[发明专利]电机

说明书

本发明涉及一种电机，尤其是一种通过主体的缓慢运动，可有效产生电流的机器。

以发电机形式的电机是众所周知的，在发电机中，原始能源是用于转动其主体转子，且这转子与定子配合从而产生电流。然而，当原始能源是普通再生能源的一种，例如风、潮汐、或波浪时，通常该转子的转动，至少与传统发电站中达到的3000转/分的转速相比，其转动是相当慢的。

这种相对慢速运动所引致的后果是发电机必须相当大，这将意味着发电机的成本很高，重量很重。如果使用传统的机械传动装置将发电机中转子的慢速旋转改变为快速旋转，那么传动装置由于摩擦将造成能耗，同时也会降低可靠性。

最近的欧洲专利申请(EP-A-2335344)公开了一种机器，其具有集成的磁力传动系统，该系统将原动机的慢速转动转化成发电机内转子的快速转动。磁体的双面阵列用来产生一种扭矩非常密集的磁力传动系统，这导致机器体积更小。但是，在一些情形下，高扭矩密度不是必要的。本发明利用一磁体阵列与一铁磁凸极阵列配合来产生传动效应。在一些应用中，本发明比前述的双面磁体系统成本更低且更稳固。

根据本发明的第一方面，其提供一种电机，包括：

第一转子，可绕第一轴旋转，或沿第一轴移动，并且在其第一表面上具有铁磁凸极的第一种排列方式；

第二转子，其第一表面相邻于第一转子的第一表面，使其可绕第二轴旋转，并且在其第一表面上具有磁体的第二种排列方式；

其中，铁磁凸极和磁体的第一种和第二种排列方式，使得第一转子绕第一轴的旋转或第一转子沿着第一轴的移动引发第二转子绕第二轴的旋转。

为了更好地理解本发明，并表示本发明是如何实现的，下面通过实施例并结合附图说明，其中：

图1是示意图，表示依照本发明的机器的一部分。

图2表示图1中机器的一部分的局部放大图。

图3是图2所示部分的横截面图。

图4表示图1机器中第一和第二转子表面上铁磁凸极和磁体的第一种排列方式。

图5表示图1机器中第一和第二转子表面上铁磁凸极和磁体的第二种可选排列方式。

图6表示图1机器中第一和第二转子表面上铁磁凸极和磁体的第三种可选排列方式。

图7表示图1机器中第一或第二转子表面上铁磁凸极的排列方式的另一个方面。

图8表示图1机器中第一或第二转子表面上磁体的排列方式的另一个方面。

图9表示第二转子的另一种凹面圆柱体形式。

图10表示第一和第二转子的第二种排列方式。

图11表示第二转子另一种凸面圆筒管形式。

图12表示第一和第二转子的第三种排列方式。

图13表示第一和第二转子的第四种排列方式。

图14表示了依照本发明的另一种机器，其具有用于第二转子的带轮子的支架。

图15表示依照本发明的直线发电机的第一种排列方式。

图16表示直线发电机的第二种排列方式。

图17表示直线发电机的横截面。

图18表示另一种直线发电机的横截面。

图1表示依照本发明的一种电机8的总体结构。在此所述的电机是以发电机形式，在发电机中主体的转动用于产生电能。然而，本领域技术人员会理解，利用同样的原理可以构建一电机，将电能应用于电机中，可使其主体旋转。

图1中电机8具有第一转子10，该第一转子通过轮辐14形式的支架结构与轮轴12连接。轮轴12的旋转促使转子10围绕由该轮轴限定的轴线旋转。轮轴12的旋转可由动力源驱动，例如风力涡轮机、潮汐流装置、或波能转换器，虽然轮轴的旋转可以由任何动力源驱动，但本发明的电机尤其适合用于一些情况，即在一个相对低的速度下驱动旋转的情况，例如在一种典型的1.5兆瓦(MW)风力涡轮机驱动的情况下，其轮轴以大约20转/分(RPM)的转速旋转。此外，虽然图1表示转子10通过轮轴12被驱动，但其可以直接由一主体来驱动，该主体通过外部动力源引起旋转。例如，其可被直接安装在风力涡轮机的轮毂之上。

转子10通常是环管形。也就是说，转子具有圆环形外形，其可以通过将一个圆圈绕轴线作转动生成，该轴线位于圆圈所在平面，但又在圆圈之外。这轴线就是转子旋转时所绕的轴线。

然而，该转子的表面并不是一个完整的圆环面。具体地说，将圆形管横截面中离转动轴最远的那部分去掉，留下了环形缺口16。

在图1中通过该缺口16可见一个圆筒形第二转子18，该转子18的外圆形横截面略小于转子10的内圆形横截面。