CN214506905U - 一种磁电空气能发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁电空气能发电装置，包括电源模块、启动机、空气压缩机、控速机、储能箱和发电机；电源模块分别与启动机、控速机和空气压缩机电连接，用于为启动机、控速机和空气压缩机供电；储能箱包括壳体、定子组件、动子组件、风叶轮和转动轴；壳体上在与风叶轮相对应位置处设有进风口，壳体上还设有出风口；空气压缩机的出风口接入到壳体的进风口，空气压缩机输出压缩后的空气，以驱动风叶轮转动；启动机的转轴、储能箱的转动轴和控速机的转轴连接在一起；控速机的转轴与发电机的主轴连接。本实用新型能够将磁电动力、磁悬浮动力、髙速空气压缩动力有效结合在一起，使发电机发出的电的电压能够达到400伏‑600伏。

Description

一种磁电空气能发电装置

技术领域

本实用新型属于发电机组技术领域，具体涉及一种磁电空气能发电装置。

背景技术

为了减少环境污染，提倡风力发电、磁动力发电和水力发电。但风力发电和水力发电依赖外来能源动力为基础，生产规模受能源动力规模、季节和气候的限制，不能做到随时随地发电。由于磁动力发电不受环境的限制，相对风力发电和水力发电更容易实现。但现有磁动力发电，发出的电只有达到320伏，无法达到400伏-600伏，故不能满足某些特定场景的需求，另外，磁动力的发电成本较高。

因此，有必要开发一种磁电空气能发电装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种磁电空气能发电装置，能将磁电动力和髙速空气压缩动力有效结合在一起，使发电机发出的电的电压能达到400伏-600伏。

本实用新型所述的磁电空气能发电装置，包括电源模块、启动机、空气压缩机、储能箱、控速机和发电机；

所述电源模块分别与启动机、控速机和空气压缩机电连接，用于为启动机、控速机和空气压缩机供电；

所述储能箱包括壳体、定子组件、动子组件、风叶轮和转动轴；所述转动轴通过轴承安装在壳体上；所述定子组件、动子组件和风叶轮均位于壳体内；所述定子组件固定安装在壳体上，所述动子组件固定安装在转动轴上，且定子组件与动子组件相对设置；所述定子组件包括第一安装板，在所述第一安装板上沿圆周设有多个第一磁铁；所述动子组件包括第二安装板，在所述第二安装板上沿圆周设有多个第二磁铁；所述第一磁铁和第二磁铁的极性相反；所述风叶轮固定安装在转动轴上；所述壳体上在与风叶轮相对应位置处设有进风口，所述壳体上还设有出风口；

所述空气压缩机的出风口接入到壳体的进风口，所述空气压缩机输出压缩后的空气，以驱动风叶轮转动；

所述启动机的转轴、储能箱的转动轴和控速机的转轴连接在一起；

所述控速机的转轴与发电机的主轴连接。

可选地，所述启动机的转轴的一端与储能箱的转动轴连接，启动机的转轴的另一端与控速机的转轴的一端连接，控速机的转轴的另一端与发电机的主轴连接。

可选地，所述启动机的转轴与储能箱的转动轴的一端连接，储能箱的转动轴的另一端与控速机的转轴的一端连接，控速机的转轴的另一端与发电机的主轴连接。

可选地，所述电源模块包括交流转直流模块、第一蓄电池、第二蓄电池和高压控制柜，所述交流转直流模块分别与第一蓄电池和第二蓄电池电连接，所述交流转直流模块用于将接入的220V交流电转换为72V直流电后为第一蓄电池和第二蓄电池充电；

所述高压控制柜分别与发电机和空气压缩机电连接，为空气压缩机供电。

可选地，所述电源模块还包括低压变压器，所述低压变压器与高压控制柜电连接，用于将高压控制柜输出的380V交流电转换为220V的交流电。

可选地，所述电源模块还包括电源切换模块，该电源切换模块的输入端分别与市电、低压变压器，电源切换模块的输出端与交流转直流模块电连接。

可选地，各定子组件、各动子组件和各风叶轮呈同轴设置。

可选地，所述定子组件为两个，分别固定安装在壳体上；

所述动子组件为两个，分别安装在转动轴上，且两个动子组件和两个定子组件一一对应设置；

所述风叶轮为两个，两个风叶轮安装在两个动子组件之间。

可选地，所述第一安装板上沿圆周均布有六个第一磁铁；所述第二安装板上沿圆周均布有三个第二磁铁。

可选地，所述出风口上设有消声器。

本实用新型的有益效果在于：当动子组件转动时，N极与S极就会发生交变磁场波，交变磁场波的强度力（即磁电动力、磁悬浮动力）通过转动轴传给发电机作为负载功率。同时，通过空气压缩机向壳体内输入压缩后的空气（即髙速空气压缩动力），通过髙速空气压缩动力来推动风叶轮的转动，把力传送给发电机作为负载功率。其中，动子组件和定子组件作用于发电机的负载功率在20%左右。风叶轮作用于发电机的负载功率在80%左右，从而将磁电动力、磁悬浮动力、髙速空气压缩动力有效地结合在一起。本实用新型能够将磁电动力、磁悬浮动力、髙速空气压缩动力有效结合在一起，使发电机发出的电的电压能够达到400伏-600伏，且发电成本较低。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图之一（含市电和升压站）；

图2是本实施例的结构示意图之二（含市电和升压站）；

图3是本实施例中储能箱的结构示意图之一；

图4是本实施例中储能箱的结构示意图之二；

图5是本实施例中定子组件的结构示意图；

图6是本实施例中动子组件的结构示意图；

图中：1、壳体，2、定子组件，3、动子组件，4、风叶轮，5、进风口，6、第一磁铁，7、转动轴，8、第二磁铁，9、出风口，10、消声器，11、第一安装板，12、第二安装板，13、低压变压器，14、市电，15、电源切换模块，16、交流转直流模块，17、第一蓄电池，18、第二蓄电池，19、空气压缩机，20、储能箱，21、启动机，22、控速机，23、发电机，24、高压控制柜，25、升压站。

具体实施方式

以下结合附图对本实施例进行清楚描述。

如图1至图6所示，本实施例中，一种磁电空气能发电装置，包括电源模块、启动机21、空气压缩机19、储能箱20、控速机22和发电机23。所述电源模块分别与启动机21、控速机22和空气压缩机19电连接，用于为启动机21、控速机22和空气压缩机19供电。所述储能箱20包括壳体1、定子组件2、动子组件3、风叶轮4和转动轴7。所述转动轴7通过轴承安装在壳体1上。所述定子组件2、动子组件3和风叶轮4均位于壳体1内。所述定子组件2固定安装在壳体1上，所述动子组件3固定安装在转动轴7上，且定子组件2与动子组件3相对设置。所述定子组件2包括第一安装板11，在所述第一安装板11上沿圆周设有多个第一磁铁6。所述动子组件3包括第二安装板12，在所述第二安装板12上沿圆周设有多个第二磁铁8；所述第一磁铁6和第二磁铁8的极性相反。所述风叶轮4固定安装在转动轴7上；所述壳体1上在与风叶轮4相对应位置处设有进风口5，所述壳体1上还设有出风口9。所述空气压缩机19的出风口9接入到壳体1的进风口5，所述空气压缩机19输出压缩后的空气，以驱动风叶轮4转动。所述启动机21的转轴、储能箱20的转动轴7和控速机22的转轴连接在一起。所述控速机22的转轴与发电机23的主轴连接。

本实施例中，所述启动机21、储能箱20和控速机22的连接方式有以下两种：

如图1所示，本实施例中，所述启动机21的转轴的一端与储能箱20的转动轴7连接，启动机21的转轴的另一端与控速机22的转轴的一端连接，控速机22的转轴的另一端与发电机23的主轴连接。

如图2所示，本实施例中，所述启动机21的转轴与储能箱20的转动轴7的一端连接，储能箱20的转动轴7的另一端与控速机22的转轴的一端连接，控速机22的转轴的另一端与发电机23的主轴连接。

如图1和图2所示，本实施例中，所述电源模块包括交流转直流模块16、第一蓄电池17、第二蓄电池18和高压控制柜24，所述交流转直流模块16分别与第一蓄电池17和第二蓄电池18电连接，所述交流转直流模块16用于将接入的220V交流电转换为72V直流电后为第一蓄电池17和第二蓄电池18充电。第一蓄电池17用于给启动机21供电。第二蓄电池18用于给控速机22供电。通过蓄电池供电，能够保证供电的稳定性。所述高压控制柜24分别与发电机23和空气压缩机19电连接，为空气压缩机19供电。其中，高压控制柜24用于将发电机23输出的电转换为380V交流电。

如1和图2所示，本实施例中，一种磁电空气能发电装置，还包括低压变压器13，所述低压变压器13与高压控制柜24电连接，用于将高压控制柜24输出的380V交流电转换为220V的交流电。

如图1和图2所示，本实施例中，一种磁电空气能发电装置，还包括电源切换模块15，该电源切换模块15的输入端分别与市电14和低压变压器13电连接，电源切换模块15的输出端与交流转直流模块16电连接。在磁电空气能发电装置启动阶段，由市电14供电，在磁电空气能发电装置启动完成并正常发电后，将发电机23发出的电先通过高压控制柜24后输出380V的交流电，然后再通过低压变压器13将380V的交流电变压为220V交流电，再由交流转直流模块16将220V的交流电转换为72V的直流电，用于为第一蓄电池17和第二蓄电池18供电。因为采用本磁电空气能发电装置发出电的成本比市电14费用更低。

本实施例中，空气压缩机19用于给储能箱20提供高速风力，把风力传给安装在转动轴7上的风叶轮4，风叶轮4把风力转换成电能，风力为主动力，占机组功率80%。

本实施例中，储能箱20充分利用空气压缩储能，把风力、磁场的动力传给发电机23，储能箱20中装设有定子组件2、转子组件和风叶轮4。定子组件2上有N极，转子组件上有S极，当启动机21开启后，N极与S极就会发生交变，并产生交变电源和交变磁场波形（即磁场波的强度力），磁场波的强度力传给发电机23作为负载功率，功率为20%以上，风叶轮4功率在80%以上（可调控)。

本实施例中，启动机21负责启动发电机23。

本实施例中，控速机22是用于控制发电机23的转速，以确保发电机23的转速能够在设置值的±5%范围内波动。

本实施例中，发电机23是根据磁电及压缩空气能提供的动力源进行发电。

本实施例中，本实施例中，所述定子组件2的数量为一个，或两个，或三个，或四个，或四个以上。所述动子组件3的数量与定子组件2的数量相同。所述风叶轮4的数量为一个，或两个，或三个，或四个，或四个以上。且各定子组件2、各动子组件3和各风叶轮4呈同轴设置。

以下以定子组件2、动子组件3和风叶轮4各为两个为例，对本实施例进行详细的说明：

如图3和图4所示，本实施例中，所述两个定子组件2组件分别通过螺栓固定在壳体1上，所述动子组件3为两个，两个动子组件3均安装在转动轴7上，且两个动子组件3和两个定子组件2一一对应设置。两个风叶轮4设置在两个动子组件3之间。

如图5和图6所示，本实施例中，所述第一安装板11上沿圆周均布有六个第一磁铁6；所述第二安装板12上沿圆周均布有三个第二磁铁8。若第一磁铁6为N极，第二磁铁8为S极。

如图5和图6所示，本实施例中，所述第一安装板11和第二安装板12采用铝合金制成圆盘。

本实施例的工作原理如下：

启动时，通过启动机21来启动转动轴7转动，当转动轴7转动时，两个动子组件3和两个风叶轮4能随转动轴7一起转动。当动子组件3转动时，N极与S极就会发生交变磁场波，交变磁场波的强度力（即磁电动力、磁悬浮动力）通过转动轴7传给发电机23作为负载功率。同时，通过空气压缩机19向壳体1内送入压缩后的空气（即髙速空气压缩动力），通过髙速空气压缩动力来推动风叶轮4的转动，把力传送给发电机23作为负载功率。其中，动子组件3和定子组件2作用于发电机23的负载功率为20%左右。风叶轮4作用于发电机23的负载在80%左右。发电机23发出的电输入给高压控制柜24，通过高压控制柜24来调节发电机23输出的电压，以保证供电的平稳安全。最后再通过升压站25调试匹配入网供电。

本实施例中，将储能箱20作用发电机23的动力源，使发电机23发出的电的电压能够达到400伏-600伏。

本实施例中，为了降低噪音，在储能箱20的出风口9上设置消声器10。消声器10用于降低储能箱20排放空气时的噪音，噪声能够控制在55分倍以下。

Claims (10)

1.一种磁电空气能发电装置，其特征在于：包括电源模块、启动机（21）、空气压缩机（19）、储能箱（20）、控速机（22）和发电机（23）；

所述电源模块分别与启动机（21）、控速机（22）和空气压缩机（19）电连接；

所述储能箱（20）包括壳体（1）、定子组件（2）、动子组件（3）、风叶轮（4）和转动轴（7）；所述转动轴（7）通过轴承安装在壳体（1）上；所述定子组件（2）、动子组件（3）和风叶轮（4）均位于壳体（1）内；所述定子组件（2）固定安装在壳体（1）上，所述动子组件（3）固定安装在转动轴（7）上，且定子组件（2）与动子组件（3）相对设置；所述定子组件（2）包括第一安装板（11），在所述第一安装板（11）上沿圆周设有多个第一磁铁（6）；所述动子组件（3）包括第二安装板（12），在所述第二安装板（12）上沿圆周设有多个第二磁铁（8）；所述第一磁铁（6）和第二磁铁（8）的极性相反；所述风叶轮（4）固定安装在转动轴（7）上；所述壳体（1）上在与风叶轮（4）相对应位置处设有进风口（5），所述壳体（1）上还设有出风口（9）；

所述空气压缩机（19）的出风口（9）接入到壳体（1）的进风口（5），所述空气压缩机（19）输出压缩后的空气，以驱动风叶轮（4）转动；

所述启动机（21）的转轴、储能箱（20）的转动轴（7）和控速机（22）的转轴连接在一起；

所述控速机（22）的转轴与发电机（23）的主轴连接。

2.根据权利要求1所述的磁电空气能发电装置，其特征在于：所述启动机（21）的转轴的一端与储能箱（20）的转动轴（7）连接，启动机（21）的转轴的另一端与控速机（22）的转轴的一端连接，控速机（22）的转轴的另一端与发电机（23）的主轴连接。

3.根据权利要求1所述的磁电空气能发电装置，其特征在于：所述启动机（21）的转轴与储能箱（20）的转动轴（7）的一端连接，储能箱（20）的转动轴（7）的另一端与控速机（22）的转轴的一端连接，控速机（22）的转轴的另一端与发电机（23）的主轴连接。

4.根据权利要求1至3任一所述的磁电空气能发电装置，其特征在于：所述电源模块包括交流转直流模块（16）、第一蓄电池（17）、第二蓄电池（18）和高压控制柜（24），所述交流转直流模块（16）分别与第一蓄电池（17）和第二蓄电池（18）电连接；所述高压控制柜（24）分别与发电机（23）和空气压缩机（19）电连接。

5.根据权利要求4所述的磁电空气能发电装置，其特征在于：还包括低压变压器（13），所述低压变压器（13）与高压控制柜（24）电连接。

6.根据权利要求5所述的磁电空气能发电装置，其特征在于：还包括电源切换模块（15），该电源切换模块（15）的输入端分别与市电（14）和低压变压器（13）电连接，电源切换模块（15）的输出端与交流转直流模块（16）电连接。

7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的磁电空气能发电装置，其特征在于：各定子组件（2）、各动子组件（3）和各风叶轮（4）呈同轴设置。

8.根据权利要求7所述的磁电空气能发电装置，其特征在于：所述定子组件（2）为两个，分别固定安装在壳体（1）上；

所述动子组件（3）为两个，分别安装在转动轴（7）上，且两个动子组件（3）和两个定子组件（2）一一对应设置；

所述风叶轮（4）为两个，两个风叶轮（4）安装在两个动子组件（3）之间。

9.根据权利要求8所述的磁电空气能发电装置，其特征在于：所述第一安装板（11）上沿圆周均布有六个第一磁铁（6）；所述第二安装板（12）上沿圆周均布有三个第二磁铁（8）。

10.根据权利要求1或2或3或8所述的磁电空气能发电装置，其特征在于：所述出风口（9）上设有消声器（10）。

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