直驱式混励型水能发电机制造技术

本发明专利技术涉及一种采用永久磁场和电磁场共同励磁发电的外转子结构的直驱式混励型水能发电机。不需要齿轮变速箱增速器，结构轻巧、起动阻力小、运行转矩大、发电功率大、节能明显、水电转换效率高和功率密度高，故障少、运行维护成本低和装机成本低，可调节电压变化、能发电并网、特设置环型式阻力绕组减小电压波形的失真和减小失步运转，提高发电并网运行的平稳性和抗冲力。采用水冷方式对机壳散热，在自然环境中发挥更好的散热效果，攻破了现有的水能发电机存在结构复杂，苯重、装机成本高、水电转换效率低等技术难关，弥补了现有的水能发电机存在的技术缺陷，应用前景广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术直驱式混励型水能发电机属于发电机领域。 技术背景现有的水能发电机采用水能机安装在齿轮变速箱增速器的低速转轴端，电 磁式水能发电机安装在齿轮变速箱增速器的高速转轴端，将水能机转速为 30 500r/min的低转速增速至1500r/min的高转速后再驱动电磁式水能发电机发 电，为间驱式结构。传动系统存在起动阻力大，水电转换效率低，水的流速较 低时不能发电，齿轮变速箱增速器笨重，昂贵、故障多、运行维护成本高和装 机成本高等技术缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种采用永久磁场和电磁场共向励磁发电的外转子 结构的直驱式混励型水能发电机。不需要齿轮变速箱增速器，结构轻巧、起动 阻力小、运行转矩大、发电功率大、节能明显、水电转换效率高和功率密度高， 故障少、运行维护成本低和装机成本低。可调节电压变化、能发电并网、特设 置环型式阻尼绕组减小电压波形的失真和减小失步运转，提高发电并网运行的 平稳性和抗冲力。本专利技术采用的技术方案本专利技术与现有技术相比，其优点在于-1、采用永久磁钢制造同心式瓦片形磁极或同心式凸梯形磁极，在同心式瓦片形磁极或同心式凸梯形磁极两侧矩形面的轴向上开有凹型键槽，大大提 高了永久磁钢的抗拉强度和安装效率。攻破了直驱式混励型水能发电机采用外 转子结构受自身结构上的限制不能安装环型式阻尼绕组的技术难关。2、 在定子铁心上开有n个均匀分布的焊槽和定子槽，定子铁心结构采用n 等分的同心式定子铁心拼装合成，同心式定子铁心采用同心式定子冲片叠装合 成。攻破了现有的永磁水能发电机存在磁拉力带来运转阻力大造成功率损失大 的技术难关，大大提高了直驱式混励型水能发电机的水电转换效率和发电功率。3、 定子绕组结构采用n个绕制在定子铁心上的独立绕组连接构成。采用高 效率的自动化嵌线新工艺方法替代低效率的手工嵌线方法，实现了规模化低成 本生产，解决了现有的水能发电机定子铁心结构难以实现自动化嵌线新工艺的 技术难题。4、 采用高强度材料制造空心的轮壳可大大减少材料用量和体重，在轮壳的 外圈轴向上开有n个均匀分布的轮壳键槽固定同心式叶片，在轮壳的内圈里拼 装合成转子铁心结构，在轮座的中心位置上开有带键槽的中心轴孔，转轴安装 在带键槽的中心轴孔内。利用水冷方式大大提高了转子总成的散热效果，弥补 了现有的水能发电机采用内转子结构带来散热效果差的技术缺陷。5、 在转子铁心上开有n个均匀分布的凹型定位槽，在凹型定位槽内侧面的 轴向上设有固定同心式瓦片形磁极或同心式凸梯形磁极的键条，将n个同心式 瓦片形磁极或同心式凸梯形磁极安装固定在凹型定位槽内，有序排列成n对N 极和S极磁极结构，构成漏磁极小的外转子结构，攻破了现有的水能发电机采 用内转子结构存在驱动转矩小的技术难关。6、 在转子铁心上设有n个均匀分布的转子齿构成电磁极，可调节发电并网的切入电压，在转子齿上开有阻尼孔，将阻尼导条装入阻尼孔中，在阻尼导条 的两端上安装阻尼导环，构成环型式阻尼绕组，可减小电压波形的失真和减小 失步运转，提高发电并网运行的平稳性和抗冲力。7、 在转子铁心上开有n个均匀分布的线槽，在线槽中嵌有励磁绕组产生电 磁场调节电压的变化，攻破了永磁发电机不能调节电压变化和永磁发电机发电 并网难度大的技术难关。8、 转子铁心结构采用n等分的同心式转子铁心拼装合成，同心式转子铁心 采用同心式转子冲片叠装合成，大大提高了材料使用率和安装效率。 附图说明图1、图2为本专利技术整机结构示意图3、图4为本专利技术定子铁心结构示意图5、图6为本专利技术同心式定子冲片结构示意图7、图8为本专利技术转子铁心结构示意图9、图10为本专利技术同心式转子冲片结构式意图ll、图12、图13、图14为本专利技术同心式瓦片形磁极或同心式凸梯形磁 极结构示意图15、图16为本专利技术阻尼导环结构示意图17、图18为本专利技术阻尼导条结构示意图。 具体实施例方式参阅图l、图2结构示意图所示1、为定子总成；2、为转子总成；3、为 叶片；4、为轮壳；5、为轮座；6、为轮轴；7、为励磁机；8、为轴乘；60、为 轴孔；61、为安装孔；70、为电压调节器。参阅图3、图4结构示意图所示5、为轮座；6、为转轴；10、为定子铁心； 14、为定子绕组；50、为轮座键槽；60、为轴孔；70、为电压调节器。参阅图5、图6结构示意图所示11、为同心式定子冲片；12、为焊槽；13、 为定子槽。参阅图7、图8结构示意图所示4、为轮壳；9、为同心式瓦片形磁极或同 心式凸梯形磁极；20、为转子铁心；25、为转子励磁绕组；28、为阻尼导条； 29、为阻尼导环；40、为轮壳键槽。参阅图9、图IO结构示意图所示21、为同心式转子冲片；22、为凹型定 位槽；23、为键条；24、为线槽；26、为转子齿；27、为阻尼孔。参阅图ll、图12、图13、图14结构示意图所示9、为同心式瓦片形磁极 或同心式凸梯形磁极；90、为凹型键槽。参阅图15、图16结构示意图所示29、为阻尼导环。参阅图17、图18结构示意图所示28、为阻尼导条。本专利技术将n个同心式瓦片形磁极或同心式凸梯形磁极安装在转子铁心 上的凹型定位槽内，采用凹型定位槽内侧面上的轴向键条安 装在同心式瓦片形磁极或同心^i凸梯形磁极两侧矩形面上的凹型键槽 内，将同心式瓦片形磁极或同心式凸梯形磁极固定在凹型定位槽内，构 成n对N极和S极磁极结构。将阻尼导条装入转子齿上的阻尼孔 中，在阻尼导条的两端上安装阻尼导环，构成环型式阻尼绕组。在 轮壳的外圈上开有n个均匀分布的轴向轮壳键槽,用于安装固定叶 片，转子总成安装在轮壳的内圈里，轴乘的外圈安装在轮壳 中心位置带防水结构的轴乘室内，轴乘的内圈安装在轮轴的两端上，定子总成的外圆安装在转子总成的内圆里，定子总成的内圆安 装在轮座外圈的轮座键槽内，轮座的中心轴孔安装在轮轴上， 励磁机的定子安装在轮座上，励磁机的转子安装在轮壳上， 电压调节器安装在励磁机上或轮座上，输出导线从轮轴 的轴孔引出，可完成整机组装。8权利要求1、一种直驱式混励型水能发电机，包括定子总成、转子总成、叶片、轮壳、轮座、轮轴、励磁机及电压调节器等其特征在于轮壳外圈的轮壳键槽内安装固定有叶片，转子总成的外圆安装固定在轮壳的内圈里，定子总成的外圆安装在转子总成的内圆里，定子总成的内圆安装固定在轮座外圈的轮座键槽内，轴乘的外圈安装在轮壳中心位置带防水结构的轴乘室内，轴乘的内圈安装固定在轮轴的两端上。2、 根据权利要求1所述的直驱式混励型水能发电机，其特征在于所述的同 心式瓦片形磁极或同心式凸梯形磁极〖9〗采用永久磁钢制造，在同心式瓦片形磁 极或同心式凸梯形磁极两倒矩形面的轴向上开有凹型键槽[恥〕。3、 根据权利要求1所述的直驱式濕励型水能发电机，其特征在于所述的定 子铁心D03上开有n个均匀分布的,，定子铁心UO结构 采用n等分的同心式定，心拼装合成，同心式定子铁心采用同心式定子冲片 叠装合成。4、根据权利要求i所述的直槃式混饞型水能发电机，其特征在于所述的转 子铁心叠装^^成，转子铁心上设有ii个均匀分布的转子齿 ，转，心上开有ji个均匀分布的凹型定位槽和,。5、根据权利要求1所述的直驱式混励型水能发电机，,征在于所述的 定子绕组D4〗结构采用n个绕制在定子铁心上的独立绕组连接构成，转子励磁绕组结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直驱式混励型水能发电机，包括定子总成［１］、转子总成［２］、叶片［３］、轮壳［４］、轮座［５］、轮轴［６］、励磁机［７］及电压调节器［７０］等其特征在于轮壳［４］外圈的轮壳键槽［４０］内安装固定有叶片［３］，转子总成［２］的外圆安装固定在轮壳［４］的内圈里，定子总成［１］的外圆安装在转子总成［２］的内圆里，定子总成［１］的内圆安装固定在轮座［５］外圈的轮座键槽［５０］内，轴乘［８］的外圈安装在轮壳［４］中心位置带防水结构的轴乘室内，轴乘［８］的内圈安装固定在轮轴［４］的两端上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于波，
申请(专利权)人：于波，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]