一種異步永磁同步發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種異步永磁同步發(fā)電機(jī)，其特征在于：包括繞線定子、主動(dòng)轉(zhuǎn)子、從動(dòng)轉(zhuǎn)子、端蓋、軸承和轉(zhuǎn)軸，所述的繞線定子與兩側(cè)端蓋固接，所述的主動(dòng)轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸連接，并通過(guò)轉(zhuǎn)軸上的軸承支承在繞線定子內(nèi)的兩側(cè)端蓋上，所述的從動(dòng)轉(zhuǎn)子通過(guò)軸承固定在主動(dòng)轉(zhuǎn)子和繞線定子之間，所述的轉(zhuǎn)軸與動(dòng)力機(jī)聯(lián)接。該臥式發(fā)電機(jī)能夠異步運(yùn)行同步發(fā)電，發(fā)電機(jī)的原動(dòng)力機(jī)速度可在一定范圍內(nèi)變化，且具有同步發(fā)電機(jī)的特性，不需要投入復(fù)雜的逆變系統(tǒng)，像異步發(fā)電機(jī)一樣簡(jiǎn)潔、安全、可靠的運(yùn)行。
【專利說(shuō)明】一種異步永磁同步發(fā)電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)，尤其涉及一種可以異步運(yùn)行同步發(fā)電的發(fā)電設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)有異步和同步發(fā)電機(jī)之分，其主要部件包括定子和轉(zhuǎn)子。不管是同步發(fā)電機(jī)還是異步發(fā)電，均有著個(gè)自的優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同原動(dòng)力機(jī)。
[0003]異步發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)捷、可靠、便于維護(hù)，可以直接接入網(wǎng)上發(fā)電，且原動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速可變范圍，但異步發(fā)電機(jī)需要從網(wǎng)上吸收無(wú)功功率，影響其功率因數(shù)，且發(fā)動(dòng)機(jī)的效率相對(duì)較低，且存在低電壓穿透問(wèn)題。同步發(fā)電機(jī)是電網(wǎng)發(fā)電的基礎(chǔ)，發(fā)電機(jī)效率相對(duì)較高，但同步發(fā)電要求發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)頻率相適應(yīng)，原動(dòng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速要固定，不能隨原動(dòng)力要求而改變，為了瞞著速度變化動(dòng)力發(fā)電需要，需增加電子逆變系統(tǒng)，由于逆變系統(tǒng)的復(fù)雜性和技術(shù)的難度，影響系統(tǒng)的可靠性，且增加了投資，在運(yùn)行過(guò)程中還要產(chǎn)生高次諧波，影響供電質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)一種臥式異步運(yùn)行同步發(fā)電的發(fā)電設(shè)備。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種異步永磁同步發(fā)電機(jī)，由繞線定子、主動(dòng)轉(zhuǎn)子、從動(dòng)轉(zhuǎn)子、端蓋、軸承、電源引接線和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成內(nèi)轉(zhuǎn)子式發(fā)電機(jī)或外轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)；
[0006]所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子式發(fā)電機(jī)的繞線定子與兩側(cè)端蓋固接，所述的主動(dòng)轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸連接，并通過(guò)轉(zhuǎn)軸上的軸承支承在繞線定子內(nèi)的兩側(cè)端蓋上，所述的從動(dòng)轉(zhuǎn)子通過(guò)軸承固定在主動(dòng)轉(zhuǎn)子和繞線定子之間，所述的轉(zhuǎn)軸與動(dòng)力機(jī)聯(lián)接；
[0007]所述的外轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)的主動(dòng)轉(zhuǎn)子與兩側(cè)端蓋固接，轉(zhuǎn)軸與主動(dòng)轉(zhuǎn)子聯(lián)接，所述的端蓋上通過(guò)軸承固定有穿過(guò)主動(dòng)轉(zhuǎn)子內(nèi)部的軸桿，所述的繞線定子固定在主動(dòng)轉(zhuǎn)子內(nèi)的軸桿上，所述的從動(dòng)轉(zhuǎn)子通過(guò)軸承固定在主動(dòng)轉(zhuǎn)子和繞線定子之間，所述的轉(zhuǎn)軸與動(dòng)力機(jī)聯(lián)接。
[0008]所述的繞線定子是由定子鐵芯和繞組構(gòu)成。
[0009]所述的主動(dòng)轉(zhuǎn)子是由轉(zhuǎn)子鐵芯和導(dǎo)體構(gòu)成。
[0010]所述的主動(dòng)轉(zhuǎn)子是通過(guò)鐵芯鑄鋁或銅而構(gòu)成，即鼠籠轉(zhuǎn)子。
[0011]所述的主動(dòng)轉(zhuǎn)子是通過(guò)鐵芯與繞制線圈而構(gòu)成，即繞線轉(zhuǎn)子。
[0012]所述的從動(dòng)轉(zhuǎn)子是由沿圓周方向間隔相連磁極而構(gòu)成。
[0013]所述的從動(dòng)轉(zhuǎn)子是由永磁磁瓦按N、S極間隔用強(qiáng)力膠粘接，經(jīng)環(huán)氧樹(shù)脂封裝而成滾筒狀，端部設(shè)有軸承室。
[0014]所述的從動(dòng)轉(zhuǎn)子是由永磁磁瓦按N、S極間隔鑲嵌在鋁或銅質(zhì)龍骨架上形成滾筒狀，端部設(shè)有軸承室。
[0015]所述的從動(dòng)轉(zhuǎn)子是由鐵芯上繞線而成的他勵(lì)磁極，由環(huán)氧樹(shù)脂封裝而成滾筒狀，端部設(shè)有軸承室。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于該臥式發(fā)電機(jī)能夠異步運(yùn)行同步發(fā)電，發(fā)電機(jī)的原動(dòng)力機(jī)速度可在一定范圍內(nèi)變化，且具有同步發(fā)電機(jī)的特性，不需要投入復(fù)雜的逆變系統(tǒng)，像異步發(fā)電機(jī)一樣簡(jiǎn)潔、安全、可靠的運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]下面對(duì)本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明:
[0018]圖1為內(nèi)轉(zhuǎn)子式異步永磁同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為外轉(zhuǎn)子式異步永磁同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為圖1、2中從動(dòng)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為內(nèi)轉(zhuǎn)子式異步永磁同步發(fā)電機(jī)截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為圖1、2中從動(dòng)轉(zhuǎn)子他勵(lì)磁極結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]上述圖中的標(biāo)記均為:1、繞線定子；2、從動(dòng)轉(zhuǎn)子；3、主動(dòng)轉(zhuǎn)子；4、轉(zhuǎn)軸；5、軸承；
6、端蓋；7、軸承；8、導(dǎo)體；9、繞組；10、電源引接線;201、S極磁條;202、N極磁條；203、固定框架。
【具體實(shí)施方式】
[0024]參見(jiàn)圖1可知，異步永磁同步發(fā)電機(jī)主要由繞線定子1、主動(dòng)轉(zhuǎn)子3、從動(dòng)轉(zhuǎn)子2、端蓋6、軸承5、7、電源引接線11和轉(zhuǎn)軸4構(gòu)成外定子式發(fā)電機(jī)或內(nèi)定子式發(fā)動(dòng)機(jī)；本申請(qǐng)發(fā)電機(jī)是在現(xiàn)有臥式發(fā)電機(jī)繞線定子I和主動(dòng)轉(zhuǎn)子3之間增加一個(gè)從動(dòng)轉(zhuǎn)子2。
[0025]其中內(nèi)轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)的繞線定子I與兩側(cè)端蓋6固接，主動(dòng)轉(zhuǎn)子3與轉(zhuǎn)軸4連接，轉(zhuǎn)軸4與動(dòng)力機(jī)聯(lián)接，主動(dòng)轉(zhuǎn)子3通過(guò)轉(zhuǎn)軸4上的軸承5支承在繞線定子I內(nèi)的兩側(cè)端蓋6上，從動(dòng)轉(zhuǎn)子2通過(guò)軸承7固定在主動(dòng)轉(zhuǎn)子3和繞線定子I之間。
[0026]其中外轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的主動(dòng)轉(zhuǎn)子3與兩側(cè)端蓋6固接，轉(zhuǎn)軸4與主動(dòng)轉(zhuǎn)子3聯(lián)接，轉(zhuǎn)軸4與動(dòng)力機(jī)聯(lián)接，主動(dòng)轉(zhuǎn)子3兩側(cè)的端蓋6上設(shè)有軸承5，軸承5內(nèi)固定有貫穿主動(dòng)轉(zhuǎn)子3內(nèi)部的軸桿，軸桿用于支持固定在主動(dòng)轉(zhuǎn)子3內(nèi)的繞線定子1，繞線定子I上的電源引接線10由軸桿引出，從動(dòng)轉(zhuǎn)子2通過(guò)軸承7固定在主動(dòng)轉(zhuǎn)子3和繞線定子I之間。
[0027]從動(dòng)轉(zhuǎn)子2是由沿圓周方向間隔相連磁極而構(gòu)成，可有S極磁條201和N極磁條202通過(guò)由強(qiáng)力膠粘接，經(jīng)環(huán)氧樹(shù)脂封裝形成滾筒狀結(jié)構(gòu)，端部設(shè)有軸承室；也可以采用銅或鋁制成龍骨架203固定，將S極磁條201和N極磁條202間隔鑲嵌在固定框架203的凹槽內(nèi)，形成滾筒狀結(jié)構(gòu)，端部設(shè)有軸承室；也可以是由鐵芯上繞線而成的他勵(lì)磁極，由環(huán)氧樹(shù)脂封裝而成滾筒狀，端部設(shè)有軸承室。
[0028]繞線定子I是由定子鐵芯和繞組9構(gòu)成。主動(dòng)轉(zhuǎn)子3可以由轉(zhuǎn)子鐵芯和導(dǎo)體8構(gòu)成；也可以通過(guò)鐵芯鑄鋁或銅而構(gòu)成的鼠籠轉(zhuǎn)子；也可以通過(guò)鐵芯繞制線圈而構(gòu)成繞線轉(zhuǎn)子。
[0029]本發(fā)明的異步永磁同步發(fā)電機(jī)工作原理如下:
[0030]位于中間的從動(dòng)轉(zhuǎn)子2，其本身沒(méi)有磁軛，其磁場(chǎng)通過(guò)上下氣隙經(jīng)繞線定子I和主動(dòng)轉(zhuǎn)子3鐵芯形成磁路，當(dāng)原動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)轉(zhuǎn)子3旋轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)轉(zhuǎn)子2的磁場(chǎng)切割主動(dòng)轉(zhuǎn)子3內(nèi)導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生電磁力帶動(dòng)從動(dòng)轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)(如異步電機(jī)原理一樣),而從動(dòng)轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)時(shí)其磁場(chǎng)切割繞線定子I內(nèi)線圈9，產(chǎn)生感應(yīng)電流發(fā)電(如同步發(fā)電原理一樣)。上述主動(dòng)轉(zhuǎn)子3與從動(dòng)轉(zhuǎn)子2相互作用如同一般意義上的異部電機(jī)，而從動(dòng)轉(zhuǎn)子2與繞線定子I相互作用如同一般意義上的同步電機(jī)。當(dāng)接上電源后，當(dāng)主動(dòng)轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)速低于從動(dòng)轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)速，即低于電網(wǎng)同步轉(zhuǎn)速時(shí)，此時(shí)處于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)向電網(wǎng)輸送無(wú)功，相當(dāng)調(diào)相機(jī)工作；當(dāng)主動(dòng)轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)速高于從動(dòng)轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)速，即高于電網(wǎng)同步轉(zhuǎn)速時(shí)，此時(shí)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，電機(jī)向電網(wǎng)輸送有功功率。
[0031]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):從動(dòng)轉(zhuǎn)子2可以固定的轉(zhuǎn)速工作，適應(yīng)電網(wǎng)頻率的要求，趨于同步運(yùn)行狀態(tài)，而主動(dòng)轉(zhuǎn)子3相對(duì)從動(dòng)轉(zhuǎn)子2趨于異步運(yùn)行狀態(tài)，滿足動(dòng)力機(jī)的速度變化要求，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行。發(fā)電機(jī)可以直接饋網(wǎng)發(fā)電，不需要額外的電子逆變系統(tǒng)，同時(shí)具有異步發(fā)電機(jī)的特性，轉(zhuǎn)速可在一定范圍變化，適應(yīng)動(dòng)力機(jī)的要求，發(fā)電機(jī)具有同步的高效率，異步發(fā)電機(jī)的速度適應(yīng)性和可靠性。本發(fā)明可用于轉(zhuǎn)速不可穩(wěn)定控制的動(dòng)力機(jī)(如風(fēng)力發(fā)電)同步發(fā)電的應(yīng)用。
[0032]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種異步永磁同步發(fā)電機(jī)，其特征在于:由繞線定子(I)、主動(dòng)轉(zhuǎn)子(3)、從動(dòng)轉(zhuǎn)子(2)、端蓋(6)、軸承(5、7)、電源引接線(10)和轉(zhuǎn)軸(4)構(gòu)成內(nèi)轉(zhuǎn)子式發(fā)電機(jī)或外轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)； 所述的內(nèi)轉(zhuǎn)子式發(fā)電機(jī)的繞線定子(I)與兩側(cè)端蓋(6)固接，所述的主動(dòng)轉(zhuǎn)子(3)與轉(zhuǎn)軸(4)連接，并通過(guò)轉(zhuǎn)軸(4)上的軸承(5)支承在繞線定子(I)內(nèi)的兩側(cè)端蓋(6)上，所述的從動(dòng)轉(zhuǎn)子(2)通過(guò)軸承(7)固定在主動(dòng)轉(zhuǎn)子(3)和繞線定子(I)之間，所述的轉(zhuǎn)軸(4)與動(dòng)力機(jī)聯(lián)接； 所述的外轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)的主動(dòng)轉(zhuǎn)子(3)與兩側(cè)端蓋(6)固接，轉(zhuǎn)軸(4)與主動(dòng)轉(zhuǎn)子(3)聯(lián)接，所述的端蓋(6)上通過(guò)軸承(5)固定有穿過(guò)主動(dòng)轉(zhuǎn)子(3)內(nèi)部的軸桿，所述的繞線定子(I)固定在主動(dòng)轉(zhuǎn)子(3)內(nèi)的軸桿上，所述的從動(dòng)轉(zhuǎn)子(2)通過(guò)軸承(7)固定在主動(dòng)轉(zhuǎn)子(3 )和繞線定子(I)之間，所述的轉(zhuǎn)軸(4 )與動(dòng)力機(jī)聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步永磁同步發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的繞線定子(I)是由定子鐵芯和繞組(9)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步永磁同步發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的主動(dòng)轉(zhuǎn)子(3)是由轉(zhuǎn)子鐵芯和導(dǎo)體(8)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步永磁同步發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的主動(dòng)轉(zhuǎn)子(3)是通過(guò)鐵芯鑄鋁或銅而構(gòu)成，即鼠籠轉(zhuǎn)子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步永磁同步發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的主動(dòng)轉(zhuǎn)子(3)是通過(guò)鐵芯與繞制線圈而構(gòu)成，即繞線轉(zhuǎn)子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的異步永磁同步發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的從動(dòng)轉(zhuǎn)子(2)是由沿圓周方向間隔相連磁極而構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的異步永磁同步發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的從動(dòng)轉(zhuǎn)子(2)是由永磁磁瓦按N、S極間隔用強(qiáng)力膠粘接，經(jīng)環(huán)氧樹(shù)脂封裝而成滾筒狀，端部設(shè)有軸承室。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的異步永磁同步發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的從動(dòng)轉(zhuǎn)子(2)是由永磁磁瓦按N、S極間隔鑲嵌在鋁或銅質(zhì)龍骨架上形成滾筒狀，端部設(shè)有軸承室。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的異步永磁同步發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的從動(dòng)轉(zhuǎn)子(2)是由鐵芯上繞線而成的他勵(lì)磁極，由環(huán)氧樹(shù)脂封裝而成滾筒狀，端部設(shè)有軸承室。
【文檔編號(hào)】H02K16/02GK103595203SQ201310492312
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】孫屹東 申請(qǐng)人:孫屹東