CN101436806A - 转子与定子双旋转式加速发电机 - Google Patents

Abstract

转子与定子双旋转式加速发电机的特点是现在的发电机只是：在提高转子的速度，来切割定子产生的磁感线，产生更多的电量。如果在同一截面转子是顺时针转动的话，就让在这个截面的定子逆时针转动，转子和定子产生的磁场同时向相反的方向运动，关键就是让转子和定子产生的磁感线相互切割，这样转子切割定子产生的磁感线的速度就会快速增加，转子旋转一周切割磁感线的周期会大大缩短，产生的电流就会快速提升。提高能源的利用效率，产生更多的电量。摘要附图1、2为永磁体，为发电机产生磁场。3为与转子相连水轮机，水冲来时顺时针转动(以发电机左侧为参考系)。4为与定子相连的水轮机，水冲来时逆时针转动。5为转子与水轮机传动轴、6为定子与水轮机的传动轴，8、9、10为水流方向。

Description

转子与定子双旋转式加速发电机

技术领域

此项技术属于发电设备，在现在的发电机中主要有水轮发电机、风力发电机、气轮发电机。在水电站里，利用水的重力势能转化为动能，用水冲动水轮机转动，水轮机与发电机的转子相连，转子随水轮机转动时，切割由定子产生的磁感线，产生感应电流。风力发电机在风迎面吹来时，风吹在风叶上面风叶就开始转动起来，风叶与转子相连，转子随风叶转动开始切割由定子产生的磁感线，从而产生感应电流。还有蒸汽推动气轮发电机的转子转动，切割定子产生的磁感线，就会产生感应电流。

背景技术

此项技术的原理是：闭合的线圈在磁场中切割磁感线，闭合的线圈中产生感应电流，闭合线圈的转速越快，切割磁感线的速度越快，产生的感应电流就会越多。发电量就会随之增多，由于现在的发电机在水电站中，水的速度达到一定量时，就不能在提高了，风力发电机的风力大小在一年之中，也是有一个相对稳定的速度，风能、水能的力量由于受到自然条件的影响，由于这些力量的有限，发电机的转速就不能有效的提高，一直是制约着发电机效率的一个关键因素。但是利用风能，水能这些可再生能源进行发电，首先可以节约现有的不可再生能源，比如煤和石油。而且没有任何污染物的排放。是洁净的新能源。

发明内容

为了提高发电机的效率，最有效的方法就是提高发电机的转速。在镜子里面的图象都是和真实物体一样大小的图象，当这个物体靠近镜面时，镜子里面的所成的该物体的图象，也在靠近这个镜面。物体相对与镜面的速度假如用A来表示，那么这个物体相对与在镜子里面的图象来说速度就是2A，根据这个道理速度的提高可以由物体和它在镜子中所成的图象，共同相互靠近或者背离来得到提高。不仅仅只是让物体快速的靠近镜面来提高速度。那么发电机也是可以利用这个道理，现在发电机只是在提高转子的速度，来切割定子所产生的磁感线，产生更多的电量。

本发明的技术特征是：如果在发电机中同一截面转子是顺时针转动的话，就让在这个截面的定子逆时针转动，转子上面的线圈和定子产生的磁场，同时向相反的方向运动，关键就是让转子和定子产生的磁感线相互切割，现在不但转子的线圈在切割磁感线，而且定子产生的磁场也在切割线圈，两者相互靠近，线圈内的磁通量变化就会加快。转子旋转一周切割磁感线的周期会大大缩短，产生的电流就会快速提升。提高能源的利用效率，产生更多的电量。

本发明的目的是：通过对现在发电机的改进，提高发电机的发电的效率，充分利用现有的能源，产生更多的电能。

发明的技术方案是：在发电机中为定子添加一套驱动设备，使定子与转子的旋转方向相反，加快磁通量在线圈内的变化速度，提高发电机的效率尽而提高发电量。

具体实施方法就是：在水电站、核电站、以煤为能源的热电站都是以动力源来推动水轮或者涡轮发电的，性质相同。现以水轮发电机为例进行说明。此类发电机上有两种改进方法，一是水轮机连通式水轮发电机、二是水轮机共用组合式水轮发电机。

一是水轮机连通式水轮发电机：在转子上面有一个水轮机，与转子相连是用来带动转子转动的，假如使转子顺时针旋转；在此水轮发电机的另一侧加装一个水轮机，这个水轮机与定子相连，用来驱动定子转动，使定子逆时针旋转。通过管道将这两个水轮机连接起来，两个水轮机之间的管道是弧形的这样可以减少水的阻力，或者管道也可以饶着发电机以螺旋的方式把水流引下来。水流先流过与转子相连的水轮机，然后通过管道引流，再流过与定子相连的水轮机，或者转子是逆时针而定子是顺时针也可以，只要两这旋转方向相反就可以。这样转子和定子就会都转动起来，而且旋转的方向相反。加快转子线圈内磁通量的变化速度，这样可以把水的动能充分的转化为电能，提高能源的利用效率。

二是水轮机共用组合式水轮发电机。假如有三台水轮发电机分别为1、2、3号发电机，1号发电机的转子与2号发电机的转子连接在同一个水轮机上面，称此水轮机为a，1号、2号发电机分别在水轮机a的两侧。2号发电机的定子与3号电机的定子连接在同一个水轮机上面，此水轮机为b，2号和3号发电机分别在水轮机b的两侧。这样1、2、3号发电机就通过水轮机a、b连接在一起了。通过水坝管道引流，水冲向与1号和2号水轮机a的上侧面，(以水轮机a左侧为参考系)水轮机a顺时针旋转，2号发电机转子的左侧面也是顺时针旋转。水冲向水轮机b(水轮机b的每扇涡叶与水轮机a每扇涡叶对称)的下侧面，水轮机b逆时针旋转，2号发电机定子的左侧面也会跟随水轮机b逆时针旋转。这样2号发电机转子和定子就会同时转动起来，而且旋转的方向相反。加快转子线圈内磁通量的变化速度，产生更多的电能。依次类推可以多台发电机依照此方法连接起来。这样可以把水的动能充分的转化为电能，提高能源的利用效率。

风力发电机是利用风吹动风叶带动转子来切割磁感线来发电的，风不可以像水流或者水蒸气一样进行引流。

风力发电机有两种方式进行改造也可以提高发电量，一是双风叶同轴式风力发电机、二是双风叶分离式风力发电机。

一是双风叶同轴式风力发电机：一台风力发电机的转子上面装有一个风叶，是用来带动转子旋转的，那么在这个风叶与转子的连接轴上在装一个风叶，让它与定子相连，两个风叶可以独立旋转，是用来驱动定子的。转子的风叶在前面定子的风叶在后面。转子风叶与转子的传动轴在内侧，定子风叶与定子的传动轴在外侧。在定子的传动轴和转子的传动轴之间的间隙里面有轴承。与转子和定子传动轴相连的风叶上面的叶扇，在风叶轴上面的倾斜角度是不一样的，在一个方向的风吹过来时，假如转子的风叶是顺时针旋转的话，那么定子的风叶就要逆时针旋转，转子和定子的风叶上面，每一扇叶面的排列要对称，同一风向吹过来，保证转子和定子的风叶旋转方向相反，转子和定子反向旋转，才可以磁场的切割速度加快，使发电量增加，获得更多的能源。

二是双风叶分离式风力发电机：同样也是这样在发电机上加一个风叶与定子相连，与定子相连的风叶和与转子的相连的风叶的结构是一样的，风吹过来两者同时顺时针旋转，或者逆时针旋转。定子风叶和转子风叶不在同一个轴上，定子风叶产生的动力是通过单独的传动轴通到定子的尾部，在定子风叶传动轴的尾部有一个齿轮，在定子的尾部也有一个齿轮，在定子尾部齿轮的下侧，与定子风叶传动轴的尾部有一个齿轮的上侧相连。这两个齿轮的作用：一是可以将定子风叶传输的动力传到定子；二是可以改变齿轮的旋转方向，如果定子风叶齿轮传输的动力是逆时针旋转，那么传输到定子齿轮就是顺时针的，这样定子也会随齿轮顺时针旋转起来(定子的左侧面为参考系)。定子风叶是逆时针旋转的，定子风叶与转子风叶是相同的，转子风叶也是逆时针的，转子逆时针旋转，而定子是顺时针旋转，两者的旋转方向相反，转子和定子反向旋转，可以磁场的切割速度加快，发电量增加，获得更多的能源。

风叶的尺寸会很大，定子风叶轴末端的齿轮和定子未部的齿轮不会有这么大的尺寸不会直接相连，在它们之间可以加上偶数个齿轮组，因为偶数个齿轮可以保证最后与定子齿轮连接的哪个齿轮，和定子风叶齿轮开始旋转的方向一致，这样才可以使定子齿轮和定子风叶齿轮旋转方向相反。也就是可以使定子和转子的旋转方向相反。这样做可以弥补齿轮尺寸太小，可以延长齿轮传输动力的距离。

还有一种方法就是在上面加装一个圆形的皮带。皮带一端与定子风叶轴的末端相连另一端与齿轮传动轴相连，齿轮传动轴与齿轮相连，并且固定在一起，此齿轮称为a。这个齿轮a与定子末端齿轮相接触，定子风叶传动轴旋转带动圆形皮带旋转，带动齿轮a旋转。齿轮a与定子风叶传动轴旋转旋转方向相同，定子末端齿轮与齿轮a旋转方向相反，定子风叶传动轴与转子风叶传动轴的结果相同，旋转方向相同，因此定子和转子的旋转方向相反。

附图说明

附图1、2、3a、3b、4均为正视刨面图。

附图1是水轮机连通式水轮发电机。此图为水轮发电机图，图内设备部件名称以及作用：1、2为永磁体，为发电机产生磁场。3为与转子相连的水轮机，水冲来时顺时针转动，带动转子顺时针旋转(以发电机左侧为参考系)、4为与定子相连的水轮机，水冲来时逆时针转动，带动定子做逆时针旋转。5为转子与水轮机传动轴、6为定子与水轮机传动轴。7为转子线圈。8、9、10、水流方向。

附图2二是水轮机共用组合式水轮发电机。1为水坝。2、3为水流方向，4为水从水轮机的上侧流过方向、5水从水轮机的下侧流过方向。6为与发电机转子相连的水轮机、7为与发电机转子相连的水轮机。8、11、12为发电机永磁体。9、10、13为三台发电机。14为9号发电机的转子，15为9号发电机的定子。10、13号发电机与9号的14、15发电机的部件名称相同，因此没有标出。

附图3a是双风叶分离式风力发电机：图1、2为发电机风叶，风叶1和风叶2为相同风叶，风吹来时旋转方向相同。3为转子传动轴、4为定子风叶传动轴、8为定子传动轴。5、6为永磁体。7转子线圈。9、10齿轮，齿轮9逆时针旋转时，齿轮10就会顺时针旋转。11为齿轮连接处。

附图3b：1为转子风叶，2为定子风叶，3为定子风叶传动轴，4为圆形皮带，5、6为条形永磁铁，7转子线圈，8为齿轮a与定子末端齿轮连接处，9定子末端齿轮，10为转子风叶传动轴，11齿轮a，12齿轮a传动轴。

附图4是双风叶同轴式风力发电机：1、2为永磁体、3为转子风叶。4为定子风叶。5为转子。6定子传动轴、9转子传动轴。

Claims (6)

1、双旋转式发电机：发电机定子和转子反向旋转，提高转子中线圈内磁通量的变化速度。

2、定子的旋转增加了额外的转速，产生了更多的能量。

3、水轮机连通式水轮发电机的方法：在发电机定子上面加装水轮机，通过管道连接将定子与转子的水轮机连接，使两个水轮机反向旋转，提高转子中线圈内磁通量的变化速度。

4、水轮机共用组合式水轮发电机的方法：两台发电机的转子共用同一个水轮机，第三台发电机的转子与前两台中的一个发电机转子共用同一个水轮机，使两个水轮机的水轮机旋转方向相反，同一发电机的转子和定子旋转方向相反。使三台发电机用这种方式组合在一起。也可以照此方式三台以上组合。

5、双风叶分离式风力发电机：方式a：在风力发电机下加装风叶，使风叶传输的动力通过在风叶传动轴未端的齿轮，和转子未端的齿轮接触传输到定子，转子和定子的风叶相同，旋转方向相同。通过齿轮使定子风叶与定子的旋转方向相反，那么转子和定子的旋转方向相反。

方式b：风叶传动轴未端也可以用圆形皮带传输动力，传输至定子未端的齿轮下面的齿轮，然后在带动定子未端的齿轮旋转，这样转子和定子的旋转方向相反延长传输距离。

6、双风叶同轴式风力发电机：在风力发电机转子风叶轴的后面加装一个风叶，这个风叶与定子相连，两个风叶在同一个轴上，两个风叶的每扇叶面对称，旋转时两者的旋转方向相反，那么转子和定子的旋转方向相反。

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