CN104578588A - 变频发电机的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变频发电机的冷却系统，包括一个发动机和一个发电机，该冷却系统还包括一个接长轴，该发电机包活两个具有通风孔的电机端盖、一个风轮、一个转子和一个定子，该些电机端盖相互卡合且形成一容置腔，该风轮、该转子和该定子均设置于该容置腔，该发动机能够通过该接长轴带动该风轮旋转且使得该容置腔内形成负压。通过在发电机的容置腔内部设置风轮，该风轮能够直接地将冷风吹向转子和定子，因此提高了散热效率，降低磁铁的退磁率和线圈的阻抗损耗。

Description

变频发电机的冷却系统

技术领域

本发明涉及变频发电领域，特别涉及一种变频发电机的冷却系统。

背景技术

目前，市场上变频发电机普遍采用永磁发电机，这种发电机在输出大功率的同时，定子和转子都会产生大量热能。如果不能及时快速的带走这些热量，将会破坏定子的绝缘性能并使转子上磁铁退磁，从而降低电机使用寿命，影响发电机的性能。

现有的变频发电机包括依次排列的一个变频器、一个冷却风扇、一个发动机和一个发电机，该变频器、该冷却风扇、该发动机和该发电机设置在一个密封的空间内，该发电机包括一个转子和一个定子。在采用这种结构的变频发电机内，变频器位于冷却风扇前，处于8进风方向，将增大进风阻力，故风量小且流速慢；另外，鉴于发动机的箱体和气缸头温度较高，因此采用这种冷却风道的变频发电机，并不能够对转子和定子较好的散热，最终导致转子上的磁铁退磁，发电效率降低，以及定子线圈阻抗增高而电能耗散过大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的变频发电机的冷却系统不能够对转子和定子较好地散热的缺陷，提供一种变频发电机的冷却系统，该变频发电机的冷却系统能够对转子和定子较好地散热，降低磁铁退磁率和线圈阻抗。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种变频发电机的冷却系统，包括一个发动机和一个发电机，其特点在于，该冷却系统还包括一个接长轴，该发电机包活两个具有通风孔的电机端盖、一个风轮、一个转子和一个定子，该些电机端盖相互卡合且形成一容置腔，该风轮、该转子和该定子均设置于该容置腔，该发动机能够通过该接长轴带动该风轮旋转且使得该容置腔内形成负压。

较佳地，该冷却系统还包括一个变频器，该变频器包括一个箱体、一个涡轮风扇、一个散热片和一个具有百叶窗的封盖，该涡轮风扇和该散热片设置于该箱体内，该封盖卡合于该箱体的开口处。该涡轮风扇将气流从该封盖的百叶窗吸入，并依次流经该PCB板和该散热片，对PCB板进行风冷。

较佳地，该冷却系统还包括一个消声器，该消声器与该发动机的排气管相互连通，该些电机端盖的靠近该消声器和该发动机的缸头处设置有排气孔。消声器能够降低排气管的气流噪声，通过在靠近该消声器和该发动机的缸头处设置有排气孔，以便实现该发电机排出的风能够制冷该消声器和该发动机。

较佳地，该冷却系统还包括一个消声器，该消声器与该发动机的排气管相互连通，该箱体的靠近该消声器处设置有排气孔。在靠近该消声器和该发动机的缸头处设置有排气孔，以便实现该变频器排出的风能够制冷该消声器。

较佳地，该冷却系统还包括一个接地横梁，该变频器固定于该接地横梁上。接地横梁能够方便变频器的紧固和装卸。

较佳地，该变频器包括一个PCB板，该PCB板贴置于该散热片上，该涡轮风扇将气流从该百叶窗吸入，并依次流经该PCB板和该散热片。该PCB板贴置于该散热片上，能够将热量热传导至散热片，经散热片热辐射而高效散热。

较佳地，该冷却系统还包括一个导风罩、一个风叶轮和一个飞轮转子，该导风罩卡合于该发动机上且形成一容纳腔，该风叶轮和该飞轮转子均设置于该容纳腔，该发动机能够带动该风叶轮和该飞轮转子旋转且使得该容纳腔内形成负压。

较佳地，该冷却系统还包括一个轴承，该接长轴通过该轴承与该定子相互枢接。轴承的使用不仅能够降低转动摩擦，而且也保证了该定子和发动机的曲轴的同轴度。

较佳地，该发电机还包活一个压板，该风轮套接于该转子的固定轴上且通过该压板固定。压板能够牢固地固定风轮，防止风轮的松脱。

较佳地，该发动机为汽油发动机或柴油发动机，该冷却系统还包括启动马达和用于为该启动马达供电的蓄电池。通过电启动该启动马达，可以使用该启动马达带动该发动机的转子旋转，进而实现启动发动机的目的，省力且可靠。

较佳地，该冷却系统还包括一个减震垫和一个固定于该减震垫表面的减震板，该减震板具有两条支架，该发动机固定于该些支架上。减震垫和减震板能够降低发动机振动幅度，避免了发动机频繁振动撞击而损坏。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：通过在发电机的容置腔内部设置风轮，该风轮能够直接地将冷风吹向转子和定子，因此提高了散热效率，降低磁铁的退磁率和线圈的阻抗损耗。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的变频发电机的冷却系统的爆炸图。

图2为本发明较佳实施例的变频发电机的冷却系统的变频器的爆炸图。

图3为本发明较佳实施例的变频发电机的冷却系统的结构示意图。

附图标记说明：

导风罩：1                         风叶轮：2

飞轮转子：3                       发动机：4

曲轴：5                           左端盖：6

第一螺栓：7                       接长轴：8

螺母：9                           第二螺栓：10

压板：11                          风轮：12

转子：13                          第三螺栓：14

定子：15                          右端盖：16

第四螺栓：17                      轴承：18

第五螺栓：19                      箱体：21

涡轮风扇：22                      散热片：23

PCB板：24                         封盖：25

排气管：30                        消声器：40

接地横梁：50                      启动马达：60

发电机：70                        变频器：80

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

本实施例的变频发电机的冷却系统的结构如下：

请结合图1-3予以理解，本实施例的变频发电机的冷却系统包括一个发动机4、一个消声器40、一个接地横梁50、一个启动马达60、一个发电机70和一个变频器80。该变频器80固定于该接地横梁50上。

该冷却系统还包括一个接长轴8，该发电机70包活两个具有通风孔的电机端盖（左端盖6和右端盖16）、两个第一螺栓7、一个螺母9、三个第二螺栓10、一个压板11、一个风轮12、一个转子13、三个第三螺栓14、一个定子15、一个第四螺栓17、一个轴承18和一个第五螺栓19，该些电机端盖相互卡合且形成一容置腔，该风轮12、该转子13和该定子15均设置于该容置腔。该风轮12套接于该转子13的固定轴上且通过该压板11固定。该接长轴8通过该轴承18与该定子15相互枢接。该发动机4的曲轴5能够通过该接长轴8带动该风轮12旋转且使得该容置腔内形成负压。在该容置腔内形成负压后，气流就会从电机端盖的通风孔流入该容置腔，进而对转子13和定子15进行风冷。该接长轴8能够为电机端盖提供较为充裕的空间，方便了发动机4、发电机70和变频器80层级结构的构筑，发动机4和变频器80之间嵌置发电机70，能够最大幅度地保护变频器80，以便提高整个冷却系统制冷效果和寿命。

请结合图2予以理解，该变频器80包括一个箱体21、一个涡轮风扇22、一个散热片23、一个PCB板24和一个具有百叶窗的封盖25，该涡轮风扇22和该散热片23设置于该箱体21内，该封盖25卡合于该箱体21的开口处。该PCB板24贴置于该散热片23上，该涡轮风扇22将气流从该封盖25的百叶窗吸入，并依次流经该PCB板24和该散热片23。

该冷却系统还包括一个导风罩1、一个风叶轮2和一个飞轮转子3，该导风罩1卡合于该发动机4上且形成一容纳腔，该风叶轮2和该飞轮转子3均设置于该容纳腔，该发动机4能够带动该风叶轮2和该飞轮转子3旋转且使得该容纳腔内形成负压。

该启动马达60配备有蓄电池，通过电启动该启动马达60，可以使用该启动马达60带动该发动机4的转子旋转，进而实现启动发动机4的目的。该发动机4可以为汽油发动机或柴油发动机。该冷却系统还可以包括一个减震垫和一个固定于该减震垫表面的减震板，该减震板具有两条支架，该发动机固定于该些支架上。

请结合图3予以理解，该消声器40与该发动机4的排气管30相互连通。该些电机端盖（左端盖6和右端盖16）的靠近该消声器40和该发动机4的缸头处设置有排气孔，以便实现该发电机70排出的风能够制冷该消声器40和该发动机4。另外，该箱体21的靠近该消声器40和该发动机4的缸头处设置有排气孔，以便实现该变频器80排出的风能够制冷该消声器40。

本实施例的变频发电机的冷却系统的安装过程和工作原理如下：

请结合图3予以理解，使用时，打开启动马达60，启动马达60带动该发动机4的转子旋转，进而实现启动发动机4的目的。发动机4工作时产生的废烟气通过该排气管30和该消声器40排出。

该发动机4带动飞轮转子3和风叶轮2高速旋转，进而将气流从该导风罩1引入，气流对发动机4的散热叠片和缸头进行散热。

该发动机4通过接长轴8带动发电机70内的风轮12高速旋转，且使得发电机70的容置腔内形成负压，使得气流沿着第七流向G从电机端盖（左端盖6和右端盖16）的通风孔流入该容置腔，进而对转子13和定子15进行风冷。经过该发电机70排出的风还能够沿着第八流向H制冷该消声器40和该发动机4。

在开启该涡轮风扇22后，该涡轮风扇22将气流沿着第一流向A从该封盖25的百叶窗吸入，并沿着第二流向B和第三流向C依次流经该PCB板24和该散热片23，然后沿着第四流向D吸入涡轮风扇22内部。经过该变频器80排出的风还能够沿着第五流向E制冷该消声器40。

本实施例的变频发电机的冷却系统具有以下技术效果：

第一、退磁率和阻抗损耗均较低，鉴于发电机利用电磁感应定律获得磁感电流，磁铁的退磁率会降低电能的产率，线圈的阻抗损耗又会使得产出的电能耗散掉，因此退磁率和阻抗损耗是及其关键的参数，通过在发电机的容置腔内部设置风轮，该风轮能够直接地将冷风吹向转子和定子，因此提高了散热效率，降低磁铁的退磁率和线圈的阻抗损耗。

第二、提高了变频器的稳定性和寿命，变频器在对交流电进行变频、整流和滤波的过程中会产生大量的热能，该涡轮风扇22将气流从该封盖25的百叶窗吸入，并依次流经该PCB板24和该散热片23，对PCB板24进行风冷，另外，该PCB板24贴置于该散热片23上，能够将热量热传导至散热片23，经散热片23热辐射而高效散热。

第三、散热结构合理且高效，经过该发电机70排出的风还能够制冷该消声器40和该发动机4，经过该变频器80排出的风还能够制冷该消声器40，达到分级制冷和高效制冷的目的，另外发电机70和变频器80之间也设有流体通道，以便流体沿着第六流向F的互动制冷。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种变频发电机的冷却系统，包括一个发动机和一个发电机，其特征在于，该冷却系统还包括一个接长轴，该发电机包活两个具有通风孔的电机端盖、一个风轮、一个转子和一个定子，该些电机端盖相互卡合且形成一容置腔，该风轮、该转子和该定子均设置于该容置腔，该发动机能够通过该接长轴带动该风轮旋转且使得该容置腔内形成负压。

2.如权利要求1所述的变频发电机的冷却系统，其特征在于，该冷却系统还包括一个变频器，该变频器包括一个箱体、一个涡轮风扇、一个散热片和一个具有百叶窗的封盖，该涡轮风扇和该散热片设置于该箱体内，该封盖卡合于该箱体的开口处。

3.如权利要求2所述的变频发电机的冷却系统，其特征在于，该冷却系统还包括一个消声器，该消声器与该发动机的排气管相互连通，该些电机端盖的靠近该消声器和该发动机的缸头处设置有排气孔。

4.如权利要求2所述的变频发电机的冷却系统，其特征在于，该冷却系统还包括一个消声器，该消声器与该发动机的排气管相互连通，该箱体的靠近该消声器处设置有排气孔。

5.如权利要求2-4中任意一项所述的变频发电机的冷却系统，其特征在于，该冷却系统还包括一个接地横梁，该变频器固定于该接地横梁上。

6.如权利要求2-4中任意一项所述的变频发电机的冷却系统，其特征在于，该变频器包括一个PCB板，该PCB板贴置于该散热片上，该涡轮风扇将气流从该百叶窗吸入，并依次流经该PCB板和该散热片。

7.如权利要求1-4中任意一项所述的变频发电机的冷却系统，其特征在于，该冷却系统还包括一个导风罩、一个风叶轮和一个飞轮转子，该导风罩卡合于该发动机上且形成一容纳腔，该风叶轮和该飞轮转子均设置于该容纳腔，该发动机能够带动该风叶轮和该飞轮转子旋转且使得该容纳腔内形成负压。

8.如权利要求7所述的变频发电机的冷却系统，其特征在于，该冷却系统还包括一个轴承，该接长轴通过该轴承与该定子相互枢接。

9.如权利要求7所述的变频发电机的冷却系统，其特征在于，该发电机还包活一个压板，该风轮套接于该转子的固定轴上且通过该压板固定。

10.如权利要求7所述的变频发电机的冷却系统，其特征在于，该发动机为汽油发动机或柴油发动机，该冷却系统还包括启动马达和用于为该启动马达供电的蓄电池。

11.如权利要求7所述的变频发电机的冷却系统，其特征在于，该冷却系统还包括一个减震垫和一个固定于该减震垫表面的减震板，该减震板具有两条支架，该发动机固定于该些支架上。