CN1307401A - 反馈式光发电机系统 - Google Patents

Abstract

一种反馈式光发电机系统,它是由(1)光电池板或光敏感器件、(2)电压和电流放大电路、(3)发电机原动力提供系统、(4)发电机、(5)整流稳压系统、(6)光电反馈控制系统、(7)光传感器系统、(8)充电装置、(9)蓄电池、(10)无线电信号接收控制和反馈式发电机电子控制系统等几部分组成的。该发电机系统利用了可见光和不可见光,在一定条件下可转变成电能的特性;采用了反馈增量的设计思想;引入了无线电传呼通讯技术和微控制技术,使得光发电技术扩大了使用范围。该技术广泛应用于各种企事业单位、家庭、娱乐场所,以及国民经济各部门。

Description

反馈式光发电机系统

本发明涉及一种反馈式光发电机系统，它所阐述的是该反馈式光发电机系统的制造方法。

以往的发电机系统，即汽油发电机组、柴油发电机组、风力发电机组、水力发电机组、火力发电机，以及太阳能发电机；这些类型的发电机在应用方面均存在着一些受制约的因素；或对环境有污染，以及耗能高的弊端。汽油发电机组和柴油发电机组，这两种发电机组，采用的原动力驱动力，是以汽油和柴油为燃料的发动机；在传动方面采用的是齿轮、皮带轮和轴的传动方式，因此，这两种发电机的基本缺陷就表现在：1，耗能高、2，噪音大、3，对环境污染严重。火力发电机，其原动力是以大量消耗煤炭为前提，使锅炉加热产生蒸汽，并以蒸汽推动汽轮机运转，进而带动发电机运转发电的发电机，从这一点就不难看出该发电机系统的基本缺陷：1，对煤炭的依赖性、2，对环境的高污染、3，资源消耗量大和高耗能、4，投资大。风力发电机、水力发电机和太阳能发电机均属环保型能源发电系统，但这些发电机，受自然环境的制约因素大，在风力相对小和水力资源不足的地区这两种类型的发电机均不能发挥其作用；另外，水力发电站还有建设周期长、投资大等弊端。太阳能发电机(主要针对可见的太阳光)，因受日落时间长短的影响，在无太阳光的情况下，只能将大量蓄电池所储存的电能用来发电；另外，太阳能电池板的使用量也较大，使得其制造成本相对较高，从而就制约了该发电机种的充分有效的发展。

本发明采用了光电池或光敏感器件，并考虑到可见光和不可见光的不同特性和能量转换形式；在光(可见光和不可见光)的辐射作用下产生的能量并转换成电的原理；利用了递进增量的设计思想和能量反馈补偿的工作方式；并将磁力传动和永磁发电技术引入了该反馈式光发电机系统；在该发电机系统的控制方面，将光电传感器技术、无线电通讯传呼遥控控制技术和数控技术，引入了该发电机系统的设计中来，克服了以往发电机系统的以下缺陷：1，由于采用了光能转换成电能的原理，因此，就克服了传统发电机系统对汽油、柴油和煤炭的依赖，以及发电机系统运行其间对环境的污染；2，采用了递进增量的设计思想，克服了以往太阳能电站，其规模越大光电池使用量越大的困惑；3，采用了能量反馈式的工作方式，克服了以往太阳能发电机或电站，不能全天候运行发电或在无光线的情况下，依赖蓄电池量大的缺陷；4，采用并吸收了磁力传动技术和永磁发电机技术，克服了以往发电机在运行其间传动机构，由于磨擦阻力大及克服自身重力，所带来的能量的消耗和噪音大的缺点；克服了以往发电机各种损耗高的不足。5，将光电传感器技术和无线电传呼通讯遥控控制技术，引入该发电机系统，完善了以往发电机的控制技术。

根据以上反馈式光发电机系统所采用的设计思想和技术方法，以及其所克服的传统发电机的缺陷可以看出，该反馈式光发电机系统，具有以下特点：1，摆脱了发电机系统对汽油、柴油和煤炭的依赖；2，实现了环保型发电机全天候发电，将光能转换发电的原理扩展至不可见光；3，引入了磁力传动技术和永磁发电技术，就使得该发电机系统具备了低噪音、高效能的优点；4，由于采用了光能转换成电能的发电原理和能量反馈补偿的设计思想与磁力传动技术的结合，就使得该发电机系统具备了能量消耗量小、蓄电池使用量小和全天候发电的特点。5，光电传感器技术和无线电传呼通讯遥控控制技术引入该发电机系统的设计，就使得该发电机具备了远程遥控控制的特点。

本发明的目的是这样实现的，一种反馈式光发电机系统，它是由：(1)光电池板或光敏感器件、(2)电压和电流放大电路(或称电压、功率转换电路)、(3)发电机原动力提供系统、(4)发电机、(5)整流稳压系统、(6)光电反馈控制系统、(7)光电传感器系统、(8)充电装置、(9)蓄电池、(10)无线电信号接收控制和反馈式光发电机电子控制系统等十个基本部分组成的。其中：

(1)光电池板或光敏感器件，它是由一定数量的光电池板或光敏感器件组成的，其作用是将可见光能或不可见光能转换为电能。其中，光敏感器件用于不可见光的转换。该光电池板或光敏感器件在设计时，要根据发电机功率的大小、(2)电压及电流放大电路的转换功率和安装便利程度，按一定的比例来选择一定数量的光电池板或光敏感器件，并将其安装在光线尽可能易于辐射的地方；该光电池板的选择还应考虑(6)光电反馈控制系统提供给(2)电压及电流放大电路的供电量，以及该供电量与(2)电压及电流放大电路设计的宽容量。

(2)电压及电流放大电路(或称电压、功率转换电路)，它是由一些起电压和电流放大作用的电子器件、电路保护器件、数字开关转换电路所组成的。其作用是将(1)光电池板或光敏感器件从光能转换的电能；从(6)光电反馈系统转换的电能；或从(9)蓄电池输送的电能，通过该电压及电流放大电路，使电压和功率放大或转换至一定大的输出功率，从而，为(3)发电机原动力提供系统，提供一定数量的电能。目的也是为了减少光电池板或光敏感器件的使用量。该电路在设计时，应根据(3)发电机原动力提供系统所提供的原动力的驱动方式，采用相应的设计模式和一定宽容量。

(3)发电机原动力提供系统，它是由磁力传动装置和开关电路组成的多谐振荡电路；或由电动机和电子调速电路组成的原动力驱动装置等组成的。其作用是为(4)发电机提供一定功率的原动力驱动，从而使(4)发电机运转进入发电状态。该系统在设计时，应采用两种基本方法：1，以软磁(即铜、铝或其它金属材料绕制的线圈，通电后形成的磁场)驱动安装在(4)发电机转轴上的磁力传动装置，从而带动发电机发电。软磁线圈的设计，应根据发电机的功率，以及该发电机在反馈式光发电机系统中的结构和位置，可采用横向软磁线圈的布局；或采用纵向软磁线圈的布局；也可采用环形软磁线圈的布局，其目的是使软磁线圈形成磁极性可变化的磁场，并在开关电路组成的多谐振荡电路的控制下，实现磁极性的可变化。这种方法的特点是消耗前级的电能小、噪音低。2，就是用电动机，在前级提供电能的情况下，作为驱动(4)发电机的原动力。在这一级的设计时可采用以下两种形式：1、以传统的电动机作为驱动电机，通过齿轮、皮带轮连接(4)发电机；2、以永磁电动机、或磁悬浮永磁电动机作为驱动电机，并在该类电动机的转轴上安装有磁力传动装置，当该类电动机在前级提供电力的情况下，转轴开始旋转，安装在该类电动机转轴上的磁力传动装置，在旋转力的作用下，通过旋转的磁斥力，驱动安装在(4)发电机转轴上的磁力传动装置，使(4)发电机进入运转发电状态。该种以电动机作为驱动原动力的方法，其电动机的转速是通过在该系统中的电子调速电路控制完成的。在电动机的选择上，可根据反馈式光发电机系统的具体设计要求，选择直流或交流电动机。

(4)发电机，发电机作为反馈式可见光发电机系统的组成的核心部分，其作用是在前级(3)发电机原动力提供系统，提供其驱动力的前提下，运转发电并将其发出的电力通过(5)整流稳压系统的调整，输送给用电设备。在反馈式可见光发电机系统中(4)发电机的选择上，可根据用电设备的具体情况，选择直流发电机或交流发电机的任何一种，最好选用永磁型发电机(包括磁悬浮永磁型)。在该系统中的发电机，可采用两个以上的发电机联机发电；也可以将该发电机作为，为后一级大型发电机系统中的驱动部分提供动力的能量来源。在该发电机运转传动部分的设计上，应配合(3)发电机原动力提供系统，在(4)发电机转轴上安装齿轮、皮带轮，或安装磁力传动装置。

(5)整流稳压系统，它包括稳压和整流电路模块和保护电路模块等部分组成。其作用就是依据用电设备的不同将上一级(4)发电机发出的电力，经整流、稳压后提供给用电设备，使用电设备在正常的电力指标下运行。在该系统中，保护电路模块起的是电流过流、电压过压和电路短路时的保护作用。

(6)光电反馈控制系统，它是由光电池板或光敏感器件、电压放大电路或变压器，以及开关继电电路等部分组成的。该系统利用了光电池板或光敏感器件在光的辐射下，可产生电能的原理；将(4)发电机发出的电能的一部分(用电设备所消耗电能而释放的能量)转换成光能(可见光或不可见光)，从而辐射在光电池板或光敏感器件上，使其产生电能；并经(7)光电传感器系统中的开关继电电路的切换，将该系统中所转换的电能，通过线路传递到(2)电压及电流放大电路，使反馈式光发电机系统处于连续发电状态，进而减少该发电机系统在外部光线不足或无光线的情况下，蓄电池的使用量。其中光敏感器件是用于不可见光的转换的。在该系统中，光电池板或光敏感器件的作用是将光的辐射能转换成电能；电压放大电路或变压器的作用是将光电池或光敏感器件转换的电能进行放大、提升后，传输到(2)电压及电流放大电路后进行放大并传输到下一级；电压放大和提升的目的是为了减少光电池或光敏感器件转换后的电能在向(2)电压及电流放大电路输送时能量的线路损耗。开关、继电电路的作用是配合(7)光传感器系统中所检测到的信号进行切换，从而使(6)光电反馈系统中，所产生的的电能输送到(2)电压及电流放大电路。该系统在正常情况下，也可以直接利用(4)发电机通过(5)整流稳压系统提供的电力，向(2)电压和电流放大电路进行反馈电能。

(7)光电传感器系统，它作为反馈式光发电机系统的重要组成部分，起着检测辐射在(1)光电池板或光敏感器件上面光的强弱的作用；并将检测到的信号传送到开关电路；再经由该开关电路的切换，使信号传输到(6)光电反馈系统，从而启动光电反馈系统工作。该系统是由光电传感器(包括不可见光传感器)、信号放大电路、信号触发电路、数字开关电路和驱动电路等部分组成的。该电路在设计时最好与(1)光电池板或光敏感器件组合在一起。

(8)充电装置，该充电装置的作用是将(4)发电机发出的电力通过该装置向(9)蓄电池充电。默契

(9)蓄电池，蓄电池作为该反馈式光发电机系统的组成部分，起的是通过(4)发电机发出的电力经(8)充电装置储存电能的作用；以及在外部光线不足时适当地配合(6)光电反馈控制系统向(2)电压和电流放大电路提供电能；同时，起着在(6)光电反馈系统出现故障时，向(2)电压及电流放大电路提供电能的作用。

(10)无线电信号接收和反馈式光发电机电子控制系统，该系统的主要作用是用来控制和检测该反馈式光发电机系统运行情况的。它是由无线电信号接收、控制模块和该发电机运行、显示控制模块，以及控制线路转接电路等组成的。其中，1、无线电接收和控制模块，建立在基于目前国际通用的无线通讯寻呼平台；它是由接收器、解码器、离散元件、可擦式可编程只读存储器、微控制器，以及线性IC等部分组成；该模块的作用是，将所接收到的传呼信号经微控制器处理后，传输至发电机运行和显示模块，由该模块执行信号所发出的指令。2、发电机运行和显示模块，它是由微控制器、可擦式可编程只读存储器、随机存储器、LCD显示屏幕、显示驱动电路、开关电路和保护电路等主要部分组成的；该模块的作用是将由无线电寻呼接收处理后的信号；以及通过该模块输入的数值处理后的信号；输送到控制线路，控制和显示发电机的运行状态。3、控制线路转接电路，它主要是由线路转接装置、以及连接该转接装置的上述电路模块和手动控制装置组成的；其作用是使该反馈式光发电机系统，实现自动控制和手动控制的转换。

以上阐述了该反馈式光发电机系统的设计思想和该反馈式光发电机系统的组成部分，以及各组成部分的作用和基本构成。下面将结合本说明书进一步说明该反馈式光发电机的整体运行过程：

该反馈式光发电机是这样运行的，在光线(可见光和不可见光)辐射在(1)光电池板或光敏感器件上时，(1)光电池板或光敏感器件在光的作用下，将光能转换成电能。该系统所转换的电能经(2)电压和电流放大电路的调整后，提升至一定的功率；并输送到(3)发电机原动力提供系统，该系统在前级提供一定功率电能的情况下，以软磁或电动机驱动安装在(4)发电机转轴上的磁力传动装置，从而，带动该(4)发电机运转发电。(4)发电机发出的电力通过(5)整流稳压系统调节后，一方面，直接提供给用电设备；另一方面，将电能的一部分，经(8)充电装置提供至(9)蓄电池用以蓄能。这时候，该反馈式光发电机系统处于正常工作状态。当辐射在(1)光电池或光敏感器件的光线减弱至一定数值时，(7)光电传感器将检测到的这一数值传递到(6)光电反馈控制系统，经开关电路的切换启动该(6)光电反馈控制系统，由于目前(4)发电机尚处于发电状态；且(6)光电反馈控制系统也已启动，(4)发电机提供给用电设备的电能，经用电设备的消耗并释放出的光能(可见光和不可见光)，通过(6)光电反馈控制系统的转换，又将光能转换成电能，并经该系统中的电压放大电路，或配合变压器的调节，通过线路传送至(2)电压和电流放大电路，此时，(6)光电反馈控制系统实现了反馈补偿的作用，使反馈式光发电机系统处于连续发电状态。当外部环境的光线(可见光和不可见光)不足用以发电时，由于(6)光电反馈控制系统是提前在此时(即：光线减弱到一定数值)补偿发电的，因此，在(9)蓄电池提供适量的电能的情况下，该反馈式光发电机系统，仍然处于连续发电状态。在该反馈式光发电机系统处于正常工作状态、预工作状态和非常工作状态时，(10)无线电信号接收控制和反馈式发电机电子控制系统中的控制、检测和显示电路也处于运行工作状态；当用户想预先设定该反馈式光发电机系统的工作状态，可通过传呼台发布无线电信号指令，或通过该系统的预设装置向随机存储器输入指令信息；或通过该系统的控制电路转接线路切换手动或自动控制方式。

以上就反馈式光发电机系统的设计思想、该系统的组成框架、该系统特点和运行原理作了阐述，从以上阐述可以看出，该反馈式光发电机系统可广泛应用于各种企事业单位、家庭、娱乐场所、农村以及国防建设。

Claims (7)

1，一种反馈式光发电机系统，它是由(1)光电池板和光敏感器件、(2)电压和电流放大电路、(3)发电机原动力提供系统、(4)发电机、(5)整流稳压系统、(6)光电反馈控制系统、(7)光电传感器系统、(8)充电装置、(9)蓄电池、(10)无线电信号接收控制和反馈式光发电机电子控制系统等部分组成的。其特征在于：将光能发电扩大到不可见光；采用了能量反馈式的设计；引入了磁力传动技术和永磁发电机技术；利用了无线电通讯传呼接收技术。

2，根据权利要求1所述的一种反馈式光发电机系统，其特征在于：(1)光电池板和光敏感器件中的光敏感器件是吸收不可见光的。

3，根据权利要求1所述的一种反馈式光发电机系统，其特征在于：(3)发电机原动力提供系统，采用了磁力传动方式和永磁电机传动方式；其中，磁力传动方式中的软磁驱动采用的是横向、纵向和环形的布局的形式。

4，根据权利要求1所述的一种反馈式光发电机系统。其特征在于：(4)发电机中的发电机，采用的是永磁发电机(包括磁悬浮永磁型)；并在该发电机转轴上安装有磁力传动装置。

5，根据权利要求1所述的一种反馈式光发电机系统，其特征在于：采用了(6)光电反馈控制系统作为该反馈式光发电机系统的能量补偿方式。该系统是由光电池板和光敏感器件、电压放大和提升装置，以及开关控制电路组成。

6，根据权利要求1所述的一种反馈式光发电机系统，其特征在于：采用了(7)光传感器技术，在该反馈式光发电机系统中，它是由光传感器、信号放大器、触发器、开关电路和驱动电路组成的。

7，根据权利要求1所述的一种反馈式光发电机系统，其特征在于：(10)无线电信号接收控制和反馈式光发电机电子控制系统中的反馈式光发电机电子控制部分是由微控制器、可擦式可编程只读存储器、随机存储器、LCD显示器、显示驱动电路、开关电路和保护电路组成的。