一種動態變頻發電器的製作方法

2023-04-25 02:52:51 1

專利名稱：一種動態變頻發電器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發電裝置，特別是涉及一種動態變頻發電 器。可以做成微型運動發電器，隨著人體自然運動而產生變頻電能，滿足日常 生活夜間照明或隨身電器電源之用。
二背景技術：
傳統的大型、大功率發電裝置都離不開機械傳動裝置，利 用機械力使電磁線圈切割磁力線發電。但隨著社會科學技術的發展和不斷進步， 人們的物質文化和精神生活水平不斷提高，方便實用的電子新產品更是層出不 窮。人們隨身攜帶的移動通信工具如手機、小靈通等以及視聽產品Mp3、 Mp4、 Mp5、移動DVD等離不開供電裝置， 一般電池容量有限，難以滿足長時間休閒、 娛樂需求，更難以滿足旅遊或長途出行需要，給我們的日常生活帶來不便。特 別是遠離電網的時候，即使有備用電源，但提供的能量也總是有限的。
因此針對這種情況，有關技術人員很早就進行了相關供電產品的研發，例 如目前比較熱門的太陽能發電裝置，其不足是使用環境受到限制，出行尚可， 不適於隨身攜帶；還有一種是利用人體自然運動產生的勢能發電，這種發電器 有更廣闊的市場應用前景，符合當前建設節約型社會的趨勢，但是當前這種發 電器還缺乏比較成熟的技術，結構失之於簡單，發出的電量是很微弱的，用於 對儲能裝置的電量補充還有些作用，不能夠滿足隨身電器的使用。 三、本發明技術方案
本發明針對現有技術不足，獨闢蹊徑，提出一種攜帶方便、轉換效率高， 發電量大的動態變頻發電器，能夠滿足隨身的電子產品使用。 本發明所採用的技術方案
一種動態變頻發電器，含有絕緣材料製作的骨架主體空腔(1)，在所述骨 架主體空腔(1)內與其匹配設有動磁體(2)，在骨架主體空腔(2)外體壁與 動磁體(2)的極性垂直方向環繞所述骨架主體空腔從上向下設有N個磁力線圈 (4)，其中N為大於3的自然數，從每個磁力線圈(4)的兩端引出兩個引線，磁力線圈(4)的外部為發電器殼體(5)。
所述的動態變頻發電器，在骨架主體空腔(1)內的兩端或其中一端固定有 靜磁體(3)，所述靜磁體(3)和動磁體(2)相鄰近的一端同極性方向相對。
所述的動態變頻發電器，在發電器殼體(5)內和磁力線圈(4)的數量對 應設有一定數量的整流電橋，每個整流電橋輸入端分別連接一個磁力線圈(4) 的兩個輸出引線，各整流電橋的同向輸出端並聯分別接入一濾波電路板(7)上 濾波電路的輸入端，所述濾波電路板(7)上濾波電路的輸出端通過升壓電路和 一單向二極體連接發電器電壓輸出端。
所述的動態變頻發電器，濾波電路板(7)上濾波電路的輸出端通過升壓電 路和一單向二極體連接一儲能元件，連接發電器電壓輸出端設有手機充電專用 接口或者與隨身攜帶的電子產品電源電壓相匹配的接口電路。
所述的動態變頻發電器，同發電器電壓輸出端連接設有控制開關連接照明 二極體。骨架主體空腔(1)採用玻璃鋼一體模壓成型，磁力線圈(4)外層採 用環氧樹脂封裝，發電器外殼(5)採用高強度ABS合成材料。
所述的動態變頻發電器，所述動磁體(2)由至少一個永磁體依次同極性排 列組成，每相鄰的兩個永磁體之間設有銅或鉛不導磁材料隔離體；在發電器殼 體(5)內和磁力線圈(4)的數量對應設有一定數量的整流電橋，每個整流電 橋輸入端分別連接一個磁力線圈(4)的兩個輸出引線，各整流電橋的同向輸出 端並聯分別接入濾波電路板(7)上濾波電路的輸入端，所述濾波電路板(7) 上濾波電路的輸出端通過升壓電路和一單向二極體連接發電器電壓輸出端。
本發明的積極有益效果
1、 本發明動態變頻發電器運用了時差變頻新技術，採用多路多組磁力線圈 提供電量，在很大程度上提高了發電器的電能轉換效率；並由變頻集流器集零 為整，經整流濾波後把電能儲存到蓄電器中，從而彌補了我們在使用電器過程 中因電源能量的不足而造成的尷尬局面。
2、 本發明動態變頻發電器體積小、重量輕、發電效率高，對環境無噪音和 化學汙染；而且使用壽命長，攜帶方便。隨著人體自然運動產生勢能發電，一 動即發，堪為永不停息的綠色環保發電器。使用不受環境條件限制，無論是在白天還是黑夜，只要運動便能發出電能並儲存起來，等待供給隨身的電器使用。
3、本發明動態變頻發電器的變頻集流器採用多個整流橋整體封裝，電路工 作性能穩定，發電器內部主體空腔採用玻璃鋼鑄壓而成，並採用環氧樹脂封裝， 外型採用高強度ABS合成，款式新穎、舒美大方。可根據需要設有手機充電專 用接口或者與隨身攜帶的電子產品電源電壓相匹配的接口電路；還可以通過控 制開關連接照明二極體，用於晚上照明，方便實用，老少皆宜。
四


圖l:本發明動態變頻發電器結構示意圖之一 圖2:本發明動態變頻發電器結構示意圖之二 圖3:本發明動態變頻發電器結構示意圖之三 圖4:本發明動態變頻發電器結構示意圖之四 圖5:本發明動態變頻發電器電路原理示意圖 五
具體實施例方式
實施例一參見圖l，本實施例動態變頻發電器，含有絕緣材料製作的骨架 主體空腔l，在所述骨架主體空腔l內與其匹配設有動磁體2，在骨架主體空腔 2外體壁與動磁體2的極性垂直方向環繞所述骨架主體空腔從上向下設有N個
磁力線圈4，其中N為大於3的自然數(磁力線圈4的最大數量受到線圈本身 的大小和骨架主體空腔1長度的限制，原則上，在一定長度範圍內線圈數量越 多發電效果越好)，從每個磁力線圈4的兩端引出兩個引線，磁力線圈4的外部 為發電器殼體5。
實施例二參見圖l，本實施例動態變頻發電器與實施例一不同的是在骨 架主體空腔1內的兩端或其中一端固定有靜磁體3，靜磁體3和動磁體2相鄰近 的一端同極性方向相對。本實施例在骨架主體空腔1內其中一端固定有靜磁體3， 其作用是使動磁體2在骨架主體空腔內處於懸浮狀態，利於其在骨架主體空腔 內自由運動。
實施例三參見圖2、圖5，圖中標號同實施例一相同的，代表意義相同， 不重述。本實施例動態變頻發電器，與實施例一不同的是在所述發電器殼體5
內和磁力線圈4的數量對應設有一定數量的整流電橋，各整流電橋集成安裝在一個整流電路板6上，每個整流橋同向輸入端分別連接磁力線圈4的兩個輸出引線，各整流電橋的同向輸出端並聯連接。
實施例四參見圖3、圖5，圖中標號同實施例一相同的，代表意義相同。
本實施例動態變頻發電器與實施例三不同的是發電器殼體5內設有濾波電路
板7，各整流電橋的正極和負極同向輸出端並聯分別接入濾波電路板7上濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端通過升壓電路和一單向二極體連接儲能元件，連接儲能元件的正負極引線即為發電器電壓輸出端。
升壓電路採用集成電路ELM系列的電壓調整器，輸出端設有控制開關連接
照明二極體，可以作為照明燈具使用。
本實施例動態變頻發電器，體積可以做到4cn^6cir^l2cm，設置25個磁力線圈，每個磁力線圈匝數為2000匝，發電器總重量約為0.2kg，動磁體行程按lOmm計算，按l秒鐘一個運動周期，步行狀態下輸出電壓可以保持在5V，輸出電流為50mA,最大輸出功率250毫瓦特。
實施例五 實施例八參見圖4、圖5，圖中標號同實施例一、二相同的，代表意義相同。此四個實施例分別與實施例一、實施例二和實施例三、實施例四不同的是動磁體2由兩個以上的永磁體依次同極性排列組成，每相鄰的兩個永磁體之間設有銅或鉛不導磁材料隔離體8。
本發明動態變頻發電器，骨架主體空腔1採用玻璃鋼一體模壓成型，磁力線圈4外層採用環氧樹脂封裝，發電器外殼5採用高強度ABS合成材料。為了方便使用，可以在連接發電器的電壓輸出端設有手機充電專用接口或者與隨身攜帶的電子產品電源電壓相匹配的接口電路。
本發明動態變頻發電器同樣是採用導體線圈切割磁力線來完成做功的，其工作原理是，設計一定重量的永磁體根據同性相斥的原理，把做功的動磁體懸浮在和磁力線圈垂直的空腔中，靠其在一定的範圍內做上下自由體運動來切割磁力線圈而產生電能。如果一個線圈工作，那麼磁力線切割一次線圈，將產生一次自感電動勢脈衝；如果有二個相同參數的線圈在一定的間隔內相同放置，那麼磁場切割一次過程，第二個線圈將和第一個線圈在不同的時間內產生兩個相同的自感電動勢如果有三個相同參數的線圈在一定的間隔內相同放置，那麼磁場在一定的時域內完成一次切割過程，將在不同時間內產生三個相同的自
感電動勢脈衝；多則相同，依此類推。
如果在設定的間距時域內，線圈組數越多，磁場每完成一次切割過程，所產生的自感電動勢的脈衝數就越多。整體理論上來講，在一定的時間內，磁場每完成一次切割過程，輸出端變化的周期數即頻率就越高。也就是說在一定間隔時域內，輸出的功率值和線圈的組數以及磁場強度和切割線圈的變頻速率成正比。如果每組線圈迴路整流做並聯輸出，那麼根據以上工作原理，在一定的時域內每完成一次做功過程，輸出的電能量就越大。磁力線圈的數量n、線圈間的距離s和發電頻率f之間的關係，符合下述公式—(l+n) /s，理論上距離s越小發電效果越理想。本發明具體實施中，動磁體2與骨架主體內腔壁之間留有0.1 0.2mm的空隙，相鄰磁力線圈間的距離s—般取線圈線徑的20倍，磁力線圈的匝數為1500 2000。
動磁體2的自由運動是根據人體運動時產生的振動落差而完成的。人體運動慢時產生的振動落差小，主體磁場切割線圈的速率慢，產生的電能量小；人體運動快時產生的振動落差大，主體磁場切割線圈的速率快，產生的電能量大。
雖然動能發電在能量上還有一定的局限性，但假如我們每個人都使用這種運動發電器，同樣會積少成多，在經濟、方便自己的同時，也達到節約能源的目的，為國家的經濟建設和環境保護做出貢獻。
本發明動態變頻發電器，同樣可以用於風力、水力發電，在曠野或海洋環境中通過聯動構件動態連接動磁體2，使之在骨架主體空腔1內做切割磁力線運動，可用於道路照明，公共場所照明以及其它用途，具有較好的應用前景。
權利要求
1、一種動態變頻發電器，含有絕緣材料製作的骨架主體空腔(1)，在所述骨架主體空腔(1)內與其匹配設有動磁體(2)，其特徵是在骨架主體空腔(2)外體壁與動磁體(2)的極性垂直方向環繞所述骨架主體空腔從上向下依次設有N個磁力線圈(4)，其中N為大於3的自然數，從每個磁力線圈(4)的兩端引出兩個引線，磁力線圈(4)的外部為發電器殼體(5)。
2、 根據權利要求1所述的動態變頻發電器，其特徵是在骨架主體空腔(l) 內的兩端或其中一端固定有靜磁體(3)，所述靜磁體(3)和動磁體(2)相鄰 近的一端同極性方向相對。
3、 根據權利要求1或2所述的動態變頻發電器，其特徵是在發電器殼體 (5)內和磁力線圈(4)的數量對應設有一定數量的整流電橋，每個整流電橋的輸入端分別連接一個磁力線圈(4)的兩個輸出引線，各整流電橋的同向輸出 端並聯分別接入一濾波電路板(7)上濾波電路的輸入端，所述濾波電路板(7) 上濾波電路的輸出端通過升壓電路和一單向二極體連接發電器電壓輸出端。
4、 根據權利要求3所述的動態變頻發電器，其特徵是濾波電路板(7) 上濾波電路的輸出端通過升壓電路和一單向二極體連接一儲能元件，連接發電 器電壓輸出端設有手機充電專用接口或者與隨身攜帶的電子產品電源電壓相匹 配的接口電路。
5、 根據權利要求4所述的動態變頻發電器，其特徵是同發電器電壓輸出 端連接設有控制開關連接照明二極體。
6、 根據權利要求4所述的動態變頻發電器，其特徵是所述骨架主體空腔 (1)採用玻璃鋼一體模壓成型，磁力線圈(4)外層採用環氧樹脂封裝，發電器外殼(5)採用高強度ABS合成材料。
7、 根據權利要求3所述的動態變頻發電器，其特徵是所述骨架主體空腔 (1)採用玻璃鋼一體模壓成型，磁力線圈(4)外層採用環氧樹脂封裝，發電器外殼(5)採用高強度ABS合成材料。
8、 根據權利要求1或2所述的動態變頻發電器，其特徵是所述動磁體(2)由至少一個永磁體依次同極性排列組成，每相鄰的兩個永磁體之間設有銅或鉛不導磁材料隔離體(8);在發電器殼體(5)內和磁力線圈(4)的數量對應設 有一定數量的整流電橋，每個整流電橋的輸入端分別連接一個磁力線圈(4)的 兩個輸出引線，各整流電橋的同向輸出端並聯分別接入一濾波電路板(7)上濾 波電路的輸入端，所述濾波電路板(7)上濾波電路的輸出端通過升壓電路和一 單向二極體連接發電器電壓輸出端。
9、 根據權利要求8所述的動態變頻發電器，其特徵是濾波電路板(7) 上濾波電路的輸出端通過升壓電路和一單向二極體連接一儲能元件，連接發電 器電壓輸出端設有手機充電專用接口或者與隨身攜帶的電子產品電源電壓相匹 配的接口電路。
10、 根據權利要求9所述的動態變頻發電器，其特徵是同發電器電壓輸 出端連接設有控制開關連接照明二極體。
全文摘要
本發明涉及一種發電裝置，特別是涉及一種動態變頻發電器。可以做成微型運動發電器，隨著人體自然運動而產生電能，滿足日常生活夜間照明或隨身電子產品供電之用。一種動態變頻發電器，含有絕緣材料製作的骨架主體空腔(1)，在所述骨架主體空腔(1)內與其匹配設有動磁體(2)，在骨架主體空腔(2)外體壁與動磁體(2)的極性垂直方向環繞所述骨架主體空腔從上向下設有N個磁力線圈(4)，其中N為大於3的自然數，從每個磁力線圈(4)的兩端引出兩個引線，磁力線圈(4)的外部為發電器殼體(5)。本發明動態變頻發電器運用了時差變頻新技術，採用多路多組磁力線圈提供電量，在很大程度上提高了發電器的電能轉換效率；發電效率高，對環境無噪音和化學汙染。
文檔編號H01F5/06GK101557156SQ200910064990
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月22日 優先權日2009年5月22日
發明者趙景煥 申請人:趙景煥