一种永磁发电机的制作方法

本实用新型属于发电机技术领域，具体涉及一种永磁发电机。

背景技术：

现有技术的发电机有柴油发动机、蒸汽机、电动机等，他们大多采用柴油或汽油作为能源，耗油量大，噪音大，二氧化碳废气大，环境污染比较严重，而且易受环境污染和氧化，寿命比较短，发电机易发生机械故障而寿命短，维修费用高，而且能量转化率低或能量使用率低，能量浪费大。因此人们亟需寻求一个转化率高，污染小、可持续发展的发电机促进社会经济发展。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述问题，提供一种节能环保、能量转化率高的永磁发电机。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种永磁发电机，包括机架以及安装在机架上的交流发电机、飞轮、转轴、调速器和至少一个用于驱动飞轮加速旋转的第一变频电动机；所述转轴穿过飞轮轴心可转动安装在机架上；调速器的一端与转轴的一端连接，另一端与交流发电机的输入轴连接；所述第一变频电动机的输出轴末端设置有永磁主动轮，第一变频电动机通过永磁主动轮带动飞轮转动，飞轮与永磁主动轮的直径比为10:1。

上述的一种永磁发电机还包括第二变频电动机，第二变频电动机的输出轴经联轴器与转轴相连接；第一变频电动机上的永磁主动轮与飞轮边缘啮合。

上述飞轮安装在一个密封的油箱内，永磁主动轮与飞轮边缘啮合。

在上述调速器与交流发电机之间设有一个安装在转轴上的平衡齿轮。

上述飞轮采用卧式安装在机架上，转轴竖立安装在机架上；转轴顶端安装有一个与永磁主动轮啮合的大锥形齿轮；位于飞轮下方的转轴上固定有一个随着飞轮一起转动的圆盘，该圆盘由永磁体制成；圆盘下方设有两组通电能产生与圆盘极性相反的电磁线圈；转轴底端为锥形结构，立在机架上。

上述调速器与转轴连接的一端设置有小锥形齿轮，该小锥形齿轮与大锥形齿轮相啮合。

上述飞轮的直径为2000-5000mm。

上述调速器为无极电磁调速器。

上述交流发电机的电能输出端有两路并联输出，一路对外输出电能，一路接有电瓶组，所述电瓶组用于给第一变频电动机供电。

上述电瓶组还用于给第二变频电动机供电。

相比于现有技术，本实用新型的优势在于：

本实用新型主要利用变频电动机带动飞轮高速旋转，根据杠杆原理来增大转轴的扭力，通过飞轮及转轴转动做功，并将变频电动机产生的动力传递给交流发电机，再通过调节变频电动机的转速以及利用调速器将转轴的转速调整至交流发电机的额定转速来进行发电；同时分别采用永磁主动轮、密封飞轮的油箱和通电电磁线圈来大大减少飞轮传递动力过程中产生的摩擦力；并且交流发电机通过连接电瓶组，交流发电机发出的电能既能对外供电使用，又能给电瓶组充电回供给变频电动机使用。本实用新型使能量使用率和转化率最大化提升，不使用柴油或汽油就能电动发电，具有自产电、自充电的功能。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图。

图2是本实用新型实施例2的结构示意图。

图3是图2将飞轮安装在油箱内后的正视示意图。

图4是本实用新型实施例3的结构示意图。

附图标记：1-机架，2-交流发电机，3-飞轮，4-转轴，5-调速器，6-第一变频电动机，7-永磁主动轮，8-第二变频电动机，9-轴承座，10-油箱，11-平衡齿轮，12-大锥形齿轮，13-小锥形齿轮，14-电磁线圈，15-圆盘。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细说明。

实施例1：

如图1所示，一种永磁发电机包括机架1以及安装在机架上的1200kw交流发电机2、直径为5000mm的飞轮3、转轴4、增速比为1:2的调速器5和一个100kw用于驱动飞轮加速旋转的第一变频电动机6；转轴4穿过飞轮3轴心通过轴承座9可转动安装在机架1上，飞轮3及转轴4用于传递动力；调速器5的低速端与转轴4的一端配接，调速器5的高速端与交流发电机2的输入轴配接，调速器5用于将转轴转速提升至交流发电机2的额定转速；第一变频电动机6的输出轴末端设置有永磁主动轮7，第一变频电动6通过永磁主动轮7与飞轮3边缘啮合，飞轮3与永磁主动轮7的直径比为10:1。

本实施例还包括一个20kw第二变频电动机8，第二变频电动机8的输出轴经联轴器与转轴4连接，第一变频电动机6与第二变频电动机8共同带动飞轮3加速旋转。

交流发电机2的电能输出端有两路并联输出，一路对外输出，一路接有电瓶组，所述电瓶组用于给第一变频电动机6和第二变频电动机8供电。

本实施例中采用的调速器5型号为德国zz-antViebe齿轮箱型，VnV-I6O型，生产于上海风力发电设备厂。

实施例1的永磁发电机的工作过程：

一、启动第一变频电动机6，手动可调，通过永磁主动轮7带动飞轮3开始高速旋转。

二、启动第二变频电动机8，手动可调，驱动飞轮3得到助力旋转。

三、交流发电机2的额定转速为320转/min，第一变频电动机6与第二变频电动机8共同带动飞轮3转动，使其转速为160转/min，再经过增速比为1:2的调速器5将转速增至320转/min即交流发电机2的额定转速，用于给交流发电机2发电。由于飞轮3与永磁主动轮7的直径比为10:1，根据杠杆原理，飞轮3将转轴4的扭力增加了10倍。

实施例2

如图2和3所示，一种永磁发电机包括机架1以及安装在机架上的1200kw交流发电机2、直径为2000mm的飞轮3、转轴4、增速比为1:15的调速器5和两个60kw用于驱动飞轮3加速旋转的第一变频电动机6；飞轮3安装在一个密封的油箱10内，且浸泡在油箱内的机油中，用于降低飞轮转动产生的摩擦力和噪音；转轴4穿过飞轮3轴心可转动安装在机架1上，飞轮3及转轴4用于传递动力；调速器5的低速端与转轴4的一端配接，调速器5的高速端与交流发电机2的输入轴配接，调速器5用于将转轴转速提升至交流发电机2的额定转速；两个第一变频电动机6的输出轴末端均设置有永磁主动轮7，第一变频电动6通过永磁主动轮7与飞轮3边缘啮合，飞轮3与永磁主动轮7的直径比为10:1。

在调速器5与交流发电机2之间的转轴上装配有一个平衡齿轮11，平衡齿轮11在一定转速下可增加平衡力，起到稳定电压的作用。

交流发电机2的电能输出端有两路并联输出，一路对外输出，一路接有电瓶组，所述电瓶组用于给两个第一变频电动机6供电。

本实施例中采用的调速器5型号为德国zz-antViebe齿轮箱型，VnV-I6O型，生产于上海风力发电设备厂。

实施例2的永磁发电机的工作过程：

一、启动两个第一变频电动机6，手动可调，通过永磁主动轮7带动齿轮3开始高速旋转。

二、交流发电机2的额定转速为320转/min，第一变频电动机6驱动齿轮3转动，使其转速为21.3转/min，再经过增速比为1:15的调速器5将转速增至320转/min即交流发电机2的额定转速，用于给交流发电机2发电；平衡齿轮11在调速器5的带动下可增加平衡力，起到稳定电压的作用。由于飞轮3与永磁主动轮7的直径比为10:1，根据杠杆原理，飞轮3将转轴4的扭力增加了10倍。

实施例3：

如图4所示，一种永磁发电机包括机架1以及安装在机架上的1200kw交流发电机2、直径为5000mm的飞轮3、转轴4、减速比为10:1的调速器5和一个120kw用于驱动飞轮3加速旋转的第一变频电动机6；飞轮3的质量为5000kg，飞轮3采用卧式安装在机架1上，转轴4竖立安装在机架1上，转轴4穿过飞轮3轴心可转动安装在机架1上，飞轮3及转轴4用于传递动力；转轴4顶端安装有一个与锥形永磁主动轮7啮合的大锥形齿轮12，永磁主动轮7安装在第一变频电动机6的输出轴上；位于飞轮3下方的转轴4上固定有一个随着飞轮一起转动的圆盘15，圆盘15由永磁体制成；圆盘15下方设有两组通电能产生与圆盘极性相反的电磁线圈14；转轴4的底端为锥形结构，直立在机架1上；调速器5的高速端设有一个与大锥形齿轮12啮合的小锥形齿轮13；调速器5的低速端与交流发电机2的输入轴连接，调速器5用于将转轴转速降低至交流发电机2的额定转速；大锥形齿轮12与永磁主动轮7的直径比为5:1，大锥形齿轮12与小锥形齿轮13的直径比也为5:1，飞轮3与永磁主动轮7的直径比为10:1。

交流发电机2的电能输出端有两路并联输出，一路对外输出，一路接有电瓶组，所述电瓶组用于给第一变频电动机供电6。

本实施例中采用的调速器5为三相异步电磁调速器，型号为Y2-355M2-6，功率为l85KW，生产于浙江省台州市电机厂。

实施例3的永磁发电机的工作过程：

一、启动电磁线圈14的电源，产生强力磁场，使圆盘15受到与重力方向相反的电磁力，从而使飞轮3受到向上的力而处于失重状态，大大降低了摩擦力；

二、启动第一变频电动机6，手动可调，通过永磁主动轮7带动大锥形齿轮12开始高速旋转。

三、交流发电机2的额定转速为320转/min，第一变频电动机6的转速为3200转/min，通过大锥形齿轮12带动转轴4和飞轮3转动，使飞轮3的转速降为640转/min，大锥形齿轮12再带动小锥形齿轮13转动，使其转速增为3200转/min，再经过减速比为10:1的调速器5将转速减至320转/min即交流发电机2的额定转速，用于给交流发电机2发电。由于飞轮3与永磁主动轮7的直径比为10:1，根据杠杆原理，飞轮3将转轴4的扭力增加了10倍。

本实用新型采用电脑控制系统来调节第一变频电动机的电压及转速以调节转轴转速，使交流发电机达到额定转速进行发电；并通过轮流切换电瓶不停地给变频电动机供电。

综上所述，本实用新型主要利用变频电动机带动飞轮高速旋转，根据杠杆原理来增大转轴的扭力，通过飞轮及转轴转动做功，并将变频电动机产生的动力传递给交流发电机，再通过调节变频电动机的转速以及利用调速器将转轴的转速调整至交流发电机的额定转速来进行发电；同时分别采用永磁主动轮、密封飞轮的油箱和通电电磁线圈来大大减少飞轮传递动力过程中产生的摩擦力；并且交流发电机通过连接电瓶组，交流发电机发出的电能既能对外供电使用，又能给电瓶组充电回供给变频电动机使用。本实用新型使能量使用率和转化率最大化提升，不使用柴油或汽油就能电动发电，具有自产电、自充电的功能。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。