[发明专利]一种Halbach永磁阵列振动发电机

说明书

一种Halbach永磁阵列振动发电机，包括定子、动子质量块、带法兰盘支撑壳、线圈绕组、钕铁硼永磁体、螺杆、回复弹簧、支承导向花键轴、螺母、支撑壳。其中，定子由50W470硅钢片叠压而成；动子质量块表面粘有按简化Halbach阵列排列的钕铁硼永磁体；线圈绕组采用0.5mm直径紫铜漆包线，每组100匝。Halbach永磁阵列具有磁屏蔽效应形成单边磁场，减少动子向内侧的磁漏，提高了钕铁硼永磁体的利用率，减小了振动发电机定子的内径和钕铁硼永磁体数量，且这种排列方式下钕铁硼永磁体产生的磁场为较连续的正弦磁场。外部激励通过法兰盘作用于振动发电机上。本发明装置磁场利用率高，结构紧凑，装配简单，可用于低频振动下的发电，有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及振动机械能与电能的转化装置及新型能源领域领域，特别是涉及一种Halbach永磁阵列振动发电机。

背景技术

传统能源正在日益枯竭，而且随着这些能源大规模的使用，环境污染状况也在一步步加重。当前，各国都在大力开发环境友好型的新能源，已经大规模推广的有风能、太阳能、波浪能等。相较而言，环境中的振动能由于能量密度低、收集困难等原因并没有得到特别的重视。振动能广泛存在我们的日常生活中，如果能合理有效的收集利用也相当可观。

目前针对振动能的收集而提出的发电装置种类数目繁多。在中小型发电装置方面，比如专利文献CN201310444325、CN201110028045和CN201080043235公开的发明装置都存在永磁体利用率不高、整体结构相对臃肿、功率因数较低等问题，安装固定方面也没有专门的接口，不便于后期的应用。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种Halbach永磁阵列振动发电机，该发电机由定子、动子质量块、带法兰盘支承壳、线圈绕组、钕铁硼永磁体、螺杆、回复弹簧、支承导向花键轴、螺母、支承壳组成，其磁场利用率高，结构紧凑，装配简单，发电效率高，为达此目的，本发明提供一种Halbach永磁阵列振动发电机，包括定子、动子质量块、带法兰盘支承壳、线圈绕组、钕铁硼永磁体、螺杆、回复弹簧、支承导向花键轴、螺母和支承壳，所述定子、带法兰盘支承壳、支承壳通过四个螺杆按顺序连接组成振动发电机外壳，所述螺杆端部有螺母，所述动子质量块四个外表面粘有钕铁硼永磁体，所述钕铁硼永磁体的排列方式在动子质量块水平放置时，定义钕铁硼永磁体内部S指向N的方向为主方向，则在动子质量块每一面上的顺序从左到右依次为：右、上、左、下、右、上、左、下、右、上，所述动子质量块中心开有内花键与支承导向花键轴形成松滑动配合；所述支承导向花键轴两端固定在带法兰盘支承壳和支承壳的盲孔里；在支承导向花键轴上左右两端套有回复弹簧；所述定子中嵌入绕制好的线圈绕组进行灌封。

本发明的进一步改进，所述线圈绕组有100匝，本发明线圈可以采用100匝。

本发明的进一步改进，所述定子由两组硅钢片叠压而成，其中内径较大用于嵌入三组线圈绕组，其最外侧一片侧边均开有一定宽度的槽，用于引出线圈绕组的接头，这样设计便于连接电路。

本发明的进一步改进，所述硅钢片型号为50W470，硅钢片主要使用以上型号。

本发明的进一步改进，带法兰盘支承壳和支承壳内表面开有用于固定支承导向花键轴的盲孔并通过1mm厚的橡胶垫片调整间隙，这样可以调节盲孔间隙