動力式自由能源發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種動力式自由能源發(fā)電系統(tǒng)，包括依次連接的可充式直流電池、可調(diào)頻脈沖開關(guān)、無刷馬達、空壓冷卻葉片、無刷發(fā)電機以及電力轉(zhuǎn)換分配器，其中，所述無刷馬達、所述空壓冷卻葉片以及所述無刷發(fā)電機同軸設(shè)置；所述電力轉(zhuǎn)換分配器具有兩個輸出端，其中一輸出端經(jīng)可控下調(diào)電壓模塊回供所述可調(diào)頻脈沖開關(guān)以及所述可充直流電池。本實用新型的優(yōu)點是，在直流低電壓如5V～7.4V間可通過可調(diào)頻脈沖開關(guān)提升數(shù)十倍乃至百倍的電流，在通過轉(zhuǎn)軸磁極和高效三相電磁的排位對角后的高效運轉(zhuǎn)帶動了多磁極無刷發(fā)電機，并以高速運轉(zhuǎn)和扭矩使無刷發(fā)電機切換出電源, 該切換出的電源又以3至6倍擴大電力，使發(fā)電系統(tǒng)的輸入和輸出最大峰值功率比例可達1: 300以上。
【專利說明】
動力式自由能源發(fā)電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及發(fā)電裝置，具體涉及一種動力式自由能源發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電機是一種將其它形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機械設(shè)備。目前常用的可移動式發(fā)電機通常為柴油或汽油發(fā)電機，在柴油機汽缸內(nèi)，經(jīng)過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點，柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，稱為作功。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動曲軸轉(zhuǎn)動的力量，從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn);將無刷同步交流發(fā)電機與動力機曲軸同軸安裝，就可以利用動力機的旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，利用“電磁感應(yīng)”原理，發(fā)電機就會輸出感應(yīng)電動勢，經(jīng)閉合的負載回路就能產(chǎn)生電流。但是此類發(fā)電機體型龐大、噪音大，不適合日常使用，且發(fā)電成本較高，無法大規(guī)模普及應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種動力式自由能源發(fā)電系統(tǒng)，該發(fā)電系統(tǒng)通過電調(diào)提升電力電流、電磁脈沖變極切換、機械配套結(jié)合無刷馬達和無刷發(fā)電機得到輸出能效比的擴大。
[0004]本實用新型目的實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成:
[0005]—種動力式自由能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)電系統(tǒng)包括依次連接的可充式直流電池、可調(diào)頻脈沖開關(guān)、無刷馬達、空壓冷卻葉片、無刷發(fā)電機以及電力轉(zhuǎn)換分配器，其中，所述無刷馬達、所述空壓冷卻葉片以及所述無刷發(fā)電機同軸設(shè)置;所述電力轉(zhuǎn)換分配器具有兩個輸出端，其中一輸出端經(jīng)可控下調(diào)電壓模塊回供所述可調(diào)頻脈沖開關(guān)以及所述可充直流電池，另一輸出端接用電裝置。
[0006]所述發(fā)電系統(tǒng)還包括PPMS同步微控制器，所述PPMS同步微控制器分別連接所述可充式直流電池、所述可調(diào)頻脈沖開關(guān)、所述無刷馬達、所述空壓冷卻葉片、所述無刷發(fā)電機以及所述可控下調(diào)電壓模塊。
[0007]所述無刷馬達由可轉(zhuǎn)動的線圈轉(zhuǎn)子以及固定的磁極定子組成，所述無刷發(fā)電機由固定的線圈定子以及可轉(zhuǎn)動的磁極轉(zhuǎn)子組成，所述無刷馬達內(nèi)的線圈轉(zhuǎn)子、所述空壓冷卻葉片以及所述無刷發(fā)電機內(nèi)的磁極轉(zhuǎn)子同軸固定于一轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)動。
[0008]所述無刷馬達內(nèi)的所述磁極定子至少由2對磁極組成，所述無刷發(fā)電機內(nèi)的所述磁極轉(zhuǎn)子至少由10對磁極組成，一對所述磁極包括N極和S極各一片。
[0009]所述無刷馬達內(nèi)的所述磁極定子由2?3對磁極組成，所述無刷發(fā)電機內(nèi)的所述磁極轉(zhuǎn)子由10?12對磁極組成，一對所述磁極包括N極和S極各一片。
[0010]所述無刷馬達、所述空壓冷卻葉片以及所述無刷發(fā)電機封裝于一筒形腔體中，所述無刷馬達與所述空壓冷卻葉片之間設(shè)置有一導(dǎo)向式定葉。
[0011]本實用新型的優(yōu)點是，在直流低電壓如5V?7.4V間可通過可調(diào)頻脈沖開關(guān)提升數(shù)十倍乃至百倍的電流，在通過轉(zhuǎn)軸磁極和高效三相電磁的排位對角后的高效運轉(zhuǎn)帶動了多磁極無刷發(fā)電機，并以高速運轉(zhuǎn)和扭矩使無刷發(fā)電機切換出電源，該切換出的電源又以3至6倍擴大電力，使發(fā)電系統(tǒng)的輸入和輸出峰值功率比例約為1: 300。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型中動力式自由能源發(fā)電系統(tǒng)示意圖；
[0013]圖2為本實用新型中筒形腔體內(nèi)的構(gòu)造示意圖。
【具體實施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖通過實施例對本實用新型的特征及其它相關(guān)特征作進一步詳細說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解:
[0015]如圖1-2，圖中標(biāo)記1-16分別為:可充式直流電池1、可調(diào)頻脈沖開關(guān)2、無刷馬達3、空壓冷卻葉片4、無刷發(fā)電機5、電力轉(zhuǎn)換分配器6、用電裝置7、可控下調(diào)電壓模塊8、PPMS同步微控制器9、導(dǎo)向式定葉10、線圈轉(zhuǎn)子11、磁極定子12、筒形腔體13、轉(zhuǎn)軸14、磁極轉(zhuǎn)子15、線圈定子16。
[0016]實施例:本實施例具體涉及一種動力式自由能源發(fā)電系統(tǒng)，通過電調(diào)提升電力電流、電磁脈沖變極切換、機械配套結(jié)合無刷馬達和高頻無刷發(fā)電機得到輸出能效比的擴大。
[0017]如圖1、2所示，本實施例中的動力式自由能源發(fā)電系統(tǒng)包括依次連接的可充式直流電池1、可調(diào)頻脈沖開關(guān)2、無刷馬達3、空壓冷卻葉片4、無刷發(fā)電機5以及電力轉(zhuǎn)換分配器6，其中:
[0018]可充式直流電池1的電壓可以為7.4￥、9￥、12￥、18￥或2利，本實施例中的可充式直流電池I的具體參數(shù)值為電壓7.4V，電流0.5A-1.5A，功率為7W;
[0019]可調(diào)頻脈沖開關(guān)2為可調(diào)高頻的脈沖開關(guān)，可將由可充式直流電池I輸入的7W直流電能量提高至轉(zhuǎn)動能量600W，最終電力能量的擴大是通過同軸上優(yōu)化匹配好的無刷發(fā)電機5實現(xiàn)，通過增加磁極數(shù)量和達高轉(zhuǎn)速時產(chǎn)生的高頻率電壓以及巧妙設(shè)計的反向零線(使無刷馬達在有負載時與電流相反方向運動的電子作抵消，因此當(dāng)在有高負載發(fā)電時可以百倍比例發(fā)電而產(chǎn)生相對非常小的逆磁阻力)。
[0020]無刷馬達3、空壓冷卻葉片4以及無刷發(fā)電機5封裝于如圖2所示的筒形腔體13中，三者經(jīng)同一轉(zhuǎn)軸14構(gòu)成同軸連接轉(zhuǎn)動;無刷馬達3采用高轉(zhuǎn)速無刷電機，由可轉(zhuǎn)動的線圈轉(zhuǎn)子11以及固定的磁極定子12組成，該磁極定子12由2?3對磁極組成，每對磁極包含N極和S極各一片，線圈轉(zhuǎn)子11固定于轉(zhuǎn)軸14上;空壓冷卻葉片4同軸固定于轉(zhuǎn)軸14上，在隨轉(zhuǎn)軸14轉(zhuǎn)動過程中進行散熱冷卻;無刷發(fā)電機5采用高扭矩低轉(zhuǎn)數(shù)永磁無刷發(fā)電機，由固定的線圈定子16以及可轉(zhuǎn)動的磁極轉(zhuǎn)子15組成，該磁極轉(zhuǎn)子15固定于轉(zhuǎn)軸14上，由10?12對磁極組成，每對磁極包含N極和S極各一片。需要說明的是，在無刷馬達3與空壓冷卻葉片4之間還設(shè)置有一導(dǎo)向式定葉10，該導(dǎo)向式定葉10不隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，可起到對轉(zhuǎn)軸14的支撐固定作用，防止在轉(zhuǎn)軸14旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生輕微振動，此外還用于將無刷馬達3所產(chǎn)生的熱量導(dǎo)流向空壓冷卻葉片4并排出筒形腔體13。需要說明的是，本實施例中無刷馬達3內(nèi)磁極定子12內(nèi)的磁極對數(shù)以及無刷發(fā)電機5內(nèi)磁極轉(zhuǎn)子15的磁極對數(shù)數(shù)量并不唯一，當(dāng)無刷發(fā)電機5的輸出電壓選型為12V、24V或更大時，相應(yīng)增加無刷馬達3內(nèi)的磁極對數(shù)，從而提高無刷馬達3的扭矩而轉(zhuǎn)速則降低。
[0021]電力轉(zhuǎn)換分配器6的輸出端具有兩條輸出分路，其中一條輸出分路經(jīng)可控下調(diào)電壓模塊8變壓后回供可調(diào)頻脈沖開關(guān)2以及可充式直流電池I，另一條輸出分路連接用電裝置7供用戶使用。
[0022]此外，該發(fā)電系統(tǒng)還包括一PPMS同步微控制器9，該PPMS同步微控制器9分別連接控制上述可充式直流電池1、可調(diào)頻脈沖開關(guān)2、無刷馬達3、空壓冷卻葉片4、無刷發(fā)電機5以及可控下調(diào)電壓模塊8。
[0023]如圖1、2所示，本實施例中動力式自由能源發(fā)電系統(tǒng)的工作方法包括如下步驟:
[0024](I)由電壓為7.4V、電流0.5A-1.5A、功率為7W的可充式直流電池I向無刷馬達3輸入供電，在輸入無刷馬達3之前，通過可調(diào)頻脈沖開關(guān)2把兩相直流(7.4V)在保持電壓不變的情況下把電流放大，由輸入前的0.5A-1.5A提升至5A-18A，并轉(zhuǎn)換成三相交流電力(電壓維持在7.4V);
[0025](2)通過可調(diào)頻脈沖開關(guān)2把放大后的三相交流電力輸入無刷馬達3內(nèi)的線圈轉(zhuǎn)子11上，在拉動其轉(zhuǎn)動的磁極定子12高速切換2?3對磁極時，因其轉(zhuǎn)動角度較大，無刷馬達12的轉(zhuǎn)軸14達到高速旋轉(zhuǎn)；
[0026](3)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸14帶動無刷發(fā)電機5內(nèi)的磁極轉(zhuǎn)子15高速旋轉(zhuǎn)，磁極轉(zhuǎn)子15上的1?12對磁極可在每圈的高速運轉(zhuǎn)中切換出高頻的電力輸出(24V)，輸出功率可達1600W-2000W，使發(fā)電系統(tǒng)的輸入和輸出峰值功率比例約為1: 300；
[0027]此外，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸14帶動空壓冷卻葉片4高速旋轉(zhuǎn)，在導(dǎo)向式定葉10的導(dǎo)向下將無刷馬達3高速旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的大量熱量排出筒形腔體13，同時將無刷發(fā)電機5發(fā)電過程中所產(chǎn)生的大量熱量排出筒形腔體13;
[0028](4)經(jīng)電力轉(zhuǎn)換分配器6控制將電力輸出分為兩路，第一路經(jīng)控制整流后直接輸出電力供用電裝置7使用;第二路經(jīng)可控下調(diào)電壓模塊8將24V電壓下調(diào)為7.4V-8.2V間之后并聯(lián)可充式直流電池I以及可調(diào)頻脈沖開關(guān)2，在對可充式直流電池I充電完畢后切斷其對可調(diào)頻脈沖開關(guān)2的電力供應(yīng)，并直接由該路回流電力向可調(diào)頻脈沖開關(guān)2輸入電力供電，取代可充式直流電池I。
[0029]在實際使用中，若用戶的電功率需求為5KW，則建議配備本實施例中2000W的發(fā)電系統(tǒng)六套，用以輪流式自控使用，保證運行可靠性；即使其中一或兩臺發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生故障，其余四套發(fā)電系統(tǒng)也足夠滿足用戶發(fā)電需求，維修人員也將會及時趕至現(xiàn)場維修或更換出現(xiàn)故障的發(fā)電系統(tǒng)。
[0030]靜能發(fā)電也可采用上述相同原理。
【主權(quán)項】
1.一種動力式自由能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)電系統(tǒng)包括依次連接的可充式直流電池、可調(diào)頻脈沖開關(guān)、無刷馬達、空壓冷卻葉片、無刷發(fā)電機以及電力轉(zhuǎn)換分配器，其中，所述無刷馬達、所述空壓冷卻葉片以及所述無刷發(fā)電機同軸設(shè)置;所述電力轉(zhuǎn)換分配器具有兩個輸出端，其中一輸出端經(jīng)可控下調(diào)電壓模塊回供所述可調(diào)頻脈沖開關(guān)以及所述可充直流電池，另一輸出端接用電裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力式自由能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)電系統(tǒng)還包括PPMS同步微控制器，所述PPMS同步微控制器分別連接所述可充式直流電池、所述可調(diào)頻脈沖開關(guān)、所述無刷馬達、所述空壓冷卻葉片、所述無刷發(fā)電機以及所述可控下調(diào)電壓模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力式自由能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述無刷馬達由可轉(zhuǎn)動的線圈轉(zhuǎn)子以及固定的磁極定子組成，所述無刷發(fā)電機由固定的線圈定子以及可轉(zhuǎn)動的磁極轉(zhuǎn)子組成，所述無刷馬達內(nèi)的線圈轉(zhuǎn)子、所述空壓冷卻葉片以及所述無刷發(fā)電機內(nèi)的磁極轉(zhuǎn)子同軸固定于一轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)動。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種動力式自由能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述無刷馬達內(nèi)的所述磁極定子至少由2對磁極組成，所述無刷發(fā)電機內(nèi)的所述磁極轉(zhuǎn)子至少由10對磁極組成，一對所述磁極包括N極和S極各一片。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種動力式自由能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述無刷馬達內(nèi)的所述磁極定子由2?3對磁極組成，所述無刷發(fā)電機內(nèi)的所述磁極轉(zhuǎn)子由1?12對磁極組成，一對所述磁極包括N極和S極各一片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力式自由能源發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述無刷馬達、所述空壓冷卻葉片以及所述無刷發(fā)電機封裝于一筒形腔體中，所述無刷馬達與所述空壓冷卻葉片之間設(shè)置有一導(dǎo)向式定葉。
【文檔編號】H02K53/00GK205544875SQ201620090844
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月29日
【發(fā)明人】黃偉賢, 林潔蘭
【申請人】愛恒能源科技（上海）有限公司