CN101615831B - 一种有定子逆向双转子发电机 - Google Patents

Abstract

一种有定子逆向双转子发电机，属于发电设备技术领域：包括用于内部固定永磁结构；用于中部内转子电枢结构；用于外部外转子永磁结构；在中心固定轴(18)的中部套接固定轴永磁缸(19)，在中心固定轴(18)的外部套接固定轴永磁缸(19)一端设置小固定盘(15)，另一端设置轴承转盘(5)，形成所述的内部固定永磁结构；所述中部内转子电枢结构，在内转子动力套筒(20)的外表面套装绕组线圈形成一组电枢，形成所述的中部内转子电枢结构，本发明实现了发电机功率成倍的增长；不仅节约了发电机的制造和材料成本，节约了发电设备制造企业的投资成本；提高了各种可再生资源动能高效利用，转换电能的效率。

Description

一种有定子逆向双转子发电机

技术领域

本发明属于发电设备技术领域，是一种适合风力、海浪、水力发电的有定子逆向双转子发电机。

技术背景

目前的发电设备原理是，将机械能传递给发电设备，推动发电设备转子运转做功，把机械能转换成电能的发电机。通常发电设备的输入动力是由汽轮机、水轮机或内燃机及其它机械动力驱动运转发电。发电机现已用于风力、波浪、温差、等机械驱动发电的行业。

发电设备分为直流发电机和交流发电机两大类。后者又可分为同步发电机和异步发电机两种。现代发电站中最常用的是同步发电机。这种发电机的特点是由直流电流励磁，既能提供有功功率，也能提供无功功率，可满足各种负载的需要。异步发电机由于没有独立的励磁绕组，其结构简单，操作方便，但是不能向负载提供无功功率，而且还需要从所接电网中汲取滞后的磁化电流。因此异步发电机运行时必须与其他同步电机并联，或者连接相当数量的电容器。这限制了异步发电机的应用范围，只能较多地应用于小型自动化水电站。城市电车、电解、电化学等行业所用的直流电源，在20世纪50年代以前多采用直流发电机。但是直流发电机有换向器，结构复杂，制造费时，价格较贵，且易出故障，维护困难，效率也不如交流发电机。故大功率可控整流器问世以来，有利用交流电源经半导体整流器，或使用交直交变流器，取代直流发电机的趋势。

同步发电机按所用原动机的不同分为汽轮发电机、水轮发电机和内燃机发电机三种。它们结构上的共同点是除了小型发电机有用永久磁铁产生磁场以外，一般的磁场都是由直流电的励磁线圈产生，而且励磁线圈放在转子上，电枢绕组放在定子上。因为励磁线圈的电压较低，功率较小，有两个输出导线，容易通过滑环引出；而电枢绕组电压较高，功率大，多使用三相绕组，有三个输出导线和输出线端头，输出导线放在定子上，设定输出线路比较方便。发电机的定子铁心用矽钢片制成，以减少铁磁耗。转子铁心由于通过的磁通不变，可作发电机转子。在大型发电机中，由于转子承受着强大的离心力，制造转子的材料必须选用优质钢材。

然而，随着世界上对于可再生能源的利用力度加大，可再生资源的大力发展，推动各种能源动力传递给发电机的方法也越来越多，例如：专利申请名称、H加风帆机翼形三组风车逆向旋转发电方法及发电机组，专利申请号，200810049234.X；上述专利申请对于逆向旋转风力发电机组给予了公开，但在实际应用中风力发电机组中发电设备作为关键技术，相应的对于结构、连接方式等有着更高的要求，本人经过多次试验及相应的数据论证；现提出了一种新的可适应风力、水力、海浪、烟囱气能等连接各种动能输入发电，提高发电功率一倍以上的发电机。

发明内容：

本发明的目的是为了适应各种环境动能输入条件需求的新型发电机的技术；本发明的有定子逆向双转子发电机，在结构及其功能上，进行了较大改革和改新；本发明所述的有定子逆向双转子发电机具有两台甚至两台以上同级别直径、重量发电机所发出电量的总和；实现了发电机功率成倍的增长；不仅节约了发电机的制造和材料成本，节约了发电设备制造企业的投资成本；提高了各种可再生资源动能高效利用，转换电能的效率。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种有定子逆向双转子发电机；所述发电机的结构特征在于：包括用于内部固定永磁结构；用于中部内转子电枢结构；用于外部外转子永磁结构；所述的内部固定永磁结构主要包括中心固定轴、固定轴永磁缸、小固定盘及轴承转盘，在中心固定轴的中部套接固定轴永磁缸，在中心固定轴的外部套接固定轴永磁缸一端设置小固定盘，另一端设置轴承转盘，形成所述的内部固定永磁结构；所述中部内转子电枢结构，在内转子动力套筒的外表面套装绕组线圈形成一组电枢，轴承转盘与小固定盘外部设置的轴承外围分别连接多组电枢内转子动力套筒的两端，在其中一端内转子动力套筒的端部设置有同步齿盘，内齿齿盘与同步齿盘齿合形成所述的中部内转子电枢结构，所述的内转子动力套筒的同步齿盘一侧为动力输出端；所述外部外转子永磁结构，外转子动力套筒内固定设置外转子永磁缸，在外转子永磁缸一侧端面设置中固定盘，中固定盘通过轴承连接中心固定轴，外转子动力套筒的一侧端面或内部圆面设置大固定盘，所述大固定盘通过轴承连接中心固定轴，所述的外转子动力套筒另一侧内部设置有内齿盘座，内齿盘座由轴承串联内转子动力套筒，所述内齿盘座的外端面设置有内齿齿盘，所述内齿齿盘与同步齿盘齿合形成所述的外部外转子永磁结构，所述外转子动力套筒的内齿盘座一侧为动力输出端。

所述的有定子逆向双转子发电机，所述中心固定轴为空心结构。

所述的有定子逆向双转子发电机，所述外转子动力套筒与外转子永磁缸可以设置为一体。

所述的有定子逆向双转子发电机，所述中心固定轴的一端外缘设置固定架，固定架的外缘与壳体的一端连接，在壳体的另一端通过轴承串联外转子的动力套筒的一侧外壁。

所述的有定子逆向双转子发电机，在中心固定轴的另一侧外部固定设置集电环，所述内转子动力套筒的同步齿盘一侧外部设有小端盖，支架固定设置在小端盖上，所述支架与集电环之间设置有多个碳刷，所述碳刷与集电环滑配，输出导线一端连接碳刷，输出导线中部穿过小端盖连接绕组线圈；所述集电环输出线的一端连接集电环，集电环输出线设置在中心固定轴内，集电环的另一端分别穿过中心固定轴的一端侧壁及固定架连接接线盒。

所述的有定子逆向双转子发电机，所述外转子动力套筒的内侧固定设有密封端盖，所述密封端盖与内转子动力套筒间隙配合。

所述的有定子逆向双转子发电机，所述发电机可设计为立式或卧式，设计为卧式时在所述壳体下部设置有卧式底盘。

所述的有定子逆向双转子发电机，所述的壳体与卧式底盘可以设置为一体。

由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明所述的有定子逆向双转子发电机，通过将所述发电机的内、外转子设计为逆向旋转的结构，是将外界输入发电机的动力，按程序传递给内、外二套转子，也就是所述的绕组线圈、外转子永磁缸，由内转子的内转子动力套筒带动绕组线圈旋转；外转子的动力套筒带动外转子永磁缸朝向另一方向旋转，使所述发电机逆向运转发电；由于内、外二个转子平稳转动，固定轴永磁缸不动，所以它们共同形成一个双转子逆向运转的发电运动体，所述电力依次通过内转子动力套筒的绕组线圈、输出导线、集电环、碳刷、集电环输出线、接线盒输出动力能量，由于所述外转子动力套筒带动外转子永磁缸产生动力，其主要借助外界输入的动力为逆向动力源，所以可分别驱动内转子绕组线圈、外转子永磁缸，同步逆向旋转运行发电；以发电机的发电规律，本发明的发电机绕组线圈按一对磁极设计运转发电时，固定轴永磁缸、外转子永磁缸与绕组线圈同时做功，内、外转子旋转一周360°，能切割四次磁力线，产生四次电荷、电势的电流，可以达到普通重量直径发电机近四倍的发电功率；现使用的发电机是通过外界动力，传递到内外转子上，由内外转子运转产生磁场，使固定永磁缸和外转子永磁缸产生磁场磁力线，外转子运转产生磁场磁力线，外转子运转将磁力线传递给内转子线圈，内转子运转切割磁场磁力线产生电荷、电势的电流，按设计的发电机，是1对极的转子、定子时，转子运转1周360°时，转子和定子仅切割磁力线一次，产生一次电势电荷的电流；本发电机按固定轴永磁缸、内转子绕组线圈、外转子永磁缸按一对磁极设计时，内、外转子旋转一周360°，能切割四次磁力线，产生四次电势、电荷的电流，可以达到普通同等级重量发电机四倍以上发电功率，真正能达到1+1＞2、1x4＞4的功效。

附图说明：

图1是本发明的立式结构示意图。

图2是本发明的卧式结构示意图。

在图中：1、轴承；2、内齿齿盘；3、同步齿盘；4、输出导线；5、轴承转盘；6、支架；7、碳刷；8、集电环；9、内齿盘座；10、卧式底盘；11、固定架；12、接线盒；13、大固定盘；14、中固定盘；15、小固定盘；16、壳体；17、集电环输出线；18、中心固定轴；19、固定轴永磁缸；20、内转子动力套筒；21、绕组线圈；22、外转子永磁缸；23、动力套筒；24、密封端盖。

具体实施方式：

在图1、2中一种有定子逆向双转子发电机；所述发电机的结构特征在于：包括用于内部固定永磁结构；用于中部内转子电枢结构；用于外部外转子永磁结构；所述的内部固定永磁结构主要包括中心固定轴18、固定轴永磁缸19、小固定盘15及轴承转盘5，在中心固定轴18的中部套接固定轴永磁缸19，在中心固定轴18的外部套接固定轴永磁缸19一端设置小固定盘15，另一端设置轴承转盘5，形成所述的内部固定永磁结构；所述中部内转子电枢结构，在内转子动力套筒20的外表面套装绕组线圈形成一组电枢，轴承转盘5与小固定盘15外部设置的轴承1外围分别连接多组电枢内转子动力套筒20的两端，在其中一端内转子动力套筒20的端部设置有同步齿盘3，内齿齿盘2与同步齿盘3齿合形成所述的中部内转子电枢结构，所述的内转子动力套筒20的同步齿盘3一侧为动力输出端；所述外部外转子永磁结构，外转子动力套筒23内固定设置外转子永磁缸22，在外转子永磁缸22一侧端面设置中固定盘14，中固定盘14通过轴承1连接中心固定轴18，外转子动力套筒23的一侧端面或内部圆面设置大固定盘13，所述大固定盘13通过轴承1连接中心固定轴18，所述的外转子动力套筒23另一侧内部设置有内齿盘座9，内齿盘座9由轴承1串联内转子动力套筒23，所述内齿盘座9的外端面设置有内齿齿盘2，所述内齿齿盘2与同步齿盘3齿合形成所述的外部外转子永磁结构，所述外转子动力套筒23的内齿盘座9一侧为动力输出端。

所述的有定子逆向双转子发电机，所述中心固定轴18为空心结构。

所述的有定子逆向双转子发电机，所述外转子动力套筒23与外转子永磁缸22可以设置为一体。

所述的有定子逆向双转子发电机，所述中心固定轴18的一端外缘设置固定架11，固定架11的外缘与壳体16的一端连接，在壳体16的另一端通过轴承1串联外转子的动力套筒23的一侧外壁。

所述的有定子逆向双转子发电机，在中心固定轴18的另一侧外部固定设置集电环8，所述内转子动力套筒20的同步齿盘3一侧外部设有小端盖，支架6固定设置在小端盖上，所述支架6与集电环4之间设置有多个碳刷7，所述碳刷7与集电环8滑配，输出导线4一端连接碳刷7，输出导线4中部穿过小端盖连接绕组线圈21；所述集电环输出线17的一端连接集电环4，集电环输出线17设置在中心固定轴18内，集电环8的另一端分别穿过中心固定轴18的一端侧壁及固定架11连接接线盒12。

所述的有定子逆向双转子发电机，所述外转子动力套筒23的内侧固定设有密封端盖24，所述密封端盖24与内转子动力套筒20间隙配合。

所述的有定子逆向双转子发电机，所述发电机可设计为立式或卧式，设计为卧式时在所述壳体16下部设置有卧式底盘10。

所述的有定子逆向双转子发电机，所述的壳体16与卧式底盘10可以设置为一体。

本发明为详述部分或属于现有技术或不属于本发明的保护范围。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是最完善最适宜现代化工业农业军事和高速度生活的需求。应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (8)

1.一种有定子逆向双转子发电机，其特征在于：包括用于内部固定永磁结构；用于中部内转子电枢结构；用于外部外转子永磁结构；所述的内部固定永磁结构主要包括中心固定轴(18)、固定轴永磁缸(19)、小固定盘(15)及轴承转盘(5)，在中心固定轴(18)的中部套接固定轴永磁缸(19)，在中心固定轴(18)的外部套接固定轴永磁缸(19)一端设置小固定盘(15)，另一端设置轴承转盘(5)，形成所述的内部固定永磁结构；所述中部内转子电枢结构，在内转子动力套筒(20)的外表面套装绕组线圈形成一组电枢，轴承转盘(5)与小固定盘(15)外部设置的轴承(1)外围分别连接多组电枢的内转子动力套筒(20)的两端，在其中一端内转子动力套筒(20)的端部设置有同步齿盘(3)，内齿齿盘(2)与同步齿盘(3)齿合形成所述的中部内转子电枢结构，所述的内转子动力套筒(20)的同步齿盘(3)一侧为动力输出端；所述外部外转子永磁结构，外转子动力套筒(23)内固定设置外转子永磁缸(22)，在外转子永磁缸(22)一侧端面设置中固定盘(14)，中固定盘(14)通过轴承(1)连接中心固定轴(18)，外转子动力套筒(23)的一侧端面或内部圆面设置大固定盘(13)，所述大固定盘(13)通过轴承(1)连接中心固定轴(18)，所述的外转子动力套筒(23)另一侧内部设置有内齿盘座(9)，内齿盘座(9)由轴承(1)串联内转子动力套筒(23)，所述内齿盘座(9)的外端面设置有内齿齿盘(2)，所述内齿齿盘(2)与同步齿盘(3)齿合形成所述的外部外转子永磁结构，所述外转子动力套筒(23)的内齿盘座(9)一侧为动力输出端。

2.根据权利要求1所述的有定子逆向双转子发电机，其特征在于；所述中心固定轴(18)为空心结构。

3.根据权利要求1所述的有定子逆向双转子发电机，其特征在于；所述外转子动力套筒(23)与外转子永磁缸(22)可以设置为一体。

4.根据权利要求1所述的有定子逆向双转子发电机，其特征在于；所述中心固定轴(18)的一端外缘设置固定架(11)，固定架(11)的外缘与壳体(16)的一端连接，在壳体(16)的另一端通过轴承(1)串联外转子的动力套筒(23)的一侧外壁。

5.根据权利要求1所述的有定子逆向双转子发电机，其特征在于；在中心固定轴(18)的另一侧外部固定设置集电环(8)，所述内转子动力套筒(20)的同步齿盘(3)一侧外部设有小端盖，支架(6)固定设置在小端盖上，所述支架(6)与集电环(8)之间设置有多个碳刷(7)，所述碳刷(7)与集电环(8)滑配，输出导线(4)一端连接碳刷(7)，输出导线(4)中部穿过小端盖连接绕组线圈(21)；集电环输出线(17)的一端连接集电环(4)，集电环输出线(17)设置在中心固定轴(18)内，集电环(8)的另一端分别穿过中心固定轴(18)的一端侧壁及固定架(11)连接接线盒(12)。

6.根据权利要求1所述的有定子逆向双转子发电机，其特征在于；所述外转子动力套筒(23)的内侧固定设有密封端盖(24)，所述密封端盖(24)与内转子动力套筒(20)间隙配合。

7.根据权利要求1所述的有定子逆向双转子发电机，其特征在于；所述发电机可设计为立式或卧式，设计为卧式时在所述壳体(16)下部设置有卧式底盘(10)。

8.根据权利要求7所述的有定子逆向双转子发电机，其特征在于；所述的壳体(16)与卧式底盘(10)设置为一体。

Images