定转子同步逆转发电机.pdf

定转子同步逆转发电机属于发电机领域，定子与机座分离，在机座一端设有与转子轴承同轴线的定子轴承连接定子，定子轴承侧设有两个中介轴承，该四个轴承上各设有一等齿的转子齿轮定子齿轮中介齿轮，由中介齿轮分别啮合连接；机座另一端设有定子轴承连接定子，设有电刷、集电环、换向器。其定、转子等速率互逆旋转，适用于任何类型和系列的发电机，可以采用各种励磁方式。在磁场强度、电枢绕组、转子转速相同时：将传统定子静止发电机功率提高一倍，0安培速度降低50％。充分利用风力水力发电。解决汽车低速不能给电瓶充电问题。减小机体。降低并网电机转子转速50％。

权利要求书

定转子同步逆转发电机
技术领域：
定转子同步逆转发电机是一种涉及将机械功率转换为电功率的电磁装置，本发明属于发电机领域。
技术背景：
目前，在对传统采用的定子静止的无论任何类型和系列的发电机改进中，现有技术发电机的定子与转子不能同时作速率恒等互为逆向的旋转机械运动，其换向角度无定数，无法采用多种励磁方式，不能适用于多种类型和系列发电机，在人为以机械加电子手段分别对定子、转子测速、限速以保持其速率相等中，使导体切割磁力线的速度及发电机功率再放大受到局限，并附加设备成本高；在利用自然能量如风、水力等发电时，没有充分利用现有自然资源，在其他形式能量转化为电能时将造成资源的浪费。
发明内容：
定转子同步逆转发电机目的是提供一种通过对传统定子静止发电机的机械结构进行改造，使目前传统使用的发电机的定子和转子在受外力作用下可以同时作速率恒等互为逆向的旋转运动，可采用各种励磁方式，适用于任何类型和系列发电机；当转子绝对转速与传统定子静止发电机相等：其定子与转子相对速度提高一倍，转子0安培速度降低50％，磁场强度、电枢绕组相同时其功率是传统定子静止发电机功率的2倍。
定转子同步逆转发电机技术方案是：机座与定子分离；如图1：机座内一端设一钢性正方体，其一端面水平，另一端面与转子轴线垂直；延轴向垂直于正方体端面将其中心洞穿，正方体上、下两端面以主连接臂连接机座，在主连接臂上设四条副连接臂连接机座；如图2：在正方体邻定子近的端面设单倾长内圈定子轴承，内圈连接正方体，远端面设单倾长内圈转子轴承，外圈连接正方体，在正方体左右水平相对两端面，各以该面对角线交点为圆心垂直对称于转子轴各设一个单倾长内圈中介轴承，外圈连接正方体；在定子轴承外圈、两个中介轴承内圈、转子轴承内圈各设一轮冠距、安装距、齿数全等的锥齿轮，两中介齿轮分别啮合定子齿轮、转子齿轮组成口形，将这一组合机构称为反传器；转子轴由邻定子近端面虚空穿入正方体洞穿孔与远端面的转子轴承内圈连接，定子与定子轴承外圈连接；(建议在大型机体该定子轴承采用长滚柱滚子以及双列滚柱滚子长内圈轴承，可采用半浸油齿轮)在机座另一端将反传器去掉四个齿轮和两个中介轴承，水平转180°安装，定子轴承、转子轴承同轴线；转子、定子都可以设励磁绕组励磁，转子轴上纵向对称开两沟槽穿过转子轴与转子轴承内圈连接处，转子电路经绝缘引流线固定设于沟槽内与转子轴一同穿过正方体洞穿孔过转子轴承内圈与设在转子轴上的转子集电环连接，转子电刷通过刷架设在正方体邻定子远端面接触转子集电环，需换向的发电机转子集电环改为转子换向器，转子换向器的换向角度是传统定子静止同类型同极数发电机换向角度的1/2，引流线分别连接转子电刷；定子电路引流线经定子上设有的穿孔连接设在定子轴承与定子连接处外环的定子集电环，定子电刷通过刷架设在正方体两水平相对侧面接触定子集电环，引流线分别连接定子电刷；转子轴由一端延出端盖，定子上所有机件位置和质量关于定子轴承轴线连线垂直对称。
定转子同步逆转发电机要解决的问题和效果是：定转子同步逆转发电机适用于任何类型和系列的发电机，可以采用各种励磁方式，只要转子轴获得使其作旋转运动的机械动力，则定子和转子将同时作角速率相等的互逆旋转运动。其导体切割磁力线的速度是定子与转子各自旋转绝对速度的绝对值的和，既相对运动速度。当定转子同步逆转发电机与传统定子静止发电机磁场强度、电枢绕组、转子转速都相同时，则定转子同步逆转发电机使导体切割磁力线的速度提高一倍，功率提高一倍。1·定转子同步逆转风力发电机可只采用一个风轮同时带动定子和转子作速率相等互逆旋转运动，在其他条件及风轮转速等相同条件下，则定转子同步逆转风力发电机是传统定子静止风力发电机功率的2倍，另：传统定子静止风力发电机当风速较慢情况下因转子转速略小于或等于0安培速度而不能发电时，定转子同步逆转风力发电机可以发电；因定转子同步逆转发电机导体切割磁力线速度是风轮转速的2倍，则定转子同步逆转风力发电机将比传统定子静止风力发电机转子的0安培速度低50％。2·定转子同步逆转水力发电机其工作原理和所得结果与定转子同步逆转风力发电机一样。3·目前在汽轮等传统发电机中使用大型发电机常遇到如下问题：发电机的磁场强度，转子半径、轴长、电枢绕组、转子转速都已接近技术极限，因而发电机的额定输出功率已接近技术极限。采用定转子同步逆转发电机在磁场强度、转子半径、轴长、电枢绕组、转子转速同等条件下，定转子同步逆转发电机可以将传统大型发电机额定输出功率的上限再提高一倍。4·额定功率、磁场强度、电枢绕组相同时定转子同步逆转发电机转子转速可以比传统发电机转子转速低50％，并且可以将以50赫兹并网供电的传统发电机转子转速降50％；由此降低发电机和原动机因高速旋转离心力加大而产生的机械应力、升温快、燥音大而增加的能耗。5·在功率相同，转子转速相同时，定转子同步逆转发电机定子和转子在耦合磁场内的有效轴长比传统发电机定子和转子有效轴长可以各减短50％。体小体轻携带运输方便，节省制造材料。因这一特性更适于海陆空交通载体使用，结合0安培速度降低50％解决了汽车等交通器低速行驶时不能给电瓶充电的问题。在汽车上靠摩擦力发电的发电机采用定转子同步逆转发电机在相同行驶距离其发电量是传统发电机的2倍，安装一组电刷配换向片取直流电；另：反传器上所有轴承、齿轮受偏轴力均衡对称，使机件受冲击力小而故障率低。根据需要中介轴承可以加轴延出机座引入外来机械动力。
附图说明：
图1是正方体与机座连接图。
1、正方体。10、主连接臂。11、机座。12、洞穿孔。13、副连接臂。
图2是反传器连接俯视图。
1、正方体。2、转子轴。3、转子轴承。4、转子齿轮。5、中介轴承。6、中介齿轮。7、定子轴承。8、定子齿轮。9、定子。10、主连接臂。(为视线清楚没有画出副连接臂)
具体实施方式：
机座与定子分离，如图1，机座内一端设一正方体，一端面水平，另一端面与转子轴线垂直，延轴向垂直于正方体端面将中心洞穿，正方体上、下两端面以主连接臂连接机座，在主连接臂上设四条副连接臂连接机座；如图2，在正方体邻定子近的端面设单倾长内圈定子轴承，内圈连接正方体，远端面设单倾长内圈转子轴承，外圈连接正方体，在正方体左右水平相对两端面，各以该面对角线交点为圆心垂直对称于转子轴各设一个单倾长内圈中介轴承，外圈连接正方体；在定子轴承外圈、两个中介轴承内圈、转子轴承内圈各设一轮冠距、安装距、齿数全等的锥齿轮，两中介齿轮分别啮合定子齿轮、转子齿轮组成口形，将这一组合机构称为反传器；转子轴由邻定子近端面虚空穿入正方体洞穿孔与远端面的转子轴承内圈连接，定子与定子轴承外圈连接；在机座另一端将反传器去掉四个齿轮和两个中介轴承，水平转180°安装，定子轴承、转子轴承同轴线；转子、定子都可以设励磁绕组励磁，转子轴上纵向对称开两沟槽穿过转子轴与转子轴承内圈连接处，转子电路经绝缘引流线固定设于沟槽内与转子轴一同穿过正方体洞穿孔过转子轴承内圈与设在转子轴上的转子集电环连接，转子电刷通过刷架设在正方体邻定子远端面接触转子集电环，需换向的发电机转子集电环改为转子换向器，转子换向器的换向角度是传统定子静止同类型同极数发电机换向角度的1/2，引流线分别连接转子电刷；定子电路引流线经定子上设有的穿孔连接设在定子轴承与定子连接处外环的定子集电环，定子电刷通过刷架设在正方体两水平相对侧面接触定子集电环，引流线分别连接定子电刷；转子轴由一端延出端盖，定子上所有机件位置和质量关于定子轴承轴线连线垂直对称。当定转子同步逆转发电机转子轴获得使其作旋转运动的机械动力，则定子和转子将同时作角速率相等的互逆旋转运动。当定转子同步逆转发电机与传统定子静止发电机磁场强度、电枢绕组、转子转速都相同时，则定转子同步逆转发电机使导体切割磁力线的速度提高一倍，功率提高一倍。特别是在风力、水力发电机，当风轮、水涡轮转速一定时其功率提高一倍，转子的0安培速度降低50％，其自然能利用率、单位时间发电量提高一倍。如一台两对主磁极永磁体定子，转子铁芯自励绕组与电枢绕组连接，转子换向器换向角是45°的直流定转子同步逆转风力发电机；当风轮转速、磁场强度、电枢绕组与传统定子静止风力发电机相同，其单位时间发电量提高一倍，充分利用了风能。如一台并网供电的定转子同步逆转水力同步发电机，在发电机磁场强度、电枢绕组相同条件时，在其比传统定子静止并网供电的水力同步发电机水涡轮转速慢50％时，其可以以50赫兹供电，并且单位时间发电量与传统发电机发电量相等。在我国广大平原水量丰富、水流较缓的地区可以建站。