[發(fā)明專利]一種基于混勵(lì)式磁環(huán)的雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2010-07-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101931348A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李貴祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李貴祥
• 主分類號(hào): H02N11/00
• 分類號(hào): H02N11/00;H02K53/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能源、電力系統(tǒng)，特別是一種雙磁環(huán)的感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)。?

技術(shù)背景

1821年法拉第發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線能繞永久磁鐵旋轉(zhuǎn)，發(fā)明了永磁電機(jī)。1857年英國(guó)的惠斯通用電磁鐵代替永久磁鐵，發(fā)明了電勵(lì)磁方式，開(kāi)創(chuàng)了電勵(lì)磁電機(jī)的新紀(jì)元。但以上電機(jī)都只是能量轉(zhuǎn)換的工具。?

現(xiàn)有技術(shù)：本人申請(qǐng)的“雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)”。用機(jī)械的方法將轉(zhuǎn)子磁環(huán)和定子磁環(huán)的恒定磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換成交變磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子磁環(huán)與定子磁環(huán)相吸相斥，參照變壓器的電磁感應(yīng)原理，磁橋繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，將磁能轉(zhuǎn)換成電能。但該感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)所采用的基于Halbach陣列的磁環(huán)制造難度較高。?

本發(fā)明將一種由永久磁鐵和電磁鐵組成的混勵(lì)式磁環(huán)應(yīng)用于感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)，有利于降低生產(chǎn)成本。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種基于混勵(lì)式磁環(huán)的雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)，主要包括輸入軸(1)、轉(zhuǎn)子軛(2)、轉(zhuǎn)子磁環(huán)(3)、轉(zhuǎn)子磁環(huán)(4)、磁橋(5)、感應(yīng)繞組(6)、機(jī)殼(7)和原動(dòng)機(jī)，其特征是：?

a.轉(zhuǎn)子磁環(huán)是由電磁鐵和永久磁鐵組成的S磁極和N磁極相間排列的三對(duì)極或三對(duì)極以上的磁環(huán)，磁環(huán)的磁極數(shù)量是3的公倍數(shù)；定子磁環(huán)是S磁極和N磁極相間排列的六對(duì)極或六對(duì)極以上的混勵(lì)式磁環(huán)或永磁體磁環(huán)或電磁環(huán)，磁環(huán)的磁極數(shù)量是6的公倍數(shù)；定子磁環(huán)的磁極數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁極數(shù)量的2倍；?

或者，定子磁環(huán)是由電磁鐵和永久磁鐵組成S磁極和N磁極相間排列的六對(duì)極或六對(duì)極以上的混勵(lì)式磁環(huán)，磁環(huán)的磁極數(shù)量是6的公倍數(shù)；轉(zhuǎn)子磁環(huán)是S磁極和N磁極相間排列的三對(duì)極或三對(duì)極以上的混勵(lì)式磁環(huán)或永磁體磁環(huán)或電磁環(huán)，磁環(huán)的磁極數(shù)量是3的公倍數(shù)；定子磁環(huán)的磁極數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁極數(shù)量的2倍；?

b.磁橋作為定子磁環(huán)和/或轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁路，磁橋上設(shè)有感應(yīng)繞組；?

c.轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)的磁環(huán)相對(duì)于定子磁環(huán)是一個(gè)交變的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子磁環(huán)的S極與N極交替對(duì)定子磁環(huán)的S極和N極產(chǎn)生吸力和斥力，定子磁環(huán)和轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁通發(fā)生交替變化，定子磁環(huán)和轉(zhuǎn)子磁環(huán)的恒定磁場(chǎng)變成脈動(dòng)磁場(chǎng)，經(jīng)過(guò)磁橋的磁通交替發(fā)生改變，感應(yīng)繞組感應(yīng)到電動(dòng)勢(shì)且產(chǎn)生電流。?

由于定子磁環(huán)的磁極數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁極數(shù)量的2倍或1/2，而且都是3的公倍數(shù)，無(wú)論S極與N極相間排列的轉(zhuǎn)子磁環(huán)轉(zhuǎn)到哪個(gè)角度，轉(zhuǎn)子磁環(huán)受到的來(lái)自S極與N極相間排列的定子磁環(huán)的吸力和斥力是相互抵消的，理論上轉(zhuǎn)子磁環(huán)受到的吸力和斥力的合力為零。因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)所需克服的只是磨擦力。但實(shí)際上轉(zhuǎn)子磁環(huán)和定子磁環(huán)的各個(gè)磁極的磁通量難以做到完全一致，因此轉(zhuǎn)子仍會(huì)受到少量來(lái)自轉(zhuǎn)子磁環(huán)與定子磁環(huán)的不能相互抵消的吸力和斥力的影響。?

3對(duì)極的磁環(huán)相當(dāng)于磁環(huán)有3個(gè)S極向外、3個(gè)N極向外和3個(gè)S極向內(nèi)、3個(gè)N極向內(nèi)，6對(duì)極的磁環(huán)相當(dāng)于磁環(huán)有6個(gè)S極向外、6個(gè)N極向外和6個(gè)S極向內(nèi)、6個(gè)N極向內(nèi)。?

定子磁環(huán)和轉(zhuǎn)子磁鐵的磁極方向?yàn)閺较蚧蚯邢蚧蜉S向。?

3對(duì)極或3對(duì)極以上的混勵(lì)式磁環(huán)是由3個(gè)或3個(gè)以上電磁鐵與3個(gè)或3個(gè)以上的永久磁鐵組成，永久磁鐵與電磁鐵相間而設(shè)。6對(duì)極或6對(duì)極以上的電磁鐵磁環(huán)是由6個(gè)或6個(gè)以上電磁鐵與6個(gè)或6個(gè)以上的永久磁鐵組成，永久磁鐵與電磁鐵相間而設(shè)。電磁鐵由鐵芯和勵(lì)磁繞組組成，鐵芯一般由硅鋼片疊壓而成。磁環(huán)中各個(gè)電磁鐵的勵(lì)磁繞組可以用串聯(lián)或并聯(lián)的方法接線。?

混勵(lì)式磁環(huán)由徑向和/或切向和/或軸向電磁鐵與徑向和/或切向和/或斜向和/或軸向永久磁鐵組成，磁環(huán)中的永久磁鐵與電磁鐵相間而設(shè)。?

混勵(lì)式磁環(huán)分為混勵(lì)式普通陣列結(jié)構(gòu)的磁環(huán)和混勵(lì)式Halbach陣列結(jié)構(gòu)磁環(huán)兩大類。?

永久磁鐵與電磁鐵在混勵(lì)式普通陣列磁環(huán)中的組合模式為：徑向永久磁鐵+徑向電磁鐵或軸向永久磁鐵+軸向電磁鐵。?

永久磁鐵與電磁鐵在混勵(lì)式Halbach陣列磁環(huán)中的主要有以下5種組合：?

(1)徑向永久磁鐵+切向電磁鐵?

(2)切向永久磁鐵+徑向電磁鐵?

(3)徑向電磁鐵+切向永久磁鐵+切向電磁鐵+切向永久磁鐵?

(4)徑向電磁鐵+斜向永久磁鐵+切向電磁鐵+斜向永久磁鐵?

(5)徑向電磁鐵+斜向永久磁鐵+切向電磁鐵+徑向永久磁鐵+切向電磁鐵+?斜向永久磁鐵?

由于磁極方向?yàn)檩S向的Halbach陣列磁環(huán)應(yīng)用較少，這里不再例舉含有軸向磁鐵的磁環(huán)的各種組合。?