專(zhuān)利名稱(chēng)：三相同步飛輪發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可安裝在小型柴油機(jī)上的三相同步飛輪發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，廣泛使用的三相交流柴油發(fā)電機(jī)組均是柴油機(jī)與發(fā)電機(jī)分體式安裝的 結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)下，柴油機(jī)與發(fā)電機(jī)是獨(dú)立的個(gè)體，柴油機(jī)與發(fā)電機(jī)之間依 靠皮帶或連軸器傳遞能量，并且柴油機(jī)與發(fā)電機(jī)必須都安裝在同一個(gè)牢固的底 座上，以保證在工作時(shí)它們之間無(wú)相對(duì)的位置移動(dòng)。以上的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使柴油發(fā) 電機(jī)組的體積和重量都比較大，這不僅提高了柴油發(fā)電機(jī)組的整體成本，對(duì)用 于野外施工作業(yè)和作為移動(dòng)電源的柴油發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，也增加了運(yùn)輸上的成本。 另外對(duì)于使用皮帶傳動(dòng)的柴油發(fā)電機(jī)組，皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上也會(huì)損失相當(dāng)?shù)墓β省?雖然目前也有將發(fā)電機(jī)安裝在柴油機(jī)飛輪上的設(shè)計(jì)，但都是小功率永磁發(fā)電機(jī)， 只能將柴油機(jī)所產(chǎn)生的很少一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，無(wú)法發(fā)出較大功率的電 能，供用電較多的設(shè)備使用。
為了克服現(xiàn)有的柴油發(fā)電機(jī)組及傳統(tǒng)飛輪發(fā)電機(jī)的不足，本實(shí)用新型提供一 種新型的三相同步飛輪發(fā)電機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)飛輪發(fā)電機(jī))，該飛輪發(fā)電機(jī)可以在發(fā) 出與傳統(tǒng)柴油發(fā)電機(jī)組同等電力的情況下，大大減少柴油發(fā)電機(jī)組的重量和體 積，同時(shí)也可節(jié)約原材料，降低生產(chǎn)成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是此飛輪發(fā)電機(jī)為內(nèi)定子、 外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)式結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子既是飛輪發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)部分，也是柴油機(jī)的 飛輪部分。由于轉(zhuǎn)子在功能上取代了柴油機(jī)原有的飛輪，因此轉(zhuǎn)子需要有與柴油機(jī)飛輪相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)慣量，以提供柴油機(jī)工作所需的飛輪旋轉(zhuǎn)慣量。磁極外圍 的導(dǎo)磁部分使用厚鋼環(huán)制成，這既為飛輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供了充足的磁通路，也 為柴油機(jī)的正常運(yùn)行提供足夠的旋轉(zhuǎn)慣量。勵(lì)磁線圈與磁極便安裝在該鋼環(huán)上， 并與其一起安裝在一個(gè)與柴油機(jī)曲軸連接的圓盤(pán)上，共同構(gòu)成飛輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。 為了適應(yīng)不同額定轉(zhuǎn)速的柴油機(jī)，轉(zhuǎn)子上的磁極可為兩個(gè)或四個(gè)，以構(gòu)成二極 或四極飛輪發(fā)電機(jī)。為了便于飛輪發(fā)電機(jī)散熱，飛輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子端面圓盤(pán)上 開(kāi)有通風(fēng)孔，在飛輪發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候可將空氣扇入其中，并在飛輪發(fā)電機(jī)內(nèi) 循環(huán)，可良好的為飛輪發(fā)電機(jī)冷卻散熱。飛輪發(fā)電機(jī)定子由主繞組、定子鐵芯、 連接盤(pán)及防護(hù)板等構(gòu)成。連接盤(pán)固定在柴油機(jī)機(jī)體上，定子鐵芯與線圈安裝在 其上，該飛輪發(fā)電機(jī)可采用三次諧波勵(lì)磁，采用三次諧波勵(lì)磁時(shí)，在定子鐵芯 上配置三次諧波繞組，為飛輪發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁電流。在連接盤(pán)上安裝有防護(hù)板， 防護(hù)板是比飛輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子大的圓盤(pán)，并向轉(zhuǎn)子方向有折邊，可防止柴油機(jī)工 作時(shí)，濺出的油和水等進(jìn)入飛輪發(fā)電機(jī)造成故障。定子連接盤(pán)和鐵芯中間有大 孔，柴油機(jī)曲軸從該孔中穿出，連接飛輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，該孔中還安裝有為勵(lì)磁 線圈提供勵(lì)磁電流的集電環(huán)和碳刷。為了充分利用空間，利于飛輪發(fā)電機(jī)裝配， 減少飛輪發(fā)電機(jī)的長(zhǎng)度，此處可使用端面圓盤(pán)結(jié)構(gòu)，碳刷與集電環(huán)端面接觸。
本實(shí)用新型的有益效果是，將飛輪發(fā)電機(jī)直接裝配在柴油機(jī)上，并使用飛輪 發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子取代柴油機(jī)飛輪，可使柴油機(jī)與飛輪發(fā)電機(jī)構(gòu)成的發(fā)電機(jī)組相比 傳統(tǒng)的柴油發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)更為緊湊。由于采用了一體式的結(jié)構(gòu)，可省去柴油機(jī) 飛輪，縮小甚至取消柴油發(fā)電機(jī)組底座，使柴油發(fā)電機(jī)組體積小、重量輕，節(jié) 省材料，降低制造成本。由于沒(méi)有中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，也避免了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上功率的 損失和傳動(dòng)方面的故障。


以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。 圖l為本實(shí)用新型實(shí)施例的示意圖，圖中為轉(zhuǎn)子一側(cè)。 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的示意圖，圖中為定子一側(cè)。 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例轉(zhuǎn)子示意圖。
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例定子示意圖。
圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例定子與轉(zhuǎn)子組裝圖(圖中未畫(huà)防護(hù)板)。 圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例半剖圖。
圖中1.鋼環(huán)，2.磁極，3.轉(zhuǎn)子端面圓盤(pán)，4.勵(lì)磁繞組，5.碳刷架，6. 碳刷，7.轉(zhuǎn)子連接套，8.定子連接盤(pán)，9.集電環(huán)，IO.定子鐵芯，ll.諧波繞 組，12.主繞組，13.防護(hù)板
具體實(shí)施方式
如圖3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的轉(zhuǎn)子部分由鋼環(huán)(1 )、磁極(2 )、轉(zhuǎn)子 端面圓盤(pán)(3 )、勵(lì)磁繞組(4 )、碳刷架(5 )、碳刷(6 )、轉(zhuǎn)子連接套(7 ) 等部分組成。其中四個(gè)勵(lì)磁繞組(4 )分別套在四個(gè)磁極(2 )上，并相隔90 度安裝在鋼環(huán)(1 )上。鋼環(huán)(1 )安裝在轉(zhuǎn)子端面圓盤(pán)(3 )上。轉(zhuǎn)子端面 圓盤(pán)(3 )上開(kāi)有通風(fēng)孔，飛輪發(fā)電機(jī)工作時(shí)，空氣可從通風(fēng)孔中進(jìn)入，為飛 輪發(fā)電機(jī)散熱。轉(zhuǎn)子端面圓盤(pán)(3 )中間裝有轉(zhuǎn)子連接套(7 )。飛輪發(fā)電機(jī)裝 配在柴油機(jī)上時(shí)，轉(zhuǎn)子連接套(7)與柴油機(jī)曲軸相連接，將柴油機(jī)產(chǎn)生的動(dòng) 力傳遞給飛輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子連接套(7 )外側(cè)安裝有碳刷架(5)，碳刷(6) 鑲嵌在碳刷架(5)中間的孔中。為了提高給飛輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈供電的可靠 性，防止因制作、裝配精度不夠及工作時(shí)振動(dòng)等原因造成的碳刷與集電環(huán)接觸 不良，在轉(zhuǎn)子連接套(7 )周?chē)惭b多組碳刷架(5 )和碳刷(6 )，并均勻布 置在轉(zhuǎn)子連接套上。如圖4所示，本實(shí)用新型實(shí)施例的定子部分由定子連接盤(pán)(8 )、集電環(huán)(9 )、 定子鐵芯(10)、諧波繞組(11)、主繞組(12)、防護(hù)板(13)等組成。其中主 繞組(12)和諧波繞組(11)安裝在定子鐵芯(10)上，定子鐵芯(10)固定 在定子連接盤(pán)(8)上。由于飛輪發(fā)電機(jī)的直徑較大，定子鐵芯(10)在滿(mǎn)足 足夠磁通尺寸的情況下，中間仍然能留出較大的空間，集電環(huán)(9)便位于定 子鐵芯(10)中間的大孔中，安裝在定子連接盤(pán)(8 )上。定子連接盤(pán)(8 ) 上還安裝有防護(hù)板(13)。
如圖5所示，定子部分與轉(zhuǎn)子部分裝配在一起時(shí)，定子與轉(zhuǎn)子同軸，轉(zhuǎn)子部 分將定子部分套在里邊。
如圖6所示，定子部分與轉(zhuǎn)子部分裝配在柴油機(jī)上時(shí)(注本圖中柴油機(jī)未 畫(huà)出)，定子連接盤(pán)(8 )安裝在柴油機(jī)機(jī)體上。轉(zhuǎn)子連接套(7 )從定子鐵芯 (10)中間的大孔中穿過(guò)，與柴油機(jī)曲軸相連接。安裝在轉(zhuǎn)子連接套(7)上 的碳刷架(5)中的碳刷(6)壓在集電環(huán)(9)上，將勵(lì)磁電流引入轉(zhuǎn)子部分。 安裝在定子連接盤(pán)(8 )上的防護(hù)板(13)，其折邊部分遮住鋼環(huán)(1 )的邊緣， 將飛輪發(fā)電機(jī)線圈部分與外界隔離開(kāi)來(lái)，防止柴油機(jī)工作時(shí)濺出的油、水等進(jìn) 入飛輪發(fā)電機(jī)。
權(quán)利要求1.一種三相同步飛輪發(fā)電機(jī)，其特征為定子由主繞組、定子鐵芯、定子連接盤(pán)、防護(hù)板等零部件構(gòu)成，轉(zhuǎn)子由勵(lì)磁繞組、磁極、鋼環(huán)、端面圓盤(pán)、轉(zhuǎn)子連接套等零部件構(gòu)成；定子與轉(zhuǎn)子裝配在一起時(shí)，定子嵌套在轉(zhuǎn)子內(nèi)部，形成內(nèi)定子外轉(zhuǎn)子式結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的三相同步飛輪發(fā)電機(jī)，其特征是三相同步飛輪發(fā)電 機(jī)的定子主繞組下安裝三次諧波勵(lì)磁繞組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相同步飛輪發(fā)電機(jī)，其特征是三相同步飛輪發(fā)電 機(jī)轉(zhuǎn)子連接套附近安裝碳刷和集電環(huán)，集電環(huán)可使用端面圓盤(pán)結(jié)構(gòu)，碳刷與集 電環(huán)端面接觸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的三相同步飛輪發(fā)電機(jī)，其特征是定子上安裝有防護(hù) 板，防護(hù)板向轉(zhuǎn)子方向有折邊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的三相同步飛輪發(fā)電機(jī)，其特征是轉(zhuǎn)子端面上開(kāi)有均 勻分布的通風(fēng)孔。
專(zhuān)利摘要一種三相同步飛輪發(fā)電機(jī)。為內(nèi)定子、外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)式的結(jié)構(gòu)。勵(lì)磁線圈、磁極安裝在轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子部分既作為飛輪發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，同時(shí)也取代柴油機(jī)原有的飛輪。主線圈安裝在定子鐵芯上，并與連接盤(pán)等零部件一起構(gòu)成定子，定子在裝配好的飛輪發(fā)電機(jī)中位于轉(zhuǎn)子中間。碳刷、集電環(huán)等安裝在定子中間的孔中。飛輪發(fā)電機(jī)安裝在柴油機(jī)上時(shí)，可省去柴油機(jī)飛輪，共用的底座等，與柴油機(jī)構(gòu)成一個(gè)整體，使其可在與傳統(tǒng)柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)出同等電力的情況下，體積小，重量輕，節(jié)省材料，降低制造成本。一體式的結(jié)構(gòu)也省去了傳動(dòng)系統(tǒng)，避免了傳動(dòng)系上功率的損失和傳動(dòng)方面的故障。
文檔編號(hào)H02K21/22GK201323516SQ20082012871
公開(kāi)日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2008年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月16日
發(fā)明者田俊鋒, 田希勤 申請(qǐng)人:田俊鋒;田希勤