水下軸流式同步發電機的製作方法

2023-07-10 11:09:16 1

專利名稱：水下軸流式同步發電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種水下軸流式同步發電機。
背景技術：
當前世界能源緊缺，資源匱乏，環境惡化，提倡節能減排和發展可再生清潔能源 (如太陽能、水能、風能、地熱能等)，成會國際競相發展的熱點。目前我國經濟和民生處在 持續超常發展時期，電力緊缺成為制約國民經濟可持續發展的一大瓶頸。水力發電在可再 生能源中所佔比重最大，水電站的建設須具備豐富的水力資源和嚴格的地理、地勢、地質條 件，需投入大量人力、物力和財力。地處大江，大河的中、下遊地區，地勢下降緩慢，江河水在 自身巨大的動能驅使下，年均有數百上千億立方水量，源源不斷流向大海。很久以前我國勞 動人民就用「風車」和「水車」灌溉農田和加工糧食，經驗證，水流速度在3米/秒時，能量密 度可達13500瓦/平方米，比同速風力的能量密度(600瓦/平方米)高出20多倍，在當今 大力發展風力發電的同時，利用大江大河的水流動能發電，是水能利用的傳承和創新。實施 水流發電，必先解決發電機在水下隔離和絕緣的難題，否則一旦機電漏水短路，電氣設備會 嚴重受損，如仍用傳動軸上安裝動密封器件的方法來防止電機滲水，不但會增加旋轉阻力， 而且動密封因終久磨損，難逃機電進水受溼，絕緣破壞，設備損毀的厄運。

發明內容
本發明水下軸流式同步發電機針對以上難題，將定子線圈鐵芯內外用環氧複合膠 料浸透、固化、密封和鏜磨加工，使定子線圈在水中仍保持與水的絕對隔離和高度絕緣。並 將原依賴外部供電的轉子勵磁線圈去除，改為表面經防鏽處理的釹鐵硼多極對永磁轉子， 與軸流式水輪同步轉動，由此產生的旋轉永磁場，使定子線圈感應發電，杜絕了因動密封磨 損滲水，電氣短路的隱患。同軸傳動更有利發電機機械效率的提高。用鋼構件與玻璃鋼合 成的複合材料軸流式水輪輪葉，既堅韌又耐衝擊和耐腐蝕，能確保水輪在水下長期安全工 作。像風力發電場一樣，水下發電機可在江河段面下排列布陣，水能並可多次重複利用(在 不影響航行，水利、排澇及生態保護的前提下)，故江河水流動能的開發潛力十分巨大，而且 水下軸流式同步發電機的性價比和能效比，遠優於風力發電設備，因此在江河中下遊，應地 置宜，多快好省地開發水流發電，是可再生能源領域的又一創新。


下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。附圖為本發明實施例的結構剖面示意圖。圖中1.尾流罩2.軸流式葉輪3.不鏽鋼軸承4.轉軸5.永磁轉子6.背翼 7.吊杆孔8.定子線圈9.複合隔水層10.鋼殼11.電纜
具體實施例方式本發明水下軸流式同步發電機定子線圈(8)的鐵芯內外用環氧樹脂複合膠料進 行浸透、固化、密封和鏜磨加工，形成牢固嚴密的複合隔水層(9)，使定子線圈(8)在水中長 期保持與水的絕對隔離和高度絕緣。本發電機沒有傳統的動密封器件，發電機的定子線圈
(8)，不鏽鋼軸承(3)，轉軸(4)和表面經防鏽處理的釹鐵硼多極對永磁轉子(5)全部安裝 在尾流罩(1)和鋼殼(10)內，即使發電機內有水進入，因電氣部分用環氧樹脂複合膠料預 先進行密封和絕緣，故可確保發電機在水下長久安全運行。軸流式葉輪(2)在水流動能的 驅動下，由轉軸(4)連同永磁轉子(5) —起旋轉，產生的旋轉永磁場，使定子線圈(8)切割 磁力線而發電。隨水流自動調整方位的背翼(6)上有吊杆孔(7)，安裝的鐵桿掛接固定在 水面的浮箱下，在江河水位、水流變化時，發電機始終保持最佳發電位置，發出的交流電由 防水電纜(11)輸出。用鋼構件與玻璃鋼複合製成的軸流式輪葉(2)，既堅韌又耐衝擊和耐 腐蝕，能確保水輪在水下長期安全運行。發電功率的大小與軸流式葉輪(2)的受力面積成 正比，一般4—6米直徑的軸流式葉輪(2)，在3米/秒流速水中，就能驅動、產生100-250 千瓦的電力。
權利要求
一種水下軸流式同步發電機，其特徵是在尾流罩(1)和鋼殼(10)內裝有定子線圈(8)，不鏽鋼軸承(3)，轉軸(4)和釹鐵硼多極對永磁轉子(5)，轉軸(4)末端裝有鋼構件與玻璃鋼複合製成的軸流式葉輪(2)。
2.根據權利要求1所述的一種水下軸流式同步發電機，其特徵是轉軸(4)上裝有不 鏽鋼軸承(3)，永磁轉子(5)和軸流式葉輪(2)。
3.根據權利要求1所述的一種水下軸流式同步發電機，其特徵是鋼殼(10)上方的背 翼(6)上有吊杆孔(7)。
4.根據權利要求1所述的一種水下軸流式同步發電機，其特徵是定子線圈(8)的鐵 芯內嚴密覆蓋著複合隔水層(9)。
5.根據權利要求1所述的一種水下軸流式同步發電機，其特徵是鋼殼(10)上裝有防 水電纜(11)。
全文摘要
本發明涉及一種水下軸流式同步發電機組，我國大江大河水力資源豐富，在地勢平坦的中、下遊地區，江、河水面寬廣，年均有數萬億立方米的水量東流入海，據測算水流速度在3米/秒時，其可利用的能量密度達13500瓦/平方米·秒，比同速風能(600瓦/平方米·秒)大20多倍。在不影響航行，灌溉，防澇及生態保護的前提下，如何將我國大江、大河的水流動能，轉變成國計民生急需的電力，本發明採用無動密封環氧複合材料絕緣和永磁旋轉同步發電技術，徹底解決了發電機水下絕緣的難題，為循環利用水能，提供了安全保障。
文檔編號H02K1/27GK101989775SQ20091018369
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月5日 優先權日2009年8月5日
發明者汪健, 蔣明興 申請人:汪健;蔣明興