專利名稱：多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)，尤其是涉及采用多種潔凈能源合力發(fā)電的發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
目前所使用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般為利用大風(fēng)力的發(fā)電機(jī)。如香港南丫島大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是力矩大，旋轉(zhuǎn)力大，功率大；缺點(diǎn)是風(fēng)速要求6米每秒以上，使用上受到限制。還有其他風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其功率為10KW，優(yōu)點(diǎn)是能利用吹得最多的中、小風(fēng)速，可以自動調(diào)整迎風(fēng)角度，提高風(fēng)能利用率；缺點(diǎn)是相對比較力矩小，功率小。但是地球上吹3米/秒或以上風(fēng)的地區(qū)廣，日子多，大風(fēng)力發(fā)電機(jī)無法對這種風(fēng)速的小風(fēng)加以利用。且自然界風(fēng)時大時小，時有時無，使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的連續(xù)性差。且目前自動調(diào)整迎風(fēng)角度的功能只適合用于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，當(dāng)風(fēng)輪直徑稍大，旋轉(zhuǎn)時風(fēng)輪會擺動，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)抗臺風(fēng)能力差，故障率也較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其能充分利用小風(fēng)速風(fēng)能、太陽能及磁場能，發(fā)電效率高，故障率低，且抗臺風(fēng)能力強(qiáng)，還能改善風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)連續(xù)性差的問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，包括風(fēng)輪，還包括連接所述風(fēng)輪、用于將風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機(jī)，所述風(fēng)輪由多個風(fēng)葉片及旋轉(zhuǎn)軸組成，其中，每個所述風(fēng)葉片向外輻射的一端上設(shè)置有電磁鐵和切割線圈；所述風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)直徑的下半圓周上均勻設(shè)置有N個永久磁體，N個所述永久磁體的磁場方向交替設(shè)置，所述N為大于等于2的偶數(shù)；所述風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，帶動所述風(fēng)葉片上的切割線圈切割所述永久磁體的磁力線，并在相鄰風(fēng)葉片上的電磁鐵中產(chǎn)生感應(yīng)電磁場，所述感應(yīng)電磁場與所述永久磁體的磁場相互作用促進(jìn)所述風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其中，所述風(fēng)葉片橫截面為直線段兩端向相反方向彎曲的形狀。本發(fā)明所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其中，所述風(fēng)葉片上彎曲部位設(shè)置有多個泄氣孔。本發(fā)明所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其中，還包括將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的太陽能電池板，所述太陽能電池板通過蓄電池連接至所述永久磁體，用于給所述永久磁體充磁。本發(fā)明所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其中，所述N取值為10，10個所述永久磁體分別設(shè)置在所述風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)直徑的下半圓周的0°、20°、40°、60°、80° UOO0、120°、 140°、160°、180° 的位置上。
本發(fā)明所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其中，還包括用于在風(fēng)速超過預(yù)定值時、 切斷所述風(fēng)葉片上線圈感應(yīng)電流的離心力開關(guān)。本發(fā)明所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其中，所述風(fēng)葉片是采用導(dǎo)電纖維制成的風(fēng)葉片。本發(fā)明所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其中，所述風(fēng)輪上的四個風(fēng)葉片以所述旋轉(zhuǎn)軸為對稱中心呈中心對稱設(shè)置。本發(fā)明所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其中，所述電磁鐵為采用硅鋼片制成的電磁鐵。本發(fā)明所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其中，所述風(fēng)葉片受力面積為10 30m2。本發(fā)明的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)采用磁場力增大力矩，從而增大了旋轉(zhuǎn)力和功率，使得風(fēng)輪在風(fēng)速小或風(fēng)時有時無的時候仍可連續(xù)旋轉(zhuǎn)，能充分利用小風(fēng)速風(fēng)能、太陽能及磁場能，發(fā)電效率高，故障率低，且抗臺風(fēng)能力強(qiáng)。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1為本發(fā)明實(shí)施例的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)的風(fēng)葉片及永久磁體分布示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)的風(fēng)葉片結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中A-A線方向的剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖示，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)介紹。本發(fā)明較佳實(shí)施例的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，同時參閱圖 2和圖3，所述多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)包括風(fēng)輪10，還包括連接風(fēng)輪10的發(fā)電機(jī)13，用于將風(fēng)輪10的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換成電能。風(fēng)輪10由多個風(fēng)葉片11及旋轉(zhuǎn)軸12組成，風(fēng)葉片11 可在風(fēng)力作用下繞旋轉(zhuǎn)軸12旋轉(zhuǎn)。在每個風(fēng)葉片11向外輻射的一端(即遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸的一端)上設(shè)置有電磁鐵14和切割線圈15。在風(fēng)輪10旋轉(zhuǎn)直徑的下半圓周上均勻設(shè)置有N個永久磁體20，N個永久磁體20的磁場方向交替設(shè)置，其中N為大于等于2的偶數(shù)。如圖3所示，當(dāng)風(fēng)葉片11受風(fēng)力推動旋轉(zhuǎn)時，風(fēng)葉片11上的切割線圈15切割永久磁鐵20的磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電流供給相鄰的風(fēng)葉片11上的電磁鐵14線圈，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。隨著風(fēng)葉片11繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，由于風(fēng)輪10旋轉(zhuǎn)直徑的下半圓周上的N個永久磁體20的磁場方向是交替排列，切割線圈15運(yùn)動到不同永久磁體20的磁場時，切割不同方向的磁力線，使得電磁鐵14的磁極也相應(yīng)變換，并與相對應(yīng)的永久磁體20的磁場產(chǎn)生相互作用力， 利用磁場力推動風(fēng)葉片11旋轉(zhuǎn)，使得風(fēng)輪10即使在吹中小風(fēng)的情況下也能旋轉(zhuǎn)發(fā)電，在外界風(fēng)時有時無的情況下也能使風(fēng)輪持續(xù)旋轉(zhuǎn)。由于地球上的季候風(fēng)多是正反方向或近似正反方向的變化，本機(jī)設(shè)計的各個磁場和風(fēng)葉片的形狀能適應(yīng)季候風(fēng)上的變化，更能增強(qiáng)本機(jī)的抗臺風(fēng)能力。下面以N取值10、四個風(fēng)葉片11以旋轉(zhuǎn)軸12為對稱中心呈中心對稱設(shè)置為例，對風(fēng)葉片11受磁場力的情況進(jìn)行分析說明。如圖2所示，四個風(fēng)葉片11包括第一風(fēng)葉片111、第二風(fēng)葉片112、第三風(fēng)葉片113 和第四風(fēng)葉片114。10個永久磁體20分別設(shè)置在風(fēng)輪10旋轉(zhuǎn)直徑的下半圓周的0°、20°、 40°、60°、80° ,100° ,120° ,140° ,160° ,180° 的位置上。每個風(fēng)葉片11上的切割線圈15所產(chǎn)生的電流，只供給相鄰的兩個風(fēng)葉片11上的電磁鐵14線圈。如圖3所示，電流線a為來自第四風(fēng)葉片114的切割線圈15產(chǎn)生的感應(yīng)電流供本風(fēng)葉片(即第一風(fēng)葉片111)的電磁鐵14線圈，電流線b為本風(fēng)葉片(即第一風(fēng)葉片111)的切割線圈15產(chǎn)生的感應(yīng)電流供第二風(fēng)葉片112和第四風(fēng)葉片114，電流線c為來自第二風(fēng)葉片112的切割線圈15產(chǎn)生的感應(yīng)電流供本風(fēng)葉片(即第一風(fēng)葉片111)的電磁鐵14線圈。每個風(fēng)葉片11所受到的磁場力f可用以下公式表達(dá)/ = --^二6.3x10 χ-^- (i)
Απμ0νr以上式(1)中，m表示永久磁體磁荷，m’為電磁鐵磁荷，r為電磁鐵與永久磁體之間的距離。其中，當(dāng)所使用的永久磁體20選定之后，m為常量，風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時m’和r是變量，這三個參量一起決定了 f的大小。且f的大小與mm’成正比，與r2成反比。因此風(fēng)輪10受到的是時大時小，不斷變化的、有規(guī)律的、循環(huán)的磁場力，該磁場力可分解為沿風(fēng)輪10旋轉(zhuǎn)圓周切線方向的旋轉(zhuǎn)力及對風(fēng)輪10向上的磁浮力，共同促進(jìn)風(fēng)輪10旋轉(zhuǎn)。當(dāng)圖2中所示的第二風(fēng)葉片112從C點(diǎn)運(yùn)動到C’點(diǎn)，令C點(diǎn)位置f = 100N時，m =169 ΧΙΟ"3, m，= 6 X 10_3，其他各點(diǎn)位置的磁場力f如下表1所示。表1第二風(fēng)葉片從C點(diǎn)到C’點(diǎn)受力情況分析
權(quán)利要求
1.一種多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，包括風(fēng)輪(10)，還包括連接所述風(fēng)輪(10)、用于將風(fēng)輪(10)的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機(jī)(13)，所述風(fēng)輪(10)由多個風(fēng)葉片(11)及旋轉(zhuǎn)軸(1 組成，其特征在于，每個所述風(fēng)葉片(11)向外輻射的一端上設(shè)置有電磁鐵(14)和切割線圈(15)；所述風(fēng)輪(10)旋轉(zhuǎn)直徑的下半圓周上均勻設(shè)置有N個永久磁體00)，N個所述永久磁體00)的磁場方向交替設(shè)置，所述N為大于等于2的偶數(shù)；所述風(fēng)輪(10)旋轉(zhuǎn)，帶動所述風(fēng)葉片(11)上的切割線圈(15)切割所述永久磁體00) 的磁力線，并在相鄰風(fēng)葉片(11)上的電磁鐵(14)中產(chǎn)生感應(yīng)電磁場，所述感應(yīng)電磁場與所述永久磁體00)的磁場相互作用，促進(jìn)所述風(fēng)輪(10)旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述風(fēng)葉片(11)橫截面為直線段兩端向相反方向彎曲的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述風(fēng)葉片(11)上彎曲部位設(shè)置有多個泄氣孔(16)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其特征在于，還包括將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的太陽能電池板(30)，所述太陽能電池板(30)通過蓄電池(31)連接至所述永久磁體(20)，用于給所述永久磁體00)充磁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述N取值為10，10 個所述永久磁體00)分別設(shè)置在所述風(fēng)輪(10)旋轉(zhuǎn)直徑的下半圓周的0°、20°、40°、 60°、80° ,100° ,120° ,140° ,160° ,180° 的位置上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其特征在于，還包括用于在風(fēng)速超過預(yù)定值時、切斷所述風(fēng)葉片(11)上電磁鐵(14)線圈感應(yīng)電流的離心力開關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述風(fēng)葉片(11)是采用導(dǎo)電纖維制成的風(fēng)葉片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述風(fēng)輪(10)上的四個風(fēng)葉片(11)以所述旋轉(zhuǎn)軸(1 為對稱中心呈中心對稱設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述電磁鐵(14)為采用硅鋼片制成的電磁鐵。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述風(fēng)葉片(11)受力面積為10-30m2。
全文摘要
本發(fā)明涉及多種潔凈能源合力發(fā)電機(jī)，包括風(fēng)輪，還包括連接所述風(fēng)輪、用于將風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪由多個風(fēng)葉片及旋轉(zhuǎn)軸組成，每個風(fēng)葉片向外輻射的一端上設(shè)置有電磁鐵和切割線圈；風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)直徑的下半圓周上均勻設(shè)置有N個永久磁體，N個永久磁體的磁場方向交替設(shè)置，N為大于等于2的偶數(shù)；風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，風(fēng)葉片上的切割線圈切割永久磁體的磁力線，并在相鄰風(fēng)葉片上的電磁鐵中產(chǎn)生感應(yīng)電磁場，感應(yīng)電磁場與永久磁體的磁場相互作用促進(jìn)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明采用磁場力增大力矩，增大了風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)力和發(fā)電功率，充分利用小風(fēng)速風(fēng)能、太陽能及磁場能，發(fā)電效率高，故障率低，且抗臺風(fēng)能力強(qiáng)，并改善了風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)連續(xù)性差的問題。
文檔編號H02N6/00GK102235308SQ201010156109
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月21日
發(fā)明者卓孝廉 申請人:卓孝廉