專利名稱：發(fā)電機(jī)以及使用發(fā)電機(jī)的發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及線性發(fā)電機(jī)以及使用線性發(fā)電機(jī)的發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
為了將往復(fù)運(yùn)動的能量轉(zhuǎn)換成電能，采用了將往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機(jī)、或是轉(zhuǎn)換成熱或流體能來驅(qū)動渦輪發(fā)電機(jī)等的方式。
但是，這些方法由于是將往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或是轉(zhuǎn)換成熱或流體能之后轉(zhuǎn)換成電能，因此轉(zhuǎn)換次數(shù)增加，從而增加了損失且系統(tǒng)變得龐大。
另外，為了提高發(fā)電效率，有效的是縮小磁極間隔而形成高頻，提高電壓。因此，在旋轉(zhuǎn)式電氣設(shè)備中，專利文獻(xiàn)I中登記了有效地利用橫向磁通的旋轉(zhuǎn)機(jī)。根據(jù)該專利，可以抑制馬達(dá)周圍的電磁耦合量減少而造成設(shè)備性能下降。
并且，還發(fā)表了將專利文獻(xiàn)I所登記的專利的磁路結(jié)構(gòu)應(yīng)用于線性發(fā)電機(jī)。
根據(jù)非專利文獻(xiàn)1，提出了利用橫向磁通的發(fā)電機(jī)的方案。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，使同極相向地配置永久磁鐵，在其之間配置磁通集中部件。在其旁邊使極性相反地配置磁鐵和磁通集中部件。將這些部件夾入地配置C形的定子鐵芯，在C形的中心部配置定子繞組。
在先技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)I :日本專利第3645663號公報
非專利文獻(xiàn)
非專利文獻(xiàn)I 用于直接驅(qū)動式波能量轉(zhuǎn)換的傳統(tǒng)和TFPM線性發(fā)電機(jī)” IEEE能量轉(zhuǎn)換匯刊，第20卷第2期，2005年6月發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題
以上技術(shù)具有以下問題。將由磁鐵構(gòu)成的部件夾入的定子鐵芯上下配置，具有相當(dāng)于磁鐵間距的量的錯位。因此，在橫向磁通設(shè)備的端部，只在上下的一方存在定子鐵芯， 磁鐵與定子鐵芯的吸引力增大。
無論是由磁鐵構(gòu)成的部件側(cè)還是鐵芯側(cè)在移動的情況下都需要一些機(jī)械支承。存在因磁鐵與定子鐵芯的吸引力增加了對支承機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)、需要對支承機(jī)構(gòu)進(jìn)行維修和保養(yǎng)的問題。
而且，最外側(cè)的定子鐵芯由于在該定子鐵芯的外側(cè)沒有磁路，因此還存在因端部的影響而導(dǎo)致磁路發(fā)生變化、產(chǎn)生力的脈動等的問題。
本發(fā)明的目的在于為了解決上述問題，提供對支承機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)和力的脈動小、能縮小磁極間距而形成高頻的線性發(fā)電機(jī)。
用于解決課題的手段
本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)包括配置成夾入并保持被設(shè)置在可動體上的磁鐵的多個磁極、將夾入并保持可動體的磁鐵的磁極連續(xù)地連接的芯件、集中纏繞在多個磁極上的繞組、 以及由將磁鐵的磁極交替排列的磁鐵列或?qū)⒋盆F的極性交替排列的磁鐵列和磁性材料構(gòu)成的可動體，配置成夾入并保持磁鐵的磁極和具有將保持磁鐵的磁極連續(xù)地連接的芯件的磁極，沿著可動體的長度方向配置有多個，在多個磁極配置通用的繞組。
通過使配置了多個的磁極的極性為相同極性，降低磁極間的漏磁通，從而可以縮小磁極間距并實現(xiàn)高頻。
而且，通過使進(jìn)行夾入的磁極的位置錯開，可以減少端部的影響，降低了力的脈動和對支承機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)。而且，相對于可動體的行進(jìn)方向?qū)⒖蓜芋w形成為兩層或多層的結(jié)構(gòu)， 可以抵消作為力的脈動和對支承機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)的吸引力。
另外，本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)也可以具有由磁鐵或磁鐵與磁鐵固定部件構(gòu)成的可動體、配置成將可動體夾入的多個磁極、連接多個磁極的芯件、以及配置在多個磁極上的繞組。
另外，本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)具有可動體貫穿由磁極和連接磁極的芯件構(gòu)成的定子的結(jié)構(gòu)，在磁路上具有在可動體的移動方向貫穿的空間，在由磁極和連接磁極的芯件構(gòu)成的磁路上具有開口部。
另外，在本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)中，由磁極和連接磁極的芯件以及繞組構(gòu)成的定子是固定的，由磁鐵和磁鐵固定部件構(gòu)成的可動體進(jìn)行移動?；蛘?，上述可動體固定，而定子進(jìn)行移動。
發(fā)明的效果
本發(fā)明具有以下效果，即通過抵消作用于可動體的吸引力、力矩，減少了對可動體支承機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)。另外，通過使上下的芯件相對于可動體錯開，變得容易調(diào)整脈動。根據(jù)本發(fā)明的效果，由于多個磁極具有相同的磁性，從而可以縮小磁極間距，即使在短的往復(fù)運(yùn)動的行程也可以高效率地發(fā)電，從而可以提供減少了對可動體支承機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)的線性發(fā)電機(jī)。


圖I是本發(fā)明的第一實施例的線性發(fā)電機(jī)的示意性的代表圖。
圖2是本發(fā)明的第一實施例的變型例的發(fā)電單元的示意圖。
圖3是本發(fā)明的第二實施例的發(fā)電單元的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本發(fā)明的第二實施例的發(fā)電單元在Y-Z平面剖切的示意圖。
圖5是本發(fā)明的第二實施例的第一變型例的發(fā)電單元的示意圖。
圖6是本發(fā)明的第二實施例的第二變型例的發(fā)電單元的示意圖。
圖7是表示連接磁極的芯件的分割例的圖。
圖8是表示使用了經(jīng)過層積的部件的例子的圖。
圖9是表示經(jīng)過層積和分割的例子的圖。
圖10是表示連接了可動體的例子的圖。
圖11是在發(fā)電單元的結(jié)構(gòu)例的截斷面剖切的圖。
圖12是表示磁極或/和連接磁極的芯件的變型例的圖。
圖13是表示改變了層積數(shù)量的例子的圖。4
圖14是本發(fā)明的第三實施例的示意圖。圖15是表示本發(fā)明的第三實施例的連接了可動體的例子的圖。圖16是表示三相線性發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)例的圖。圖17是表示線性發(fā)電機(jī)的磁通的例子的圖。圖18是表示繞組的配置例的圖。圖19是表示可動體的第一結(jié)構(gòu)例的圖。圖20是表示可動體的第二結(jié)構(gòu)例的圖。圖21是表示與輪胎連接的例子的圖。圖22是表示構(gòu)成波力發(fā)電機(jī)的例子的圖。圖23是表示發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的圖。圖24是表示第二發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)例的圖。
具體實施例方式以下就本發(fā)明的實施例進(jìn)行說明。第一實施例以下表示本發(fā)明的實施方式。圖1表示第一實施例的示意圖。圖1表示以三相構(gòu) 成的本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)。表示的是為了了解內(nèi)部而將由三個發(fā)電單元101構(gòu)成的線性發(fā) 電機(jī)的圖中的最靠前的發(fā)電單元101在Y-Z平面切斷的示意圖。本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)由定子和可動體8構(gòu)成，所述定子由磁極1、連接多個磁極的 芯件2以及纏繞在多個磁極上的繞組3構(gòu)成，所述可動體8由磁鐵4和磁鐵固定部件6構(gòu) 成。連接磁極的芯件2被分割成上部和下部。為了用上下相同的部件構(gòu)成所分割的連接磁 極的芯件，在形成相同形狀的位置分割上側(cè)的部件和下側(cè)的部件，但分割的位置并不局限 于上下的形狀形成相同形狀的位置。另外，將連接上下磁極的芯件設(shè)計成在上下拼接的部分上設(shè)置三角形的缺口，以 便容易定位，但不受該形狀的限制。通過將連接磁極的芯件分割成上下部分，可以相對地錯 開上下的磁極和連接磁極的芯件。通過錯開上下的磁極和連接磁極的芯件，可以降低在可動體8上產(chǎn)生的力的脈 動。另外，通過調(diào)整該錯位，可以調(diào)整作用于可動體的力。另外，貫通磁極1和連接磁極的芯件2地插入可動體8。為了將由磁鐵固定部件6 和多個磁鐵4構(gòu)成的可動體8夾入，按上下各四個極構(gòu)成磁極1。磁極1的數(shù)量并不限于四 個。用層積部件構(gòu)成磁極1和連接磁極的芯件2。通過用層積后的部件構(gòu)成，如果使上下的磁極1和連接磁極的芯件2錯開，就可以 將錯開而伸出的部分拆開，向錯開方向的相反側(cè)設(shè)置，因此具有不使形狀發(fā)生大的變化就 可以進(jìn)行調(diào)整等效果。如果在X-Y平面看發(fā)電單元101，則形成左右對稱，例如，構(gòu)成這樣的磁路，S卩，磁 鐵4的磁通通過上側(cè)的磁極1，經(jīng)過連接磁極的芯件2，通過下側(cè)的磁極1，返回磁鐵4。通過這樣環(huán)繞可動體8地配置連接磁極的芯件2，可以形成短的磁路，并且也可以 提高發(fā)電單元101的強(qiáng)度。連接磁極的芯件也可以構(gòu)成為非左右對稱。圖2是使圖1所示的線性發(fā)電機(jī)的磁極1的形狀朝向磁鐵4變細(xì)的例子。圖2(a)表示發(fā)電單元101的主視圖。圖2 (b)表示在Y-Z平面剖切的發(fā)電單元101的示意立體圖。圖2 (C)表示在Y-Z平面剖切的示意側(cè)視圖。
如圖2(a)所示，與磁鐵4相向地配置繞組3，由磁鐵4和磁鐵固定部件6構(gòu)成的可動體被連接磁極的芯件2環(huán)繞。圖2 (b)表示磁極I向著磁鐵4變細(xì)的例子。在圖2 (b) 中，磁極I形成為向著磁鐵4變細(xì)的形狀，但并不受該形狀的限制。
如圖2 (C)所示，用相同磁化方向的磁鐵將磁鐵固定部件6夾入地配置磁鐵4，沿 Z方向在相鄰方向，交替地配置有反向磁化了的磁鐵。磁鐵4的箭頭表示磁鐵的磁化方向。 另外，相對于排列在Z方向的磁鐵的間距，磁極I的間距大致形成兩倍地排列。
如圖所示，相對于磁鐵的Z方向的間距P，使間距為大致2nP (n=l、2、3…)地配置磁極I。在本實施例中，利用磁性材料構(gòu)成磁鐵固定部件6，但也可以用非磁性材料構(gòu)成。
另外，在將磁鐵固定部件6夾入地配置的磁鐵4上，可以一體構(gòu)成排列在Y方向的磁鐵，將磁鐵嵌入梯子狀的磁鐵固定部件中。
另外，在圖2 (C)中，可動體8在Z方向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，從而由磁鐵4形成的磁通與繞組3交鏈，并在繞組3中產(chǎn)生電動勢，可進(jìn)行發(fā)電。也可以配置多個發(fā)電單元101，構(gòu)成多相的線性發(fā)電機(jī)。
圖2是將可動體8夾入地配置的上下的磁極I的中心大致一致、在Z軸方向未錯開的狀態(tài)。該狀態(tài)的特征是，作用于可動體8的向著Y方向的力在上下被抵消，從而可以減小。
另外，如果因組裝精度或磁鐵特性的不均等產(chǎn)生了力的脈動，也可以錯開上下的磁極I來調(diào)整力的脈動。
這樣，本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)可以根據(jù)用途，調(diào)整上下的磁極位置，從而減小作用于可動體的力。
第二實施例
圖3表示本發(fā)明的第二實施例的線性發(fā)電機(jī)的示意圖。圖4表示在圖3的線性發(fā)電機(jī)的Y-Z面剖切的圖。
如圖3所示，可動體8由磁鐵4和磁性體的極片5構(gòu)成，可動體8構(gòu)成為兩層。
另外，在圖4中，箭頭表示磁鐵的磁化方向。磁鐵按照磁鐵間距P交替配置被向+Z 方向磁化的磁鐵4a和被向-Z方向磁化的磁鐵4b，在各個磁鐵之間配置由磁性體形成的極片5。與構(gòu)成為兩層的可動體8分別相向地配置定子，該定子由磁極I和連接磁極的芯件2 以及纏繞在多個磁極上的繞組3構(gòu)成。
將單側(cè)的磁極I的間距配置成相對于可動體8為大致2nP (n=l、2、3…)(在圖中 n=l)。另外，與上下的各個可動體8相向的磁極I在可動體的上下錯開與磁鐵間距P大致相等的距離a。
如圖4所示地對稱配置上下的線性發(fā)電機(jī)，機(jī)械地連接上下的可動體8，從而可以抵消作用于可動體8的吸引力或力矩。而且，可以使上側(cè)的線性發(fā)電機(jī)和下側(cè)的線性發(fā)電機(jī)的連接磁極的芯件的一部分通用，線性發(fā)電機(jī)也可以小型地構(gòu)成。
通過使圖4所示的上下可動體在Z方向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動，在繞組3上產(chǎn)生電動勢，可以進(jìn)行發(fā)電。
圖5表不使上下的可動體的磁化方向相同地配置時在繞組3上產(chǎn)生的電動勢的方向。
圖6是用磁鐵4a和磁鐵4b構(gòu)成可動體的例子。如圖6所示，即便交替連接磁鐵 4a和磁鐵4b也可以構(gòu)成可動體。
在圖4、圖5和圖6中表示了將與可動體相向的磁極的位置在可動體的上下錯開大致磁鐵間距的例子，但可動體上下的磁極的錯位也可以不是大致磁鐵間距。通過調(diào)整錯開了大致磁鐵間距的上下磁極的錯位，可以抵消作用在上下的線性發(fā)電機(jī)的可動體上的吸引力或力矩。
圖7是將構(gòu)成為兩層的線性發(fā)電機(jī)的連接磁極的芯件分割成三部分的例子。如圖 7所示，是將連接磁極的芯件分割成上側(cè)分割芯件2a、下側(cè)分割芯件2c和中央分割芯件2b、 將上側(cè)分割芯件2a和下側(cè)分割芯件2c分割成相同形狀的例子。
圖8是使用了層積芯件2d構(gòu)成發(fā)電機(jī)的例子。
圖9是用層積分割芯件2e構(gòu)成發(fā)電機(jī)的例子。
圖10是排列三個圖4所示的發(fā)電單元101、構(gòu)成三相線性發(fā)電機(jī)的例子。各個發(fā)電單元101配置成相對于磁鐵列每120°地錯開電相位。
另外，用連接部件7結(jié)合可動體的端部。通過這樣連接上下可動體，可以減少作用于上下各個可動體的力矩或吸引力的影響。另外，也可以提高可動體的剛性。
圖11 (a) (b) (C)表示本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)。為了了解磁極和磁鐵的配置等，圖11的各圖表示在Y-Z截面切斷的圖。圖11 (a)是在平板形的磁鐵固定部件6上粘貼了磁鐵4的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由于是在平板形的鐵等的板上粘貼磁鐵的結(jié)構(gòu)，因此具有加工性好的特征。
圖11 (b)是在磁鐵固定部件6上加工出了配置磁鐵用的槽的結(jié)構(gòu)，在Y方向排列的磁鐵之間具有突起部9。如果將該突起部9作為磁性材料，則具有與繞組3交鏈的磁通增加的效果。另外，磁鐵固定部件6和突起部9可以一體地構(gòu)成，也可以用分開的部件構(gòu)成。 如果設(shè)置突起部9，就可以將凹陷部也作為用于定位磁鐵4的槽使用。
圖11 (c)表示將可動體夾入的磁極I和連接磁極的芯件2相對于可動體使上下的芯件錯開、另外將可動體的磁鐵的位置在磁鐵固定部件6的表背錯開的實施例。這樣，也可以在可動體的表背錯開磁鐵位置。
圖12是為了了解磁極I和連接磁極的芯件2的結(jié)構(gòu)、部分地剖切了線性發(fā)電機(jī)的圖。圖12是重疊層積鋼板來構(gòu)成本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)的磁極I和連接磁極的芯件2的例子。
圖12 Ca)是相對于可動體8使上下的磁極I在可動體8的行進(jìn)方向?qū)R地構(gòu)成的圖。圖12 (b)是相對于可動體8使上下的磁極I在可動體的行進(jìn)方向錯開地構(gòu)成的圖。 圖12 (c)是將磁極I的形狀構(gòu)成為矩形的例子。
圖13是用層積鋼板構(gòu)成了線性發(fā)電機(jī)的例子。為了了解線性發(fā)電機(jī)的內(nèi)部，表示在可動體的行進(jìn)方向剖切了發(fā)電機(jī)的圖。圖13僅表示磁極I、連接磁極的芯件2以及繞組 3的定子。
通過用層積鋼板加工磁極I和連接磁極的芯件2，從而可以通過調(diào)整層積數(shù)量來任意調(diào)整磁極I的間距。通過改變層積數(shù)量，可像磁極間距b和磁極間距c那樣調(diào)整磁極 I的位置。磁極間距b由12張層積鋼板構(gòu)成，磁極間距c由14張層積鋼板構(gòu)成。
第三實施例
圖14表示本發(fā)明的第三實施例。
圖14表示將圖2的線性發(fā)電機(jī)組裝在圖4所示的線性發(fā)電機(jī)之間的實施例。圖 14 (a)表示在Y-Z平面剖切線性發(fā)電機(jī)的圖。
圖14 (b)表示圖14 Ca)的立體圖。另外，圖14 (C)表示線性發(fā)電機(jī)的立體圖。 圖14的最上部的線性發(fā)電機(jī)和最下部的線性發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的力矩互為反向，因此可以抵消而減小力矩。
另外，中央部的線性發(fā)電機(jī)的上下的磁極關(guān)于可動體是對稱的，作用于中央部的可動體的力矩小。通過連接這三個可動體，可以減少彼此的力矩、朝Y方向的吸引力。
本實施例說明了三層的可動體結(jié)構(gòu)，但通過配置成減小力矩、吸引力，也可以構(gòu)成為進(jìn)一步增加了可動體的多層結(jié)構(gòu)。
另外，圖14所示的最上部、中央部、最下部的線性發(fā)電機(jī)之間的連接磁極的芯件， 由于磁通方向相反，磁飽和降低，因此可以形成得較細(xì)，從而裝置也變得更小。
圖15是機(jī)械地緊固了圖14的線性發(fā)電機(jī)的每個可動體8的圖。這樣也可以連接各個可動體8。圖16是排列三個圖15所示的線性發(fā)電機(jī)而構(gòu)成三相線性發(fā)電機(jī)的例子。
第四實施例
圖17是兩層的線性發(fā)電機(jī)的主視圖。示意地表示由磁鐵產(chǎn)生的磁通10。圖17 (a)是上下各個線性發(fā)電機(jī)的主視圖。圖17 (b)表示合并了兩個發(fā)電機(jī)時的磁通10的方向。
圖17 (b)的連接磁極的芯件2f，是在圖17 (a)所示的兩個發(fā)電機(jī)中將上側(cè)發(fā)電機(jī)的下側(cè)的連接磁極的芯件2和下側(cè)發(fā)電機(jī)的上側(cè)的連接磁極的芯件2通用，從而可以使線性發(fā)電機(jī)小型化。
第五實施例
圖18是組裝了兩層可動體8的線性發(fā)電機(jī)。是將繞組3配置在上側(cè)的可動體8 的上方和下側(cè)的可動體8的下方的例子。這樣，繞組3的位置和數(shù)量并不受本實施例所記載的限制。
第六實施例
圖19和圖20是表示本發(fā)明的可動體的實施方式的例子。圖19 Ca)是在平板的磁鐵固定部件6上加工出槽后粘上磁鐵4的例子。圖19 (b)是在磁鐵固定部件6上設(shè)置凹部后配置磁鐵4的例子。
圖20 Ca)是僅用磁鐵4和極片5構(gòu)成可動體的例子。圖20 (b)是用框架11圍住圖20 (a)的可動體來提高強(qiáng)度的實施例。磁性材料和非磁性材料都可以構(gòu)成框架11。
本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)例如也可以通過與汽車的輪胎連接而利用行駛時的振動能量進(jìn)行發(fā)電，或者利用波的能量而作為潮汐或波力發(fā)電裝置構(gòu)成。
圖21表示與汽車的輪胎連接的例子。在軸113上連接車輪111和輪胎110。在車輪111上通過連桿部112連接線性發(fā)電機(jī)102?？梢酝ㄟ^輪胎110的上下運(yùn)動的能量進(jìn)行發(fā)電。
圖21是將連桿部112連接在車輪111上，但只要是可以將輪胎的運(yùn)動能量向線性發(fā)電機(jī)102傳遞的結(jié)構(gòu)，則可以是任意的方式。另外，也可以將線性發(fā)電機(jī)安裝在汽車的懸8掛部或減震器部。
圖22是用本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)構(gòu)成波力發(fā)電裝置的例子。圖22 (a)是將線性發(fā)電機(jī)102設(shè)置在海面上的例子。圖22 (b)是將線性發(fā)電機(jī)102設(shè)置在海水中的例子。
圖22是在線性發(fā)電機(jī)102上連接浮標(biāo)120、利用浮標(biāo)120的浮力使線性發(fā)電機(jī)的可動體進(jìn)行直線運(yùn)動來進(jìn)行發(fā)電的結(jié)構(gòu)。通過將波力和潮汐力形成的水面的上下運(yùn)動轉(zhuǎn)遞到本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)上，無論是否是圖22所示的發(fā)電形式，都可以構(gòu)成使用了本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)的發(fā)電裝置，只要能得到相同的效果，則任何形式均可。
第七實施例
圖23表示本發(fā)明的第七實施例。本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)102與三相換流器連接。將由線性發(fā)電機(jī)發(fā)電產(chǎn)生的三相交流電通過三相換流器200轉(zhuǎn)換成直流電。
在三相換流器200上連接DC/AC逆變器201，通過DC/AC逆變器被轉(zhuǎn)換成一定頻率，與系統(tǒng)連接。通過使用本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)，能夠通過縮小磁極間距而提高發(fā)電得到的交流電的頻率，可以提高發(fā)電效率。
而且，由于漏磁通少，因此無效的磁通減少，從而可以降低電感。由于可以降低電感，故換流器的容量變小，可以提供小型的發(fā)電系統(tǒng)。而且，由于可以減輕支承機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)， 故而可以減少維護(hù)的次數(shù)。
圖23表示三相的線性發(fā)電機(jī)、三相的系統(tǒng)的例子，但不受該結(jié)構(gòu)的限制。
第八實施例
圖24表示本發(fā)明的第八實施例的說明圖。圖24是利用了波力的發(fā)電系統(tǒng)。在可動體上連接了浮標(biāo)120的線性發(fā)電機(jī)102與三相換流器200連接，各三相換流器200通過 DC/AC逆變器201與系統(tǒng)連接。
波121由于波的高度隨著時間進(jìn)行變化，因此利用線性發(fā)電機(jī)102產(chǎn)生的交流電也形成正弦波的波形。在波的最高處，設(shè)置在線性發(fā)電機(jī)102上的浮標(biāo)120的速度為零，各線性發(fā)電機(jī)102的發(fā)電量隨著時間而變化。
因此，通過將多個線性發(fā)電機(jī)102呈并列或網(wǎng)格狀等地排列在波的行進(jìn)方向，可以使發(fā)電量平滑。雖然在該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中對于各線性發(fā)電機(jī)102都需要三相換流器200，但在本發(fā)明的三相發(fā)電機(jī)102中，除了可縮小磁極間距來提高發(fā)電產(chǎn)生的交流電頻率以提高發(fā)電效率之外，還可以通過降低漏磁通來減小電感，因此還可以減小換流器的容量。而且，由于可以減輕對支承機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，因此可以形成小型的支承機(jī)構(gòu)，能夠?qū)⒄麄€系統(tǒng)形成為小型。
在本發(fā)明的實施例中，表示了改變了磁極和連接磁極的芯件以及可動體的形狀的情況的一個例子，但只要能得到相同的效果，則不局限于此。
本實施例中所述的磁性體可以使用SS400或S45C等鐵類材料或硅鋼板等高磁率部件。
本發(fā)明的實施例中所示的可動體可以利用推力軸承或LM導(dǎo)軌、輥等進(jìn)行支承，能保持磁極和可動體的空隙。
本發(fā)明的磁極和連接磁極的芯件也可以一體地構(gòu)成。
附圖標(biāo)記說明
I磁極，2連接磁極的芯件，2a上側(cè)分割芯件，2b中央分割芯件，2c下側(cè)分割芯件，92d層積芯件,2e層積分割芯件,3繞組,4磁鐵,4a右向磁鐵,4b左向磁鐵,5極片,6磁鐵固定部件，7連接部件，8可動體，9突起部，10磁通，11框架，101發(fā)電單元，102線性發(fā)電機(jī)，110 輪胎，111車輪，112連桿部，113軸，120浮標(biāo)，121波，200三相換流器，201DC/AC逆變器。
權(quán)利要求
1.一種線性發(fā)電機(jī)，其特征在于，該線性發(fā)電機(jī)具有多個磁極，該多個磁極配置成將可動體夾入，該可動體交替地排列了磁鐵的極性，所述線性發(fā)電機(jī)具有被同樣地纏繞在配置成將可動體夾入的多個磁極上的繞組，所述線性發(fā)電機(jī)具有連接多個磁極的芯件。
2.一種線性發(fā)電機(jī)，其特征在于，該線性發(fā)電機(jī)具有多個磁極，該多個磁極配置成將可動體夾入，該可動體交替地排列了磁鐵的極性，所述線性發(fā)電機(jī)具有被同樣地纏繞在配置成將可動體夾入的多個磁極上的繞組，所述線性發(fā)電機(jī)具有連接多個磁極的芯件，抵消了作用于可動體的可動體行進(jìn)方向以外的力。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的線性發(fā)電機(jī)，其特征在于，相對于可動體行進(jìn)方向的磁鐵間距P，將磁極的間距配置成大體2nP (n=l、2、3…)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的線性發(fā)電機(jī)，其特征在于，由磁極和連接磁極的芯件構(gòu)成的部件被分割。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的線性發(fā)電機(jī)，其特征在于，利用在可動體行進(jìn)方向?qū)臃e的部件，構(gòu)成磁極或者連接磁極的芯件或者由磁極和連接磁極的芯件構(gòu)成的部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項所述的線性發(fā)電機(jī)，其特征在于，配置成將可動體夾入的多個磁極在可動體行進(jìn)方向錯開地配置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項所述的線性發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述線性發(fā)電機(jī)具有磁極與磁鐵面相向的平面，可動體貫穿由磁極以及連接磁極的芯件構(gòu)成的定子。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項所述的線性發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述線性發(fā)電機(jī)具有可動體，該可動體將磁鐵配置在具有平面的磁性體的上表面和下表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的線性發(fā)電機(jī)，其特征在于，在可動體行進(jìn)方向排列的磁鐵之間設(shè)有磁性體的凸部。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的線性發(fā)電機(jī)，其特征在于，配置在可動體的磁性體上的上表面和下表面的磁鐵的位置，在上表面和下表面在可動體行進(jìn)方向錯開。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10中任一項所述的線性發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述線性發(fā)電機(jī)具有兩個以上的可動體，兩個以上的可動體配置成相對于可動體行進(jìn)方向的軸對稱。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的線性發(fā)電機(jī)，其特征在于，連接有兩個以上的可動體。
13.一種發(fā)電裝置，其特征在于，使用了根據(jù)權(quán)利要求I至12中任一項所述的線性發(fā)電機(jī)。
14.一種線性發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述線性發(fā)電系統(tǒng)具有根據(jù)權(quán)利要求I至12中任一項所述的線性發(fā)電機(jī)，所述線性發(fā)電系統(tǒng)具有將發(fā)電形成的能量轉(zhuǎn)換成直流的換流器，所述線性發(fā)電系統(tǒng)具有將直流轉(zhuǎn)換成交流的DC/AC逆變器。
15.一種車輛用電磁懸掛，其特征在于，使用了根據(jù)權(quán)利要求I至12中任一項所述的線性發(fā)電機(jī)。
16.一種波力發(fā)電裝置，其特征在于，使用了根據(jù)權(quán)利要求I至12中任一項所述的線性發(fā)電機(jī)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的線性發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，排列有多個線性發(fā)電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明的線性發(fā)電機(jī)提供的是對支承機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)和力的脈動小、縮小磁極間距而能形成高頻的線性發(fā)電機(jī)，為此，包括配置成夾入并保持被配置在可動體上的磁鐵的多個磁極、將夾入并保持可動體的磁鐵的磁極連續(xù)地連接的芯件、被集中纏繞在多個磁極上的繞組、以及由將磁鐵的磁極交替排列的磁鐵列或?qū)⒋盆F的極性交替排列的磁鐵列和磁性材料構(gòu)成的可動體，配置成夾入并保持磁鐵的磁極和具有將保持磁鐵的磁極連續(xù)地連接的芯件的磁極，沿著可動體的長度方向配置有多個，在多個磁極配置通用的繞組。
文檔編號H02K41/03GK102934337SQ201080067279
公開日2013年2月13日 申請日期2010年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者青山康明, 巖路善尚 申請人:株式會社日立制作所