电动机与发电机的转子结构的制作方法

文档序号:7389980阅读:147来源:国知局

专利名称::电动机与发电机的转子结构的制作方法
技术领域
:本实用新型涉及一种在电动机和发电机上使用的转子结构,特别是一种电动机与发电机的转子结构。
背景技术
:在常规的电动机和发电机的转子结构中,由于电动机和发电机的转子结构是线圈分组绕在铁芯上,该线路结构特征,导致能量转化率低,或者能量转化功率小,或者说允许同时参与转化的能量的总量小,所以能量损失大。就常规电动机而言,是将电能转化为机械能,在电能转化为机械能的过程中能量损失为;1、机械结构所产生的机械损失,该能量损失为不可避免的,也是电能转化为磁能过程中必然存在能量损失;2、线圈缠绕在转子铁芯上,在转子铁芯上产生的涡流能量损失;3、在缠绕的线圈中,线圈与线圈之间产生的能量损失;由于转子线圈中有电流通过,与定子磁场发生作用力,又由于线圈为环绕的,且线圈的导体切割磁感应线的部分不能发生相对运动,电流为反向的,所以通过线圈切割磁感应线的部分转化的能量必然会综合掉一部分,所以增加了能量的损失;常规发电机能量的损失;1、机械结构所产生的机械损失,常规发电机切割磁感应线的部分不一定时刻做垂直切割磁感应线运动,所以能量从机械结构中损失掉了,损失能量大,该能量损失为不可避免的。2、线圈缠绕在转子铁芯上,在转子铁芯上产生的涡流能量损失;电能转化为磁能过程中必然存在能量损失;由于线圈中切割磁感应线的部分不能发生相对运动,转子线圈切割磁感应线时产生的正电动势和负电动势发生冲突,所以切割磁感应线部分转化后的电能必然会综合掉一部分;由于线圈中的电流方向为单向环绕的所以线圈受到定子的磁场力不一致,必然导致由线圈中电流与磁场作用产生的机械能的综合,所以损失掉部分能量。
实用新型内容本实用新型的目的是要提供一种能量损失小、功率大的电动机与发电机的转子结构。本实用新型的目的是这样实现的该转子结构包括有动力轮、导线槽、连接带、皮带、同步带、导线过渡轮、"工"形导体、角度区间连通器,动力轮位于二端,在二个动力轮之间有导线过渡轮,在二个动力轮外包围有皮带,在皮带的外围有导线槽,导线槽通过连接带与皮带连接,在皮带的内侧有"工"形导体,角度区间连通器连接在导线过渡轮上,在二个动力轮之间连接有同步带,同步带与环形导体座搭接。所述的"工"形导体,有一根纵向导线和二根横向导线,在纵、横导线的交点处连接有过渡导线,纵向位于皮带外表面的导线槽内,横向导线位于皮带内表面的二侧,过渡导线穿过皮带与纵向导线和横向导线连接。所述的导线过渡轮有环形导体座、支架轴和环形导体,支架轴的端部套接有环形导体座,位于皮带的二边缘部位,在环形导体座的一侧有被动齿轮,与同步带啮合,在环形导体座的外圆上有各自独立的环形导体,环形导体与皮带内表面的"工"形导体相对应,在其中一个过渡轮上连接有角度区间连通器也与"工"形导体相对应。所述的动力轮包括动力引导轴、皮带轮和齿轮,皮带轮位于动力引导轴的二端,齿轮连接在动力引导轴上,并位于二侧皮带轮的内侧,四个主动齿轮与二个环形导体座上的被动齿轮位于各自同一条轴线上。所述的角度区间连通器有空心圆柱体、初级连接导体瓦、轴导体瓦、电刷、过渡导体和连线孔,在空心圆柱体外表面有初级连接导体瓦,在空心圆柱体的孔内有过渡导体和电刷,轴导体瓦连接在支架轴上,在空心圆柱体上有连线孔,连线孔与初级连接导体瓦和过渡导体有电气连接,电刷与过渡导体有电气连接,电刷与轴导体瓦有电气连接。所述的皮带二侧的内表面为凸出的皮带轮带,皮带的中间部位为平板带,在环形导体座和角度区间连通器相对应的位置有线圈连接端口和角度区间连通器连接端口,连接端口与皮带外表面之间有过渡线口。有益效果由于采用了上述方案,采用动力轮、皮带、连接带、导线带、同步带、"工"形导体、导线过渡轮和角度区间连通器构成一个环形连续运转的机构,在皮带的平行段为工作区域,在工作区域构建一个平行磁场,磁感应线能够完全覆盖整个工作区域,且磁感应线与工作区域相垂直,当机械部分运转时,工作区域内的导体发生垂直切割磁感应线运动,极大限度的将一种形式的能量转化为另一种形式的能量,减少了能量的损失,工作区域内的导体中的电流是相反的,导体能发生反向运动,将转化后的能量输出的同时极大限度的避免了转化后的能量的综合,在此环节又减小了能量的损失。在整个工作区域内,通过导线过渡轮、角度区间连通器将多组"工"形导体构成串联连接,环绕的线圈匝数最多,在整个工作区域的"工"形导体在皮带的带动下,全部向同一个方向运动,并垂直切割磁力线,在"工"形导体构成的线圈中的电流方向一致,因此功率大,具备两大特征;一,将参与转化的能量转化成另一种形式的能量的过程中损失能量少二,允许同时参与转化的能量的总量增大,达到了本实用新型的目的。优点工作区域总是处在垂直磁场内,工作线圈在皮带的带动下,工作线圈总是垂直切割磁力线,工作率效率高,输出功率大,线圈为动态组合线圈,没有线圈与线圈之间的作用力,工作线圈没有铁芯因此没有涡流损耗,进一步提高了工作效率,输出总能量大大提高。图1为本实用新型的结构图。图2为本实用新型图1的A-A向视图。图3为本实用新型图2的B-B向视图。图4为本实用新型角度区间连通器结构图。图5为本实用新型"工"形导体结构图。图6为本实用新型第二实施例结构图。图7为本实用新型第三实施例结构图。图8为本实用新型第四实施例结构图。具体实施方式实施例l:该转子结构包括有动力轮l,导线槽7,连接带8,皮带3,同步带5,导线过渡轮2,"工"形导体4,角度区间连通器2-3,动力轮位于二端,在二个动力轮之间有导线过渡轮,在二个动力轮外包围有皮带,在皮带的外围有导线槽,导线槽通过连接带与皮带连接,在皮带的内侧有"工"形导体,角度区间连通器连接在导线过渡轮上,在二个动力轮之间连接有同步带,同步带与环形导体座搭接。所述的"工"形导体,有一根纵向导线和二根横向导线,在纵、横导线的交点处连接有过渡导线5-2,纵向位于皮带外表面的导线槽内,横向导线位于皮带内表面的二侧,过渡导线穿过皮带与纵向导线和横向导线连接。纵向导线为线圈切割导线5-1,横向导线为线圈连接端口4或角度区间连通器连接端口3-2。角度区间连通器连接端口3-2为线圈连接端口4的异形连接端口,与角度区间连通器相对应。所述的导线过渡轮有环形导体座2-5、支架轴2-l和环形导体2-4,支架轴的端部套接有环形导体座,位于皮带的二边缘部位,在环形导体座的一侧有被动齿轮,与同步带啮合,在环形导体座的外圆上有各自独立的环形导体,环形导体与皮带内表面的"工"形导体4相对应,在其中一个过渡轮上连接有角度区间连通器与角度区间连通器端口3-2相对应。所述的动力轮包括动力引导轴2-8、皮带轮2-2和齿轮,皮带轮位于动力引导轴的二端,齿轮连接在动力引导轴2-8上,并位于二侧皮带轮的内侧,四个主动齿轮与二个环形导体座上的被动齿轮位于各自同一条轴线上。所述的角度区间连通器有空心圆柱体、初级连接导体瓦4-3、轴导体瓦4-2、电刷4-5、过渡导体4-4和连线孔4-1,在空心圆柱体外表面有初级连接导体瓦,在空心圆柱体的孔内有过渡导体和电刷,轴导体瓦连接在支架轴上,在空心圆柱体上有连线孔,连线孔与初级连接导体瓦和过渡导体有电气连接,电刷与过渡导体有电气连接,电刷与轴导体瓦有电气连接。导体瓦4-3的弧度小于180°,角度区间连通器至少三片为一组,一个转子结构使用二组角度区间连通器,一组角度区间连通器上的轴导体瓦4-2控制一个输入、输出端。所述的皮带二侧的内表面为凸出的皮带轮带3-1,皮带的中间部位为平板带,在环形导体座和角度区间连通器相对应的位置有线圈连接端口4和角度区间连通器连接端口3-2,连接端口与皮带外表面之间有过渡线口2-9。本实用新型"工"形导体与导线过渡轮、角度区间连通器是这样组成线圈的-<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上表中为构成线圈的排线规律,一组"工"形导体放在一个导线槽中,一个导线槽中有5组独立的"工"形导体,同一组中的同一号码,通过线圈切割导线连接为同一个"工"形导体,通过导线过渡轮和角度区间连通器即可构成串联或混联的线圈。当皮带转动时,环行连接导体与角度区间连通器同侧只连接上一个导体槽内N段切割导线的2N个连接端口,另一侧,也只连接上一个导体槽内N段切割导线的2N个连接端口时,确保形成N匝串联线路的方法为将皮带内表面展开为一个大的矩形面,此时矩形面两侧各有M小组连接端口,每小组连接端口有N个,将一侧的M小组从左往右依次编号为1,2,3,…M-1,M.每小组按照从上往下的顺序给个连接端口进行编号,每小组的编号选自下列N组数据库,1,2,3,…N—l,N;2,3,4,…N,1;3,4,5,…1,2;......;N-l,N,…N-3,N-2;N,1,2,…N-2'N-1;当N为5时,数据为,1,2,3,4,5;2,3,4,5,1;3,4,5,1,2;4,5,1,2,3;5,1,2,3,4;当N小于M时,由于支架轴轴心与动力引导轴轴心之间的距离,必然导致相邻一定距离的连接端口不可能同时出现在环行连接导体的两侧,所以允许将一定距离内的小组使用同一组编号,另一侧的M个小组,也按照从上往下的顺序共同使用N组数据中任意一组。将对应的两小组连接端口用切割导线进行连接,将一组中的N个连接端口与另一组中的N个连接端口任意连接,此时N个割切导线共连接上个2N个连接端口,每个切割导线分别连接上两个小组中的任意两个连接端口,将剩余的、对应的M-l组的两个小组,按照已经连接好的连接规律进行连接即可。上述连接规律指两小组中编号组合连接方式映射到其他的两个小组中用另一组切割导线连接。此转子结构由特殊的机械部分匹配特殊的线路部分工作。即在特殊的机械部分的特殊位置排置上特殊的导体,此时在机械部分的特殊空间区域内便存在了由导体连接而形成的线路。当机械部分运转时,在已形成的线路基础上,此线路局部线路的导体在不断的被更换,所以在此特殊空间区域内所存在的线路的连接方式在不断转换,即串联转换为混联,混联转换为串联,以此类类推,在以上连接状态转换过程中线路的空间位置在移动,且只在此特殊的空间区域内移动,此特殊空间区域特征为一个空心矩形柱材料部分所占的空间区域,在此特殊空间区域内时刻存在一种线路,即沿对应的空心矩形柱空心部分环绕的动态线路,将此特殊空间区域分成四个矩形空间,其中两个矩形空间相互平行,且能够完全重合,另外两个矩形空间也相互平行且能够完全重合。当机械部分运转时候,有一组相互平行的矩形空间内的导体在不断的被更换,即机械部分运转时,原来不在矩形空间的导体运动进入矩形空间,原来在矩形空间的导体运动出矩形空间,在矩形空间内的导体被不断更换的同时仍能够保证在此特殊空间区域内时刻存在一种线路,矩形空间内导体被不断更换的过程与特殊空间内线路连接状态的转化是同步的。矩形空间指相互平行的一组矩形空间,即两个矩形空间,由于线路是沿相对应的空心矩形柱空心部分环绕的,且又是通过同一条皮带转动完成两个位于皮带上下两侧的矩形空间内的导体的更换,所以两个矩形空间内的导体运动状态为平行的且反向的,每个矩形空间内的导体运动方向相同且为直线运动。当存在一个平行磁场,磁感应线能够完全覆盖整个特殊空间区域,且磁感应线于两个矩形空间相垂直,此两个矩形空间即为矩形空间内的导体能发生平行反向运动的举行空间,当机械部分运转时由于两个矩形空间内的导体发生垂直切割磁感应线运动,所以极大限度的将一种形式的能量转化为另一种形式的能量,在此环节中由于矩形空间内的导体时刻都在做垂直切割磁感应线运动,所以减少了能量的损失,能量的转化是通过两个矩形空间内的导体切割磁感应线运动所完成的,也是通过两个矩形空间内的导体将转化后的能量对外输出的。由于两个矩形空间内的导体中的电流是相反的,又由于两个矩形空间内的导体发生反向运动,所以将转化后的能量输出的同时极大限度的避免了转化后的能量的综合。在此环节又减小了能量的损失。由于另外两个矩形空间内的导体与磁感应线平行,且不发生相对运动,所以不直接参与能量的转化。当此转子结构用于发电机时,另外两个矩形空间内的导体只参与将转化后的电能的输出,当用于电动机时,只参与能量转化前的电能的输入,所以当此转子结构用于发电机或电动机时,都极大限度的降低了能量的损失,即能量的转化率极高。由于转子结构的动态线路干路电流一定时,只有处于串联状态时,参与转化的能量才多,要想获得参与转化的能量的总量大的大功率转子结构,需要将转子结构的线路加以改进,以达到目的。由于每个线路都为动态线路,所以采取将K个动态线路连接成一个大的线路的办法。由于每个线路连接成大线路之前,每个线路进入状态转化的时刻不同,当满足特殊条件时,就能够确保时时有大多数的线路处于串联状态,当又满足更高条件时,就能够保证时时至少有L个线路处于串联状态L比K小一点,L的大小可人为设定,当每个线路装上角度区间连通器时,就可以将K个线路串连成一个动态的混连线路,当线路用与转子结构工作时,K部分线路中时刻至少存在L个线路处于串联状态,又由于L比K小一点,所以改进后的转子结构保留了损失能量小的优点,此能量指作用在参与转化的切割磁感应线上的能量,同时又增加了允许参与转化的能量总量大的优点。由于整个混连线路存在与K个特殊的空间区域内,且时时至少存在L个部分的线路串联,又由于每个特殊空间区内的线路的总长可以通过增加沿对应的空心矩形柱空心部分环绕的线圈匝数增加,所以改进后的转子结构此时同时具备两大特征;一,将参与转化的能量转化成另一种形式的能量的过程中损失能量少二,允许同时参与转化的能量的总量增大。当动力引导轴有两个,导体槽有M个,M为较大的自然数,连接带M个,皮带一个,同步带两个,支架轴两个,环行导体座两个,工形导体M组,每组N个,N为1,2,3,...角度区间连通器多个,其中动力引导轴上有皮带轮两个,齿轮两组,环行导体座上有齿轮一组,若干个贯穿环行导体座内外的孔,每个导体槽有N组,工形导体,两个导体座上共有2N-1个环行导体,及一套角度区间连通器。每个导体槽中有N个切割导线,切割导线的两端穿过皮带,与皮带内表面上两侧的2N个连接端口连接,每侧各有N个连接端口,N个割切割导线相互之间不连接,2N个连接端口相互之间不连接,且同侧的N个连接端口相互之间平行,且能用一个矩形面刚好套住N个连接端口,此时N个连接端口的一侧的N个连接端口端点刚好被矩形面的一条边串联,另一侧的N个连接端口端点刚好被矩形面的另一条边串联,两条边与动力引导轴轴心线平行,即两条边与皮带的两条环行边垂直。在皮带的内表面上共有M个大组连接端口,每组连接端口有两小组连接端口,每小组有N个连接端口,每N个连接端口与上叙述N个连接端口特征一致。每N个连接端口与相邻的N个连接端口之间不连接,此时如果将皮带内表面展幵成一个大矩形面,此时表面两侧各有M小组连接端口,每小组连接端口有N个,此时可用2N条与矩形面同一条边平行的直线将2乘N乘M个连接端口串联,且每条直线串联M个连接端口。2N-1个环行连接导体与一套角度区间连通器相互之间平行,位置与连接端口在皮带内表面上的位置相对应。环行连接导体及角度区间连通器同侧与对应的连接端口连接体位映射到同一个连接端口上体位一致,当皮带转动时连接体位同步在相应的连接端口上移动,保证同侧的连接端口同步进入状态转换,且完成状态转换,当连接导体及角度区间连通器一侧只连接上一个导体槽中切割导线的2N个连接端口时,另一侧也只连接上一个导体槽中N切割导线的2N个连接端口时,此时形成N匝串联线路。当一侧或两侧连接上相邻的两个切割导体槽中切割导线的4N个连接端口时,处于混连状态,此时皮带转动时,时时存在一个动态线路,但是两个动力引导轴之间还有相当大的空间可以组建多个新的动态线路。当两个动力引导轴之间存在K个动态线路时,时时至少存在L个串联状态线路的方法,由于每个动态线路两侧各有2N个连接位,连接位指环行连接导体或角度区间连通器被相应的连接端口连接的位置,又由于同侧连接位状态同步,所以一个线路的状态可以通过研究两侧的任意两个连接位状态确定。所以研究K个线路的状态,可以通过研究对应的K个线路两侧的两个连接位状态确定。为了便于研究,假设2K个连接位为同一平面内的,此时研究的连接位共2K个,分别位于对应的K个环行联结导体两侧,每侧K个,假设连接端口长A,间距B,连接位长C,A大于C大于B,当同侧K个连接位相邻两个的距离为D时,当D大于A+C时,此时每个连接位时时至少连接上一个至多连接上两个连接端口,相邻的连接位不可能同时连接上同一个连接端口,连接端口被环行导体连接处为连接体位,当同侧K个连接体位映射到同一个连接端口和与此连接端口相连的间距来观察时,当映射后的K个连接体位相交部分小于间距B或者部分不相交时,就能确保同侧K个连接位逐次独立进入状态转换并且完成状态转换,所以同侧时时至少有K-1个连接位只与相应的一个连接端口相连接,由于另一侧K个连接位与之对称所以时时至少存在K-1个连接位只与相应的一个连接端口连接,所以时时至少有K-2个线路处于串联状态,L=K-2。实施例2:在二个动力轮之间的二侧有二组共四个导线过渡轮,共四组角度区间连通器,一组角度区间连通器控制相应动态线路的一个输入、输出端,四组角度区间连通器共四个输入、输出端,串联连接,组合一个整体的动态线路。其它与实施例1同,略。实施例3:本实施例中有二组动力轮,在二轮动力轮的外侧有二个导线过渡轮,二组角度区间连通器,连接端口位于导线槽外表面二侧。其它与实施例l同,略。实施例4:本实施例中有二组动力轮,在二轮动力轮的外侧有二组共四个导线过渡轮,四组角度区间连通器,连接端口位于导线槽外表面二侧。其它与实施例l同,略。权利要求1、一种电动机与发电机的转子结构,其特征是该转子结构包括有动力轮、导线槽、连接带、皮带、同步带、导线过渡轮、“工”形导体、角度区间连通器,动力轮位于二端,在二个动力轮之间有导线过渡轮,在二个动力轮外包围有皮带,在皮带的外围有导线槽,导线槽通过连接带与皮带连接,在皮带的内侧有“工”形导体,角度区间连通器连接在导线过渡轮上,在二个动力轮之间连接有同步带,同步带与环形导体座搭接。2、根据权利要求1所述的电动机与发电机的转子结构,其特征是所述的"工"形导体,有一根纵向导线和二根横向导线,在纵、横导线的交点处连接有过渡导线,纵向位于皮带外表面的导线槽内,横向导线位于皮带内表面的二侧,过渡导线穿过皮带与纵向导线和横向导线连接。3、根据权利要求l所述的电动机与发电机的转子结构,其特征是所述的导线过渡轮有环形导体座、支架轴和环形导体,支架轴的端部套接有环形导体座,位于皮带的二边缘部位,在环形导体座的一侧有被动齿轮,与同步带啮合,在环形导体座的外圆上有各自独立的环形导体,环形导体与皮带内表面的"工"形导体相对应,在其中一个过渡轮上连接有角度区间连通器也与"工"形导体相对应。4、根据权利要求1所述的电动机与发电机的转子结构,其特征是所述的动力轮包括动力引导轴、皮带轮和齿轮,皮带轮位于动力引导轴的二端,齿轮连接在动力引导轴上,并位于二侧皮带轮的内侧,四个主动齿轮与二个环形导体座上的被动齿轮位于各自同一条轴线上。5、根据权利要求l所述的电动机与发电机的转子结构,其特征是所述的角度区间连通器有空心圆柱体、初级连接导体瓦、轴导体瓦、电刷、过渡导体和连线孔,在空心圆柱体外表面有初级连接导体瓦,在空心圆柱体的孔内有过渡导体和电刷,轴导体瓦连接在支架轴上,在空心圆柱体上有连线孔,连线孔与初级连接导体瓦和过渡导体有电气连接,电刷与过渡导体有电气连接,电刷与轴导体瓦有电气连接。6、根据权利要求1所述的电动机与发电机的转子结构,其特征是所述的皮带二侧的内表面为凸出的皮带轮带,皮带的中间部位为平板带,在环形导体座和角度区间连通器相对应的位置有线圈连接端口和角度区间连通器连接端口,连接端口与皮带外表面之间有过渡线口。专利摘要一种电动机与发电机的转子结构,属于电动机和发电机上使用的转子结构。该动力轮位于二端,在二个动力轮之间有导线过渡轮,在二个动力轮外包围有皮带,在皮带的外围有导线槽,导线槽通过连接带与皮带连接,在皮带的内侧有“工”形导体,角度区间连通器连接在导线过渡轮上,在二个动力轮之间连接有同步带,同步带与环形导体座搭接。工作区域总是处在垂直磁场内,工作线圈在皮带的带动下,工作线圈总是垂直切割磁力线,工作率效率高,输出功率大,线圈为动态组合线圈,没有线圈与线圈之间的作用力,工作线圈没有铁芯因此没有涡流损耗,进一步提高了工作效率,输出总能量大大提高。文档编号H02K57/00GK201178372SQ200820069658公开日2009年1月7日申请日期2008年3月13日优先权日2008年3月13日发明者斌吴申请人:斌吴
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