[发明专利]一种磁电动力转换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力转化装置，尤其涉及一种将不稳定的机械能通过转换形成稳定机械能的磁电动力转换器。

背景技术

为合理利用能源，一些以前较少利用的自然现象开始被人们所关注，例如，海浪的起伏波动、风能、温差导致的气流变动等等，这类现象可以提供一定的机械能，但是，由于其能源供给是不稳定的，现有技术中，通常只能将这些能源转换成电能，再利用电能转换作功。这种转换方式通常适用于大规模应用，难以在单一设备上直接利用；同时，两次能量转换也导致了能源利用效率的降低。在研究这类能源的利用时，可以发现，它们通常能够很方便地形成摆动形式的机械动作，但缺点是摆动的频率和幅度都在时刻发生变化，导致机械能的输出极不稳定，难以直接作为机械驱动力使用。此外，一些人力操作机械，例如摆动式脚踏，也能形成类似的摆动动作，并且由于人力控制的问题，同样存在输出不稳定的问题。

因此，如果不用将这种摆动动能先转换成电能，而是直接提供一种动力转换装置，将不稳定的摆动输入转换成稳定的动力输出，对于能源的利用将起到积极的作用。

此外，在一些连续转动动力中，也同样存在转动速度变换不定导致的动力不稳定的情形，因此也需要利用动力转换装置将不稳定的机械能输入转换成稳定的机械能输出。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、轻量化、能够将不稳定的机械能输入动力转换成稳定的机械能动力输出的磁电动力转换器。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种磁电动力转换器，转换器为无定子结构，包括第一转子和第二转子，所述第一转子和所述第二转子中的一个为磁转子，另一个为电枢转子，两个转子同轴相邻布置并使电枢转子在相对磁转子转动时切割磁转子上的永磁体产生的磁力线；与所述第一转子固定连接设有第一传动件，与所述第二转子固定连接设有第二传动件；所述电枢转子的绕组输出端连接一控制器。

上述技术方案中，第一传动件与第二传动件可以是齿轮、链轮、皮带轮或联轴器，优选为齿轮。

第一传动件为第一齿轮，第二传动件为第二齿轮。以第一齿轮为输入齿轮、第一转子为磁转子为例，当第一齿轮被外部输入的机械动力带动时，磁转子转动，由于磁电感应现象，在电枢转子中会产生感应电动势，并由此带动电枢转子转动，驱动第二齿轮作为输出齿轮向外作功。磁转子和电枢转子之间存在转速差，通过控制器控制电枢绕组的电流方向，可以对电枢转子起到增速或减速作用，减速时，输出电能给控制器，增速时，控制器向电枢转子输出电能。由此，可以通过控制器实现输出稳定性控制。由于输入动力不稳定，带动输出盘的转动也不稳定，当输出转速大于预设转速时，控制器进行储能操作，将部分输入能量转换成电能存储，当输出转速小于预设转速时，控制器进行驱动操作，将存储电能转换成机械能输出，由此实现输出动力的稳定。在实际应用时，可以根据需要对控制器进行控制，例如，分为起动阶段、增速阶段、正常运行阶段、减速阶段等不同的工作阶段，采用不同的控制策略，以实现磁电动力转换器的正常工作。

上述技术方案中，转子的设置和安装可以根据需要采用多种形式中的一种。例如：

设有一安装轴，所述第一转子和第一齿轮与所述安装轴转动连接，所述第二转子和第二齿轮与所述安装轴固定连接，所述安装轴经至少一对轴承安装在基座上。

其中，所述第一转子和第二转子为平行布置的平面转子，所述第二齿轮直接固定在所述安装轴上，经所述安装轴与所述第二转子构成固定连接结构，沿安装轴一端至另一端，依次为第二齿轮、第一齿轮、第一转子、第二转子。该方案中，由于将第一齿轮和第二齿轮设置在转子盘的同一侧面，因此可以减小整体的厚度，便于在使用中的安装位置和造型控制。

或者，所述第一转子和第二转子为环状转子，所述第二转子与安装轴固定连接，第一转子套设在第二转子外周并经轴承与第二转子转动连接。

上述方案中第二转子与安装轴固定，整体结构比较简单，但是安装时，安装轴需要经过轴承与基座连接。

另一种方式是安装轴与基座固定连接，整体安装方便，但需要增加内部轴承和套设结构。可以是：

所述第一转子和第二转子为平行布置的平面转子，设有一安装轴，所述第一转子、第一齿轮、第二转子、第二齿轮分别经轴承转动连接在所述安装轴上，所述安装轴固定安装在基座上。

或者，所述第一转子和第二转子为环状转子，设有一安装轴，所述第二转子经轴承与安装轴转动连接，所述第一转子套设在第二转子外周并经轴承与第二转子转动连接。