CN205544875U - 动力式自由能源发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力式自由能源发电系统，包括依次连接的可充式直流电池、可调频脉冲开关、无刷马达、空压冷却叶片、无刷发电机以及电力转换分配器，其中，所述无刷马达、所述空压冷却叶片以及所述无刷发电机同轴设置；所述电力转换分配器具有两个输出端，其中一输出端经可控下调电压模块回供所述可调频脉冲开关以及所述可充直流电池。本实用新型的优点是，在直流低电压如5V～7.4V间可通过可调频脉冲开关提升数十倍乃至百倍的电流，在通过转轴磁极和高效三相电磁的排位对角后的高效运转带动了多磁极无刷发电机，并以高速运转和扭矩使无刷发电机切换出电源, 该切换出的电源又以3至6倍扩大电力，使发电系统的输入和输出最大峰值功率比例可达1: 300以上。

Description

动力式自由能源发电系统

技术领域

本实用新型涉及发电装置，具体涉及一种动力式自由能源发电系统。

背景技术

发电机是一种将其它形式的能源转换成电能的机械设备。目前常用的可移动式发电机通常为柴油或汽油发电机，在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点，柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为作功。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转；将无刷同步交流发电机与动力机曲轴同轴安装，就可以利用动力机的旋转带动发电机的转子，利用“电磁感应”原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。但是此类发电机体型庞大、噪音大，不适合日常使用，且发电成本较高，无法大规模普及应用。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种动力式自由能源发电系统，该发电系统通过电调提升电力电流、电磁脉冲变极切换、 机械配套结合无刷马达和无刷发电机得到输出能效比的扩大。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种动力式自由能源发电系统，其特征在于所述发电系统包括依次连接的可充式直流电池、可调频脉冲开关、无刷马达、空压冷却叶片、无刷发电机以及电力转换分配器，其中，所述无刷马达、所述空压冷却叶片以及所述无刷发电机同轴设置；所述电力转换分配器具有两个输出端，其中一输出端经可控下调电压模块回供所述可调频脉冲开关以及所述可充直流电池，另一输出端接用电装置。

所述发电系统还包括PPMS同步微控制器，所述PPMS同步微控制器分别连接所述可充式直流电池、所述可调频脉冲开关、所述无刷马达、所述空压冷却叶片、所述无刷发电机以及所述可控下调电压模块。

所述无刷马达由可转动的线圈转子以及固定的磁极定子组成，所述无刷发电机由固定的线圈定子以及可转动的磁极转子组成，所述无刷马达内的线圈转子、所述空压冷却叶片以及所述无刷发电机内的磁极转子同轴固定于一转轴上转动。

所述无刷马达内的所述磁极定子至少由2对磁极组成，所述无刷发电机内的所述磁极转子至少由10对磁极组成，一对所述磁极包括N极和S极各一片。

所述无刷马达内的所述磁极定子由2～3对磁极组成，所述无刷发电机内的所述磁极转子由10～12对磁极组成，一对所述磁极包括N极和S极各一片。

所述无刷马达、所述空压冷却叶片以及所述无刷发电机封装于一筒形腔体中，所述无刷马达与所述空压冷却叶片之间设置有一导向式定叶。

本实用新型的优点是，在直流低电压如5V～7.4V间可通过可调频脉冲开关提升数十倍乃至百倍的电流，在通过转轴磁极和高效三相电磁的排位对角后的高效运转带动了多磁极无刷发电机，并以高速运转和扭矩使无刷发电机切换出电源, 该切换出的电源又以3至6倍扩大电力，使发电系统的输入和输出峰值功率比例约为1: 300。

附图说明

图1为本实用新型中动力式自由能源发电系统示意图；

图2为本实用新型中筒形腔体内的构造示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-2，图中标记1-16分别为：可充式直流电池1、可调频脉冲开关2、无刷马达3、空压冷却叶片4、无刷发电机5、电力转换分配器6、用电装置7、可控下调电压模块8、PPMS同步微控制器9、导向式定叶10、线圈转子11、磁极定子12、筒形腔体13、转轴14、磁极转子15、线圈定子16。

实施例：本实施例具体涉及一种动力式自由能源发电系统，通过电调提升电力电流、电磁脉冲变极切换、机械配套结合无刷马达和高频无刷发电机得到输出能效比的扩大。

如图1、2所示，本实施例中的动力式自由能源发电系统包括依次连接的可充式直流电池1、可调频脉冲开关2、无刷马达3、空压冷却叶片4、无刷发电机5以及电力转换分配器6，其中：

可充式直流电池1的电压可以为7.4V、9V、12V、18V或24V，本实施例中的可充式直流电池1的具体参数值为电压7.4V，电流0.5A-1.5A，功率为7W；

可调频脉冲开关2为可调高频的脉冲开关，可将由可充式直流电池1输入的7W直流电能量提高至转动能量600W，最终电力能量的扩大是通过同轴上优化匹配好的无刷发电机5实现，通过增加磁极数量和达高转速时产生的高频率电压以及巧妙设计的反向零线（使无刷马达在有负载时与电流相反方向运动的电子作抵消，因此当在有高负载发电时可以百倍比例发电而产生相对非常小的逆磁阻力）。

无刷马达3、空压冷却叶片4以及无刷发电机5封装于如图2所示的筒形腔体13中，三者经同一转轴14构成同轴连接转动；无刷马达3采用高转速无刷电机，由可转动的线圈转子11以及固定的磁极定子12组成，该磁极定子12由2～3对磁极组成，每对磁极包含N极和S极各一片，线圈转子11固定于转轴14上；空压冷却叶片4同轴固定于转轴14上，在随转轴14转动过程中进行散热冷却；无刷发电机5采用高扭矩低转数永磁无刷发电机，由固定的线圈定子16以及可转动的磁极转子15组成，该磁极转子15固定于转轴14上，由10～12对磁极组成，每对磁极包含N极和S极各一片。需要说明的是，在无刷马达3与空压冷却叶片4之间还设置有一导向式定叶10，该导向式定叶10不随转轴转动，可起到对转轴14的支撑固定作用，防止在转轴14旋转过程中产生轻微振动，此外还用于将无刷马达3所产生的热量导流向空压冷却叶片4并排出筒形腔体13。需要说明的是，本实施例中无刷马达3内磁极定子12内的磁极对数以及无刷发电机5内磁极转子15的磁极对数数量并不唯一，当无刷发电机5的输出电压选型为12V、24V或更大时，相应增加无刷马达3内的磁极对数，从而提高无刷马达3的扭矩而转速则降低。

电力转换分配器6的输出端具有两条输出分路，其中一条输出分路经可控下调电压模块8变压后回供可调频脉冲开关2以及可充式直流电池1，另一条输出分路连接用电装置7供用户使用。

此外，该发电系统还包括一PPMS同步微控制器9，该PPMS同步微控制器9分别连接控制上述可充式直流电池1、可调频脉冲开关2、无刷马达3、空压冷却叶片4、无刷发电机5以及可控下调电压模块8。

如图1、2所示，本实施例中动力式自由能源发电系统的工作方法包括如下步骤：

（1）由电压为7.4V、电流0.5A-1.5A、功率为7W的可充式直流电池1向无刷马达3输入供电，在输入无刷马达3之前，通过可调频脉冲开关2把两相直流（7.4V）在保持电压不变的情况下把电流放大，由输入前的0.5A-1.5A提升至5A-18A，并转换成三相交流电力（电压维持在7.4V）；

（2）通过可调频脉冲开关2把放大后的三相交流电力输入无刷马达3内的线圈转子11上，在拉动其转动的磁极定子12高速切换2～3对磁极时，因其转动角度较大，无刷马达12的转轴14达到高速旋转；

（3）高速旋转的转轴14带动无刷发电机5内的磁极转子15高速旋转，磁极转子15上的10～12对磁极可在每圈的高速运转中切换出高频的电力输出（24V），输出功率可达1600W-2000W，使发电系统的输入和输出峰值功率比例约为1: 300；

此外，高速旋转的转轴14带动空压冷却叶片4高速旋转，在导向式定叶10的导向下将无刷马达3高速旋转过程中产生的大量热量排出筒形腔体13，同时将无刷发电机5发电过程中所产生的大量热量排出筒形腔体13；

（4）经电力转换分配器6控制将电力输出分为两路，第一路经控制整流后直接输出电力供用电装置7使用；第二路经可控下调电压模块8将24V电压下调为7.4V-8.2V间之后并联可充式直流电池1以及可调频脉冲开关2，在对可充式直流电池1充电完毕后切断其对可调频脉冲开关2的电力供应，并直接由该路回流电力向可调频脉冲开关2输入电力供电，取代可充式直流电池1。

在实际使用中，若用户的电功率需求为5KW，则建议配备本实施例中2000W的发电系统六套，用以轮流式自控使用，保证运行可靠性；即使其中一或两台发电系统发生故障，其余四套发电系统也足够满足用户发电需求，维修人员也将会及时赶至现场维修或更换出现故障的发电系统。

静能发电也可采用上述相同原理。

Claims (6)

1.一种动力式自由能源发电系统，其特征在于所述发电系统包括依次连接的可充式直流电池、可调频脉冲开关、无刷马达、空压冷却叶片、无刷发电机以及电力转换分配器，其中，所述无刷马达、所述空压冷却叶片以及所述无刷发电机同轴设置；所述电力转换分配器具有两个输出端，其中一输出端经可控下调电压模块回供所述可调频脉冲开关以及所述可充直流电池，另一输出端接用电装置。

2.根据权利要求1所述的一种动力式自由能源发电系统，其特征在于所述发电系统还包括PPMS同步微控制器，所述PPMS同步微控制器分别连接所述可充式直流电池、所述可调频脉冲开关、所述无刷马达、所述空压冷却叶片、所述无刷发电机以及所述可控下调电压模块。

3.根据权利要求1所述的一种动力式自由能源发电系统，其特征在于所述无刷马达由可转动的线圈转子以及固定的磁极定子组成，所述无刷发电机由固定的线圈定子以及可转动的磁极转子组成，所述无刷马达内的线圈转子、所述空压冷却叶片以及所述无刷发电机内的磁极转子同轴固定于一转轴上转动。

4.根据权利要求3所述的一种动力式自由能源发电系统，其特征在于所述无刷马达内的所述磁极定子至少由2对磁极组成，所述无刷发电机内的所述磁极转子至少由10对磁极组成，一对所述磁极包括N极和S极各一片。

5.根据权利要求3或4所述的一种动力式自由能源发电系统，其特征在于所述无刷马达内的所述磁极定子由2～3对磁极组成，所述无刷发电机内的所述磁极转子由10～12对磁极组成，一对所述磁极包括N极和S极各一片。

6.根据权利要求1所述的一种动力式自由能源发电系统，其特征在于所述无刷马达、所述空压冷却叶片以及所述无刷发电机封装于一筒形腔体中，所述无刷马达与所述空压冷却叶片之间设置有一导向式定叶。