電機(jī)的制作方法
【專利說明】電機(jī)
[0001]分案申請(qǐng)
[0002]本發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)枮?00980141942.9的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。原申請(qǐng)的申請(qǐng)日為2009年9月3日，申請(qǐng)?zhí)枮?00980141942.9，發(fā)明名稱為“電機(jī)”。
[0003]本發(fā)明涉及一種電機(jī)，尤其是一種通過其主體的緩慢運(yùn)動(dòng)，可有效產(chǎn)生電流的機(jī)器。
[0004]以發(fā)電機(jī)形式的電機(jī)是眾所周知的，在發(fā)電機(jī)中，原始能源是用于轉(zhuǎn)動(dòng)其主體轉(zhuǎn)子，且這轉(zhuǎn)子與定子配合從而產(chǎn)生電流。然而，當(dāng)原始能源是普通再生能源的一種，例如風(fēng)、潮汐、或波浪時(shí)，通常該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，至少與傳統(tǒng)發(fā)電站中達(dá)到的3000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速相比，其轉(zhuǎn)動(dòng)是相當(dāng)慢的。
[0005]這種相對(duì)慢速運(yùn)動(dòng)所引致的后果是發(fā)電機(jī)必須相當(dāng)大，這將意味著發(fā)電機(jī)的成本很高，重量很重。如果使用傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)裝置將發(fā)電機(jī)中轉(zhuǎn)子的慢速旋轉(zhuǎn)改變?yōu)榭焖傩D(zhuǎn)，那么傳動(dòng)裝置由于摩擦將造成能耗，同時(shí)也會(huì)降低可靠性。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，其提供一種電機(jī)，包括:
[0007]第一轉(zhuǎn)子，可繞第一軸旋轉(zhuǎn)，并且在其第一表面上具有磁體的第一種排列方式；
[0008]第二轉(zhuǎn)子，其第一表面相鄰于第一轉(zhuǎn)子的第一表面，其不能繞第一軸旋轉(zhuǎn)，但可繞第二軸旋轉(zhuǎn)，并且在其第一表面上具有磁體的第二種排列方式；
[0009]其中，磁體的第一種和第二種排列方式，使得第一轉(zhuǎn)子繞第一軸的旋轉(zhuǎn)引發(fā)第二轉(zhuǎn)子繞第二軸的旋轉(zhuǎn)。
[0010]為了更好地理解本發(fā)明，并表示本發(fā)明是如何實(shí)現(xiàn)的，下面通過實(shí)施例并結(jié)合【附圖說明】，其中:
[0011]圖1是示意圖，表示依照本發(fā)明的機(jī)器的一部分。
[0012]圖2表不圖1中機(jī)器的一部分的局部放大圖。
[0013]圖3是圖2所示部分的橫截面圖。
[0014]圖4表不圖1機(jī)器中第一和第二轉(zhuǎn)子表面上磁體的第一種排列方式。
[0015]圖5表示圖1機(jī)器中第一和第二轉(zhuǎn)子表面上磁體的第二種排列方式。
[0016]圖6表不圖1機(jī)器中第一和第二轉(zhuǎn)子表面上磁體的第三種排列方式。
[0017]圖7表示圖1機(jī)器中第一和第二轉(zhuǎn)子表面上磁體的排列方式的另一個(gè)方面。
[0018]圖8表不第二轉(zhuǎn)子的另一種凹面圓筒形式。
[0019]圖9表示第一和第二轉(zhuǎn)子的第二種排列方式。
[0020]圖10表示第二轉(zhuǎn)子另一種凸面圓筒管形式。
[0021]圖11表不第一和第二轉(zhuǎn)子的第三種排列方式。
[0022]圖12表示第一和第二轉(zhuǎn)子的第四種排列方式。
[0023]圖13表示了依照本發(fā)明的另一種機(jī)器，其具有用于第二轉(zhuǎn)子的帶輪子的支架。
[0024]圖14表示依照本發(fā)明的直線發(fā)電機(jī)的第一種排列方式。
[0025]圖15表示直線發(fā)電機(jī)的第二種排列方式。
[0026]圖16表不直線發(fā)電機(jī)的橫截面。
[0027]圖17表示另一種直線發(fā)電機(jī)的橫截面。
[0028]圖18表示并入了本發(fā)明發(fā)電機(jī)的波能轉(zhuǎn)換器。
[0029]圖1表示依照本發(fā)明的一種電機(jī)8的總體結(jié)構(gòu)。在此所述的電機(jī)是以發(fā)電機(jī)形式，在發(fā)電機(jī)中主體的轉(zhuǎn)動(dòng)可用于產(chǎn)生電能。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的是，利用同樣的原理可以構(gòu)建一電機(jī)，將電能應(yīng)用于電機(jī)中，可使其主體旋轉(zhuǎn)。
[0030]圖1中電機(jī)8具有第一轉(zhuǎn)子10，該第一轉(zhuǎn)子通過輪輻14形式的支架結(jié)構(gòu)與輪軸12連接。輪軸12的旋轉(zhuǎn)促使轉(zhuǎn)子10圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)，這軸線由該輪軸確定。輪軸12的旋轉(zhuǎn)可由動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)，例如風(fēng)力渦輪機(jī)、潮汐流裝置、或波能轉(zhuǎn)換器，雖然輪軸的旋轉(zhuǎn)可以由任何動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)，但本發(fā)明的電機(jī)尤其適合用于一些情況，即在一個(gè)相對(duì)低的速度下驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的情況，例如在一種典型的1.5兆瓦風(fēng)力渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的情況下，其輪軸以大約20轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。此外，雖然圖1表示轉(zhuǎn)子10通過輪軸12被驅(qū)動(dòng)，但其可以直接由一主體來驅(qū)動(dòng)，該主體通過外部動(dòng)力源引起旋轉(zhuǎn)。例如，其可被直接安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)的輪轂之上。
[0031]轉(zhuǎn)子10通常是環(huán)管形。也就是說，轉(zhuǎn)子具有圓環(huán)形外形，其可以通過將一個(gè)圓圈繞軸線作轉(zhuǎn)動(dòng)生成，該軸線位于圓圈所在平面，但又在圓圈之外。這軸線就是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)所繞的軸線。
[0032]然而，該轉(zhuǎn)子的表面并不是一個(gè)完整的圓環(huán)面。具體地說，將圓形管橫截面中離轉(zhuǎn)動(dòng)軸最遠(yuǎn)的那部分除去，留下了環(huán)形缺口 16。
[0033]在圖1中通過該缺口 16可見一個(gè)圓筒形第二轉(zhuǎn)子18，該轉(zhuǎn)子18的外圓形橫截面略小于轉(zhuǎn)子10的內(nèi)圓形橫截面。
[0034]雖然圖1表示僅有一個(gè)圓筒形第二轉(zhuǎn)子18，但實(shí)際上有許多個(gè)這種第二轉(zhuǎn)子位于該第一轉(zhuǎn)子之內(nèi)。
[0035]圖2更詳細(xì)地表示了在第二轉(zhuǎn)子18的區(qū)域內(nèi)電機(jī)8的一部分。具體地說，第二轉(zhuǎn)子18 (以及圖1或2中未顯示的每一個(gè)其他第二轉(zhuǎn)子)是安裝在支架結(jié)構(gòu)20之上，這使其在第一轉(zhuǎn)子10的旋轉(zhuǎn)方向上不能移動(dòng)，但允許第二轉(zhuǎn)子繞其自身的圓形橫截面的軸22旋轉(zhuǎn)。
[0036]位于第二轉(zhuǎn)子18之內(nèi)的是定子24。眾所周知，第二轉(zhuǎn)子18和定子24可被設(shè)計(jì)為:第二轉(zhuǎn)子18繞其軸22的旋轉(zhuǎn)可導(dǎo)致在定子24內(nèi)產(chǎn)生電流，該電流能夠通過外部電路(圖中未示出)供給電力供應(yīng)線路、電力儲(chǔ)存裝置等。
[0037]圖3是第一轉(zhuǎn)子10、第二轉(zhuǎn)子18和定子24的橫截面圖。
[0038]如上所述，第一轉(zhuǎn)子10可繞軸旋轉(zhuǎn)，該軸位于其橫截面的平面上。同時(shí)，第二轉(zhuǎn)子18不能夠繞第一轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，但其能夠繞軸22旋轉(zhuǎn)。如果在第一轉(zhuǎn)子10的第一內(nèi)表面26，以及在第二轉(zhuǎn)子18的第一外表面28之上的磁體排列，會(huì)產(chǎn)生效應(yīng)，則當(dāng)?shù)谝晦D(zhuǎn)子10被驅(qū)動(dòng)，而繞其轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)迫使第二轉(zhuǎn)子18繞軸22旋轉(zhuǎn)。這將在下文進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0039]另外，如果在第二轉(zhuǎn)子18的第二內(nèi)表面30以及定子24的第一外表面32之上的磁體，是按要求排列的，則第二轉(zhuǎn)子18繞其軸22的轉(zhuǎn)動(dòng)，可使安裝于定子24上的線圈繞組產(chǎn)生電流。這些合適的磁體排列方式，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是眾所周知的，在此不作進(jìn)一步描述。
[0040]圖4表不在第一和第二轉(zhuǎn)子的表面26、28上磁體的第一種可能的排列方式。顯而易見，磁體的排列方式是相同的，但磁極是互相倒置的。另外，值得注意的是，此處所示的磁體排列方式，是假設(shè)兩個(gè)表面都是平面，而不是圓形面的情況。表面26的圖示部分具有由永磁材料在第一方向上磁化而成的第一磁體34，接著是一塊鐵片36，然后是由永磁材料在與第一方向相反的第二方向上磁化而成的第二磁體38，再后面是第二塊鐵片40，緊接著的是由永磁材料在第一方向上磁化而成的第三磁體42。
[0041]表面28的圖示部分具有由永磁材料在第二方向上磁化而成的第一磁體44，接著是一塊鐵片46，然后是由永磁材料在第一方向上磁化而成的第二磁體48，再后面是第二塊鐵片50，緊接著的是由永磁材料在第二方向上磁化而成的第三磁體52。
[0042]在這種情況下，如圖4所示，在表面26、28上磁體的排列方式具有一間距p，該間距P等于兩個(gè)磁體加上兩塊鐵片的寬度。
[0043]圖5表示在第一和第二轉(zhuǎn)子的表面26、28上磁體的第二種可能的排列方式。同樣地，很顯然，其磁體的排列方式是相同的，但磁極是互相倒置的，并且值得注意的是，此處所示的磁體排列方式，是假設(shè)兩個(gè)表面都是平面，而不是圓形面的情況。
[0044]在圖5中，表面26的圖不部分具有由永磁材料在第一方向上磁化而成的第一磁體54，接著是由永磁材料在與第一方向相反的第二方向上磁化而成的第二磁體56，然后是由永磁材料在第一方向上磁化而成的第三磁體58，再后面是由永磁材料在第二方向上磁化而成的第四磁體60等等。一塊鐵磁材料例如鐵片62都與每一個(gè)這些磁體54、56、58、60的一端連接。
[0045]表面28的圖示部分具有由永磁材料在第二方向上磁化而成的第一磁體64，接著是由永磁材料在第一方向上磁化而成的第二磁體66，然后是由永磁材料在第二方向上磁化而成的第三磁體68，再后面是由永磁材料在第一方向上磁化而成的第四磁體70等等。一塊鐵磁材料例如鐵片72與每一個(gè)這些磁體64、66、68、70的一端連接。
[0046]在這種情況下，如圖5所示，在表面26、28上磁體的排列方式具有一間