CN103633800A - 一种卧式双转子发电机 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种卧式双转子发电机，发电机由外至内依次设有绕线定子、内转子、外转子和转轴，所述的绕线定子通过前后端盖上的轴承固定在转轴上，所述的外转子与转轴固接，并由其驱动旋转，所述的内转子通过两端轴承固定在转轴上，所述的转轴与动力机联接。该卧式发电机能够异步运行同步发电，发电机的原动力机速度可在一定范围内变化，且具有同步发电机的特性，不需要投入复杂的逆变系统，像异步发电机一样简洁、安全、可靠的运行。

Description

一种卧式双转子发电机

技术领域

本发明涉及发电机，尤其涉及一种可以异步运行同步发电的发电设备。

背景技术

传统的发电机有异步和同步发电机之分，其主要部件包括定子和转子。不管是同步发电机还是异步发电，均有着个自的优缺点，适用于不同原动力机。

异步发电机简捷、可靠、便于维护，可以直接接入网上发电，且原动力机转速可变范围，但异步发电机需要从网上吸收无功功率，影响其功率因数，且发动机的效率相对较低。同步发电机是电网发电的基础，发电机效率相对较高，但同步发电要求发电机的转速与电网频率相适应，原动力机的转速要固定，不能随原动力要求而改变，为了瞒着速度变化动力发电需要，需增加电子逆变系统，由于逆变系统的复杂性和技术的难度，影响系统的可靠性，且增加了投资，在运行过程中还要产生高次谐波，影响供电质量。

发明内容一

本发明所要解决的技术问题是实现一种异步运行同步发电的发电设备。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种双转子同步发电机，发电机由外至内依次设有绕线定子、内转子、外转子和转轴，所述的绕线定子通过前后端盖上的轴承固定在转轴上，所述的外转子与转轴固接，并由其驱动旋转，所述的内转子通过两端轴承固定在转轴上，所述的转轴与动力机联接。

所述的绕线定子是由定子铁芯和绕组构成。

所述的内转子是由沿圆周方向N、S极间隔相连磁极而构成。

所述的内转子的磁极是由稀土永磁磁铁沿圆周方向粘结构成。

所述的内转子的磁极是由铁芯绕制线圈而构成，他励磁极。

所述的外转子是由材质铜或铝做成的空心杯，固定在转轴上。

本发明的优点在于该卧式发电机能够异步运行同步发电，发电机的原动力机速度可在一定范围内变化，且具有同步发电机的特性，不需要投入复杂的逆变系统，像异步发电机一样简洁、安全、可靠的运行。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为卧式双转子发电机结构示意图；

图2为图1中永磁磁极的内转子结构示意图；

图3为图1中他励磁极的内转子剖视图示意图；

图4为卧式双转子同步发电机截面结构示意图；

图5为外转子结构示意图；

图6为内转子采用他励磁极的卧式双转子发电机结构示意图；

上述图中的标记均为：1、绕线定子；2、外转子；3、内转子；4、转轴；5、轴承；6、端盖；7、轴承；8、导体；9、绕组；10、电源引接线；11、碳刷。

具体实施方式

参见图1可知，卧式双转子发电机由外至内依次设有绕线定子1、内转子3、外转子2和转轴4，其中绕线定子1、内转子3、外转子2均呈筒状结构，绕线定子1与两側端盖6固接，并通过端盖6上的轴承5固定在转轴4上，外转子2与转轴4固接，并由其驱动旋转，内转子3通过两端轴承5固定在转轴4上，

绕线定子1是由定子铁芯和绕组9构成。

内转子3是由沿圆周方向N、S极间隔相连磁极构成，如图2所示。磁极可以是由稀土永磁磁铁沿圆周方向粘结构成；也可以是由铁芯绕制线圈而构成，他励磁极，如图6所示，可以通过穿过端盖6的碳刷11为内转子3的他励磁极供电。

外转子2是由材质铜或铝做成的空心杯，固定在转轴4上。

本发明的卧式双转子发电机工作原理如下：

内转子3的磁场通过上下气隙，穿过外转子2，与绕线定子1铁芯形成磁路，当原动力机带动外转子2旋转时，内转子3的磁场切割外转子2内导体产生感应电流，产生电磁力带动内转子3旋转（如异步电机原理一样），而内转子3旋转时其磁场切割绕线定子1内线圈9，产生感应电流发电（如同步发电原理一样)。上述内转子3与外转子2相互作用如同一般意义上的异部电机，而内转子3与绕线定子1相互作用如同一般意义上的同步电机。当接上电源后，当外转子2转速低于内转子3转速，即低于电网同步转速时，此时处于电动机状态，电动机向电网输送无功，相当调相机工作；当外转子2转速高于内转子3转速，即高于电网同步转速时，此时处于发电机状态，电机向电网输送有功功率。

本发明的优点：内转子3可以固定的转速工作，适应电网频率的要求，趋于同步运行状态，而外转子2相对内转子3趋于异步运行状态，满足动力机的速度变化要求，从而实现发电机异步运行。发电机可以直接馈网发电，不需要额外的电子逆变系统，同时具有异步发电机的特性，转速可在一定范围变化，适应动力机的要求，发电机具有同步的高效率，异步发电机的速度适应性和可靠性。本发明可用于转速不可稳定控制的动力机（如风力发电）。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双转子同步发电机，其特征在于：发电机由外至内依次设有绕线定子（1）、内转子（3）、外转子（2）和转轴（4），所述的绕线定子（1）通过前后端盖（6）上的轴承（5）固定在转轴（4）上，所述的外转子（2）与转轴（4）固接，并由其驱动旋转，所述的内转子（3）通过两端轴承（5）固定在转轴（4）上，所述的转轴（4）与动力机联接。

2.根据权利要求1所述的双转子同步发电机，其特征在于：所述的绕线定子（1）是由定子铁芯和绕组(9)构成。

3.根据权利要求1所述的双转子同步发电机，其特征在于：所述的内转子（3）是由沿圆周方向N、S极间隔相连磁极而构成。

4.根据权利要求3所述的双转子同步发电机，其特征在于：所述的内转子（3）的磁极是由稀土永磁磁铁沿圆周方向粘结构成。

5.根据权利要求3所述的双转子同步发电机，其特征在于：所述的内转子（3）的磁极是由铁芯绕制线圈而构成，他励磁极。

6.根据权利要求1所述的双转子同步发电机，其特征在于：所述的外转子（2）是由材质铜或铝做成的空心杯，固定在转轴（4）上。

Images