CN102195409A - 双馈异步发电机 - Google Patents

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段志强
何庆峰
钟绍辉
陈晓杰
崔皓
池佃旭
荆卫锋
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本发明提供一种双馈异步发电机,包括机座、定子、转子和滑环系统,机座为空心体,且机座的壁内设置有密封的冷水腔;机座两端分别设置有前端盖和后端盖;定子设置于机座的内壁上;转子设置于机座内,且与定子相对应地套设于转轴上;转轴的一端贯穿前端盖,且转轴的另一端贯穿后端盖;滑环系统设置于后端盖的外侧,滑环系统所包括的滑环绝缘套设于转轴上,滑环上滑设有用于放置电刷的电刷架,且滑环连接于转子的转子绕组。本发明的双馈异步发电机,解决了现有技术中由于散热效果不佳,而导致双馈异步发电机发电效率相对低下的缺陷,且本发明的双馈异步发电机具有单机容量大,体积紧凑的特点。

Description

双馈异步发电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域,尤其涉及一种双馈异步发电机。
背景技术
在现有技术中,为了提高发电机组的整机发电效率,降低发电的成本,发电技术正朝着增大单机功率,减轻单机重量,提高电能转换效率的方向发展,并且大功率发电机也越来越收到人们关注。其中,具备上述优点的双馈异步发电机以其优越的特性而被广泛应用。
在实现本发明过程中,发明人发现现有技术中的双馈异步发电机由于散热效果不佳,而导致双馈异步发电机发电效率相对低下。
发明内容
本发明提供一种双馈异步发电机,用以解决现有技术中双馈异步发电机由于散热效果不佳,而导致双馈异步发电机发电效率相对低下的缺陷。
本发明提供一种双馈异步发电机,其中,包括机座、定子、转子和滑环系统,所述机座为空心体,且所述机座的壁内设置有密封的冷水腔;
所述机座两端分别设置有前端盖和后端盖;
所述定子设置于所述机座的内壁上;所述转子设置于所述机座内,且与所述定子相对应地套设于转轴上;
所述转轴的一端贯穿所述前端盖,且所述转轴的另一端贯穿所述后端盖;
所述滑环系统设置于所述后端盖的外侧,所述滑环系统所包括的滑环绝缘套设于所述转轴上,所述滑环上滑设有用于放置电刷的电刷架,且所述滑环连接于所述转子的转子绕组。
本发明的双馈异步发电机,通过转子绕组引入交流电流进行励磁,转轴受到传动而带动励磁所产生的磁场高速旋转,且定子绕组通过切割磁场中的磁感线形成电能的同时,可利用机座中所设置的密封冷水腔对发电机进行水冷,且可利用机座的壁内所设置的通风道配合风扇与导风平衡盘,使发电机内部空气高速循环,而进行风冷;解决了现有技术中双馈异步发电机由于散热效果不佳,而导致双馈异步发电机发电效率相对低下的缺陷,实现了提高双馈异步发电机散热效果的目的,且提高了发电机的发电效率;并且由于双馈异步发电机的定子采用双层成型叠绕组,转子采用双层成型波绕组的结构,使得本发明的双馈异步发电机具有单机容量大,体积紧凑的特点。
附图说明
图1为本发明双馈异步发电机的正视图;
图2为本发明双馈异步发电机的左视图;
图3为本发明双馈异步发电机的右视图;
图4为本发明双馈异步发电机的俯视图;
图5为本发明双馈异步发电机的正视半剖图。
具体实施方式
图1为本发明双馈异步发电机的正视图。图2为本发明双馈异步发电机的左视图。图3为本发明双馈异步发电机的右视图。图4为本发明双馈异步发电机的俯视图。图5为本发明双馈异步发电机的正视半剖图。结合图1、图2、图3、图4和图5所示,本实施例的双馈异步发电机包括机座106、定子、转子和滑环系统,其中,机座106为空心体,其具体可为空心圆柱体,该机座106两端分别设置有前端盖103和后端盖113,以将定子和转子均封闭于机座106的内部,定子通过其所包括的定子铁心108固定于机座106的内壁,而均匀分布在机座106的内壁上,且定子的定子绕组109为双层成型叠绕组,该定子的定子绕组109具体可由扁铜线制成,其硬度高、绝缘性及导热性均较好、且还具有耐电晕的优点;转子通过其所包括的空心圆筒形转子铁心107可套接于转轴119上,转轴119的一端(该转轴119的一端为传动端)贯穿前端盖103,且转轴119的另一端(该转轴119的另一端为非传动端)贯穿后端盖113;前端盖113内嵌有前轴承124,该前轴承124套设于转轴119的一端,且该前轴承124由前轴承外盖102和前轴承内盖104所固定,该前轴承外盖102套设于转轴119上并设置于前端盖103的外侧,前轴承内盖104则套设于转轴119上并设置于前端盖113的内侧,在前轴承外盖102和前端盖103之间还设置有用于前轴承124、前轴承外盖102和前轴承内盖104相对紧固用的前封环101;基于对称设置,后端盖113内嵌设后轴承125,该后轴承125套设于转轴119的另一端,且该后轴承125由后轴承外盖114和后轴承内盖112所固定,该后轴承外盖114套设于转轴119上并设置于后端盖113的外侧,后轴承内盖112则套设于转轴119上并设置于后端盖113的内侧,在后轴承外盖114和后端盖113之间还设置有用于后轴承125、后轴承外盖114和后轴承内盖112相对紧固用的后封环115。
机座106的壁内设置有密封的冷水腔126和开放的风通道127,其中,设置于机座106外壁上的排气孔128和进水口129连通于该冷水腔126,在冷水腔126注水前,需通过排气孔128进行排气以减小冷水腔126中的气压,然后再通过进水口129进行注水,最终达到在本实施例的双馈异步发电机发电的过程中,对其进行水冷的作用;风通道127所包括的进风口130和出风口131均设置于机座106的内壁上,该进风口130和出风口131分布于定子的两侧,且进风口130靠近后端盖113,出风口131靠近前端盖103。
本实施例双馈异步发电机还包括风扇111和导风平衡盘105,该风扇111设置于机座106内、并套设于转轴119上,且对应于进风口130;导风平衡盘105设置于机座106内、并套设于转轴119上,且对应于出风口131;在发电机发电的过程中,通过转轴119受传动而带动风扇111和导风平衡盘105进行高速旋转,可实现使发电机内部空气高速循环,而对发电机进行风冷的目的。在进风口130和风扇111之间可设置一扩压隔流圈132,扩压隔流圈132为圆环形,由于进风口较小,该扩压隔流圈132用于调整风扇111通过进风口130将空气导入风通道127的空气量,并可消除风扇111将大量空气从进风口130快速导入时,所产生的涡流,从而在减小发电机克服涡流所消耗的能量的同时,可有效地提高风冷的散热效率,并且提高了发电机的发电效率。
本实施例双馈异步发电机的滑环系统包括滑环117、电刷架116和滑环室118,其中,滑环室118设置于后端盖113的外侧并与后端盖113相连,且转轴119的另一端则贯穿该滑环室118;该滑环117绝缘套设于转轴119上且连接于转子的转子绕组110,电刷架116可通过与后轴承外盖114相连接的轴133的支撑而与滑环117相对滑动设置,且电刷架116则可用于放置电刷;滑环室118的侧壁上分别有设置转子接线盒123和除尘箱122,其中,转子接线盒123用于对外提供接入电能的标准接口,并将外界供电设备所提供的交流电流引到转子绕组110上;除尘箱122用于收集发电机在发电过程中消耗电刷而产生的电刷粉末。再者,滑环室118的侧壁上还开设有至少一个窗口,当电刷磨损后,用以便于更换安装电刷。
进一步地,本实施例双馈异步发电机的机座的外壁还设置有定子接线盒120及多点自助注油器121,其中,定子接线盒120用于将定子绕组109上所产生的电能引出,并对外提供输出电能的标准接口;多点自助注油器121通过油管与前轴承124和后轴承125相连,用于为前轴承124和后轴承125添加润滑油。
再进一步地,转轴119的另一端(即转轴119的非传动端)上设置有编码器134,该编码器134用于对转轴119的转速进行测量,电动机控制系统可根据编码器134测得的转轴119的转速以控制多点自助注油器121的注油动作。
又进一步地,本实施例的双馈异步发电机还包括吊架135和支架136,该吊架135和支架136均设置于机座106的外壁上,在双馈异步发电机需吊起时,通过该吊架135可吊起该双馈异步发电机,而在该双馈异步发电机需平稳放置时,通过支架136可支撑该双馈异步发电机。
在实际工作中,本实施例双馈异步发电机的转子绕组110通过从转子接线盒123引入的交流电流励磁,在转轴119受到传动而高速旋转的同时,可带动转子绕组110周围的磁场高速旋转,因此定子绕组109通过切割磁场中的磁感线可产生电能,并从定子接线盒120输出电能。该双馈异步发电机的主要技术参数为:额定功率3100kW、额定电压690V、额定电流2166A、转子电压372V、转子电流895A、额定频率50Hz、极数6、额定转速1200转/min、转速范围620~1380转/min、转子开口电压1808V、额定功率因数1、功率因数从感性0.9到容性0.9、额定效率大于97%、电机重量约14500kg,且双馈异步发电机可应用于风力发电系统中或火力发电系统中,而在应用于风力发电系统中时,由于其定子采用双层成型叠绕组,转子采用双层成型波绕组的结构,可使其具备3MW的功率,解决了国内3MW双馈风力发电机多依赖进口的难题。
本实施例的双馈异步发电机,通过转子绕组引入交流电流进行励磁,转轴受到传动而带动励磁所产生的磁场高速旋转,且定子绕组通过切割磁场中的磁感线形成电能的同时,可利用机座中所设置的密封冷水腔对发电机进行水冷,且可利用机座的壁内所设置的通风道配合风扇与导风平衡盘,使发电机内部空气高速循环,而进行风冷;解决了现有技术中双馈异步发电机由于散热效果不佳,而导致双馈异步发电机发电效率相对低下的缺陷,实现了提高双馈异步发电机散热效果的目的,且提高了发电机的发电效率;并且由于双馈异步发电机的定子采用双层成型叠绕组,转子采用双层成型波绕组的结构,使得本发明的双馈异步发电机具有单机容量大,体积紧凑的特点。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种双馈异步发电机,其特征在于,包括机座、定子、转子和滑环系统,所述机座为空心体,且所述机座的壁内设置有密封的冷水腔;
所述机座两端分别设置有前端盖和后端盖;
所述定子设置于所述机座的内壁上;所述转子设置于所述机座内,且与所述定子相对应地套设于转轴上;
所述转轴的一端贯穿所述前端盖,且所述转轴的另一端贯穿所述后端盖;
所述滑环系统设置于所述后端盖的外侧,所述滑环系统所包括的滑环绝缘套设于所述转轴上,所述滑环上滑设有用于放置电刷的电刷架,且所述滑环连接于所述转子的转子绕组。
2.根据权利要求1所述的双馈异步发电机,其特征在于,还包括前轴承,所述前轴承嵌设于所述前端盖内并套设于所述转轴的一端,且所述前轴承由前轴承外盖和前轴承内盖所述固定,所述前轴承外盖设置于所述前端盖的外侧、并套设于所述转轴上,所述前轴承内盖设置于所述前端盖的内侧、并套设于所述转轴上。
3.根据权利要求1所述的双馈异步发电机,其特征在于,还包括后轴承,所述后轴承嵌设于所述后端盖内并套设于所述转轴的另一端,且所述后轴承嵌由后轴承外盖和后轴承内盖所述固定,所述后轴承外盖设置于所述前端盖的外侧、并套设于所述转轴上,所述后轴承内盖设置于所述后端盖的内侧、并套设于所述转轴上。
4.根据权利要求1所述的双馈异步发电机,其特征在于,所述机座的壁内还设置有风通道,所述风通道所包括的进风口和出风口均设置于所述机座的内壁上,且所述进风口靠近所述后端盖,所述出风口靠近所述前端盖。
5.根据权利要求4所述的双馈异步发电机,其特征在于,还包括风扇,所述风扇设置于所述机座内、并套设于所述上,且对应于所述进风口。
6.根据权利要求4或5所述的双馈异步发电机,其特征在于,还包括导风平衡盘,所述导风平衡盘设置于所述机座内、并套设于所述上,且对应于所述出风口,所述导风平衡盘用于平衡所述转轴的转动且加快所述机座内的空气循环。
7.根据权利要求5所述的双馈异步发电机,其特征在于,还包括扩压隔流圈,所述扩压隔流圈设置于所述进风口和风扇之间,且所述扩压隔流圈用于调整所述风扇通过所述进风口将空气导入风通道的空气量。
8.根据权利要求1所述的双馈异步发电机,其特征在于,所述定子的绕组为双层成型叠绕组。
9.根据权利要求1所述的双馈异步发电机,其特征在于,所述转子的绕组为双层成型波绕组。
10.根据权利要求1所述的双馈异步发电机,其特征在于,所述滑环系统还包括滑环室,所述滑环室设置于所述后端盖的外侧,且使所述滑环和电刷设置于所述滑环室内。
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