[发明专利]一种发电机以及使用该发电机的电动自行车

说明书

技术领域

本发明涉及交通工具技术领域，特别涉及一种发电机以及使用该发电机的电动自行车。 

背景技术

随着生活水平和质量的不断提高，人们在享受炫丽多采生活的同时，对生活质量和工作效率的关注程度也在提高。大气环境质量，二氧化碳及温室气体排放等专业词汇已经成了百姓的口头禅。因此可以想象人们对生活质量的重视程度已“今非昔比”。除此之外随着交通工具的不断更新工作效率也明显提高，人们的活动半径继续扩大，从而促使人们的信息量和生活质量迅速提高。 

众所周知，现代化交通工具汽车的使用量如“井喷”一样发展，汽车尾气的排放和交通拥堵成为令人“头疼”的社会问题，因此“减排”和“健康”成为人们关心的头等大事。19世纪自行车发明在20世纪得到了迅猛发展。给人们出行带来方便的同时也扩大了人们出行的范围，丰富了人们的生活，促进了社会进步。20世纪90年代电动自行车进入人们的生活，但是“新生事物”往往是一把双刃剑，人们在享受电动自行车带来的较高的出行效率和更大的活动半径的同时，人们发现蓄电池的容量和蓄电池的重量成正比，蓄电池的容量越大其自重也越大，由于受到蓄电池自重的限制，电动自行车行驶半径并不会无限扩大，“蓄电池”本身消耗了很大能量。又因为蓄电池大量使用造成环境的污染，尤其是“铅酸”等物质造成的重金属和强酸污染。再加上蓄电池的充电次数的限制及寿命等因素，使得电动自行车的运行成本相对自行车而言“居高不下”。由于蓄电池的不良表现，使电动自行车在人们心目中的地位大打折扣，虽然电动自行车存在种种不尽如人意的地方，然而从电动自行车的普及率和拥有量来看，高效率低价位的代步工具符合民用交通工具发展的需求。 

受到传统理念的束缚，目前带发电机的电动自行车为单向驱动定子或转子旋转，换句话说：有两种选择，一种是定子固定不动，转子被外力驱动旋转发电；另一种是“外转子式”，暨原来转动的转子固定不动，原来固定的“定子”旋转。不管采用哪种方式，都没有改变单向驱动的模式，这种传统的发电机结构有一个弱点，就是由于采用单向驱动模式，要求转子必须以很高的旋转速度来切割磁力线发电。这样一来发电机需要经过多级增速齿轮的驱动机构，驱动力矩增加，也增加了中间环节的能量损耗。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种新型发电机以及使用该发电机的电动自行车，可以在保留人力带动链条驱动后轮转动这种传统驱动方式和保持高效便捷等基本功能的基础上，对传统的电动自行车用发电机进行改进，得到一种新型高效的发电机，由人力驱动这种低速发电机发出的电经电刷引出并输入到电路中，再经由电路传送到电动机，电动机驱动自行车前进，并通过变频调速电路改变驱动电机的转速，从而改变电动自行车的行进速度。 

鉴于上述目的，本发明提供了一种用于电动自行车的发电机，包括固定于自行车车架上的外壳；外转子，安装在所述外壳内；内转子，安装在所述外转子内；所述外壳内具有两个与自行车的曲柄传动轴转动连接的驱动齿轮，其中外转子驱动齿轮通过外转子传动机构驱动所述外转子旋转，内转子驱动齿轮通过内转子传动机构驱动所述内转子相对于外转子的转动方向反向旋转，使得所述外转子和内转子相对反向旋转。正因如此，在磁通量不变的情况下，发电机驱动力矩和驱动速度相应降低；脚蹬的运动经由曲柄传动轴传递给外壳内的各驱动齿轮，再分别通过传动机构驱动外转子和内转子相对反向旋转，从而驱动发电机。所述传动机构可以是齿轮传动，一侧用皮带传动或链条传动。 

作为优选，所述驱动齿轮分别经由单向离合器与曲柄传动轴转动连接。 

作为优选，所述外转子内设有永磁材料，所述内转子由转子铁芯和线圈组成；或者，所述内转子内设有永磁材料，所述外转子由转子铁芯和线圈组成。 

作为优选，所述发电机具有电刷和集电环，集电环安装在内转子的轴上，与所述线圈连接并延伸到外转子的外侧，电刷安装在所述外壳上。

作为优选，所述外转子带有飞轮。 

本发明还提供了一种电动自行车，包括前轮，后轮，连接前轮的方向控制器，脚蹬，曲柄，发电机和电动机，发电机与曲柄的传动轴转动连接，发电机包括固定于自行车车架上的外壳；外转子，安装在所述外壳内；内转子，安装在所述外转子内；所述外壳内具有两个与自行车的曲柄传动轴转动连接的驱动齿轮，其中外转子驱动齿轮通过外转子传动机构驱动所述外转子旋转，内转子驱动齿轮通过内转子传动机构驱动所述内转子相对于外转子的转动方向反向旋转，使得所述外转子和内转子相对反向旋转；发电机产生的电传送到电动机，电动机驱动自行车前进。