[發明專利]一種基于強磁鐵的扭力驅動單元及發電裝置

在審

• 申請號: 201710329621.8
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN106953455A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 黃靖
• 申請（專利權）人: 黃靖;劉暉
• 主分類號: H02K7/00
• 分類號: H02K7/00;H02K16/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 熊靖宇

技術領域

本發明涉及一種基于強磁鐵的扭力驅動單元及發電裝置。

背景技術

動力系統一直是人們研究和創新的方向，高效、清潔的能源一直是人類研發的重點和夢想，現有通用的小型風力發電系統而言，體積龐大。效率低下。受自然條件、地域條件、風力大小影響頗大。就一臺600W風力發電機而言，地域條件、安裝條件達到要求的情況下；安裝高度支架高達6—7米，槳葉單片長度達到1.5米。直徑3米。滿功率發電時要求扭矩11.48N.M,風力要求高達9級即22米/秒，若遇到微風和無風、強風天氣；風力發電機都無法正常工作。太陽能發電系統也受地域、安裝面積、氣候條件限制嚴格。盡管風力發電機、太陽能系統不借助任何電能、化學能、核能。如何設計一種新的裝置能適合這種應用是現在亟待解決的一個問題。

發明內容

本發明克服上述技術存在的不足，提供一種沒有污染；運動過程中溫升小、體積小巧、緊湊；運行噪聲低的一種基于強磁鐵的扭力驅動單元及發電裝置。

一種基于強磁鐵的扭力驅動單元，包括定子和轉子，所述轉子設置在定子的外側，所述轉子包括轉子磁軛，所述轉子磁軛內側均布強磁鐵組，所述定子包括定位中軸和安裝在定位中軸上的至少一個推動模塊，所述推動模塊包括氣缸、省力杠桿機構和第二強磁鐵，所述氣缸的推動端通過第一搖臂與省力杠桿機構的動力臂端連接，所述第一搖臂使得氣缸的作用力始終與動力臂垂直，所述第二強磁鐵通過第二搖臂安裝在省力杠桿機構的阻力臂端，所述強磁鐵組包括多塊磁極同向排布的第一強磁鐵和多塊輔助磁鐵，輔助磁鐵布設的位置和角度與第二強磁鐵運動路線不產生干涉，所述第一強磁鐵和輔助磁鐵間隔排布，且第一強磁鐵與第二強磁鐵相對面與轉子磁軛圓周切線設有一個夾角，所述第二強磁鐵和第一強磁鐵相對面的磁極相同，所述氣缸通過省力杠桿機構推動第二強磁鐵在工作狀態和非工作狀態之間轉換，在工作狀態時，所述氣缸推動第二強磁鐵朝第一強磁鐵移動，第二搖臂使得第二強磁鐵與第一強磁鐵在接近過程中的相對面始終保持平行，氣缸推桿推出到達最大行程時，第二強磁鐵與第一強磁鐵之間設有一固定間隙，在非工作狀態時，氣缸推桿回退到初始位置，并且帶動第二強磁鐵回位。

所述氣缸采用推出速度為500-800mm/秒的雙動氣缸。

所述定位中軸上沿中心對稱安裝有兩個推動模塊，兩個推動模塊中的氣缸反向動作。

所述轉子上還設有檢測轉子轉動位移的位置傳感器，所述位置傳感器控制氣缸動作。

所述轉子磁軛內側面設有多個安裝槽，所述第一強磁鐵和輔助磁鐵通過螺栓安裝在所述安裝槽內。

所述轉子的兩端開口通過防磁片封閉，使得轉子磁軛內部形成封閉的磁場。并使兩個相鄰的單元磁場干擾降到最低。

一種基于強磁鐵的扭力發電裝置，包括多個驅動單元，多個所述驅動單元的轉子通過固定桿連接為一整體聯動，多個所述驅動單元的兩端通過前端蓋和后端蓋固定，并且多個所述驅動單元通過前端蓋和后端蓋上的軸承安裝在所述定位中軸上，多個所述驅動單元連接形成的整體的一端與通過行星變速器與轉子連接形成輸出端，所述輸出端上安裝有扭力傳感器。

所述相鄰的驅動單元內的推動模塊設有一個安裝夾角，使推動力得以持續，形成浪涌式交替進行。

三個所述驅動單元的轉子通過沿定位中軸的中心對稱設置的三根固定桿連接為一整體聯動。

本裝置利用磁鐵異性相吸，同性相斥的物理特點，并且采用強磁鐵(如：大小為30*20*10mm的稀土磁鐵吸合力高達33公斤(33000高斯))，體積小，吸合力大，利用磁鐵的這個物理特性，采用壓縮空氣驅動多個雙動氣缸不間斷以高達500-800mm/秒的速度非接觸性沖擊多對磁鐵(相距1毫米間隙時，實測動端速度500mm/秒非接觸沖擊時；大小為30*20*10mm的稀土磁鐵的排斥力達到17.5公斤)，采用氣壓相對穩定的壓縮空氣推動氣缸模擬一個穩定的風速驅動槳葉工作，從而通過氣缸替代體積龐大的安裝支架及其槳葉。采用扭力傳感器實時對裝置的輸出扭力進行采樣，然后通過PLC電控系統調整氣缸的推力并實時調節用氣量，通過省力杠桿機構最大化傳輸、放大氣缸推力，盡量降低輸入端能耗，氣缸利用同性相斥的物理的原理驅動轉子輸出一個沿圓周切線運動的力，即可以成為一款耗電相對較小，輸出穩定的綠色動力。

本裝置氣缸的氣源采用微型雙缸空氣壓縮機，用間歇工作方式對儲氣罐充氣提供工作動力，該儲氣罐初始工作時可用高壓氣筒人工充氣。