专利名称：一种双转子相互逆转发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发电机，特别涉及一种无定子且其双转子的内外转子相互逆向旋 转的发电机。
背景技术：
发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机 或其他动力机械驱动，将水流、气流、燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给 发电机，再由发电机转换为电能。发电机按类别可分为直流发电机和交流发电机，交流发电 机又可分为同步发电机和异步发电机。同时，发电机的结构形式可分为立式和卧式，立式发 电机大多用于将水轮机、汽轮机、风力机、核能机械等的机械能转换为电能的大型发电机， 卧式主要用于柴油机等小型发电机。直流发电机就是把电枢线圈中感应产生的交变电动 势，依靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。无论哪 种发电机其工作原理都是基于电磁感应定律和电磁力定律，其构造的一般原则是，用适当 的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换 的目的。现有发电机通常由定子、转子、端盖、机座及轴承等部件构成，定子由机座、定子铁 芯、线包绕组、以及固定这些部分的其他结构件组成；转子由转子铁芯、滑环、风扇及转轴等 部件组成。按发电机构造的一般原则，通常做成旋转电枢式或旋转磁场式发电机，旋转电枢 式发电机是指用来产生感应电势的线圈电枢旋转，而形成磁场的永磁铁或电磁铁的感应体 静止不动，其电压输出是在电枢壳体上设有输出集电环和输出电刷，输出集电环与电枢设 有的电枢绕组对应电连接，输出电刷与输出集电环电连接，输出电刷的输出端通过导线与 负载或者电网电连接；旋转磁场式发电机用来产生感应电势的线圈电枢静止不动，而形成 磁场的永磁铁或电磁铁的感应体旋转；当采用电磁感应方式实现感应体的感应磁场时，感 应体上设有激磁集电环和激磁电刷，激磁集电环与感应体固定连接，激磁集电环同时与感 应体设有的感应绕组和激磁电刷电连接，激磁电刷与激磁电源由导线电连接，以使感应体 具有感应磁场，保持发电机正常发电。目前，两种结构形式的发电机都得到一定程度的应 用。根据公知的理论可知，导线切割磁力线产生感应电动势大小的计算公式是E = BXLXVXsina，其中E为感应电势的大小，B为磁感应强度，L为切割磁力线的导线的有效 长度，V为导线的运动速度，a为导线运动方向与磁力线方向的夹角。在发电机中，E即为发 电机的发电量大小，由此可知，发电机发电量的大小E与电枢绕组的导线切割磁力线的线 速度V成正比，当在B、L、a取值一定时，发电量的大小就直接取决于电枢绕组的线速度V大 小。在实际的应用中，由于受结构、材料强度等条件限制，火力发电机的汽轮机即转子转速 为3000转/分，风力发电机的转子转速为1500转/分，水力发电机的转子转速为1000转 /分，上述的转子转速在现有条件下基本不可再提高。为提高发电机的发电量，本领域的技 术人员做过一些改进，同时，也取得了一定效果。如中国专利公开号CN101615829A，
公开日期2009年12月30日，发明创造名称“一种无定子双转子逆向旋转发电机”，公开了一种双 转子相互逆转发电机，该发电机的内外转子相互逆向旋转，在不提高转子转速的条件下可 实现增大一倍的发电机发电量的目的。但该发电机的内转子或者外转子直接与原动机的输 出轴连接，在原动机转速较低时，其发电量较小；同时，由于该发电机的电枢设在内转子上， 不便于维修，为此，需要进一步改进。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种便于拆装和维修、且在原动机 转速较低时也能发出足够大的电量的无定子双转子相互逆转发电机。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案—种双转子相互逆转发电机，包括内转子、外转子、集电环、电刷、支座、动力输入 盘；内转子设有转子轴，内转子与外转子之间设有使二者相互逆向旋转的齿轮传动装置，内 转子与外转子同轴旋转支承在支座上，电刷绝缘固定连接在支座上，动力输入盘与原动机 输出轴连接，所述内转子上设有感应体，外转子内设有电枢绕组，集电环设在外转子上，电 枢绕组的输出端与集电环电连接；所述动力输入盘同轴转动连接在内转子的转子轴顶端， 动力输入盘与内转子之间还连接有齿轮增速装置，所述增速装置包括输入锥齿盘、第一锥 齿轮、第二锥齿轮、内转子第一锥齿盘，输入锥齿盘固定连接在动力输入盘下端，输入锥齿 盘与第一锥齿轮啮合，输入锥齿盘与第一锥齿轮轴线垂直，第一锥齿轮与第二锥齿轮同轴 固定连接，第一锥齿轮与第二锥齿轮转动支承在支座上，第二锥齿轮与内转子第一锥齿盘 啮合，内转子第一锥齿盘固定连接在内转子上端，输入锥齿盘与第一锥齿轮的齿数比大于 内转子第一锥齿盘与第二锥齿轮的齿数比；所述齿轮传动装置的传动比为1。所述齿轮传动装置包括内转子第二锥齿盘、外转子锥齿环，内转子第二锥齿盘同 轴固定连接在内转子第一锥齿盘下方，内转子第一锥齿盘和内转子第二锥齿盘的腹板部均 布有数个通风孔，通风孔的下端口部设有风扇叶，风扇叶固定连接在内转子第二锥齿盘上， 外转子锥齿环同轴固定连接在外转子上，外转子锥齿环的内孔直径略小于其锥齿小端的直 径，内转子第二锥齿盘和外转子锥齿环齿高侧相向，内转子第二锥齿盘和外转子锥齿环之 间设有第三锥齿轮，第三锥齿轮与内转子第二锥齿盘轴线垂直，第三锥齿轮转动支承在支 座上，第三锥齿轮同时与内转子第二锥齿盘和外转子锥齿环啮合，内转子第二锥齿盘和外 转子锥齿环的齿数相等。确保内转子和外转子等速逆向旋转，且结构简单。所述发电机安装在设有基坑的混泥土基础上；所述支座由上部支座和下部支座组 成，上部支座位于外转子上方，上部支座固定连接在发电机的混泥土基础上部，下部支座固 定连接在发电机的基坑内；所述第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮均转动支承在上部 支座上；所述内转子和外转子同轴旋转支承在下部支座上。所述第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮均设有四个，且分别均勻分布在输入 锥齿盘、内转子第一锥齿盘、内转子第二锥齿盘四周，第二锥齿轮小端部设有盲孔，盲孔中 同轴转动配合有短轴，四个短轴固定连接形成一体的十字叉形结构的第一十字轴，第一十 字轴的中部设有大于内转子转子轴上部直径的通孔，第一十字轴通过轴承转动支承在内转 子第一锥齿盘中部的上端面上；所述上部支座均布有四个突出的U形支臂，四个第一锥齿 轮分别由轴承转动支承在U形支臂上，U形支臂的两支承臂位于第一锥齿轮的大小头两端；所述四个U形支臂的内支撑臂的中部还连接有第二十字轴，第二十字轴的四个轴杆分别与 四个第三锥齿轮同轴线，第二十字轴中部设有用于穿过内转子转子轴上部轴杆的通孔，四 个第三锥齿轮分别同轴转动配合在第二十字轴的四个轴杆上。 所述感应体包括激磁线圈、导磁体，激磁线圈电连接有滑环，滑环绝缘固定连接在 转子轴上部，滑环电连接有激磁电刷，激磁电刷绝缘固定连接在第一十字轴上，激磁电刷通 过导线与激磁电源电连接；所述第一十字轴、第一锥齿轮和第二锥齿轮设有激磁电刷导线 的穿线孔；所述第一十字轴中部设有的通孔具有足以容纳滑环和激磁电刷的空间。所述下部支座包括底座和至少一侧轨，底座固定连接在发电机混凝土基坑底部， 侧轨固定连接在发电机混凝土基坑的侧壁上；所述底座包括底板，底板上设有第一环形槽、 第二环形槽，第一环形槽和第二环形槽同轴线，第二环形槽位于第一环形槽内部，在第一环 形槽和底板之间设有通风槽，通风槽将第一环形槽的内部和空腔连通，在第一环形槽和第 二环形槽内设有数个钢球和使各钢球之间保持设定距离的钢球保持架，在第一环形槽和第 二环形槽的上方设有第一环状轨道和第二环状轨道，第一环状轨道和第二环状轨道分别支 撑在第一环形槽和第二环形槽中的钢球上，第一环状轨道固定连接在外转子下端面上，第 二环状轨道固定连接在内转子下端；所述转子轴上固定连接有上挡盘和下挡盘，上挡盘和 下挡盘分别位于外转子的感应体的上方和下方，下挡盘的下端面与第二环状轨道固定连 接，上挡盘和下挡盘上分别均布有数个透气孔和通气孔，在上挡盘和下挡盘与外转子内壁 之间连接有滚针轴承，内转子和外转子通过两端的滚针轴承转动连接；所述侧轨包括环状 侧板，环状侧板固定连接在发电机混凝土基坑的侧壁上，环状侧板上设有环状滚道，环状滚 道呈U形，环状滚道沿径向突出，环状滚道内设有数个滚动钢球和使滚动钢球之间保持设 定距离的钢球保持架，环状滚道的U形下壁上设有挡环，滚动钢球的向心定点露出挡环内 壁面；所述外转子的外壁面上固定连接有环状轨道，环状轨道的外壁面与滚动钢球连接。所述集电环和电刷的数量均设有用于三相交流电输出的三个，三个电刷设有的电 刷支架固定连接在上部支座下端，三个电刷分别与三个集电环对应电连接，三个集电环分 别对应与电枢绕组的对应线圈电连接；所述集电环的断面呈凸字形，集电环的两侧凸阶上 连接有断面呈“7”字形的钩形压块，钩形压块由螺栓固定连接在外转子的壳体上，集电环通 过钩形压块与外转子固定连接；所述电刷的输出端通过导线分别对应与负载或者电网相应 端电连接。所述集电环和电刷均只设有用于直流电输出的一个，电刷设有的电刷支架固定连 接在上部支座下端，所述集电环为换向器，换向器设在外转子上部，换向器分别与电枢绕组 内设有的电枢线圈元件的始端和末端连接，换向器与电刷电连接，电刷的输出端通过导线 与直流负载的相应端电连接；所述换向器的断面呈凸字形，换向器的两侧凸阶上连接有断 面呈“7”字形的压块，压块由螺栓固定连接在外转子的壳体上，换向器通过钩形压块与外转 子固定连接。采用上述方案后，齿轮增速装置将原动机输出轴的旋转运动通过输入锥齿盘、第 一锥齿轮、第二锥齿轮和内转子第一锥齿盘增速传递给设有感应体的内转子，内转子和外 转子通过齿轮传动装置实现等速逆向旋转。由于该增速机构的设置和内转子和外转子等速 逆向旋转，可实现增大发电量一倍以上的目的，从而在原动机转速较低时，也能发出足够大 的电量；同时，由于集电环设在外转子上，位置较为宽阔，利于拆装、维修。
支座由上部支座下部支座组成，发电机上部重量由上部支座承受，内转子和外转 子由下部支座承受，较小了内转子的轴向负荷，从而使发电机运行自如，同时，分体式的支 座进一步方便安装和拆卸，维修方便；同时，发电机运行平稳、可靠、噪音小。本发明的发电机可不设永磁体，发电机首次启动时利用外接直流电源产生感应体 的激磁磁场，在后面的正常工作中也可切换为发电机自身的输出电势经整流形成的直流电 来产生感应体的激磁磁场，当导磁体采用具有剩磁性能的材料制作时，可利用其剩磁启动 发电机，而不再需要外接启动直流电源；适用于大中型发电机，其适用范围广。本发明的一种结构形式为交流发电机，所发出的交流电可直接用于负载使用，也 可并入电网；本发明的另一种结构形式为直流发电机时，所发出的电一种方向不变的脉振 电动势，可供给直流负载使用，从而减少滤波整流环节，节约使用成本，适用范围广。本发明与现有技术相比的有益效果是，便于维修、发电量增大一倍以上；同时，发 电机运行平稳、可靠、噪音小、使用寿命长，适用范围广。
图1是本发明的结构示意轴测图；图2是本发明的实施例1结构示意图；图3是本发明图2中的A部放大图；图4是本发明图2中的B部放大图；图5是本发明图2中的C部放大图；图6是本发明中的第二锥齿轮结构示意轴测图；图7是本发明中的第一十字轴结构示意轴测图；图8是本发明中的上部支座结构示意轴测图；图9是本发明中的内转子第二锥齿盘结构示意轴测图；图10是本发明的实施例2结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施 例范围之中。实施例1参见图1、图2，一种双转子相互逆转交流发电机，包括内转子、外转子2、 集电环3、电刷4、支座、动力输入盘7 ；内转子设有转子轴11，内转子与外转子2之间设有使 二者相互逆向旋转的齿轮传动装置，内转子与外转子2同轴旋转支承在支座上，电刷4绝缘 固定连接在支座上，动力输入盘7与原动机输出轴连接，所述内转子上设有感应体12，外转 子2内设有电枢绕组22，集电环3设在外转子2上，电枢绕组22的输出端与集电环3电连 接；所述动力输入盘7同轴转动连接在内转子的转子轴11顶端，动力输入盘7与内转子之 间还连接有齿轮增速装置，所述增速装置8包括输入锥齿盘81、第一锥齿轮82、第二锥齿轮 83、内转子第一锥齿盘84，输入锥齿盘81固定连接在动力输入盘7下端，输入锥齿盘81与 第一锥齿轮82啮合，输入锥齿盘81与第一锥齿轮82轴线垂直，第一锥齿轮82与第二锥齿 轮83同轴固定连接，第一锥齿轮82与第二锥齿轮83转动支承在支座上，第二锥齿轮83与 内转子第一锥齿盘84啮合，内转子第一锥齿盘84固定连接在内转子上端，输入锥齿盘81与第一锥齿轮82的齿数比大于内转子第一锥齿盘84与第二锥齿轮83的齿数比；所述齿轮 传动装置的传动比为1。其有益效果是，齿轮增速装置将原动机输出轴的旋转运动通过输入锥齿盘81、第 一锥齿轮82、第二锥齿轮83和内转子第一锥齿盘84增速传递给设有感应体的内转子，内转 子和外转子2通过齿轮传动装置实现等速逆向旋转，可实现增大发电量一倍以上的目的， 从而在原动机转速较低时，也能发出足够大的电量；同时，由于集电环设在外转子上，位置 较为宽阔，利于拆装、维修。改进的技术方案，参见图2、图9，所述齿轮传动装置包括内转子第二锥齿盘51、外 转子锥齿环53，内转子第二锥齿盘51同轴固定连接在内转子第一锥齿盘84下方，内转子第 一锥齿盘84和内转子第二锥齿盘51的腹板部均布有数个通风孔9，通风孔的下端口部设 有风扇叶91，风扇叶91固定连接在内转子第二锥齿盘51上，外转子锥齿环53同轴固定连 接在外转子2上，外转子锥齿环53的内孔直径略小于其锥齿小端的直径，内转子第二锥齿 盘51和外转子锥齿环53齿高侧相向，内转子第二锥齿盘51和外转子锥齿环53之间设有 第三锥齿轮52，第三锥齿轮52与内转子第二锥齿盘51轴线垂直，第三锥齿轮52转动支承 在支座上，第三锥齿轮52同时与内转子第二锥齿盘51和外转子锥齿环53啮合，内转子第 二锥齿盘51和外转子锥齿环53的齿数相等。其有益效果是，确保内转子和外转子2等速逆向旋转，结构简单，同时，利用内转 子第二锥齿盘51的旋转向发电机内部送风冷却发电机，从而延长发动机使用寿命。改进的技术方案，参见图1、图2、图8，所述发电机安装在设有基坑的混泥土基础 上；所述支座由上部支座61和下部支座62组成，上部支座61位于外转子2上方，上部支座 61固定连接在发电机的混泥土基础上部，下部支座62固定连接在发电机的基坑内；所述第 一锥齿轮82、第二锥齿轮83和第三锥齿轮52均转动支承在上部支座61上；所述内转子和 外转子2同轴旋转支承在下部支座62上。其有益效果是，发电机上部重量由上部支座61承受，内转子和外转子2由下部支 座62承受，减小了内转子的轴向负荷，从而使发电机运行自如，同时，分体式的支座进一步 方便安装和拆卸，维修方便。进一步改进的技术方案，参见图1、图2、图7，所述第一锥齿轮82、第二锥齿轮83 和第三锥齿轮52均设有四个，且分别均勻分布在输入锥齿盘81、内转子第一锥齿盘84、内 转子第二锥齿盘51四周，第二锥齿轮83小端部设有盲孔831，盲孔831中同轴转动配合有 短轴85，四个短轴85固定连接形成一体的十字叉形结构的第一十字轴86，第一十字轴86 的中部设有大于内转子转子轴11上部直径的通孔，第一十字轴86通过轴承转动支承在内 转子第一锥齿盘84中部的上端面上；所述上部支座61均布有四个突出的U形支臂611，四 个第一锥齿轮82分别由轴承转动支承在U形支臂611上，U形支臂611的两支承臂位于第 一锥齿轮82的大小头两端；所述四个U形支臂611的内支撑臂的中部还连接有第二十字 轴54，第二十字轴54的四个轴杆分别与四个第三锥齿轮52同轴线，第二十字轴54中部设 有用于穿过内转子转子轴11上部轴杆的通孔，四个第三锥齿轮52分别同轴转动配合在第 二十字轴54的四个轴杆上。其有益效果是，发电机动力输入传递平稳、运动噪音小、运行可靠，适用于大型发 电机。
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参见图2，所述感应体12包括激磁线圈、导磁体，激磁线圈电连接有滑环15，滑环 15绝缘固定连接在转子轴11上部，滑环15电连接有激磁电刷16，激磁电刷16绝缘固定连 接在第一十字轴86上，激磁电刷16通过导线17与激磁电源电连接；所述第一十字轴86、 第一锥齿轮82和第二锥齿轮83设有激磁电刷16导线17的穿线孔；所述第一十字轴86中 部设有的通孔具有足以容纳滑环15和激磁电刷16的空间。其有益效果是，不需永磁体，发电机首次启动时利用外接直流电源产生感应体12 的激磁磁场，在后面的正常工作中也可切换为发电机自身的输出电势经整流形成直流电来 产生感应体12的激磁磁场，当导磁体采用具有剩磁性能的材料制作时，可利用其剩磁启动 发电机，而不再需要外接启动直流电源；适用于大中型发电机，应用范围广。进一步改进的技术方案，参见图1、图2、图3、图4、图5，所述下部支座62包括底 座63和至少一侧轨64，底座63固定连接在发电机混凝土基坑底部，侧轨64固定连接在发 电机混凝土基坑的侧壁上；所述底座63包括底板631，底板631上设有第一环形槽632、第 二环形槽633，第一环形槽632和第二环形槽633同轴线，第二环形槽633位于第一环形槽 632内部，在第一环形槽632和底板631之间设有通风槽636，通风槽636将第一环形槽632 的内部和空腔连通，在第一环形槽632和第二环形槽633内设有数个钢球65和使各钢球65 之间保持设定距离的钢球保持架，在第一环形槽632和第二环形槽633的上方设有第一环 状轨道634和第二环状轨道635，第一环状轨道634和第二环状轨道635分别支撑在第一环 形槽632和第二环形槽633中的钢球上，第一环状轨道634固定连接在外转子2下端面上， 第二环状轨道635固定连接在内转子下端；所述转子轴11上固定连接有上挡盘13和下挡 盘14，上挡盘13和下挡盘14分别位于外转子2的感应体12的上方和下方，下挡盘14的下 端面与第二环状轨道635固定连接，上挡盘13和下挡盘14上分别均布有数个透气孔131 和通气孔141，在上挡盘13和下挡盘14与外转子2内壁之间连接有滚针轴承，内转子和外 转子2通过两端的滚针轴承转动连接；所述侧轨64包括环状侧板641，环状侧板641固定 连接在发电机混凝土基坑的侧壁上，环状侧板641上设有环状滚道642，环状滚道642呈U 形，环状滚道642沿径向突出，环状滚道642内设有数个滚动钢球643和使滚动钢球643之 间保持设定距离的钢球保持架，环状滚道642的U形下壁上设有挡环642a，滚动钢球643的 向心定点露出挡环642a内壁面；所述外转子2的外壁面上固定连接有环状轨道21，环状轨 道21的外壁面与滚动钢球643连接。其有益效果是，发电机运行平稳、可靠、噪音小，发电机的热气可从底部排出，进而 从外转子与基坑内部空腔向上排出，进一步提高发电机散热效果，以提高发电机使用寿命。进一步改进的技术方案，参见图1、图2，所述侧轨64的数量为三个，三个沿外转子 2轴向按设定距离设置；所述环状轨道21包括断面呈凸字形的环形轨道211，环形轨道211 的外圆柱面与滚动钢球643连接，环形轨道211的两侧凸阶上连接有断面呈“7”字形钩形 压板212，钩形压板212由螺栓与固定连接在外转子2的壳体上，钩形压板212压持在环形 轨道211两侧的凸边上。其有益效果是，进一步确保发电机运行平稳、可靠和安全性，且运行噪音小；同时， 在环形轨道211磨损后便于更换，减少故障停机时间，提高效率。改进的技术方案，参见图1、图2、图6、图9，所述第二锥齿轮83和第三锥齿轮52 均设有分割槽，分割槽沿齿宽方向分别将第二锥齿轮83和第三锥齿轮52分割成大端齿轮段和小端齿轮段；所述内转子第一锥齿盘84、内转子第二锥齿盘51、外转子锥齿环53与第 二锥齿轮83和第三锥齿轮52的对应部位设有与分割槽相适应的转子第一锥齿盘84分割 槽，内转子第二锥齿盘51分割槽，外转子锥齿环53分割槽分别将内转子第一锥齿盘84、内 转子第二锥齿盘51和外转子锥齿环53分割成大端齿盘段和小端齿盘段，在分割槽形成的 腹板部设有进气孔，在进气孔下口部设有风扇叶。其有益效果是，增大相应齿轮啮合的接触面积，同时减少齿轮间的磨损，从而在进 一步提高发电机运行平稳性的同时，延长使用寿命；同时，再次增强散热效果，延长发动机 使用寿命。改进的技术方案，参见图1、图2，所述集电环3和电刷4的数量均设有用于三相交 流电输出的三个，三个电刷4设有的电刷支架41固定连接在上部支座61下端，三个电刷4 分别与三个集电环3对应电连接，三个集电环3分别对应与电枢绕组22的对应线圈电连 接；所述集电环3的断面呈凸字形，集电环3的两侧凸阶上连接有断面呈“7”字形的钩形压 块32，钩形压块32由螺栓固定连接在外转子2的壳体上，集电环3通过钩形压块32与外转 子2固定连接；所述电刷4的输出端通过导线43分别对应与负载或者电网相应端电连接。其有益效果是，确保发电机所发出的电为交流电，可直接用于负载使用，也可并入 电网，适用范围广。实施例2参见图10，一种双转子相互逆转直流发电机，所述集电环和电刷4均只设 有用于直流电输出的一个，电刷4设有的电刷支架42固定连接在上部支座61下端，所述集 电环为换向器31，换向器31设在外转子2上部，换向器31分别与电枢绕组22内设有的电 枢线圈元件的始端和末端连接，换向器31与电刷4电连接，电刷4的输出端通过导线43与 直流负载的相应端电连接；所述换向器31的断面呈凸字形，换向器31的两侧凸阶上连接有 断面呈“7”字形的压块33，压块33由螺栓固定连接在外转子2的壳体上，换向器31通过压 块33与外转子2固定连接。其有益效果是，发电机所发出的电为一种方向不变的脉振电动势，即直流电动势， 可供给直流负载使用，从而减少滤波整流环节，节约使用成本。本实施例的其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。以上虽然结合了附图描述了本发明的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以 意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改，这些修改和变化应理解为是在本发 明的范围和意图之内的。
权利要求
一种双转子相互逆转发电机，包括内转子、外转子(2)、集电环(3)、电刷(4)、支座、动力输入盘(7)；内转子设有转子轴(11)，内转子与外转子(2)之间设有使二者相互逆向旋转的齿轮传动装置，内转子与外转子(2)同轴旋转支承在支座上，电刷(4)绝缘固定连接在支座上，动力输入盘(7)与原动机输出轴连接，其特征在于所述内转子上设有感应体(12)，外转子(2)内设有电枢绕组(22)，集电环(3)设在外转子(2)上，电枢绕组(22)的输出端与集电环(3)电连接；所述动力输入盘(7)同轴转动连接在内转子的转子轴(11)顶端，动力输入盘(7)与内转子之间还连接有齿轮增速装置；所述齿轮增速装置包括输入锥齿盘(81)、第一锥齿轮(82)、第二锥齿轮(83)、内转子第一锥齿盘(84)，输入锥齿盘(81)固定连接在动力输入盘(7)下端，输入锥齿盘(81)与第一锥齿轮(82)啮合，输入锥齿盘(81)与第一锥齿轮(82)轴线垂直，第一锥齿轮(82)与第二锥齿轮(83)同轴固定连接，第一锥齿轮(82)与第二锥齿轮(83)转动支承在支座上，第二锥齿轮(83)与内转子第一锥齿盘(84)啮合，内转子第一锥齿盘(84)固定连接在内转子上端，输入锥齿盘(81)与第一锥齿轮(82)的齿数比大于内转子第一锥齿盘(84)与第二锥齿轮(83)的齿数比；所述齿轮传动装置的传动比为1。
2.根据权利要求1所述的一种双转子相互逆转发电机，其特征在于所述齿轮传动装 置包括内转子第二锥齿盘(51)、外转子锥齿环(53)，内转子第二锥齿盘(51)同轴固定连接 在内转子第一锥齿盘(84)下方，内转子第一锥齿盘(84)和内转子第二锥齿盘(51)的腹板 部均布有数个通风孔(9)，通风孔的下端口部设有风扇叶(91)，风扇叶(91)固定连接在内 转子第二锥齿盘(51)上，外转子锥齿环(53)同轴固定连接在外转子(2)上，外转子锥齿环 (53)的内孔直径略小于其锥齿小端的直径，内转子第二锥齿盘(51)和外转子锥齿环(53) 齿高侧相向，内转子第二锥齿盘(51)和外转子锥齿环(53)之间设有第三锥齿轮(52)，第三 锥齿轮(52)与内转子第二锥齿盘(51)轴线垂直，第三锥齿轮(52)转动支承在支座上，第 三锥齿轮(52)同时与内转子第二锥齿盘(51)和外转子锥齿环(53)啮合，内转子第二锥齿 盘(51)和外转子锥齿环(53)的齿数相等。
3.根据权利要求2所述的一种双转子相互逆转发电机，其特征在于所述发电机安装 在设有基坑的混泥土基础上；所述支座由上部支座(61)和下部支座(62)组成，上部支座(61)位于外转子(2)上方，上部支座(61)固定连接在发电机的混泥土基础上部，下部支座(62)固定连接在发电机的基坑内；所述第一锥齿轮(82)、第二锥齿轮(83)和第三锥齿轮 (52)均转动支承在上部支座(61)上；所述内转子和外转子(2)同轴旋转支承在下部支座 (62)上。
4.根据权利要求3所述的一种双转子相互逆转发电机，其特征在于所述第一锥齿 轮(82)、第二锥齿轮(83)和第三锥齿轮(52)均设有四个，且分别均勻分布在输入锥齿盘 (81)、内转子第一锥齿盘(84)、内转子第二锥齿盘(51)四周，第二锥齿轮(83)小端部设有 盲孔(831)，盲孔(831)中同轴转动配合有短轴(85)，四个短轴(85)固定连接形成一体的 十字叉形结构的第一十字轴(86)，第一十字轴(86)的中部设有大于内转子转子轴(11)上 部直径的通孔，第一十字轴(86)通过轴承转动支承在内转子第一锥齿盘(84)中部的上端 面上；所述上部支座(61)均布有四个突出的U形支臂(611)，四个第一锥齿轮(82)分别由 轴承转动支承在U形支臂(611)上，U形支臂(611)的两支承臂位于第一锥齿轮(82)的大 小头两端；所述四个U形支臂(611)的内支撑臂的中部还连接有第二十字轴(54)，第二十字轴(54)的四个轴杆分别与四个第三锥齿轮(52)同轴线，第二十字轴(54)中部设有用 于穿过内转子转子轴(11)上部轴杆的通孔，四个第三锥齿轮(52)分别同轴转动配合在第 二十字轴(54)的四个轴杆上。
5.根据权利要求4所述的一种双转子相互逆转发电机，其特征在于所述感应体(12) 包括激磁线圈、导磁体，激磁线圈电连接有滑环(15)，滑环(15)绝缘固定连接在转子轴 (11)上部，滑环(15)电连接有激磁电刷(16)，激磁电刷(16)绝缘固定连接在第一十字轴 (86)上，激磁电刷(16)通过导线(17)与激磁电源电连接；所述第一十字轴(86)、第一锥齿 轮(82)和第二锥齿轮(83)设有激磁电刷(16)导线(17)的穿线孔；所述第一十字轴(86) 中部设有的通孔具有足以容纳滑环(15)和激磁电刷(16)的空间。
6.根据权利要求4所述的一种双转子相互逆转发电机，其特征在于所述下部支座 (62)包括底座(63)和至少一侧轨(64)，底座(63)固定连接在发电机混凝土基坑底部， 侧轨(64)固定连接在发电机混凝土基坑的侧壁上；所述底座(63)包括底板(631)，底板 (631)上设有第一环形槽(632)、第二环形槽(633)，第一环形槽(632)和第二环形槽(633) 同轴线，第二环形槽(633)位于第一环形槽(632)内部，在第一环形槽(632)和底板(631) 之间设有通风槽(636)，通风槽(636)将第一环形槽(632)的内部和空腔连通，第一环形 槽(632)和第二环形槽(633)内设有数个钢球(65)和使各钢球(65)之间保持设定距离 的钢球保持架，在第一环形槽(632)和第二环形槽(633)的上方设有第一环状轨道(634) 和第二环状轨道(635)，第一环状轨道(634)和第二环状轨道(635)分别支撑在第一环形 槽(632)和第二环形槽(633)中的钢球上，第一环状轨道(634)固定连接在外转子(2)下 端面上，第二环状轨道(635)固定连接在内转子下端；所述转子轴(11)上固定连接有上挡 盘(13)和下挡盘(14)，上挡盘(13)和下挡盘(14)分别位于外转子(2)的感应体(12)的 上方和下方，下挡盘(14)的下端面与第二环状轨道(635)固定连接，上挡盘(13)和下挡盘 (14)上分别均布有数个透气孔(131)和通气孔(141)，在上挡盘(13)和下挡盘(14)与外 转子(2)内壁之间连接有滚针轴承，内转子和外转子(2)通过两端的滚针轴承转动连接；所 述侧轨(64)包括环状侧板(641)，环状侧板(641)固定连接在发电机混凝土基坑的侧壁上， 环状侧板(641)上设有环状滚道(642)，环状滚道(642)呈U形，环状滚道(642)沿径向突 出，环状滚道(642)内设有数个滚动钢球(643)和使滚动钢球(643)之间保持设定距离的 钢球保持架，环状滚道(642)的U形下壁上设有挡环(642a)，滚动钢球(643)的向心定点 露出挡环(642a)内壁面；所述外转子(2)的外壁面上固定连接有环状轨道(21)，环状轨道 (21)的外壁面与滚动钢球(643)连接。
7.根据权利要求6所述的一种双转子相互逆转发电机，其特征在于所述侧轨(64)的 数量为三个，三个沿外转子(2)轴向按设定距离设置；所述环状轨道(21)包括断面呈凸字 形的环形轨道(211)，环形轨道(211)的外圆柱面与滚动钢球(643)连接，环形轨道(211) 的两侧凸阶上连接有断面呈“7”字形钩形压板(212)，钩形压板(212)由螺栓与固定连接在 外转子(2)的壳体上，钩形压板(212)压持在环形轨道(211)两侧的凸边上。
8.根据权利要求4所述的一种双转子相互逆转发电机，其特征在于所述第二锥齿轮 (83)和第三锥齿轮(52)均设有分割槽，分割槽沿齿宽方向分别将第二锥齿轮(83)和第三 锥齿轮(52)分割成大端齿轮段和小端齿轮段；所述内转子第一锥齿盘(84)、内转子第二锥 齿盘(51)、外转子锥齿环(53)与第二锥齿轮(83)和第三锥齿轮(52)的对应部位设有与分割槽相适应的转子第一锥齿盘(84)分割槽，内转子第二锥齿盘(51)分割槽，外转子锥齿环 (53)分割槽分别将内转子第一锥齿盘(84)、内转子第二锥齿盘(51)和外转子锥齿环(53) 分割成大端齿盘段和小端齿盘段，在分割槽形成的腹板部设有进气孔，在进气孔下口部设 有风扇叶。
9.根据权利要求4所述的一种双转子相互逆转发电机，其特征在于所述集电环(3) 和电刷⑷的数量均设有用于三相交流电输出的三个，三个电刷⑷设有的电刷支架(41) 固定连接在上部支座(61)下端，三个电刷(4)分别与三个集电环(3)对应电连接，三个集 电环(3)分别对应与电枢绕组(22)的对应线圈电连接；所述集电环(3)的断面呈凸字形， 集电环(3)的两侧凸阶上连接有断面呈“7”字形的钩形压块(32)，钩形压块(32)由螺栓固 定连接在外转子(2)的壳体上，集电环(3)通过钩形压块(32)与外转子(2)固定连接；所 述电刷⑷的输出端通过导线(43)分别对应与负载或者电网相应端电连接。
10.根据权利要求4所述的一种双转子相互逆转发电机，其特征在于所述集电环和电 刷(4)均只设有用于直流电输出的一个，电刷(4)设有的电刷支架(42)固定连接在上部支 座(61)下端，所述集电环为换向器(31)，换向器(31)设在外转子(2)上部，换向器(31)分 别与电枢绕组(22)内设有的电枢线圈元件的始端和末端连接，换向器(31)与电刷(4)电 连接，电刷⑷的输出端通过导线(43)与直流负载的相应端电连接；所述换向器(31)的断 面呈凸字形，换向器(31)的两侧凸阶上连接有断面呈“7”字形的压块(33)，压块(33)由螺 栓固定连接在外转子(2)的壳体上，换向器(31)通过压块(33)与外转子(2)固定连接。
全文摘要
本发明公开了一种双转子相互逆转发电机，包括设有转子轴和感应体的内转子、设有电枢绕组的外转子、绝缘连接在外转子上的集电环、绝缘固定连接在支座上的电刷、与原动机连接的动力输入盘；动力输入盘同轴转动连接在内转子的转子轴顶端，动力输入盘与内转子之间还设有采用锥齿轮啮合的齿轮增速装置，内转子与外转子之间设有使二者等速逆向旋转的齿轮传动装置，内转子与外转子同轴旋转支承在支座上；电枢绕组的输出端与集电环连接，集电环与电刷电连接，电刷与负载或者电网电连接；外转子上或者还设有用于直流方式发电的换向器。本发明的有益效果是，便于维修、发电量增大一倍以上；且发电机运行平稳、可靠、噪音小、使用寿命长，适用范围广。
文档编号H02K16/00GK101924435SQ20101025163
公开日2010年12月22日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者喻体刚 申请人:喻体刚