CN214506907U

CN214506907U - 磁电空气能发电机

Info

Publication number: CN214506907U
Application number: CN202120503963.9U
Authority: CN
Inventors: 周祥; 彭永清; 马华松
Original assignee: Chongqing Spark New Energy Development Co ltd
Current assignee: Chongqing Spark New Energy Development Co ltd
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2021-10-26
Anticipated expiration: 2031-03-09

Abstract

本实用新型公开了一种磁电空气能发电机，包括电源模块、启动机、空气压缩机、储能箱和发电机；所述电源模块分别与启动机和空气压缩机电连接；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；所述启动机的转轴和储能箱的转动轴连接在一起；所述启动机的转轴或储能箱的转动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

磁电空气能发电机

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机。

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机。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种磁电空气能发电机，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机，包括电源模块、启动机、空气压缩机、储能箱和发电机；

所述电源模块分别与启动机和空气压缩机电连接，用于为启动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；

所述启动机的转轴和储能箱的转动轴连接在一起；

所述启动机的转轴或储能箱的转动轴与发电机的主轴连接。

可选地，还包括转速传感器、控制器和电动调节阀，所述转速传感器用于检测发电机的主轴的转速；

所述电动调节阀安装在空气压缩机的出气口处或安装在储能箱的进气口处；

所述控制器用于接收转速传感器所检测的转速数据，并基于转速数据控制电动调节阀的开启量的大小；

所述转速传感器、控制器和电动调节阀分别与电源模块电连接，电源模块为转速传感器、控制器和电动调节阀供电。

可选地，所述电源模块包括AC-DC模块、蓄电池和DC-DC模块；所述AC-DC模块与蓄电池电连接，所述AC-DC模块用于将接入的220V交流电转换为72V直流电后为蓄电池充电；蓄电池分别与DC-DC模块和启动机电连接，由蓄电池给启动机供电；所述DC-DC模块分别与转速传感器、控制器和电动调节阀电连接，DC-DC模块将72V的直流电转换为转速传感器、控制器和电动调节阀工作所需的电压。

可选地，所述电源模块还包括高压控制柜，所述高压控制柜分别与发电机和空气压缩机电连接，利用发电机所发出的电为空气压缩机供电。

可选地，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，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和低压变压器电连接，电源切换模块的输出端与AC-DC模块电连接；电源切换模块用于切换输入给AC-DC模块的电源。

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。

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、AC-DC模块，17、蓄电池，18、DC-DC模块，19、空气压缩机，20、储能箱，21、启动机，22、控制器，23、发电机，24、高压控制柜，25、升压站，26、电动调节阀，27、转速传感器。

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机，包括电源模块、启动机21、空气压缩机19、储能箱20和发电机23。所述电源模块分别与启动机21和空气压缩机19电连接，用于为启动机21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。

本实施例中，所述启动机21的转轴和储能箱20的转动轴7连接在一起。具体连接方式有以下两种：

如图1所示，所述启动机21的转轴的一端通过法兰盘与储能箱20的转动轴7连接，启动机21的转轴的另一端通过法兰盘与发电机23的主轴连接。

如图2所示，所述储能箱20的转动轴7的一端通过法兰盘与启动机21的转轴连接，储能箱20的转动轴的另一端通过法兰盘与发电机23的主轴连接。

如图1和图2所示，本实施例中，一种磁电空气能发电机，还包括转速传感器27 、控制器22和电动调节阀26，所述转速传感器27用于检测发电机23的主轴的转速。所述电动调节阀26安装在空气压缩机19的出气口处或安装在储能箱20的进气口处。所述控制器22用于接收转速传感器27所检测的转速数据，并基于转速数据控制电动调节阀26的开启量的大小，通过调节进入储能箱20的进风量大小，从而达到控制发电机23的主轴的转速，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，所述转速传感器27 、控制器22和电动调节阀26分别与电源模块电连接，电源模块为转速传感器27 、控制器22和电动调节阀26提供工作所需的电压。

如图1和图2所示，本实施例中，所述电源模块包括AC-DC模块16、蓄电池17和DC-DC模块18；所述AC-DC模块16与蓄电池17电连接，所述AC-DC模块16用于将接入的220V交流电转换为72V直流电后为蓄电池17充电。蓄电池17分别与DC-DC模块18和启动机21电连接；通过蓄电池17给启动机21供电，能够保证供电的稳定性。所述DC-DC模块18分别与转速传感器27、控制器22和电动调节阀26电连接。通过DC-DC模块18将72V的直流电转化为控制器22、电动调节阀26和转速传感器27所需的工作电压。

如图1和图2所示，所述电源模块还包括高压控制柜24，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。高压控制柜24将发电机23发出的电稳压在380V，并用于为空气压缩机19供电。

如图1和图2所示，本实施例中，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，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AC-DC模块16电连接。在磁电空气能发电机启动阶段，可由市电14供电；若蓄电池17还有电量，也可以由蓄电池17直接供电。在磁电空气能发电机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稳压后输出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AC-DC模块16将220V的交流电转换为72V的直流电，用于为蓄电池17供电。因为采用本磁电空气能发电机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，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：

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。

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

1.一种磁电空气能发电机，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）和发电机（23）；

所述电源模块分别与启动机（21）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）；

所述启动机（21）的转轴和储能箱（20）的转动轴（7）连接在一起；

所述启动机（21）的转轴或储能箱（20）的转动轴（7）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机，其特征在于：还包括转速传感器（27）、控制器（22）和电动调节阀（26），所述转速传感器（27）用于检测发电机（23）的主轴的转速；

所述电动调节阀（26）安装在空气压缩机（19）的出气口处或安装在储能箱（20）的进气口处；

所述控制器（22）用于接收转速传感器（27）所检测的转速数据，并基于转速数据控制电动调节阀（26）的开启量的大小；

所述转速传感器（27）、控制器（22）和电动调节阀（26）分别与电源模块电连接，电源模块为转速传感器（27）、控制器（22）和电动调节阀（26）供电。

3.根据权利要求1或2所述的磁电空气能发电机，其特征在于：所述电源模块包括AC-DC模块（16）、蓄电池（17）和DC-DC模块（18）；所述AC-DC模块（16）与蓄电池（17）电连接，蓄电池（17）分别与DC-DC模块（18）和启动机（21）电连接；所述DC-DC模块（18）分别与转速传感器（27）、控制器（22）和电动调节阀（26）电连接。

4.根据权利要求3所述的磁电空气能发电机，其特征在于：所述电源模块还包括高压控制柜（24），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机，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机，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AC-DC模块（16）电连接。

7.根据权利要求1或2或4或5或6所述的磁电空气能发电机，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机，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机，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）。