永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電機(jī)，它包括永磁轉(zhuǎn)子、軸承蓋板、接線盒、定子、機(jī)殼、軸承、端蓋；定子固定在機(jī)殼內(nèi)壁；永磁轉(zhuǎn)子兩端通過(guò)軸承分別固定在兩個(gè)端蓋上；兩個(gè)端蓋分別固定在機(jī)殼兩端；軸承蓋板通過(guò)螺釘固定在端蓋上并壓靠軸承；接線盒固定在機(jī)殼外壁；永磁轉(zhuǎn)子由鐵芯壓板、永磁體、轉(zhuǎn)子鐵芯片、連接螺栓、鍵、主軸組成；永磁體嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯片槽中，兩端用鐵芯壓板蓋住，通過(guò)連接螺栓鎖緊；轉(zhuǎn)子鐵芯片套在主軸上，轉(zhuǎn)子鐵芯片與主軸間設(shè)有鍵。它的效果在于：1、轉(zhuǎn)換效率提高，故障率降低，維護(hù)費(fèi)減少；2、輸出電能質(zhì)量好；3、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、成本低；4、使用壽命長(zhǎng)。
【專利說(shuō)明】永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電機(jī)
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電機(jī)，尤其是一種用于沼氣發(fā)電領(lǐng)域直接驅(qū)動(dòng) 的永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電機(jī)。
[0002]【背景技術(shù)】:沼氣發(fā)電機(jī)是由燃燒沼氣的原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，原動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速 為3000-6000rpm，發(fā)電機(jī)則為額定轉(zhuǎn)速是1500rpm左右的同步電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，它們通過(guò)減 速機(jī)連接。該種發(fā)電機(jī)在使用中存在的不足是:1、原動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)間由于減速機(jī)的存在，將 降低發(fā)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)換效率，產(chǎn)生噪音，而且故障率高，維護(hù)費(fèi)用大；2、由于沼氣流量波動(dòng) 大，造成原動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)分量大，發(fā)電機(jī)輸出電壓波形畸變大，致使發(fā)電機(jī)輸出電能質(zhì) 量差；3、低速發(fā)電機(jī)為了獲得較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，增強(qiáng)機(jī)組的穩(wěn)定性，往往還在發(fā)電機(jī)前面裝 設(shè)一個(gè)飛輪，這將使得整個(gè)機(jī)組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，單位用材多；4、由于電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)存在 滑環(huán)、碳刷等裝置，需要不斷維護(hù)及更換碳刷，降低了發(fā)電機(jī)的可靠性，若采用無(wú)刷勵(lì)磁技 術(shù)，則需要復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁裝置，這使維護(hù)維修極不方便，而且發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組本身需要消 耗一部分電能，致使電機(jī)輸出效率低；5、發(fā)電機(jī)需要配備相應(yīng)的勵(lì)磁裝置，由于沼氣原動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速波動(dòng)大，傳統(tǒng)的模擬勵(lì)磁設(shè)備只能讓發(fā)電機(jī)孤網(wǎng)發(fā)電，若要并網(wǎng)運(yùn)行需要昂貴的自追 蹤數(shù)字勵(lì)磁設(shè)備，設(shè)備總成本很大，不易推廣。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有沼氣發(fā)電機(jī)在使用中存在的上述不 足，而提供一種永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電機(jī)，它由原動(dòng)機(jī)直接耦合驅(qū)動(dòng)，它既能解決沼氣 發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低、電能輸出質(zhì)量差的缺點(diǎn)，又能增強(qiáng)機(jī)組的可靠性，降低設(shè)備的 維護(hù)運(yùn)行成本。
[0004]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā) 電機(jī)，其特征在于，包括永磁轉(zhuǎn)子、軸承蓋板、接線盒、定子、機(jī)殼、軸承、端蓋；定子固定在機(jī) 殼內(nèi)壁；永磁轉(zhuǎn)子兩端通過(guò)軸承分別固定在兩個(gè)端蓋上；兩個(gè)端蓋分別固定在機(jī)殼兩端； 軸承蓋板通過(guò)螺釘固定在端蓋上并壓靠軸承；接線盒固定在機(jī)殼外壁；永磁轉(zhuǎn)子由鐵芯壓 板、永磁體、轉(zhuǎn)子鐵芯片、連接螺栓、鍵、主軸組成；永磁體嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯片槽中，兩端用鐵芯 壓板蓋住，通過(guò)連接螺栓鎖緊；轉(zhuǎn)子鐵芯片套在主軸上，轉(zhuǎn)子鐵芯片與主軸間設(shè)有鍵。
[0005]為使磁極極靴處外凸，形成非均勻氣隙，使定子獲得較好的正弦波形，有效降低電 壓波形畸變率和啟動(dòng)阻力矩，轉(zhuǎn)子鐵芯片外圍分成與極數(shù)相同的段數(shù)，每段由三段不同心 圓弧相接構(gòu)成，中間圓弧圓心角與兩邊圓弧圓心角之和相等，中間圓弧的半徑與兩邊圓弧 的半徑相差2% -10%，兩邊圓弧對(duì)稱布置。
[0006]為增加永磁體有效利用體積，兩個(gè)永磁體槽之間的夾角在120?150° ;永磁體槽 兩側(cè)設(shè)有固定永磁體的凸臺(tái)。
[0007]為有足夠強(qiáng)度承受高速旋轉(zhuǎn)永磁體的離心力，又能減少磁路的漏磁系數(shù)，兩個(gè)永 磁體槽的兩端外設(shè)有0.8-1.0mm的隔磁橋。
[0008]為有效預(yù)防轉(zhuǎn)子軸電流，降低軸承維護(hù)成本，增強(qiáng)電機(jī)可靠性，大大延長(zhǎng)軸承使用 壽命，軸承為陶瓷軸承。
[0009]定子鐵芯為斜一槽結(jié)構(gòu)。
[0010]為加強(qiáng)散熱效果，在轉(zhuǎn)子鐵芯片內(nèi)圓外旁設(shè)有通風(fēng)孔，同時(shí)在鐵芯壓板上設(shè)有與之對(duì)應(yīng)的通風(fēng)孔；鐵芯壓板上對(duì)應(yīng)鐵芯片隔磁區(qū)域設(shè)有通風(fēng)孔；為了消除鍵槽帶來(lái)的不平 衡，在轉(zhuǎn)子鐵芯片上設(shè)有消除轉(zhuǎn)子不平衡的孔。
[0011]本實(shí)用新型的效果在于:1、轉(zhuǎn)換效率提高，故障率降低，維護(hù)費(fèi)減少，因?yàn)楸狙b置 的轉(zhuǎn)速可由每分鐘幾百轉(zhuǎn)到八千轉(zhuǎn)，它通過(guò)聯(lián)軸器即可與原動(dòng)機(jī)直接連接傳動(dòng)，取消了現(xiàn) 有裝置中的減速機(jī)構(gòu)，從而可提高轉(zhuǎn)換效率，使效率不低于96%，而且過(guò)載能力強(qiáng)，具有很 寬的高效工作區(qū)域，故障率得到降低，維護(hù)費(fèi)也相應(yīng)減少；2、輸出電能質(zhì)量好，這在于本裝 置永磁轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)可有效降低電壓波形畸變率，另外，本裝置中設(shè)有變流器，它可化解原動(dòng) 機(jī)波動(dòng)對(duì)本裝置的影響，從而降低電壓波形畸變系數(shù)，使輸出電壓波形穩(wěn)定；3、結(jié)構(gòu)緊湊、 體積小、成本低，這在于本裝置去掉了現(xiàn)有發(fā)電機(jī)中的飛輪、風(fēng)葉裝置，本裝置采用永磁體 勵(lì)磁，其氣隙磁密高，可縮短鐵芯長(zhǎng)度，單位用材少，這些使得本裝置結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、成 本低；4、使用壽命長(zhǎng)，這在于本裝置中的軸承為陶瓷軸承，它不僅有效預(yù)防轉(zhuǎn)子軸電流、降 低軸承維護(hù)成本、增強(qiáng)電機(jī)可靠性、而且可以大大延長(zhǎng)使用壽命。
[0012]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明:
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0013]附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(局部剖視)；
[0014]附圖2為本實(shí)用新型中轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖(局部剖視，放大)；
[0015]附圖3為本實(shí)用新型中轉(zhuǎn)子鐵芯片的結(jié)構(gòu)示意圖(放大)；
[0016]附圖4為本實(shí)用新型系統(tǒng)連接方框示意圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0017]參見(jiàn)附圖1、2、3，一種永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電機(jī)，主要由永磁轉(zhuǎn)子1、軸承蓋 板2、接線盒3、定子4、機(jī)殼5、軸承6、端蓋7組成。定子4通過(guò)熱套方式固定在機(jī)殼5內(nèi) 壁；永磁轉(zhuǎn)子I兩端通過(guò)軸承6分別固定在兩個(gè)端蓋7上；兩個(gè)端蓋7分別固定在機(jī)殼5兩 端；軸承蓋板2通過(guò)螺釘固定在端蓋7上并壓靠軸承6 ;接線盒3固定在機(jī)殼5外壁。永磁 轉(zhuǎn)子I由鐵芯壓板11、永磁體12、轉(zhuǎn)子鐵芯片13、連接螺栓14、鍵15、主軸16組成；永磁體 12嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯片13槽中，兩端用鐵芯壓板11蓋住，通過(guò)連接螺栓14鎖緊；轉(zhuǎn)子鐵芯片 13通過(guò)熱套方式套在主軸16上，轉(zhuǎn)子鐵芯片13與主軸16間設(shè)有鍵15，它可承受鐵芯高速 旋轉(zhuǎn)的剪切力。為使磁極極靴處外凸，形成非均勻氣隙，使定子4獲得較好的正弦波形，有 效降低電壓波形畸變率和啟動(dòng)阻力矩，轉(zhuǎn)子鐵芯片13外圍根據(jù)電機(jī)極數(shù)P分成P段，每段 由三段不同心圓弧相接構(gòu)成，中間圓弧圓心角與兩邊圓弧圓心角之和相等，中間圓弧的半 徑與兩邊圓弧的半徑長(zhǎng)度相差2% -10%,兩邊圓弧對(duì)稱布置。為增加永磁體12的有效利 用體積，兩個(gè)永磁體槽131之間的夾角在120?150°，形成“V”型磁路。永磁體槽131的 兩側(cè)設(shè)有固定永磁體12的凸臺(tái)132。為有足夠強(qiáng)度承受高速旋轉(zhuǎn)永磁體12的離心力，又 能減少磁路的漏磁系數(shù)，“V”型磁路兩端設(shè)有0.8-1.0mm的隔磁橋133。為有效預(yù)防轉(zhuǎn)子軸 電流，降低軸承維護(hù)成本，增強(qiáng)電機(jī)可靠性，延長(zhǎng)軸承使用壽命，軸承6為陶瓷軸承。為有效 減少電機(jī)噪聲和寄生轉(zhuǎn)矩，降低電機(jī)啟動(dòng)阻力矩，定子4的鐵芯為斜一槽結(jié)構(gòu)。為加強(qiáng)散熱 效果，在鐵芯壓板11上設(shè)有與轉(zhuǎn)子鐵芯片13隔磁區(qū)域?qū)?yīng)的通風(fēng)孔111 ;在轉(zhuǎn)子鐵芯片13 的內(nèi)圓外旁設(shè)有通風(fēng)孔134，在鐵芯壓板11上設(shè)有對(duì)應(yīng)通風(fēng)孔134的孔。為了消除鍵槽帶來(lái)的不平衡，在轉(zhuǎn)子鐵芯片13上設(shè)有消除轉(zhuǎn)子不平衡的孔135。為了安裝，轉(zhuǎn)子鐵芯片13 上設(shè)有軸向固定安裝孔136。
[0018]參見(jiàn)附圖4，本裝置A通過(guò)聯(lián)軸器B與原動(dòng)機(jī)C直接連接傳動(dòng)，本裝置A通過(guò)變流 器D交直交轉(zhuǎn)換后與終端用戶E連接。
【權(quán)利要求】
1.一種永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括永磁轉(zhuǎn)子、軸承蓋板、接線盒、 定子、機(jī)殼、軸承、端蓋；定子固定在機(jī)殼內(nèi)壁；永磁轉(zhuǎn)子兩端通過(guò)軸承分別固定在兩個(gè)端 蓋上；兩個(gè)端蓋分別固定在機(jī)殼兩端；軸承蓋板通過(guò)螺釘固定在端蓋上并壓靠軸承；接線 盒固定在機(jī)殼外壁；永磁轉(zhuǎn)子由鐵芯壓板、永磁體、轉(zhuǎn)子鐵芯片、連接螺栓、鍵、主軸組成； 永磁體嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯片槽中，兩端用鐵芯壓板蓋住，通過(guò)連接螺栓鎖緊；轉(zhuǎn)子鐵芯片套在主 軸上，轉(zhuǎn)子鐵芯片與主軸間設(shè)有鍵。
2.按權(quán)利要求1所述的永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電機(jī)，其特征在于，轉(zhuǎn)子鐵芯片外圍 分成與極數(shù)相同的段數(shù)，每段由三段不同心圓弧相接構(gòu)成，中間圓弧圓心角與兩邊圓弧圓 心角之和相等，中間圓弧的半徑與兩邊圓弧的半徑相差2% -10%，兩邊圓弧對(duì)稱布置。
3.按權(quán)利要求1所述的永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電機(jī)，其特征在于，兩個(gè)永磁體槽之 間的夾角在120?150° ;永磁體槽兩側(cè)設(shè)有固定永磁體的凸臺(tái)。
4.按權(quán)利要求1所述的永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電機(jī)，其特征在于，兩個(gè)永磁體槽的 兩端外設(shè)有0.8-1.0mm的隔磁橋。
5.按權(quán)利要求1所述的永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電機(jī)，其特征在于，軸承為陶瓷軸承。
6.按權(quán)利要求1所述的永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電機(jī)，其特征在于，定子鐵芯為斜一 槽結(jié)構(gòu)。
7.按權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電機(jī)，其特征 在于，在轉(zhuǎn)子鐵芯片內(nèi)圓外旁設(shè)有通風(fēng)孔，同時(shí)在鐵芯壓板上設(shè)有與之對(duì)應(yīng)的通風(fēng)孔；鐵芯 壓板上對(duì)應(yīng)鐵芯片隔磁區(qū)域處設(shè)有通風(fēng)孔；在轉(zhuǎn)子鐵芯片上設(shè)有消除轉(zhuǎn)子不平衡的孔。
【文檔編號(hào)】H02K1/32GK203434768SQ201320500412
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】劉國(guó)榮, 彭家平, 彭發(fā)珠, 黃海水, 易洪輝 申請(qǐng)人:江西力德東元永磁發(fā)電機(jī)制造有限公司