磁懸浮式直流發電的製造方法
2023-09-16 10:51:10 1
磁懸浮式直流發電的製造方法
【專利摘要】本發明提供一種磁懸浮式直流發電機。本發明提供的磁懸浮式直流發電機，採用磁懸浮原理固定的磁環作為轉子，用線圈作為定子，由於轉子磁環一直朝一個方向轉動，且轉子磁環各處的磁場強度相等，線圈的長度為一定值，當轉子磁環的轉速恆定時，就會在線圈中產生穩壓的直流電。而且由於轉子磁環不與其它部件接觸，大大減小了摩擦力，降低了部件磨損，因而提高了直流發電機的發電效率，並能夠延長使用壽命，降低了維護成本。
【專利說明】磁懸浮式直流發電機
【技術領域】
[0001]本發明涉及直流發電【技術領域】，尤其涉及一種磁懸浮式直流發電機。
【背景技術】
[0002]現有技術中直流發電機一般均由定子、轉子、繞組線圈、換向器和整流器電刷等重要部件構成，工作原理都是導體切割磁力線而感應電動勢並產生電流。發電機中的繞組線圈嵌於鐵心上形成一體結構，換向器和整流器電刷使得產生的電流方向保持一致。
[0003]由於整流器電刷在工作時有明顯的火花產生高溫極易磨損，而且還會出現擊穿等危險現象，既影響使用安全，又增加了維護成本。更重要的是這樣發出的直流電的電壓不穩定，在某些精密、貴重的儀器上使用這樣不穩定的直流電會影響儀器的使用壽命和工作的準確度。
【發明內容】
[0004]本發明針對現有技術的缺陷，提供一種磁懸浮式直流發電機，用以產生相對絕對穩壓的直流電。
[0005]本發明提供的磁懸浮式直流發電機，包括:
[0006]底座；
[0007]外磁環，所述外磁環為中空的圓柱體，所述外磁環固定設置在所述底座上，且所述外磁環的中心軸與所述底座平行；所述外磁環的磁極分別分布在所述圓柱體的外表面和內表面上；
[0008]內磁環，所述內磁環同為中空的圓柱體，所述內磁環的中心軸與所述底座平行；所述內磁環的磁極分別分布在所述圓柱體的外表面和內表面上，且磁極方向與所述外磁環的磁極方向相同；
[0009]所述內磁環的外半徑小於所述外磁環的內半徑，所述內磁環在所述外磁環和所述內磁環之間的磁場作用力下懸浮設置在所述外磁環內；
[0010]繞組線圈，穿設於所述內磁環內表面形成的第一空間以及所述外磁環和所述內磁環之間的第二空間內，且不與所述內磁環接觸；所述繞組線圈的兩端分別固定設置在線圈支架上，所述線圈支架固定設置在所述底座上；
[0011]所述底座上、位於所述外磁環的側面設置有一輪軸支撐裝置，輪軸支撐裝置上設置有一轉軸，所述轉軸上固定設置有兩個第一鏈輪傳動裝置；所述內磁環的兩個端部分別固定設置有一第二鏈輪傳動裝置，所述第一鏈輪傳動裝置與所述第二鏈輪傳動裝置相對設置，且所述第一鏈輪傳動裝置上還設置有能夠帶動所述第二鏈輪傳動裝置一同旋轉的轉動鏈條。
[0012]如上所述的磁懸浮式直流發電機，所述外磁環和所述內磁環為永磁鐵。
[0013]如上所述的磁懸浮式直流發電機，所述外磁環和所述內磁環同軸設置。
[0014]如上所述的磁懸浮式直流發電機，兩個第二鏈輪傳動裝置大小相同。[0015]本發明提供的磁懸浮式直流發電機，採用磁懸浮原理固定的磁環作為轉子，用線圈作為定子，由於轉子磁環一直朝一個方向轉動，且轉子磁環各處的磁場強度相等，線圈的長度為一定值，當轉子磁環的轉速恆定時，就會在線圈中產生穩壓的直流電。而且由於轉子磁環不與其它部件接觸，大大減小了摩擦力，降低了部件磨損，因而提高了直流發電機的發電效率，並能夠延長使用壽命，降低了維護成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明提供的磁懸浮式直流發電機結構示意圖；
[0017]圖2為圖1的俯視圖。
【具體實施方式】
[0018]圖1為本發明提供的磁懸浮式直流發電機結構示意圖，圖2為圖1的俯視圖，如圖1和圖2所示，該磁懸浮式直流發電機包括底座1、外磁環2、內磁環3、繞組線圈4、線圈支架
5、輪軸支撐裝置6、轉軸7、第一鏈輪傳動裝置8、第二鏈輪傳動裝置9，以及轉動鏈條10。具體地，底座1的上表面上設置其他部件,其中，外磁環2和內磁環3的結構均為中空的圓柱體，外磁環2和內磁環3的磁極分別分布在圓柱體的外表面和內表面上。以外磁環2為例，外磁環2的圓柱體具有外表面和內表面,外磁環2的一個磁極設置在外表面上，則另一個磁極相應地設置在其內表面上。內磁環3的磁極方向分布與外磁環2完全相同，即若外磁環2外表面為N極，內表面為S極，則內磁環3的外表面也同樣為N極，內表面同樣為S極。夕卜磁環2和內磁環3均為中空的圓柱體，因此各自均具有內半徑和外半徑，所述的內半徑即為圓柱體的中心點到內表面的距離，所述外半徑即為圓柱體的中心點到外表面的距離。由於本發明是要將內磁環3設置在外磁環2內，因此不但要保持內磁環3和外磁環2的磁極方向相同，當然還要規定內磁環3的外半徑小於外磁環2的內半徑，這樣在內磁環3和外磁環2之間的磁場相互作用力下，內磁環3能夠懸浮設置在外磁環2的空腔內，且二者相互不接觸。
[0019]為了保持外磁環2的穩定，本發明將外磁環2固定設置在底座1上，且外磁環2的中心軸與底座1平行。具體可以將外磁環2的外表面通過粘貼等方式固定在底座1即可。內磁環3與外磁環2的設置方向相同，同樣是內磁環3的中心軸與底座1平行。在本發明中內磁環3由於是懸浮於外磁環2內，因此內磁環3是可以繞其軸線旋轉的，因此本發明將內磁環3作為直流發電機的轉子，而且由於內磁環3不與其它部件接觸，大大減小了摩擦力，降低了部件磨損，因而提高了直流發電機的發電效率，並能夠延長使用壽命，降低了維護成本。
[0020]本發明中可以將繞組線圈4作為定子，具體地，如圖1所示在內磁環3的內表面形成第一空間，外磁環2和內磁環3之間形成第二空間，本發明中導線可以通過反覆穿設於第一空間和第二空間以形成繞組線圈4，繞組線圈4將內磁環3圍設在內，但並不與內磁環3接觸，當然也不與外磁環2接觸。繞組線圈4的兩端分別位於外磁環2和內磁環3的兩端即開口位置，為了固定繞組線圈4在外磁環2和內磁環3之間的空間位置，本發明在外磁環2和內磁環3的兩端還分別設置有一線圈支架5，繞組線圈4的兩端便分別固定設置在對應的線圈支架5上。線圈支架5也同樣固定設置在底座1上。[0021]本發明中，在底座1上、位於外磁環2的側面還設置有一輪軸支撐裝置6。在輪軸支撐裝置6上設置有一轉軸7，該轉軸7可以與渦輪機等為本發明直流發電機提供用於發電的動力來源的設備的輸出軸連接，並隨輸出軸的轉動而轉動。在轉軸7上還固定設置有兩個第一鏈輪傳動裝置8，第一鏈輪傳動裝置8上設置有轉動鏈條10。
[0022]為了讓作為轉子的內磁環3轉動起來，本發明在內磁環3的兩端還分別固定設置了一個第二鏈輪傳動裝置9，且第二鏈輪傳動裝置9與第一鏈輪傳動裝置8相對設置。轉動鏈條10 —端連在第一鏈輪傳動裝置8上，另一端則連在第二鏈輪傳動裝置9上，這樣當轉軸7轉動時，第一鏈輪傳動裝置8能夠隨轉軸7轉動，第一鏈輪傳動裝置8便可以帶動轉動鏈條10轉動，轉動鏈條10隨之帶動第二鏈輪傳動裝置9，第二鏈輪傳動裝置9便帶動內磁環3 —同轉動起來了。
[0023]在上述實施例中，優選地兩個第二鏈輪傳動裝置9的大小相同，這樣能夠較好地保證內磁環3兩側的受力平衡，保證內磁環3在變速轉動或以任意速度轉動時不會離開外磁環2磁場的控制，解決了向內磁環3傳動的問題。當然，本領域的技術人員可以獲知的是，若兩個第二鏈輪傳動裝置9的大小不相同，也可以通過其他方式的解決方案例如設置對應大小的第一鏈輪傳動裝置8也是可以的，只要保證內磁環3兩端的受力相同，轉速一致即可。
[0024]在上述實施例中，優選地本領域的技術人員可以獲知的是，外磁環2和內磁環3可以為永磁鐵，且可以同軸設置。
[0025]以下介紹一下本發明直流發電機的工作過程和原理。首先需要開啟渦輪機等為本發明直流發電機提供用於發電的動力來源的設備，通過其輸出軸帶動轉軸7轉動，轉軸7轉動後，便可以依次帶動第一鏈輪傳動裝置8、轉動鏈條10、第二鏈輪傳動裝置9轉動，最終作為轉子的內磁環3隨之在外磁環2內發生旋轉。由於作為定子的繞組線圈4固定不動，內磁環3的轉動引起了磁場的轉動，同時被繞組線圈4切割，繞組線圈4內便產生了電流。由於內磁環3始終朝一個方向轉動，且內磁環3與外磁環2之間各個位置上的磁場強度均相等，繞組線圈4的長度也為一定值，因此當內磁環3轉動的轉速恆定時，就會在繞組線圈4中產生相對穩壓的直流電。產生的直流電可以通過繞組線圈4的兩個端子輸出到外部設備上。
[0026]本發明提供的磁懸浮式直流發電機，採用磁懸浮原理固定的磁環作為轉子，用線圈作為定子，由於轉子磁環一直朝一個方向轉動，且轉子磁環各處的磁場強度相等，線圈的長度為一定值，當轉子磁環的轉速恆定時，就會在線圈中產生穩壓的直流電。而且由於轉子磁環不與其它部件接觸，大大減小了摩擦力，降低了部件磨損，因而提高了直流發電機的發電效率，並能夠延長使用壽命，降低了維護成本。
[0027]最後應說明的是:以上各僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各技術方案的範圍。
【權利要求】
1.一種磁懸浮式直流發電機，其特徵在於，包括:底座；外磁環，所述外磁環為中空的圓柱體，所述外磁環固定設置在所述底座上，且所述外磁環的中心軸與所述底座平行；所述外磁環的磁極分別分布在所述圓柱體的外表面和內表面上；內磁環，所述內磁環為中空的圓柱體，所述內磁環的中心軸與所述底座平行；所述內磁環的磁極分別分布在所述圓柱體的外表面和內表面上，且磁極方向與所述外磁環的磁極方向相同；所述內磁環的外半徑小於所述外磁環的內半徑，所述內磁環在所述外磁環和所述內磁環之間的磁場作用力下懸浮設置在所述外磁環內；繞組線圈，穿設於所述內磁環內表面形成的第一空間以及所述外磁環和所述內磁環之間的第二空間內，且不與所述內磁環接觸；所述繞組線圈的兩端分別固定設置在線圈支架上，所述線圈支架固定設置在所述底座上；所述底座上、位於所述外磁環的側面設置有一輪軸支撐裝置，輪軸支撐裝置上設置有一轉軸，所述轉軸上固定設置有兩個第一鏈輪傳動裝置；所述內磁環的兩個端部分別固定設置有一第二鏈輪傳動裝置，所述第一鏈輪傳動裝置與所述第二鏈輪傳動裝置相對設置，且所述第一鏈輪傳動裝置上還設置有能夠帶動所述第二鏈輪傳動裝置一同旋轉的轉動鏈條。
2.根據權利要求1所述的磁懸浮式直流發電機，其特徵在於，所述外磁環和所述內磁環為永磁鐵。
3.根據權利要求1或2所述的磁懸浮式直流發電機，其特徵在於，所述外磁環和所述內磁環同軸設置。
4.根據權利要求1或2所述的磁懸浮式直流發電機，其特徵在於，兩個第二鏈輪傳動裝置大小相同。
【文檔編號】H02N15/00GK103633883SQ201210573016
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年12月25日 優先權日:2012年12月25日
【發明者】張政陽 申請人:張政陽