新型直流无楞次特效发电机

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，尤其涉及一种新型直流无楞次特效发电机。

背景技术

如图1所示，传统的直流发电机在定子之间设有可驱动转动的线圈绕组。定子为磁铁，一端为N极另一端为S极，线圈绕组转动时，在N极和S极之间做切割磁感线的运动，线圈内产生电流。线圈绕组的一端设有换向器，换向器外部设有电刷，电刷连接导线；通过电刷和换向器接触电连接，将电流导出。传统直流发电机的磁铁定子的磁力线只有一部分被利用，部分磁力线在线圈绕组所转动的范围之外，不仅利用率低，且部分泄漏在外部的磁场还会对转子产生磁阻力作用；此外，导致发电效率较低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种新型直流无楞次特效发电机，可相较于传统发电机获得更高的发电效率。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种新型直流无楞次特效发电机，其包括内转子、外转子和定子；

所述内转子为圆环柱形或圆柱形的磁铁；所述外转子为圆环柱形的磁铁；其中，内转子外侧的磁极与外转子内侧的磁极为相反磁极；

所述外转子的内径大于所述内转子的外径，使外转子的内壁到内转子的外壁之间具有间距，且二者为同轴反向转动；在所述间距中固定有所述定子；

所述定子包括圆环柱形支撑体和包线绕组；所述圆环柱形支撑体的内壁面和外壁面上开设有数量相等的若干个凹槽，所述包线绕组包括沿所述圆环柱形支撑体的内壁面及外壁面缠绕的连续包线，且在缠绕时将所述连续包线嵌入所述圆环柱形支撑体内壁面和外壁面的凹槽中固定；

所述外转子和内转子被驱动以相反方向转动时，所述包线绕组做切割磁力线的运动，使包线绕组中产生定向直流电。

根据本发明较佳实施例，所述凹槽沿所述圆环柱形支撑体的长度方向延伸，与所述圆环柱形支撑体的轴线平行。

根据本发明较佳实施例，所述凹槽为T形槽。

根据本发明较佳实施例，所述圆环柱形支撑体为导磁的金属材质(铁磁性的)的整体结构；或者所述圆环柱形支撑体为若干圆环形的硅钢片叠加组合成型。

根据本发明较佳实施例，所述外转子为圆环柱形磁铁，其内侧面为S极；所述内转子为圆环柱形或圆柱形磁铁，其外侧面为N极。

根据本发明较佳实施例，所述外转子为圆环柱形磁铁，其内侧面为N极；所述内转子为圆环柱形磁铁，其外侧面为S极。其中，所述内转子顺时针转动，所述外转子逆时针转动。

根据本发明较佳实施例，还包括一个驱动装置，该驱动装置设有第一伞形齿轮；所述外转子连接一个带有第二伞形齿轮的驱动杆；所述内转子连接一个带有第三伞形齿轮的驱动杆；

所述第二蜗轮和第三蜗轮与所述第一蜗轮的两个相反侧啮合；所述第一蜗轮转动时，连动所述第二蜗轮和第三蜗轮以产生相反的方向转动。

根据本发明较佳实施例，所述驱动装置为任意机械驱动。

根据本发明较佳实施例，所述驱动装置为任何可带动外转子和内转子反向转动的设备或装置。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

(1)本发明的包线绕组中各单组包线(一组包线是指缠绕在定子内壁面的凹槽和外壁面上相邻凹槽的一组绕线)均为串联，各单组包线中电流产生的磁场方向一致并构成整体的闭合磁场(如图2中B的方向)，闭环磁场几乎不存在泄漏问题，故不会对转子产生磁阻力作用，有助于提高发电机的发电效率。此外，其相对于传统直流发电机，可省略换向器和电刷等组件，还避免了泄漏磁场对转子的磁阻力。

(2)本发明的内转子和外转子的旋转方向相反，相对速度为内转子旋转速度和外转子旋转速度的叠加，有助于提高发电效率。优选地，内转子和外转子还可由同一个驱动装置驱动以速率相等、方向相反的速度运转。

附图说明

图1为传统直流发电机的结构示意图。

图2为本发明的新型直流无楞次特效发电机的工作原理图。

图3为本发明的新型直流无楞次特效发电机的定子结构示意图。

图4为本发明新型直流无楞次特效发电机的内部示意图(侧面)。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

结合图2-4所示，为本发明较佳实施例的直流无楞次特效发电机100的示意图。图2为工作原理图，图3为定子(端面)结构示意图，图4为直流无楞次特效发电机的内部示意图(侧面)。

如图2所示，直流无楞次特效发电机100包括内转子10、外转子30和定子20。内转子10为圆环柱形(或圆柱形)磁铁，其外侧面为N极，外转子30为圆环柱形磁铁，其内侧面为S极磁铁。外转子30的内径大于内转子10的外径，使外转子30的内壁到内转子10的外壁之间具有较宽的间距。内转子10和外转子30以同一轴心线为轴进行反向转动，定子20被定子支撑座固定在内转子10和外转子30的间距内。如图3所示，定子20包括圆环柱形支撑体21和包线绕组22(图4)。圆环柱形支撑体21的内壁面和外壁面上开设有数量相等的若干个凹槽211，包线绕组22包括沿圆环柱形支撑体21的内壁面及外壁面缠绕的连续包线220，且在缠绕时将连续包线220嵌入到圆环柱形支撑体内壁面和外壁面的凹槽211中固定。各单组包线(一组包线是指缠绕在定子内壁面的凹槽和外壁面上相邻凹槽的一圈绕线)均为串联，各单组包线中电流产生的磁场方向一致并构成整体的闭合磁场(如图2中B所指示的方向)，而闭环磁场几乎不存在泄漏问题，故不会对转子产生磁阻力作用，有助于提高发电机的发电效率。其中，凹槽211呈T字形，即内端较宽供多匝包线容纳，而外端较宅(连接到圆环柱形支撑体21外壁面的一端)，仅供单条包线220嵌入，以避免连续包线220从凹槽211中脱出。如图3所示，圆环柱形支撑体21的外壁面上有40个T字形槽，内壁面上也有40个T字形槽。在其他实施例中，凹槽的数量不做限制。

当外转子30被驱动逆时针转动而内转子10被驱动进行顺时针转动时，包线绕组22会做切割磁力线的运动，使包线绕组22中产生定向直流电。其中，凹槽211是在圆环柱形支撑体21的外壁面和内壁面上，沿圆环柱形支撑体21的长度方向延伸的槽结构，与圆环柱形支撑体21的轴线接近平行。其中，圆环柱形支撑体21为导磁的金属材质(铁磁性的)的整体结构，以便形成磁场环路；或者为若干圆环形的硅钢片叠加组合成型的结构。

在本发明的方案中，内转子10和外转子30可为普通磁铁，且将内转子10的外侧面一端和外转子30的内侧面一端做成相反的磁极。例如，内转子10的外侧面为N极(图2中仅标注外侧面的N极)，而外转子30的内侧面为S极(图2中仅标注内侧面的S极)，内转子10的内侧面为S极(未标注)，外转子30的外侧面为N极(未标注)。或者可以通过隐藏技术，使磁铁的一个磁极显示在表面(例如使外转子30内侧面的S磁极显示)，另一个磁极被隐藏不显示(外转子30外侧面的N磁极被隐藏)。

如图4所示，本发明的直流无楞次特效发电机100还包括机壳101，底座102。其中定子20的一端被固定在机壳101的端部，定子20上缠绕有包线绕组22，定子20不可转动；而外转子30和内转子10则分别从机壳101的另一端伸出驱动杆。此外，为了带动内转子10和外转子30反向转动，还设有一个驱动装置，其转动能输出端设有第一伞形齿轮41，外转子30的驱动杆上设有第二伞形齿轮31，内转子10的驱动杆上设有第三伞形齿轮11。第二伞形齿轮31和第三伞形齿轮11恰好与第一伞形齿轮41的两个相反侧啮合结合，使同一个驱动装置的驱动端可以带动内转子10和外转子30以相反的方向转动。其中，所述驱动装置为风轮机、汽轮机、水轮机或任何可带动外转子和内转子反向转动的设备或装置。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。