专利名称：电动力机器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动力机器，诸如发电机或电机。
背景技术：
本发明设计为一种用于生成电流的电动力机器，尽管它也可以用作电机。
一般，电动力机器包括两部分，即定子和转子，他们中的一个装有磁铁(可以或是永久磁铁或是电磁铁)，而其另一个装有导体。在发电机的情况下，转子与定子之间的相对运动在导体中生成电流。在电机情况下，电流经过导体可诱发转子相对于定子的转动。
发明内容
本发明采用两部分，这两部分彼此相对转动，但他们中任一部分在这种相对运动期间在传统定子意义上来说都不是静止不动的。
更为具体地说，本发明提供了一种电动力机器，其包括第一转子和第二转子，第一和第二两转子适于彼此相对转动。
一般，第一和第二两转子在相反方向上转动。不过，可以理解到第一和第二两转子可以另外在一共同方向上但以不同的转速转动，以便在其间形成相对转动。
在电动力机器是发电机的情况下，两转子之间的相对运动可生成电流。一般，一个转子提供可以通过永久磁铁或电磁铁建立的磁场；另一转子提供导体，在导体运动而经过磁场时在其中生成电流。可以设置任何一种诸如换向器或集电环结构的适当结构，用于从导体传输电流。
一般，两转子安装成围绕一共同轴线转动。在一种结构中，一个转子可以设置在另一个转子之内，且其间限定一气隙。在另一种结构中，两转子可以以轴向间隔关系定位，且其间限定一气隙。
每一转子可以装在其自身的驱动轴上。在发电机情况下，驱动轴是输入轴，而在电机情况下，驱动轴是输出轴。两根轴可以彼此相对沿轴向设置，一根轴在其一端上具有一轴向插头，容放在设置在另一轴邻近一端上的互补轴向凹座之中。通过这种结构，两根轴连接在一起，而形成相互侧向支承同时允许其间相对转动。
另外，两个转子可以安装在一共同的心轴上，而每一转子还连接于其相应的驱动轴上。
可以设置一调速装置以确保两轴以相同角速度但在相反两方向上转动。
调速装置可以包括一齿轮机构，其可操纵地连接两根轴。齿轮机械可以包括一行星齿轮排，其中内齿轮刚性地连接于一根轴上，而太阳轮刚性地连接于另一根轴上。在这种结构中，内齿轮一般通过安装在与所述一根轴相关联的特定转子上而连接于该轴上。
本发明还提供一种发电机，包括具有驱动地连接于其上的第一转子的第一轴，以及具有驱动地连接于其上的第二转子的第二轴，两个转子配合工作，而在其间相对转动时生成电流，两轴以提供相互侧向支承同时允许其间相对转动的方式相互连接起来。
本发明已经具体加以设计，虽然并非单独的，与如澳大利亚临时专利申请第PQ 4601号和PQ 4700号之中的发动机装置一同使用，其内容在此纳入作为参考。该发动机装置的特定实施例具有两个输出轴，他们适于在相反两方向上转动并可操纵地连接于用于生成电流的电动力机器上。由发动机装置驱动的电动力机器可以是根据本发明的电动力机器。
本发明还提供一种发动机装置和适于由发动机装置驱动的发电机的组合，发动机装置具有第一输出轴和第二输出轴，发电机具有第一转子和第二转子，第一转子驱动地连接于发动机的第一输出轴上，而第二转子驱动地连接于发动机的第二输出轴，第一和第二两转子适于彼此相对转动，由此导致生成电流。
发动机装置可以包括两个单独的发动机，其一提供第一输出轴，而另一个提供第二输出轴。
通过参照以下如附图所示的若干特定实施例的描述，本发明将得以更好地理解，图中图1是根据第一实施例的发电机的透视图；图2是发电机的示意性侧视图；图3是发电机一部分的示意性侧剖视图；图4是根据第二实施例的发电机的示意性侧视图；图5是图4发电机的示意性剖视图；图6是装有调速机构的根据本发明第二实施例的发电机的示意性正视图；图7是调速机构的行星齿轮排的示意性端视图；图8是调速机构另一替换形式的示意图；图9是根据另一实施例的发电机的示意性侧视图；图10是根据图9实施例的发电机的各转子之一的端面的端视图；图11是根据图9实施例的发电机另一转子的端面的端视图；图12是根据又一实施例的发电机的示意性侧视图；图13是图12中的发电机的剖视图；图14是齿轮机构的示意视图，此齿轮机构与具有两个输出轴、用于操纵发电机的发动机一起使用；图15是齿轮机构一部分的示意图；以及图16是与具有一个输出轴的用于操纵发电机的发动机一同使用的齿轮机构的示意图。
具体实施例方式
现在参照图1至3，图1～3示出了发电机形式的一种电动力机器10，用于生成可以是DC电流或是AC电流的电流。因此，发电机10可以起到任何适当形式的发电机的作用，诸如直流发电机或交流发电机。
发电机10包括第一轴11和第二轴12。两根轴11、12支承在轴承9上。第一转子13装在第一轴11上，而第二转子15装在第二轴12上。两轴11、12连接于驱动装置14，后者工作以在相反两方向上驱动两轴并由此导致第一和第二转子13、15在相反两方向上彼此相对转动。
在这个实施例中，两转子13、15一个位于另一个之内，其间限定了气隙17。因此，第一转子13构成外转子而第二转子15构成内转子。第一(外)转子13通过轴承16可转动地支承在第二(内)转子15上。
两转子13、15适于协同工作以生成电流。在此实施例中，这是通过外转子13提供借助于合并在转子中的电磁结构16而建立的磁场来实现的。内转子15包括有由一系列连接于集电环系统21上的绕组19限定的导体。因此，外转子13的结构类似于传统发电机中的定子，而内转子15的结构类似于传统发电机中的转子。在传统的发电机中，转子与定子之间的相对转动会发出电流。在本发明中达到了类似的效果，由此两转子13、15之间的相对转动产生电流，该电流以已知方式借助于集电系统21导出。
两轴11、12以形成相互的侧面支承并同时允许其间相对转动的方式连接在一起。具体地说，轴11包括有凹座25，该凹座25容放设置在第二轴12上的插头27。第二轴12实际上形成为两段12a和12b，内转子15定位于两段之间。第二段12b设置插头27，如图3中清楚示出的。
外转子13为空心结构，包括圆筒形侧壁30和两端壁31、32。端壁32可分离地安装在圆筒形侧壁30上，以易于拆卸，而用于接近形成在空心外转子13之内的内部区域，以便于安装和拆卸内转子15。
在发电机工作中，两轴11、12在相反两方向上的转动导致两转子13、15之间也在相反两方向上的相对转动。两转子13、15之间的相对转动产生电流，电流经由集电环系统21传输。
本实施例中的驱动装置14包括输入驱动轴33，该轴可驱动地连接于电机(未示出)上。驱动小齿轮34装在输入驱动轴33上以便以之一起转动。驱动小齿轮34啮合于第一被动小齿轮35和第二被动小齿轮36。第二被动小齿轮36安装在第二驱动轴12上，用于从输入驱动轴33向第二驱动轴12传递转矩。第一被动小齿轮35可驱动地连接于外转子13。更为具体地说，第一被动小齿轮35安装在外转子13的端壁32上，并通过适当的固定或由焊接刚性地固定到其上。第一被动小齿轮35不连接于第二轴上，而仅是围绕第二轴，不可驱动地连接于此轴。这是通过第二轴12自由地穿过第一被动小齿轮35之内的中心通道而实现的。
通过这种结构，输入驱动轴33可驱动地连接于第一和第二转子13、15从而导致其间在相反方向上的相对转动。具体地说，输入驱动轴33经由驱动小齿轮34和啮合于驱动小齿轮34的第一被动小齿轮35可驱动地连接于第一转子13上，其中第一被动小齿轮34可驱动地连接于第一转子13。类似地，输入驱动轴33经由驱动小齿轮34可驱动地连接于第二转子15上，驱动小齿轮34可驱动地连接于第二被动小齿轮36上，第二被动小齿轮36又可驱动地连接于第二驱动轴12上，第二驱动轴12又可驱动地连接于内转子15上。
在此实施例中，飞轮37安装在第一轴11上，用于如下目的，即，无论在由驱动驱动轴33的电机(未示出)传输的输入功率有任何微小变化，也能保持转子13、15合理的不变转动速度。
集电环系统21方便地设置在邻近飞轮37的第一轴11上。
驱动装置14具有若干优点，其一是，借助于与两个被动小齿轮35、36都啮合的驱动小齿轮34，确保了转子13、15以同样的角速度(虽然方向相反)转动。驱动装置14提供了附加的益处，即，两轴11、12进行转动并可以为了其他目的而传输转矩。
在另一结构中，为了驱动发电机的发动机可以可驱动地连接于第二轴12上，而轴33以及轴11二者功能为传输用于其他目的的转矩的输入轴。
现在参照图4和5，根据第二实施例的发电机10包括第一轴11和第二轴12。第一转子13安装在第一轴11上，而第二转子15安装在第二轴12上。在此实施例中，每一轴11、12适于连接到相应的驱动装置(未示出)，诸如发动机上。根据本实施例的发电机10在如下方面以与第一实施例类似的方式工作，即，转矩在相反两方向上施加于第一轴11和第二轴12以便导致第一和第二转子13、15也在相反方向上彼此相对转动。
可能有利的是，确保两个轴11、12以相同的角速度(即使在相反两方向上)转动。为此目的，调速装置可以结合发电机一起使用。这种结构用在如图6和7所示的根据第三实施例的发电机10之中。这个实施例的发电机10包括有调速装置40，调速装置40包括行星齿轮排45形式的齿轮机构41，该行星齿轮排45具有安装在外转子13上或与之一体形成的内齿轮47和安装在第二轴12上的太阳轮49，且一系列行星轮51啮合在内齿轮47与太阳轮49之间。由于内齿轮47装在外转子13上，后者又直接连接于第一轴11，所以行星齿轮排45在第一轴11与第二轴12之间提供齿轮连接，从而确保在两个传动轴以共同的角速度(尽管当然在相反两方向上)转动。
图8示出另一调速装置40，其类似于图6和7中所示的调速装置，例外的是，只采用一个行星齿轮。
应当理解，任何其他的适当齿轮机构也可以用于把两轴11、12联接在一起，以确保使之以共同的角速度(尽管在不同两方向上)转动。
现在参照图9、10和11，图中示出根据另一实施例的发电机10。根据此实施例的发电机10包括其上安装第一转子13的第一轴11、以及其上安装第二转子15的第二轴12。在此实施例中，两个转子13、15不像第一实施例情况那样一个装在另一个里面，而是以并列关系沿轴向设置，并在其间形成气隙17。
如先前各实施例的情况那样，两轴11、12以提供相互侧向支承并同时允许其间相对转动的方式彼此连接。这是通过在一个轴上设置凹座25以容放另一轴上的插头27而实现的。
第一转子13具有面对气隙17的端面61，而第二转子15具有也面对气隙17的端面63。端面61包括有绕组线圈65，而端面63包括有磁铁67，该结构使得两转子之间的相对转动导致绕组线圈65与磁铁之间相互作用，从而生成电流。
现在参照图12和13，图中示出根据又一实施例的发电机。根据此实施例的发电机有点类似于前一实施例的发电机，这是由于两转子13、15彼此相对沿轴向安装而在其间形成气隙17。不过，在此实施例中，两转子13、15安装在共同的心轴81上。心轴81的端部容放在设置于第一驱动轴11和第二驱动轴12相应端部上的凹座82内。这一结构通过心轴81为两轴11、12提供了相互支承，同时允许两轴和当然的两转子13、15之间的相对转动。第一轴11当然可驱动地连接于第一转子13，而第二轴12可驱动地连接于第二转子15。集电环系统21设置成用于导出由于两转子13、15之间的相对转动而生成的电流。
现在参照图14和15，图中示出适合由两部发动机(未示出)带动的发电机10，一部发动机具有输出轴97，而另一部发动机具有输出轴99。两输出轴97、99通过齿轮机构90可驱动地连接于发电机10的两轴11、12上。齿轮机构90包括安装在输出轴92上的第一小锥齿轮93，以及安装在输出周99上的第二小锥齿轮95。两个小锥齿轮93、95啮合于第一锥齿轮91和第二锥齿轮92。两个锥齿轮91、92成间隔开的关系，并围绕一共同轴线转动。第一锥齿轮91安装在外转子13上并因而可驱动地连接于第一轴11。第二锥齿轮92通过安装于第二轴12上而可驱动地连接于其上。两个小齿轮93、95和两齿轮91、92之间的啮合确保了两转子13、15以相同的角速度但在相反两方向上转动。
通过这种结构，经由两输出轴97、99传送的转矩通过齿轮机构90传递到发电机10，导致外转子13和内转子15以类似于第一实施例的方式在相反两方向上转动。这一配置具有附加的益处，即，两轴11、12进行转动，并可以用于为了其他驱动目的而传送转矩。特别是，可以在两轴11、12的一个上安装飞轮。
现在参照图16，图16示出了一种齿轮机构101，通过该齿轮机构101，根据再一实施例的发电机10可以自发动机(未示出)的单个输出轴103得以驱动。齿轮机构101包括安装到输出轴103上的小锥齿轮105。小锥齿轮105与第一锥齿轮107和第二锥齿轮109啮合。两个锥齿轮107、109成间隔关系，并围绕共同轴线旋转。第一锥齿轮107安装在发电机的外转子13上，并从而可驱动地连接到第一轴11上。第二锥齿轮109通过安装到第二轴12上而可驱动地与该轴连接。小齿轮105以及两个锥齿轮107、109之间的啮合确保了两个转子13、15以相同角速度但在相反方向上转动。
通过这种结构，由发动机通过输出轴103传输的转矩经由齿轮机构101传递到发电机10上，导致外转子13和内转子15以相同角速度但以相反方向旋转。这种结构具有额外的益处在于两个轴11、12进行转动，并可以用于传输其他驱动目的所用的转矩。飞轮(未示出)可以安装到两根轴11、12中的一根上。
从上面可以得知本发明提供了简单且高效的电动力机器，该机器包括有两个彼此相对转动的转子。
虽然已经关联起到发电机作用的电动力机器对实施例进行了描述，但将会理解，此电动力机器可以起到电气马达的作用，从而传送给电动力机器的电能被转换成以转矩形式传送给两转子的驱动轴的机械能。
应当理解，本发明的范围并不局限于所述各实施例的范围。
遍及全部说明书，除非上下文另外要求，“Comprise”一词或诸如“Comprises”或“Comprising”各种变化，将被理解为指的是包括所陈述的整数或整数组，但不意味着排除任何其他整数或整数组。
权利要求
1.一种电动力机器，包括第一转子和第二转子，第一和第二两转子适于彼此相对转动。
2.如权利要求1所述的电动力机器，其中，第一和第二两转子适于在相反方向上转动。
3.如权利要求1或2所述的电动力机器，其中，电动力机器是发电机，而且两转子之间的相对运动生成电流。
4.如权利要求2所述的电动力机器，其中，一个转子提供磁场，而另一个转子提供导体，当导体通过磁场运动时在其中生成电流。
5.如权利要求1、2或3所述的电动力机器，其中，两转子安装成围绕共同轴线转动。
6.如权利要求4所述的电动力机器，其中，一个转子设置在另一转子之内，其间限定一气隙。
7.如权利要求4所述的电动力机器，其中，两个转子沿轴向间隔开地定位，且其间限定一气隙。
8.如上述权利要求中任一项所述的电动力机器，其中，每个转子安装在相应的轴上。
9.如权利要求8所述的电动力机器，其中，两轴彼此相对沿轴向设置，一根轴在其一端上具有轴向插头，其容放在设置于另一轴邻近一端上的互补轴向凹座之中。
10.如权利要求1至7中任一项所述的电动力机器，其中，两转子可以安装在一共同的心轴上，同时每一转子还连接于相应的驱动轴上。
11.如上述权利要求中任一项所述的电动力机器，其中，设置速度控制装置以确保两轴以相同角速度但在相反方向上转动。
12.如权利要求10所述的电动力机器，其中，速度控制装置包括可操纵地连接两根轴的齿轮机构。
13.如权利要求11所述的电动力机器，其中，齿轮机构包括行星齿轮排，其中内齿轮刚性地连接于一根轴上，而太阳齿轮刚性地连接于另一根轴上。
14.一种发电机，包括具有可驱动地连接于其上的第一转子的第一轴，以及具有可驱动地连接于其上的第二转子的第二轴，两转子协同工作，以在他们之间相对转动时生成电流，两根轴以提供相互侧向支承同时允许其间相对转动的方式相互连接。
15.一种发动机装置与适于由发动机装置驱动的发电机的组合，发动机装置具有第一输出轴和第二输出轴，发电机具有第一转子和第二转子，第一转子可驱动地连接于发动机的第一输出轴上，而第二转子可驱动地连接于发动机的第二输出轴上，第一和第二两转子适于彼此相对转动，从而导致生成电流。
16.一种电动力机器，基本上如在此参照附图所描述的。
全文摘要
一种电动力机器(10)，包括第一转子(13)和第二转子(15)。第一和第二两转子(13、15)适于优选在相反两方向上彼此相对转动。电动力机器(10)可以作为发电机或作为电机工作。
文档编号H02K51/00GK1452804SQ00819434
公开日2003年10月29日 申请日期2000年6月29日 优先权日2000年3月9日
发明者曼纽尔·V·巴莱罗 申请人:巴雷罗电动机有限公司