CN202931233U - 磁悬浮发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种磁悬浮发电机，包括机壳、收容于机壳内的发电机主体、收容于机壳内的转速控制器及收容于机壳的磁动力器，发电机主体为交流发电机，包括中心轴承，中心轴承包括第一端及与第一端相对的第二端，转速控制器包括两个固定于中心轴承的第一端的第一永磁体及驱动两个第一永磁体转动的多对感应线圈组，磁动力器包括固定于中心轴承第二端的旋转磁部及固定于机壳且依照第一永磁体的转动方向驱动旋转磁部旋转的静止磁部。本实用新型磁悬浮发电机利用磁能发电，降低发电成本且无废气产生，绿色环保。

Description

磁悬浮发电机

技术领域

本实用新型涉及发电机领域，尤其涉及一种磁悬浮发电机。

背景技术

目前，发电机普遍采用主磁级、励磁绕组、电枢铁心、电枢线圈绕组、磁轨、中心轴承等组成。发电机的原理是中心轴承旋转，中心轴承上固定安装有电枢铁心、电枢线圈绕组，当电枢线圈组高速旋转时，切割磁力线产生电能。发电的大小与主磁级、励磁绕组、电枢铁心、电枢线圈绕组大小成比例关系，同时与电枢铁心、电枢线圈绕组运转速度成比例关系。传统的发电机中心轴承的转动均通过外部的机械能设备带动。机械能设备一般为柴油机。然，现今社会柴油供应紧张，且价格高昂。因此，用柴油机发电，不但发电成本高，且柴油机工作时产生大量废气容易造成环境污染。

实用新型内容

鉴于以上情况，有必要提供一种降低发电成本且环保的发电机。

根据本实用新型的一个方面，提供的磁悬浮发电机，包括机壳、收容于机壳内的发电机主体、收容于机壳内的转速控制器及收容于机壳的磁动力器，发电机主体为交流发电机，包括中心轴承，中心轴承包括第一端及与第一端相对的第二端，转速控制器包括两个固定于中心轴承的第一端的第一永磁体及驱动两个第一永磁体转动的多对感应线圈组，磁动力器包括固定于中心轴承第二端的旋转磁部及固定于机壳且依照第一永磁体的转动方向驱动旋转磁部旋转的静止磁部。

在一些实施方式中，旋转磁部包括固定于中心轴承第二端的第一旋转磁层、固定于中心轴承第二端的第二旋转磁层及固定于中心轴承第二端的第三旋转磁层，静止磁部包括固定于机壳的第一静止磁层、固定于机壳的第二静止磁层及固定于机壳的第三静止磁层，第一旋转磁层、第二旋转磁层、第三旋转磁层、第一静止磁层、第二静止磁层及第三静止磁层的截面均呈环形，第一旋转磁层环绕中心轴承，第一静止磁层环绕第一旋转磁层，第二旋转磁层环绕第一静止磁层，第二静止磁层环绕第二旋转磁层，第三旋转磁层环绕第二静止磁层，第三静止磁层环绕第三旋转磁层。

在一些实施方式中，第一旋转磁层、第二旋转磁层、第三旋转磁层、第一静止磁层、第二静止磁层及第三静止磁层均包括多个第二永磁体，每个第二永磁体截面呈方形，包括四个侧面及一个位于顶端的顶角，四个侧面中的两个相邻的侧面为N极，另两个相邻的侧面为S极，每个第二永磁体的四个侧面均倾斜放置于第一旋转磁层、第二旋转磁层、第三旋转磁层、第一静止磁层、第二静止磁层及第三静止磁层，且每个第二永磁体的顶角位于一个圆周上，第一旋转磁层及第三旋转磁层的每个第二永磁体的顶角的左侧的侧面为S极、右侧的侧面为N极，第二旋转磁层的每个第二永磁体的顶角的左侧的侧面为N极，右侧的侧面为S极，第一静止磁层及第三静止磁层的每个第二永磁体的顶角的左、右两侧的侧面均为S极，第二静止磁层的每个第二永磁体的顶角的左、右两侧的侧面均为N极。

在一些实施方式中，多对感应线圈组包括第一感应线圈组、第二感应线圈组、第三感应线圈组及第四感应线圈组，第一感应线圈组、第二感应线圈组、第三感应线圈组及第四感应线圈组均包括两个对称设置的感应线圈，感应线圈排列呈环形，两个第一永磁体位于感应线圈形成的环形内，且两第一永磁体的S极相对。

在一些实施方式中，第一感应线圈组向左倾斜放置，第二感应线圈组水平放置，第三感应线圈组向右倾斜放置，第四感应线圈组竖直放置。

在一些实施方式中，相邻的两个感应线圈之间间距相同。

在一些实施方式中，还包括控制模块，控制模块用于控制第一感应线圈组、第二感应线圈组、第三感应线圈组及第四感应线圈组依次导通，并将在先导通的感应线圈组断开。

在一些实施方式中，中心轴承为磁悬浮轴承。

本实用新型磁悬浮发电机的转速控制器的第一永磁体固定于发电机主体的中心轴承，磁动力器的静止磁部固定于机壳、旋转磁部固定于中心轴承，转速控制器内的感应线圈组推动第一永磁体，静止磁部推动旋转磁部，从而推动中心轴承转动，使发电机主体发电。本实用新型磁悬浮发电机利用磁能发电，降低发电成本且无废气产生，绿色环保。

附图说明

图1为本实用新型磁悬浮发电机一实施方式的示意图；

图2为图1中转速控制器的示意图；

图3为图1中磁动力器内部结构的示意图；

图4为图3中磁动力器内的静止磁部与旋转磁部之间的磁力作用示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对实用新型作进一步的详细描述说明。

请参照图1，本实用新型磁悬浮发电机的一实施方式包括机壳(图未示)、发电机主体10、转速控制器20、磁动力器30、控制模块(图未示)及电源。发电机主体10、磁动力器30、转速控制器20及控制模块均收容于机壳内。

发电机主体10为交流发电机，包括壳体12、主磁级(图未示)、励磁绕组(图未示)、电枢铁心(图未示)、电枢线圈绕组(图未示)、磁轨(图未示)及中心轴承14。主磁级、励磁绕组、电枢铁心、电枢线圈绕组、磁轨及中心轴承14按照现有的方式安装于壳体12内。中心轴承14固定安装有电枢铁心、电枢线圈绕组。中心轴承14包括第一端及与第一端相对的第二端。中心轴承14的第一端与第二端穿过壳体12的两相对侧。在本实施方式中，中心轴承14为磁悬浮轴承。在其他实施方式中，中心轴承14可以为机械轴承或宝石轴承。

请参照图2，转速控制器20包括多对感应线圈组及两个第一永磁体22。多对感应线圈组包括第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应线圈组3及第四感应线圈组4。第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应线圈组3及第四感应线圈组4均包括两个对称设置的感应线圈26。感应线圈26呈环形排列，且相邻的两个感应线圈26之间间距相同。第一感应线圈组1向左倾斜放置。第二感应线圈组2水平放置。第三感应线圈组3向右倾斜放置。第四感应线圈组4竖直放置。两个第一永磁体22位于感应线圈26形成的环形内，且两第一永磁体22的S极相对。中心轴承14的第一端穿过感应线圈26形成的环形。两第一永磁体22的N极初始状态与第一感应线圈组1的第二感应线圈26对齐。两第一永磁体22固定于中心轴承14的第一端。

请参照图3，磁动力器30包括旋转磁部32及静止磁部34。旋转磁部32固定安装于中心轴承14的第二端。旋转磁部32包括固定于中心轴承14的第一旋转磁层320、固定于中心轴承14的第二旋转磁层322及固定于中心轴承14的第三旋转磁层324。第一旋转磁层320、第二旋转磁层322及第三旋转磁层324之间间隔一定距离且截面呈环形。静止磁部34包括固定于机壳的第一静止磁层340、第二静止磁层342及第三静止磁层344。第一静止磁层340、第二静止磁层342及第三静止磁层344之间间隔一定距离且截面呈环形。旋转磁部32的第一旋转磁层320、第二旋转磁层322及第三旋转磁层324与静止磁部34的第一静止磁层340、第二静止磁层342及第三静止磁层344的交错地设置。旋转磁部32收容于静止磁部34。第一旋转磁层320环绕中心轴承14。第一静止磁层340环绕第一旋转磁层320。第二旋转磁层322环绕第一静止磁层340。第二静止磁层342环绕第二旋转磁层322。第三旋转磁层324环绕第二静止磁层342。第三静止磁层344环绕第三旋转磁层324。

第一旋转磁层320、第二旋转磁层322、第三旋转磁层324、第一静止磁层340、第二静止磁层342及第三静止磁层344均包括多个第二永磁体36。每个第二永磁体36呈长方体状，包括四个侧面360及一个位于顶端的顶角362。四个侧面360中的两个相邻的侧面360为N极，另两个相邻的侧面360为S极。每个第二永磁体36的四个侧面360均倾斜放置于第一旋转磁层320、第二旋转磁层322、第三旋转磁层324、第一静止磁层340、第二静止磁层342及第三静止磁层344内。第一旋转磁层320的第二永磁体36的顶角362位于同一个圆周上，第二旋转磁层322的第二永磁体36的顶角362位于同一个圆周上，第三旋转磁层324的第一永磁体22的顶角362位于同一个圆周上，第一静止磁层340的第一永磁体22的顶角362位于同一个圆周上，第二静止磁层342的第二永磁体36的顶角362位于同一个圆周上，第三静止磁层344的第二永磁体36的顶角362位于同一个圆周上。第一旋转磁层320及第三旋转磁层324的每个第二永磁体36的顶角362左侧的侧面360为S极、右侧的侧面360为N极。第二旋转磁层322的每个第二永磁体36的顶角362左侧的侧面360为N极，右侧的侧面360为S极。第一静止磁层340及第三静止磁层344的每个第二永磁体36的顶角362左、右两侧的侧面360均为S极。第二静止磁层342的每个第二永磁体36的顶角362左、右两侧的侧面360均为N极。第二永磁体36按照图3的方式设置后，中心轴承14逆时针转动，静止磁部34对旋转磁部32具有吸引力及排斥力。请参照图4，图4为静止磁部34对旋转磁部32的吸引力与排斥力的合成图。静止磁部34对旋转磁部32的吸引力及排斥力最终合成为一个作用在旋转磁部32上的沿着旋转磁部32旋转圆周切线方向的推动力。在其他实施方式中，第一旋转磁层320、第二旋转磁层322及第三旋转磁层324的第二永磁体36的顶角362左、右两侧面360的极性也可以对调，对应的中心轴承14做顺时针转动。静止磁部34对旋转磁部32的作用力会形成一个作用在旋转磁部32上的沿着旋转磁部32旋转圆周切线方向的推动力。

控制模块用于控制第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应线圈组3及第四感应线圈组4的导通及断开。具体的将，控制模块控制第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应线圈组3及第四感应线圈组4的依次导通，并将在先导通的感应线圈组断开。控制模块可以通过设置对应与第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应线圈组3及第四感应线圈组4连接的四个电磁继电器。四个电磁继电器与电源连接。本实施方式中，电源为太阳能电池板。在其他实施方式中，电源也可以为发电机主体10产生的电能的一部分。这样在第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应线圈组3及第四感应线圈组4的依次导通后，电源对第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应线圈组3及第四感应线圈组4供电。第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应线圈组3及第四感应线圈组4依次靠近第一永磁体22的N极一面形成N极磁场，因此第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应线圈组3及第四感应线圈组4会对第一永磁体22产生一个在第二永磁体36逆时针转动的圆周的切向方向的推动力。

使用时，首先推动中心轴承14逆时针转动，该推动方式可以为人力推动，或采用其他的动力源，如电机或柴油机等。控制模块控制第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应线圈组3及第四感应线圈组4依次通电。在中心轴承14逆时针转动后，中心轴承14带动旋转磁部32及第一永磁体22转动。同时静止磁部34对旋转磁部32的作用力推动旋转磁部32加速转动，从而带动中心轴承14加速转动，同时转速控制器20的第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应线圈组3及第四感应线圈组4依次通电后产生在第一永磁体22逆时针转动方向上的推动力会使第一永磁体22加速转动，从而使中心轴承14加速转动，以使中心轴承14最后达到匀速转动。中心轴承14匀速转动后，发电机主体10发电频率稳定。

在其他实施方式中，可以通过改变电源的电压，使第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应线圈组3及第四感应线圈组4产生的磁能大小改变，以使转速控制器20对中心轴承14提供不同的推动力。推动力不同，中心轴承14的转速也不同，故发电机主体10的发电频率也不同，使磁悬浮发电机发出的电频率不同，实现了磁悬浮发电机的变频发电。

本实用新型磁悬浮发电机的转速控制器20的第一永磁体22固定于发电机主体10的中心轴承14，磁动力器30的静止磁部34固定于机壳、旋转磁部32固定于中心轴承14，转速控制器20内的感应线圈组推动第一永磁体22，静止磁部34推动旋转磁部32，从而推动中心轴承14转动，使发电机主体10发电。本实用新型磁悬浮发电机利用磁能发电，降低发电成本且无废气产生，绿色环保。

Claims (8)

1.磁悬浮发电机，其特征在于，包括机壳、收容于所述机壳内的发电机主体(10)、收容于所述机壳内的转速控制器(20)及收容于所述机壳的磁动力器(30)，所述发电机主体(10)为交流发电机，包括中心轴承(14)，所述中心轴承(14)包括第一端及与第一端相对的第二端，所述转速控制器(20)包括两个固定于所述中心轴承(14)的第一端的第一永磁体(22)及驱动所述两个第一永磁体(22)转动的多对感应线圈组，所述磁动力器(30)包括固定于所述中心轴承(14)第二端的旋转磁部(32)及固定于所述机壳且依照所述第一永磁体(22)的转动方向驱动所述旋转磁部(32)旋转的静止磁部(34)。

2.如权利要求1所述的磁悬浮发电机，其特征在于，所述旋转磁部(32)包括固定于所述中心轴承(14)第二端的第一旋转磁层(320)、固定于所述中心轴承(14)第二端的第二旋转磁层(322)及固定于所述中心轴承(14)第二端的第三旋转磁层(324)，所述静止磁部(34)包括固定于所述机壳的第一静止磁层(340)、固定于所述机壳的第二静止磁层(342)及固定于所述机壳的第三静止磁层(344)，所述第一旋转磁层(320)、所述第二旋转磁层(322)、所述第三旋转磁层(324)、所述第一静止磁层(340)、所述第二静止磁层(342)及所述第三静止磁层(344)的截面均呈环形，所述第一旋转磁层(320)环绕中心轴承(14)，所述第一静止磁层(340)环绕第一旋转磁层(320)，所述第二旋转磁层(322)环绕所述第一静止磁层(340)，所述第二静止磁层(342)环绕所述第二旋转磁层(322)，所述第三旋转磁层(324)环绕所述第二静止磁层(342)，所述第三静止磁层(344)环绕所述第三旋转磁层(324)。

3.如权利要求2所述的磁悬浮发电机，其特征在于，所述第一旋转磁层(320)、所述第二旋转磁层(322)、所述第三旋转磁层(324)、所述第一静止磁层(340)、所述第二静止磁层(342)及所述第三静止磁层(344)均包括多个第二永磁体(36)，每个第二永磁体(36)截面呈方形，包括四个侧面(360)及一个位于顶端的顶角(362)，四个侧面(360)中的两个相邻的侧面(360)为N极，另两个相邻的侧面(360)为S极，每个第二永磁体(36)的四个侧面(360)均倾斜放置于所述第一旋转磁层(320)、所述第二旋转磁层(322)、所述第三旋转磁层(324)、所述第一静止磁层(340)、所述第二静止磁层(342)及所述第三静止磁层(344)，且每一第二永磁体(36)的顶角(362)位于一个圆周上，所述第一旋转磁层(320)及所述第三旋转磁层(324)的每个第二永磁体(36)的顶角(362)左侧的侧面(360)为S极、右侧的侧面(360)为N极，第二旋转磁层(322)的每个第二永磁体(36)的顶角(362)左侧的侧面(360)为N极，右侧侧面(360)为S极，所述第一静止磁层(340)及所述第三静止磁层(344)的每个第二永磁体36的顶角(362)的左、右两个侧面(360)均为S极，所述第二静止磁层(342)的每个第二永磁体(36)的顶角(362)的左、右两个侧面(360)均为N极。

4.如权利要求1所述的磁悬浮发电机，其特征在于，所述多对感应线圈组包括第一感应线圈组(1)、第二感应线圈组(2)、第三感应线圈组(3)及第四感应线圈组(4)，所述第一感应线圈组(1)、所述第二感应线圈组(2)、所述第三感应线圈组(3)及所述第四感应线圈组(4)均包括两个对称设置的感应线圈(26)，感应线圈(26)排列呈环形，两个第一永磁体(22)位于感应线圈(26)形成的环形内，且两第一永磁体(36)的S极相对。

5.如权利要求4所述的磁悬浮发电机，其特征在于，所述第一感应线圈组(1)向左倾斜放置，第二感应线圈组(2)水平放置，第三感应线圈组(3)向右倾斜放置，所述第四感应线圈组(4)竖直放置。

6.如权利要求4所述的磁悬浮发电机，其特征在于，相邻的两个感应线圈(26)之间间距相同。

7.如权利要求5所述的磁悬浮发电机，其特征在于，还包括控制模块，所述控制模块用于控制所述第一感应线圈组(1)、所述第二感应线圈组(2)、所述第三感应线圈组(3)及所述第四感应线圈组(4)依次导通，并将在先导通的感应线圈组断开。

8.如权利要求1-7任意一项所述的磁悬浮发电机，其特征在于，所述中心轴承(14)为磁悬浮轴承。

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