多段式電動力同步發電機組及其製造技術

2023-11-10 10:31:32

專利名稱：多段式電動力同步發電機組及其製造技術
方法
技術領域：
本發明涉及一種電動力發電設備。特別是涉及一種由電能經電動機與齒輪傳動裝置轉換成機械能，再由該機械能驅動發電機的發電設備。背景技術：
本發明的背景技術源於起重機，電動自行車的電動機，磁阻式多段式電動機，風力發電機與匯流輸出技術。起重機的原理是由電能經電動機轉換成動能，電動機的動能再經齒輪傳動裝置轉換放大數倍後拖動圈筒提升重物，其目的是減輕工人的勞動強度。電動自行車的電動機與常規電動機的工作原理相反，前者是由『軸』固定式『機身』 運行，後者是機身固定式軸運行。風力發電機多採用的是低速發電機，由若干個風力發電機經整流後匯流母線輸
出ο
發明內容
本發明為「多段式電動力同步發電機組」，採用的是由電能經電動機轉換成動能，該動能再經齒輪傳動裝置轉換放大後驅動發電機的發電設備。本發電設備是由A與B兩套多段式電動力同步發電機組與兩套齒輪傳動裝置組合構成的一種2級(次)能量轉換放大的發電設備。每套多段式電動力同步發電機組都是由「多段式外轉子電動機」與「多段式同步發電機」以內「多段式發電機」，外「多段式外轉子電動機」組合構成。「多段式外轉子電動機」是由多臺外轉子電動機由同一軸連接形式構成。所謂外轉子電動機，是指電動機軸為固定式，電動機的機身運行工作式的電動機， 它的工作原理與電動自行車電動機的工作原理相同。「多段式同步發電機」是由多臺發電機由同一軸連接形式構成。所謂的「同步」是指多臺發電機組裝在同一軸同步運行發電。所謂的「多段」是指兩臺以上的電動機或發電機由同一軸連接而成。四

本附圖為「多段式電動同步發電機組結構圖」。A、第一套發電機組1、多段式外轉子電動機右端蓋。2、電動機齒輪。3、冷卻水管道。4、進水孔。5、A的發電機軸。6、出水孔。7、非磁性套管。8、永磁體。9、繞阻線圈。10、 多段式發電機。11、發電機外殼與導線孔。12、鐵芯。13、第一套傳動主動齒輪。14、多段式外轉子電動機。15、傳動軸。16、傳動承重齒輪。17、第二套發電機組發電機齒輪。18、B的發電機齒輪。19、發電機組箱體。B、第二套發電機組20、電動機齒輪。21、進水孔。22、出水孔。23、傳動主動齒輪。24、蓄電池箱。25、兩端鐵芯。26、環形磁鋼。27、傳動軸。28、傳動從動齒輪。29、導線孔。30、爪極。31、A的發電機齒輪。32、發電機固定腳。33、發電機左端蓋。34、電動機左端蓋。35、導線孔。36、線圈。37、自動控制箱。五具體實施例方式1、首先根據需要製做多段式發電機的各個零部件，然後將非磁套管套裝在軸上。定轉子分別沿軸向分成四(相數)段。轉子(爪極與永磁體)安裝在同一非磁套管的軸上，定子安裝在機身上，再將各個發電機的電動率輸出端用導線做好標記經導線孔引出。2、根據需要將製做好的電動機的定、轉子分別沿軸(發電機機身)向分成四(相數)段，定子鐵芯與相鄰段鐵芯錯開四分之一齒距，安裝在發電機的機身上。環形磁鋼安裝在電動機的機身上。將電動機的電動率輸出端用導線連接好做上標記經導線孔引出與供電電源連接。3、將製做好的兩套多段式電動力同步發電機組，再用兩套齒輪傳動裝置以交差方式將兩套發電機組連接起來。即A發電機組中的電動機齒輪2嚙合傳動齒輪13，傳動齒輪 16嚙合B發電機組中的發電機齒輪17，而B發電機組中的電動機齒輪20嚙合傳動齒輪23， 傳動齒輪28嚙合A發電機組中的發電機齒輪31。例如已知A發電機組中的多段式電動機的滿載轉速為1500轉/分，額定功率 800WX4 = 3200W，額定電壓60V，額定電流27. 6A。齒輪傳動裝置2級，總傳動比(1500 + 375) = 4B發電機組中的多段式發電機的額定負載轉速365轉/分。額定輸出功率1500WX4 = 6000W。額定電流27. 6A。電磁轉矩46. 4N · M，額定負載時發電機軸輸入(拖動)電磁轉矩功率7400W。又知B發電機組中的多段式電動機的滿載轉速1500轉/分，額定功率1500WX4 = 6000ffo額定電壓60V，額定電流。齒輪傳動裝置2級，總傳動比(1500 + 375) = 4A發電機組中的多段式發電機負載額定轉速365轉/分。額定輸出功率3KWX4 = 12W 電磁轉矩77. 6 額定電流額定電壓60V 額定負載時發電機軸的輸入(拖動)電磁轉矩功率12333。 齒輪與齒輪間轉動比齒輪分度圓直徑(毫米)4 齒輪 Zl = 75齒輪 Z2 = 75X4 = 3001 齒輪 Z13 = 75齒輪 Z4 = 75
功率W轉矩公斤 米
3200975 X (3200 + 1500) = 2080
3200X0. 96 = 3072 2080X4X0. 96 = 7987. 2 3072 X0. 96 = 2949 7987. 2X0. 96 = 7667. 7 功率W 6000
6000X0. 96 = 5760
5760X0. 90 = 5529. 6 19360X0. 96 = 14745. 8
A的發電機軸額定負載輸出時所需輸入電磁轉矩功率為12. 333KW。A的發電機軸額定輸出時所得到的轉矩功率為14. 746KW。A的發電機軸所得到的功率14. 746KW大於它本身所需要輸入功率12. 333KW。因此該發電機的額定輸出功率設在10KW。最大的額定輸出功率可設在12KW。B的發電機軸額定負載輸出時所需輸入電磁轉矩功率為7. 4KW。B的發電機軸額定負載輸出時所得到的轉矩功率7. 7KW。B的發發電機軸額定負載輸出時所得到的功率7. 7KW大於它本身所需要的輸入功率7. 4KW，因此該發電機的額定輸出功率設在6KW。最大額定輸出功率可設7KW。
齒輪Zl與齒輪Z2 = 1 齒輪Z3與齒輪TA = 1 各軸轉速/分
A的電動機身=1500 傳動軸15 = 375 B的發電機軸375 各軸轉速/分
B的電動機身=1500 傳動軸=375A的發電機軸375
轉矩公斤·米
975 X (6000 + 1500) = 24000 4000X4X0. 96 = 15360
4、本發明在其結構上變異的具體實施方式
是:A發電機組採用二段四(多段)式發電機組，B發電機組有採用四段二(多段)式或A與B發電機組都採用三段三的發電機組。二段四式電動力發電機組，指的是A發電機組是由兩段式外轉子電動機與四段式同步發電機以內發電機，外電動機組合構成。四段二式電動力發電機組，指的是B發電機組是由四段式外轉子電動機與二段式同步發電機以內發電機，外電動機組合構成。三段三式電動力發電機組，指的是A與B發電機組都是由三段三式電動力同步發電機組。二段四式與四段二式發電機組合成的二級能量轉換放大式的多段式電動力發電機組，其電動機與發電機輸入與輸出的電功率分配，以例1的電功率分配參數為例。齒輪傳動裝置二級，總傳動比以4為例。A發電機組中的多段式電動機每段額定功率為1.6KWX2 =3. 2KW。而多段式發電機的每段額定輸出功率為3KWX4 = 12KW。B發電機組中的多段式電動機的每段額定功率為1. 5KWX4 = 6KW。而多段式發電機的每段額定輸出功率為3KWX2 =6KW。採用兩套三段三式電動力同步發電機組組合成的二級能量轉換放大式的多段式電動力發電機組，其電動機與發電機輸入與輸出的電功率分配，以例1的電功率分配參數， 齒輪傳動裝置2級，總傳動比4為例。A多段式電動力發電機組中的多段式電動機的每段額定功率為1. IKffX3 = 3.3KW。而多段式發電機的每段額定輸出功率為4KWX3 = 12KW。B多段式電動力發電機組中的多段式電動機的每段額定功率為2KWX3 = 6KW，而多段式發電機的每段額定輸出功率為 2KWX3 = 6KW。前面的各種發電機組，並沒有因多段式電動機與多段式發電機的段數多少的改變而改變，因此多段式電動機與多段式發電機的段數多少，應根據實際需要進行選擇。一級能量轉換放大式的多段式電動力同步發電機組
具體實施例方式這類發電機組在本發明中有兩種形式，一種是多段式外轉子電動機與多段式同步發電機為一體式，如A 或B多段式電動力發電機組。二是多段式電動機與多段式同步發電機獨立式。多段式電動機與多段發電機一體式的多段式電動力發電機組，採用二級或三級齒輪迂迴平行傳動裝置，則需要配備一個或二個惰性齒輪，以確保電動機與發電機同一方向運行。多段式電動機與多段式發電機獨立式的多段式電動機發電機組，是在多段式電動機與多段式發電機之間由二級或三級齒輪平行傳動裝置連接而成，總傳動比為4。5、用於電網併網送電的幾種多段式同步發電機的
具體實施例方式(1)多段式無刷雙饋異步發電機在結構上兩段(臺)為一組，四段為兩組由同一軸連接。每組由主發電機與勵磁機構成，勵磁機的定子繞組與電網連接，主發電機定子繞組經逆變器與電網連接。勵磁機轉子繞組與主發電機轉子繞組互相連接。(2)多段式同步永磁低速高壓發電機，在其結構上與其它永磁式發電機相同。不同的是定子繞組不是採用傳統發電機中帶絕緣的矩形截面銅導體，而是利用圓形的電纜線製成。轉子也是永磁體製成，但因為多極，因此不需要電流勵磁，故沒有滑環。這種發電機是將同步發電機的輸出端電壓提高到10KV-30KV以上，因為發電機的定子輸出電壓高，因而經整流後匯流母線可以不用逆變器直接與電網連接。(3)多段式交流高壓整流子發電機，是一種集低速高壓永磁發電機與交流整流子發電機的特點於一身的特殊發電機，交流整流子發電機的輸出頻率等於勵磁頻率。而與原拖動機無關，因此只需要一個頻率恆定的交流勵磁電源就可以了。整流子繞組採用圓形電纜線繞制而成，即可獲得恆頻輸出功率經整流後匯流母線與電網直接連接送電，勵磁繞組經勵磁控制器與電網連接。上述幾種發電機都可以與多段式內轉子或外轉子電動機配套組合成一級或二級放大式多段式電動力同步發電機組。
權利要求
1.一種由電能轉換成機械能，再由機械能經發電機轉換成電能用於電動力車、船與電網併網送電的發電設備，該發電設備是由A與B兩套「多段式電動力同步發電機組」與兩套齒輪傳動裝置組合構成，其特徵在於每套發電機組都是由「多段式外轉子電動機」與「多段式同步發電機」以內、外結構組合在一起，並由A多段式電動力同步發電機組中的電動機齒輪(2)嚙合傳動齒輪(13)，傳動齒輪(16)嚙合，B多段式電動力同步發電機組中的發電機齒輪(17)，而B多段式電動力同步發電機組中的電動機齒輪00)嚙合傳動齒輪(23)，傳動齒輪08)嚙合A多段式電動力同步發電機中的發電機齒輪(31)的一種發電設備。
2.一種實施權利要求1的產品的方法，是將兩套「多段式電動力同步發電機組」經兩套 「齒輪傳動裝置」以交差形式將兩套電動力同步發電機組連接組合在一起的方法。
3.權利要求1所述的「多段式外轉子電動機」，其特徵在於該電動機是由多臺外轉子電動機組合而成的多段式外轉子電動機。
4.一種實施權利要求3的產品的方法，是將多臺外轉子電動機由同一軸連接在一起的方法。
5.權利要求1所述的「多段式同步發電機」其特徵在於該發電機是由多臺發電機組裝在一起的同步發電機。
6.一種實施權利要求5的產品的方法，是將多臺發電機由同一軸連接在一起同步運行發電的方法。
7.權利要求1所述的「多段式電動力同步發電機組」，其特徵在於該多段式電動力同步發電機組是由「多段式外轉子電動機」與「多段式同步發電機以內(發電機)外(電動機)」 結構組合構成的發電機設備。
8.一種實施權利要求7的產品的方法，是將多段式外轉子電動機與多段式發電機以內外結構組合在一起的方法。
9.權利要求1所述的發電設備是一種用於電動力車、船、飛機與發電廠的電能轉換放大併網送電的多段式電動力同步發電機組。
10.一種實施權利要求9的方法是將多段式電動力發電機組安裝在車、船、飛機與電能輸出端，由多段式電動力同步發電機組取代能源發動機及電能的轉換的方法。
全文摘要
電動力同步發電機組為發電設備技術領域。本發電機組由兩套電動力發電機組與兩套齒輪傳動裝置組成，每套電動力發電機組都是由多段式外轉子電動機、多段式發電機與齒輪傳動裝置組成。發明本發電機組的目的，一是解決節能發電的難題，二是解決電動力車、船的電力難題。本發明採用的是由電能經電動機與齒輪傳動裝置轉換成機械能，再由機械能拖動發電機轉換成電能。本發明主要應用於電動力車、船、電力設備、地方電網與國家電網併網送電。
文檔編號H02K53/00GK102545539SQ201010594600
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月20日 優先權日2010年12月20日
發明者祁忠軍 申請人:祁忠軍