CN210297504U - 无定子续力发电机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无定子续力发电机，由若干台多层续力发电机整合而成；包括支撑多层多台续力发电机A的机脚、机脚固定螺钉孔、支撑多层转子轴承座固定在机架上、内层电枢转子轴由轴承座支撑、轴键槽、内层电枢绕组转子轮毂由转子轴支撑、内层电枢绕组输出线通过内层电枢绕组出线槽输出至内层电枢绕组出线滑环、然后由碳刷架上的碳刷输出到集电箱，驱动内层转子齿轮与内层转子轴连接；发电机由机脚支撑，多层多个转子由支撑多层转子轴承座支撑，中层转子由第一轴承支撑，外层转子由第二轴承支撑。

Description

无定子续力发电机

技术领域

本实用新型涉及一种发电机，特别是一种没有定子的发电机，只有多台发电机的电枢转子、励磁转子或者永磁转子安装在多层可以正转和反转的转轴和多层轮毂上。

背景技术

发电机（英文名称：Generators）是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。

发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律切割磁力线。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。

现有发电机是由定子（定子包括机壳、定子铁芯、定子绕组）;转子（转子包括单轴头转轴、轴承、转子铁芯、励磁线圈、滑环）、碳刷等部件组成。通过导线给转子提供恒定的励磁电流，在动力的作用下，转子转动一定的距离，形成切割磁力线，使定子绕组产生额定的电流、电压。电的频率是：每0.02秒钟的时间为1个频率；1秒钟50个频率；1分钟3000个频率，所有频率都由一个转子完成。

传统发电机存在着很大的缺陷：要转速快则需转子直径小、极数少、转子转数多、每个频率转子转动距离虽小但转动角度大；要转速慢则需转子直径大、极数多、转子转数少、每个频率转子转动角度虽小但转子转动距离长。这个缺陷一百多年来一直未能解决，从而使得传统发电机的能源利用率极低。

现有技术发电机公开了：发电机，专利号：ZL201620590136.7和专利名称：续力发电机，专利号：ZL201720246020.6的产品都是一条轴上有多个转子，机壳内有多个定子，转子转动就能切割磁力线，因定子不能与转子反转，所以在0.02秒内转子与定子做切割磁力线时转子转动的距离比较长。

发明内容

本申请的目的是将定子变成与转子相反的方向转动，使两个转子戓者多层转子按相反的方向旋转，从而达到在0.02秒内两个转子对向转动。

本申请的方案如下：

一种无定子续力发电机，由若干台多层续力发电机整合而成；包括支撑多层多台续力发电机A的机脚、机脚固定螺钉孔、支撑多层转子轴承座固定在机架上、内层电枢转子轴由轴承座支撑、轴键槽、内层电枢绕组转子轮毂由转子轴支撑、内层电枢绕组输出线通过内层电枢绕组出线槽输出至内层电枢绕组出线滑环、然后由碳刷架上的碳刷输出到集电箱，驱动内层转子齿轮与内层转子轴连接；

发电机由机脚支撑，多层多个转子由支撑多层转子轴承座支撑，中层转子由第一轴承支撑，外层转子由第二轴承支撑。

需要进一步说明的是，内层多个电枢绕组转子钳接在内层电枢转子轴形成反转转子。

需要进一步说明的是，中层转子由中层轮毂组成，中层轮毂内侧的中层内侧磁极与相对应的内层多个电枢绕组转子产生切割磁力线，中层轮毂外侧的中层外侧励磁与相对应的外层多个电枢转子产生切割磁力线，中层转子由轴承支撑使中层转子得予转动，第一轴承由第一端盖与中层轮毂用内层端盖螺钉紧固；

中层多个转子内侧励磁电由中层转子励磁线从内层励磁输入碳刷架进入内层励磁滑环通过轮毂轴线槽然后与内侧励磁绕组连接；

中层多个转子外侧励磁电由中层转子励磁线从中层励磁电输入碳刷架进入中层外侧励磁滑环通过轮毂轴线槽然后与外侧励磁绕组连接，使中层内侧磁极与内层多个电枢绕组转子产生切割磁力线，以及中层多个转子的中层外侧励磁与外层多个转子电枢绕组产生切割磁力线，中层多个转子内侧和外侧是永磁转子的不用滑环及励磁线。

需要进一步说明的是，外层转子由第二轴承支撑使外层多个转子转动，第二轴承由外层端盖与外层轮毂用外层端盖螺钉紧固；

外层多个转子内侧电枢绕组的输出线经外层电枢输出滑环到外层输出碳刷架输出，使外层多个转子内侧电枢绕组与中层外侧励磁产生切割磁力线；

驱动多层转子正反向旋转，由轴承座支撑驱动齿轮轴，驱动齿轮轴带动驱动内层电枢转子齿轮和驱动内层转子齿轮反向旋转，驱动齿轮轴带动外层驱动齿轮，由外层驱动齿轮驱动外层齿轮反向旋转，内层转子齿轮和外层齿轮转向同是反向但不同速；

驱动齿轮轴带动的中层转子驱动齿轮，由中层转子驱动齿轮驱动从动齿轮，从动齿轮驱动中层转子齿轮正向旋转，从动齿轮由中层转子驱动齿轮和轴承座支撑紧固在机脚上，中层转子驱动齿轮由从动齿轮轴和从动轴轴承座支撑紧固在机脚上，使中层多个转子的中层内侧磁极与内层多个电枢绕组转子产生切割磁力线，以及中层多个转子的中层外侧励磁与外层多个电枢绕组转子产生切割磁力线。

需要进一步说明的是，所述多层续力发电机为励磁发电机或永磁发电机。

需要进一步说明的是，所述无定子续力发电机发电时动力从驱动齿轮轴输入，使驱动轴上的中层转子驱动齿轮、驱动内层电枢转子齿轮和外层驱动齿轮齿轮同向转动，驱动内层电枢转子齿轮带动内层多个电枢绕组转子反转，外层驱动齿轮带动外层多个电枢绕组转子反转，驱动齿轮轴通过从动齿轮轴带动中层转子齿轮，使中层内侧的中层内侧磁极和中层外侧的中层外侧励磁转子正转，励磁发电机的励磁线从内层励磁输入碳刷架进入内层励磁滑环通过轮毂轴线槽后与中层内侧磁极连接，中层外侧励磁线从中层励磁电输入碳刷架进入中层外侧励磁滑环通过轮毂轴线槽后与中层外侧励磁连接，外层多台发电机发出的电通过外层电枢输出滑环到外层输出碳刷架送入外层输出集电箱，然后通过总输出电箱输出，无定子续力发电机的励磁线通过内层励磁输入碳刷架、内层励磁滑环、中层励磁电输入碳刷架、中层外侧励磁滑环输入，多层多台续力发电机A发出的电通过内层电枢绕组出线滑环、内层电枢绕组出线碳刷架、外层电枢输出滑环、外层输出碳刷架输出，动力驱动包括驱动内层转子齿轮、中层转子驱动齿轮、从动齿轮、驱动内层电枢转子齿轮、外层驱动齿轮、中层转子齿轮和外层齿轮，形成正反转驱动多层转子，使内层多个电枢绕组转子与中层内侧磁极产生切割磁力线。

本申请的优点是：

1、本实用新型使发电机的定子变成外层转子，使内层中层外层多层转子相互反向旋转切割磁力线，使四极发电机在0.02秒旋转少于180度就能切割磁力线，现有传统四极发电机都是0.02秒旋转180度切割一次磁力线，产生一个频率，虽然之前申请人申请的两项专利发电机在180度能做N次切割磁力线，而本实用新型能在原180度做N次切割磁力线的基础上再翻一倍做切割磁力线。

2、本实用新型通过调整多台多层发电机的正反向转子，使多台多层发电机的正反向转子磁极不在同一条磁力线上，使多台多层发电机的N个转子磁极在360度内平均分布在不同的角度；在动力的作用下，多台发多层电机的正反向转子以额定转速做正反向转动，当内层任意一号反向电枢转子用0.01秒钟转动一定的距离、（一定的角度时）,中层正向转子内侧磁极也用0.01秒钟转动一定的距离、（一定的角度时）,就可以切割磁力线产生一个频率(0.02秒)，同时中层转子外侧磁极在第0.03秒钟(第二个频率的第一个0.01秒)转动一定的距离、（一定的角度时）,外层任意一号反向电枢转子在第0.04秒钟(第二个频率的第二个0.01秒)转动一定的距离、（一定的角度时）,就可以切割磁力线产生第二个频率(0.02秒)，当多台多层正反向转子转动360度时就产生任意个频率，依此类推，周而复始，多个多层正反向转子循环工作，从而提高能源利用率；

3、本实用新型发电机具有转速低、转子小、重量轻、易安装、易维护、造价低、坚固耐用、最低工作水头0.3米等优点；

4、本实用新型的发电机设计巧妙，从而使发电机做一秒钟的功(50个频率)由多层多个正反向转子共同相互交递循环精准接力完成，使各转子转动的角度很小、转动距离很短就能切割磁力线，因转子小转速慢原动机转轮直径大而省力，并因此解决传统发电机要转速慢则需转子直径大的百年缺点；因每个频率转子转动角度小转子转动弧线距离短而节能，并因此突破传统发电机做切割磁力线时转子转动距离长而耗能大的缺点；以及解决传统发电机在制造多极（200极以上）大功率过程中的工艺和物理极限。

附图说明：

图1是本实用新型无定子续力发电机的结构示意图；

图2是本实用新型无定子续力发电机的右视图；

图3是本实用新型无定子续力发电机的左视图；

图中序号相对的部件名称：

1-机脚， 2-机脚固定螺钉孔， 3-支撑多层转子轴承座， 4-内层电枢转子轴，5-轴键槽，6-内层电枢绕组转子轮毂，7-内层电枢绕组出线槽，8-内层电枢绕组出线滑环，9-内层电枢绕组出线碳刷架，10-内层输出集电箱，11-中层内侧磁极，12-内层励磁滑环，13-内层励磁输入碳刷架，14-第一轴承，15-中层端盖，16-内层多个电枢绕组转子，17-内层端盖螺钉，18-中层外侧励磁，20-中层轮毂，21-第二轴承，22-外层端盖，23-外层轮毂，24-外层端盖螺钉，25-外层多个电枢绕组转子，26-外层电枢输出滑环，27-外层输出碳刷架，28-中层励磁电输入碳刷架，29-中层外侧励磁滑环，30-总输出电箱，40-外层输出集电箱，70-轮毂轴线槽，100-机架，101-驱动内层转子齿轮， 111-从动轴轴承座，123-从动齿轮轴，202-驱动齿轮轴，203-轴承座， 212-中层转子驱动齿轮，303-从动齿轮，404-驱动内层电枢转子齿轮，505-外层驱动齿轮，606-中层转子齿轮，707-外层齿轮。

具体实施方式

以下结合附图1-3及实施例对本实用新型续力发电机作进一步的说明：

如图1-3所示，一种无定子续力发电机，由若干台多层续力发电机整合而成；包括支撑多层多台续力发电机A的机脚1、机脚固定螺钉孔2、支撑多层转子轴承座3固定在机架100上、内层电枢转子轴4由支撑多层转子轴承座3支撑、轴键槽5、内层电枢绕组转子轮毂6由内层电枢转子轴4支撑、内层电枢绕组输出线通过内层电枢绕组出线槽7输出至内层电枢绕组出线滑环8、然后由碳刷架9上的碳刷输出到集电箱10，驱动内层转子齿轮101与内层电枢转子轴4连接；

发电机由机脚1支撑，多层多个转子由支撑多层转子轴承座3支撑，中层转子由第一轴承14支撑，外层转子由第二轴承21支撑。

内层多个电枢绕组转子16钳接在内层电枢转子轴4形成反转转子。

中层转子由中层轮毂20组成，中层轮毂20内侧的中层内侧磁极11与相对应的内层多个电枢绕组转子16产生切割磁力线，中层轮毂20外侧的中层外侧励磁18与相对应的外层多个电枢绕组转子25产生切割磁力线，中层转子由轴承14支撑使中层转子得予转动，第一轴承14由第一端盖15与中层轮毂20用内层端盖螺钉17紧固；

中层多个转子内侧励磁电由中层转子励磁线从内层励磁输入碳刷架13进入内层励磁滑环12通过轮毂轴线槽70然后与内侧励磁绕组连接；

中层多个转子外侧励磁电由中层转子励磁线从中层励磁电输入碳刷架28进入中层外侧励磁滑环29通过轮毂轴线槽70然后与外侧励磁绕组连接，使中层内侧磁极11与内层多个电枢绕组转子16产生切割磁力线，以及中层多个转子的中层外侧励磁18与外层多个电枢绕组转子25产生切割磁力线，中层多个转子内侧和外侧是永磁转子的不用滑环及励磁线。

外层转子由第二轴承21支撑使外层多个转子转动，第二轴承21由外层端盖22与外层轮毂23用外层端盖螺钉24紧固；

外层多个电枢绕组转子25的输出线经外层电枢输出滑环26到外层输出碳刷架27输出，使外层多个电枢绕组转子25与中层外侧励磁18产生切割磁力线；

驱动多层转子正反向旋转，由轴承座203支撑驱动齿轮轴202，驱动齿轮轴202带动驱动内层电枢转子齿轮404和驱动内层转子齿轮101反向旋转，驱动齿轮轴202带动外层驱动齿轮505，由外层驱动齿轮505驱动外层齿轮707反向旋转，内层转子齿轮101和外层齿轮707转向同是反向但不同速；

驱动齿轮轴202带动的中层转子驱动齿轮212，由中层转子驱动齿轮212驱动从动齿轮303，从动齿轮303驱动中层转子齿轮606正向旋转，从动齿轮303由中层转子驱动齿轮212和轴承座203支撑紧固在机脚1上，中层转子驱动齿轮212由从动齿轮轴123和从动轴轴承座111支撑紧固在机脚1上，使中层多个转子的中层内侧磁极11与内层多个电枢绕组转子16产生切割磁力线，以及中层多个转子的中层外侧励磁18与外层多个电枢绕组转子25产生切割磁力线。

所述多层续力发电机为励磁发电机或永磁发电机。

所述无定子续力发电机发电时动力从驱动齿轮轴202输入，使驱动轴上的中层转子驱动齿轮212、驱动内层电枢转子齿轮404和外层驱动齿轮505齿轮同向转动，驱动内层电枢转子齿轮404带动内层多个电枢绕组转子反转，外层驱动齿轮505带动外层多个电枢绕组转子反转，驱动齿轮轴212通过从动齿轮轴303带动中层转子齿轮606，使中层内侧的中层内侧磁极11和中层外侧的中层外侧励磁18转子正转，励磁发电机的励磁线从内层励磁输入碳刷架13进入内层励磁滑环12通过轮毂轴线槽70后与中层内侧磁极11连接，中层外侧励磁线从中层励磁电输入碳刷架28进入中层外侧励磁滑环29通过轮毂轴线槽70后与中层外侧励磁18连接，外层多台发电机发出的电通过外层电枢输出滑环26到外层输出碳刷架27送入外层输出集电箱40，然后通过总输出电箱30输出，无定子续力发电机的励磁线通过内层励磁输入碳刷架13、内层励磁滑环12、中层励磁电输入碳刷架28、中层外侧励磁滑环29输入，多层多台续力发电机A发出的电通过内层电枢绕组出线滑环8、内层电枢绕组出线碳刷架9、外层电枢输出滑环26、外层输出碳刷架27输出，动力驱动包括驱动内层转子齿轮101、中层转子驱动齿轮212、从动齿轮303、驱动内层电枢转子齿轮404、外层驱动齿轮505、中层转子齿轮606和外层齿轮707，形成正反转驱动多层转子，使内层多个电枢绕组转子与中层内侧磁极11产生切割磁力线。

应用实施例：

实例1、电动汽车专用直流永磁续力发电机：功率：1000W，电压：80V，电流：12.5A，极数：396极，额定转速：15.15转/分。内层六个电枢转子直径173mm，每个电枢转子装有30个电枢绕组，六个电枢转子共180电枢绕组。中层六个内侧永磁转子内直径176mm，每个永磁转子装有30片永磁磁极，六个永磁转子共180永磁磁极。中层六个外侧永磁转子直径202mm，每个永磁转子装有36片永磁磁极，六个永磁转子共216永磁磁极。外层六个电枢转子直径205mm，每个电枢转子装有36个电枢绕组，六个电枢转子共216电枢绕组。两层十二台发电机共396极，396极都合理分布在两个360度内。发电步骤如下：动力机从齿轮轴202输入，使齿轮101带动内层电枢反向转动，使齿轮707带动外层电枢反向转动，齿轮212带动齿轮303，303齿轮带动齿轮606，606齿轮带动中层（内侧磁极和外侧磁极）永磁转子正向转动。行驶中的电动汽车由非驱动轮以160转/分左右带动齿轮轴202，使每个齿轮按各自方向旋转，带动每层发电机转子按各自方向旋转切割磁力线。当内层六个电枢转子用0.01秒钟反向转动0.909度时，任意一个电枢转子处在中性面位置，与此同时中层六个内侧永磁转子也用0.01秒钟正向转动0.909度时，任意一个内侧永磁转子处在中性面位置，此时正好与内层六个电枢转子的任意一个电枢转子切割磁力线，形成第一个频率。紧接着，中层六个外侧永磁转子也用0.01秒钟正向转动0.909度（2.727度）时，中层第一个外侧永磁转子处在中性面位置，外层六个电枢转子用0.01秒钟反向转动0.909度（2.727度）时，外层第一个电枢转子处在中性面位置，此时正好与中层第一个外侧永磁转子切割磁力线，形成第二个频率。紧接着，内层六个电枢转子用0.01秒钟反向转动0.909度（3.636度）时，内层第二个电枢转子处在中性面位置，与此同时中层六个内侧永磁转子也用0.01秒钟正向转动0.909度（3.636度）时，中层内侧第二个永磁转子处在中性面位置，此时正好与内层六个电枢转子的第二个电枢转子切割磁力线，形成第三个频率，依此类推周而复始。

Claims (5)

1.一种无定子续力发电机，其特征在于：由若干台多层续力发电机整合而成；包括支撑多层多台续力发电机A的机脚（1）、机脚固定螺钉孔（2）、支撑多层转子轴承座（3）固定在机架(100)上、内层电枢转子轴（4）由支撑多层转子轴承座（3）支撑、轴键槽（5）、内层电枢绕组转子轮毂（6）由内层电枢转子轴（4）支撑、内层电枢绕组输出线通过内层电枢绕组出线槽（7）输出至内层电枢绕组出线滑环（8）、然后由碳刷架（9）上的碳刷输出到集电箱(10)，驱动内层转子齿轮（101）与内层电枢转子轴（4）连接；

发电机由机脚（1）支撑，多层多个转子由支撑多层转子轴承座（3）支撑，中层转子由第一轴承（14）支撑，外层转子由第二轴承（21）支撑。

2.根据权利要求1所述的无定子续力发电机，其特征在于，内层多个电枢绕组转子（16）钳接在内层电枢转子轴（4）形成反转转子。

3.根据权利要求1所述的无定子续力发电机，其特征在于，中层转子由中层轮毂（20）组成，中层轮毂（20）内侧的中层内侧磁极（11）与相对应的内层多个电枢绕组转子（16）产生切割磁力线，中层轮毂（20）外侧的中层外侧励磁（18）与相对应的外层多个电枢绕组转子（25）产生切割磁力线，中层转子由轴承（14）支撑使中层转子得予转动，第一轴承（14）由第一端盖（15）与中层轮毂（20）用内层端盖螺钉（17）紧固；

中层多个转子内侧励磁电由中层转子励磁线从内层励磁输入碳刷架（13）进入内层励磁滑环（12）通过轮毂轴线槽（70）然后与内侧励磁绕组连接；

中层多个转子外侧励磁电由中层转子励磁线从中层励磁电输入碳刷架（28）进入中层外侧励磁滑环（29）通过轮毂轴线槽（70）然后与外侧励磁绕组连接，使中层内侧磁极（11）与内层多个电枢绕组转子（16）产生切割磁力线，以及中层多个转子的中层外侧励磁（18）与外层多个电枢绕组转子（25）产生切割磁力线。

4.根据权利要求1所述的无定子续力发电机，其特征在于，外层转子由第二轴承（21）支撑使外层多个转子转动，第二轴承（21）由外层端盖（22）与外层轮毂（23）用外层端盖螺钉（24）紧固；

外层多个电枢绕组转子（25）的输出线经外层电枢输出滑环（26）到外层输出碳刷架（27）输出，使外层多个电枢绕组转子（25）与中层外侧励磁（18）产生切割磁力线；

驱动多层转子正反向旋转，由轴承座（203）支撑驱动齿轮轴（202），驱动齿轮轴（202）带动驱动内层电枢转子齿轮（404）和驱动内层转子齿轮（101）反向旋转，驱动齿轮轴（202）带动外层驱动齿轮（505），由外层驱动齿轮（505）驱动外层齿轮（707）反向旋转，内层转子齿轮（101）和外层齿轮（707）转向同是反向但不同速；

驱动齿轮轴（202）带动的中层转子驱动齿轮（212），由中层转子驱动齿轮（212）驱动从动齿轮（303），从动齿轮（303）驱动中层转子齿轮（606）正向旋转，从动齿轮（303）由中层转子驱动齿轮（212）和轴承座（203）支撑紧固在机脚（1）上，中层转子驱动齿轮（212）由从动齿轮轴（123）和从动轴轴承座（111）支撑紧固在机脚（1）上，使中层多个转子的中层内侧磁极（11）与内层多个电枢绕组转子（16）产生切割磁力线，以及中层多个转子的中层外侧励磁（18）与外层多个电枢绕组转子（25）产生切割磁力线。

5.根据权利要求1所述的无定子续力发电机，其特征在于，所述多层续力发电机为励磁发电机或永磁发电机。

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