混合风力发电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种摩擦发电和电磁发电结合的混合风力发电机。
【背景技术】
[0002]风能作为自然界存在的巨大能量和清洁、无污染的可再生能源，由于其具有不需使用燃料，也不会产生辐射或空气污染的优点，得到了高度关注和广泛应用。
[0003]同时，随着电子产品的丰富和发展，出现了大量新型纳米器件，广泛应用于无线传感网络，微机电系统，移动通信等领域。这些纳米器件的功率密度更高，通过外部电源供电是繁琐不便的。因此，为实现纳米系统的自供电，对高效率，小型化移动电源的需求也不断增加。
[0004]利用风能为纳米系统提供电源是一种可能的方式。传统的微型风力发电机多采用电磁发电的方式，存在输出电流高而输出电压低的缺点，其能量密度也较为低下。
[0005]一些新型的风力发电机中采用了摩擦发电技术，但通常是直接将摩擦发电机暴露在空气中，通过气流对摩擦发电机的吹动来促使摩擦发电机发电，效率十分低下；或者是通过传动装置带动机械部件，例如拨片、弹簧等接触、按压摩擦发电机，然而在传动及按压、接触的过程中依然会损失大量的能量，同样无法高效率地将风能转化为电能，此外，摩擦发电机的输出电流通常较低。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种摩擦发电和电磁发电结合的混合风力发电机，用以解决现有技术中风力-电磁、风力-摩擦发电机中发电效率低下的问题。
[0007]为实现上述目的，本发明的一种混合风力发电机的具体技术方案为:
[0008]一种混合风力发电机，包括定子、转子和风翼，转子与风翼相连，并能够在风翼的带动下旋转，定子包括发电机组件，发电机组件中设置有摩擦发电机和定子磁铁，转子包括转盘，转盘上设置有与定子磁铁相对的转子磁铁，转盘转动时，转子磁铁能够驱使定子磁铁在发电机组件中往复移动，并同时挤压摩擦发电机，使摩擦发电机产生电能。
[0009]与现有风力发电机相比，本发明的混合风力发电机具有以下优点:
[0010]本发明的混合风力发电机利用磁性同极相斥、异极相吸的原理代替接触按压方式，从而有效降低了按压接触时的能量损失。同时，在摩擦发电机周围设置感应线圈，从而利用电磁感应提高发电机的输出电流。
[0011]本发明的混合风力发电机加工工艺较简单，能够有效减小横向尺寸；同时还可利用定子磁铁重力做功，减少摩擦做功损耗。
[0012]本发明的混合风力发电机中利用摩擦发电机产生的高电压弥补了传统电磁风力发电机中输出电流高而输出电压低的缺点，提高了能量密度，这种高密度，高效率的摩擦发电和电磁发电的混合发电机，适合用于为移动设备，传感网络等供电。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的混合风力发电机的立体图；
[0014]图2为本发明的混合风力发电机的剖视图；
[0015]图3为图2中的支撑圆筒的立体图；
[0016]图4为图2中的定子的立体图；
[0017]图5为图4中的上盖板的结构示意图；
[0018]图6为图4中的发电机组件的剖视图；
[0019]图7为图2中的转子的立体图；
[0020]图8为图2中的下盖板的立体图。
[0021]图9为图6中的摩擦发电机的第一实施例的结构示意图；
[0022]图10为图6中的摩擦发电机的第二实施例的结构示意图；
[0023]图11为图6中的摩擦发电机的第三实施例的结构示意图；
[0024]图12为图6中的摩擦发电机的第四实施例的结构示意图；
[0025]图13为本发明中的储能装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种混合风力发电机做进一步详细的描述。
[0027]如图1和图2所示，本发明的混合风力发电机包括风翼1、定子2、转子3和支撑圆筒4，其中，定子2固定设置在支撑圆筒4上，转子3穿过定子2活动设置在支撑圆筒4中，且转子3与风翼I相连，当外界风力作用于风翼I时，风翼I可带动转子3 —起转动。
[0028]进一步，如图2和图3所示，本发明中的支撑圆筒4为具有一定壁厚的管状结构，用于整个装置的支撑和保护。本领域的技术人员应该理解，图3中所示的结构仅作为本发明的示例给出，本发明对支撑圆筒4的形状不做限制，本领域技术人员可以根据需求做出调整，在本发明中，支撑圆筒4可以为中空结构的、任意形状的柱体。
[0029]进一步，如图2和图4所示，本发明中的定子2包括上盖板21和发电机组件22，其中，上盖板21固定在支撑圆筒4的顶端开口处，发电机组件22设置在上盖板21上，并朝向支撑圆筒4的内部延伸，优选的是，本实施例中的发电机组件22为垂直设置在上盖板21上。此外，应注意的是，本实施例中发电机组件22的数量为四个，但根据具体情况，上盖板21上的发电机组件22的数量可灵活改变，以满足不同的发电需求。
[0030]进一步，如图5所示，本发明中的上盖板21上形成有转轴孔211和定位孔212，其中，转轴孔211位于上盖板21的中心位置处，用于容纳下文中将要描述的转子3上的转轴31，而定位孔212则用于发电机组件22的约束定位。应注意的是，本实施例中上盖板21上的定位孔212也为四个，以适应发电机组件22的数量，但根据实际需要该数量也可以灵活改变。
[0031 ] 进一步，如图6所示，本发明中的发电机组件22包括摩擦发电机222和电磁发电机225，其中，电磁发电机225由套筒221、线圈224和定子磁铁223组成，具体来说，套筒221为管状结构，线圈224缠绕在套筒221的外周，定子磁铁223设置在套筒221的内部。优选的是，定子磁铁223为圆柱形磁铁，与套筒221同轴设置，且长度小于套筒221的长度，直径也小于套筒221的内径，由此保证了定子磁铁223和套筒221的内侧壁间具有较小的摩擦力，使得定子磁铁223能够在套筒221内沿轴向自由地往复运动，从而在线圈224中产生电倉泛。
[0032]此外，本发明中的摩擦发电机222设置在套筒221的端部开口处，应注意的是，本发明中的摩擦发电机222优选为两个，即分别固定设置在套筒221的两个端部开口处，当然，本发明中的摩擦发电机222也可以为一个，即仅固定设置在套筒221的一端开口处，套筒221的另一端开口则通过其他材料密封。由此，定子磁铁223位于套筒221和摩擦发电机222密封形成的内部空腔中，当定子磁铁223沿套筒221的轴向自由地往复运动时，可挤压、撞击位于套筒221端部的摩擦发电机222，从而使摩擦发电机222产生电能。
[0033]进一步，如图7所示，本发明中的转子3包括转轴31和转盘32，转轴31固定连接在转盘32的中心位置处，其中，转盘32位于支撑圆筒4的内部，且转盘32的盘面延伸方向与支撑圆筒4的轴线方向相垂直，转轴31 (顶端)则通过上盖板21上的转轴孔211延伸至支撑圆筒4的外侧，并与风翼I相连，由此，当外界风力作用于风翼I时，转轴31会随风翼I 一起转动，并相应的也带动转盘32转动。
[0034]此外，转盘32上设置有转子磁铁321，转子磁铁321在转盘32上的设置位置以及数量与定子2上的发电机组件22相对应，具体来说，本实施例中定子2上设置有四个发电机组件22，且四个发电机组件22环绕上盖板21上的转轴孔211均匀布置，相应的，转盘32上也设置有四个转子磁铁321，且四个转子磁铁321为环绕转轴31均匀布置，而且发电机组件22与上盖板21的中心之间的距离和转盘32上的转子磁铁32的旋转半径(转子磁铁32与转盘32的中心之间的距离)相同。
[0035]更具体的说