一種帶磁彈簧的風力永磁直線發電機的制作方法

本實用新型涉及一種永磁發電機，具體地說，涉及一種帶磁彈簧的風力永磁直線發電機。

背景技術：

目前，風力發電大多數帶有扇葉及轉子的大風車結構，大風車結構維修及安裝成本高，扇葉脆弱，安裝復雜，占地面積大。若采用永磁直線發電機能夠彌補大風車結構的缺陷。

在專利CN201336625Y中公開了“一種直線永磁發電機”，該直線永磁發電機彌補了轉子結構的缺陷，但現有直線發電機僅能夠收集單方向來流能量轉化為電能，來流方向和磁動子運動方向偏離時效率降低；因此，實際使用時必須加裝換向結構才能隨時根據來流方向調整，保證高效率輸出。但在某些特定的來流方向，如來流方向和直線電機磁動子往復運動方向垂直時，則無法收集來流能量并將其轉化為電能。且當來流方向和磁動子運動方向有較大偏角時，其對于能量收集效率下降。同時，直線電機對于來流的速度也有一定啟動要求。

技術實現要素：

為了避免現有技術存在的不足,本實用新型提出一種帶磁彈簧的風力永磁直線發電機。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:包括發電臺體、基座、端蓋、連接柱、磁彈簧、振動能量收集柱，所述基座內底部有圓弧形凹槽，基座上四角分別固定連接柱，基座四周內壁上裝有磁鐵；所述端蓋中間有圓通孔，端蓋底面四角分別有盲孔，用于和基座上的連接柱配合安裝，端蓋上表面沿周向開有線圈槽，線圈槽底部有多個對稱小孔，用于通過線圈接頭；所述發電臺體包括球形座、圓凸臺、機身、磁動子基座、磁動子、能量收集柱接口，發電臺體穿過端蓋中間孔安裝在基座底部的圓弧形凹槽內，發電臺體上的圓凸臺處裝有與基座內壁上極性相反的磁鐵組成磁彈簧，磁動子基座上沿周向均布多個凹槽，磁動子以磁陣列形式排列固定在凹槽內，機身上端部加工有軸向能量收集柱接口，振動能量收集柱與能量收集柱接口配合安裝。

所述振動能量收集柱為圓錐型或者圓柱型。

所述基座采用鋁質材料。

有益效果

本實用新型提出的一種帶磁彈簧的風力永磁直線發電機，由發電臺體、基座、端蓋和振動能量收集柱組成。發電臺體穿過端蓋中間圓孔安裝在基座底部的凹槽內，發電臺體上的圓凸臺處裝有與底座內壁上極性相反的磁鐵組成磁彈簧，磁動子基座上沿周向均布有多個圓槽，磁動子以磁陣列形式排列固定安裝在圓槽內，機身上端部軸向加工有能量收集柱接口，振動能量收集柱與能量收集柱接口配合安裝。當發電臺體振動時，使得臺體上的磁動子反復穿過端蓋上的線圈，產生交變的磁通。振動能量收集柱作用是當有來流流過時，帶動臺體做橫向的振動。

本實用新型帶磁彈簧的風力永磁直線發電機沒有轉子結構，安裝維修方便,且能有效地利用各個方向來流引起的振動能量,占地少。

本實用新型帶磁彈簧的風力永磁直線發電機，采用模塊化設計，可更換安裝不同外形的振動能量收集柱，且基座上的磁彈簧結構能使發電臺體多次振動并加大臺體振幅；啟動速度低。

附圖說明

下面結合附圖和實施方式對本實用新型一種帶磁彈簧的風力永磁直線發電機作進一步詳細說明。

圖1為本實用新型帶磁彈簧的風力永磁直線發電機結構示意圖。

圖2a、圖2b為本實用新型的基座示意圖。

圖3a、圖3b為本實用新型的端蓋示意圖。

圖4為本實用新型帶磁彈簧的風力永磁直線發電機電路圖。

圖中

1.球形座 2.圓凸臺 3.機身 4.磁動子基座 5.磁動子 6.能量收集柱接口 7.磁彈簧 8.基座 9.連接柱 10.端蓋 11.線圈槽 12.振動能量收集柱

具體實施方式

本實施例是一種帶磁彈簧的風力永磁直線發電機。

參閱圖1、圖2a、圖2b、圖3a、圖3b，本實施例可收集各個方向來流振動能量的直線發電機，由發電臺體、基座8、端蓋10、連接柱9、磁彈簧7和振動能量收集柱12組成；其中,基座8內底部有圓弧形凹槽，基座8上四角分別固定有連接柱9，基座8四周內壁上裝有磁鐵。

發電臺體包括球形座1、圓凸臺2、機身3、磁動子基座4、磁動子5、能量收集柱接口6，發電臺體穿過端蓋10中間通孔安裝在基座8底部的圓弧形凹槽內，發電臺體上的圓凸臺2處裝有與基座8內壁上極性相反的磁鐵組成磁彈簧7，磁動子基座4上沿周向均布多個凹槽，磁動子以磁陣列形式排列固定安裝在凹槽內；在發電臺體放入基座8并加裝端蓋10后,多級磁動子以halbach磁陣列形式自動吸合而成,即磁鐵—導磁片—磁鐵的結構，排列插入凹槽并粘黏固定。機身3上端部軸向加工有能量收集柱接口6，振動能量收集柱12與能量收集柱接口6配合安裝,振動能量收集柱12插入能量收集柱接口6內并加裝脹管頂死。發電臺體放置在基座8底部的圓弧形凹槽內，自由接觸，不做任何固定，同時,依靠基座8四周內壁上的磁鐵和發電臺體上的圓凸臺2處裝有的磁鐵組成的磁彈簧7保持自身平衡,同時使周向各個方向上合力為零，保證振動能量收集柱12處于豎直狀態。使得當有來流時，水平方向僅需要很小的激擾就可引起振動；同時，各個方向上的磁彈簧7的氣隙距離不再均勻，間隙大的提供的斥力小，間隙小的提供的斥力大，其合力與來流對振動能量收集柱的力相平衡；而來流方向變化或強度減弱時，又由于有磁彈簧提供周向回復斥力，使球形座1來回振動，從而帶動磁動子的來回運動，達到多次振動的目的。從能量角度分析，來流起振時，有用功一部分能量直接帶動振動能量收集柱運動，使磁動子運動，另一部分克服磁場力。當來流變化停止時，克服磁場力的那部分能量被釋放，繼續帶動球形座1振動。

本實施例中,端蓋中間有圓通孔，端蓋底面四角分別有盲孔，用于和基座8上的連接柱9配合安裝，連接柱9下端插入基座的不完全貫穿孔并固定焊接，另一端則和端蓋10底面的四個孔膠黏。端蓋10上表面沿周向加工有線圈槽11，放置發電線圈；小功率發電機中線圈用熱熔膠固定，大功率發電機則由金屬輻條加膠黏固定，線圈槽11底部開有多個對稱小孔，用于通過線圈接頭。

安裝時，先將發電臺體放置于基座8上，安裝連接柱9，再安裝端蓋10和線圈各零部件。

如圖4所示,帶磁彈簧的風力永磁直線發電機電路的左側為交流電源，其電壓和頻率可調節，用來模擬底部運動發電部分的輸出；D1、D2、D3、D4為二極管1N4001G用以構成全橋整流電路；電容C1、C2分別為220uF和0.33uF，用以整流，使得輸入到TL783芯片的電壓能相對穩定；R1，R2，D5，D6，分別為0至5.1KΩ的可調電阻、100Ω的限流電阻，防止電壓過載灌入輸出電路的二極管1N4001，用以配合C3穩壓的二極管1N4001G穩壓電容C3。其接法來源自TL783的芯片手冊；C4為輸出端穩壓的電容,電容值為100uF,U2為電壓，用以在設計階段檢測輸出電壓是否符合要求。經Multisim仿真，通過調節R1的阻值大小，可對輸入電壓在30～60V范圍內，頻率在1Hz至20Hz的交流電進行升壓穩壓和交直流轉換，從而得到1.25～125V，電流最大為0.7A的穩定的直流電壓。經分析，電壓范圍1.25～125V滿足需要，若要增大充電電流，則可以采用并聯n個TL783來擴大最大電流至0.7nA。