一种杠杆发电系统的制作方法

本发明属于发电机技术领域，尤其涉及一种杠杆发电系统。

背景技术：

动力发电机一般是由启动电机和发电机以及其它辅助部分构成的一个系统，一般称之为发电机组。一般发电机组由动力机组(多为三相电机、柴油机或汽油机)、发电机组和配电控制装置组成，动力机组运转产生动力拖动发电机进行发电，当动力发电机组的动力机组与发电机组启动成功后，由动力机组稳定持续地启动发电机组工作，从而持续向外供给电能；由于动力机组与发电机组是同时启动的，发电机组由于自身的质量惯性较大，启动比较缓慢，发电机组启动和提速过程中会造成转矩过大，要求启动的动力机组的功率的配置较高，动力机组的功率与发电机组的率配套的匹配比一般都是1.6:1以上，都是没有配置增力或者省力功能的，使动力机组拖到发电机组运转较为困难，功率小的动力机组往往出现启动困难甚至不能启动的问题，启动后，提速过程也比较缓慢，动力机组对发电机组进行提速时受驱动力的限制较大，即使增加更大的力也达不到提速的效果，甚至会严重损害动力机组，动力机组受到冲击而严重损害使用寿命。为此，配置小功率动力机组能够以最小能量获得最大的动力能源是一种最理想的动力发电研究发展方向。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种杠杆发电系统，本发明通过动力电机增力发电机，从而可以将较小功率的动力电机就可以驱动较大功率的发电机进行正常地运转发电，从而解决了动力机功率与发电机功率配套的不合理的问题。为了实现上述目的，发明采用以下技术效果：

根据本发明的一个方面，提供了一种杠杆发电系统，包括支撑底座和安装在支撑底座上的动力电机、发电机、驱动飞轮和储能飞轮，所述发电机安装在支撑底座的一端，所述动力电机通过支撑板安装在所述支撑底座的另一端，所述发电机的输出轴与驱动飞轮之间通过动力传动轴进行传动连接，在所述支撑板上设置有第一轴承座，沿所述动力电机输出轴的轴线方向上设置有皮带传动轴，该皮带传动轴的主动端与所述动力电机的输出轴传动连接，所述皮带传动轴的从动端通过第一轴承座固定在所述支撑板上，所述皮带传动轴的从动端通过设置皮带轮和皮带与所述驱动飞轮传动连接，在所述发电机的输出轴与所述驱动飞轮之间的动力传动轴上安装所述储能飞轮，在所述驱动飞轮与储能飞轮之间的动力传动轴通过第二轴承座安装在所述支撑底座上。

上述方案进一步优选的，在所述动力电机的输出轴与皮带传动轴的主动端之间设置离合器，该离合器为电磁离合器，在所述驱动飞轮的动力输出侧的动力传动轴上设置有磁力轮。

上述方案进一步优选的，在所述发电机的输出轴与所述储能飞轮之间的动力传动轴上设置有调速器。

上述方案进一步优选的，所述调速器的输入轴与输出轴之间的转速比为1:3～6，该调速器为齿轮调速器。

上述方案进一步优选的，所述驱动飞轮的直径至少为皮带轮的直径3倍以上，所述储能飞轮的直径大于或等于驱动飞轮的直径。

上述方案进一步优选的，所述储能飞轮包括密封壳体、飞轮本体和中心轴，所述飞轮本体密封于所述密封壳体内，且飞轮本体在与密封壳体的腔体内呈间隙设置，该所述中心轴由飞轮本体的两侧轮面沿轴向穿出密封壳体的外壁，所述中心轴的外壁通过磁浮轴承固定在所述与密封壳体上，所述中心轴的两端分别通过联轴器与所述动力传动轴传动连接，所述密封壳体的外壁通过支撑台固定在所述支撑底座上。

上述方案进一步优选的，在所述飞轮本体包括中心轮体和从中心轮体外围且沿径向向外延伸的边缘环形轮体，且中心轮体的厚度小于边缘环形轮体的厚度，所述边缘环形轮体的圆周壁与所述密封壳体的内壁呈间隙设置，在边缘环形轮体的中心设置有所述中心轴，沿中心轴周围的边缘环形轮体上对称分部有多个圈孔。

上述方案进一步优选的，所述飞轮本体由多个飞轮单体相互扣接而成，每个飞轮单体的侧面通过螺栓连接固定。

上述方案进一步优选的，在中心轮体的两侧的圈孔上分别设置有相互对称的堵孔盘，该堵孔盘通过螺栓相互固定连接在中心轮体，在堵孔盘的边缘设置有向外凸出的固定部，该固定部上设置有螺孔，在所述堵孔盘的盘面上沿径向间隔设置有扇环状的第一非磁体和第二永磁体，在所述边缘环形轮体的圆周表面和环形表面设置有环形飞轮永磁环，位于中心轴上下两侧的密封壳体的内壁上设置有壳体永磁体。

综上所述，由于本发明采用了上述技术方案，发明具有以下技术效果：

(1)、本发明通过动力电机增力发电机，从而可以将较小功率的动力电机就可以驱动较大功率的发电机进行正常地运转发电，从而解决了现有发电技术中各种发电机组中必须以较大的动力机功率与较小的发电机功率配套的不合理的匹配比问题；

(2)、本发明减少了动力电机启动时受到的冲击，提高了动力电机的使用寿命，从而解决了动力电机启动初期输出力矩不足以带动负载从而启动失败的问题；有效改善了发电机的调速效果，使发电机获得高速旋转的动能进行发电，最终实现发电机的稳压输出。

(3)、可全面和快速地对发电机进行调速，有效改善了发电机的调速效果，使得动力电机能够始终保持在最佳转速，进而提高发电效率，具有很好的实用性。

附图说明

图1是发明的一种杠杆发电系统的原理图；

图2是发明的一种杠杆发电系统的第一实施例的原理图；

图3是发明的储能飞轮4的结构示意图；

图4是发明的飞轮本体的结构示意图；

图5是发明的堵孔盘的结构示意图；

图6是发明的堵孔盘的截面结构示意图；

图7是发明的壳体铁芯的结构示意图；

附图中，动力电机1，发电机2，驱动飞轮3，储能飞轮4，皮带传动轴5，皮带轮6，皮带7，离合器8，调速器9，支撑底座10，支撑板11，动力传动轴12，第一轴承座13，第二轴承座14，电控箱15，支撑台40，磁力轮30，密封壳体400、飞轮本体401，中心轴402，磁浮轴承403，中心轮体401a，固定部412，螺孔413，边缘环形轮体401b，圈孔401c，飞轮单体4001，螺栓4002，扣接部4003，堵孔盘4010，螺栓4011，第一非磁体1014，第二永磁体4015，环形飞轮永磁环4020，壳体永磁体4021，壳体铁芯4021a，励磁绕组4022，凸出部和凹陷部。

具体实施方式

为使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现发明的这些方面。

如图1所示，根据发明的一种杠杆发电系统，包括支撑底座10和安装在支撑底座10上的动力电机1、发电机2、驱动飞轮3和储能飞轮4，所述发电机2安装在支撑底座10的一端，所述动力电机1通过支撑板11安装在所述支撑底座10的另一端，所述发电机2的输出轴与驱动飞轮3之间通过动力传动轴12进行传动连接，在所述支撑板11上设置有第一轴承座13，沿所述动力电机1输出轴的轴线方向上设置有皮带传动轴5，该皮带传动轴5的主动端与所述动力电机1的输出轴传动连接，所述皮带传动轴5的从动端通过第一轴承座13固定在所述支撑板11上，所述皮带传动轴5的从动端通过设置皮带轮6和皮带7与所述驱动飞轮3传动连接，在所述发电机2的输出轴与所述驱动飞轮3之间的动力传动轴12上安装所述储能飞轮4，在所述驱动飞轮3与储能飞轮4之间的动力传动轴12通过第二轴承座14安装在所述支撑底座10上，所述驱动飞轮3的直径至少为皮带轮6的直径3倍以上，所述储能飞轮4的直径大于或等于驱动飞轮3的直径，通过储能配电或市电接入电控箱15，通过电控箱15为动力电机1进行供电，动力电机1通电启动后开始转动，由与所述动力电机1传动连接的皮带传动轴5上设置直径较小的皮带轮6，直径较小的皮带轮6转动时通过皮带7带动直径较大的驱动飞轮3转动，驱动飞轮3获得动能后通过动力传动轴12将动力传递至储能飞轮4，该储能飞轮4获得动能开始高速旋转并进行储能，由于储能飞轮4的惯性作用而进行储能并使传动轴12的扭力增加，使传动轴12的扭力增加并将其传递至发电机2，使得发电机2开始高速转动发电。为此，确定动力电机1功率和发电机2功率的最佳匹配比后，通过皮带传动轴5、皮带轮6与驱动飞轮3形成杠杆作用，具有良好的增力(或者讲省力)效果，发电装置通过皮带传动轴5、皮带轮6与驱动飞轮3和储能飞轮4的惯性动力和杠杆力推动发电机2进行发电，其结构简单，安全可靠，输出电压和频率也较为稳定，所述驱动传动轴5和储能飞轮4产生的动力传递至发电机2，可以采用较小功率的动力电机1就可以驱动较大功率的发电机2进行正常地运转发电，通过动力电机1增力发电机2，可以减少了动力电机1的原动力，从而解决了现有发电技术中各种发电机组中必须以较大的动力机功率与较小的发电机功率配套的不合理的匹配比问题。

实施例一：作为本发明的实施例，如图2所示，在所述动力电机1的输出轴与皮带传动轴5的主动端之间设置离合器8，该离合器为电磁离合器；所述动动力电机1输出的动力传递至离合器8，并使离合器8的扭矩逐渐发生变化，离合器8的扭矩逐渐增大，且离合器8的输出轴(从动轴)将转速和扭矩传递到皮带轮6，离合器8接合后输出的动能驱动皮带轮6高速转动，使动力电机1启动增速过程中，负载(皮带轮6)逐渐获得提速的动能，从而使动力电机能在较轻的负载条件下进行快速提速，从而可以带动质量更大的驱动飞轮3进行转动。在所述驱动飞轮3的动力输出侧的动力传动轴12上设置有磁力轮30，当动力电机1停止运行时，由于动力电机1、发电机2、驱动飞轮3、储能飞轮4、皮带轮6和动力传动轴12之间还存在持续的动力传递，使小功率的电机便可以启动风力驱动箱的转动，在所述离合器8和磁力轮30的作用下，驱动飞轮3、储能飞轮4和动力传动轴12的传动力不会反向带动动力电机1进行反向运转，本发明从而借助功率较小功率的动力电机便可以启动发电机。

实施例二：作为本发明的施例，如图2所示，在所述发电机2的输出轴与所述储能飞轮4之间的动力传动轴12上设置有调速器9；所述调速器9的输入轴与输出轴之间的转速比为1:3～6，该调速器为齿轮调速器；储能飞轮4所产生的扭力使驱动传动轴5的再次转速增加，储能飞轮4所产生的扭力传递至调速器9，经调速器9进一步增速后，该调速器9的输出轴增速后带动发电机2的进行转动，使得发电机2开始高速转动发电。

实施例三：作为本发明的施例，如图3和图4所示，所述储能飞轮4包括密封壳体400、飞轮本体401和中心轴402，所述飞轮本体401密封于所述密封壳体400内，且飞轮本体401在与密封壳体400的腔体内呈间隙设置，该所述中心轴402由飞轮本体401的两侧轮面沿轴向穿出密封壳体400的外壁，所述中心轴402的外壁通过磁浮轴承403固定在所述与密封壳体400上，所述中心轴402的两端分别通过联轴器与所述动力传动轴12传动连接，所述密封壳体400的外壁通过支撑台40固定在所述支撑底座10上；在所述飞轮本体401包括中心轮体401a和从中心轮体401a外围且沿径向向外延伸的边缘环形轮体401b，且中心轮体401a的厚度小于边缘环形轮体401b的厚度，在边缘环形轮体401b的中心设置有所述中心轴402，沿中心轴402周围的边缘环形轮体401b上对称分部有多个圈孔401c，从而在保证飞轮本体401惯性动能时，尽量减少其重量，而且方便整个储能飞轮4安装。在本发明中，所述飞轮本体401的中心轴402通过磁浮轴承403设置在密封壳体400的侧壁上，使飞轮本体401与密封壳体400之间减少了机械接触，避免了两者之间摩擦力，而损耗驱动飞轮3传递的更多动能，储能飞轮4能获得较大的惯性质量，提升了储能飞轮4储存动能的利用率。

实施例四：作为本发明的施例，如图4所示，所述飞轮本体401由多个飞轮单体4001相互扣接而成，每个飞轮单体4001的侧面通过螺栓连接固定，在每个飞轮单体4001的边缘环形轮体401b上通过螺栓4002相关连接固定形成一个紧密或预留有空间缝隙的整体，在每个飞轮单体4001的两侧分别设置有一个或多个相互契合的扣接部4003，扣接部4003呈径向设置在每个飞轮单体4001的两面，该扣接部4003为分布在飞轮单体4001一侧的槽体和分布在飞轮单体4001另一侧的凸肋(未图示)，相邻的飞轮单体4001通过槽体和凸肋匹配嵌入后，通过螺栓4002将各个飞轮单体4001进行固定连接，而设置在最外的飞轮单体4001的一侧表面不设置所述扣接部400，为此，根据所需要的储能飞轮4惯量装配成多种组合方案，从而适应对不同功率的发电机2进行驱动。

实施例五：作为本发明的施例，如图3和如图4，在中心轮体401a的两侧的圈孔401c上分别设置有相互对称的堵孔盘4010，该堵孔盘4010通过螺栓4011相互固定连接在中心轮体401a，在堵孔盘4010的边缘设置有向外凸出的固定部412，该固定部412上设置有螺孔413，如图5和图6所示，在所述堵孔盘4010的盘面上沿径向间隔设置有扇环状的第一非磁体4014和第二永磁体4015，堵孔盘4010两侧盘面的同一位置的第二永磁体4015极性相异，从而通过堵孔盘4010进行相互吸引而紧贴在盘面上，所述第一非磁体4014和第二永磁体4015通过堵孔盘4010交错分布在中心轮体401a的盘面上，而在堵孔盘4010的同一侧盘面上的第二永磁体4015的极性相同，在所述边缘环形轮体401b的圆周表面和环形表面设置有环形飞轮永磁环4020，位于中心轴402上下两侧的密封壳体400内壁上设置有壳体永磁体4021，所述壳体永磁体4021为空腔半圆环形的永磁体，其中，由于中心轮体401a两侧的第二永磁体4015的极性、边缘环形轮体401b的圆周表面的环形飞轮永磁环4020的极性与所述壳体永磁体4021的极性相同，在密封壳体400内形成相互排斥的磁场，使整个飞轮本体401在磁力牵引下而抵消飞轮本体401自身的部分重力，所述飞轮本体401在动力驱动下旋转时，密封壳体400内形成相互排斥的磁场将促使飞轮本体401加速旋转，不仅克服了自身重力的影响，还有效提升了飞轮本体401加速旋转过程中稳定性，避免了旋转过程中发生偏移。

实施例六：作为本发明的施例，该实施例与实施例五的区别在于，如图图3和图7所示，将内的壳体永磁体4021替换为壳体铁芯4021a，即在位于中心轴402上下两侧的密封壳体400的内壁上设置有壳体铁芯4021a，壳体铁芯4021a为空腔半圆环形的壳体铁芯，在所述壳体铁芯4021a上缠绕有励磁绕组4022，所述壳体铁芯4021a的表面间隔分布有凸出部和凹陷部4023，所述励磁绕组4022沿凸出部和凹陷部4023缠绕在所述壳体铁芯4021a上，在密封壳体400外设置与励磁绕组4022相互连接的电压输出端子(未图示)，此时，调整边缘环形轮体401b形表面设置的环形飞轮永磁环4020的极性以及调整中心轮体401a两侧的第二永磁体4015的极性，当飞轮本体401加速旋转过程时，飞轮本体401上的磁场在旋转，壳体铁芯4021a上缠绕有励磁绕组4022将切割飞轮本体401上的磁力线而产生电流，从而可以从飞轮本体401获取部分余量电能，从而提高了动力电机1的输出动能的发电效率。

以上所述仅是发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为发明的保护范围。