专利名称：能量放大器的制作方法
技术领域：
本发明属于机械制造、化工、风光机电、新能源、交通运输领域、新能源汽车。适于发电机改进节能配套使用、快速充电、节能发电、电动车辆等运输工具基础能源的解决和支持节能环保技术系列应用。
背景技术：
目前能源是全球性问题，带来的经济、环保、安全危机等问题愈加突出。从工业革命以来，人类对现有消耗性能源已过度依赖数百年、迫切需要缓释或寻求新能源解决方案需求已迫在眉睫。特别是电能已经普及人类生活工作方方面面，加之新能源电动车及系列交通工具技术日趋普及，也无法解决的核心矛盾问题仍然是其靠外部能源进行耗费，电动车内部没有动力来源，仅靠一昧加大电池和大功率电机不能解决续航和持续来源动力，反而增加成本和后期费用损耗，即或充电后行驶、车内能源始终自然在快速随之减少，最终行驶距离有限然后到处找、到处建危险且不利于管理的昂贵的充电桩。行驶里程和适用性皆不如人意、均在不成熟的研发期，未能产生实质性突破的方案技术，是因为未能够栓释创新力量和能源的驾驭方式。燃油发电机以及其他设施也同样多是采用能源转换和进行同等消耗性使用。
发明内容
为了相对缓解能源紧张和保护环境，本发明为一种靠自身消耗微小的无污染无排放、可携带的快速充电，以发电代替充电的节能设施，它能够结合普通电源或发电机电源多种方式使用发挥节能功效，以少量消耗倍增更多电能源，具备蓄能扩能、节能快充、携带中发电、兼容面广等多项功能，应用方式灵活、广泛，成本实在，组合方式多样灵活，体积小巧， 能在携带运输中进行扩能做功，也是电动车的发动机或动能主要来源，有该设施作为电车的电源产生供给中心、能量心脏，也是电动车的发动机核心部位、运载装备它的此类电动车就可以在行驶或停车中通过市电或搭载普通燃油发电机配套实现少量电能扩展成更多电能或快速补充电源能量，一般不需过多时间依靠少量外部能源充电也能行驶延长里程，因为装备这系统设备与之匹配的电动车自带能源生产系统、在行驶中不断发电保持着电能充沛、始终处于最佳运行力量状态反而动力充足且续航里程得到延长，并不是靠大电机和大堆电池被动维持，因为电动车的动力设施即或是中小功率电机在能量充沛的情况下充分发挥的力量和爆发力均大于能量疲惫的大功率电机。该设备系统蕴含巨大经济效益和潜力应用广泛。可用于各类小型船只和其他交通运输设施供电、加工作业乡村、家庭、商业用电。 明显节约资源同时也生产新能源，充分珍惜利用我国丰厚的稀土资源天然优势，促进新型电能相关行业和能源业的发展转型开启新能源革命的先河。随着并本发明的理论配套设施的不断升华完善本设备系统效果的随之提升，逐步真正使相应产业走向可持续化发展的方向，前景无限光明。本发明解决其技术问题所采取的技术方案是
本系统以一种节能型降温轮式直流永磁稀土无刷电动机与电源相连接、此电源可为各类电(市电、交流电、直流电、发电机供应电、蓄电池供电等多种模式)，以专用稳压器 (具备A/D、D/D双向转换和可调功能)，调整至相应电流电压供给直流电机进行启动，达到需要的设定最佳功效转速和相应时间实现恒速，经旋转传动装置匹配比例，(使电动机处于耗电最小动能最大最佳运行状态)其主动传动轮带动发电量大于其用电量的一种无刷无铁芯永磁交流发电机的从动轮，使发电机达到最佳额定转速进行运转发电，电动机与发电机按比例运转使发电机稳定旋转反复多次切割磁感线输出高功率电。此发电机产生相应多于电动机所消耗的2倍以上的发电量，发出匹配电压的交流电，经发电机控制器等设施进行稳压、整流、过滤、以及欠压、过压过充控制保护等变为直流电充往蓄电池，而消耗近同样的WH功率情况下，通过本系统产出相应近2倍左右(除去各负载损耗)的电能储备供应用电设施使用，达到能量扩展功能。如果此近2倍电能再供应与此相等功率增大的电动机形成连贯增加系统，再次带动稍大的发电机发出再大于它的2倍以上电量，那么总体就获得有接近源头电机用电的近3倍电量(仍除去各负载损耗)，依次类推(但不意味每套后续设备单元组无限增加越多越好、因此一般每套连贯扩展系统控制在2 3单元组左右为宜)， 虽有损耗但电量增加比例更加明显而迅速。本系统重新栓释传统电能观点应用理念相应功率能源可以换取增加功率能源产生。主要以市电、风电、光电、核电等各种电原料发电代替充电、以发电增势电能代替快速充电、以可携带的快速充电的本系统代替固定快速充电、 以可携带的燃油发电机配套增供电换取燃油的节省发电、以蓄电池发电替补燃油发电。同样，也可以配备用普通燃油发电机对本设施供电、其做功扩展发电储备于蓄电池，节省大量燃油且可以运载更加方便，也可以应用在电动车、船只等交通及多种生产工具上和无市电场合；也同样，可以应用其后端已充电储备的部分蓄电池作为代替能源进行供电或循环扩展供电，其做功扩展发电也能够再储备于蓄电池。在此前提下——只要有电提供此设备就能通过它进行扩增，就能够生产电或达到增加延长使用的效果。每组生产电能源的多少取决于每个电动机耗电和与之配套的发电机发电的比例。设备越节能耗电少而发电效率越高比例就越大，(该单元)产生的增势电能量就越多。电机通过电能消耗做出旋转运动，以其机械能带动发电机、而发电机在从动运转同时又将机械能转化为电能、部分电能再传与蓄电池。(由于发电量大于带动发电机的电机自身用电量)另外多出部分传输的电量供给与用电设施或储备用的蓄电池作备用。该带动发电机的电动机调速运转时，其输出功率会随转速而变化。而其输入功率也会因过压欠压等作用于电机影响转速(或因过压而消耗电源、或因欠压而不能拖动它的负载对象发电机引起堵转)。为控制电动机输入功率，故而通过稳压器稳定其转速，并且确保过压和过流电不往电机端影响和损坏电机。该慢速节能永磁电动机的轮直径为发电机轮比例直径大于 1.5 : I以上，即电动机须费I. 5倍以上的转速力量于发电机,但电动机并未耗了比于发电机I. 5倍以上功率。何况电能、功率消耗与力量概念无关，且并非能耗大就力量大，亦非力量小才消耗少。力矩电机的特点就是只要电能稳定、出功率就稳定在最佳工作状态，再大的电机、电能不稳则损耗就大反而直接影响其动力性能。此设备的节能力矩电动机能够少消耗运转拖动发电机发电作业克服其负载阻力或拖力情况下，使其以额定转速旋转工作扭力达到拉动发电机达到额定发电转速，使其产生大于电动机耗电的发电做功目的即可。同样反之，如果是慢速发电机就改用快速电机带动，其传动轮比例又按照以小带大相反方式匹配。具体是以一种节能无刷降温永磁稀土力矩电机、通过相应电源、专用稳压器启动供给它用电，通电旋转从而以传动系统(齿轮或皮带轮，通常采用皮带轮。也可按情况自定采用小型无极变速箱传动使启动瞬间电流减小和充满电后期的小电流注入加强)带动无铁芯无刷永磁交流发电机工作、使发电机运转至额定转速进行发电产生了额定的恒定的输出电功率，发出交流电输出(并配有发电机调节器带二极管半桥式整流、大电容器等相连接)变为恒压、恒流、恒速的直流电对匹配的蓄电池分别对应进行同时充电。由于系统在动态和静态中不断供电连续浮充电或交互间歇式充电，此电池在充电同时又相应放电与用电设施(特别是电动车行驶操控中的开关过程)使之也具备脉冲方式特点，因此充电形式可谓多兀化自然一体的复合式充电过程。在提供电机端的电源专用稳压器是系统的力矩电机正常运转的关键保障(特别是使用蓄电池电源时的DC/DC状态下或动态充放电中)，它有感性负载损耗约为电机本身损耗率约15%，但不影响发电机输出功率的改变(这只意味着此套设备的自我必然消耗而总体相应节能效果减少、且均可改进)。加上阻性负载和整流二极管等其它感性负载损耗以及O. 5%的发电机控制器等各类功率损耗、再总计各损耗约电机的10%共也不足30%。仍然有大量的发电输出。(比如保守地按普通功效的IKW电机带动2KW发电机计即或工作中各负载损耗30 %即O. 3KW加电机1KW，即I. 3KW经过本系统工作后就实际为2KW。I. 3KW 仍然存在并另有近700W左右的扩展增势电能产生)，这是本系统的关键功效。它意味着在传统充电或发电的能源转换损耗(小于100% )模式基础上,相对不但未消耗反而增加了近50%左右的电能(也就是100% :150%节能1/2)。而单作为充电速度来讲也有同比例提高，或根据与其连贯或扩增设备单元的限量增加由此相应亦可再提高多倍。再如以上系统，拟此单元由于IKW加损耗为I. 3KW，能够产生2KW，用电的设施(电器、工具、电动车等)负载功率在此发电机功率的1/3以内(增势电能600 700W内)则可以通过储存电量的蓄电池循环利用此IKW电机带动发电机、进行发电重复、多次输出1/3 以内电量供用电设施延长使用。(高于此比例则为消耗性供电，但此2KW均可以再作为电源通过内部发电再次扩展也可以有节能效果)。因此，在蓄电池满电情况下开始使用同时，用本系统对系统内部蓄电池充发电就具备自我补偿同时可输出多余电能(约为发电机功率的1/3)。在此情况下——本系统具相应延长持续发电功能。再增加一个放大扩展单元(或者复合小单元组合)，此2KW功率提供I. 4KW电机则产生近3KW发电机的末端电能,一单元初端与末端相比I. 3KW概增为3KW，扩大了约2. 3倍，其蓄能后的电池可分组又提供重复使用于发电。在此前提下——本系统具有以蓄电池持续不间断复制生产并扩增能量的功能。本系统设备以发电代充电方案、且输入输出方式灵活多样，充电为大电流IC或2C 以上充电为宜。持续发电工作方式主要采用可适应快充的镍氢电池最佳(当然也包括各类电池)。如为铅酸最好电压为24V两只/组方案、节约成本同时有利于进行大电流充入电后如果是直流负载需要电压高则可再通过DC-DC升压开关提高输出或并联输出。但铅酸蓄电池此种动态充放电工作由于挥发析气、要平时加强电解液的补充维护。它的近饱和充电(而并非过充过压)又相对平稳放电使蓄电池处于稳定状态(而非常规放电完后又剧烈饱和充电的损耗式使用情况才对电池要求严格)，有利于电池消除硫化物积块、激活电池功效、延长铅酸电池寿命，加之电池在运动充放状态中处于近饱和和起过滤稳压作用为主、实际上对电池蓄电新旧、电池效率要求与常规相比反而不高。提倡铅酸电池(两只/组)是为尽量避免多电池的单体不平衡造成的“木桶效应”而降低电池效果影响系统效率。电池通过该发电机配套自动控制调节器、对电池进行停充电或续充。两组电池以上通常采用单充并联或分充并联方式实行均衡管理控制，其它电池组通过升压输送二极管传导，甚至同电压微型发电机涓流返充，(或两只1/2功率发电机以一只电机带动并可控制发电机其中一只或两只共同工作)，使其它电池组在电量大于电动机-发电机供电端电池时输往该组， 也可以对供电组优先充电通过并联将多出电势导出于其它电池，确保供电端电池的电量优先稳定。(亦可两组并联电池充电、用电分开控制)。因为有相应持续的电输送(燃油或其它能源发电机扩增式发电、电池发电和持续供电等多种组合模式)，系统能够扩增节能、 持续或延长供应用电，携带它的电动车辆所以也相应自带快充和发电机及电池能量扩增功能，(通过各方式以及发电机协同补电扩增、电池发电等组合模式应用)则可以因节能而相对实现持久或长途行驶。本设备模式转换应用通过组合开关切换控制系统在快速充电蓄电模式下——稳压器交流电输入AC-DC输出与电动机带动系统工作；在直流发电机协同供电或者蓄电池供电模式下一稳压器以DC-DC与电动机及系统；在交流发电机协同供电模式下一稳压器以AC-DC与电动机及系统；电池持续供电模式情况下一一独立单机组末端负载须小于发电机功率1/3 (如上所述)才能相应延长持续用电(如需要用电功率大则扩大此系统或增加连贯后端扩展机组)。末端加稳压器则可直接作用于负载和以蓄电池储存再提供直流电输出或根据情况加升降压开关等各类；交流电加逆变器转换与负载使用。主要原理是有了电源料提供后(可为燃油发电机，市电，风、光电，蓄电池电等各类)本设备就运转以消耗本设备的动能系统、即带动发电机电动机系统设施机械能进行消耗运动、同时又以运动换取、扩展增加能量。永磁无刷力矩电动机启动电流小、节能而扭力大，它带动的此发电机阻抗小效率高(升级后更小更佳。当然也可以同时带动两三台等同于一台大的发电机功率的小功率发电机共同并联或串联工作发电)。蓄电池供电蓄电同时消耗了该电池的电解液化学能(或物理电池的物理能)为主，同时以其小损耗、大力量的节能电机设施负责做功带动产生功率大于它的高效发电机输出发电、换取了节能增势电能的产生。(虽工作过程中有一定用电损耗，但属自产电能转换补充必要过程因素，故应只视本动能系统实际输出功率或增加的功率为准)。每单元的节能电势来源于设备旋转运动、发电、节能、力量、 消耗、磨损、转换等系列动态工作转换过程。能量扩展模式中——每个带动发电机的电机和发电机等设施为一个单元，每后一个扩展单元(或累计相应数量小单元为一单元)需要输入功率为上一个单元的输出功率(另加损耗)，末端发电机输出功率即为实际总功率。持续生电模式中——末端的电量可用于重复扩大再生产。但负载末端设施和系统需要能耗不能大于它的输出即耗电不能大于供电、否则就进入消耗模式。本发明有益效果是带能量扩增节能效果和自带发电功能为一体的设备，充分发挥和提升能源功效， 能独立运用也可以辅助节能、作互补系统使用，可以由供电主体、发电机辅助或电池补充使用。(只要有电能源提供的情况下)其也具备一定的发电机特性、它的控制器在开启状态下自动充电或停充、所以与车辆行驶与否无关——只要差电、它也会启动发电。能够携带运载
6于电动车中行驶或停车中，能以自身拥有的或协调配备的其它电能生产设施进行启动和发电、蓄电(以时间换电能)，根据需要可以单机或联机使用组合，各模式功能用途不同的此类设施也可相互升级改装配套代用兼容协调，正常状态下使用持续性强。也能够生产一定能量，何况即或是节能多也是一种能量生产。此系统单元体积重量适中携带和操作方便，总体设备升级空间整合潜力巨大，能在多种环境下工作。也可以一机取代多用。各类单机大功率、多机按需要进行功率倍增组合做功蓄能，就能自身产生各类所需功率的大电能使用于小型车船多类交通工具甚至飞行工具和其他生产生活、电器、设备电工具多种用电设施。依赖小消耗少、零排放、节能显著， 适应和用途面广。随着相应的电动车及机电节能动能技术和电控技术的长足发展，本发明设备的功效、性能和用途等各方面都将得到不断补充提高愈加完美。下面结合实施案例对本发明进一步说明。(带自动能量单级系统大功率电动摩托)I、带调速器的节能降温轮式永磁直流慢速电机(Ml) 1000W. 48V(每分钟额定转速 400R)2、供电组蓄电池(GB)48V，30AH. (I) AC/DC-DC/DC 稳压器(限定为)48V，30AH、电量观测表2-1 (PM)3、以B型三角皮带轮式形成传动装置(3a电机主动轮、3b发电机从动轮、3a与3b 比例为2 I)4、无刷无铁芯永磁低阻抗发电机及从动轮，(G)(每分钟额定转速600R，最大转速 700R)输出功率 3000W 3600W/50V. 60AH5、发电机自动调节稳压器(QC)、三相整流(UR)、电容 4700微法、调速器及控制器、开关(Kl)、二极管(VD)6、电动摩托车用电组的铅酸动力蓄电池(GB)48V，30AH7U200W. 48V大功率电动机的电动摩托(M2)。8、载有自动能量系统电动摩托车内部支撑固定架。
具体实施例方式(I)直流电机和(4)发电机等，固定于摩托车内，在通过(2)供电组蓄电池(先以市电经稳压器AC/DC模式用电I. 3KW于此48V 30AH 2组充满电、此蓄电3KW，快充并已增加节能2. 3倍)转换为DC — DC电池电源，电摩行驶至用电组电池40V 44V后，启动设备 (使用供电组蓄电池)至每分钟400R运转，自动接通发电机后电机因负载降为300R、发电机I : 2比例就是600R启动发电，通过(3)其外圆主动凹轮、外部以(小型系统的简易式传动)B型三角齿皮带、带动另一发电机上的小从动凹轮进行旋转。当(I)电机达到300R 转速后，发电机相应从动旋转快速切割磁场也达到了额定转速或最大转速并输出3000W 3600W的交流电。输出交流电分为两组、通过发电机控制器稳压、桥式整流、滤波电容后变为直流电充入⑵供电蓄电池和(6)用电组并联的电动车辆蓄电池。(因线路距离短，设施简单节能，启动电流小、按此电机自身耗电1000 、稳压器损耗20%即200W后，其它各损耗 10%即100W计损耗1300W、发电机发电3000W，亦可提供1700W功率的供电与这1200WH电动摩托)。一般情况此电动摩托正常行驶为匀速和下坡、停车等用电综合消耗不及1200WH、更不及1700W和充电快，属供电大于用电持续工作模式，可实现时控模块间隙式充电和发电机控制器自动控制在50V左右停充、用电组40V 44V开启续充。电池并联(6)电能大时通过二极管导流至(I)电池组实现自然平衡管理，优先保障供电组电池电量。此例中的系统能够间歇充电、保持平衡、带动发电机的电动机一套设施常可以适时得到休整。短途行驶不开启设备也可以直接通过稳压器A/D模式以市电发(充)电后使用也具有增加I. 5倍的节能效果。此例中，电摩一般不必携带燃油发电机辅助配套协调因为电能基本已够。它的两组各4只电池分开充电和供电。电机端接稳压器控制电源的保存，并同时在(6)用电电池组满电情况下输往供电组、充满电能后发电机控制器停止(I)带动发电机的电动机(旋转带动充电)工作。此1200W大功率电动摩托车在行驶中由于时速路况和快慢、走停等行驶特征，调节把手(电门)感应器的不断开关即间歇放电中同时充电，充电工作具备脉冲充电形式特征。此电动车可用以前充电I. 3KW行驶里程、完成现在3KW路程已经节能。如运行本系统持续工作模式可以延长续航数倍。(附图
I——带能量扩增系统电动车工作示意图)下面结合实施案例对本发明进一步说明。(2单元级能量扩增器)I、节能降温轮式高速永磁直流力矩电机(Ml)IOOOW. 48V 20A(每分钟额定转速 800R)2、燃油发电机电源(外部电源)、(1)A/D.D/D专用稳压器48V 40A(QC)、电量观测表 2-1(PM)3、以B型三角皮带轮式形成传动装置(3a电机小主动轮、3b发电机大从动轮，比例为 I : 2)4、永磁低阻抗无刷无铁芯发电机(Gl)(每分钟额定转速300R,最大转速350R)输出功率 2500W 2800W/50V. 50A 供电组蓄电池(GB) 48V，50AH.5、发电机继电器型自动调节器(QC)三相整流二极管(UR)、电容 开关(Kl)6、(2 单元)-1800W. 48V 电动机(M2)。7、以B型三角皮带轮式形成传动装置(4a M2电机主动轮、4b G2发电机从动轮) D/D专用稳压器48V 38A(QC)8、永磁低阻抗无刷无铁芯发电机(G2)，输出功率4500W/50V，90A9、发电机自动调节器(QC)三相整流二极管(UR)、电容 开关(Kl)、二极管(VD)10、蓄电池(GB)48V，103AH具体实施方式
；(I)电机由⑵外部电源通过稳压器提供输送AC-DC (或DC-DC)电能1KW，(加上稳压器和其他消耗300W共计I. 3KW)，驱动电机运转通过(3)传动装置系列带动后因转速比1/2，发电机负载阻力使电机800R/min降速为600R/min，发电机(4)即以其1/2比例的 300R/min运行，达到额定转速后输出2500W电能通过(5)与蓄电池GB 48V 50AH储存和放电使用。蓄电池出端连接第2单元的DC-DC专用稳压器提供直流电源与(6)电动机运转， (电动机I. 8KW以及稳压器和其他损耗约O. 6KW共计2. 4KW)，通过(7)传动⑶发电机运转发电4.5KW(50V 90A)，再通过(9)传送于蓄电池(10)储存使用。如此，从(I)使用电消耗I. 3KW至(10)通过2个单元的工作扩展储存电能增加为4. 5KW，节能或放大了 3. 2KW。
此例中，(2)外部互补电源可为水、风、光、核电等多种形式。如为市电不可携带即可为商业电节能使用，以日常节能式充电的蓄电池代替燃油发电已经非常经济。此耗电
I.3KW，蓄电后增加为4. 5KW左右则直接节能约3，2KW。如再以燃油发电机互补携带于运输工具上重复使用即每次节能3. 2KW，节省大量燃油。如再以终端4. 5KW蓄电池中的I. 3KW作为电能源以D/D输出与系统，也可进行同类使用进行发电。(附图2-2单元级能量放大系统工作示意图)
权利要求
1.本系统以小功率节能电动机带动高效率低阻抗发电机，发电机发电大于此电机耗电。具有放大该电源的效果。采用各类电源和发电设备做动力能量和配套互补起到节能功效，主要以发电代替充电和循环使用。
2.如I所述的每机组为一个单元、而蓄电池出端配备的DC-DC专稳压器供电机使用，起到稳定电机与发电机作用。每个单元的发电量高于用电量。单元相互组合、上一单元发电与下一单元作电源、下一单元发电大于上一单元供电，逐层放大而扩能节能。
3.此系统可以用能够携带的电源包括各类蓄电池(镍氢电池、锂电池、铅酸电池等所有蓄电池均可)提供电动机从而带动发电机旋转发电，产生的电能充往电池因为有增加、 故而可以重复工作(该电池)能够同时分配输送与电动车或用电器材再进行使用。
4.如权利要求I中的电动机具节能功效、能够带动该低阻抗发电机产生高于电机及系统损耗的更多电功率，以节能高效换取增势电能的产生、以机械旋转传动发电机工作与电池高效发电产生电能。
5.本设施系统能够以节能发电代替快速充电、采用的发电方式(动态静态)为复合式供电蓄能。可以多种电路连接方式根据需要设计组合。可大、小电流或各种形式分流、分压等充电与蓄电池。蓄电池能够蓄能和同时工作。
6.带此电池及此充电系统的电动车和交通工具，可在行驶中随时发电、也能在停车时补充电能，可单独使用或多机联合分工、或者串联、并联组合成系统机组提高功率输出使用、可以通过逆变器和稳压器等设施后提供相应普通电器设施使用或不同功率电压运输工具使用。
7.如权利要求I中的电池，其可为I 2个至多组，(通过改变发电机电压)可以同时充电供电或分组供电或根据用电设施电压不同而使用升压、降压开关输出；可用微型发动机系统对供电组电池实现涓流充电。也可以分组充电、分组供电，电压、容量应大于带动发电机的电动机和电动车的相应时段消耗时系统设备因有持续动力而可以持续工作，该电池最好采用镍氢电池，也可为阀控式铅酸电池和锂电池及其它各尽可能适应或接近IC以上充电的电池。
8.如权利要求I中的发电机及带动它的永磁节能直流电动机可设计组合为一体同时转动工作(亦可电池为一体)，它的消耗电功率与发电输出功率比例越大越节能、效率就越高。该设施可以结合在交通工具运动系统中同时使用。
全文摘要
一种能量放大器，此属新能源节能技术应用、机电机械制造、交通运输、生产生活领域。可解决电动车节能和充电难题以及电量消耗行驶动能小、里程短等问题。其特征是由以采用电能源互补的一种专用惯性机械动力工作系统等系列设施组合做功进行节能、且通过消耗系统机械能、化学能转换系列工作生成将节约的势能转为电能，经重新分配再输送与电机和此类配套电动车使用，装载配置此系统的设备能在运行中得到电能补充延长使用的效果。
文档编号H02K53/00GK102611282SQ201110262800
公开日2012年7月25日 申请日期2011年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者向舰 申请人:向舰