由驱动发动机与发电机组成的发电机组制造技术

本发明专利技术涉及一种由驱动发动机和发电机，尤其是由柴油机和同步发电机组成的发电机组，它包括一个固定的电枢绕组（２８）和装在转子（２９）内用于发电机励磁的永久磁铁（３５），在此发电机组中，设计为外转子的发电机转子（２９）构成柴油机的飞轮，而其设在转子内部的定子（１１）则带有电枢绕组（２８）。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种按权利要求1前序部分所述由驱动发动机与发电机，尤其是由柴油机与同步发电组组成的发电机组。在德国公开文件3009279中介绍了一种可由汽车传动系统驱动的发电机，其中发电机设计为异极发电机，它的转子固定在驱动系统的飞轮上，以及，为了发电机的励磁，在其转子上设永久磁铁。在这里，电压在定子绕组内产生，定子围绕转子固定在驱动系统外壳上。在这种由汽车发动机构成的驱动系统中，转子补充了发动机的飞轮。发动机的冷却系统还间接地用于冷却发电机。已知的发动机-发电机组的缺点是，它采用大的直径，因为它的转子装在飞轮的外圆周上；虽然将发动机和发电机组装在一起，但并没有简化结构以节省构件。而是将发电机安装在发动机专门适配的传动装置外壳内，传动装置外壳沿径向必须有比较大的尺寸。由于在传动装置外壳内部尤其沿轴向存在有限的容积，所以发电机的电功率仅限于汽车上车载电网的需要。德国专利文件DE19721527介绍了一种前言所述类型的发电机组，它除此之外还与一泵组组合。发电机固定在曲轴上的转子同时构成发动机的飞轮。通过泵组产生的冷却介质流导致冷却发电机。该文献中没有说明对发动机的冷却。因此，本专利技术的目的是，对于前言所述类型的发电机组在结构方面应达到，通过构件的组合能做到节省或能多重利用构件，由此导致减轻重量并且不仅沿径向而且沿轴向减小发电机的结构体积。此外应实现一种简化的结构方式，在此结构方式中不存在与曲轴挠曲有关的问题，以及以简单的方式实施冷却。按本专利技术通过权利要求1的特征达到上述目的。其中a)柴油机的飞轮由发电机的转子代替，它仍安装在风机叶轮上，风机叶轮本身通过法兰固定在驱动发动机的曲轴端面上；b)定子设计为由薄板组成的叠片铁芯，它带有电枢绕组；c)转子设计为由薄板组成的叠片铁芯，它带有永久磁铁用于产生旋转磁场。在这里，风机叶轮保证有效和节省空间地既用于冷却发电机又用于冷却发动机。转子和定子薄板叠片的设计，使发电机按一种特别节省体积的结构方式构造。作为外转子设计的发电机转子有利地构造成，具备往常在发动机一侧所需要的飞轮的全部惯性矩。这意味着，一方面可根据往常存在的飞轮的惯性矩设计转子的尺寸，以及，另一方面为发动机提供原本要求的惯性矩，此惯性矩通常例如为了保证发动机的手起动性能是由飞轮提供的。此外，在这样一种转子和飞轮的组合中可比较有利地顺利地遵守闪光极限值(Lichtflimmergrenze)。若从本专利技术要达到的目的出发，发动机一侧外壳法兰的径向尺寸不应当由于连接发电机外壳而被超过，从而要限制转子的圆周，则转子的轴向尺寸要么按作为飞轮所需要的惯性矩决定，要么根据所要求的发电机在发电量方面的参数给出。为了在发电机内产生磁场，它有效的磁性质量需要一定的尺寸。为了进一步减小发动机-发电机组的结构体积，转子在发动机风机叶轮上有利地直接安装在带叶片组的环形部分内部。通过由此将转子设计成具有较大直径的外转子，在轴向结构长度极短的同时达到结构体积特别高的利用率。定子的一种有利的固定方式在于，它借助于圆周上多个穿过其叠片铁芯中的孔并将叠片铁芯压在一起的定子螺钉与发电机壳体端盖的一个内环固定在一起。在这种情况下特别恰当的是，定子螺钉在定子叠片铁芯与内环之间穿过定距套插入并拉紧固定在内环与定子背对内环的一侧之间。这样一来定子例如在一根轴上复杂的定心支承装置便不再需要。此外还规定，转子借助于圆周上多个穿过其叠片铁芯中的孔并将叠片铁芯压在一起的夹紧螺钉与风机叶轮在其带叶片组的环形部分内固定在一起。在这种情况下特别恰当的是，夹紧螺钉在转子叠片铁芯与风机叶轮之间通过支承套筒插入并夹紧固定在风机叶轮与转子背对风机叶轮的那一侧之间。因此，无论是转子还是定子均实现了一种简单的固定或支承方式，其结果是带来明显降低成本的优点。在一种节省成本的实施形式中，紧挨着发电机外壳圆柱套在其内部，设有多个在圆周上分布地排列并贯穿外壳全长的固定螺钉，它们一端与发动机侧的连接外壳以及另一端与发电机壳体端盖通过螺纹旋紧。为了进一步节约成本，将发电机外壳特别简单地设计为薄壁的圆柱套，它优选用金属薄板制成，在这种情况下，此发电机外壳以两个端面平面地夹紧在连接外壳与发电机盖之间。发电机壳体端盖在输出侧的防护罩相宜地同样用金属薄板制成，并借助加长用于发电机外壳的固定螺钉的螺栓固定在发电机壳体端盖上。在防护罩内部可设一个旋转磁铁作为电压调节器。在这种情况下，它带有一个励磁绕组的磁轭有利地固定在发电机壳体端盖上。在电子调压器空间需求较小的情况下，可以安装设计得特别扁平的防护罩以相应地缩短发电机部分。采用本专利技术成功地创造了一种发动机-发电机组，其中，在用于额定功率例如约10KVA的电气构件方面，与传统的类似机组相比，成本可节省达50％。它尤其适用于作为小功率和小结构尺寸的工频发电机。下面根据附图详细描述本专利技术的实施例，附图中附图说明图1为沿图2中的剖切线I-I对发动机-发电机组的纵向截面图，图2为沿图1中的剖切线II-II对发动机-发电机组剖切后得到的对定子和转子的视图，图3为沿轴向对于图2中所示定子的局部放大截面图，图4为带有永久磁铁的转子的三维视图，图5为沿图1中的剖切线V-V对电压调节器的剖切视图。图1至图3中所示的构成发电机的电气设备涉及一种由一个驱动发动机和一个同步发电机构成的机组。作为驱动发动机优选考虑一个柴油发动机，在图中对于柴油发动机仅以虚线表示出其曲轴1与同步发电机连接的端部。在曲轴1端部通过螺栓3连接风机叶轮2。风机叶轮2具有叶片组，用于产生如箭头S1所示冷却发动机的气流，其中按照箭头S2通流的空气对应于冷却发电机之后由发电机壳体8流出的冷空气。如图1所示，位于电流输出端的发电机壳体端盖9具有用于按照箭头L通流冷空气的吸入孔。为了使这种冷却气流在发电机壳体8里面达到其充分的冷却效果，防护罩14具有一个或多个(未示出的)尺寸恰当的冷空气进入孔。发动机侧的连接壳体5沿径向包封形成一个空间，风机叶轮2设置在该空间里；该空间在两端是敞开的并在其与发动机相对的一侧具有一个环状法兰6，该法兰具有螺纹孔用于旋入固定螺钉7，以连接相宜地由薄板制成的圆柱形发电机壳体8，该壳体以其两个端面被平面地压紧。固定螺钉7贴靠在发电机壳体8内侧上地沿其圆周分布并穿过整个壳体长度。在电流输出端，即图示发电机壳体8的左端设有一个发电机壳体端盖9，该端盖在沿径向向内伸出的辐条上具有一个端盖内环10，在端盖内环上固定发电机定子11。固定螺钉7的杆体以其处于电流输出端的端部穿过发电机壳体端盖9上的开孔；在固定螺钉7的外露螺纹段12上旋紧螺栓13，该螺栓用于将发电机壳体8固定在发电机壳体端盖9上以及通过短螺钉15固定防护罩14；该短螺钉15从外面穿过相应的防护罩14上的开孔旋紧在螺栓13的螺孔里面。防护罩14以其敞开端所构成的边缘段16从外面围扣搭接发电机壳体端盖9的相应外露段。按照本实施例在圆周上分布有8个固定螺钉7，而为了将定子固定在端盖内环10上有6个定子螺钉17就够了，它们穿过定子外面部分19叠片铁芯上的开孔以及位于端盖内环10与其所面对的定子外面部分19之间的定距套20与端盖内环10旋紧。定子外面部分19通过这种方式相对于壳体固定，即，构成定子外面部分19的叠片铁芯通过定子螺钉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由驱动发动机和发电机，尤其是由柴油机和同步发电机组成的发电机组，它包括一个固定的电枢绕组（２８）和装在转子（２９）内用于发电机励磁的永久磁铁（３５），其中，设计为外转子的发电机转子（２９）构成柴油机的飞轮，发电机的定子（１１）带有电枢绕组（２８）并设在转子的内部，其特征在于：转子（２９）装在一个风机叶轮（２）上，风机叶轮本身通过法兰固定在驱动发动机的曲轴（１）端面；定子（１１）设计为薄板组成的叠片铁芯，它带有电枢绕组（２８），并且借助于圆周上多个穿过其叠片铁芯中的孔且将叠片铁芯压在一起的定子螺钉（１７）与设在电流输出侧的发电机壳体端盖（９）的内环（１０）固定在一起；以及，转子（２９）设计为薄板组成的叠片铁芯，它带有永久磁铁（３５）用于产生旋转磁场，并且借助于圆周上多个穿过其叠片铁芯中的孔且将叠片铁芯压在一起的夹紧螺钉（３０）与风机叶轮（２）固定在一起。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：厄恩斯特哈兹，弗朗兹莫泽，
申请(专利权)人：哈兹电机制造公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]