正面受力的发电电动机技术及扩展制造技术

本发明专利技术涉及风(水)力发电、机械原理等知识，具体指一种正向受力的发电电动机及技术扩展；解决了传统发电机、电动机因斜面受力而导致的效率低、功能少等问题。本发明专利技术就是颠覆现有的发电机或电动机“定子固定、转子转动”这一传统模式，而是的将转子固定，让定子转动，进而定子也转动，且与转子方向相反。由此引发了新的、更重要的功能。特别是水陆两栖车(船)、公母槽式互逆旋转发电机、两组双向叶片风力发电机等，使得车、船不仅是用电设施，还可以发电，更可以随意上岸和下水，发电设施不再是普通百姓难以触及的“高大尚”产品，以及风力发电可以轻易提高二倍的转速；因改变了发电机的受力方式，使发电成本更低、更简单、便捷、实用。

Technology and extension of generator motor with positive force

【技术实现步骤摘要】
正面受力的发电电动机技术及扩展一、
本专利技术主要应用机械原理、流体力学及发电方面知识，具体指一种正面受力的发电电动机技术及扩展的应用技术。二、
技术介绍
现有的流体(风或水流下同)发电技术应用越来越广泛，其原理大多是采用有一定流速的流体来冲击桨叶(叶片或叶轮下同)的斜面，靠的是冲击力产生的分力之一的切向力来推动桨叶旋转，而其它的两个分力(径向力和轴向力)被浪费掉了，只是切向力将流体的直线运动变成圆周运动。不仅如此，水力发电大多是采用水坝蓄水来提高水位，水库储水在改善环境和水利灌溉利于农耕的同时，也有一定的弊病，如：工程浩大、改变了自然生态、阻碍了水上交通等。同样，风力发电也无法回避斜面受力的弊端，为了获取更多的能量，只能把叶片制作的越来越长，不仅造价越来越高，制作、安装条件也越来越苛刻，还人为的形成了极端天气情况下的安全隐患，无形中对鸟类也造成了伤害。弊端远不止这些，水上航行是人类的主要交通方式之一，船舶的驱动方式同风力发电机一样，也是动力源用轴带动桨叶，靠桨叶的斜面来完成扭矩从直线运动的转换，是与风力发电互为逆工作，靠桨叶的斜面来推水从而使船舶前行，这里扭矩转变成推力，也只有分力之一的轴向力变成了推力，另二个分力(径向力和切向力)也是浪费掉了，并未做功。综上所述，人类在发电或是船舶航行方面对流体的利用采用的是同一个原理，就是在桨叶的斜面与轴之间，靠桨叶扭曲的角度，来实现能量的直线运动到扭矩转动两者之间的相互转换，这种靠斜面来完成的转换方式这里称之为“斜面方式”。发电时是外力推动桨叶使轴转动；航行时是轴转动带动桨叶旋转对水产生推力，两者互为逆工作，在进行扭矩与推力转换的过程中，无论是受力过程还是产生推力过程，都是靠产生的分力之一(前者是切向力，后者是轴向力)做功，其它的力都损失了，无论怎样优化设计，只能使损失变小，不能消灭，这就是“斜面方式”胎生的缺陷。技术的发展进程中，“斜面方式”只是多种能量传递方式中的一种，人有“惯性认识”的秉性，使得“斜面方式”一直被当做主要方式沿用至今，即便采用了一些其它的传递方式，如：脚踏船的直板驱动，也因技术和实用价值等不利因素而夭折。因为“斜面方式”这种胎生的缺陷，用在发电方面只是产生了较大的功率损失，而用在船舶上，不仅产生了分力损失，更重要的是排斥了其它驱动方式，最直接、最坏的后果是将船舶牢牢地束缚在了水里，导致船舶几个世纪以来止步于岸边，望“岸”兴叹。流体的能量毫无疑问是除了光能以外的现存的最好的四无能源(无偿、无穷尽、无污染、无处不在)，将其合理的转化为电能，为人类所用是社会的福祉。三、
技术实现思路
1.正面受力的发电电动机本方案是采用直板受力的方式来替代“斜面受力”方式，从图1的桨叶受力分析可以看出，船舶的做功方式是主动受力方式，动力源输出扭矩M，经转轴和桨叶传递后，最终在桨叶的斜面上产生三个分力，只有F轴使船舶前进，而其它二个分力做的是无用功。同样，风力发电做功方式是被动受力，风力吹到桨叶的斜面上，产生三个分力，也只有F切产生了扭矩M,其它二个分力同样也是无用功。从这里就可以得出结论：现有的“斜面受力”方式在扭矩转动到直线运动的变换过程中功率损失很大。本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种对现有技术突破的、简单、高效、实用、应用范围更广的正面受力的发电电动机技术及应用。为实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：依据：“磁力发电机与磁力电动机结构相同、互为逆工作”的原理，本专利技术对磁力发电机或电动机进行改进，将两者的功能合二为一，制作一个磁力发电电动机，包括：一个圆桶内安装多组磁极、圆桶外装翼板、带有翼板的圆桶和磁极共同组成外部转子，在圆桶内安装一个缠绕着线圈的电枢铁蕊，线圈和电枢铁蕊及中心轴共同组成内部定子，在这里传统发电机或者电动机的定子和转子的结构被改变，原来的定子在外部现在在内部，原来的转子在内部现在的转子在外部，特别说明这里的定子并不转动，中心轴也不转动，此轴是外部转子转动的转轴，本专利技术的发电电动机是：外部变为转子转动，内部变为定子固定。根据以上方案，为了改变传统发电机“斜面受力”的缺陷，在圆桶外专门设置了翼板，翼板是直板，是正面受力，是流体推动发电机转动或电动机对外做功的载体，这就是正面受力的发电电动机。本专利技术的有益效果，该机做为电动机使用时：由于处于中心的定子是固定的，通电后，定子的线圈使电枢铁蕊产生磁场，磁场与外部转子圆桶上的固定磁组相互作用，外部转子就会转动，就可以对外输出动力，这就是电动机。这里向外输出动力分为两种情况：一是做为船舶的驱动器，这时是翼板在对水产生推力，且是正面推动水流，功效要大于传统桨叶的“斜面受力”；二是做为动力源向齿轮箱或者皮带轮等传递扭矩时，可以用圆桶进行输出，此时翼板不起作用可以取消。该机做为发电机使用时：流体驱动圆桶上的翼板使得外部转子转动，磁组与定子线圈相对运动，因线圈切割磁力线产生电流就会发电，就是发电机。本专利技术另一重要意义也是源于此，即在船舶上做为驱动器使用时，将船舶停泊在流动的水里，水流会不停的推动翼板从而发电，也就是本机闲暇时会向自带电瓶充电，也可向外界输送电力。因发电电动机有发电功能，而且流体的能量又是无穷尽的，为了解决能源紧缺的现状，进一步，利用发电电动机能发电的这一功能，专门制作大量的发电设施，因该机结构巧小简单，可视为基本单元，采用排列组合的方式进行组合、集群安装，即可以在较小的场合单独使用，也可以在较大的场合进行组合使用，由于流体的无偿，就会有大量的电量产生，投入产出比会非常之大。从上面论述可见，正面受力的发电电动机具备了：发电、电动、驱动三项功能。2.水陆两栖车因“正面受力的发电电动机”有驱动功能，进一步改进，在其外圈安装上专用的高强轮胎，该机就有了车轮的功能，将其用做车轮直接安装在车辆上，车辆就可以行驶，重要的是，这种安装了轮胎的发电电动机的转子是有翼板的，自身有推水功能，所以该车到水边后就能直接下水在水面航行，只要适当的在车底部进行密封和保证车辆有足够的浮力即可，这就是水陆两栖车。这里对高强轮胎的制作和安装有较严格的要求：即不能影响翼板推水功能，又要保证正常行驶的车轮功能，所以轮胎强度要高，且要比一般的轮胎的截面细，为的是减少对翼板推水功能的阻挡，将外形制成类似于自行车的轮胎形，安装位置只能是发电电动机翼板的两侧，在强度有特殊要求时(如用做水陆两栖坦克使用时)中间再加一条轮胎。高强轮胎制成管环状更适用，也可以制成实芯胎，高强轮胎内部是环形弹簧圈，再配以正常橡胶轮胎结构即可。本专利技术有益效果为：现有电子技术将带有轮胎的发电电动机制成直流无刷电机很简单，更实用，特别是做为驱动机时，无论是当做船舶驱动器还是汽车的车轮，因直流电机的变速用增、减电流就可以实现，非常便捷，而现有的汽车调速靠的是变速箱，改进后一个车辆的发动机在车轮内、用增减电流来调速，这就大大的简化了车辆的结构，船也是同样的道理。车轮有了发电、电动、驱动、变速等诸多功能，这就极大的提高了车辆(或船舶)的灵活性，降低了制作成本，更可以将现有车辆(或船舶)的机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正面受力的发电电动机，其特征在于：是根据磁力发电机和磁力电动机的原理改进的，再结合脚踏船推进器的推进方式，将其驱动机构改成正面受力的直板发电电动机，其构成为：磁极(2)和带有翼板(13)的支撑圈(1)做为外部转子，电枢铁蕊(5)上缠绕着线圈(3)安装在中心轴(4)上做为内部定子，在该机作为发电机使用时，外部转子在流体(指风或水流下同)推动下转动，内部为固定的定子，磁级(2)与线圈(3)相对运动产生电流该机就发电；在该机作为电动机使用时，电源向线圈(3)供电，电枢铁蕊(5)产生磁场，该磁场与外部转子的磁极(2)相互作用，该机转动，通过翼板(13)向外做功从而产生动力。/n

【技术特征摘要】
1.一种正面受力的发电电动机，其特征在于：是根据磁力发电机和磁力电动机的原理改进的，再结合脚踏船推进器的推进方式，将其驱动机构改成正面受力的直板发电电动机，其构成为：磁极(2)和带有翼板(13)的支撑圈(1)做为外部转子，电枢铁蕊(5)上缠绕着线圈(3)安装在中心轴(4)上做为内部定子，在该机作为发电机使用时，外部转子在流体(指风或水流下同)推动下转动，内部为固定的定子，磁级(2)与线圈(3)相对运动产生电流该机就发电；在该机作为电动机使用时，电源向线圈(3)供电，电枢铁蕊(5)产生磁场，该磁场与外部转子的磁极(2)相互作用，该机转动，通过翼板(13)向外做功从而产生动力。


2.根据权利要求1所述，在上述发电电动机支撑圈(1)的翼板(13)外圈安装上专用的高强轮胎，轮胎由弹簧圈(7)和橡胶(6)组成，该机就有了车轮的功能，将该机作为车轮安装在汽车上，这就是水陆两栖车(船)，其特征在于：在车载电源供电的情况下，该机起电动机作用，汽车就可以在陆地上行驶；由于支撑圈(1)所带的翼板(13)有推水功能，其作用如同船舶的驱动器，汽车在翼板(13)的推动下，就会像船一样在水面也能行驶；所以在车底部密封、且车体具有一定的浮力情况下，汽车可以任意的往来于水面和岸边。


3.根据权利要求2所述，闲置时将汽车停泊在河流中，此时发电电动机起发电作用，该机就是水力驱动的直板正面受力的发电机，其特征在于：可以向电瓶充电或向电网输电，进一步，以发电为目的，专门制作安装批量的发电电动机(此时不用装轮胎)，可以进行排列组合式安装，更可以组成矩阵组，再将船舶更换成专用的漂浮物，就构成了发电群组，水流推动，就会有大量的电量产生。


4.根据权利要求3所述，发电电动机的外部转子和内部定子的结构已经改变了传统的发电机原有的结构模式，再做进...

【专利技术属性】
技术研发人员：高彦霜，
申请(专利权)人：高彦霜，
类型：发明
国别省市：辽宁;21