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第七届
正交磁性齿轮传动式微型风车发电装置
来源：
发布时间：2012-04-05
浏览次数：1421
视频链接: 无链接
文字说明:
本发明是一种利用正交磁性齿轮传动的微型风车发电装置，它由风车桨叶、方向尾翼，正交磁性传动齿轮，微型交流发电机，升压变压器，发光二极管灯头和支架等组成。风车叶片固定在直立的磁性大齿轮上，磁性大齿轮下面为水平放置的磁性小齿轮，磁性小齿轮与微型交流发电机永磁体转子固定在一起，能够提高转子的转速，定子线圈发出的电经变压器升压驱动高亮白色发光二极管发光，并能够在低风速下发电点亮发光二极管，适用于低功耗用电器供电，例如草原夜间路标灯。本发明的特征在于采用正交磁性传动齿轮，这是一种没有摩擦力、没有磨损，并将水平转轴改变为竖直转轴方向的传动装置；在遇强风时磁性齿轮磁极之间传动不再同步，能够使风车叶片空转，保护叶片不会折断，同时也避免发光二极管电流过载而烧毁，具有自动保护的功能。此外，各种风向都不影响正交磁性齿轮传动，发光二极管灯头射向也不随风车桨叶朝向而变化。本发明的另一特征是采用变压器提高微型交流发电机输出电压，使得发电机在低转速下仍能点亮发光二极管。
发明小故事:
我有一个自发电手电筒，需要用手连续按动才能发光，很费力气，能不能偷点"懒"不用人力来发电呢？我首先想到了风，因为我的小风车有风时转得很快，劲还挺大。我想开阔的草原风力更强，若做成一个微型风车发电装置，说不定可以点亮草原夜间路标灯，牧民叔叔黑天也能看清方向了！ 我利用气球直升机的三片旋翼作为风车的桨叶，固定在自发电手电筒的小发电机的转子上，用电风扇吹动旋翼，发光二极管一点也不亮。问爷爷后才知道小发电机的转速不够，需要用齿轮传动提高转速。我手头没有现成的齿轮，自制也很困难，因为齿与齿咬合精度要求很高。我设想在两个圆盘上分别安上许多小磁铁，来代替齿轮上的齿，利用磁力实现齿与齿之间的咬合；我又借鉴手摇钻齿轮传动的原理，与风车叶片相连的低速磁性大齿轮直立，而与发电机相连接的高速小磁性齿轮水平放置，成为正交式磁性齿轮传动系统，可以解决在各种风向时都不会影响正交式磁性齿轮传动效果。正交式磁性齿轮传动系统是一种不直接接触、没有摩擦力的传动装置，特别是在微型风车遇到强风时，磁性齿轮磁极之间传动不再同步，甚至可以使风车叶片空转，既保护了叶片不会被强风吹断，也避免了发光二极管电流过大被烧毁。 把做好的微型风车发电装置放在室外有风的地方，风力较大时终于发出电来，但风小了发光二极管还是点不亮，问爷爷才知道白色发光二极管需要近3伏的电压才能点亮。怎样才能使微型发电装置在低风速下把电压升高到3伏呢？我想到了变压器既然能够降压，也能能够用于升压。但是怎样去升压呢？爷爷帮我解决了这个问题，可以把微型交流发电机发出的电压（约0.3V）通过变压器升压（3V）来点亮发光二极管，实现了微型风车发电装置在低风速下也能够点亮发光二极管的问题。 正交磁性齿轮传动式微型风车发电装置外形结构见附图1，它由风车桨叶、方向尾翼（附有平衡配重），正交磁性传动齿轮，微型交流发电机，升压变压器，发光二极管灯头和支架等组成。附图2为微型发电装置在室外测试情况，可以看到在微风时发光二极管很亮。 我发明的正交磁性齿轮传动式微型风车发电装置是一种环保发电装置，在微风下仍能点亮发光二极管，可以用于微功耗的用电装置，如草原夜间路标灯、无电源线广告省电照明灯等。利用磁性齿轮传动可以作为探索解决目前风力发电装置在风速小于3米/秒时不能正常供电，遇台风时不能够自动保护这一迫切需要解决问题的实验模型。
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