[发明专利]一种振动型磁电发电机

说明书

本发明公开了一种振动型磁电发电机，包括用非导磁材料制成的隔离环和至少两块圆管形径向磁化的磁体，磁体中心设有中心通孔，磁体上下安装，中间安装隔离环隔离，用通轴将磁体和隔离环通过中心通孔紧固；通轴两端分别安装于两个弹簧片的内圈，线圈架套在磁体周围，线圈架内壁与磁体外壁留有小距离的间隙，线圈架上绕制至少两组线圈，并且两组线圈绕制方向相反，线圈架外围紧密套有圆管型的导磁环；上弹簧片的外圈由上压环和上盖夹持，下弹簧片的外圈由下压环和底座夹持，上压环和下压环夹持线圈架和导磁环，上盖上安装有接线柱，接线柱与线圈相连，上盖和底座之间安装外壳。本发明结构独特，发电效率极高，而且体积小，成本低，极具推广价值。

技术领域

本发明属于振动型电磁发电机领域，涉及一种振动型磁电发电机。

背景技术

传统的电力行业大多以风能、热能、水能、核能、地热能等能源作为原动力带动发电机发电，这些发电模式普遍存在污染大、能源消耗大、人力财力物力消耗大等缺点。随着社会进步和经济的持续发展，人类对能源的需求也越来越大。为了满足越来越大的能源缺口，可再生能源是解决能源危机的重要手段。

振动机械能随处可见，例如汽车行驶过程中的颠振、工厂机械设备产生的振动、人流行走、油井钻机、人工爆破等都能产生很多的机械振动能，而这些能量都白白浪费了。合理地开发和利用振动机械能发电，是节能减耗，解决能源危机的一种重要途径。

获取振动机械能目前有三种常用的技术手段：压电式发电、静电式发电和电磁式发电。压电式发电存在的主要问题是压电陶瓷片或压电薄膜具有高电压低电流的输出特征，因而输出功率很小。另一个问题是压电材料(PZT)的固有频率很高，一般在MHz级别，很难耦合到可用于实际的任何振动或周期性运动。而静电式发电与压电式发电类似，也具有高电压低电流的输出特征，也同样只有很小的功率输出。静电式发电机相比压电式发电机或磁电式发电机具有较低的功率密度，这是由于静电式发电机所依赖的静电气隙具有相对低的能量密度。

电磁发电机有可能提供相对大的电能。众所周知，利用电磁原理发电是一种通用技术。而如何将电磁转换效率提高到极致却是一个永恒的课题。一般来说，电磁发电机追求在一定尺寸范围内获得更大的发电电力，为达到此目的，主要设计方向包括以下几点：采用高磁通密度的磁体；磁路优化设计以减少漏磁和磁阻；线圈在磁通密度最大处切割磁力线；尽可能多的线圈匝数和尽可能低的线圈电阻均衡问题；根据惯性体质量设计弹簧的尺寸和弹性系数，力求获得最合理的系统固有频率，使其能在谐振频率点振动发电；效能与成本核算等。

现有技术的电磁式振动发电机一般体积较大，不适合应用于狭小空间，难以在较小的体积内实现较大输出。其主要原因是磁路设计不合理、振动频率设计不合理、线圈与磁体的相对位置设计不合理。所带来的结果就是线圈不能有效的切割磁力线、漏磁多、磁阻大、磁电转换效率低、输出功率小。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种振动型磁电发电机，该发电机结构独特，发电效率极高，而且体积小，成本低，极具推广价值。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种振动型磁电发电机，包括用非导磁材料制成的隔离环和至少两块圆管形径向磁化的磁体，磁体中心设有中心通孔，磁体上下安装，中间安装隔离环隔离，用通轴将磁体和隔离环通过中心通孔紧固；通轴两端分别安装于两个弹簧片的内圈，线圈架套在磁体周围，线圈架内壁与磁体外壁留有小距离的间隙，线圈架上绕制至少两组线圈，并且两组线圈绕制方向相反，线圈架外围紧密套有圆管型的导磁环；上弹簧片的外圈由上压环和上盖夹持，下弹簧片的外圈由下压环和底座夹持，上压环和下压环夹持线圈架和导磁环，上盖上安装有接线柱，接线柱与线圈相连，上盖和底座之间安装外壳。

所述的弹簧片为平板式多筋弹簧，用恒弹性材料制成。

所述的线圈架是用非金属材料制成。

所述的磁体为径向钕铁硼磁体，所述径向钕铁硼磁体使用两块，并且极化方向相反。