永磁发电机的额定功率与所述用电设备的额定功率呈正相关关系。
5.根据权利要求1所述的磁力发电新能源装置结构，其特征在于：所述传动组件包括第一皮带轮、传动皮带和第二皮带轮，所述第一皮带轮固定套设在所述永磁电机的输出端，所述第二皮带轮固定套设在所述永磁发电机的输入端，所述传动皮带套接在所述第一皮带轮和所述第二皮带轮的外侧；
或者，所述传动组件包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮固定套设在所述永磁电机的输出端，所述第二齿轮固定套设在所述永磁发电机的输入端，所述第一齿轮与所述第二齿轮传动连接。
6.根据权利要求1所述的磁力发电新能源装置结构，其特征在于：所述传动组件为变速箱，所述永磁电机的输出端与所述变速箱的输入端连接，所述变速箱的输出端与所述永磁发电机的输入端连接。
7.根据权利要求1所述的磁力发电新能源装置结构，其特征在于：还包括电池充电器，所述永磁发电机的输出端的其中一路通过所述电池充电器与所述储能电池连接，所述电池充电器用于将所述永磁发电机输出的交流电转换为直流电供给所述储能电池，所述电池充电器的充电功率大于永磁电机的额定功率。
8.根据权利要求1所述的磁力发电新能源装置结构，其特征在于：还包括逆变器和调频器，所述储能电池依次通过所述逆变器和所述调频器与所述永磁电机的输出端连接，所述逆变器用于将所述储能电池输出的直流电转换为交流电，所述调频器用于调整所述逆变器输出的交流电的频率。
9.根据权利要求1所述的磁力发电新能源装置结构，其特征在于：还包括遥控器，所述遥控器与所述永磁电机无线通信连接。
10.一种电力系统，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的磁力发电新能源装置结构，以及用电设备，所述永磁发电机的输出端的另外一路与所述用电设备连接。
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