本實(shí)用新型涉及發(fā)電機(jī)及電動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種磁懸浮無鐵芯永磁式發(fā)電機(jī)電動裝置。

背景技術(shù)：

永磁發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置，目前傳統(tǒng)的永磁發(fā)電機(jī)包括鐵芯、永磁體轉(zhuǎn)子、勵磁繞組和滑環(huán)碳刷，分別為一次勵磁和二次勵磁。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修麻煩；因工作磁場所限，發(fā)電功率受到制約；有阻尼而且還需要啟動扭力矩，發(fā)電的同時還有一定的能量消耗，發(fā)電效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種磁懸浮無鐵芯永磁式發(fā)電裝置，解決了現(xiàn)有發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、發(fā)電效率低的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種磁懸浮無鐵芯永磁式發(fā)電裝置，所述發(fā)電裝置包括軸體、機(jī)殼和發(fā)電組件，所述機(jī)殼與所述軸體可相對轉(zhuǎn)動；所述發(fā)電裝置還包括磁懸浮組件，所述磁懸浮組件包括固定安裝于所述軸體上的內(nèi)支架和固定安裝于機(jī)殼上的外支架，所述內(nèi)支架上設(shè)置有若干內(nèi)磁體，所述外支架上設(shè)置有若干外磁體，所述內(nèi)磁體與外磁體的相對面、外磁體與內(nèi)磁體的相對面均為N極或S極，所述內(nèi)磁體與外磁體的相對面與所述內(nèi)磁體所在圓的切線之間具有一定的夾角，所述外磁體與內(nèi)磁體的相對面與所述外磁體所在圓的切線之間具有一定的夾角，所述內(nèi)磁體與外磁體的側(cè)面均包裹有隔磁層。

如上所述的磁懸浮無鐵芯永磁式發(fā)電裝置，所述內(nèi)磁體與外磁體的相對面與所述內(nèi)磁體所在圓的切線之間的夾角為20°-60°；所述外磁體與內(nèi)磁體的相對面與所述外磁體所在圓的切線之間的夾角為20°-60°。

如上所述的磁懸浮無鐵芯永磁式發(fā)電裝置，所述內(nèi)磁體、外磁體與所述內(nèi)磁體、外磁體所在圓的圓心位于同一直線時，所述內(nèi)磁體與外磁體的相對面和所述外磁體與內(nèi)磁體的相對面平行。

如上所述的磁懸浮無鐵芯永磁式發(fā)電裝置，所述機(jī)殼為外定子，所述軸體為內(nèi)轉(zhuǎn)子；所述發(fā)電組件包括轉(zhuǎn)子組件和定子組件；所述轉(zhuǎn)子組件包括磁軛和安裝于磁軛上的磁體，所述磁軛固定安裝于所述軸體上；所述定子組件包括固定安裝于所述機(jī)殼上的集成線圈。

如上所述的磁懸浮無鐵芯永磁式發(fā)電裝置，所述機(jī)殼為外轉(zhuǎn)子，所述軸體為內(nèi)定子；所述發(fā)電組件包括轉(zhuǎn)子組件和定子組件，所述轉(zhuǎn)子組件包括磁軛和安裝于磁軛上的磁體，所述磁軛固定安裝于所述機(jī)殼上；所述定子組件包括固定安裝于所述軸體上的集成線圈。

如上所述的磁懸浮無鐵芯永磁式發(fā)電裝置，所述磁軛包括至少一個與所述軸體同軸的筒形部，所述集成線圈包括至少一個與所述軸體同軸的筒形部，所述磁軛與所述集成線圈的筒形部相對且相對面上設(shè)置有磁體；所述磁軛包括兩個以上筒形部、所述集成線圈包括兩個以上筒形部時，所述磁軛的筒形部與所述集成線圈的筒形部間隔分布。

如上所述的磁懸浮無鐵芯永磁式發(fā)電裝置，所述磁軛包括至少一個與所述軸體同軸的筒形部和至少一個與所述軸體垂直的碟形部，所述集成線圈包括至少一個與所述軸體同軸的筒形部和至少一個與所述軸體垂直的碟形部，所述磁軛與所述集成線圈的筒形部相對且相對面上設(shè)置有磁體，所述磁軛與所述集成線圈的碟形部相對且相對面上設(shè)置有磁體；所述磁軛包括兩個以上筒形部、所述集成線圈包括兩個以上筒形部時，所述磁軛的筒形部與所述集成線圈的筒形部間隔分布；所述磁軛包括兩個以上碟形部，所述集成線圈包括兩個以上碟形部時，所述磁軛的碟形部與所述集成線圈的碟形部間隔分布。

如上所述的磁懸浮無鐵芯永磁式發(fā)電裝置，所述磁軛包括至少一個與所述軸體垂直的碟形部，所述集成線圈包括至少一個與所述軸體垂直的碟形部，所述磁軛與所述集成線圈的碟形部相對且相對面上設(shè)置有磁體；所述磁軛包括兩個以上碟形部、所述集成線圈包括兩個以上碟形部時，所述磁軛的碟形部與所述集成線圈的碟形部間隔分布。

基于上述發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型還提出了一種無鐵芯永磁式電動裝置，所述電動裝置包括上述的發(fā)電裝置，所述發(fā)電裝置的集成線圈上安裝有用于檢測磁場角度的霍爾傳感器，所述電動裝置包括控制器和位于集成線圈上的通斷開關(guān)，所述霍爾傳感器檢測信號傳輸至控制器，所述控制器輸出控制信號至所述通斷開關(guān)。

基于上述發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型還提出了一種無鐵芯永磁式電動裝置，所述電動裝置包括上述的發(fā)電裝置，所述發(fā)電裝置機(jī)殼上固定安裝有編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器，所述編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器的軸體與發(fā)電裝置的軸體通過聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，所述電動裝置包括控制器和位于集成線圈上的通斷開關(guān)，所述編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器檢測信號傳輸至控制器，所述控制器輸出控制信號至所述通斷開關(guān)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本實(shí)用新型磁懸浮無鐵芯永磁式發(fā)電裝置增加磁懸浮組件，磁懸浮組件的內(nèi)磁體和外磁體的相對面的極性相同且均為斜面，因而，當(dāng)內(nèi)磁體和外磁體的相對面相對時，產(chǎn)生同極相對的推力，通過斜角力，旋轉(zhuǎn)到下一組，以此類推，形成了一定的旋轉(zhuǎn)力，因而，發(fā)電裝置的發(fā)電效率大大提高。

本實(shí)用新型在增加霍爾傳感器、控制器和通斷開關(guān)后可作為電動裝置使用，作為電動機(jī)使用時，磁懸浮組件能夠產(chǎn)生相應(yīng)的效果，電動裝置的電動效率大大提高。

結(jié)合附圖閱讀本實(shí)用新型實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本實(shí)用新型的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型具體第一實(shí)施例磁懸浮組件的剖視圖。

圖2為本實(shí)用新型第一具體實(shí)施例發(fā)電裝置的剖視圖。

圖3為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的原理框圖。

圖4為本實(shí)用新型另一具體實(shí)施例的原理框圖。

圖5為本實(shí)用新型第二具體實(shí)施例發(fā)電裝置的剖視圖。

圖6為本實(shí)用新型第二具體實(shí)施例另一發(fā)電裝置的剖視圖。

圖7為本實(shí)用新型第三具體實(shí)施例發(fā)電裝置的剖視圖。

圖8為圖7中磁軛、磁體與線圈部分的分解圖。

圖9為本實(shí)用新型具體實(shí)施例第三具體實(shí)施例另一發(fā)電裝置的剖視圖。

圖10為圖9中磁軛、磁體與線圈部分的分解圖。

圖11為本實(shí)用新型第三具體實(shí)施例再一發(fā)電裝置的剖視圖。

圖12為本實(shí)用新型第四具體實(shí)施例發(fā)電裝置的剖視圖。

圖13為本實(shí)用新型第四具體實(shí)施例另一發(fā)電裝置的剖視圖。

圖14為本實(shí)用新型第四具體實(shí)施例再一發(fā)電裝置的剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地描述。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提出了一種磁懸浮無鐵芯永磁式發(fā)電裝置，發(fā)電裝置包括軸體100、機(jī)殼200和發(fā)電組件400，機(jī)殼200與軸體100可發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，機(jī)殼200一般通過軸承安裝于軸體100上。機(jī)殼200與軸體100發(fā)生相對轉(zhuǎn)動的過程中，發(fā)電組件400發(fā)電。本實(shí)施例的重點(diǎn)在于，在發(fā)電裝置上設(shè)置磁懸浮組件300，磁懸浮組件300可以增加促使機(jī)殼200與軸體100相對轉(zhuǎn)動的動力，可以提高發(fā)電效率。

下面對磁懸浮組件進(jìn)行具體說明：

如圖1、2所示，本實(shí)施例的磁懸浮組件300包括固定安裝于軸體100上的內(nèi)支架310和固定安裝在機(jī)殼200上的外支架320，內(nèi)支架310上設(shè)置有若干內(nèi)磁體311，外支架320上設(shè)置有若干外磁體321。

其中，內(nèi)支架310和外支架320均是以軸體100為圓心的同心圓環(huán)，外磁體321均勻分布在外支架320的內(nèi)環(huán)面，內(nèi)磁體311均勻分布在內(nèi)支架310的外環(huán)面。外磁體321為柱形，外磁體321的一端嵌裝在外支架320的內(nèi)環(huán)面內(nèi)，另一端裸露于外支架320；外磁體321的軸線位于以外支架320的圓心為基準(zhǔn)的射線上。內(nèi)磁體311為柱形，內(nèi)磁體311的一端嵌裝在內(nèi)支架310的外環(huán)面，另一端裸露于外支架310；內(nèi)磁體311的軸線位于以內(nèi)支架310的圓心為基準(zhǔn)的射線上。

外磁體321裸露于外支架320的一端并朝向內(nèi)支架310的端面為外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323。內(nèi)磁體311裸露于內(nèi)支架310的一端并朝向外支架320的端面為內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313。內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313、外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323均為N極或S極，即內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313、外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323為同極，以便二者在接近時產(chǎn)生同極相斥的排斥力。內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313與內(nèi)磁體311所在圓的切線之間具有一定的夾角，優(yōu)選的，該夾角為20°-60°；外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323與外磁體321所在圓的切線之間具有一定的夾角，優(yōu)選的，該夾角為20°-60°；相對面313、323的角度設(shè)計(jì)可以使內(nèi)磁體311與外磁體321接近時產(chǎn)生同極相斥的排斥力促使內(nèi)支架310與外支架320之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動的力。為了防止內(nèi)磁體311和外磁體321的側(cè)面產(chǎn)生磁場，形成干擾力，在內(nèi)磁體311和外磁體321的側(cè)面均包裹有隔磁層312、322。因而，只有內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313、外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323之間可以產(chǎn)生排斥力，而二者均與其所在圓的切線之間具有一定的夾角，因而，內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313、外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323相對時，排斥力便可促使軸體100與機(jī)殼200產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動的力，旋轉(zhuǎn)到下一組內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313、外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323相對時，又可產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動的力，以此類推，形成了一定的旋轉(zhuǎn)力，因而，可以減小發(fā)電裝置的輸入動力，使發(fā)電裝置的發(fā)電效率大大提高。

為了使內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313、外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323相對時，排斥力達(dá)到最大，內(nèi)磁體311、外磁體321與內(nèi)磁體311、外磁體321所在圓的圓心位于位于同一直線時，內(nèi)磁體311與外磁體321的相對面313和外磁體321與內(nèi)磁體311的相對面323平行。

本實(shí)施例不對發(fā)電裝置的發(fā)電組件進(jìn)行限定，凡是具有發(fā)電功能的發(fā)電組件均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

發(fā)電時，施加外力作用使得軸體100和機(jī)殼200發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，發(fā)電組件發(fā)電，軸體100和機(jī)殼200發(fā)生相對轉(zhuǎn)動的過程中，磁懸浮組件起到助力的作用，提高了發(fā)電效率。

基于上述發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)，本實(shí)施例還提出了一種無鐵芯永磁式電動裝置，包括上述的發(fā)電裝置，如圖3所示，發(fā)電裝置的集成線圈上安裝有用于檢測磁場角度的霍爾傳感器，電動裝置包括控制器和位于集成線圈上的通斷開關(guān)，集成線圈的每相均設(shè)置有通斷開關(guān)，通斷開關(guān)用于控制集成線圈的三相的通斷。

作為電動裝置時，霍爾傳感器檢測信號傳輸至控制器，控制器輸出控制信號至通斷開關(guān)，控制通斷開關(guān)的開閉，以與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生作用力，驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。磁懸浮組件起到助力的作用，提高了電動效率。

作為發(fā)電裝置時，控制器控制通斷開關(guān)均處于閉合狀態(tài)。

基于上述發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)，本實(shí)施例還提出了一種電動裝置，包括上述的發(fā)電裝置，發(fā)電裝置機(jī)殼上固定安裝有編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器，編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器的軸體與發(fā)電裝置的轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，電動裝置包括控制器和位于集成線圈上的通斷開關(guān)，如圖4所示，編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器檢測角位移信號傳輸至控制器，控制器輸出控制信號至通斷開關(guān)。集成線圈的每相均設(shè)置有通斷開關(guān)，通斷開關(guān)用于控制集成線圈的三相的通斷。

作為電動裝置時，編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器檢測信號傳輸至控制器，控制器輸出控制信號至通斷開關(guān)，控制通斷開關(guān)的開閉，以與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生作用力，驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。磁懸浮組件起到助力的作用，提高了電動效率。

作為發(fā)電裝置時，控制器控制通斷開關(guān)均處于閉合狀態(tài)。

實(shí)施例二

基于實(shí)施例一，本實(shí)施例著重對發(fā)電組件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明：

本實(shí)施例的機(jī)殼200為外定子，軸體100為內(nèi)轉(zhuǎn)子。發(fā)電組件400包括轉(zhuǎn)子組件和定子組件。其中，轉(zhuǎn)子組件包括磁軛410和安裝于磁軛410上的磁體420，磁軛410固定安裝于軸體100上；定子組件包括固定安裝于機(jī)殼200上的集成線圈430。

具體的，如圖5、6所示，磁軛410包括至少一個與軸體100同軸的筒形部411，還包括一個與筒形部411垂直的支架412，支架412固定安裝于軸體100上。筒形部411上設(shè)置有若干磁體420，磁體420的磁極間隔分布。

集成線圈430包括至少一個與軸體100同軸的筒形部431，還包括一個與筒形部431垂直的安裝部432，安裝部432固定安裝于機(jī)殼200上。集成線圈430包括三相，可以采用單繞組或多層繞組繞制。線圈采用集成壓鑄工藝，使線圈集成化，降低了繞組的銅損。

為了防止機(jī)殼內(nèi)熱量過高，在軸體100上固定安裝有扇葉500，扇葉500位于機(jī)殼200內(nèi)。優(yōu)選在機(jī)殼200上設(shè)置有散熱孔。

磁軛410的筒形部411與集成線圈430的筒形部431的相對面上設(shè)置有磁體420。集成線圈430與磁體420之間均有一定的氣隙，氣隙一般在0.5-3mm。

如圖5所示，磁軛410的筒形部411位于集成線圈430的筒形部431的外圍。

如圖6所示，集成線圈430的筒形部431位于磁軛410的筒形部411的外圍。

當(dāng)然，磁軛410也可以包括兩個以上筒形部411，集成線圈430也可以包括兩個以上筒形部431，此時，磁軛410的筒形部411與集成線圈430的筒形部431間隔分布。

如圖2所示，本實(shí)施例也可適用于機(jī)殼200為外轉(zhuǎn)子，軸體100為內(nèi)定子的情形。此時，轉(zhuǎn)子組件的磁軛410固定安裝于機(jī)殼200上；定子組件的集成線圈430固定安裝于軸體100上。

實(shí)施例三

本實(shí)施例中發(fā)電組件的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例二不同，下面對本實(shí)施例的發(fā)電組件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明：

如圖7-11所示，本實(shí)施例的磁軛410包括至少一個與軸體100同軸的筒形部411和至少一個與軸體100垂直的碟形部413。集成線圈430包括至少一個與軸體100同軸的筒形部431和至少一個與軸體100垂直的碟形部433，磁軛410與集成線圈430的筒形部相對且相對面上設(shè)置有磁體420，磁軛410與集成線圈430的跌形部相對且相對面上設(shè)置有磁體420。

當(dāng)磁軛410包括兩個以上筒形部411、集成線圈430包括兩個以上筒形部431時，磁軛410的筒形部411與集成線圈430的筒形部431間隔分布。磁軛410包括兩個以上碟形部413，集成線圈430包括兩個以上碟形部433時，磁軛410的碟形部413與集成線圈430的碟形部413間隔分布。

實(shí)施例四

本實(shí)施例中發(fā)電組件的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例二不同，下面對本實(shí)施例的發(fā)電組件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明：

如圖12、13所示，本實(shí)施例的磁軛410包括至少一個與軸體100垂直的碟形部413。集成線圈430包括至少一個與軸體410垂直的碟形部433，磁軛410與集成線圈430的碟形部相對且相對面上設(shè)置有磁體420。

磁軛410包括兩個以上碟形部413、集成線圈430包括兩個以上碟形部433時，磁軛410的碟形部413與集成線圈430的碟形部433間隔分布。

如圖14所示，本實(shí)施例的集成線圈430的碟形部431的一側(cè)與磁軛410的碟形部413相對，磁軛410與集成線圈430相對的碟形部413上設(shè)置有磁體420。集成線圈430的碟形部433的另一側(cè)可以設(shè)置有一個與集成線圈430相對的無剩磁導(dǎo)磁部件440，以提高磁場強(qiáng)度。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。