CN108847766A - 一种电力转换发电设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电力转换发电设备，设备由蓄电池驱动的电动机通过减速箱减速，带动飞轮转动，再通过增速箱的增速，将动力传动给发电机，从而产生交流电供用电器使用。本发明运行平稳可靠，维护方便，可以将直流电力转换为交流电力，转换效率高，没有污染，噪音小，小型化，易于移动和搬迁，适用于交通不便，获取电力困难的野外、森林、高海拔雪地等区域。

Description

一种电力转换发电设备

技术领域

本发明涉及一种发电设备，具体涉及一种电力转换发电设备。

背景技术

发电设备通常是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，太阳能、燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能，其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律，发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。

水能、风能、太阳能和和核能发电设备通常需要很大的体积，以及特定的地理条件方能实施，发电设备为永久性设备，不能轻易搬迁移动。汽油、柴油等燃料发电设备可以实现小型化，但是噪音巨大，燃烧后产生废气，近距离使用对人体造成不良影响，转换效率低，柴油转换为电能的效率仅为30-40%左右。

发明内容

本发明提供了一种电力转换发电设备，具有小型化，易于移动和搬迁，发电效率高，没有污染，噪音小等优点。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种电力转换发电设备，发电设备设置底座，底座上方固定设置直流电动机，直流电动机通过固定于底座上的蓄电池供电驱动；直流电动机输出皮带轮通过皮带与固定在底座上的减速齿轮箱的输入皮带轮相连，减速齿轮箱另一端的输出轴通过联轴器连接飞轮的转轴，飞轮的转轴轴承固定在轴承座上，飞轮转轴另一端通过联轴器连接增速齿轮箱的输入轴，增速齿轮箱固定于底座上，输出轴增速齿轮箱的输出轴连接发电机。

所述飞轮上安装飞轮辅助电机，辅助电机动力线缆连接配电箱，使用自身设备发出电能驱动。

所述飞轮辅助电机为齿轮减速电机。

所述增速齿轮箱内设置离合器，离合器主动轴固定连接主动啮合盘，主动啮合盘中心圆形凹槽内设压簧，压簧一端压紧凹槽底部，另一端压紧锥形摩擦件底部，锥形摩擦件另一端的锥形端与从动啮合盘的凹槽相匹配，从动啮合盘固定连接离合器从动轴；其工作原理是：起初锥形摩擦件的锥形端与从动啮合盘的凹槽接触摩擦，压簧受压，摩擦力带动从动啮合盘和从动轴缓慢转动，随着压簧进一步压缩，摩擦力进一步增大，从动轴转速也进一步增大，压簧压缩完全时，从动啮合盘和主动啮合盘的齿轮接触咬合，主动轴和从动轴即可实现同速转动，在飞轮转动初期，离合器处于分离状态，飞轮转动速度稳定后，离合器合起，带动发电机发电，以避免在设备开启初期负载过大，发电机输出电力线缆连接配电箱后再连接用电器，本发明的两段式离合器可避免离合器因高速咬合时产生的冲击和震动。

在设备外壳面设置控制面板连接配电箱对电动机输入的开关，发电机输出的开关进行控制，配电箱是按电气接线要求将PLC、开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上，构成低压配电装置。正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路。故障或不正常运行时借助保护电器切断电路或报警；借测量仪表可显示运行中的各种参数，还可对电气参数进行调整，对偏离正常工作状态进行提示或发出信号。本发明配电箱内设置变压模块，能将发电机发出的交流电压转换为230-420V的输出电压，适用多种用电设备。

在设备外壳上设置散热装置，对设备运转发电产生的热量进行散热，散热装置可为水冷形式或风冷形式。

所述减速齿轮箱的齿轮传动比为6:1至8:1。

所述增速齿轮箱的齿轮传动比为1:3至1:5。

所述直流电动机的工作电压为30-60V。

所述的蓄电池还与太阳能板连接，在阳光足够的地方，太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流，电流通过转换器存储到蓄电池中。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，使得本发明的电力转换发电设备绿色环保，可以持续提供电力。蓄电池可以为多组，每组蓄电池可单独进行太阳能光伏充电，或单独对设备进行供电，PLC对太阳能板输入和输出某组蓄电池的电量进行控制，当蓄电池满电时，停止光伏充电，当PLC监测到某组蓄电池供电电量不足时，切断蓄电池供电，自动切换至另一组蓄电池对设备供电，以避免蓄电池低电量对电池的损害，并保障设备的持续运行。

设备的工作过程是：

蓄电池将电供给直流电动机，通过控制面板开启直流电动机转动，转速通过减速齿轮箱减速增大扭矩后，带动飞轮转动，飞轮转动速度平稳后得到较大的惯性，通过联轴器带动增速机转动，再通过联轴器将转速传输至发电机处，发电机高速转动就能得到源源不断的交流电，交流电通过配电箱中的变压模块可以将其转换为230-420V电压直接供给用电器使用；或将一部分电力转回至飞轮辅助电机，进一步维持飞轮的转动速度。

设备使用外罩将以上部件罩起，并在外壳上设置冷却散热装置，防止外罩内部温度过高，外罩和底座上设置吊环、卡槽和轮轴等，方便设备移动和搬运。本设备可以适用于交通不便，获取电力困难的野外、森林、高海拔雪地等区域，给营地提供源源不断的电力供应。

与现有技术相比，本发明的优点：

1、本设备运行平稳可靠，维护方便，可以将直流电力转换为交流电力，转换效率高，没有污染，两段式离合器的使用，降低了设备的震动和冲击，设备噪音小。

2、本设备小型化，易于移动和搬迁，可以适用于交通不便，获取电力困难的野外、森林、高海拔雪地等区域，给营地提供源源不断的电力供应；适用范围广，可以转换为多个规格的电压，多种用电设备均可适配。

3、增加太阳能板，将太阳能电池输出的通过转换器存储到蓄电池中，在阳光足够的地方，例如无电力来源的工地、高原、沙漠、海岛、远航的船只，都可以安装本装置，提供电源或机械动力。

4、配电箱设置PLC，对设备的整体运行进行控制，保证电量的充足和设备的平稳运行，供电更稳定。

附图说明

图1是电力转换发电设备结构示意图；

图2是离合器的结构示意图；

图3是增加太阳能发电板装置与电力转换发电设备连接的结构图。

附图标号及名称如下：

1、底座； 2、电池；21、太阳能光伏板；22、转换器；3、直流电动机；31、电动机输出皮带轮；4、减速齿轮箱；41、输入皮带轮；42、输出轴；5、飞轮；51、飞轮轴承；52、飞轮辅助电机；6、增速齿轮箱；61、输入轴；62、输出轴；63、离合器从动轴；64、从动啮合盘；65、锥形摩擦件；66、主动啮合盘；67、压簧；68、离合器主动轴；7、发电机；8、散热装置；9、控制面板；10、配电箱；11、用电器。

具体实施方式

实施例1

一种电力转换发电设备，底座1上方固定设置直流电动机3，直流电动机3通过固定于底座1上的30V电压蓄电池2供电驱动；电动机输出皮带轮31通过皮带与固定在底座1上的减速齿轮箱4的输入皮带轮41相连，减速齿轮箱4另一端的输出轴42通过联轴器连接飞轮5的转轴，减速齿轮箱4的齿轮传动比为8:1；飞轮5的转轴轴承51固定在轴承座上，飞轮5转轴另一端通过联轴器连接增速齿轮箱6的输入轴61，增速齿轮箱6固定于底座1上，增速齿轮箱6的输出轴62连接发电机7，增速齿轮箱6的齿轮传动比为1:3；所述增速齿轮箱6内设置离合器，离合器主动轴68固定连接主动啮合盘66，主动啮合盘66中心圆形凹槽内设压簧67，压簧67一端压紧凹槽底部，另一端压紧锥形摩擦件65底部，锥形摩擦件65另一端的锥形端与从动啮合盘64的凹槽相匹配，从动啮合盘64固定连接离合器从动轴63，发电机7输出电力线缆连接配电箱10后再连接用电器11；在设备外壳面设置控制面板9连接配电箱10对电动机3输入的开关，发电机7输出的开关进行控制；在设备外壳上设置风扇8，对设备运转发电产生的热量进行散热。

实施例2

一种电力转换发电设备，底座1上方固定设置直流电动机3，直流电动机3通过固定于底座1上的60V电压蓄电池2供电驱动；电动机输出皮带轮31通过皮带与固定在底座1上的减速齿轮箱4的输入皮带轮41相连，减速齿轮箱4另一端的输出轴42通过联轴器连接飞轮5的转轴，减速齿轮箱4的齿轮传动比为6:1；飞轮5的转轴轴承51固定在轴承座上，飞轮5转轴另一端通过联轴器连接增速齿轮箱6的输入轴61，飞轮5上安装飞轮辅助电机52，辅助电机52动力线缆连接配电箱10，使用自身设备发出电能辅助驱动，所述飞轮辅助电机52为齿轮减速电机，增速齿轮箱6固定于底座1上，增速齿轮箱6的输出轴62连接发电机7，增速齿轮箱6的齿轮传动比为1:5；所述增速齿轮箱6内设置离合器，离合器主动轴68固定连接主动啮合盘66，主动啮合盘66中心圆形凹槽内设压簧67，压簧67一端压紧凹槽底部，另一端压紧盘形摩擦件65底部，盘形摩擦件65另一面与从动啮合盘64相摩擦，从动啮合盘64固定连接离合器从动轴63，发电机7输出电力线缆连接配电箱10后再连接用电器11；在设备外壳面设置控制面板9连接配电箱10对电动机3输入的开关，发电机7输出的开关进行控制；在设备外壳上设置水箱、循环水管和换热器，通过水冷对设备运转发电产生的热量进行散热。

实施例3

一种电力转换发电设备，底座1上方固定设置直流电动机3，直流电动机3通过固定于底座1上的45V电压蓄电池2供电驱动；电动机输出皮带轮31通过皮带与固定在底座1上的减速齿轮箱4的输入皮带轮41相连，减速齿轮箱4另一端的输出轴42通过联轴器连接飞轮5的转轴，减速齿轮箱4的齿轮传动比为7:1；飞轮5的转轴轴承51固定在轴承座上，飞轮5转轴另一端通过联轴器连接增速齿轮箱6的输入轴61，飞轮5上安装飞轮辅助电机52，辅助电机52动力线缆连接配电箱10，使用自身设备发出电能辅助驱动，所述飞轮辅助电机52为齿轮减速电机，增速齿轮箱6固定于底座1上，增速齿轮箱6的输出轴62连接发电机7，增速齿轮箱6的齿轮传动比为1:4；所述增速齿轮箱6内设置离合器，离合器主动轴68固定连接主动啮合盘66，主动啮合盘66中心圆形凹槽内设压簧67，压簧67一端压紧凹槽底部，另一端压紧锥形摩擦件65底部，锥形摩擦件65另一端的锥形端与从动啮合盘64的凹槽相匹配，从动啮合盘64固定连接离合器从动轴63，发电机7输出电力线缆连接配电箱10后再连接用电器11；在设备外壳面设置控制面板9连接配电箱10对电动机3输入的开关，发电机7输出的开关进行控制；在设备外壳上设置空调，通过空调制冷对设备运转发电产生的热量进行散热。

实施例4

一种电力转换发电设备，底座1上方固定设置直流电动机3，直流电动机3通过固定于底座1上的45V电压蓄电池2供电驱动；电动机输出皮带轮31通过皮带与固定在底座1上的减速齿轮箱4的输入皮带轮41相连，减速齿轮箱4另一端的输出轴42通过联轴器连接飞轮5的转轴，减速齿轮箱4的齿轮传动比为7:1；飞轮5的转轴轴承51固定在轴承座上，飞轮5转轴另一端通过联轴器连接增速齿轮箱6的输入轴61，飞轮5上安装飞轮辅助电机52，辅助电机52动力线缆连接配电箱10，使用自身设备发出电能辅助驱动，所述飞轮辅助电机52为齿轮减速电机，增速齿轮箱6固定于底座1上，增速齿轮箱6的输出轴62连接发电机7，增速齿轮箱6的齿轮传动比为1:4；所述增速齿轮箱6内设置离合器，离合器主动轴68固定连接主动啮合盘66，主动啮合盘66中心圆形凹槽内设压簧67，压簧67一端压紧凹槽底部，另一端压紧锥形摩擦件65底部，锥形摩擦件65另一端的锥形端与从动啮合盘64的凹槽相匹配，从动啮合盘64固定连接离合器从动轴63，发电机7输出电力线缆连接配电箱10后再连接用电器11；在设备的边壁和顶部固定安装太阳能光伏板21，光伏板连接转换器22后再分别连接4组蓄电池2，在设备外壳面设置控制面板9连接配电箱10对设备运行状况以及蓄电池的切换进行控制和监控；在设备外壳上设置空调，通过空调制冷对设备运转发电产生的热量进行散热。

Claims (10)

1.一种电力转换发电设备，其特征在于：发电设备设置底座（1），底座（1）上方固定设置直流电动机（3），直流电动机（3）通过固定于底座（1）上的蓄电池（2）供电驱动；电动机输出皮带轮（31）通过皮带与固定在底座（1）上的减速齿轮箱（4）的输入皮带轮（41）相连，减速齿轮箱（4）另一端的输出轴（42）通过联轴器连接飞轮（5）的转轴，飞轮（5）的转轴轴承（51）固定在轴承座上，飞轮（5）转轴另一端通过联轴器连接增速齿轮箱（6）的输入轴（61），增速齿轮箱（6）固定于底座（1）上，增速齿轮箱（6）的输出轴（62）连接发电机（7），发电机（7）输出电力线缆连接配电箱（10）后再连接用电器（11）。

2.根据权利要求l所述的电力转换发电设备，其特征在于：所述飞轮（5）上安装飞轮辅助电机（52），辅助电机（52）动力线缆连接配电箱（10），使用自身设备发出电能驱动。

3.根据权利要求2所述的电力转换发电设备，其特征在于：所述飞轮辅助电机（52）为齿轮减速电机。

4.根据权利要求1所述的电力转换发电设备，其特征在于：所述增速齿轮箱（6）内设置离合器，离合器主动轴（68）固定连接主动啮合盘（66），主动啮合盘（66）中心圆形凹槽内设压簧（67），压簧（67）一端压紧凹槽底部，另一端压紧锥形摩擦件（65）底部，锥形摩擦件（65）另一端的锥形端与从动啮合盘（64）的凹槽相匹配，从动啮合盘（64）固定连接离合器从动轴（63）。

5.根据权利要求l所述的电力转换发电设备，其特征在于：在设备外壳面设置控制面板（9）连接配电箱（10）对电动机（3）输入的开关，发电机（7）输出的开关进行控制，配电箱（10）内设置变压模块和PLC。

6.根据权利要求l所述的电力转换发电设备，其特征在于：在设备外壳上设置散热装置（8），对设备运转发电产生的热量进行散热，散热装置可为水冷形式或风冷形式。

7.根据权利要求l所述的电力转换发电设备，其特征在于：所述减速齿轮箱（4）的齿轮传动比为6:1至8:1。

8.根据权利要求l所述的电力转换发电设备，其特征在于：所述增速齿轮箱（6）的齿轮传动比为1:3至1:5。

9.根据权利要求l所述的电力转换发电设备，其特征在于：所述直流电动机（3）的工作电压为30-60V，功率为1.5-3KW。

10.根据权利要求l所述的电力转换发电设备，其特征在于：所述的蓄电池（2）还与太阳能光伏板（21）和转换器（22）连接。