專利名稱：發(fā)電機(jī)及發(fā)電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于發(fā)出電力的發(fā)電機(jī)，以及涉及搭載于船舶的發(fā)電設(shè)備、控制與多個增壓機(jī)連結(jié)的多個發(fā)電機(jī)的發(fā)電的發(fā)電設(shè)備。
背景技術(shù)：
例如，船舶搭載有多個柴油發(fā)動機(jī)作為推進(jìn)用，該柴油發(fā)動機(jī)具有增壓機(jī)(渦輪增壓器)。而且，從節(jié)能化的觀點來看，考慮在多臺增壓機(jī)中的至少I臺連結(jié)有以排氣的能量為電力進(jìn)行回收的發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)。例如，在下述專利文獻(xiàn)I記載的增壓裝置中，設(shè)有在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中與排氣渦輪增壓機(jī)并排運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的混合動力排氣渦輪增壓機(jī)，在混合動力排氣渦輪增壓機(jī)上安裝有發(fā)電機(jī)，以混合動力排氣渦輪增壓機(jī)的轉(zhuǎn)速和排氣渦輪增壓機(jī)的轉(zhuǎn)速一致的方式控制發(fā)電機(jī)的發(fā)電量。另外，下述專利文獻(xiàn)2所記載的發(fā)電機(jī)的設(shè)計及制造方法中，相比變更所給予的橫截面的直徑，通過調(diào)節(jié)所給予的橫截面的長度，設(shè)計及制造具有相同橫截面直徑的發(fā)電機(jī)，可實現(xiàn)各部分的標(biāo)準(zhǔn)化。另外，下述專利文獻(xiàn)3所記載的電力轉(zhuǎn)換裝置中，經(jīng)由升壓電路和逆流防止二極管，以直流連接多臺發(fā)電機(jī)，由I臺逆變器向電力系統(tǒng)供給電力的方式構(gòu)成。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2009 - 257098號公報專利文獻(xiàn)2 :專利第3699134號公報專利文獻(xiàn)3 日本特開2003 - 009537號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題在上述的專利文獻(xiàn)I 一 2中，記載有適用于混合動力排氣渦輪增壓機(jī)的發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)的設(shè)計及制造方法。其中，這種發(fā)電機(jī)中，通過準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)所給予的橫截面的長度，設(shè)計及制造具有相同橫截面直徑的發(fā)電機(jī)，可實現(xiàn)各部分的標(biāo)準(zhǔn)化，但還不能實現(xiàn)充分的標(biāo)準(zhǔn)化。另外，在上述的專利文獻(xiàn)1、3中，記載以混合動力排氣渦輪增壓機(jī)的轉(zhuǎn)速和排氣渦輪增壓機(jī)的轉(zhuǎn)速一致的方式控制發(fā)電機(jī)的發(fā)電量，經(jīng)由升壓電路和逆流防止二極管以直流連接多臺發(fā)電機(jī)，并由I臺逆變器控制。但是，由于多個柴油發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速不一致，因此，難以確保穩(wěn)定的發(fā)電量。本發(fā)明是為了解決上述的課題而研發(fā)的，其目的在于，提供一種通過實現(xiàn)各種構(gòu)成部件的標(biāo)準(zhǔn)化，實現(xiàn)低成本的發(fā)電機(jī)及發(fā)電設(shè)備。本發(fā)明的另一目的在于，提供一種可以發(fā)出穩(wěn)定電力的發(fā)電設(shè)備。解決問題的技術(shù)方案用實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明提供一種發(fā)電設(shè)備，其特征在于，具備多個排氣發(fā)生源；通過來自該多個排氣發(fā)生源的排氣進(jìn)行驅(qū)動的多個增壓機(jī)；與該多個增壓機(jī)連接的多個發(fā)電機(jī)；將由該多個發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力的多個轉(zhuǎn)換器；將從該多個轉(zhuǎn)換器輸出的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力的一個逆變器；根據(jù)來自該逆變器的交流電力，控制所述多個排氣發(fā)生源或所述多個增壓機(jī)的控制裝置。因此，以來自逆變器的交流電力成為希望的電力的方式，通過控制多個排氣發(fā)生源或多個增壓機(jī)，能夠發(fā)出穩(wěn)定電力。本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備的特征在于，所述多個排氣發(fā)生源為發(fā)動機(jī)，所述控制裝置以來自所述逆變器的交流電力成為一定的方式控制所述發(fā)動機(jī)。因此，通過控制發(fā)動機(jī)的吸入空氣量、燃料供給量、點火正時、轉(zhuǎn)速等，能夠發(fā)出穩(wěn)定電力。本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備的特征在于，所述多個增壓機(jī)為可變?nèi)萘渴皆鰤簷C(jī)，所述控制裝置以來自所述逆變器的交流電力成為一定的方式控制所述增壓機(jī)的增壓壓力。因此，通過調(diào)整可變?nèi)萘渴皆鰤簷C(jī)的排氣量及流速等，控制增壓壓力，能夠發(fā)出穩(wěn)定電力。另外，用于實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明提供一種發(fā)電機(jī)，其具備旋轉(zhuǎn)軸、固定于該旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子、設(shè)于該轉(zhuǎn)子外側(cè)的定子，該發(fā)電機(jī)的特征在于，所述轉(zhuǎn)子具有固定于所述旋轉(zhuǎn)軸的鐵心；固定于該鐵心的外周面且沿軸向分割成多個的磁鐵；配置于該磁鐵的外周面且沿軸向分割成多個的保持環(huán)。因此，通過將構(gòu)成轉(zhuǎn)子的磁鐵和保持環(huán)沿軸向分割成多個的結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)發(fā)電機(jī)的要求規(guī)格，將磁鐵和保持環(huán)的外徑設(shè)為相同，另一方面，只要將分割的段數(shù)作為規(guī)定數(shù)，設(shè)定軸長度即可，能夠通過實現(xiàn)各種構(gòu)成部件的標(biāo)準(zhǔn)化，可以實現(xiàn)低成本。本發(fā)明的發(fā)電機(jī)的特征在于，所述磁鐵形成環(huán)狀或弓形形狀，具有軸向長度與外徑為相同尺寸的分割段，所述保持環(huán)形成環(huán)狀，具有軸向長度與外徑為相同尺寸的分割段，且嵌合固定于所述磁鐵的外周面。因此，通過排列多個相同長度的段，形成構(gòu)成轉(zhuǎn)子的磁鐵和保持環(huán)，只要根據(jù)發(fā)電機(jī)的要求規(guī)格設(shè)置該個數(shù)即可，能夠通過實現(xiàn)各種構(gòu)成部件的標(biāo)準(zhǔn)化，可實現(xiàn)低成本。本發(fā)明的發(fā)電機(jī)的特征在于，所述磁鐵和所述保持環(huán)的軸向的分割位置不同。因此，通過使保持環(huán)的分割位置不同于磁鐵的分割位置，能夠利用保持環(huán)堅固地固定磁鐵。本發(fā)明的發(fā)電機(jī)的特征在于，所述定子沿軸向分割成多個，且具有形成環(huán)狀的鐵心和卷繞于該鐵心的線圈。因此，通過不僅將轉(zhuǎn)子而且還將定子的鐵心沿軸向分割成多個的結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)發(fā)電機(jī)的要求規(guī)格，將鐵心的外徑設(shè)為相同，另一方面，只要將分割的段數(shù)作為規(guī)定數(shù)，并且設(shè)定軸長度即可，通過實現(xiàn)各種構(gòu)成部件的標(biāo)準(zhǔn)化，可以實現(xiàn)低成本。另外，定子的鐵心以薄的層疊鋼板形成，因此，這種軸長度設(shè)定是容易的。另外，本發(fā)明提供一種發(fā)電設(shè)備，其具備多個排氣發(fā)生源；通過來自該多個排氣發(fā)生源的排氣進(jìn)行驅(qū)動的多個增壓機(jī)；與該多個增壓機(jī)連接的多個發(fā)電機(jī)；將由該多個發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力的多個轉(zhuǎn)換器；將從該多個轉(zhuǎn)換器輸出的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力的一個或多個逆變器，該發(fā)電設(shè)備的特征在于，所述發(fā)電機(jī)具備與所述增壓機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸直接連接的發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸；固定于該發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子；設(shè)于該轉(zhuǎn)子外側(cè)的定子，所述轉(zhuǎn)子具有固定于所述旋轉(zhuǎn)軸的鐵心；固定于該鐵心的外周面并沿軸向分割成多個的磁鐵；配置于該磁鐵的外周面并沿軸向分割成多個的保持環(huán)。因此，通過將發(fā)電機(jī)中的構(gòu)成轉(zhuǎn)子的磁鐵和保持環(huán)沿軸向分割成多個地構(gòu)成，能夠根據(jù)發(fā)電機(jī)的要求規(guī)格，將磁鐵和保持環(huán)的外徑設(shè)為相同，另一方面，只要將分割的段數(shù)作為規(guī)定數(shù)，設(shè)定軸長度即可，通過實現(xiàn)各種構(gòu)成部件的標(biāo)準(zhǔn)化，可實現(xiàn)低成本。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電設(shè)備，由于設(shè)置通過來自多個排氣發(fā)生源的排氣進(jìn)行驅(qū)動的多個增壓機(jī)，并且在該各增壓機(jī)上連接多個發(fā)電機(jī)，還設(shè)置有將由多個發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力的多個轉(zhuǎn)換器；將該直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力的一個逆變器；根據(jù)來自逆變器的交流電力，控制多個排氣發(fā)生源或多個增壓機(jī)的控制裝置，因此，能夠發(fā)出穩(wěn)定電力。發(fā)明的效果另外，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電機(jī)及發(fā)電設(shè)備，通過將發(fā)電機(jī)中的構(gòu)成轉(zhuǎn)子的磁鐵和保持環(huán)沿軸向分割成多個的結(jié)構(gòu)，能夠通過實現(xiàn)各種構(gòu)成部件的標(biāo)準(zhǔn)化，可實現(xiàn)低成本。


圖1是應(yīng)用了本發(fā)明實施例1的發(fā)電機(jī)的發(fā)電設(shè)備的概略構(gòu)成圖；圖2是安裝了實施例1的發(fā)電機(jī)的增壓機(jī)的概略圖；圖3是實施例1的發(fā)電機(jī)的剖面圖；圖4是應(yīng)用了本發(fā)明實施例2的發(fā)電機(jī)的發(fā)電設(shè)備的概略構(gòu)成圖。
具體實施例方式下面，參照附圖，對本發(fā)明的發(fā)電機(jī)及發(fā)電設(shè)備適當(dāng)?shù)膶嵤├M(jìn)行詳細(xì)地說明。另夕卜，本發(fā)明不受該實施例限定，在具有多個實施例的情況下，還包含組合各實施例進(jìn)行構(gòu)成的情況。實施例1圖1是應(yīng)用了本發(fā)明實施例1的發(fā)電機(jī)的發(fā)電設(shè)備的概略構(gòu)成圖，圖2是安裝了實施例1的發(fā)電機(jī)的增壓機(jī)的概略圖，圖3是實施例1的發(fā)電機(jī)的剖面圖。實施例1的發(fā)電設(shè)備搭載于未圖示的船舶中。如圖1所示，兩臺柴油發(fā)動機(jī)(排氣發(fā)生源)11、31以重油為燃料進(jìn)行驅(qū)動，作為用于使船舶航行的推進(jìn)而發(fā)揮作用。即，各柴油發(fā)動機(jī)11、31在未圖示的曲軸上連結(jié)有推進(jìn)軸12、32，在推進(jìn)軸12、32上安裝有螺旋推進(jìn)器 13,33ο兩臺增壓機(jī)14、34安裝于各柴油發(fā)動機(jī)11、31上，將渦輪15、35和壓縮機(jī)16、36利用旋轉(zhuǎn)軸17、37連結(jié)而構(gòu)成。因此，在各增壓機(jī)14、34中，各渦輪15、35通過利用從各柴油發(fā)動機(jī)11、31的排氣通路18、38排出的排氣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時，利用旋轉(zhuǎn)軸17、37連結(jié)的各壓縮機(jī)16、36能夠通過旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行增壓，并送入各柴油發(fā)動機(jī)11、31的進(jìn)氣通路19、39中。而且，各增壓機(jī)14、34在同軸上連接有發(fā)電機(jī)20、40。該發(fā)電機(jī)20、40的旋轉(zhuǎn)軸21、41與各增壓機(jī)14、34的旋轉(zhuǎn)軸17、37直接連接。因此，當(dāng)各增壓機(jī)14、34進(jìn)行驅(qū)動時，各發(fā)電機(jī)20、40能夠輸出交流電力。
電力轉(zhuǎn)換器51將各發(fā)電機(jī)20、40產(chǎn)生的電力整流輸出，具有轉(zhuǎn)換器22、42、DC滑環(huán)23、逆變器24。S卩，轉(zhuǎn)換器22、42與發(fā)電機(jī)20、40連接，將該發(fā)電機(jī)20、40輸出的交流電力進(jìn)行整流，轉(zhuǎn)換為直流電力。另外，轉(zhuǎn)換器22、42經(jīng)由DC滑環(huán)23與逆變器24連接，在DC滑環(huán)23上設(shè)有電容器25。DC滑環(huán)23能夠?qū)D(zhuǎn)換器22、42轉(zhuǎn)換的直流電力進(jìn)行充電，并將儲存在該電容器25的直流電力輸出到逆變器24。逆變器24將轉(zhuǎn)換器22、42轉(zhuǎn)換的直流電力轉(zhuǎn)換為規(guī)定的(例如，60Hz、450V)交流電力。在該情況下，電力轉(zhuǎn)換器51將兩個發(fā)電機(jī)20、40產(chǎn)生的電力整流輸出，兩個轉(zhuǎn)換器22、42經(jīng)由DC滑環(huán)23與一個逆變器24連接。而且，逆變器24與輸出系統(tǒng)26連接，在該輸出系統(tǒng)26中連接有多個輔機(jī)27、28、29…。轉(zhuǎn)換器控制器52可控制各轉(zhuǎn)換器22、42，逆變器控制器53可控制逆變器24。主控制器54可控制轉(zhuǎn)換器控制器52及逆變器控制器53。因此，主控制器54對轉(zhuǎn)換器控制器52輸出直流總線電壓指令，對逆變器控制器53輸出發(fā)電輸出指令。在此，逆變器控制器53基于來自主控制器54的發(fā)電輸出指令，利用逆變器24進(jìn)行輸出的電力控制，但由于向逆變器24供給來自兩個轉(zhuǎn)換器22、42的電力，因此，轉(zhuǎn)換器控制器52以直流總線電壓成為一定的方式控制各轉(zhuǎn)換器22、42。轉(zhuǎn)換器控制器52能夠?qū)Ω鬓D(zhuǎn)換器22、42進(jìn)行發(fā)電輸出控制、輸出扭矩控制、轉(zhuǎn)速控制。在此，轉(zhuǎn)換器控制器52以對于例如發(fā)電機(jī)20、40的轉(zhuǎn)速較高一方,發(fā)電輸出變大的方式控制各轉(zhuǎn)換器22、42。S卩，轉(zhuǎn)換器控制器52對轉(zhuǎn)速高的發(fā)電機(jī)側(cè)的轉(zhuǎn)換器發(fā)出降低轉(zhuǎn)速指令，或提高扭矩指令。另外，轉(zhuǎn)換器控制器52以對于例如發(fā)電機(jī)20、40的輸出扭矩較小的一方，發(fā)電輸出變大的方式控制各轉(zhuǎn)換器22、42。即,轉(zhuǎn)換器控制器52對扭矩小的發(fā)電機(jī)側(cè)的轉(zhuǎn)換器發(fā)出降低轉(zhuǎn)速指令，或提高扭矩指令。在該情況下，各轉(zhuǎn)換器22、42為電壓PWM形式，在直流總線之間配置逆流防止二極管，能夠防止并排的轉(zhuǎn)換器22、42之間的橫流。但是，如果轉(zhuǎn)換器控制器52可高精度地控制各轉(zhuǎn)換器22、42，則不需要該逆流防止二極管。S卩，在本實施例中，主控制器54根據(jù)從逆變器24輸出的交流電力控制轉(zhuǎn)換器22、42。S卩，主控制器54以從逆變器24輸出的交流電力大致一定的方式控制轉(zhuǎn)換器22、42。在此，對本實施例的增壓機(jī)14、34及發(fā)電機(jī)20、40進(jìn)行詳細(xì)地說明，但該增壓機(jī)14,34及發(fā)電機(jī)20、40形成大致相同的構(gòu)成，因此，只對一方的增壓機(jī)14及發(fā)電機(jī)20進(jìn)行說明。在增壓機(jī)14中，如圖2所示，旋轉(zhuǎn)軸17旋轉(zhuǎn)自如地支持于殼體101的中心部，在該旋轉(zhuǎn)軸17的一端部可一體旋轉(zhuǎn)地固定渦輪15，在中間部可一體旋轉(zhuǎn)地固定壓縮機(jī)16。另夕卜，在殼體101的一端部形成有排氣通路102，該排氣通路102的上游側(cè)經(jīng)由排氣通路18與柴油發(fā)動機(jī)11 (參照圖1)連結(jié)。另外，在殼體101的另一端部形成有進(jìn)氣氣體通路103，該進(jìn)氣氣體通路103的下游側(cè)經(jīng)由進(jìn)氣通路19與柴油發(fā)動機(jī)11 (圖1參照)連結(jié)。另外，發(fā)電機(jī)20是在殼體101的另一端部，即比進(jìn)氣氣體通路103更靠軸心側(cè)。該發(fā)電機(jī)20的旋轉(zhuǎn)中心與旋 轉(zhuǎn)軸17處于同心軸上，旋轉(zhuǎn)軸(發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸)111經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸21與增壓機(jī)14的旋轉(zhuǎn)軸17直接連接而可以一體旋轉(zhuǎn)。如圖3所示，該發(fā)電機(jī)20由旋轉(zhuǎn)軸111、固定于該旋轉(zhuǎn)軸111的轉(zhuǎn)子112、設(shè)于該轉(zhuǎn)子112的外側(cè)的定子113構(gòu)成，旋轉(zhuǎn)軸111利用軸承114、115旋轉(zhuǎn)自如地支持于發(fā)電機(jī)20殼體101上，且與旋轉(zhuǎn)軸17直接連接。而且，在該發(fā)電機(jī)20中，轉(zhuǎn)子112由固定于旋轉(zhuǎn)軸111的鐵心121、固定于該鐵心121的外周面且沿軸向分割成多個的磁鐵122、配置于該磁鐵122的外周面且沿軸向分割成多個的保持環(huán)123構(gòu)成。S卩，鐵心121形成圓筒形狀，通過壓入于旋轉(zhuǎn)軸111的外周面而一體固定。在該情況下，也可以一體形成旋轉(zhuǎn)軸111和鐵心121。磁鐵122由形成同形狀的多個(本實施例中，8個)磁鐵段122a構(gòu)成。該磁鐵段122a形成環(huán)狀(或弓形形狀)，設(shè)定成規(guī)定的外徑及內(nèi)徑，并且，設(shè)定成規(guī)定的軸向長度。而且，通過使8個磁鐵段122a沿軸向連續(xù)，構(gòu)成形成環(huán)狀(或弓形形狀)的磁鐵122，該磁鐵122通過壓入于鐵心121的外周面(或粘接)而一體固定。另外，由8個磁鐵段122a構(gòu)成的磁鐵122與鐵心121相比，被設(shè)定為軸向長度稍微長。保持環(huán)123由形成同形狀的多個(本實施例中，8個)保持環(huán)段123a構(gòu)成。該保持環(huán)段123a形成環(huán)狀，設(shè)定成規(guī)定的外徑及內(nèi)徑，并且，設(shè)定成規(guī)定的軸向長度。而且，通過使8個保持環(huán)段123a沿軸向連續(xù)，構(gòu)成形成環(huán)狀的保持環(huán)123，該保持環(huán)123通過壓入于磁鐵122的外周面而一體固定。另外，由8個保持環(huán)段123a構(gòu)成的保持環(huán)123與鐵心121相t匕，軸向長度稍微長并且被設(shè)定為與磁鐵122相同軸向長度。在該情況下，通過將磁鐵122和保持環(huán)123設(shè)為相同的軸向長度，并且設(shè)為相同的分割數(shù)，使其分割位置、即磁鐵段122a彼此的接觸位置和保持環(huán)段123a彼此的接觸位置相同。但是，不限定于該構(gòu)成，也可以使磁鐵122和保持環(huán)123的軸向的分割位置不同。例如，通過將磁鐵122和保持環(huán)123設(shè)為相同的軸向長度，但使兩者的分割數(shù)不同，能夠使其分割位置不同。即，只要將磁鐵122由8個段構(gòu)成，將保持環(huán)123由7個段構(gòu)成即可。另一方面，定子113由沿軸向分割成多個且形成環(huán)狀的鐵心131和卷繞于該鐵心131的槽部的線圈132構(gòu)成。S卩，鐵心131形成具有插槽的圓筒形狀，固定于未圖示的形成圓筒形狀的外殼內(nèi)側(cè)。在該情況下，鐵心131由未圖示的形成同形狀的多個薄板段構(gòu)成。該薄板段形成具有插槽的圓盤形狀，設(shè)定成規(guī)定的外徑及內(nèi)徑，并且，設(shè)定成規(guī)定的軸向厚度。而且，通過使多個圓盤段沿軸向(厚度方向)連續(xù)，構(gòu)成形成環(huán)狀的鐵心131。另外，由多個薄板段構(gòu)成的鐵心131設(shè)定成與轉(zhuǎn)子112的磁鐵122及保持環(huán)123相同的軸向長度。另外，線圈132以規(guī)定數(shù)卷繞于鐵心131的內(nèi)側(cè)。該線圈圈數(shù)基于發(fā)電機(jī)要求規(guī)格電壓而設(shè)定。例如，如果發(fā)電機(jī)20的軸向長度成為2倍，則只要使線圈圈數(shù)設(shè)為2倍即可，但在由于電流為1 / 2，因此，在設(shè)為相同焦?fàn)枔p耗的情況下，線圈線直徑成為I / 2，徑方向的尺寸不變化。這樣構(gòu)成的發(fā)電機(jī)20中，轉(zhuǎn)子112及定子113的軸向長度基于以增壓機(jī)14的轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)20的可進(jìn)行發(fā)電為基準(zhǔn)設(shè)定的發(fā)電機(jī)要求規(guī)格而設(shè)定。即，當(dāng)將發(fā)電機(jī)20的輸出設(shè)為P、將扭矩設(shè)為T、將角速度設(shè)為ω時，P = T · ω，角速度ω與轉(zhuǎn)速N成比例。因此，發(fā)電機(jī)20的輸出P和角速度ω (轉(zhuǎn)速N)作為發(fā)電機(jī)要求規(guī)格而設(shè)定，因此，需要通過調(diào)整扭矩Τ，滿足該發(fā)電機(jī)要求規(guī)格。在此，扭矩T可以置換成發(fā)電機(jī)的容積(容量)，因此，扭矩T調(diào)整可以通過變更發(fā)電機(jī)20即轉(zhuǎn)子112及定子113的外徑和軸向長度進(jìn)行調(diào)整。在本實施例中，可以不變更轉(zhuǎn)子112及定子113的外徑而通過變更軸向長度，調(diào)整扭矩Τ，可以對應(yīng)多種發(fā)電機(jī)要求規(guī)格。
S卩，磁鐵122的磁鐵段122a、保持環(huán)123的保持環(huán)段123a、鐵心131的圓盤段分別作為I個單位設(shè)定，并設(shè)定與各自的軸向長度相應(yīng)的個數(shù)。即，只制造一個磁鐵段122a、保持環(huán)段123a、圓盤段，可以基于發(fā)電機(jī)要求規(guī)格，設(shè)定各自的個數(shù)，制造與發(fā)電機(jī)要求規(guī)格對應(yīng)的希望的磁鐵122、保持環(huán)123、鐵心131。另外，磁鐵122、保持環(huán)123、鐵心131中，磁鐵段122a、保持環(huán)段123a、圓盤段的軸向長度只要適當(dāng)設(shè)定即可，也可以根據(jù)應(yīng)用的發(fā)電機(jī)設(shè)置多個，并組合不同的軸向長度段。這樣，實施例1的發(fā)電設(shè)備中，設(shè)有多個柴油發(fā)動機(jī)11、31 ;通過該多個柴油發(fā)動機(jī)11、31的排氣進(jìn)行驅(qū)動的多個增壓機(jī)14、34 ;與該多個增壓機(jī)14、34連接的多個發(fā)電機(jī)
20,40;將由多個發(fā)電機(jī)20、40產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力的多個轉(zhuǎn)換器22、42 ;將從該多個轉(zhuǎn)換器22、42輸出的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力的一個逆變器24 ;根據(jù)來自逆變器24的交流電力控制轉(zhuǎn)換器22、42的主控制器54。因此，作為電力轉(zhuǎn)換器51，也可以只設(shè)置I個逆變器24，能夠?qū)崿F(xiàn)簡化構(gòu)成、節(jié)省空間、低成本。另外，通過根據(jù)來自逆變器24的交流電力，控制轉(zhuǎn)換器22、42、能夠發(fā)出穩(wěn)定電力。另外，實施例1的發(fā)電機(jī)構(gòu)成為由旋轉(zhuǎn)軸111、固定于該旋轉(zhuǎn)軸111的轉(zhuǎn)子112、設(shè)于轉(zhuǎn)子112外側(cè)的定子113構(gòu)成，且使轉(zhuǎn)子112固定于旋轉(zhuǎn)軸111的鐵心121 ;固定于鐵心121的外周面且沿軸向分割成多個的磁鐵122 ;配置于磁鐵122的外周面且沿軸向分割成多個的保持環(huán)123。因此，通過將構(gòu)成轉(zhuǎn)子112的磁鐵122和保持環(huán)123沿軸向分割成多個地構(gòu)成，能夠根據(jù)發(fā)電機(jī)要求規(guī)格，將磁鐵122和保持環(huán)123的外徑設(shè)為相同，另一方面，只要將分割的段122a、123a的數(shù)作為規(guī)定數(shù)，設(shè)定軸長度即可，通過實現(xiàn)各種構(gòu)成部件的標(biāo)準(zhǔn)化，可以實現(xiàn)低成本。 另外，在實施例1的發(fā)電機(jī)中，將磁鐵122設(shè)為環(huán)狀(或弓形形狀)，設(shè)置多個外徑和軸向長度相同尺寸的磁鐵段122a，將保持環(huán)123設(shè)為環(huán)狀，設(shè)置多個外徑和軸向長度相同尺寸的保持環(huán)段123a，并嵌合固定于磁鐵122的外周面。因此，通過排列多個相同長度的段122a、123a而形成構(gòu)成轉(zhuǎn)子112的磁鐵122和保持環(huán)123，能夠根據(jù)發(fā)電機(jī)20、40的要求規(guī)格，只要設(shè)定該個數(shù)即可，通過實現(xiàn)各種構(gòu)成部件的標(biāo)準(zhǔn)化，可實現(xiàn)低成本。另外，實施例1的發(fā)電機(jī)中，在磁鐵122和保持環(huán)123上，使軸向的分割位置不同。因此，通過使保持環(huán)123的分割位置不同于磁鐵122的分割位置，能夠利用保持環(huán)123堅固地固定磁鐵122。另外，在實施例1的發(fā)電機(jī)中，定子113由沿軸向分割成多個且形成環(huán)狀的鐵心131和卷繞于該鐵心131的線圈132構(gòu)成。因此，通過不僅將轉(zhuǎn)子112還將定子113的鐵心131沿軸向分割成多個地構(gòu)成，能夠根據(jù)發(fā)電機(jī)20、40的要求規(guī)格，將鐵心131的外徑設(shè)為相同，另一方面，只要將分割的薄板段的數(shù)作為規(guī)定數(shù)，設(shè)定軸長度即可，通過實現(xiàn)各種構(gòu)成部件的標(biāo)準(zhǔn)化，可實現(xiàn)低成本。實施例2圖4是應(yīng)用了本發(fā)明實施例2的發(fā)電機(jī)的發(fā)電設(shè)備的概略構(gòu)成圖。另外，對具有與上述的實施例相同功能的部件，標(biāo)注相同的符號并省略詳細(xì)的說明。如圖4所示，實施例2的發(fā)電設(shè)備具有兩臺柴油發(fā)動機(jī)11、31、兩臺增壓機(jī)61、71、發(fā)電機(jī)20、40、電力轉(zhuǎn)換器51。在此，本實施例的增壓機(jī)61、71安裝于各柴油發(fā)動機(jī)11、31，將渦輪15、35和壓縮機(jī)16、36利用旋轉(zhuǎn)軸17、37連結(jié)而構(gòu)成。另外，該增壓機(jī)61、71為可變?nèi)萘渴皆鰤簷C(jī)，設(shè)有可控制導(dǎo)入渦輪15、35的排氣容量的可變噴嘴機(jī)構(gòu)(噴嘴葉片)62、72。該可變噴嘴機(jī)構(gòu)62、72通過驅(qū)動未圖示的促動器使驅(qū)動環(huán)旋轉(zhuǎn)，桿板擺動，能夠使噴嘴閥的葉片角度變化，調(diào)整導(dǎo)入渦輪15、35的排氣的容量。因此，在各增壓機(jī)61、71中，當(dāng)各渦輪15、35通過從各柴油發(fā)動機(jī)11、31的排氣通路18、38排出的排氣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時，利用旋轉(zhuǎn)軸17、37連結(jié)的各壓縮機(jī)16、36通過旋轉(zhuǎn)能夠進(jìn)行增壓，并送入各柴油發(fā)動機(jī)11、31的進(jìn)氣通路19、39。此時，能夠通過可變噴嘴機(jī)構(gòu)62、72調(diào)整導(dǎo)入渦輪15、35的排氣容量，并調(diào)整送入各柴油發(fā)動機(jī)11、31的進(jìn)氣量即增壓壓力。而且，各增壓機(jī)61、71在同軸上連接有發(fā)電機(jī)20、40。該發(fā)電機(jī)20、40的旋轉(zhuǎn)軸
21、41與各增壓機(jī)61、71的旋轉(zhuǎn)軸17、37直接連接。因此，當(dāng)各增壓機(jī)61、71進(jìn)行驅(qū)動時，各發(fā)電機(jī)20、40能夠輸出交流電力。電力轉(zhuǎn)換器51整流輸出各發(fā)電機(jī)20、40產(chǎn)生的電力，并具有轉(zhuǎn)換器22、42、DC滑環(huán)23、逆變器24。而且，逆變器24與輸出系統(tǒng)26連接，在該輸出系統(tǒng)26中連接有多個輔機(jī) 27,28,29—0轉(zhuǎn)換器控制器52可控制各轉(zhuǎn)換器22、42，逆變器控制器53可控制逆變器24。主控制器54可控制轉(zhuǎn)換器控制器52及逆變器控制器53，并且，可控制各柴油發(fā)動機(jī)11、31、各增壓機(jī)61、71 (可變噴嘴機(jī)構(gòu)62、72)。因此，主控制器54對轉(zhuǎn)換器控制器52輸出直流總線電壓指令，對逆變器控制器53輸出發(fā)電輸出指令。在此，逆變器控制器53基于來自主控制器54的發(fā)電輸出指令，利用逆變器24進(jìn)行輸出的電力控制，但向逆變器24供給來自兩個轉(zhuǎn)換器22、42的電力，因此，轉(zhuǎn)換器控制器52以直流總線電壓成為一定的方式控制各轉(zhuǎn)換器22、42。另外，在本實施例中，主控制器54根據(jù)從逆變器24輸出的交流電力，控制柴油發(fā)動機(jī)11、31及增壓機(jī)61、71 (可變噴嘴機(jī)構(gòu)62、72)。即，主控制器54以從逆變器24輸出的交流電力成為大致一定的方式，控制柴油發(fā)動機(jī)11、31及增壓機(jī)61、71的可變噴嘴機(jī)構(gòu)62,72ο即，主控制器54以從逆變器24輸出的交流電力成為大致一定的方式，控制逆變器控制器53及轉(zhuǎn)換器控制器52。但是，柴油發(fā)動機(jī)11、31的驅(qū)動力也用于船舶的推進(jìn)力，因此，其驅(qū)動力變動，發(fā)電機(jī)20、40的轉(zhuǎn)速即發(fā)電量進(jìn)行變動。因此，主控制器54以發(fā)電機(jī)20、40的轉(zhuǎn)速不變動的方式，在船舶的推進(jìn)力不變動的范圍內(nèi)，控制柴油發(fā)動機(jī)11、31。作為該柴油發(fā)動機(jī)11、31的控制內(nèi)容是，例如，吸入空氣量、燃料供給量、點火正時、轉(zhuǎn)速等。另外，主控制器54以不變動發(fā)電機(jī)20、40的轉(zhuǎn)速的方式，在不變動船舶的推進(jìn)力的范圍內(nèi)，控制增壓機(jī)61、71的增壓壓力。即，主控制器54通過可變噴嘴機(jī)構(gòu)62、72調(diào)整導(dǎo)入渦輪15、35的排氣容量，由此，調(diào)整送入各柴油發(fā)動機(jī)11、31的進(jìn)氣量即增壓壓力。另外，雖然上述的增壓機(jī)61、71為可變?nèi)萘渴?，但是，其它的?gòu)成與實施例1相同，且在內(nèi)部收容有發(fā)電機(jī)20、40。而且，該發(fā)電機(jī)20、40的旋轉(zhuǎn)軸與增壓機(jī)61、71的旋轉(zhuǎn)軸
17、37直接連接，可以一體旋轉(zhuǎn)，其它構(gòu)成與實施例1相同。
這樣，實施例2的發(fā)電設(shè)備中，設(shè)有多個柴油發(fā)動機(jī)11、31 ;通過該多個柴油發(fā)動機(jī)11、31的排氣進(jìn)行驅(qū)動的多個增壓機(jī)61、71 ;與該多個增壓機(jī)61、71連接的多個發(fā)電機(jī)
20,40;將由多個發(fā)電機(jī)20、40產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力的多個轉(zhuǎn)換器22、42 ;將從該多個轉(zhuǎn)換器22、42輸出的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力的一個逆變器24 ;根據(jù)來自逆變器24的交流電力，控制轉(zhuǎn)換器22、42的主控制器54。因此，作為電力轉(zhuǎn)換器51，也可以只設(shè)置I個逆變器24，能夠?qū)崿F(xiàn)簡化構(gòu)成、節(jié)省空間、低成本。另外，通過根據(jù)來自逆變器24的交流電力，控制轉(zhuǎn)換器22、42，能夠發(fā)出穩(wěn)定電力。另外，在實施例2的發(fā)電設(shè)備中，主控制器54根據(jù)來自逆變器24的交流電力，控制多個柴油發(fā)動機(jī)11、31及多個增壓機(jī)61、71。因此，通過以來自逆變器24的交流電力成為希望的電力的方式，控制柴油發(fā)動機(jī)11、31及增壓機(jī)61、71，能夠發(fā)出穩(wěn)定電力。在該情況下，主控制器54通過控制柴油發(fā)動機(jī)11、31的吸入空氣量、燃料供給量、點火時期、轉(zhuǎn)速等，能夠發(fā)出穩(wěn)定電力。另外，由于增壓機(jī)61、71為可變?nèi)萘渴?，因此，主控制?4通過控制增壓機(jī)61、71的可變噴嘴機(jī)構(gòu)62、72，調(diào)整增壓壓力，調(diào)整排氣量及流速等，并控制增壓壓力，由此，能夠發(fā)出穩(wěn)定電力。另外，在上述的各實施例的發(fā)電設(shè)備中，作為多個排氣發(fā)生源，應(yīng)用兩臺柴油發(fā)動機(jī)11、31，設(shè)有兩個增壓機(jī)14、34、61、71，但不是分別限定于兩個，也可以是3個以上。另夕卜，排氣發(fā)生源不限于柴油發(fā)動機(jī)，也可以是該柴油發(fā)動機(jī)的各氣缸，也可以在每個氣缸配置增壓機(jī)。另外，排氣發(fā)生源不限于柴油發(fā)動機(jī)，只要發(fā)生排氣即可，也可以是燃?xì)廨啓C(jī)等。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的發(fā)電機(jī)通過將轉(zhuǎn)子沿軸向進(jìn)行分割，實現(xiàn)各種構(gòu)成部件的標(biāo)準(zhǔn)化，由此可以實現(xiàn)低成本，能夠適用于任何發(fā)電機(jī)及發(fā)電設(shè)備中。標(biāo)記說明11,31柴油發(fā)動機(jī)(排氣發(fā)生源)14、34、61、71 增壓機(jī)20、40 發(fā)電機(jī)22、42 轉(zhuǎn)換器23 DC 滑環(huán)24逆變器51電力轉(zhuǎn)換器52轉(zhuǎn)換器控制器53逆變器控制器54主控制器111旋轉(zhuǎn)軸112 轉(zhuǎn)子113 定子121 鐵心122 磁鐵122a磁鐵段(分割段)
123保持環(huán)123a保持環(huán)段(分割段)131 鐵心132 線圈
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電設(shè)備，其特征在于，具備 多個排氣發(fā)生源； 通過來自該多個排氣發(fā)生源的排氣進(jìn)行驅(qū)動的多個增壓機(jī)； 與該多個增壓機(jī)連接的多個發(fā)電機(jī)； 將由該多個發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力的多個轉(zhuǎn)換器； 將從該多個轉(zhuǎn)換器輸出的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力的一個逆變器； 根據(jù)來自該逆變器的交流電力，控制所述多個排氣發(fā)生源或所述多個增壓機(jī)的控制裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電設(shè)備，其特征在于， 所述多個排氣發(fā)生源為發(fā)動機(jī)，所述控制裝置以來自所述逆變器的交流電力成為一定的方式控制所述發(fā)動機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電設(shè)備，其特征在于， 所述多個增壓機(jī)為可變?nèi)萘渴皆鰤簷C(jī)，所述控制裝置以來自所述逆變器的交流電力成為一定的方式控制所述增壓機(jī)的增壓壓力。
4.一種發(fā)電機(jī)，其具備 旋轉(zhuǎn)軸、 固定于該旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子、 設(shè)于該轉(zhuǎn)子外側(cè)的定子，其特征在于， 所述轉(zhuǎn)子具有 固定于所述旋轉(zhuǎn)軸的鐵心、 固定于該鐵心的外周面且沿軸向分割成多個的磁鐵、 配置于該磁鐵的外周面且沿軸向分割成多個的保持環(huán)。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于， 所述磁鐵形成環(huán)狀或弓形形狀，具有軸向長度與外徑為相同尺寸的分割段，所述保持環(huán)形成環(huán)狀，具有軸向長度與外徑為相同尺寸的分割段，且嵌合固定于所述磁鐵的外周面。
6.如權(quán)利要求4或5所述的發(fā)電機(jī)，其特征在于， 所述磁鐵和所述保持環(huán)的軸向的分割位置不同。
7.如權(quán)利要求4 6中任一項所述的發(fā)電機(jī),其特征在于， 所述定子具有沿軸向分割成多個且形成環(huán)狀的鐵心和卷繞于該鐵心的線圈。
8.一種發(fā)電設(shè)備，其具備 多個排氣發(fā)生源； 通過來自該多個排氣發(fā)生源的排氣進(jìn)行驅(qū)動的多個增壓機(jī)； 與該多個增壓機(jī)連接的多個發(fā)電機(jī)； 將由該多個發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力的多個轉(zhuǎn)換器； 將從該多個轉(zhuǎn)換器輸出的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力的一個或多個逆變器，其特征在于， 所述發(fā)電機(jī)具備 與所述增壓機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸直接連接的發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸； 固定于該發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子；設(shè)于該轉(zhuǎn)子外側(cè)的定子，所述轉(zhuǎn)子具有 固定于所述旋轉(zhuǎn)軸的鐵心；固定于該鐵心的外周面并沿軸向分割成多個的磁鐵；配置于該磁鐵的外周面并沿軸向分割成多個的保持環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)電設(shè)備，其通過設(shè)置多個柴油發(fā)動機(jī)(11、31)；利用該多個柴油發(fā)動機(jī)(11、31)的排氣進(jìn)行驅(qū)動的多個增壓機(jī)(14、34)；與該多個增壓機(jī)(14、34)連接的多個發(fā)電機(jī)(20、40)；將由多個發(fā)電機(jī)(20、40)產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力的多個轉(zhuǎn)換器(22、42)；將從該多個轉(zhuǎn)換器(22、42)輸出的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力的一個逆變器(24)；根據(jù)來自逆變器(24)的交流電力，控制轉(zhuǎn)換器(22、42)的主控制器(54)，可以發(fā)出穩(wěn)定電力。
文檔編號F02B37/22GK103069691SQ201180041310
公開日2013年4月24日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者山下幸生, 白石啟一, 小野嘉久 申請人:三菱重工業(yè)株式會社