(10)申请公布号 (43)申请公布日 2013.08.14C N 103248190 A (21)申请号 201210026697.0
(22)申请日 2012.02.08
H02K 35/02(2006.01)
(71)申请人卓向东
地址210007 江苏省南京市白下区解放路银
通公寓6-709
(72)发明人
卓向东
(54)发明名称
(57)摘要
电铁芯5、右正面发电铁芯6、正面发电线圈7和下
固定体8等部分；背面发电铁芯2安装在固定体
1的下面；在背面发电线圈3绕在背面发电铁芯2
的外侧；背面发电铁芯2的另外一端安装在永磁
体4的背面；永磁体4的下面与两个正面发电铁
芯5、6相对；正面发电线圈7绕在两个正面发电
铁芯5、6外侧；两个正面发电铁芯5、6安装在下
固定体8上，并且之间存在距离，距离的长度与一
个永磁体4的长度接近；上固定体1与下固定体8
之间保持相对，运动方向为F ；当右正面发电铁芯
6离开永磁体4的下方时，背面发电线圈3会产生
反向电流；当左正面发电铁芯5进入永磁体4的
下方时，背面发电线圈3会产生正向电流。
(51)Int.Cl.
权利要求书1页 说明书3页 附图6页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图6页(10)申请公布号CN 103248190 A
*CN103248190A*
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1.一种永磁发电机，其主要结构是由环形外固定体(1)、背面发电铁芯(2)、背面发电线圈(3)、永磁体(4)、有缺口的环形正面发电铁芯(5)、正面发电线圈(6)和旋转轴(7)部分组成；其特征在于多个背面发电铁芯(2)均匀安装在环形外固定体(1)内侧；背面发电线圈(3)绕在多个背面发电铁芯(2)的外侧；每个背面发电铁芯(2)的内侧都紧贴安装一个永磁体(4)，永磁体(4)内侧端面形成一个封闭的环形；有缺口的环形正面发电铁芯(5)的直径小于永磁体(4)拼接环的直径，并且安装在永磁体(4)拼接环的内侧；每个正
面发电铁芯(5)外侧都绕着正面发电线圈6；环形正面发电铁芯5安装在旋转轴7上；旋转轴7带动环形正面发电铁芯5旋转时，背面发电线圈3与正面发电线圈6都能够发电。
2.一种永磁发电机，其结构由上固定体(1)、背面发电铁芯(2)、背面发电线圈(3)、永磁体(4)、左正面发电铁芯(5)、右正面发电铁芯(6)、正面发电线圈(7)和下固定体(8)部分组成；其特征在于背面发电铁芯(2)安装在固定体(1)的下面；在背面发电线圈(3)绕在背面发电铁芯(2)的外侧；背面发电铁芯(2)的另外一端安装在永磁体(4)的背面；永磁体(4)的正面与两个正面发电铁芯(5)和(6)相对；正面发电线圈(7)绕在两个正面发电铁芯(5)和(6)外侧；两个正面发电铁芯(5)和(6)安装在下固定体(8)上，并且之间存在距离；上固定体(1)与下固定体(8)之间保持相对运动，运动方向为F ；当右正面发电铁芯
(6)离开永磁体(4)的下方时，背面发电线圈(3)会产生反向电流；当左正面发电铁芯(5)进入永磁体(4)的下方时，背面发电线圈(3)会产生正向电流。
3.根据权利要求1所诉的永磁发电机，其特征在于有缺口的环形正面发电铁芯(5)的缺口长度至少为一个磁块长度的40％，最佳为两个磁块的长度。
4.根据权利要求1所诉的永磁发电机，其特征在于去除正面发电线圈(6)之后，就成为一种只有背面发电功能的发电机。
5.根据权利要求1所诉的永磁发电机，其特征在于把永磁体(4)的充磁方向旋转90度，用两个永磁体(4)同极端面相对，相对端面之间保持间隙，间隙正中对应背面发电铁芯
(2)的中心线。
6.根据权利要求1所诉的永磁发电机，其特征在于发电机定子和转子互相调换之后，背面发电铁芯(2)、背面发电线圈(3)及永磁体(4)等定子部分就在发电机的内圈；有缺口的环形正面发电铁芯5及其正面发电线圈6等转子部分就在发电机的外圈。
7.根据权利要求1所诉的永磁发电机，其特征在于永磁体(4)的充磁方向能够改变，范围在0-90度之间。
8.根据权利要求1所诉的永磁发电机，其特征在于把定子和转子直径改成相同大小，就成为一个盘式结构的永磁发电机。
9.根据权利要求1所诉的永磁发电机，其特征在于所有发电铁芯的拐角处全部为倒角结构，倒角的形状是直线或是弧线。权 利 要 求 书CN 103248190 A
永磁发电机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种永磁发电机，特别是一种环形铁芯之间有空缺，并且永磁体两极端面磁场能量同时实现发电的发电机系统。属电机领域。 技术背景
[0002] 现在所有公布的所有永磁发电机都只利用永磁体的一个端面磁场能量进行发电，例如公开号CN102035324A、公开日2011.04.27(201110001813.9).和CN101771311A、2010.07.07(200910104940.4)等永磁电机专利，都是只使用永磁体的一个端面磁场的磁能做功，所谓《双定子永磁发电机》，也是需要对双面磁场同时做功，才能实现双面磁能发电或电动的目的。目前还没有一个专利是只在永磁体的一个端面做功而实现永磁体两个端面磁场同时发电的永磁发电机设计。
发明内容
[0003] 本发明是为了解决永磁体磁场只能单面使用的问题，目的是在永磁体的一个端面磁场做功时，其背面磁场能量都利用起来，即针对永磁体的一个端面磁场做功，其背面磁场在不增加做功的情况下，进行发电。
[0004] 本发明的原理是，在永磁体的一个端面磁场对应电磁铁芯做功时，会导致该永磁体的背面磁场
产生运动，把用于发电的铁芯吸在该永磁体的背面，其背面运动磁场就可以带动发电铁芯上的线圈发出电能。
[0005] 背面磁场在受到永磁体前面磁场拉伸运动，也会产生往复拉伸运动，这种磁场往复运动也是一种能量，并且可以产生电能。也就是时这是一种额外能源。但是产生磁场往复运动的条件时环形铁芯存在缺口。无论铁芯作为转于还是作为定子，都要存在缺口，才能够使永磁体的背面磁场产生往复运动。
[0006] 具体说，就是当永磁发电动机中的永磁体一个端面磁场与发电机铁芯相向靠近时，背面发电线圈会产生正向电流；当铁芯离开永磁体端面时，该背面发电线圈会产生反向电流；这样当铁芯经过一个永磁体端面时，其背面的发电线圈会发出一组电流方向相反的交流电。
[0007] 但是环形铁芯必须存在一个与永磁体长度接近的缺口，如果环形铁芯形成一个准封闭环，没有接近永磁体长度的缺口，那么永磁体背面的磁场就不会产生往复拉伸运动，背面发电线圈也就没有交流电产生。
[0008] 以此类推，利用永磁体背面能够发电的原理，还可以把内外互套结构改变成为两个圆盘相对结构；同样能够用于永磁直线电机上进行发电。
[0009] 为了提高永磁波在导磁体内部的运动效率，降低或消除直角拐弯形成的反向磁场，又称为涡流，只要把所有发电铁芯的拐角处全部变为倒角结构，倒角的形状是直线，或是弧线。
附图说明
[0010] 图1是本发明的永磁体背面线圈产生交流电的原理结构图。
[0011] 图2是本发明的永磁体转角90度之后产生交流电的原理结构图。
[0012] 图3是本发明的包裹磁块且铁芯存在倒角结构的背面发电的原理结构图。[0013] 图4是本发明的发电机铁芯没有倒角的背面发电的原理结构图。
[0014] 图5是本发明的磁块双面同时发电的发电机的轴向剖面构造图。
[0015] 图6是本发明的单独背面发电的发电机的轴向剖面构造图。
[0016] 图7是本发明的盘式磁块双面发电的发电机的径向剖面构造图。
具体实施方式
[0017] 下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0018] 图1中，主要包括上固定体1、背面发电铁芯2、背面发电线圈3、永磁体4、左正面发电铁芯5、右正面发电铁芯6、正面发电线圈7和下固定体8等部分；背面发电铁芯2安装在固定体1的下面；在背面发电线圈3绕在背面发电铁芯2的外侧；背面发电铁芯2的另外一端安装在永磁体4的背面；永磁体4的下面与两个正面发电铁芯5、6相对；正面发电线圈7绕在两个正面发电铁芯5、6外侧；两个正面发电铁芯5、6安装在下固定体8上，并且之间存在距离，距离的长度与一个永磁体4的长度接近；上固定体1与下固定体8之间保持相对运动，运动方向为F；当右正面发电铁芯6离开永磁体4的下方时，背面发电线圈3会产生反向电流；当左正面发电铁芯5进入永磁体4的下方时，背面发电线圈3会产生正向电流。[0019] 图2是把永磁体4的充磁方向旋转90度，以侧面磁场替代端面磁场的双面利用磁能的发电装置；其中背面发电铁芯2安装在上固定体1的下面；背面发电线圈3绕在背面发电铁芯2的外侧；两个永磁体4同极端面相对，安装在背面发电铁芯2的下部；两个永磁体4端面保持间隙，间隙正中对应背面发电铁芯2的中心线；左正面发电铁芯5与右正面发电铁芯6共同固定在下固定体8的上面，并且保持距离；正面发电线圈7绕在两个正面发电铁芯的外侧；上固定体1与下固定体8之间保持相对运动，运动方向为F；当右正面发电铁芯6离开两个永磁体4相对端面的下部时，背面发电线圈3会产生反向电流；当左正面发电铁芯5进入两个永磁体4相对端面的正下方之后，背面发电线圈3会产生正向电流。[0020] 这是一种双面发电机的基础结构，在增加发电结构的数量之后，就是直线发电机。在把直线结构改变成环形结构之后，就是旋转发电机。
[0021] 图3中，背面发电铁芯2安装在上固定体1的下面；背面发电线圈3绕在背面发电铁芯2的外侧；背面发电铁芯2的下部包裹永磁体4；正面发电铁芯5安装在旋转轴6上；正面发电线圈9绕在正面发电铁芯5的外侧；其中上固定体1与背面发电铁芯2根部为倒角结构7；背面发电铁芯2下端根部同时为倒角结构8，所有铁芯拐弯部位均为倒角结构，此时旋转轴C带动正面发电铁芯5沿箭头F方向运动，进入永磁体4下方时，背面发电线圈2产生正向电流。
[0022] 我们在长期从事磁悬浮技术的研究时，获得了大量永磁波在导磁体内运行的数据，永磁波在导磁体内经过直角拐弯时，会在导磁体直角处及其外侧形成反向磁场，也被称为涡流；只要把直角改成倒角，无论是直线倒角和还是弧线倒角，都能够消除反向磁场，也就是涡流。
[0023] 图4是铁芯根部为直角的单独背面发电机的基础结构。其中上固定体1与背面发电铁芯2的连接处为直角7；正面发电铁芯5的上部存在直角8；背面发电铁芯2的外侧绕着背面发电线圈3；正面发电铁芯5的外侧没有发电线圈；正面发电铁芯5沿箭头F方向运动，离开永磁体4下面时，背面发电线圈3产生反向电流。
[0024] 图5是一个正面发电铁芯环存在缺口的双面发动机，尤其是一种铁芯拐角处全部倒角的发电机。其主要包括环形外固定体1、背面发电铁芯2、背面发电线圈3、永磁体4、有缺口的环形正面发电铁芯5、正面发电线圈6和旋转轴7等部分；多个背面发电铁芯2均匀安装在环形外固定体1内侧；背面发电
线圈3绕在多个背面发电铁芯2的外侧；每个背面发电铁芯2的内侧都紧贴安装一个永磁体4，永磁体4内侧端面形成一个封闭的环形；有缺口的环形正面发电铁芯5的直径小于永磁体4拼接环的直径，并且安装在永磁体4拼接环的内侧；有缺口的环形正面发电铁芯5的缺口长度最低为一块永磁体4长度的40％，最佳为两个磁块的长度；每个正面发电铁芯5外侧都绕着正面发电线圈6；环形正面发电铁芯5安装在旋转轴7上；旋转轴7带动环形正面发电铁芯5旋转时，背面发电线圈3与正面发电线圈6都发电；铁芯拐角处全部倒角。
[0025] 图6是一种单独背面发电的发电机。其基础结构与图5完全相同，只是有缺口的环形正面发电铁芯5的外侧没有绕发电线圈，而数量与图5的正面发电铁芯数量不同。[0026] 从图5和图6两个实施例，我们知道背面发电铁芯2与正面发电铁芯5数量能够根据不同情况进行变化。
[0027] 图7是盘式双面发电机的径向剖面构造图。其中背面发电铁芯2固定在圆形外壳1的内侧，组成环形结构；背面发电线圈3绕着背面发电铁芯2的外侧；永磁体4安装在背面发电铁芯2的最外侧，形成一个永磁拼接环；正面发电铁芯5安装在旋转环形外壳7的内侧，组成有空缺的环形，缺口长度接近一个永磁体4的长度；旋转环形外壳7通过轴承8与主轴9连接；旋转外壳7与圆形外壳1产生相对旋转运动时，永磁体两侧的发电线圈都能够发电。
[0028] 以此类推，上述双面发电基础结构还能够用于直线电机上。
[0029] 以此类推，图5和图6中的发电机定子和转子互相调换之后，背面发电铁芯2、背面发电线圈3及永磁体4等定子部分就在发电机的内圈，有缺口的环形正面发电铁芯5及其正面发电线圈6等转子部分就在发动机的外圈。
[0030] 上述实施例中的永磁体4的充磁方向能够改变，改变范围在0-90度之间。
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