本發(fā)明涉及新能源領(lǐng)域，尤其涉及一種永磁體磁場節(jié)能發(fā)電裝置。
背景技術(shù)：
目前的各種動(dòng)力裝置，包括電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)均是消耗能源的動(dòng)力機(jī)械。電力需要由煤炭為燃料的火力發(fā)電廠供應(yīng)，消耗煤炭資源，柴油、汽油等燃油需要用石油原料加工制成，煤、石油均是不可再生能源，面臨枯竭的問題。內(nèi)燃機(jī)的效率大概是百分之十幾,就是說燃料80％的能量被浪費(fèi)到環(huán)境中去了，理論上來說只能是熱機(jī)效率，但不可能做到太高。此外，內(nèi)燃機(jī)燃燒作業(yè)噪音和排放尾氣造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。隨著科技的進(jìn)步，動(dòng)力裝置從水力、火力發(fā)展至風(fēng)力、太陽能等能源形式。石油、天然氣等資源是有限的，同時(shí)還有環(huán)境污染對(duì)人類產(chǎn)生負(fù)作用。目前車、船等有利用電池驅(qū)動(dòng)，但電池重量大，充電慢，電池報(bào)廢的處理成本也很高。因此，研發(fā)一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的新能源，新結(jié)構(gòu)的發(fā)電裝置已是迫在眉睫。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種永磁體磁場節(jié)能發(fā)電裝置，本發(fā)電裝置可以使稀土釹鐵硼合金永磁體的磁能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，使初始電機(jī)功率通過磁場的作用增加發(fā)電功率1～10倍。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
一種永磁體磁場節(jié)能發(fā)電裝置，包括電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)的電機(jī)軸通過聯(lián)軸器與永磁體磁輪連接，所述永磁體磁輪與齒輪箱連接，所述齒輪箱通過聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)連接，所述發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能通過充電機(jī)向蓄電池充電，所述蓄電池輸出的直流電通過逆變器變?yōu)榻涣麟娸斎肱潆娤?，所述配電箱的電能一部分輸出至電?dòng)機(jī)，另一部分向外供電。
依照本發(fā)明的一個(gè)方面，還包括一個(gè)控制系統(tǒng)，所述永磁體磁輪的輸入端和所述齒輪箱的輸出端分別安裝有轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置，所述充電機(jī)的輸入端和所述蓄電池的輸出端分別安裝有功率測(cè)量裝置，所述轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置和所述功率測(cè)量裝置連接控制系統(tǒng)輸入端，將測(cè)量得到的數(shù)據(jù)發(fā)至所述控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)的輸出端連接所述電動(dòng)機(jī)，對(duì)所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行無級(jí)控制。
依照本發(fā)明的一個(gè)方面，所述永磁體磁輪包括一個(gè)大磁輪和設(shè)置在所述大磁輪周邊的六個(gè)小磁星；所述大磁輪的周邊分為十等分，在各等分處設(shè)置有磁塊，所述磁塊中的s極面向逆時(shí)針方向，n極面向順時(shí)針方向；所述小磁星的n極面向外，s極面向內(nèi)，所述小磁星的外部產(chǎn)生n極一致的磁力線。
依照本發(fā)明的一個(gè)方面，所述大磁輪通過鋼軸安裝在軸承座上，所述軸承座安裝在機(jī)座上，所述小磁星安裝在機(jī)架上。
依照本發(fā)明的一個(gè)方面，所述小磁星的結(jié)構(gòu)為：包括一個(gè)四方的鋁塊，所述鋁塊的兩端裝有單向軸承，鋼軸穿過所述單向軸承并與所述鋁塊緊固，在所述鋁塊的面上包有鋼片，永磁塊通過螺絲緊固在所述鋼片上，所述永磁塊的n極面向外，s極面向內(nèi)。
依照本發(fā)明的一個(gè)方面，所述的小磁星的位置為：處于所述大磁輪上的磁塊上方10mm處。
本發(fā)明實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明占地面積少；比太陽能，風(fēng)力發(fā)電的成本低一半；安全性能好，避免了臺(tái)風(fēng)、水災(zāi)等自然災(zāi)害；無噪音，無污染，零排放；可把本發(fā)電裝置設(shè)置在車、船上作為動(dòng)力和發(fā)電。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明的永磁體磁場結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的大磁輪結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明的小磁星結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本發(fā)明的發(fā)電裝置的總體原理圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
永磁體是個(gè)能量儲(chǔ)能器，在兩個(gè)永磁體設(shè)置互動(dòng)中，通過n，s極產(chǎn)生斥、吸磁力，磁力有大、有小，具有可交換變化的動(dòng)量和能量。
在本裝置中，利用電動(dòng)機(jī)為初始動(dòng)力，通過磁場的磁力，增加機(jī)械動(dòng)能，達(dá)到增加功率的目的，增加電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電力發(fā)電的能量，可達(dá)1～10倍。
在永磁體磁場設(shè)置中，必須掌握如下四要素：
一、以動(dòng)磁路思路設(shè)計(jì)磁場運(yùn)轉(zhuǎn)。
二、必須把若干個(gè)永磁體互動(dòng)產(chǎn)生的斥力、引力朝一個(gè)方向給力，消除正、反之間的阻力。
三、在兩磁塊抵近過面時(shí)，克服由于n，s兩極的相互作用而產(chǎn)生的阻力和“死點(diǎn)”。
四、永磁體的磁能要大，互動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的磁力強(qiáng)度達(dá)到最大量化，每塊磁鐵的磁力線保持開放式而不是封閉式。磁場避免被導(dǎo)磁性物質(zhì)所屏蔽。
為達(dá)到以上所述四大要素，本發(fā)明的具體做法如下：
一、在磁場周圍的機(jī)械構(gòu)件中，必須是以不銹鋼制作。
二、如圖1所示，在電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)軸上設(shè)置一個(gè)大磁輪1(不銹鋼)，大磁輪的周邊設(shè)置六個(gè)小磁輪(簡稱“小磁星”2)，形成大磁輪1在電動(dòng)機(jī)推動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)與六個(gè)小磁星2產(chǎn)生互動(dòng)。大磁輪1通過鋼軸5安裝在軸承座3上，軸承座3安裝在機(jī)座4上。小磁星2安裝在機(jī)架6上。大磁輪1的結(jié)構(gòu)參見圖2。小磁星2的結(jié)構(gòu)參見圖3。
三、永磁體磁塊設(shè)置：
1、大磁輪如圖2所示，其直徑為1米，在大磁輪1周邊分十等分(分割線為圖2中①～⑩)，垂直樹立磁塊7，并把磁塊7中s極面向逆時(shí)針方向(簡稱“左向”)，n極面向順時(shí)針方向(簡稱“右向”)。磁塊7和大磁輪之間設(shè)置鋼片8。磁塊7外部設(shè)置有不銹鋼圈體9。
2、小磁星如圖3所示，制作一個(gè)四方鋁塊3-1，鋁塊3-1的兩端裝上單向軸承3-2，鋼軸3-3穿過單向軸承3-2并與鋁塊3-1緊固。在鋁塊1縱向上包上鋼片3-4，永磁塊3-5通過螺絲3-6緊固在鋼片3-4上。永磁塊3-5的n極面向外，s極面向內(nèi)，使小磁星外部產(chǎn)生n極一致的磁力線。
磁場運(yùn)轉(zhuǎn)態(tài)勢(shì)分析：
電動(dòng)機(jī)設(shè)置向逆時(shí)針方向(簡稱“左向”)運(yùn)轉(zhuǎn)。大磁輪在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下，向左運(yùn)轉(zhuǎn)，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，與周邊6個(gè)小磁星產(chǎn)生不間斷的s、n極磁力線的互動(dòng)，產(chǎn)生吸、斥力。該吸、斥力表現(xiàn)為三種基本狀態(tài)：
1、大磁輪運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，與6個(gè)小磁星產(chǎn)生6個(gè)小磁場。在第一磁場中，由于小磁星四周都是n極磁力線，對(duì)迎面而來的磁體s極面產(chǎn)生拉力，從而把大磁輪拉向左方運(yùn)轉(zhuǎn)。小磁星后面又與大磁輪磁塊n極相向而產(chǎn)生斥力，同樣把大磁輪推向左向運(yùn)轉(zhuǎn)。
2、在第二磁場中，小磁星位置在大磁輪上的兩個(gè)磁塊的中間(參見圖1)，產(chǎn)生效果是前吸后推，與第一磁場近似。
3、在第三磁場中，小磁星剛好在大磁輪的一個(gè)磁塊的正上方(參見圖1)，這時(shí)大磁輪磁塊的s，n極同時(shí)與小磁星的n極磁力線產(chǎn)生吸、斥力，由于小磁星內(nèi)設(shè)置有單向左轉(zhuǎn)的作用，在大磁輪磁塊的n極磁力線推動(dòng)下，小磁星自然向左轉(zhuǎn)，致使大磁輪磁塊順利通過。在此時(shí)大磁輪的磁塊兩極s，n在同時(shí)受到小磁星的n極磁力線作用下，該n極面磁力(斥力)大于s極面的磁力(磁力線分子引力與距離6次方成反比，分子斥力與距離12次方成反比)，因此也是小磁星把大磁輪推向左轉(zhuǎn)的依據(jù)。
其他各3個(gè)小磁場產(chǎn)生的態(tài)勢(shì)都具備以上三種情況，相互吸、斥力都用在大磁輪左轉(zhuǎn)方。
磁場運(yùn)轉(zhuǎn)中能量分析：
1、磁塊選擇“釹鐵硼”(nd-fe-b)強(qiáng)力磁塊，規(guī)格為80*60*17(mm)，經(jīng)測(cè)試：兩磁塊n，s極相距10mm，垂直拉力為50kg。
2、大磁輪直徑為1000mm，分十等分設(shè)置一個(gè)永磁體，(為增加能量把2塊永磁體相并為1塊，吸、斥力為100kg)。在與小磁星互動(dòng)中，由于距離遠(yuǎn)近不同，平均以50kg計(jì))，6個(gè)小磁場給大磁輪產(chǎn)生的推力為300kg。
3、大磁輪直徑為1000mm，軸距為0.5米，該扭矩為：300kg/2＝150kg。
在大磁輪轉(zhuǎn)速為300r/min時(shí)，功率為4.71kw,
在大磁輪轉(zhuǎn)速為400r/min時(shí)，功率為6.28kw,
在大磁輪轉(zhuǎn)速為500r/min時(shí)，功率為7.85kw,
化到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)(1500r/min)，它們分別是：0.94kw，1.67kw，2.61kw。
4、以電動(dòng)機(jī)1.5kw為初始動(dòng)力(電動(dòng)機(jī)在拉動(dòng)發(fā)電機(jī)有效功率為70％)，電機(jī)發(fā)電能量為1.19kw。以上三項(xiàng)轉(zhuǎn)速與電機(jī)互動(dòng)為：2.13kw，2.86kw，3.8kw。
永磁體磁場節(jié)能發(fā)電裝置的整體結(jié)構(gòu)：
1、整體結(jié)構(gòu)如圖4所示：設(shè)置一個(gè)電動(dòng)機(jī)，功率為1.5kw，轉(zhuǎn)速：1500r/min。電機(jī)軸通過聯(lián)軸器與永磁體磁輪軸連接，轉(zhuǎn)速化為300r/min。
2、永磁體磁輪與齒輪箱連接，轉(zhuǎn)速變?yōu)?500-1600r/min。
3、齒輪箱通過聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)連接。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為1400r/min。
4、發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能通過充電器向蓄電池充電，并通過逆變器把蓄電池的直流電能，轉(zhuǎn)化為交流電，并把交流電輸入配電箱。
5、配電箱的電能輸出：1)給電動(dòng)機(jī)輸電，2)把多余電能向外供電(注：電動(dòng)機(jī)的功能通過磁場能增加一倍以上的功率)。
6、本發(fā)電裝置可以進(jìn)行能量升級(jí)，方法是：在永磁體磁場后面設(shè)置一個(gè)液壓系統(tǒng)。液壓泵在磁輪的機(jī)械能推動(dòng)下產(chǎn)生液壓能。液壓能通過液壓馬達(dá)。液壓馬達(dá)再推動(dòng)下個(gè)比第一磁輪大一倍的磁輪，使他發(fā)出的能量又再增加一倍以上。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的技術(shù)人員在本發(fā)明公開的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。