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无极性翻转和无 能量空窗期的发电机

阅读：874发布：2020-05-08

专利汇可以提供无极性翻转和无能量空窗期的发电机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且无极性翻转和无能量空窗期的发电机属发电机领域，是为解决发电机产生电流方式中极性翻转和能量空窗期问题，具体发明为定子线圈垂直放置在定子板预制孔洞中，正负极分别与非导体板两侧的导体连接，两个定子中间共轴安装一个转子，转子永磁体运转时N极和S极磁场覆盖同侧所有定子线圈，转子旋转一圈每个定子线圈都会产生多次电流，单个定子线圈产生的电流较少但频率较高，电流在定子线圈二极管限定下只能单向流出线圈，多个定子、转子、定子组合共轴安装后可以提高电流输出，永磁体磁场不间断切割定子线圈感应电流不断产生，本发明可应用在航空、航天、航海、潜水、电动汽车、无人机、机器人、便携电子设备、电动助行设备、发电机等领域。，下面是无极性翻转和无能量空窗期的发电机专利的具体信息内容。

权利要求

1.本发明涉及一种利用永磁体和定子线圈新组合方式解决发电机产生电流方式中极性翻转和能量空窗期问题，主要由定子板、定子线圈、保护盒、定子板固定翼、固定螺丝、转子板、转子永磁体、定子板导体、垫片、电动轴、轴承、导线、输出端子等构成，其特征在于在非导体定子板上将大小相同金属芯定子线圈沿中间电动轴整齐垂直排列在预制孔洞中，围绕电动轴有多层定子线圈，按蜂巢排列可以最大化节省空间，最里层N个第二层增加6个第三层再增加6个，定子线圈只有一层时数量没有限制，所有定子线圈其中一个引出端焊接二极管后再分别与非导体板两侧覆盖的导体紧密连接，两个定子板中间共轴安装一个转子，将定子、转子及电动轴放置在保护盒中，转子上有多个与定子线圈旋转轨迹对应的可不连续永磁体，永磁体数量等于或少于定子线圈每一圈数量，转子永磁体运转时N极和S极磁场覆盖同侧所有定子线圈，转子外侧根据使用情况可加装3至5个＜型金属丝，电动机带动发电机电动轴旋转很小角度即可对两侧多个定子线圈辐射磁场切割定子线圈，转子旋转一圈每个定子线圈都会产生多次电流，单个定子线圈产生的电流较少但频率较高，电流在定子线圈二极管限定下只能单向流出线圈，永磁体磁场不间断切割定子线圈感应电流不断产生，多个定子、转子、定子组合共轴安装后可以提高电流输出，定子和转子安装完毕后将定子板两面导体根据转子旋转后产生的电流正负极分别连接，汇集成一正一负两根导线引出保护盒提供给负载，解决发电机产生电流方式中极性翻转和能量空窗期问题，本发明可应用在航空、航天、航海、潜水、电动汽车、无人机、机器人、便携电子设备、电动助行设备、发电机等需要电能的设备。

说明书全文

无极性翻转和无能量空窗期的发电机

所属技术领域

[0001] 本发明属发电机领域，可部分替代可充电电池、化石能源发动机、低效率发电机。

背景技术

[0002] 现代各种电子设备对续航、环保要求不断提高，锂电池、石墨烯电池等性能有了大幅度提高，但这都是被动的应对方法，通过提高存储能量来提高续航，能量用尽之前需尽快补充能量，会影响效率。还有很多动力是依靠化石能源提供的，不可避免对地球温室效应产生影响。现有发电机一般过程是线圈转动到磁场位置时切割磁力线产生电流，转动线圈接近或离开永磁体有两次经过平衡位置，在平衡位置不切割定子线圈不产生感应电流，形成能量的空窗期，定子线圈接近永磁体N极和S极时电流方向会改变一次，每次能量空窗期和极性翻转都会损失做功时间和效率，只有提高发电效率才能适应新时代发展。

[0003] 本发明的目的是设计一种没有能量空窗期和感应电动势极性翻转的发电机。

[0004] 本发明的技术方案

[0005] 为解决发电机产生电流方式中极性翻转和能量空窗期问题，具体技术方案是在非导体定子板上将大小相同金属芯定子线圈沿中间电动轴整齐垂直排列在预制孔洞中，围绕电动轴有多层定子线圈，按蜂巢排列可以最大化节省空间，最里层6个第二层增加6个第三层再增加6个，定子线圈只有一层时数量没有限制，所有定子线圈的其中一个引出端焊接二极管后再分别与非导体板两侧覆盖的导体紧密连接，两个定子板中间共轴安装一个圆形转子，将定子、转子及电动轴放置在保护盒中，电动轴两端与保护盒固定处有轴承连接以减少摩擦力，转子上有多个辐射状非等距排列永磁体，永磁体数量等于或少于定子线圈每一圈数量，转子永磁体运转时N极和S极覆盖同侧所有定子线圈，电动机带动发电机电动轴旋转很小角度即可对两侧多个定子线圈辐射磁场切割定子线圈，转子旋转一圈每个定子线圈都会产生多次电流，单个定子线圈产生的电流较少但频率较高，电流在定子线圈二极管限定下只能单向流出线圈，永磁体磁场不间断切割定子线圈感应电流不断产生，多个定子、转子、定子组合共轴安装后可以提高电流输出，定子和转子安装完毕后将定子板两面导体根据转子旋转后产生的电流正负极分别连接，汇集成一正一负两根导线引出保护盒外提供给负载，解决发电机产生电流方式中极性翻转和能量空窗期问题，本发明可应用在航空、航天、航海、潜水、电动汽车、无人机、机器人、便携电子设备、电动助行设备、发电机等需要电能的机电设备领域。

[0006] 附图

[0007] 图1为发电机定子俯视图，

[0008] 图2为发电机转子俯视图

[0009] 图3为发电机A-A剖面图

[0010] 各部件名称如下：1、定子板中间加强部分 2、定子线圈 3、定子板 4、保护盒 5、定子板固定翼 6、固定螺丝 7、转子中间加强部分 8、转子永磁体槽道 9、转子永磁体 10、转子板 11、转子外沿 12、定子板导体 13、垫片 14、电动轴 15、轴承 16、输出端子 17、导线附图说明

[0011] 旋转电动轴(14)带动转子板(10)旋转，转子板(10)上的永磁体(9) 磁场与定子板(3)上的定子线圈(2)逐渐接近并切割定子线圈(2)，定子线圈(2)产生的感应电流被定子板导体(12)收集，汇集成正负极两个导线(17) 并通过输出端子(18)引出提供给负载。

具体实施方式

[0012] 在非导体板上以蜂巢排列方式钻取整齐规律垂直孔洞，中间孔洞应小于周围孔洞，其余孔洞大小一致。围绕中间孔洞的第一圈孔洞为N个，第二圈N加6 个，第三圈N加12个，第四圈、第五圈以此类推每一圈增加六个孔洞，每一圈定子线圈中心点连线为圆形也可为多边形，每个孔洞之间保留适当距离，以增加非导体板强度。除中间孔洞外其余各孔洞都需要有纵向定位凹形槽道。在非导体板两面覆有良导体板或线条，两侧良导体都向孔洞定位槽道延伸引脚，非导体板根据后续安装需求决定具体形状。除中间孔洞外其余每个孔洞都放置一个由硅钢片或其他金属制成的蘑菇型金属芯，蘑菇型金属芯上端为圆形或其他形状，适当大于非导体板上的孔洞，在放入孔洞后蘑菇型金属芯上端应互不干扰，下端不得超出非导体板。蘑菇型金属芯伞盖下部缠绕有绝缘层的金属丝线圈，线圈外层包裹一个与蜂巢孔洞大小相同有定位凸起的绝缘材料，所有线圈的两根绕组引出端通过金属片与非导体板孔洞凹槽两侧导体引脚紧密连接或与两侧导体焊接，其中一端引线在焊接二极管后再与非导体板上导体引脚连接，二极管安装方向一致且不影响感应电流输出，所有金属芯和线圈大小相同有利于同批产品规模化生产、维护。

[0013] 在另一个圆形盘中间钻方形孔洞或有定位凸起的圆形孔洞，方孔最大对角线或圆形孔直径都小于蜂巢非导体板中间圆形孔直径，为保证足够强度圆盘中间孔洞周围进行加厚加强处理，离中间孔洞适当距离向四周辐射多条可不连续的直线或弯曲的中空槽道，槽道之间距离可并不相同，槽道四边和圆盘外侧要增厚加强处理，各槽道之间连接材料可以减薄或镂空，槽道中空部分用胶水或其他材料固定整条或拼接的永磁体，永磁体S极、N极对应在圆盘平面的上下两侧，每圈永磁体数量等于或少于定子线圈每一圈数量，永磁体面向线圈一侧接触面积等于或稍大于线圈上面蘑菇型金属帽。

[0014] 非导体板和永磁体圆盘制作完成后不应干扰电流正极、负极各自流动和减弱、屏蔽永磁体磁场。

[0015] 将有永磁体的圆盘和有线圈的非导体板共轴安装，连接轴和圆盘中间孔洞形状、大小相同。圆盘旋转时永磁体应覆盖所有蘑菇型金属芯上端，两者在互不干扰运动时间距越小越好。为保证输出电流平缓永磁体每一刻扫描的线圈数量尽可能相同，部分永磁体不是从内侧延伸出来的，而是从中间开始向外侧延伸使每圈永磁体可以覆盖更多线圈。

[0016] 以下将有永磁体圆形盘称为转子，将有定子线圈的非导体板称为定子。

[0017] 两个定子和一个转子共轴安装在方形或有凹槽圆形电动轴上，定子的蘑菇型金属芯上端相对并在两个定子中间放置转子，组成定子、转子、定子组合。相对两个定子线圈错位安装。对轻薄有特殊要求的可以只有一个定子和一个转子组合。定子和转子在连接轴上间隙部分用多组垫片分隔，以保证在使用中所有定子、转子都互不干扰。也可在电动机轴上刻有多个较浅凹槽安装E型卡簧固定。定子和转子安装完毕后将定子板两面导体根据转子旋转后产生电流的正负极分别用导线连接汇集成一正一负两根导线，所有导线都不应影响转子运动及其他部件安装。

[0018] 在转子外侧根据使用情况可加装3至5个＜型金属丝，＜型金属丝尖部与转子通过螺丝等牢固安装，＜型金属丝后部两个分叉分别与两侧定子保持最小间隙并向内弯曲，保证转子在受到剧烈颠簸时转子边缘不与定子碰触，使转子在合适区间运行，为增大输出功率可以将多套定子、转子组合重复安装在电动机轴上。

[0019] 将固定好定子和转子的电动机轴安装在防水、防尘、防碰撞保护盒中，电动机轴两端与保护盒接触部分应有轴承连接以减少摩擦力，各部件连接点应坚固。根据需要保护盒可以整体制造只保留一个开口或各面拼接安装。固定好电动轴并将保护盒各面安装完毕后，在定子延长板和保护盒相应位置钻孔用螺丝进行二次固定，为方便安装定子螺丝孔外侧可以适当扩孔或使用尖头下沉螺丝。

[0020] 定子所有正负极汇集成两根导线与保护盒预留输出电流端子牢固焊接，端子与保护盒之间有绝缘层以防混电，端子通过导线或其它方式与保护盒外部设备相连。电动轴一般只有一端可以高出保护盒平面与电动机连接，或者电动轴与盒子在一个平面电动轴端面凹刻三角形槽与电动机连接。保护盒内部可适当增加空间以便放置储电电池、整流电路板及调整电流输出的伺服系统。

[0021] 本设计可以有三个输出版本，一个是正常功率输出，一个是高功率输出和一个低功率输出。正常输出是发电机直连电动机两者转数相同。高功率输出和低功率输出是电动机和发电机之间用两个不同齿比的齿轮连接，以达到电动机和发电机转数不同的目的。高转速输出和正常转速输出一般应用在小微设备上，低转速输出一般应用在大型设备上，或在一个设备上使用可调整齿轮使一个设备同时具有三种电流输出，或使用调速电动机直接连接发电机。

[0022] 本发明优越性在于消除现有发电机输出电流极性翻转和能量空窗期，定子线圈比现有相同体积的发电机更小更多，永磁体和定子线圈之间作用力、阻力更小，利用现有电动机的大扭力来带动发电机，每时每刻永磁体都能切割定子线圈产生涓涓电流，可以令产品更加符合电子设备对电能的需求。

[0023] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属本发明技术方案的范围内。

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