CN117897893A - 利用反作用力的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动机和发电机。特别地，描述了一种反作用力利用系统，以便通过降低能耗来提高电机的效率，其中定子和转子都包含有轴，从而使它们都能旋转。本发明提高效率的系统可以应用于电动机，包括：至少一个电机(1)，具有转子元件(1.1)和定子元件(1.2)；至少一个传递元件(3)；至少一个升降元件(4)；以及至少一个转轴(2)。本发明还涉及一种利用反作用力并提高电机效率的方法。
Description
技术领域
本发明涉及电动机和发电机。具体地，本发明描述了一种反作用力利用系统，旨在通过降低能耗来提高电机效率，该系统包括定子和转子中都有的轴，使定子和转子都能旋转。另外，还提出了一种利用反作用力提高电机效率的方法。
背景技术
电能消耗量一直在稳定地增长，并有进一步增长的趋势。据估计，在巴西生产的所有能源中，大约有三分之一被工业中使用的电机所消耗。
电动机是将电能转换成机械动力的机器。在电机中，与磁场相关联的电流会引起与轴相连的磁体运动。该轴负责传递所产生的机械力，称为转子，而用于产生电场的部件则固定在电机壳体中，称为定子。壳体负责保护内部部件，散去电机内部产生的热量，并提供将电机附接到固定基座上的结构。
另一方面，发电机的结构和部件与电机非常相似，但是其功能是将机械能转换成电能。
为了降低电机能耗并提高能量生产效率，在现有技术中发现若干文件。
标题为“升降机判定元件潜能(ELEVADOR DE POTENCIAL)”的文献PI0601233-7描述了一种单独的能量产生系统，该能量产生系统设置有容纳所有元件的通用基座、联接电机和齿轮箱或减速器或两者的发电机、用于齿轮箱的后支撑基座、齿轮箱、联接器、附接到通用基座并连接到齿轮箱的电机以及容纳组件的机柜。本发明通过为系统的每个用户创建能量发电站来减少电能的消耗，传统电网中的电能使电机轴移动，而电机轴又使齿轮箱组件移动，从而使发电机为用户提供所需的能量。
标题为“现有的发电系统，与电机、泵马达、液压泵、电池一起工作，在溪流和河流上运行(ISTEMA DEDE ENERGIA,EXISTENTE QUE FUNCIONA COM MOTORESMOTOR BOMBA,BOMBA/>BATERIA E RODA EME RIOS)”的文献MU9001205-4，描述了一种通过现有能源产生的能源发电系统，包括连接由现有能源驱动的电动机，可将电能消耗降低50％至100％。该系统由电机、小齿轮和齿条、配重、齿轮箱、发电机、滑轮、皮带、外部和内部支撑结构、风扇、抽吸装置、能量稳定器、控制面板和移动轮构成。
文献MU9001205-4中描述的系统提出了一组设备，旨在提高将机械力转换成电能的效率，这也是本发明的目标之一。然而，尽管使用了类似的(即使不完全相同的)组件，但是本发明提出的解决方案及其实施方式是完全不同的，代表了不同的技术，具有不同的应用和效果。
电机是一种已知的装置，主要用于将电能转换成机械能。这一过程发生在电场与磁体相关联时。反应的结果是，转子轴移动。同样已知的是，这种运动会产生机械反作用力，即，当轴顺时针旋转时，定子趋向于逆时针旋转。目前，定子固定在电机壳体内，而壳体又被固定在一个接收整个反作用力的固定基座上。每次启动电机时，反作用力都会试图使定子旋转，从而使整个壳体朝着与转子旋转方向相反的方向旋转。
在这种情况下，与现有技术相反，本发明引入了一种反作用力利用系统，通过将机械力转换成动能从而提高了电机的效率。
到目前为止，这种传递到电机或发电机壳体上的机械力都是通过将电机壳体固定到一个固定基座上而浪费掉的。
与现有技术中的其他系统相比，本发明提出的解决方案可提高电机的使用效率，并减少元件的数量，适用于现有电机以及新型电机的开发。
发明内容
在一个方面，本发明描述了一种反作用力利用系统。本发明描述的系统可提高电动机的效率。本发明还提供了一种简单结构，减少了设备/元件的数量。
因此，本发明的第一目的是提高电动机效率的系统，所述系统包括：
-至少一个电机(1)，包含转子元件(1.1)和定子元件(1.2)；
-至少一个传递元件(3)；
-至少一个升降元件(4)；
-至少一个转轴(2)；
其中，定子元件(1.2)至少有一端与传递元件(3)相连；
其中，传递元件(3)将定子(1.2)与转子(1.1)反应时产生的动力和能量传递给至少一个转轴(2)；
其中，包含定子(1.2)和转子(1.1)的电机通过至少一个升降元件(4)悬挂在固定基座上；
其中，升降元件(4)允许定子(1.2)和电机转子(1.1)旋转；
其中，传递元件(3)将定子(1.2)旋转产生的动力和能量传递给至少一个转轴(2)。
在一个优选实施例中，负责将动力和能量从电机(1)传递到转轴(2)的传递元件(3)至少选自以下组中的一个：滑轮、轴承、防松动轴承、轮子、齿轮电机、皮带、齿轮、钢缆、链条和皮带轮、万向节、液压泵。
另外，本发明的另一个目的是一种发电机，包括至少一个本发明所述的反作用力利用系统。发电机是现有技术中的已知部件，包括将动能转换成电能。在发电机中应用本发明，可以利用原本会被浪费的反作用力来制造出更高效的设备。
附图说明
图1示出了处于构造中的反作用力利用系统的一部分，其中转子轴(1.1)位于一侧，即前部，定子轴(1.2)位于另一侧，即后部。图中还示出了在电机(1)和固定基座(6)之间只有一个接触点的升降元件(4)。
图2示出了电机(1)的侧视图，其中两侧各有一根轴，电机(1)和固定基座(6)之间包含一个带有两个接触点的升降元件。
图3示出了本发明的一个实施例，包括位于相对两侧的转子轴(1.1)和定子轴(1.2)，可以观察到由一组滑轮和皮带组成的升降元件(4)和传递元件(3)。
图4示出了本发明的一个实施例的后部透视图，转子相关轴和定子相关轴位于电机(1)的相对两侧。
图5示出了电机(1)的透视图，周围有升降元件(4)、转子轴(1.1)以及与定子轴(1.2)相连的传递元件(3)。
图6示出了电机(1)的分解图，包括转子元件(1.1)和定子元件(1.2)，定子相关轴与转子轴位于同一侧，两者均位于电机(1)的前部；与定子轴相关联的传递元件(3)；升降元件(4)和电机的其他常见部件，诸如轴承、环和轴承。
图7示出了包括由电机(1)转子轴(1.4)；定子(1.2)；与定子(1.2)相关的传递元件(3)；升降元件(4)组成的剖视透视图。
图8示出了本发明的一个实施例的透视图，其中传递元件与转子和定子相关联，两者都布置在电机(1)的前部。
图9示出了应用于发电的系统，可观察到电机装置(5)；传递元件(3)和升降元件(4)。
图10示出了几种可能构造中的一种，可以在图中观察到电机装置(5)，由布置和运行与电机前部的转子轴相关联的水轮、传递元件(3)和升降元件(4)表示。
具体实施方式
此处所示的示例仅旨在示例说明实施本发明的几种方式之一，但并不限制本发明的范围。
本发明提高效率的系统应用于电动机，所述系统包括：
-至少一个电机(1)，包括转子元件(1.1)和定子元件(1.2)；
-至少一个传递元件(3)；
-至少一个升降元件(4)；
-至少一个转轴(2)；
其中，所述定子元件(1.2)包括至少一个用于连接所述传递元件(3)的固定端；
其中，传递元件(3)将电机(1)中定子(2.2)和转子(2.1)反作用产生的动力和能量传递给至少一个转轴(4)；
其中，包括定子(2.2)和转子(2.1)的电机通过至少一个升降元件(4)悬挂在固定基座上；
其中，升降元件(4)允许定子(2.2)和电机转子(2.1)旋转；
其中，传递元件(3)将由定子(1.2)旋转产生的动力和能量传递给至少一个转轴(2)。
在传统的电机中，定子元件固定在电机中，但是本发明提出的模型中，定子元件(1.2)在定子电场与转子磁场反应时具有旋转能力的。本发明的电机保留了传统电机的基本部件，诸如轴承和能量输入元件。
在一个优选实施例中，电机(1)由直流或交流电动机组成，包括通常存在于电机中的部件，诸如：定子、转子、与转子运行相关联的轴、能量输入系统、轴承，并且可以包括壳体。此外，当与升降元件(4)配合使用时，定子(1.2)和转子(1.1)能够以平衡的方式旋转。
升降元件(4)可以包含电机(1)和固定基座之间的一个或多个接触点，如图1和图2所示。
由定子(1.2)旋转产生的动能通过传递元件3传递到与转子(1.1)相关的转轴(2)。所述轴可以如图3和图4所示定位在转子轴的相对侧，或者如图8所示定位在与转子的同一侧。
在一个优选实施例中，负责将动能从电机(1)传递到转轴(2)的传递元件(3)至少选自以下组中的一个：滑轮、轴承、防反冲轴承、轮子、齿轮电机、皮带、齿轮、钢缆、链条和皮带轮、万向节、液压泵。
另外，所述系统还可以应用于发电机，如图9所示。
在发电机中，机械力来自电源，最常见的是手动电源，包括具有杠杆和/或曲柄的系统；电动电源；气动电源；液压电源；风力电源；内燃机；热电电源。
为了产生电能，电源移动转子轴，转子轴与定子反应产生电能。在本发明所公开的系统中，电源施加的力使转子轴(1.1)移动，所述转子轴在运行上与传递元件(3)相关联，所述传递元件反转旋转方向并将能量传递给定子(1.2)。通过在与转子(1.1)相反的方向上旋转定子元件(1.2)，可以减少转子的旋转次数，同时保持相同的发电能力，需要来自电源的动力也较小，或者在不需要增加发电所需动力的情况下提高发电能力，同时遵守发电机设备的极限。
优选地，本发明描述的利用反作用力的系统和方法适用于直流或交流电动机，并且可以用于若干应用，例如车床、铣床、传送带、通风设备、电梯、自动扶梯、车辆、发电机等。
另外，本发明还提供一种利用反作用力和提高电机效率的方法，包括以下步骤：
-当电机启动时，允许定子在与转子轴相反的方向上旋转；
-通过传递元件将这一旋转传递到转子轴，以便利用定子旋转产生的力作为转子轴的互补牵引力。
所属领域的技术人员将了解本文中所呈现的知识，并可在所附权利要求书的范围内，以介绍的方式和的其它变型再现本发明。
Claims (6)
1.反作用力利用系统，其特征在于，包括：
-至少一个电机(1)，含有转子元件(1.1)和定子元件(1.2)；
-至少一个传递元件(3)；
-至少一个升降元件(4)；
-至少一个转轴(2)；
所述定子元件(1.2)包括至少一个用于连接所述传递元件(3)的固定端；
所述传递元件(3)将电机(1)中的定子(1.2)和转子(1.1)反应产生的动力和能量传递给至少一个转轴(4)；
包括定子(1.2)和转子(1.1)的电机通过至少一个升降元件(4)悬挂在固定基座上；
所述升降元件(4)允许电机(1)的定子(1.2)和转子旋转；
所述传递元件(3)将定子(1.2)旋转产生的动力和能量传递给至少一个转轴(2)。
2.根据权利要求1所述的反作用力利用系统，其特征在于，所述传递元件(3)至少选自以下组中的一个：滑轮、轴承、防松动轴承、轮子、齿轮电机、皮带、齿轮、钢缆、链条和皮带轮、万向节、液压泵。
3.根据权利要求1所述的反作用力利用系统，其特征在于，当采用双轴结构时，这些轴可以布置在电机的同一侧或相对侧上。
4.根据权利要求1所述的反作用力利用系统，其特征在于，所述定子(1.2)能与所述转子(1.1)同时旋转。
5.应用于发电机的反作用力利用系统，其特征在于，转子元件(1.1)和定子元件(1.2)沿相反方向旋转。
6.反作用力利用的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
-启动时，电机定子的旋转方向与转子轴的旋转方向相反；
-通过传递元件将旋转传递到转子轴，以利用定子旋转产生的力作为转子轴互补牵引力。
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