本實用新型屬于發(fā)電機技術領域，具體涉及一種永磁發(fā)電機。

背景技術：

現(xiàn)有技術的發(fā)電機有柴油發(fā)動機、蒸汽機、電動機等，他們大多采用柴油或汽油作為能源，耗油量大，噪音大，二氧化碳廢氣大，環(huán)境污染比較嚴重，而且易受環(huán)境污染和氧化，壽命比較短，發(fā)電機易發(fā)生機械故障而壽命短，維修費用高，而且能量轉化率低或能量使用率低，能量浪費大。因此人們亟需尋求一個轉化率高，污染小、可持續(xù)發(fā)展的發(fā)電機促進社會經(jīng)濟發(fā)展。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術中的上述問題，提供一種節(jié)能環(huán)保、能量轉化率高的永磁發(fā)電機。

為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型采用了如下技術方案：

一種永磁發(fā)電機，包括機架以及安裝在機架上的交流發(fā)電機、飛輪、轉軸、調速器和至少一個用于驅動飛輪加速旋轉的第一變頻電動機；所述轉軸穿過飛輪軸心可轉動安裝在機架上；調速器的一端與轉軸的一端連接，另一端與交流發(fā)電機的輸入軸連接；所述第一變頻電動機的輸出軸末端設置有永磁主動輪，第一變頻電動機通過永磁主動輪帶動飛輪轉動，飛輪與永磁主動輪的直徑比為10:1。

上述的一種永磁發(fā)電機還包括第二變頻電動機，第二變頻電動機的輸出軸經(jīng)聯(lián)軸器與轉軸相連接；第一變頻電動機上的永磁主動輪與飛輪邊緣嚙合。

上述飛輪安裝在一個密封的油箱內，永磁主動輪與飛輪邊緣嚙合。

在上述調速器與交流發(fā)電機之間設有一個安裝在轉軸上的平衡齒輪。

上述飛輪采用臥式安裝在機架上，轉軸豎立安裝在機架上；轉軸頂端安裝有一個與永磁主動輪嚙合的大錐形齒輪；位于飛輪下方的轉軸上固定有一個隨著飛輪一起轉動的圓盤，該圓盤由永磁體制成；圓盤下方設有兩組通電能產(chǎn)生與圓盤極性相反的電磁線圈；轉軸底端為錐形結構，立在機架上。

上述調速器與轉軸連接的一端設置有小錐形齒輪，該小錐形齒輪與大錐形齒輪相嚙合。

上述飛輪的直徑為2000-5000mm。

上述調速器為無極電磁調速器。

上述交流發(fā)電機的電能輸出端有兩路并聯(lián)輸出，一路對外輸出電能，一路接有電瓶組，所述電瓶組用于給第一變頻電動機供電。

上述電瓶組還用于給第二變頻電動機供電。

相比于現(xiàn)有技術，本實用新型的優(yōu)勢在于：

本實用新型主要利用變頻電動機帶動飛輪高速旋轉，根據(jù)杠桿原理來增大轉軸的扭力，通過飛輪及轉軸轉動做功，并將變頻電動機產(chǎn)生的動力傳遞給交流發(fā)電機，再通過調節(jié)變頻電動機的轉速以及利用調速器將轉軸的轉速調整至交流發(fā)電機的額定轉速來進行發(fā)電；同時分別采用永磁主動輪、密封飛輪的油箱和通電電磁線圈來大大減少飛輪傳遞動力過程中產(chǎn)生的摩擦力；并且交流發(fā)電機通過連接電瓶組，交流發(fā)電機發(fā)出的電能既能對外供電使用，又能給電瓶組充電回供給變頻電動機使用。本實用新型使能量使用率和轉化率最大化提升，不使用柴油或汽油就能電動發(fā)電，具有自產(chǎn)電、自充電的功能。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1的結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例2的結構示意圖。

圖3是圖2將飛輪安裝在油箱內后的正視示意圖。

圖4是本實用新型實施例3的結構示意圖。

附圖標記：1-機架，2-交流發(fā)電機，3-飛輪，4-轉軸，5-調速器，6-第一變頻電動機，7-永磁主動輪，8-第二變頻電動機，9-軸承座，10-油箱，11-平衡齒輪，12-大錐形齒輪，13-小錐形齒輪，14-電磁線圈，15-圓盤。

具體實施方式

以下結合實施例及其附圖對本實用新型技術方案作進一步非限制性的詳細說明。

實施例1：

如圖1所示，一種永磁發(fā)電機包括機架1以及安裝在機架上的1200kw交流發(fā)電機2、直徑為5000mm的飛輪3、轉軸4、增速比為1:2的調速器5和一個100kw用于驅動飛輪加速旋轉的第一變頻電動機6；轉軸4穿過飛輪3軸心通過軸承座9可轉動安裝在機架1上，飛輪3及轉軸4用于傳遞動力；調速器5的低速端與轉軸4的一端配接，調速器5的高速端與交流發(fā)電機2的輸入軸配接，調速器5用于將轉軸轉速提升至交流發(fā)電機2的額定轉速；第一變頻電動機6的輸出軸末端設置有永磁主動輪7，第一變頻電動6通過永磁主動輪7與飛輪3邊緣嚙合，飛輪3與永磁主動輪7的直徑比為10:1。

本實施例還包括一個20kw第二變頻電動機8，第二變頻電動機8的輸出軸經(jīng)聯(lián)軸器與轉軸4連接，第一變頻電動機6與第二變頻電動機8共同帶動飛輪3加速旋轉。

交流發(fā)電機2的電能輸出端有兩路并聯(lián)輸出，一路對外輸出，一路接有電瓶組，所述電瓶組用于給第一變頻電動機6和第二變頻電動機8供電。

本實施例中采用的調速器5型號為德國zz-antViebe齒輪箱型，VnV-I6O型，生產(chǎn)于上海風力發(fā)電設備廠。

實施例1的永磁發(fā)電機的工作過程：

一、啟動第一變頻電動機6，手動可調，通過永磁主動輪7帶動飛輪3開始高速旋轉。

二、啟動第二變頻電動機8，手動可調，驅動飛輪3得到助力旋轉。

三、交流發(fā)電機2的額定轉速為320轉/min，第一變頻電動機6與第二變頻電動機8共同帶動飛輪3轉動，使其轉速為160轉/min，再經(jīng)過增速比為1:2的調速器5將轉速增至320轉/min即交流發(fā)電機2的額定轉速，用于給交流發(fā)電機2發(fā)電。由于飛輪3與永磁主動輪7的直徑比為10:1，根據(jù)杠桿原理，飛輪3將轉軸4的扭力增加了10倍。

實施例2

如圖2和3所示，一種永磁發(fā)電機包括機架1以及安裝在機架上的1200kw交流發(fā)電機2、直徑為2000mm的飛輪3、轉軸4、增速比為1:15的調速器5和兩個60kw用于驅動飛輪3加速旋轉的第一變頻電動機6；飛輪3安裝在一個密封的油箱10內，且浸泡在油箱內的機油中，用于降低飛輪轉動產(chǎn)生的摩擦力和噪音；轉軸4穿過飛輪3軸心可轉動安裝在機架1上，飛輪3及轉軸4用于傳遞動力；調速器5的低速端與轉軸4的一端配接，調速器5的高速端與交流發(fā)電機2的輸入軸配接，調速器5用于將轉軸轉速提升至交流發(fā)電機2的額定轉速；兩個第一變頻電動機6的輸出軸末端均設置有永磁主動輪7，第一變頻電動6通過永磁主動輪7與飛輪3邊緣嚙合，飛輪3與永磁主動輪7的直徑比為10:1。

在調速器5與交流發(fā)電機2之間的轉軸上裝配有一個平衡齒輪11，平衡齒輪11在一定轉速下可增加平衡力，起到穩(wěn)定電壓的作用。

交流發(fā)電機2的電能輸出端有兩路并聯(lián)輸出，一路對外輸出，一路接有電瓶組，所述電瓶組用于給兩個第一變頻電動機6供電。

本實施例中采用的調速器5型號為德國zz-antViebe齒輪箱型，VnV-I6O型，生產(chǎn)于上海風力發(fā)電設備廠。

實施例2的永磁發(fā)電機的工作過程：

一、啟動兩個第一變頻電動機6，手動可調，通過永磁主動輪7帶動齒輪3開始高速旋轉。

二、交流發(fā)電機2的額定轉速為320轉/min，第一變頻電動機6驅動齒輪3轉動，使其轉速為21.3轉/min，再經(jīng)過增速比為1:15的調速器5將轉速增至320轉/min即交流發(fā)電機2的額定轉速，用于給交流發(fā)電機2發(fā)電；平衡齒輪11在調速器5的帶動下可增加平衡力，起到穩(wěn)定電壓的作用。由于飛輪3與永磁主動輪7的直徑比為10:1，根據(jù)杠桿原理，飛輪3將轉軸4的扭力增加了10倍。

實施例3：

如圖4所示，一種永磁發(fā)電機包括機架1以及安裝在機架上的1200kw交流發(fā)電機2、直徑為5000mm的飛輪3、轉軸4、減速比為10:1的調速器5和一個120kw用于驅動飛輪3加速旋轉的第一變頻電動機6；飛輪3的質量為5000kg，飛輪3采用臥式安裝在機架1上，轉軸4豎立安裝在機架1上，轉軸4穿過飛輪3軸心可轉動安裝在機架1上，飛輪3及轉軸4用于傳遞動力；轉軸4頂端安裝有一個與錐形永磁主動輪7嚙合的大錐形齒輪12，永磁主動輪7安裝在第一變頻電動機6的輸出軸上；位于飛輪3下方的轉軸4上固定有一個隨著飛輪一起轉動的圓盤15，圓盤15由永磁體制成；圓盤15下方設有兩組通電能產(chǎn)生與圓盤極性相反的電磁線圈14；轉軸4的底端為錐形結構，直立在機架1上；調速器5的高速端設有一個與大錐形齒輪12嚙合的小錐形齒輪13；調速器5的低速端與交流發(fā)電機2的輸入軸連接，調速器5用于將轉軸轉速降低至交流發(fā)電機2的額定轉速；大錐形齒輪12與永磁主動輪7的直徑比為5:1，大錐形齒輪12與小錐形齒輪13的直徑比也為5:1，飛輪3與永磁主動輪7的直徑比為10:1。

交流發(fā)電機2的電能輸出端有兩路并聯(lián)輸出，一路對外輸出，一路接有電瓶組，所述電瓶組用于給第一變頻電動機供電6。

本實施例中采用的調速器5為三相異步電磁調速器，型號為Y2-355M2-6，功率為l85KW，生產(chǎn)于浙江省臺州市電機廠。

實施例3的永磁發(fā)電機的工作過程：

一、啟動電磁線圈14的電源，產(chǎn)生強力磁場，使圓盤15受到與重力方向相反的電磁力，從而使飛輪3受到向上的力而處于失重狀態(tài)，大大降低了摩擦力；

二、啟動第一變頻電動機6，手動可調，通過永磁主動輪7帶動大錐形齒輪12開始高速旋轉。

三、交流發(fā)電機2的額定轉速為320轉/min，第一變頻電動機6的轉速為3200轉/min，通過大錐形齒輪12帶動轉軸4和飛輪3轉動，使飛輪3的轉速降為640轉/min，大錐形齒輪12再帶動小錐形齒輪13轉動，使其轉速增為3200轉/min，再經(jīng)過減速比為10:1的調速器5將轉速減至320轉/min即交流發(fā)電機2的額定轉速，用于給交流發(fā)電機2發(fā)電。由于飛輪3與永磁主動輪7的直徑比為10:1，根據(jù)杠桿原理，飛輪3將轉軸4的扭力增加了10倍。

本實用新型采用電腦控制系統(tǒng)來調節(jié)第一變頻電動機的電壓及轉速以調節(jié)轉軸轉速，使交流發(fā)電機達到額定轉速進行發(fā)電；并通過輪流切換電瓶不停地給變頻電動機供電。

綜上所述，本實用新型主要利用變頻電動機帶動飛輪高速旋轉，根據(jù)杠桿原理來增大轉軸的扭力，通過飛輪及轉軸轉動做功，并將變頻電動機產(chǎn)生的動力傳遞給交流發(fā)電機，再通過調節(jié)變頻電動機的轉速以及利用調速器將轉軸的轉速調整至交流發(fā)電機的額定轉速來進行發(fā)電；同時分別采用永磁主動輪、密封飛輪的油箱和通電電磁線圈來大大減少飛輪傳遞動力過程中產(chǎn)生的摩擦力；并且交流發(fā)電機通過連接電瓶組，交流發(fā)電機發(fā)出的電能既能對外供電使用，又能給電瓶組充電回供給變頻電動機使用。本實用新型使能量使用率和轉化率最大化提升，不使用柴油或汽油就能電動發(fā)電，具有自產(chǎn)電、自充電的功能。

需要指出的是，上述較佳實施例僅為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。