感应发电机和在使用感应发电机的情况下生成电流的方法_2

文档序号:8417805阅读:来源:国知局
感应发电机可以具有生成永磁场的第一磁流的第一永磁体、引导第一磁流的第一回流板、生成永磁场的第二磁流的第二永磁体和引导第二磁流的第二回流板。在此,第一磁场回路内的第一磁流可以从第一永磁体的第一极穿过气隙的第一区段并穿过第一回流板流至第一永磁体的第二极,第二磁场回路内的第二磁流从第二永磁体的第一极穿过第二回流板并穿过气隙的第二区段流至第二永磁体的第二极。尤其是在此,线圈的第一绕组半部可以布置在气隙的第一区段内,线圈的第二绕组半部可以布置在气隙的第二区段内。第一回流板和第二回流板例如均可u形弯曲地构造,其中,相应的永磁体贴靠在U形回流板的侧边内侧并且从另一侧边的内侧考虑。这样可以获得两个磁流再次在相应电磁系统中环形地流动。除了利用两个可彼此独立运行的、用于形成永磁场的磁流存在的冗余之外,该实施形式还具有在期望的防尘和/或防水的情况下特别简单地封装感应发电机的可能性,这是因为U形回流板几乎完全保护地环绕敏感的线圈弹簧系统并且仅需封闭在第一与第二回流板之间的间隙。
[0046]根据实施形式,至少一个永磁体可以布置在线圈之内。在此,线圈可相对于永磁体运动地布置。通过永磁体的这种布置可以非常紧凑地实施感应发电机。
[0047]线圈可围绕延伸穿过线圈的绕组平面的转动轴线转动地支承,以便能够实施振荡运动。在此,线圈稍微偏转就能够充分生成足够的电能。
[0048]在此,可以设置贴靠永磁体第一极区段的第一回流板和贴靠永磁体第二极区段的第二回流板。这些极区段可以通过极靴或永磁体的端部区段实现。第一回流板可以具有沿着永磁体的第一纵向侧延伸的第一弯曲区段,第二回流板可以具有沿着永磁体的与第一纵向侧对置的第二纵向侧延伸的第二弯曲区段。这些纵向侧可以平行于在极区段之间延伸的永磁体中间轴线延伸。第一气隙可以位于永磁体与第一弯曲区段之间,第二气隙可以位于永磁体与第二弯曲区段之间。在此,线圈第一区段可运动地布置在第一气隙内,线圈第二区段可运动地布置在第二气隙内。
[0049]在所提到的实施形式中,感应发电机的弹簧元件可以具有第一扁平弯曲弹簧和第二扁平弯曲弹簧,线圈可以在气隙内振动地支承在它们之间。扁平弯曲弹簧可以廉价且节约空间地使用,以便确保线圈的适当振荡。利用扁平弯曲弹簧可以形成所谓的弹簧平行四边形,线圈可以利用其处于特别均匀且长时间保持的振荡状态。因而可以进一步提高感应发电机的效率。
[0050]代替扁平弯曲弹簧地,产生和支持线圈振动的其他元件,例如简单的板簧或膜片可以用于弹簧元件内或用作弹簧元件。
[0051]根据实施形式,弹簧元件可以代表用于电接触线圈的电导体。为此,弹簧元件的区段可以包括接触元件,其用于基于线圈振荡运动提供的交流电的集电。因而,用于引导在线圈内感应出的电流的弹簧元件例如可以安装在线圈与用电器之间。按照有利方式可以使用两个彼此电绝缘的弹簧元件,通过它们,线圈不仅可以电接触地支承而且也可以相对于感应发电机的承载结构运动地支承。线圈的电接口例如可以通过两个扁平弯曲弹簧电接触,其中,扁平弯曲弹簧彼此电绝缘。利用该实施形式可以节约结构空间,这是因为可以取消单独的集电器。
[0052]感应发电机的线圈尤其是可以无芯地构造。以这种方式可以实施重量特别轻的线圈。由此得到的优点是,与仅很小的电阻相抗地,线圈可以很快地从静止位置转移到振动中,并且振动自身可以具有非常高的频率。
[0053]这种方式也可以改进感应发电机的效率。
[0054]线圈支座可以包围线圈。线圈支座可以与弹簧元件的与弹簧元件的固定在承载结构上的端部对置的另一端部连接。因此,弹簧元件的弹簧力可以通过线圈支座损失很少且均匀地传递到线圈上。该实施形式同时可以实现将线圈绕组内生成的电流简单地输送至弹簧元件,例如用于通过集成到弹簧元件内的接触部来输出电流。在将布置在线圈两侧的扁平弯曲弹簧用作弹簧元件的情况下,线圈支座例如可以具有两个凸起,扁平弯曲弹簧的端部可以分别伸入凸起中,以便保持线圈支座。
[0055]此外,线圈支座还可以具有用于使线圈偏转的操作元件。操作元件例如可以以操作舌形件的形式构造且布置,从而使操作器轻松够到操作元件,线圈可以从其静止位置朝向两个彼此反向的方向偏转。在释放操作元件之后可以开始线圈的振荡运动。
[0056]感应发电机可以具有获取装置,其用于获取基于线圈振荡运动提供的交流电压的初始极性。初始极性与偏转之后的振荡运动的初始方向有关,因而与线圈偏转的方向有关。相应地,获取装置构造用于获取基于线圈振荡运动提供的交流电的初始方向。由此例如可以确定线圈为了准备振荡运动而利用操作元件朝向两个反向方向的哪个方向偏转。以这种方式可以识别感应发电机的操作元件朝向哪个方向运动。以这种方式例如可以区分接通过程和关闭过程。
[0057]此外,本发明还提供一种在使用感应发电机的情况下生成电流的方法,感应发电机具有生成永磁场的至少一个永磁体、引导永磁场的至少一个回流板、线圈和弹簧元件,其中,永磁体和回流板的至少一个区段通过被永磁场穿过的气隙彼此分开,并且其中,线圈与弹簧元件连接并且线圈的至少一个区段可运动地布置在气隙中,其中,该方法具有下列步骤:
[0058]线圈偏转,以便导致线圈的至少一部分在气隙内横向于永磁场在气隙之内的磁通量的振荡运动;和
[0059]基于线圈的振荡运动利用电磁感应在线圈内生成电流。
[0060]在根据本发明的方法的该方式中也可以有利地实现在此所提出的创造性的理念。
【附图说明】
[0061]结合附图示例性地详细阐述本发明。其中:
[0062]图1A示出根据本发明的实施例的感应发电机的俯视图;
[0063]图1B不出根据图1A的感应发电机的横截面图;
[0064]图1C以立体图示出根据图1A的感应发电机;
[0065]图1D以分解图示出根据图1A的感应发电机;
[0066]图2A示出根据本发明的另一实施例的感应发电机的俯视图;
[0067]图2B示出根据图2A的感应发电机的横截面图;
[0068]图3A示出根据本发明的另一实施例的感应发电机的俯视图;
[0069]图3B不出根据图3A的感应发电机的横截面图;
[0070]图4示出根据本发明的另一实施例的感应发电机的横截面图;
[0071]图5示出在使用根据本发明的实施例的感应发电机的情况下生成电流的方法流程图;
[0072]图6示出根据本发明的另一实施例的感应发电机的俯视图;
[0073]图7不出根据图6的感应发电机的横截面图;
[0074]图8不出根据图6的感应发电机的另一横截面图;
[0075]图9不出根据图6的感应发电机的另一横截面图;
[0076]图10不出根据图6的感应发电机的分解图;和
[0077]图11示出根据图10的感应发电机的视图。
[0078]在本发明的优选实施例的如下说明中针对在不同图中示出的且作用类似的元件使用相同或类似附图标记,其中,取消对元件的重复说明。
[0079]具体实施形式
[0080]结合下面的图示说明根据本发明的感应发电机的原理结构。图中所描述的示范性的感应发电机尤其是可以用于运行自主遥控开关。
[0081]图1A以俯视图示出根据本发明的实施例的感应发电机100。示出承载结构102、弹簧元件104、回流板106、线圈支座110内的线圈108以及两个集电器112。
[0082]在感应发电机100的图1所示的实施例中,弹簧元件104由第一扁平弯曲弹簧114和第二扁平弯曲弹簧116组成,它们分别沿线圈108和回流板106侧向平行延伸。线圈108构造为平面长方形的绕组,在图1的视图中只能局部看到该绕组,这是因为它被回流板106遮盖。由扁平弯曲弹簧114、116形成的弹簧元件104的端部118固定在承载结构102上,并且另一端部120伸入承载线圈108的线圈支座110的两个凸起122中。因此,线圈108仅间接通过弹簧元件104与承载结构102连接并且以可利用弹簧元件104运动或振动的方式支承在感应发电机100内。
[0083]线圈108可以利用线圈支座110的在此舌形件状地构造的操作元件124偏转,并且利用弹簧元件104的支持而在感应发电机100的在图1中不可见的电磁系统的磁场内振动,以便在充分利用洛伦兹力的情况下在线圈108的绕组内生成电流。通过线圈支座110与线圈108联接的弹簧元件104的区段形成接触元件126,在线圈108内感应出的电流可以通过接触元件流至与接触元件126连接的集电器112中并且可以在那里被量取。集电器112与回流板106部分重叠地布置。
[0084]感应发电机100可以通过承载结构102固定在一对象,例如壁上。为此可以使用适当的固定元件,例如螺栓。在线圈108振动期间,该线圈自身运动,而承载结构102、电磁系统以及通过电磁系统引起的磁场回路处于静止状态。如果感应发电机100固定在一对象上,则线圈108在振动期间实施运动,而承载结构102、电磁系统和对象处于静止状态。
[0085]图1B沿着图1A中的线B-B示出根据本发明的实施例的图1A的感应发电机100的横截面图。在该视图中尤其是清楚地识别出感应发电机100的以及提及的电磁系统128和其关于线圈108的定位。电磁系统128由回流板106和与其对置的永磁体130组成。在此,永磁体130由第一永磁体元件132、第二永磁体元件134和联接第一永磁体元件132与第二永磁体元件134的连接板136形成。第一永磁体元件132以其
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