发电机的制作方法

本发明涉及发电，更具体地，涉及一种包括一对反向旋转转子的用于产生电力的发电机。

背景技术：

1、发电机是一种产生电力的机电装置。产生交流(ac)电的发电机通常被称为交流发电机，通常包括一个转子，转子通过原动机(如柴油发动机)相对于静止定子绕一个轴旋转。定子包括磁铁，转子包括场线圈。转子提供一个相对于定子磁场旋转的电枢，导致在电枢的场线圈中感应出交流电。

2、交流发电机产生的交流电的频率和电压取决于转子相对于定子的转速。因为定子是静止的，如果需要产生更高的电压和频率，那么转子必须由原动机以更快的转速转动。同样，直流发电机产生的电压对应于发电机转子被相关原动机转动的速度。

3、为了在发电机中获得更快的转子速度，必须使用更强大的原动机来驱动发电机的转子，这可能导致运行效率低下。在多个原动机、例如多个风力涡轮机可用的情况下，必须使用齿轮传动机构来机械地将原动机产生的组合扭矩传递给发电机的转子，这可能导致进一步的运行效率低下。此外，当需要转子在很长一段时间内以快速的旋转频率旋转时，这可能导致发电机的零件磨损和故障。当转子以高转速旋转时，支撑转子轴的轴承组件尤其会受到严重磨损。

4、通常还需要发电机在特定的期望频率和/或电压下产生平滑的输出电流。例如，在发电站中用于向电网供应电能的交流发电机通常必须以50或60赫兹(hz)的恒定频率(所谓“工频”)发电。使用诸如变频驱动器的电子装置来调节大容量交流发电机的输出频率是低效的，并且在许多情况下是不可能的。因此，输出频率通常使用控制发电机转子速度的机械调速器机构来调节。例如，在水力发电站中，通过控制流入水轮机的水的流量来调节每个水轮机的转速。在风电场，每个风力涡轮机的速度是通过反应性地改变涡轮机叶片相对于当前风向的角度和速度来调节的。使用这种机械调速器系统很难实现平稳的输出频率。例如，当驱动风力涡轮机的风的速度和/或方向突然改变时，涡轮机叶片的角度必须迅速调整以补偿风的变化。在检测到风的变化的时间点和相应地调整涡轮机叶片的时间点之间不可避免地存在延迟。当调整涡轮叶片时，涡轮转子的转速将偏离其期望的速度。这会导致发电机输出频率的波动，这对于电网和许多其他电力负载来说是不希望的。

5、前面对背景技术的讨论仅旨在促进对本发明的理解。所述讨论并非承认或认可所提及的任何材料在申请优先权日是或曾经是公知常识的一部分。

技术实现思路

1、根据本发明，提供了一种发电机，其中所述发电机包括：

2、同轴排列并包括外转子和内转子的第一转子和第二转子，所述内转子设置在外转子内，其中所述转子组合形成磁场和电枢对，用于发电；

3、第一和第二原动机，分别独立连接到第一和第二转子，使所述转子在相反的相对方向上旋转，使磁场与电枢的相对旋转产生电；以及

4、第一和第二飞轮，分别连接或集成到第一和第二转子，以分别随第一和第二转子旋转，其中所述飞轮的每个单独飞轮具有磁性圆周，并设有：

5、相对于所述圆周设置的一个或多个磁性支撑，以使至少一个垂直作用的磁力施加于所述圆周，以支撑飞轮的重量；和

6、一对磁性稳定器，设置在飞轮的相对侧面，其中稳定器导致将要施加到圆周的相对的水平作用的磁力，以阻止飞轮的横向运动，从而稳定飞轮。

7、所述圆周可具有与面向飞轮的稳定器的内定位表面的磁极相匹配的磁极，使得所述圆周被一对斥力从所述内定位表面排斥。

8、稳定器可以安装在可调节支架上，该支架允许相对于圆周调整内定位表面的各自水平位置，以改变排斥力的相应大小。

9、稳定器可以包括电磁铁。电磁铁可以由发电机产生的电提供动力。

10、磁性支架可以包括设置在飞轮下方的第一磁性支架，其中第一磁性支架的磁极与圆周的磁极相匹配，使得圆周与第一磁性支架相排斥。

11、磁性支架可以包括设置在飞轮上方的第二磁性支架，其中第二磁性支架的磁极与圆周的磁极相反，使得圆周被吸引到第二磁性支架上。

12、磁性支架可以安装在可调节支架上，该可调节支架允许改变磁性支架相对于圆周的相应垂直位置。

13、所述第一和第二转子可包括相应的第一和第二驱动桥。第一和第二原动机可包括连接到相应的第一和第二驱动桥的第一和第二驱动轴，以在相反的相对方向上旋转转子。

14、第一和第二驱动轴可以分别直接轴向耦合到第一和第二驱动桥。

15、第一和第二传动轴可以通过滑轮和传动带装置分别间接耦合到第一和第二传动桥。

16、外转子可提供磁场，内转子可提供电枢。

17、所述发电机可包括设置在所述内转子的驱动桥上的滑环组件。

18、发电机可包括滑环组件，该滑环组件包括一对导电环，该导电环围绕第二飞轮的旋转轴同心延伸。

19、外转子可包括通常为圆柱形的空心滚筒，并且第一飞轮可连接到滚筒的向外表面。

20、第一飞轮可包括围绕所述滚筒的向外表面圆周延伸的环形圆盘。

21、第二飞轮可以与第一飞轮重量相等，并且连接到内转子的驱动桥上，使得其定位为相对于滚筒横向偏移。

22、发电机可包括连接到第一飞轮的一组永磁体和连接到第二飞轮的一组场线圈，其中永磁体和场线圈之间的相对旋转导致在场线圈中诱导电流。

23、发电机可以包括第三转子，其中内外转子设置在内部并与第三转子同轴对准，第三转子连接到内转子的驱动桥，使得第三转子通过驱动桥与内转子一起沿与外转子相反的相对方向旋转，其中第三转子与外转子组合形成磁场和电枢对，以用于发电。

24、原动机可以包括一对水力涡轮机或一对风力涡轮机。

技术特征：

1.一种发电机，包括：

2.根据权利要求1的发电机，其中所述圆周具有与面向飞轮的稳定器的内定位表面的磁极相匹配的磁极，使得圆周被一对排斥力排斥远离内定位表面。

3.根据权利要求2的发电机，其中稳定器安装在可调节支架上，该可调节支架允许相对于圆周调整内定位表面的各自水平位置，以改变排斥力的各自大小。

4.根据上述任何一项权利要求的发电机，其中稳定器包括电磁铁。

5.根据权利要求4的发电机，其中电磁铁由发电机产生的电提供动力。

6.根据上述任何一项权利要求的发电机，其中所述磁性支架包括设置在飞轮下方的第一磁性支架，其中所述第一磁性支架的磁极与所述圆周的磁极相匹配，使得所述圆周被排斥远离所述第一磁性支架。

7.根据权利要求6的发电机，其中所述磁性支架包括设置在飞轮上方的第二磁性支架，其中所述第二磁性支架的磁极与所述圆周的磁极相反，使得所述圆周被吸引到所述第二磁性支架。

8.根据权利要求6或7的发电机，其中磁性支架安装在可调节支架上，该可调节支架允许改变磁性支架相对于圆周的各自垂直位置。

9.根据上述任何一项权利要求的发电机，其中第一和第二转子包括各自的第一和第二驱动桥，其中第一和第二原动机包括各自的第一和第二驱动轴，其连接到相应的第一和第二驱动桥，以使转子在相反的相对方向上旋转。

10.根据权利要求9的发电机，其中第一和第二驱动轴分别直接轴向耦合到第一和第二驱动桥。

11.根据权利要求9的发电机，其中第一和第二驱动轴分别通过滑轮和传动带装置间接结合到第一和第二驱动桥。

12.根据上述任何一项权利要求的发电机，其中外转子提供磁场，内转子提供电枢。

13.根据权利要求12的发电机，其中发电机包括设置在内转子的驱动桥上的滑环组件。

14.根据权利要求1-12中任何一项的发电机，其中发电机包括滑环组件，滑环组件包括一对导电环，其围绕第二飞轮的旋转轴同心延伸。

15.根据上述任何一项权利要求的发电机，其中外转子包括通常圆柱形的空心滚筒，并且其中第一飞轮连接到滚筒的向外表面。

16.根据权利要求15的发电机，其中第一飞轮包括围绕所述滚筒的向外表面圆周地延伸的环形圆盘。

17.根据权利要求15或16的发电机，其中第二飞轮连接到内转子的驱动桥，并且与滚筒横向偏移地定位。

18.根据上述任何一项权利要求的发电机，其中发电机包括连接到第一飞轮的一组永磁体和连接到第二飞轮的一组场线圈，其中永磁体和场线圈之间的相对旋转导致在场线圈中产生电流。

19.根据上述任何一项权利要求的发电机，其中发电机包括第三转子，其中内转子和外转子设置在第三转子内部并与第三转子同轴对准，第三转子连接到内转子的驱动桥，使得第三转子通过驱动桥旋转，内转子在与外转子相反的相对方向上，其中所述第三转子与外转子组合形成用于发电的磁场和电枢对。

20.根据上述任何一项权利要求的发电机，其中原动机包括一对水轮机。

技术总结
一种发电机，包括一对同轴对准的转子，其包括设置在外转子内的内转子，其组合形成磁场和电枢对。第一和第二原动机以相反的相对方向旋转转子，使得磁场和电枢的相对旋转产生电。第一飞轮和第二飞轮连接或集成到转子，从而转子一起旋转。每个飞轮都有磁性圆周。相对于所述圆周设置一个或多个磁性支架，以使至少一个垂直作用磁力施加于所述圆周，以支撑所述飞轮的重量。一对磁性稳定器设置在每个飞轮的相应相对侧面。稳定器使相反的水平作用磁力施加在飞轮的圆周上，以阻碍飞轮的横向运动，从而稳定飞轮。

技术研发人员：曼纽尔·巴雷鲁
受保护的技术使用者：曼纽尔·巴雷鲁
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22