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

背景技術(shù)：

目前，風(fēng)力發(fā)電大多數(shù)帶有扇葉及轉(zhuǎn)子的大風(fēng)車結(jié)構(gòu)，大風(fēng)車結(jié)構(gòu)維修及安裝成本高，扇葉脆弱，安裝復(fù)雜，占地面積大。若采用永磁直線發(fā)電機能夠彌補大風(fēng)車結(jié)構(gòu)的缺陷。

在專利CN201336625Y中公開了“一種直線永磁發(fā)電機”，該直線永磁發(fā)電機彌補了轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的缺陷，但現(xiàn)有直線發(fā)電機僅能夠收集單方向來流能量轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)才能隨時根據(jù)來流方向調(diào)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(fù)運動方向垂直時，則無法收集來流能量并將其轉(zhuǎn)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(shù)實現(xiàn)要素：

為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本實用新型提出一種帶磁彈簧的風(fēng)力永磁直線發(fā)電機。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括發(fā)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(nèi)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(nèi)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(fā)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(fā)電臺體穿過端蓋中間孔安裝在基座底部的圓弧形凹槽內(nèi)，發(fā)電臺體上的圓凸臺處裝有與基座內(nèi)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(nèi)，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(zhì)材料。

有益效果

本實用新型提出的一種帶磁彈簧的風(fēng)力永磁直線發(fā)電機，由發(fā)電臺體、基座、端蓋和振動能量收集柱組成。發(fā)電臺體穿過端蓋中間圓孔安裝在基座底部的凹槽內(nèi)，發(fā)電臺體上的圓凸臺處裝有與底座內(nèi)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(nèi)，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(fā)電臺體振動時，使得臺體上的磁動子反復(fù)穿過端蓋上的線圈，產(chǎn)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(fēng)力永磁直線發(fā)電機沒有轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，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(fēng)力永磁直線發(fā)電機，采用模塊化設(shè)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(jié)構(gòu)能使發(fā)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(jié)合附圖和實施方式對本實用新型一種帶磁彈簧的風(fēng)力永磁直線發(fā)電機作進一步詳細說明。

圖1為本實用新型帶磁彈簧的風(fēng)力永磁直線發(fā)電機結(jié)構(gòu)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(fēng)力永磁直線發(fā)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(fēng)力永磁直線發(fā)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(fā)電機，由發(fā)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(nèi)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(nèi)壁上裝有磁鐵。

發(fā)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(fā)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(nèi)，發(fā)電臺體上的圓凸臺2處裝有與基座8內(nèi)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(nèi)；在發(fā)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(dǎo)磁片—磁鐵的結(jié)構(gòu)，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(nèi)并加裝脹管頂死。發(fā)電臺體放置在基座8底部的圓弧形凹槽內(nèi)，自由接觸，不做任何固定，同時,依靠基座8四周內(nèi)壁上的磁鐵和發(fā)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(tài)。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(fù)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(xù)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(fā)電線圈；小功率發(fā)電機中線圈用熱熔膠固定，大功率發(fā)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(fā)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(fēng)力永磁直線發(fā)電機電路的左側(cè)為交流電源，其電壓和頻率可調(diào)節(jié)，用來模擬底部運動發(fā)電部分的輸出；D1、D2、D3、D4為二極管1N4001G用以構(gòu)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(wěn)定；R1，R2，D5，D6，分別為0至5.1KΩ的可調(diào)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(wěn)壓的二極管1N4001G穩(wěn)壓電容C3。其接法來源自TL783的芯片手冊；C4為輸出端穩(wěn)壓的電容,電容值為100uF,U2為電壓，用以在設(shè)計階段檢測輸出電壓是否符合要求。經(jīng)Multisim仿真，通過調(diào)節(jié)R1的阻值大小，可對輸入電壓在30～60V范圍內(nèi)，頻率在1Hz至20Hz的交流電進行升壓穩(wěn)壓和交直流轉(zhuǎn)換，從而得到1.25～125V，電流最大為0.7A的穩(wěn)定的直流電壓。經(jīng)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(lián)n個TL783來擴大最大電流至0.7nA。