CN211981660U - 一种自激式磁力发电机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自激式磁力发电机组，包括离合器、飞轮变速箱、变速驱动装置、磁力发电机组、机组控制器和传感器；离合器与外部的旋转驱动装置连接；离合器还与飞轮变速箱和磁力发电机组连接；变速驱动装置分别与飞轮变速箱和机组控制器连接；磁力发电机组还与外部电源连接；传感器与机组控制器连接；机组控制器还与离合器和飞轮变速箱连接，并根据传感器检测的数据合上或分离离合器；其效果是：利用外接的旋转驱动装置通过离合器驱动飞轮变速箱中的飞轮和磁力发电机组旋转，在飞轮存储到设定能量后，分离离合器，发电机继续由飞轮和自带的电动机驱动发电，这样就可利用飞轮存储的能量进行发电，一定程度上实现减少能源消耗的目的。

Description

一种自激式磁力发电机组

技术领域

本实用新型属于发电技术领域，具体涉及到一种自激式磁力发电机组。

背景技术

发电即利用发电动力装置将化石能源或非化石能源等转换为电能。而化石能源日渐枯竭，人类已渐渐较多的使用可再生能源来发电。因此寻求产生简单、使用方便、应用广泛的可再生能源发电，尤其是可以新型自激发电的系统就显得十分重要。这也是电能发展行业的方向之一，为人类生活方便和科技进步提供更环保的电力保障。

世界各国都在加大探索新能源，加大研发新型发电和可再生能源发电，以减少对传统化石能源的依赖，但目前还是大量运用化石能源及自然资源发电，消耗大量自然资源，污染环境，破坏生态环境。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能减少一定能源消耗的一种自激式磁力发电机组。

本实用新型采取的技术方案为：一种基于物联网的生态环境监测装置，一种自激式磁力发电机组，包括离合器、飞轮变速箱、变速驱动装置、磁力发电机组、机组控制器和传感器；

所述离合器与外部的旋转驱动装置连接，用于接收外部的能量；

所述离合器还依次与飞轮变速箱和磁力发电机组连接，用于将外部的能量进行传递，以带动所述磁力发电机组工作；

所述变速驱动装置分别与所述飞轮变速箱和机组控制器连接，用于根据所述机组控制器的控制信号调节所述飞轮变速箱的变速比，以实现所述磁力发电机组的启动和运行力矩的调整；

所述磁力发电机组还可与外部电源连接，用于通过外部电源直接供电于所述磁力发电机组中的电动机；

所述离合器、飞轮变速箱、变速驱动装置和磁力发电机组中均设置有所述传感器，所述传感器与所述机组控制器连接；

所述机组控制器还与所述离合器和飞轮变速箱连接，并根据传感器检测的数据合上或分离所述离合器。

优选的，所述旋转驱动装置采用燃料发动机、电机、风车、水轮机中的任意一种。

优选的，所述离合器采用机械离合器或电磁离合器，采用分离旋转方式或制动方式，其中，分离旋转方式采用轴-法兰或轴-轴或轴-轮方式，制动方式采用电磁制动或靠背轮制动。

优选的，所述飞轮变速箱采用高速润滑轴承、空气动力轴承、真空飞轮装置或磁悬浮轴承飞轮中的任意一种。

优选的，所述离合器与飞轮变速箱和磁力发电机组的连接方式为同轴连接或齿轮连接或皮带连接。

优选的，所述磁力发电机组采用双鼠笼电机、绕组电机、变频电机、电磁调速电机和永磁稀土同步电机中的任意一种。

优选的，所述机组控制器包括控制器和带有人机接口；其中，所述控制器采用可编程逻辑控制器、分散处理控制器和现场总线控制器中的任意一种。

优选的，所述传感器包括转速传感器、角速度传感器、力矩传感器、电压传感器、电流传感器、振动传感器、温度传感器和绝缘局放检测装置。

采用上述技术方案，具有以下优点：本实用新型提出的一种自激式磁力发电机组，通过外接旋转驱动装置通过离合器驱动飞轮变速箱中的飞轮和磁力发电机组旋转，或外接电源直接给磁力发电机组的电动机供电驱动飞轮和发电机旋转，发电机输出与负载或电网连接，发电机也给机组自带的电动机供电；发电机达到额定转速，飞轮存储到设定能量后，分离所述离合器，发电机继续由飞轮和自带的电动机驱动发电，并输出给负载或发电并网，这样就可利用飞轮存储的能量进行自激式发电，一定程度上减少了能源消耗，做到了节约能源的目的。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种自激式磁力发电机组的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，这里的描述不意味着对应于实施例中陈述的具体实例的所有主题都在权利要求中引用了。

参照图1所示，本发明实施例提供了一种自激式磁力发电机组，包括离合器、飞轮变速箱、变速驱动装置、磁力发电机组、机组控制器和传感器；

所述离合器与外部的旋转驱动装置连接，用于接收外部的能量；

所述离合器还依次与飞轮变速箱和磁力发电机组连接，用于将外部的能量进行传递，以带动所述磁力发电机组工作；

所述变速驱动装置分别与所述飞轮变速箱和机组控制器连接，用于根据所述机组控制器的控制信号调节所述飞轮变速箱的变速比，以实现所述磁力发电机组的启动和运行力矩的调整；

所述磁力发电机组还可与外部电源连接，用于通过外部电源直接供电于所述磁力发电机组中的电动机，以驱动机组中的飞轮和发电机旋转进行发电；

所述离合器、飞轮变速箱、变速驱动装置和磁力发电机组中均设置有所述传感器，所述传感器与所述机组控制器连接；

所述机组控制器还与所述离合器和飞轮变速箱连接，并根据传感器检测的数据合上或分离所述离合器。

具体地，传感器检测到所述飞轮变速箱中的飞轮存储到设定能量后，分离所述离合器以切除外接旋转驱动，所述磁力发电机组中的发电机继续由飞轮和自带的电动机驱动发电，以输出给负载或发电并网；

检测到所述发电机消耗掉一定能量值后，合上所述离合器以连接外接旋转驱动进行能量补充，直到所述飞轮变速箱中的飞轮存储到设定能量，再分离所述离合器，发电机还是由飞轮和自带的电动机驱动发电，供给负载或发电并网。

本实施例中，飞轮变速箱包括飞轮和变速箱；所述离合器外接的旋转驱动装置，采用燃料发动机、电机、风车、水轮机等旋转机械中的任意一种；从任何旋转的机械接出一个旋转轴连接到离合器即可；燃料发动机可以是汽、柴油或天然气等燃料发动机；

所述磁力发电机组包括电动定转子或电动机以及储能飞轮和发电机，通过电动机驱动所述储能飞轮带动发电机发电；

所述离合器采用机械离合器或电磁离合器，采用分离旋转方式或制动方式，其中，分离旋转方式采用轴-法兰或轴-轴或轴-轮方式，制动方式采用电磁制动或靠背轮制动；

所述飞轮变速箱可采用高速润滑轴承，也可采用空气动力轴承，也可采用真空飞轮装置，也可采用磁悬浮轴承飞轮；

所述离合器与飞轮变速箱和磁力发电机组的连接方式为同轴连接或齿轮连接或皮带连接；

所述磁力发电机组采用双鼠笼电机、绕组电机、变频电机、电磁调速电机和永磁稀土同步电机中的任意一种；按电源类型分可采用交流电机，也可采用直流电机；可以为同轴联动，也可以为皮带或齿轮联动。

所述机组控制器包括控制器和带有人机接口；其中，所述控制器采用可编程逻辑控制器、分散处理控制器和现场总线控制器中的任意一种；可进行有线、无线等控制器、电脑、手机等通讯与控制；本实施例中，优选控制器为可编程逻辑控制器，即PLC；

所述传感器包括转速传感器、角速度传感器、力矩传感器、电压传感器、电流传感器、振动传感器、温度传感器和绝缘局放检测装置；绝缘局放检测装置可采用超声波局部放电检测装置；

所述控制器分别与所述离合器、飞轮变速箱、磁力发电机组连接，进行转速、角度、重量、电压、电流、功率、电能、能效、温度、振动等的数据显示，以及功能切换、同步并网、控制及通讯。

进一步地，所述磁力发电机组中的电动机按如下方式进行选择。

具体地，磁力发电机组的转矩与额定功率及转速的关系如下：

转矩(T)＝9550*功率(P)/转速(n) 即：T＝9550P/n (1)

由此可推导出：功率(P)＝转矩(T)*转速(n)/9550，即：P＝Tn/9550 (2)

式中：P—功率的单位(KW)；n—转速的单位(r/min)；T—转矩的单位(Nm)；

9550是计算系数；

要设计好电磁场计算，选择好电磁定转子或电动机发电机功率，还必须经过以下计算或比较：

负载连续工作方式，可按下式计算电磁定转子或电动机功率(P1，单位KW)：

计算功率(P1)＝负载功率(P)/发电机效率(n1)电动机效率(n2)

即：P1＝P/n1*n2 (3)

其中，负载功率(P)由公式(1)(2)得出，再根据公式(3)得出计算功率(P1)；

按上式求出的功率P1，不一定与电磁定转子或电动机功率相同；因此，所选电磁定转子或电动机的额定功率应等于或稍大于所得的计算功率。

工作时，其能量传递过程如下：

机组启动过程，发电机从0速到额定转速，不计机组能量机械和效率损耗，根据能量守恒定律，能量传递等式为：E1＝E2+E3其中：E1:电动机驱动能量；E2：飞轮存储能量；E3:发电机输出能量；此时，E1大于E3。

机组运行过程，发电机在额定转速运行，不计机组能量机械和效率损耗，根据能量守恒定律，能量传递等式为：E1+E2＝E3其中：E1:电动机驱动能量；E2：飞轮存储能量；E3:发电机输出能量；此时，E3大于E1。

机组停止过程，发电机从额定转速降到0速，不计机组能量机械和效率损耗，根据能量守恒定律，能量传递等式为：E1+E3＝E2其中：E1:电动机驱动能量；E2：飞轮存储能量；E3:发电机输出能量；此时，电动机是断电的，E1反而为驱动阻力，E1，E2，E3都减弱到0。

上述技术方案，通过外接旋转驱动装置通过离合器驱动飞轮变速箱中的飞轮和磁力发电机组旋转，或外接电源直接给磁力发电机组的电动机供电驱动飞轮和发电机旋转，发电机输出与负载或电网连接，发电机也给机组自带的电动机供电；发电机达到额定转速，飞轮存储到设定能量后，分离所述离合器，发电机继续由飞轮和自带的电动机驱动发电，并输出给负载或发电并网，这样就可利用飞轮存储的能量进行自激式发电，一定程度上减少了能源消耗；随着发电机负荷消耗一定量后，离合器合上，得到足够的能量补充后，又可切掉外接旋转装置的能量，发电机还是由飞轮和自带的电动机驱动发电，这样就只需较小的间歇外接动力，发电机组就可持续发电，供给负载或发电并网，做到了节约能源消耗的目的。

最后需要说明的是，上述描述为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自激式磁力发电机组，其特征在于，包括离合器、飞轮变速箱、变速驱动装置、磁力发电机组、机组控制器和传感器；

所述离合器与外部的旋转驱动装置连接，用于接收外部的能量；

所述离合器还依次与飞轮变速箱和磁力发电机组连接，用于将外部的能量进行传递，以带动所述磁力发电机组工作；

所述变速驱动装置分别与所述飞轮变速箱和机组控制器连接，用于根据所述机组控制器的控制信号调节所述飞轮变速箱的变速比，以实现所述磁力发电机组的启动和运行力矩的调整；

所述磁力发电机组还可与外部电源连接，用于通过外部电源直接供电于所述磁力发电机组中的电动机；

所述离合器、飞轮变速箱、变速驱动装置和磁力发电机组中均设置有所述传感器，所述传感器与所述机组控制器连接；

所述机组控制器还与所述离合器和飞轮变速箱连接，并根据传感器检测的数据合上或分离所述离合器。

2.根据权利要求1所述的一种自激式磁力发电机组，其特征在于，所述旋转驱动装置采用燃料发动机、电机、风车、水轮机中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种自激式磁力发电机组，其特征在于，所述离合器采用机械离合器或电磁离合器，采用分离旋转方式或制动方式，其中，分离旋转方式采用轴-法兰或轴-轴或轴-轮方式，制动方式采用电磁制动或靠背轮制动。

4.根据权利要求1所述的一种自激式磁力发电机组，其特征在于，所述飞轮变速箱采用高速润滑轴承、空气动力轴承、真空飞轮装置或磁悬浮轴承飞轮中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种自激式磁力发电机组，其特征在于，所述离合器与飞轮变速箱和磁力发电机组的连接方式为同轴连接或齿轮连接或皮带连接。

6.根据权利要求1所述的一种自激式磁力发电机组，其特征在于，所述磁力发电机组采用双鼠笼电机、绕组电机、变频电机、电磁调速电机和永磁稀土同步电机中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种自激式磁力发电机组，其特征在于，所述机组控制器包括控制器和带有人机接口；其中，所述控制器采用可编程逻辑控制器、分散处理控制器和现场总线控制器中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的一种自激式磁力发电机组，其特征在于，所述传感器包括转速传感器、角速度传感器、力矩传感器、电压传感器、电流传感器、振动传感器、温度传感器和绝缘局放检测装置。

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