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1、(10)申请公布号 CN 102832780 A (43)申请公布日 2012.12.19 C N 1 0 2 8 3 2 7 8 0 A *CN102832780A* (21)申请号 201210306207.2 (22)申请日 2012.08.27 H02K 47/20(2006.01) (71)申请人韩明亮 地址 214400 江苏省无锡市江阴市文定一村 21栋302室 (72)发明人韩明亮 韩榕 孟敏 (54) 发明名称 变频发电机 (57) 摘要 本发明公开了一种变频发电机，包括发电机 主体、转速控制器、直流电源及控制模块，发电机 主体包括中心轴承，直流电源输出第一电压及第 二电压，。
2、控制模块包括电压变换电路、逻辑电路及 若干电磁继电器，转速控制器包括固定于中心轴 承的两个永磁体及若干感应线圈组，电压变换电 路将直流电源输出的第一电压转变成频率变化的 交流信号传送至逻辑电路，逻辑电路输出若干频 率变化的控制信号至对应的若干电磁继电器，以 使若干电磁继电器依次开启，从而使对应的感应 线圈组导通，导通的感应线圈组产生感应磁场驱 动两个永磁体转动，永磁体转动带动中心轴承转 动，发电机主体产生频率变化的交流电。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 。
3、1/1页 2 1.变频发电机，其特征在于，包括发电机主体(10)、直流电源(30)、控制模块(40)及 转速控制器(20)，所述发电机主体(10)包括中心轴承(14)，所述直流电源(30)包括第一 电压输出端及第二电压输出端，所述控制模块(40)包括与所述直流电源(30)的第一电压 输出端连接电压变换电路(42)、与所述电压变换电路(42)连接的逻辑电路(44)及与所 述逻辑电路(44)及所述直流电源第二电压输出端连接的若干电磁继电器(46)，所述转速 控制器(20)包括固定于所述中心轴承的两个永磁体(12)及若干与若干电磁继电器(46) 连接并用于驱动永磁体(22)旋转的感应线圈组，所述电压。
4、变换电路(42)将所述直流电源 (30)输出的第一电压转变成频率变化的交流信号传送至所述逻辑电路(44)，所述逻辑电 路(44)输出若干频率变化的控制信号至对应的若干电磁继电器(46)，以使若干电磁继电 器(46)依次开启，并在开启其中一个电磁继电器(46)时断开在先开启的电磁继电器(46)， 电磁继电器(46)开启使对应的感应线圈组导通，导通的感应线圈组产生感应磁场驱动两 个永磁体(22)转动，永磁体(12)转动带动所述中心轴承(14)转动，所述发电机主体(10) 产生频率变化的交流电。 2.如权利要求1所述的变频发电机，其特征在于，所述电压变换电路(42)为由LM331 芯片及外围电路构成。
5、的V/F变换电路。 3.如权利要求2所述的变频发电机，其特征在于，所述电压变换电路(42)还可以将所 述直流电源(30)输出的第一电压变换成频率恒定的交流信号，从而使得所述发电机主体 (10)发出恒定频率的交流电。 4.如权利要求1所述的变频发电机，其特征在于，若干电磁继电器(46)个数为四个，对 应的感应线圈组为四组，包括第一感应线圈组(1)、第二感应线圈组(2)、第三感感应线圈 组及第四感应线圈组(4)，所述逻辑电路(44)输出第一控制信号、第二控制信号、第三控制 信号及第四控制信号至四个电磁继电器(46)，使四个电磁继电器(46)循环的依次开启，并 在开启其中一个电磁继电器(46)时，断。
6、开在先开启的电磁继电器(46)。 5.如权利要求4所述的变频发电机，其特征在于，所述第一感应线圈组(1)、所述第二 感应线圈组(2)、所述第三感应线圈组(3)及所述第四感应线圈组(4)均包括两个对称设置 的感应线圈(26)，感应线圈(26)排列呈环形，两个第一永磁体(22)位于感应线圈(26)形 成的环形内，所述中心轴承穿过感应线圈(26)形成的环形。 6.如权利要求4所述的变频发电机，其特征在于，所述第一感应线圈组(1)向左倾斜放 置，第二感应线圈组(2)水平放置，第三感应线圈组(3)向右倾斜放置，所述第四感应线圈 组(4)竖直放置。 7.如权利要求4所述的磁悬浮发电机，其特征在于，相邻的两。
7、个感应线圈(26)之间间 距相同。 8.如权利要求1-5任意一项所述的变频发电机，其特征在于，所述中心轴承(14)为磁 悬浮轴承。 权 利 要 求 书CN 102832780 A 1/3页 3 变频发电机 技术领域 0001 本发明涉及发电机领域，尤其涉及一种变频发电机。 背景技术 0002 变频发电机具有耗材少、噪音小、油耗低、功率大等特点，已得到越来越多的用户 青睐。传统的变频发电机通过变频器来实现变频发电机的变频功能，该种结构的变频发电 机中的变频器造价昂贵，导致变频发电机的造价高，并且传统的变频发电机是利用柴油机 驱动中心轴承旋转从而使发电机发电，用柴油机发电会产生大量废气容易造成环境。
8、污染。 发明内容 0003 鉴于以上情况，有必要提供一种可以降低成本并且环保的变频发电机。 0004 根据本发明的一个方面，提供的变频发电机，包括发电机主体、直流电源、控制模 块及转速控制器，发电机主体包括中心轴承，直流电源包括第一电压输出端及第二电压输 出端，控制模块包括与直流电源的第一电压输出端连接电压变换电路、与电压变换电路连 接的逻辑电路及与逻辑电路及直流电源第二电压输出端连接的若干电磁继电器，转速控制 器包括固定于中心轴承的两个永磁体及若干与若干电磁继电器连接并用于驱动永磁体旋 转的感应线圈组，电压变换电路将直流电源输出的第一电压转变成频率变化的交流信号传 送至逻辑电路，逻辑电路输出。
9、若干频率变化的控制信号至对应的若干电磁继电器，以使若 干电磁继电器依次开启，并在开启其中一个电磁继电器时断开在先开启的电磁继电器，电 磁继电器开启使对应的感应线圈组导通，导通的感应线圈组产生感应磁场驱动两个永磁体 转动，永磁体转动带动中心轴承转动，发电机主体产生频率变化的交流电。 0005 在一些实施方式中，电压变换电路为由LM芯片及外围电路构成的V/F变换电路。 0006 在一些实施方式中，电压变换电路还可以将直流电源输出的第一电压变换成频率 恒定的交流信号，从而使得发电机主体发出恒定频率的交流电。 0007 在一些实施方式中，若干电磁继电器个数为四个，对应的感应线圈组为四组，包括 第一感应。
10、线圈组、第二感应线圈组、第三感感应线圈组及第四感应线圈组，逻辑电路输出第 一控制信号、第二控制信号、第三控制信号及第四控制信号至四个电磁继电器，使四个电磁 继电器循环的依次开启，并在开启其中一个电磁继电器时，断开在先开启的电磁继电器。 0008 在一些实施方式中，第一感应线圈组、第二感应线圈组、第三感应线圈组及第四感 应线圈组均包括两个对称设置的感应线圈，感应线圈排列呈环形，两个第一永磁体位于感 应线圈形成的环形内，中心轴承穿过感应线圈形成的环形。 0009 在一些实施方式中，第一感应线圈组向左倾斜放置，第二感应线圈组水平放置，第 三感应线圈组向右倾斜放置，第四感应线圈组竖直放置。 0010 。
11、在一些实施方式中，相邻的两个感应线圈之间间距相同。 0011 在一些实施方式中，中心轴承为磁悬浮轴承。 0012 本发明变频发电机的直流电源通过电压变换电路及逻辑电路将直流电源输出的 说 明 书CN 102832780 A 2/3页 4 第一电压转变成频率变化的控制信号，使变频发电机实现变频发电的功能，另本发明变频 发电机通过转速控制器内的感应线圈组将直流电源输出的第二电压转变成磁能，驱动转速 控制器内的两个永磁体转动，从而使变频发电机发电，使得本发明变频发电机可以将直流 电源转变成交流电，绿色环保。 附图说明 0013 图1为本发明变频发电机的一实施例的结构示意图； 0014 图2为图1中的。
12、转速控制器的结构示意图； 0015 图3为图1中控制模块的方框图。 具体实施方式 0016 下面结合附图及具体实施例对发明作进一步的详细描述说明。 0017 请参照图1，本发明变频发电机包括机壳(图未示)、发电机主体10、转速控制器 20、直流电源30及控制模块40。发电机主体10、转速控制器20及控制模块40均收容于机 壳内。 0018 发电机主体10为交流发电机，包括壳体12、主磁级(图未示)、励磁绕组(图未 示)、电枢铁心(图未示)、电枢线圈绕组(图未示)、磁轨(图未示)及中心轴承14。主磁 级、励磁绕组、电枢铁心、电枢线圈绕组、磁轨及中心轴承14按照现有的方式安装于壳体12 内。中心轴。
13、承14固定安装有电枢铁心、电枢线圈绕组。中心轴承14包括第一端及与第一 端相对的第二端。中心轴承14的第一端与第二端穿过壳体12的两相对侧。在本实施方式 中，中心轴承14为磁悬浮轴承。在其他实施方式中，中心轴承14可以为机械轴承或宝石轴 承。 0019 请参照图2，转速控制器20包括多对感应线圈组及两个永磁体22。多对感应线圈 组包括第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应线圈组3及第四感应线圈组4。第一 感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应线圈组3及第四感应线圈组4均包括两个对称 设置的感应线圈26。感应线圈26呈环形排列，且相邻的两个感应线圈26之间间距相同。 第一感应线圈组1向左。
14、倾斜放置。第二感应线圈组2水平放置。第三感应线圈组3向右倾 斜放置。第四感应线圈组4竖直放置。两个永磁体22位于感应线圈26形成的环形内，且 两永磁体22的S极相对。中心轴承14的第一端穿过感应线圈26形成的环形。两永磁体 22的N极初始状态与第一感应线圈组1的感应线圈26对齐。两永磁体22固定于中心轴承 14的第一端。 0020 本实施方式中，直流电源30为太阳能电池。 0021 请参阅图3，控制模块40包括电压变换电路42、逻辑电路44及四个电磁继电器 46。直流电源30为直流电源，包括第一电压输出端及第二电压输出端。电压变换电路42 包括输入端与输出端。逻辑电路44包输入端、第一输出端、。
15、第二输出端、第三输出端及第四 输出端。直流电源30的第一电压输出端与电压变换电路42的输入端连接。电压变换电路 42的输出端与逻辑电路44的输入端连接。逻辑电路44的第一输出端、第二输出端、第三输 出端及第四输出端分别与四个电磁继电器46连接。四个电磁继电器46的输入端与直流电 源30的第二电压输出端连接。四个电磁继电器46的动触点与直流电源30的第二电压输 说 明 书CN 102832780 A 3/3页 5 端连接。四个电磁继电器46的静触点与分别与第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三 感应线圈组3及第四感应线圈组4连接(图未示)。本实施方式中，电压变换电路42为由 LM331芯片及外。
16、围电路构成的V/F变换电路。 0022 使用时，直流电源30的第一电压输出端输出的第一电压经过电压变换电路42变 成第一交流信号传送给逻辑电路44。然后逻辑电路44的第一输出端、第二输出端、第三输 出端及第四输出端对应输出第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号及第四控制信号 至四个电磁继电器46。在本实施例中，第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号及第四 控制信号为时钟方波。第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号及第四控制信号的频率 与第一交流信号的频率相同。第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号及第四控制信号 在高电平时使电磁继电器46导通。 0023 第一控制信号、第一控制信号、第。
17、二控制信号、第三控制信号及第四控制信号使电 磁继电器46依次导通，并且在其中一个电磁继电器46导通后在先导通的电磁继电器46断 开。电磁继电器46依次导通时，第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应线圈组3 及第四感应线圈组4依次导通，且第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应线圈组3 及第四感应线圈组4会随着对应的电磁继电器46断开而断开。第一感应线圈组1、第二感 应线圈组2、第三感应线圈组3及第四感应线圈组4依次导通，直流电源30的第二电压输 出端输出的第二电压使第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应线圈组3及第四感 应线圈组4中的感应线圈26面相第二永磁体12的一侧产生S极。
18、磁场。第二永磁体12面 对感应线圈26的端面为N极，感应线圈组中的产生的S极磁场对第二永磁体12的N产生 吸引力，带动第二永磁体12转动。第二永磁体12带动中心轴承14转动，发电机主体10开 始发电。第二永磁体12转动一周的时间和第一感应线圈组1、第二感应线圈组2、第三感应 线圈组3及第四感应线圈组4依次通电一个周期的时间相同，即第二永磁体12及中心轴承 14转动的频率和第一交流信号的频率相同。由于电压变换电路42是由LM331芯片及外围 电路构成的V/F变换电路，故电压变换电路42输出的第一交流信号的频率可以调节。当电 压变换电路42输出的第一交流信号的频率恒定时，中心轴承14转动的频率恒定。
19、，发电机主 体10发出的电压频率恒定。当电压变换电路42输出的第一交流信号的频率不停变化时， 中心轴承14转动的频率随着第一交流信号的频率变化而变化，发电机主体10发出的电压 频率也在变化，即实现了本发明变频发电机变频发电的功能。 0024 本发明变频发电机的控制模块40通过电压变换电路42及逻辑电路将直流电源30 输出的第一电压转变成频率变化的控制信号，使得转速控制器20内的感应线圈组开启的 频率变化，从而使得速控制器内两个永磁体12的转速发生变化，进而使变频发电机的中心 轴承14转速发生变化，并且本发明变频发电机的电压变换电路42造价低廉，可有效降低变 频发电机的成本。 0025 可以理解的，本发明变频发电机通过转速控制器20内的感应线圈组将直流电源 30输出的第二电压转变成磁能，驱动转速控制器20内的两个永磁体12转动，从而使变频发 电机发电，使得本发明变频发电机可以将直流电源30转变成交流电，绿色环保。 说 明 书CN 102832780 A 1/2页 6 图1 说 明 书 附 图CN 102832780 A 2/2页 7 图2 图3 说 明 书 附 图CN 102832780 A 。