[发明专利]一种利用外力和惯性力驱动的发电装置

摘要

本发明公开了一种利用外力和惯性力驱动的发电装置，包括发电单元及其外部的电能变换与存储机构。发电单元是发电装置的核心部分，由固定轴、轴承、定子铁芯、电枢绕组、机壳、N极永磁体、S极永磁体、转子轭、安全手柄构成；其中，固定轴、定子铁芯、电枢绕组组成发电单元的定子，机壳、永磁体、转子轭、安全手柄及轴承组成发电单元的转子，安全手柄固定在转子轭上。当交通工具的速度突然变化时，在惯性力或乘客所施外力的作用下发电单元的转子会发生单向或往复式摆动，从而定子侧的电枢绕组在旋转磁场内感生电动势、累积电能，将该电能进行变换并存储在储能装置中。

主权项

一种利用外力和惯性力驱动的发电装置，其特征在于，包括固定在管状横杠上的发电单元，所述发电单元通过电能变换单元连接到储能单元；其中，发电单元包括固定轴（1）、扇形定子、扇形转子、扇形机壳（5）、轴承（2）以及安全手柄（9）；所述固定轴（1）固定在车内管状横杠上并与车厢底部平行，所述轴承（2）安装在固定轴（1）两端，所述扇形机壳（5）由两个对称设置的扇形面组成，扇形机壳（5）通过轴承（2）与固定轴（1）活动连接；所述扇形定子包括非导磁支架（3），以及通过所述非导磁支架（3）与所述固定轴（1）同心设置的若干圆弧形定子结构；所述若干定子结构均由定子槽以及嵌入所述定子槽的电枢绕组构成；所述扇形转子包括转子N极永磁体（6）、转子S极永磁体（7）以及转子轭（8），所述转子轭（8）呈圆弧形并与机壳（5）的两个扇形面的圆弧端刚性连接，所述N极永磁体（6）和S极永磁体（7）间隔分布在扇形机壳（5）的每个扇形面上，永磁体的极对数与定子槽数匹配并设置在定子槽侧面，两个扇形面上对称设置的永磁体磁极相同并与定子槽之间留有气隙；所述安全手柄（9）连接在转子轭（8）的外侧壁上；所述转子N极永磁体（6）和转子S极永磁体（7）为切向充磁的矩形或弧形永磁体；所述N极永磁体（6）和转子S极永磁体（7）内嵌在所述扇形机壳（5）；位于扇形定子圆弧端的第一定转子结构为两对极，十二槽的定转子结构；位于扇形定子上靠近固定轴的第二定转子结构为一对极，六槽的定转子结构；所述电枢绕组（4）采用三相对称绕组，所述电能变换单元为三相整流器，所述三相对称绕组通过三相整流器连接所述储能单元；还包括连接在所述储能单元和发电单元之间的逆变器，所述逆变器在控制信号的作用下，用于将储能单元输出的直流电变换成交流电后加在所述电枢绕组的两端，所述发电单元产生与所述安全手柄（9）运动方向相反的阻力矩。