[发明专利]包括转子和两个定子的电力发电机

说明书

电力发电机包括转子和多个定子，转子和多个定子围绕中心轴线同轴且同心地布置。在转子的径向内侧设置有通过内气隙间隔开的内定子，并且在转子的径向外侧设置有通过外气隙间隔开的外定子。转子包括多个磁极结构，所述多个磁极结构被配置成提供或产生具有多个磁极的磁场。转子的截面厚度不均匀，其中：转子的内表面在磁极结构处向内突出，内气隙是不均匀的，因为内气隙在磁极结构处径向较短而在磁极结构之间径向较长；以及转子的外表面在磁极结构处向外突出，外气隙是不均匀的，因为外气隙在磁极结构处径向较短而在磁极结构之间径向较长。

技术领域

本发明涉及电力发电机，并且具体地，本发明涉及具有呈定子-转子-定子配置的转子和两个定子的电力发电机。

背景技术

在现有技术的电力发电机中，通常设置单个转子和单个定子。众所周知，转子产生磁场并旋转，并且旋转磁场在保持静止的定子中设置的绕组中感应电流。在这种配置下，来自转子的磁场仅在一个方向上被定向至定子，即，来自转子的磁场仅径向向内或仅径向向外被定向至定子。

发明人知道具有双定子、单个转子配置的发电机。US6297575公开了一种三层结构，其中来自转子的磁场源位于两个定子之间，并且是用于这些定子相互作用的公共磁场源。本公开内容旨在使用该结构来执行发电机功能或马达功能或者马达功能和发电机功能的组合。

然而，US6297575的公开内容缺乏关于气隙的技术规范。当该单元操作为电力发电机时，似乎没有考虑气隙及其相互作用的影响。该公开内容没有研究不同层之间的气隙，特别是在发电方面，尽管气隙对发电参数可能至关重要。发明人认为这是US6297575中的缺点，并希望解决这个问题。

本发明旨在解决以上提到的未优化气隙以改善性能和所产生的电力的质量的缺点。

发明内容

因此，本发明提供了一种电力发电机，其包括转子和多个定子，其中：

转子和多个定子围绕中心轴线同轴且同心地布置；

多个定子包括内定子，内定子设置在转子的径向内侧，内定子和转子通过内气隙间隔开；

多个定子包括外定子，外定子设置在转子的径向外侧，外定子和转子通过外气隙间隔开；

内定子和外定子中的每一个具有相应绕组，所述相应绕组被配置成在其中感应电流；

转子包括多个磁极结构，所述多个磁极结构被配置成提供或产生具有多个磁极的磁场，所述磁场在使用中被配置成在绕组中感应电流；并且

转子的截面厚度不均匀，其中：

转子的内表面在磁极结构处径向向内突出，由于内气隙在磁极结构处径向较短，而在磁极结构之间径向较长，因此内气隙是不均匀的；以及

转子的外表面在磁极结构处径向向外突出，由于外气隙在磁极结构处径向较短，而在磁极结构之间径向较长，因此外气隙是不均匀的。

换言之，每个磁极结构的外表面可以具有比它所描述的位移弧更剧烈的曲率或更小的曲率半径。每个磁极结构的内表面可以是平坦的或者至少具有比它所描述的位移弧更平缓的曲率或更大的曲率半径。

电力发电机可以具有仅单个转子以及确切地两个定子。

电力发电机可以包括背铁。背铁可以提供返回路径，并帮助闭合磁路以防止转子的磁场向外辐射。可以在外定子周围设置背铁。在外定子和内定子中可以存在返回路径以使磁路完整。内返回路径可以位于内定子的内表面中，并且外返回路径可以处于外定子的外表面中。

可以注意到，本公开内容的优点在于，由转子产生的磁场在转子的内部(由内定子利用)和在转子的外部(由外定子利用)二者被利用。这可以导致更有效地将磁场转换为电流。