一种磁路异步关联变化式小行程直线发电机
阅读说明：本技术 一种磁路异步关联变化式小行程直线发电机 (Magnetic circuit asynchronous association variable type small-stroke linear generator ) 是由 邹务丰 邹政耀 姜劲 陈杰 于 2021-01-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及的是一种磁路异步关联变化式小行程直线发电机,适用于小行程往复直线运动场合的能量回收,特别适用于汽车悬架振动能量、三轮和两轮车悬架振动能量回收；具体结构是由导磁体、永磁体、中间导磁块、发电线圈、移动导磁体部分组成；采用1个永磁体和导磁体形成两个相互关联变化的磁路,当一个磁支路磁通量增加时,另一个磁支路磁通量减小,在两个磁支路上设置发电线圈,当移动导磁体做直线运动时发电线圈发电输出电能；组成元件有导磁体(1)、导磁体中间永磁体(2)、中间导磁块(3)、第一发电线圈(4)、导磁体第一伸出极(5)、移动导磁体(6)、导磁体中间突起(7)、导磁体第二伸出极(8)和第二发电线圈(9)。(The invention relates to a magnetic circuit asynchronous association variable type small-stroke linear generator, which is suitable for energy recovery in small-stroke reciprocating linear motion occasions, in particular to the recovery of vibration energy of an automobile suspension and the vibration energy of three-wheel and two-wheel vehicle suspensions; the specific structure is composed of a magnetizer, a permanent magnet, a middle magnetizer, a generating coil and a movable magnetizer; the method comprises the following steps that 1 permanent magnet and a magnetizer are adopted to form two magnetic circuits which are changed in a mutual correlation mode, when the magnetic flux of one magnetic branch is increased, the magnetic flux of the other magnetic branch is reduced, a power generation coil is arranged on the two magnetic branches, and when the magnetizer is moved to do linear motion, the power generation coil generates power and outputs electric energy; the component elements comprise a magnetizer (1), a magnetizer middle permanent magnet (2), a middle magnetizer block (3), a first generating coil (4), a magnetizer first extending pole (5), a movable magnetizer (6), a magnetizer middle bulge (7), a magnetizer second extending pole (8) and a second generating coil (9).)
技术领域
本发明涉及的是一种磁路异步关联变化式小行程直线发电机，适用于小行程往复直线运动场合的能量回收，也适用于小行程往复直线运动场合产生需要的阻尼力，特别适用于汽车悬架振动能量、三轮和两轮车悬架振动能量回收。
背景技术
在小行程往复直线运动场合，如果要回收其能量需要采用旋转发电机，但旋转发电机转动角度小且转速低，回收能量效率低。如果采用转换机构，则系统结构复杂，在某些场合收到安装空间和成本限制，不具有实用性。如果采用直线电动机回收能量，则直线电机的成本较高，对于成本敏感的场合，则难以应用，且直线运动的速度不恒定，使得直线电动机的输出电压也不恒定，则影响了能量回收效率。因而提出了一种新方案，采用两个线圈，这两个线圈内磁通量的变化相互关联，当回收小行程往复直线运动的能量时，能转换小行程往复直线运动的不恒定速度为基本恒定的磁通量变化速度，提高能量回收效率，提出了本发明方案。
发明内容
本发明目的是针对上述不足之处提供一种磁路异步关联变化式小行程直线发电机，采用1个永磁体和导磁体形成两个相互关联变化的磁路，当一个磁支路的磁通量增加时，另一个磁支路的磁通量减小，在两个磁支路上设置发电线圈，当移动导磁体做直线运动时发电线圈发电输出电能；其特征在于结构由导磁体、永磁体、中间导磁块、发电线圈、移动导磁体部分组成。
为实现上述目的，本发明采用如下技术措施：
一种磁路异步关联变化式小行程直线发电机采用以下方案实现的：一种磁路异步关联变化式小行程直线发电机具有当移动导磁体作直线运动时，发电线圈能发电输出电能的功能，具体结构由导磁体、永磁体、中间导磁块、发电线圈、移动导磁体部分组成；导磁体(1)具有导磁体第一伸出极(5)、导磁体第二伸出极(8)和导磁体中间突起(7)，所述导磁体中间突起(7)端面贴合安装永磁体(2)一个磁极面，所述永磁体(2)的另一个磁极面贴合安装中间导磁块(3)的一个端面，所述导磁体第一伸出极(5)端面、所述导磁体第二伸出极(8)端面和所述中间导磁块(3)另一个端面处于一个平面，所述导磁体第一伸出极(5)端面、所述导磁体第二伸出极(8)端面和所述中间导磁块(3)另一个端面接触安装移动导磁体(6)的侧面，所述移动导磁体(6)在所述导磁体第一伸出极(5)端面、所述导磁体第二伸出极(8)端面和所述中间导磁块(3)另一个端面上沿所述移动导磁体(6)长度方向来回移动，所述导磁体第一伸出极(5)同轴安装第一发电线圈(4)，所述导磁体第二伸出极(8)同轴安装第二发电线圈(9)，所述第一发电线圈(4)和所述第二发电线圈(9)可发电输出电能，最大行程尺寸(12)为所述导磁体第二伸出极(8)的侧端部与所述移动导磁体(6)对应端部的距离，所述最大行程尺寸(12)的范围为2mm-400mm，所述导磁体第一伸出极(5)端面、所述导磁体第二伸出极(8)端面和所述中间导磁(3)的端面的形状分别为矩形、圆形、椭圆形、菱形、梯形和三角形中的一种，所述导磁体(1)、所述导磁体第一伸出极(5)和所述导磁体第二伸出极(8)的截面面积范围为10平方厘米到10000平方厘米，所述永磁体(2)的截面积范围为10平方厘米到10000平方厘米，所述永磁体(2)的充磁方向为垂直于所述导磁体中间突起(7)的下端面和所述中间导磁块(3)的上端面，所述永磁体(2)的上下表面形状为正方形、长方形、梯形、六角形和圆形中的一种，所述永磁体(2)的另一个磁极面与所述导磁体第一伸出极(5)端面、所述导磁体第二伸出极(8)端面在一个平面内，所述永磁体(2)的另一个磁极面、所述导磁体第一伸出极(5)端面和所述导磁体第二伸出极(8)端面接触安装移动导磁体(6)的侧面，所述移动导磁体(6)的两端为三角形、平头形、曲边尖形的一种，所述移动导磁体(6)的两端与所述导磁体第一伸出极(5)端面、所述导磁体第二伸出极(8)端面重合的最大区域形状为三角形、曲边类三角形、菱形和半圆形中的一种，所述第一发电线圈(4)安装于所述导磁体(1)第一横梁(20)外围，所述第二发电线圈(9)安装于所述导磁体(1)第二横梁(21)外围，满足不同应用场合的需要，所述导磁体第一伸出极(5)端面、所述导磁体第二伸出极(8)端面、所述中间导磁块(3)另一个端面与所述导磁体(6)的侧面具有间隙(13)，所述间隙(13)的尺寸为0.1mm-2mm，所述导磁体(6)的侧面具有第一台阶面(14)、第二台阶面(18)、中间台阶面(16)、第一台阶侧面(15)和第二台阶侧面(17)，所述导磁体第一伸出极(5)端面、所述导磁体第二伸出极(8)端面高于所述中间导磁块(3)另一个端面，所述第一台阶面(14)贴合安装所述导磁体第一伸出极(5)端面，所述第二台阶面(18)贴合安装所述导磁体第二伸出极(8)端面，所述中间台阶面(16)贴合安装所述中间导磁块(3)另一个端面，所述第一台阶侧面(15)接触所述导磁体第一伸出极(5)的侧面，所述第二台阶侧面(17)接触所述导磁体第二伸出极(8)的侧面，所述导磁体(6)的侧面具有润滑槽(19)，所述润滑槽(19)的个数为3-30个，在所述润滑槽(19)施加润滑材料，可以大幅提高发电效率。
本发明“一种磁路异步关联变化式小行程直线发电机”是采用导磁体、永磁体、中间导磁块、发电线圈、移动导磁体等构件，完成发电线圈中磁通量的关联变化，即能完成小行程直线移动机构的发电功能。
本发明一种磁路异步关联变化式小行程直线发电机的特点：
1.使用较少的高价永磁体实现整个磁路需要的磁通量，具有成本低的特点；
2.两个发电线圈中的磁通量关联变化，使得磁通量变化量通过移动导磁体和导磁体伸出极之间的重合面积更易控制，因而由不同速度规律的移动导磁体能转化得到需要的发电线圈中磁通量变化规律；
3.移动导磁体在移动过程中，两个发电线圈均发电，发电线圈的利用率高，且两个发电线圈可以串联得到更高的输出电压；
4.分别对两个发电线圈按一定规律进行供电，则移动导磁体可实现往复直线运动，具有直线电动机的功能。
本发明涉及的是一种磁路异步关联变化式小行程直线发电机，适用于小行程直线运动机构的场合回收电能。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明。
附图1-附图8是一种磁路异步关联变化式小行程直线发电机的实施实例，本发明的实际使用并不局限于实施例。
具体实施方式
参照附图1、附图2、附图3、附图4、附图5、附图6、附图7和附图8，一种磁路异步关联变化式小行程直线发电机结构特征为：导磁体1的材料为宝钢牌号为B35A300的硅钢片叠加而成，其厚度为0.35mm，磁感应强度峰值为1.5特斯拉，导磁体1具有导磁体第一伸出极5、导磁体第二伸出极8和导磁体中间突起7，导磁体1具有导磁体第一伸出极5、导磁体第二伸出极8和导磁体中间突起7的矩形端面尺寸为20mm×20.3mm，导磁体中间突起7端面使用胶水贴合安装永磁体2一个磁极面，永磁体2的另一个磁极面使用胶水贴合安装中间导磁块3的一个端面，永磁体2的材料为钕铁硼N30，尺寸为20mm×20mm×10mm，导磁体第一伸出极5端面、导磁体第二伸出极8端面和所述中间导磁块3另一个端面处于一个平面，这三个端面均涂有碳粉以润滑，导磁体第一伸出极5端面、导磁体第二伸出极8端面和中间导磁块3另一个端面接触安装移动导磁体6的侧面，移动导磁体6的材料也为硅钢片叠加而成，移动导磁体6的尺寸为100mm×20mm×20mm，移动导磁体6的两端为三角形，移动导磁体6在导磁体第一伸出极5端面、导磁体第二伸出极8端面和中间导磁块3另一个端面上沿所述移动导磁体6长度方向来回移动，最大行程尺寸12为19mm，导磁体第一伸出极5同轴安装第一发电线圈4，导磁体第二伸出极8同轴安装第二发电线圈9，第一发电线圈4和第二发电线圈9的铜线直径为0.31mm，圈数为1300圈，第一发电线圈4和第二发电线圈9长度均为18mm，用手拨动移动导磁体6，则第一发电线圈4和第二发电线圈9能分别点亮一个红色发光二极管，测量其输出电压显示分别达到2V，显然增加线圈圈数和提高移动速度均能提高输出电压。
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