電機的制作方法
【專利說明】電機
[0001]分案申請
[0002]本發明是申請號為200980141942.9的發明專利申請的分案申請。原申請的申請日為2009年9月3日，申請號為200980141942.9，發明名稱為“電機”。
[0003]本發明涉及一種電機，尤其是一種通過其主體的緩慢運動，可有效產生電流的機器。
[0004]以發電機形式的電機是眾所周知的，在發電機中，原始能源是用于轉動其主體轉子，且這轉子與定子配合從而產生電流。然而，當原始能源是普通再生能源的一種，例如風、潮汐、或波浪時，通常該轉子的轉動，至少與傳統發電站中達到的3000轉/分的轉速相比，其轉動是相當慢的。
[0005]這種相對慢速運動所引致的后果是發電機必須相當大，這將意味著發電機的成本很高，重量很重。如果使用傳統的機械傳動裝置將發電機中轉子的慢速旋轉改變為快速旋轉，那么傳動裝置由于摩擦將造成能耗，同時也會降低可靠性。
[0006]根據本發明的第一方面，其提供一種電機，包括:
[0007]第一轉子，可繞第一軸旋轉，并且在其第一表面上具有磁體的第一種排列方式；
[0008]第二轉子，其第一表面相鄰于第一轉子的第一表面，其不能繞第一軸旋轉，但可繞第二軸旋轉，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，使得第一轉子繞第一軸的旋轉引發第二轉子繞第二軸的旋轉。
[0010]為了更好地理解本發明，并表示本發明是如何實現的，下面通過實施例并結合【附圖說明】，其中:
[0011]圖1是示意圖，表示依照本發明的機器的一部分。
[0012]圖2表不圖1中機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機器中第一和第二轉子表面上磁體的第一種排列方式。
[0015]圖5表示圖1機器中第一和第二轉子表面上磁體的第二種排列方式。
[0016]圖6表不圖1機器中第一和第二轉子表面上磁體的第三種排列方式。
[0017]圖7表示圖1機器中第一和第二轉子表面上磁體的排列方式的另一個方面。
[0018]圖8表不第二轉子的另一種凹面圓筒形式。
[0019]圖9表示第一和第二轉子的第二種排列方式。
[0020]圖10表示第二轉子另一種凸面圓筒管形式。
[0021]圖11表不第一和第二轉子的第三種排列方式。
[0022]圖12表示第一和第二轉子的第四種排列方式。
[0023]圖13表示了依照本發明的另一種機器，其具有用于第二轉子的帶輪子的支架。
[0024]圖14表示依照本發明的直線發電機的第一種排列方式。
[0025]圖15表示直線發電機的第二種排列方式。
[0026]圖16表不直線發電機的橫截面。
[0027]圖17表示另一種直線發電機的橫截面。
[0028]圖18表示并入了本發明發電機的波能轉換器。
[0029]圖1表示依照本發明的一種電機8的總體結構。在此所述的電機是以發電機形式，在發電機中主體的轉動可用于產生電能。然而，本領域技術人員理解的是，利用同樣的原理可以構建一電機，將電能應用于電機中，可使其主體旋轉。
[0030]圖1中電機8具有第一轉子10，該第一轉子通過輪輻14形式的支架結構與輪軸12連接。輪軸12的旋轉促使轉子10圍繞其軸線旋轉，這軸線由該輪軸確定。輪軸12的旋轉可由動力源驅動，例如風力渦輪機、潮汐流裝置、或波能轉換器，雖然輪軸的旋轉可以由任何動力源驅動，但本發明的電機尤其適合用于一些情況，即在一個相對低的速度下驅動旋轉的情況，例如在一種典型的1.5兆瓦風力渦輪機驅動的情況下，其輪軸以大約20轉/分的轉速旋轉。此外，雖然圖1表示轉子10通過輪軸12被驅動，但其可以直接由一主體來驅動，該主體通過外部動力源引起旋轉。例如，其可被直接安裝在風力渦輪機的輪轂之上。
[0031]轉子10通常是環管形。也就是說，轉子具有圓環形外形，其可以通過將一個圓圈繞軸線作轉動生成，該軸線位于圓圈所在平面，但又在圓圈之外。這軸線就是轉子旋轉時所繞的軸線。
[0032]然而，該轉子的表面并不是一個完整的圓環面。具體地說，將圓形管橫截面中離轉動軸最遠的那部分除去，留下了環形缺口 16。
[0033]在圖1中通過該缺口 16可見一個圓筒形第二轉子18，該轉子18的外圓形橫截面略小于轉子10的內圓形橫截面。
[0034]雖然圖1表示僅有一個圓筒形第二轉子18，但實際上有許多個這種第二轉子位于該第一轉子之內。
[0035]圖2更詳細地表示了在第二轉子18的區域內電機8的一部分。具體地說，第二轉子18 (以及圖1或2中未顯示的每一個其他第二轉子)是安裝在支架結構20之上，這使其在第一轉子10的旋轉方向上不能移動，但允許第二轉子繞其自身的圓形橫截面的軸22旋轉。
[0036]位于第二轉子18之內的是定子24。眾所周知，第二轉子18和定子24可被設計為:第二轉子18繞其軸22的旋轉可導致在定子24內產生電流，該電流能夠通過外部電路(圖中未示出)供給電力供應線路、電力儲存裝置等。
[0037]圖3是第一轉子10、第二轉子18和定子24的橫截面圖。
[0038]如上所述，第一轉子10可繞軸旋轉，該軸位于其橫截面的平面上。同時，第二轉子18不能夠繞第一轉子的轉動軸旋轉，但其能夠繞軸22旋轉。如果在第一轉子10的第一內表面26，以及在第二轉子18的第一外表面28之上的磁體排列，會產生效應，則當第一轉子10被驅動，而繞其轉動軸旋轉時，就會迫使第二轉子18繞軸22旋轉。這將在下文進行詳細描述。
[0039]另外，如果在第二轉子18的第二內表面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，則第二轉子18繞其軸22的轉動，可使安裝于定子24上的線圈繞組產生電流。這些合適的磁體排列方式，對本領域的技術人員而言是眾所周知的，在此不作進一步描述。
[0040]圖4表不在第一和第二轉子的表面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，是假設兩個表面都是平面，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等于兩個磁體加上兩塊鐵片的寬度。
[0043]圖5表示在第一和第二轉子的表面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，是假設兩個表面都是平面，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