具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1至图58所示，图1为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之一。图2为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之二。图3为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之三。图4为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之四。图5为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之五。图6为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之六。图7为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之七。图8为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之八。图9为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之九。图10为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之十。图11为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之十一。图12为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之十二。图13为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之十三。图14为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之十四。图15为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之十五。图16为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之十六。图17为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之十七。图18为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之十八。图19为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之十九。图20为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之二十。图21为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之二十一。图22为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之二十二。图23为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之二十三。图24为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之二十四，图25为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之二十五。图26为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之二十六。图27为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之二十七。图28为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之二十八。图29为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之二十九。图30为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之三十。图31为本发明实施例提供的发电机的结构示意图三十一。图32为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之三十二。图33为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之三十三。图34为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之三十四。图35为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之三十五。图36为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之三十六。图37为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之三十七。图38为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之三十八。图39为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之三十九。图40为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之四十。图41为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之四十一。图42为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之四十二。图43为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之四十三。图44为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之四十四。图45为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之四十五。图46为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之四十六。图47为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之四十七。图48为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之四十八。图49为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之四十九。图50为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之五十。图51为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之五十一。图52为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之五十二，图53为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之五十三。图54为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之五十四。图55为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之五十五。图56为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之五十六。图57为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之五十七。图58为本发明实施例提供的发电机的结构示意图之五十八。

需要说明的是，图中的箭头代表部件的运动方向，弧形箭头代表部件沿着该方向旋转，直线上下箭头代表部件沿着该方向上下运动。

一种发电机，其包括：外层定子线圈43、中层转子41磁铁、内层定子40磁铁、中层转子41磁铁转动带动所述内定子40中小转子磁铁转动的传动机构，所述内定子40中小转子为筒状结构，所述中层转子套设在所述内层定子的外侧，所述内定子40中小转子磁铁可转动地设置在所述内定子一端端面的边缘位置处，所述中层转子41磁铁设置在所述中层转子41一端端面上，所述内定子40中小转子磁铁与所述中层转子41磁铁设置在同一端面上；

所述中层转子41第一端通过所述传动机构十二个齿条与所述内层定子中十个小转子磁铁传动连接。

通过在内定子40上设置可转动的小转子1磁铁，中层转子41的转动通过传动机构带动内层定子40中小转子1磁铁转动，实现小转子1磁铁的磁场方向发生转换，从而使得小转子1磁铁与下一个中层转子41磁铁22的极性，由原来的相斥变为相吸，同时，小转子磁铁与当前正对的中层转子磁铁11，由原来的相吸变为相斥，在磁场相吸的作用下，促进转子转动，降低发电机自身内部的磁场阻力，节省外力的力矩，提高发电效率，扩大发电机的使用领域。

其中，传动机构分别设置在所述中层转子以及内定子的两端端面上。

具体地，设定发电机中心为内定子40固定不动，中间层为转子41旋转运动，内定子40中五对磁极，每对磁极极性都是对应的，中层转子41内六对磁极，每对磁极极性也是对应的，转子41内部中的六组磁极自身不翻转固定不动，内定子40中的五对磁极可做自身圆周旋转运动，第一步，设定转子向逆时针方向旋转，起车时，中层转子41在任意位置都可以，推动启车和停车快速扳手50向前五次，分别使第1、2、3、4、5小转子磁场翻转180°，启动发电机；中层转子41圆周上等距离安装十二块磁铁和两侧各安装十二个齿条，两个齿条间距离为四个齿条弧长度，内层定子40圆周上等距离安装十个小转子，每个小转子的两端各安装一个小齿轮，小齿轮的圆周弧长一半等于中层转子上每个齿条的弧长，当中层转子41转动一个齿条弧长时，齿条23与小转子1齿轮咬合，带动内定子40中的小转子1转动180°，当中层转子41转动第二个圆周齿条弧长时，齿条24与小转子2齿轮咬合，带动内定子40中的小转子2转动180°，内定子40中的小转子3、4、5转动180°同原理不再复述；如图1所示，此时内定子40中的小转子1磁铁磁极为N极、附近的中层转子41磁铁11磁极S相互吸引，同时与附近的中层转子41磁铁12磁极N极相互排斥对中层转子产生逆时针驱动力，内定子中的每个小转子磁铁对中间转子磁铁都做同样的驱动原理这样发电机就转动起来了，中层转子磁铁22的N极在磁铁中心线上超前内定子中小转子10、磁铁N极磁铁中心线一个齿条中一个牙齿距离，中层转子磁铁16的N极在磁铁中心线上超前内定子中小转子5磁铁N极一个齿条中一个牙齿距离，由于同极性相斥原理，也产生逆时针方向排斥力，可使内定子40中十个小转子磁铁磁场对中层转子磁铁磁场驱动力方向一致，这样发电机就转起来了。

本发明实施例的发电机，内定子40中圆周上等距离镶嵌十个小转子，中层转子41内部圆周上等距离镶嵌十二个长方形磁铁，中层转子41的两侧分别安装有十二个齿条，外定子42中镶有励磁线圈43，发电机的左侧安装有启车停车机构83，右侧安装有调速机构85；启车前，内定子中小转子1、2、3、4、5的磁铁磁场驱动力方向为顺时针方向驱动，与其对应的小转子6、7、8、9、10磁铁磁场逆时针方向驱动，驱动力相互抵消，发电机处于静止状态；

启车时，用手推动启、停车快速扳手50，使齿轮副轮39上两个齿条34或35分别拨动组合轮33、32、31、30、29，它们的每个副轮上，间隔性安装有四个齿条，每个齿条弧长可分别使内定子中小转子1、2、3、4、5齿轮转动180°度，小转子内磁铁磁场极性发生切换，此时1、2、3、4、5小转子磁铁磁场逆时针驱动，6、7、8、9、10小转子磁铁磁场也逆时针驱动，在内定子不动的情况下，驱使中层转子41逆时针运动，这样发电机就运转起来了；

停车(电磁阀)，同启车原理相同，不再复述。

调速(电磁阀)：当发电机高速时电磁阀动作一次，推动快速扳手55，组合轮58副轮53转动，带动组合轮51副轮80转动，副轮80上间隔性安装有四个齿条，每个齿条弧长可使内定子中小转子5转动180°完成磁场切换，退出驱动，当发电机低速时，电磁阀在动作一次，使内定子中小转子5继续转动180°完成磁场切换，小转子5中的磁铁磁场再次投入驱动，促使发电机提速。

具体工作过程，当中层转子磁铁11运行第一个齿条23弧长时，中层转子上的齿条23与小转子1齿轮咬合，进行180°磁场切换，在翻转切换过程中(某个节点)会存在吸引力与排斥力相等静止不动，此时，内定子中的小转子2、3、4、5中的磁铁没有翻转，继续吸引中层转子转动，克服小转子1磁场切换阻力，带动中层转子继续转动；当中层转子磁铁11运行第二个齿条23弧长时，中层转子上的齿条24与小转子2齿轮咬合，进行180°磁场切换，在翻转切换工程中(某个节点)会存在吸引力与排斥力相等静止不动，此时，内定子中的小转子1、3、4、5转子中的磁铁不翻转，继续吸引中层转子转动，克服小转子2磁场切换阻力，带动中层转子转动；第3、4、5小转子磁铁磁场切换同理，此时内定子40中小转子在中层转子41传动机构两齿条之间完成一个周期工作，内定子中的小转子6、7、8、9、10与内定子中的小转子1、2、3、4、5对应，工作原理同步。

本发明实施例的发电机、绿色、环保、无污染的清洁能源，构造简单，启停车操作简单，易于智能化控制，使用寿命长，适用范围广，经济价值高。

与现有技术相比，本发明实施例的发电机具有以下优点，①现有发电机、转子磁场大多数采用直流励磁，工作时会产生一定的热量；②靠外动力驱动转子旋转，需要消耗大量能源；③本发明实施例的发电机，解决了中层转子采用永磁铁做磁极做圆周旋转，内定子磁铁磁场驱动，节省能源，减少热量，减少废气污染，④由于磁铁稀土铷铁棚的出现，磁能积大，剩磁高，退磁小，可使发电机超长期工作，⑤经济价值高，一台1000KW发电机需要小于十吨的外力，是中国现有稀土铷铁棚磁铁30×50×20永磁铁N48200块的吸力200×80＝16000元，加上制造成本和其它材料2.5万总价值4.1万，买一台同功率的燃油发电机至少需要60万⑥永磁能发电机比现有发电机工作效率高出15％以上；永磁能发电机是当今世界未来发展的方向，作者苏绍禹、高红霞《永磁发电机机理、设计及应用》一书中提到：30×50×20永磁铁N48 20块，可将距离20mm远的1000Kg钢板吊起、进行1500次起吊后永磁体表面磁感应强度与之前相同，其平均值都是B_m＝0.51T.英国目前已研制成功一种超强永磁体，直径50mm、厚10mm一块可以拉动10t重汽车。

本发明的有益效果是：体积小，重量轻，功率大，噪音小，结构简单，温升低，便于维修，操作简单，便于智动化控制，可制造特大功率低转速大扭矩发电机，采用石墨烯镀膜线圈，可制造1000KW发电机φ830mm，重量不到1t；去掉外层励磁线圈可当电动机使用，不怕进水受潮，产生退磁现象概率大大降低，冬季启车方便不用热机，是新能源汽车、高铁电机优选之一，适用于潜水艇、轮船、直升机高空无氧作业、空间站、汽车、水陆两系战车上，特适合移动式激光武器使用，另外磁能电机没有了励磁线圈，进而不会产生磁铁退磁，本发明实施例的发电机发现磁铁磁场力减弱时，及时更换磁铁或充磁即可继续使用。

进一步地，所述传动机构包括：齿条以及与所述齿条适配的齿轮，

所述齿条为弧形结构，所述齿条设置在所述中层转子的内侧壁上，所述齿条上的齿牙凸出于所述中层转子的内侧壁，所述齿条轴心与所述中层转子磁铁的轴心相对应，所述凹凸槽镶嵌在齿条圆圈的一侧面上，所述齿轮套设在所述小转子磁铁上，当所述中层转子磁铁与所述小转子磁铁临近时，所述齿条与所述齿轮啮合。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过间隔性等距离设置齿条，当中层转子磁铁11与内定子小转子1磁铁临近时，齿条23与所述小转子1齿轮啮合，齿条23开始拨动小转子1齿轮转动，实现小转子1磁铁的自动极性转换，即小转子1磁极旋转180°，小转子磁铁23转换为S极与中层转子磁铁11相互排斥运行，同时又存在与下一中层转子磁铁22相互吸引逆时针运行，齿条圆圈上的凹凸槽是通过第一逆止器开关杆滑行控制小转子磁铁旋转180°后，立即停止继续转动，当凸槽时第一逆止器通过开关杠杆打开小转子齿轮转动，当凹槽时第一逆止器通过开关杠杆关闭小转子齿轮转动。

进一步地，所述每个齿条的弧长为所述齿轮周长长度数值的一半；

所述内定子40中小转子磁铁的数量至少为十个，所述中层转子41中的磁铁数量至少为十二个。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置每个齿条的弧长以及齿轮周长长度，可使内定子40中的小转子磁极准确的旋转180°。

进一步地，所述每个传动轮为组合式连体轮，上层齿轮与小转子1上的齿轮大小相同，下层为不完全齿轮，大小为传动轮同体小齿轮的2.3倍，不完全齿轮为同体小齿轮的副轮，副轮上间隔性镶有四个齿条，每个齿条的弧长是内定子中小转子齿轮周长的一半。

采用上述进一步方案的有益效果是：①传动轮29转动一个齿条弧长度，可带动内定子40中的对应小齿轮转动半周，②内定子40中的对应小齿轮转子正常工作时传动轮29副轮68不与小转子齿轮传动接触，③启车或停车时减少控制把手力矩和移动距离，便于电磁阀控制。

进一步地，所述逆止器包括：用于阻止所述内定子中小转子磁铁反向转动的第一逆止器46、用于阻止所述内定子中小转子磁铁正向转动的第二逆止器86、所述第一逆止器46、第二逆止器86设置在所述内定子支撑盘64、65上，所述逆止器的凸轮与所述齿轮抵接，所述第一逆止器46凸轮上的开启开关杠杆，一端与中间转子圈上的凹凸槽滑动连接，另一端与内定子盘上的启停开关组合轮副轮39上的凹凸槽滑动连接，或一端与内定子盘上的调速开关组合轮副轮53上的凹凸槽滑动连接，所述第一逆止器开启开关杠杆为细弹性钢丝，两端镶有一个钢球。

采用上述进一步方案的有益效果是：第二逆止器86的设置，用于控制小转子单向转动，防止小转子反向顺时针转动，第一逆止器46的设置，用于控制小转子单向180°转动后，不在继续转动；在正常运转情况下，第一逆止器开启开关杠杆一端小球分别沿着中层转子齿条圈侧面凹凸滑槽起伏关闭、打开，第一逆止器开启开关杠杆另一端小球，是为发电机启车和停车时，沿着副轮39侧面凹凸滑槽起伏关闭、打开内定子中小转子齿轮，使其旋转180°后，立即关闭，发电机的另一端的调速开关工作原理相同，不再复述；

进一步地，所述启车、停车机构包括：快速扳手83，传动组合齿轮29、30、31、32、33以及内定子轴44，所述快速扳手83由控制把手50、凸轮36、组合齿轮37、齿轮副轮39、滚针38组成，所述齿轮29副轮68上间隔性等距离镶有四个齿条，齿条为弧形结构，所述齿轮副轮68设置在内定子轴支撑盘65上，所述齿轮副轮39的一端与所述启车停车开关把手的一端连接，另一端与传动组合轮29连接，所述内定子轴44设置在所述启车停车开关把手之间，所述齿轮副轮39与组合轮29、30、31、32、33、在同一端面上，所述齿轮副轮68与内定子小齿轮79在同一端面，所述齿轮副轮39上间隔性等距离镶有齿条34、齿条35，两齿条相距180°，所述齿条34、35的齿条弧长是抵接齿轮的四分之一。

采用上述进一步方案的有益效果是：①启车和停车快速扳手83的设置，可使齿条34、齿条35周期性按顺序一个一个地拨动内定子中小转子10、1、2、3、4、磁铁转动，进行磁极转换，实现小转子10、1、2、3、4、磁铁磁力顺时针驱动中层转子转动，小转子5、6、7、8、9、磁铁磁力逆时针驱动中层转子转动，正反作用力相互抵消，实现发电机停车，启车同原理；②便于安装、拆卸，不存在磁场力不均衡造成装配困难现象，③组合轮29、30、31、32、33、37、又称减速机齿轮，它们的组合可使启车和停车快速扳手83在操作时，使用的力更小，驱动距离更短，便于远程电磁阀控制开和停，④可使内定子中的小转子10始终按照一个方向转动，⑤齿条34、齿条35不与小转子5、6、7、8、9、上的齿轮，传动连接。。

进一步地，所述调速机构包括：快速扳手85，传动组合齿轮51以及内定子轴44，所述快速扳手85由控制把手55、凸轮52、组合齿轮58副轮53、滚针38组成，所述齿轮80副轮51上间隔性等距离镶有四个齿条，齿条为弧形结构，弧长是抵接齿轮的二分之一，所述齿轮副轮53设置在内定子轴一端上，所述齿轮副轮53的一端与所述调速开关把手55的一端连接，另一端与传动组合轮51连接，所述内定子轴44设置在所述启车停车开关把手之间，所述齿轮副轮53与组合轮51在同一端面上，所述齿轮副轮80与内定子小齿轮69在同一端面。

采用上述进一步方案的有益效果是：①调速机构的设置，用于拨动一组小转子5磁铁磁极切换，使其磁铁磁场与对应的中层转子磁铁磁场由原来相吸变为相斥，退出内定子中整体小转子磁铁驱动序列，从而减少一组驱动力，实现发电机减速的目的，②组合轮58、51又称减速机齿轮，它们的组合可使调速开关快速扳手55在操作时，使用的力更小，驱动距离更短，便于远程电磁阀控制，③可使内定子中的小转子5始终按照一个方向转动，④调速机构的组合齿轮副轮53不与内定子中小转子1、2、3、4、6、7、8、9、10上的齿轮传动连接。

进一步地，所述内定子中的小转子包括：筒体、齿轮以及多个长方形磁铁，

所述中层转子磁铁为十二块，长方形磁铁，所述长方形磁铁沿着所述转子中心向外辐射的方向设置。

采用上述进一步方案的有益效果是：小转子长方形磁铁水平叠加设置在筒体中，当筒体转动时，小转子长方形磁铁随之在水平方向上转动，长方形磁铁的磁极发生变化，实现与相邻磁铁之间磁性的变化，实现发电机自动降低内部磁场阻力。

进一步地，还包括：励磁线圈以及散热孔，所述励磁线圈设置在所述定子的侧壁上，所述散热孔设置在所述内定子轴上。

采用上述进一步方案的有益效果是：励磁线圈用于将电流导出；散热孔用于发电机散热，提高发电机的可靠性。

此外，本发明还提供了一种发电机，其包括：外层定子磁铁、中层转子磁铁、内层定子线圈、中层转子磁铁转动带动所述外定子中小转子磁铁转动的传动机构，所述外定子中小转子为筒状结构，所述中层转子套设在所述内层定子的外侧，所述外层中小转子磁铁可转动地设置在所述外定子一端端面的边缘位置处，所述中层转子磁铁设置在所述中层转子一端端面上，所述外定子中小转子磁铁与所述中层转子磁铁设置在同一平面上；

所述中层转子41通过所述传动机构十二个齿条与所述内层定子中十个小转子磁铁传动连接。

通过在外定子上设置可转动的小转子磁铁，中层转子的转动通过传动机构带动外层定子中小转子磁铁转动，实现小转子磁铁的磁场方向发生转换，从而使得小转子磁铁与下一个中层转子磁铁的极性，由原来的相斥变为相吸，同时，小转子磁铁与当前正对的中层转子磁铁，由原来的相吸变为相斥，在磁场相吸的作用下，促进转子转动，降低发电机自身内部的磁场阻力，节省外力的力矩，提高发电效率，扩大发电机的使用领域。

进一步地，包括上述任意一项所述的发电机的部件。

本实施例的发电机与上述发电机的安装结构以及原理相同，在此不再赘述。

具体地，设定发电机中心为外定子42固定不动，中间层为转子41旋转运动，外定子42中五对磁极，每对磁极极性都是对应的，中层转子41内六对磁极，每对磁极极性也是对应的，转子41内部中的六组磁极自身不翻转固定不动，外定子42中的五对磁极可做自身圆周旋转运动，第一步，设定转子向逆时针方向旋转，起车时，中层转子41在任意位置都可以，推动启车和停车快速扳手50向前五次，分别使第一、二、三、四、五组转子磁场翻转180°，启动发电机；中层转子41圆周上等距离安装十二块磁铁和两侧各安装十二个齿条，两个齿条间距离为四个齿条弧长度，外层定子42圆周上等距离安装十个小转子，每个小转子的两端各安装一个小齿轮，小齿轮的圆周弧长一半等于中层转子上每个齿条的弧长，当中层转子41转动一个齿条弧长时，齿条23与小转子1齿轮咬合，带动外定子42中的小转子1转动180°，当中层转子41转动第二个圆周齿条弧长时，齿条24与小转子2齿轮咬合，带动外定子42中的小转子2转动180°，外定子42中的小转子3、4、5转动180°同原理，如图1所示，此时外定子42中的小转子1磁铁磁极为N极、附近的中层转子41磁铁11磁极S相互吸引，同时与附近的中层转子41磁铁12磁极N极相互排斥对中层转子产生驱动力，内定子中的每个小转子磁铁对中间转子磁铁都做同样的驱动原理这样发电机就转动起来了，中层转子磁铁22的N极在磁铁中心线上超前外定子中小转子10磁铁N极磁铁中心线一个齿条中一个牙齿距离，中层转子磁铁16的N极在磁铁中心线上超前内定子中小转子5磁铁N极一个齿条中一个牙齿距离，由于同极性相斥原理，也产生逆时针方向排斥力，可使外定子42中十个小转子磁铁磁场对中层转子磁铁磁场驱动力方向一致，这样发电机就转起来了。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。