永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電機，它包括永磁轉(zhuǎn)子、軸承蓋板、接線盒、定子、機殼、軸承、端蓋；定子固定在機殼內(nèi)壁；永磁轉(zhuǎn)子兩端通過軸承分別固定在兩個端蓋上；兩個端蓋分別固定在機殼兩端；軸承蓋板通過螺釘固定在端蓋上并壓靠軸承；接線盒固定在機殼外壁；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，維護費減少；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。
【專利說明】永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電機
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:本實用新型涉及一種發(fā)電機，尤其是一種用于沼氣發(fā)電領(lǐng)域直接驅(qū)動 的永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電機。
[0002]【背景技術(shù)】:沼氣發(fā)電機是由燃燒沼氣的原動機驅(qū)動的發(fā)電機，原動機的輸出轉(zhuǎn)速 為3000-6000rpm，發(fā)電機則為額定轉(zhuǎn)速是1500rpm左右的同步電勵磁發(fā)電機，它們通過減 速機連接。該種發(fā)電機在使用中存在的不足是:1、原動機與發(fā)電機間由于減速機的存在，將 降低發(fā)電機輸出的轉(zhuǎn)換效率，產(chǎn)生噪音，而且故障率高，維護費用大；2、由于沼氣流量波動 大，造成原動機輸出轉(zhuǎn)矩脈動分量大，發(fā)電機輸出電壓波形畸變大，致使發(fā)電機輸出電能質(zhì) 量差；3、低速發(fā)電機為了獲得較大的轉(zhuǎn)動慣量，增強機組的穩(wěn)定性，往往還在發(fā)電機前面裝 設(shè)一個飛輪，這將使得整個機組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，單位用材多；4、由于電勵磁發(fā)電機存在 滑環(huán)、碳刷等裝置，需要不斷維護及更換碳刷，降低了發(fā)電機的可靠性，若采用無刷勵磁技 術(shù)，則需要復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)勵磁裝置，這使維護維修極不方便，而且發(fā)電機勵磁繞組本身需要消 耗一部分電能，致使電機輸出效率低；5、發(fā)電機需要配備相應(yīng)的勵磁裝置，由于沼氣原動機 轉(zhuǎn)速波動大，傳統(tǒng)的模擬勵磁設(shè)備只能讓發(fā)電機孤網(wǎng)發(fā)電，若要并網(wǎng)運行需要昂貴的自追 蹤數(shù)字勵磁設(shè)備，設(shè)備總成本很大，不易推廣。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:本實用新型的目的在于，針對現(xiàn)有沼氣發(fā)電機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，它由原動機直接耦合驅(qū)動，它既能解決沼氣 發(fā)電機組結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低、電能輸出質(zhì)量差的缺點，又能增強機組的可靠性，降低設(shè)備的 維護運行成本。
[0004]本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā) 電機，其特征在于，包括永磁轉(zhuǎn)子、軸承蓋板、接線盒、定子、機殼、軸承、端蓋；定子固定在機 殼內(nèi)壁；永磁轉(zhuǎn)子兩端通過軸承分別固定在兩個端蓋上；兩個端蓋分別固定在機殼兩端； 軸承蓋板通過螺釘固定在端蓋上并壓靠軸承；接線盒固定在機殼外壁；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%，兩邊圓弧對稱布置。
[0006]為增加永磁體有效利用體積，兩個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。
[0007]為有足夠強度承受高速旋轉(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，降低軸承維護成本，增強電機可靠性，大大延長軸承使用 壽命，軸承為陶瓷軸承。
[0009]定子鐵芯為斜一槽結(jié)構(gòu)。
[0010]為加強散熱效果，在轉(zhuǎn)子鐵芯片內(nèi)圓外旁設(shè)有通風孔，同時在鐵芯壓板上設(shè)有與之對應(yīng)的通風孔；鐵芯壓板上對應(yīng)鐵芯片隔磁區(qū)域設(shè)有通風孔；為了消除鍵槽帶來的不平 衡，在轉(zhuǎn)子鐵芯片上設(shè)有消除轉(zhuǎn)子不平衡的孔。
[0011]本實用新型的效果在于:1、轉(zhuǎn)換效率提高，故障率降低，維護費減少，因為本裝置 的轉(zhuǎn)速可由每分鐘幾百轉(zhuǎn)到八千轉(zhuǎn)，它通過聯(lián)軸器即可與原動機直接連接傳動，取消了現(xiàn) 有裝置中的減速機構(gòu)，從而可提高轉(zhuǎn)換效率，使效率不低于96%，而且過載能力強，具有很 寬的高效工作區(qū)域，故障率得到降低，維護費也相應(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 機波動對本裝置的影響，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)電機中的飛輪、風葉裝置，本裝置采用永磁體 勵磁，其氣隙磁密高，可縮短鐵芯長度，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，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 低軸承維護成本、增強電機可靠性、而且可以大大延長使用壽命。
[0012]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型進一步說明:
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0013]附圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(局部剖視)；
[0014]附圖2為本實用新型中轉(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為本實用新型系統(tǒng)連接方框示意圖。
【具體實施方式】:
[0017]參見附圖1、2、3，一種永磁變頻高效直驅(qū)沼氣發(fā)電機，主要由永磁轉(zhuǎn)子1、軸承蓋 板2、接線盒3、定子4、機殼5、軸承6、端蓋7組成。定子4通過熱套方式固定在機殼5內(nèi) 壁；永磁轉(zhuǎn)子I兩端通過軸承6分別固定在兩個端蓋7上；兩個端蓋7分別固定在機殼5兩 端；軸承蓋板2通過螺釘固定在端蓋7上并壓靠軸承6 ;接線盒3固定在機殼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，通過連接螺栓14鎖緊；轉(zhuǎn)子鐵芯片 13通過熱套方式套在主軸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阻力矩，轉(zhuǎn)子鐵芯片13外圍根據(jù)電機極數(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度相差2% -10%,兩邊圓弧對稱布置。為增加永磁體12的有效利 用體積，兩個永磁體槽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132。為有足夠強度承受高速旋轉(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，降低軸承維護成本，增強電機可靠性，延長軸承使用壽命，軸承6為陶瓷軸承。為有效 減少電機噪聲和寄生轉(zhuǎn)矩，降低電機啟動阻力矩，定子4的鐵芯為斜一槽結(jié)構(gòu)。為加強散熱 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)的通風孔111 ;在轉(zhuǎn)子鐵芯片13 的內(nèi)圓外旁設(shè)有通風孔134，在鐵芯壓板11上設(shè)有對應(yīng)通風孔134的孔。為了消除鍵槽帶來的不平衡，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]參見附圖4，本裝置A通過聯(lián)軸器B與原動機C直接連接傳動，本裝置A通過變流 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，其特征在于，包括永磁轉(zhuǎn)子、軸承蓋板、接線盒、 定子、機殼、軸承、端蓋；定子固定在機殼內(nèi)壁；永磁轉(zhuǎn)子兩端通過軸承分別固定在兩個端 蓋上；兩個端蓋分別固定在機殼兩端；軸承蓋板通過螺釘固定在端蓋上并壓靠軸承；接線 盒固定在機殼外壁；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，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，其特征在于，兩個永磁體槽之 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。
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，其特征在于，兩個永磁體槽的 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，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，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，其特征 在于，在轉(zhuǎn)子鐵芯片內(nèi)圓外旁設(shè)有通風孔，同時在鐵芯壓板上設(shè)有與之對應(yīng)的通風孔；鐵芯 壓板上對應(yīng)鐵芯片隔磁區(qū)域處設(shè)有通風孔；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】H02K1/32GK203434768SQ201320500412
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】劉國榮, 彭家平, 彭發(fā)珠, 黃海水, 易洪輝 申請人:江西力德東元永磁發(fā)電機制造有限公司