[实用新型]线性发电装置

说明书

技术领域

本实用新型是有关于发电装置，尤其是有关于一种利用永久磁场与线圈之间做往返的线性相对运动而发电的装置。

背景技术

传统的发电装置所运用的原理就是利用线圈和永久磁场的相对运动在线圈中产生感应电动势而发电。通常，永久磁场是将永久磁铁以环形排列，而感应电动势则是通过线圈在环形排列的永久磁铁中旋转来产生的。这种传统的发电装置已经广泛应用于日常生活中，也有大量的改善其发电效率的相关技术被揭露，但这种传统的发电装置的一个缺点就是其体积不易缩小；另一个缺点则是所产生的电流多为交流电。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种利用线性(而非旋转)的相对运动来感应发电的发电装置，以解决现有发电装置体积不易缩小和所产生电流多为交流电等问题。

本实用新型的线性发电装置包括一具有永久磁场的柱形元件、以及环绕该柱形元件的一线圈组。该柱形元件是由多段柱状的永久磁铁(其一端为S极，另一端为N极)、以及夹于任意两个相邻永久磁铁的多段柱状轭铁所构成，其中任意两个相邻永久磁铁，其彼此相对端具有相同极性(如同为S极或N极)。该线圈组是由多个线圈所构成，其中任意两个相邻线圈的缠绕方向相反。本线性发电装置是由该柱形元件与该线圈组做线性往返相对运动，在该线圈组中产生感应电动势而发电。在等速相对运动情况下，本线性发电装置将产生一近似稳定的直流电压。

本实用新型的线性发电装置做线性的相对运动，因此体积可以微型化，而且利用逆磁方式所产生的永久磁场，可以使线圈组的任意线圈的全段都能发电，因此也可达到极高的发电效率。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供了一种利用线性(而非旋转)的相对运动来感应发电的发电装置，具有体积小、做等速相对运动时能产生稳定直流电压和提高发电效率等优点。

附图说明

图1a为本实用新型第一实施例的线性发电装置的侧面透视图。

图1b为图1a线性发电装置的爆炸图。

图2a、2b为图1a线性发电装置的柱形元件与线圈组的相对运动的侧面透视图。

图3a为本实用新型永久磁铁的磁通量(Φ_BL)随着轴向距离(L)变化的示意图。

图3b为本实用新型永久磁铁的总磁通量(Φ_B)随着轴向距离(L)变化的示意图。

图3c为本实用新型永久磁铁的总磁通量(Φ_B)对距离(L)的微分()随着轴向距离(L)变化的示意图。

图3d为本实用新型线圈在做等速相对运动时产生的感应电动势(ε)随着轴向距离(L)变化的示意图。

主要元件符号说明如下：

10   柱形元件  11   永久磁铁

12   轭铁      20   线圈组

21   线圈      22   线圈

100  管状套筒  200  管状套筒

211  线圈段    212  线圈段

221  线圈段    222  线圈段

N    N极       S    S极

l     轴向长度    L    轴向距离

Φ_BL  磁通量      Φ_B  总磁通量

ε₂₁₁、ε₂₁₂      线圈段211、212所产生的感应电动势

总磁通量对距离的微分

ε₂₁              线圈21的电动势

具体实施方式

图1a、1b是本实用新型的第一实施例的线性发电装置的透视图与爆炸图。如图所示，本实施例主要包括一柱形元件10和一线圈组20。柱形元件10提供永久磁场，而该柱形元件10和该线圈组20沿着轴向(如图1a的箭头所示)做线性往返相对运动，并在该线圈组中产生感应电动势而发电。

柱形元件10是由至少两段柱状的永久磁铁11与至少一段柱状轭铁(yoke)12以端对端、线性接合方式所构成的。其排列方式为任意两个相邻的永久磁铁11之间夹有一轭铁12。每一永久磁铁11的一端为S极、另一端为N极，而柱形元件10里的任意两个永久磁铁11与排列成相对的两端(也就是与同一轭铁12相接的那两端)具有相同极性(例如同为N极或是同为S极)。这种排列方式一般称为“逆磁”排列方式。在本实施例中，柱形元件10是被安装在一管状套筒100内。