CN113794343A - 一种飞轮集成式双定子结构发电机 - Google Patents

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邓玉胜
吴天华
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曾强
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毛正松
吴苾曜
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Abstract

本发明公开了一种飞轮集成式双定子结构发电机，其电机壳的一端与飞轮壳固定连接，另一端与端盖固定连接，端盖设有与曲轴同轴的通孔，通孔沿其轴向依次设有轴承安装部和旋变安装部；转子支架的一端与曲轴同轴固定连接，另一端为开口结构；转子支架的外环和电机壳的内环设有相配合的第一转子和第一定子；端盖设有向转子支架内部延伸的定子支架；转子支架的内环与定子支架的外环设有相配合的第二转子和第二定子；传动轴的第一端与转子支架固定连接，传动轴的第二端通过轴承延伸至通孔的旋变安装部、且传动轴的第二端外环固设旋转变压器的转动端。本发明公开的一种飞轮集成式双定子结构发电机，发电效率高，空间利用率高。

Description

一种飞轮集成式双定子结构发电机
技术领域
本发明涉及一种发电机，尤其涉及一种飞轮集成式双定子结构发电机。
背景技术
目前，为了增加纯电动汽车的续航里程，增程式电动汽车成为新能源汽车发展趋势，增程式电动车能够在电池电量不足的情况下使用发动机进行电能补给的新能源汽车。常用的增程器通过发动机曲轴与电机转子连接，将发动机产生的能量转成电能供电池充电，来提高电动汽车的续航里程。
现有技术中，如中国专利CN108995542A公开了电机集成式电动汽车用增程器，包括：发动机机体；发动机输出轴；连接板；发电机；其中发电机包括旋转变压器、电机转子组件、电机定子组件、电机壳体和电机后盖板，所述电机壳体固定在连接板上，所述电机定子组件从电机壳体的前端放入并热套在电机壳体上；所述电机转子组件同轴布置在电机定子组件内，并具有电机转子支架，该电机转子支架伸入连接板中，并直接连接到发动机输出轴上，所述旋转变压器包括：旋转变压器定子和旋转变压器转子。上述现有技术虽然提高整体结构的紧凑性和稳定性，但其发电机结构中旋转变压器的安装结构有限，不易拆装及维护，且电机的空间利用率较低、发电效率较低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种飞轮集成式双定子结构发电机，旨在解决现有的发电机结构中旋转变压器的安装结构有限，不易拆装及维护，且电机的空间利用率较低、发电效率较低等问题。
本发明采取以下技术方案实现上述目的：
一种飞轮集成式双定子结构发电机，用于与发动机配合安装，包括转子支架、电机壳、端盖、传动轴、旋转变压器、轴承；其中，电机壳的一端与发动机的飞轮壳固定连接，另一端与端盖固定连接，所述端盖设有与发动机的曲轴同轴的通孔，所述通孔沿其轴向依次设有轴承安装部和旋变安装部，所述轴承安装部用于配合安装轴承，所述旋变安装部用于配合安装旋转变压器的固定端；所述转子支架的一端与发动机的曲轴同轴固定连接，另一端为开口结构；所述转子支架的外环和电机壳的内环设有相配合的第一转子和第一定子；所述端盖设有向转子支架开口结构内部延伸的定子支架，所述定子支架与转子支架同轴布设；所述转子支架的内环与定子支架的外环设有相配合的第二转子和第二定子；所述传动轴沿发动机曲轴的轴线布设，传动轴的第一端与转子支架固定连接，传动轴的第二端通过轴承延伸至通孔的旋变安装部、且传动轴的第二端外环固设旋转变压器的转动端。
本技术方案的发电机采用同轴布设的双电机机构，利用转子支架内部的空间形成由第二转子和第二定子配合的第二发电机，发电效率较高，内部空间的利用率较高；旋转变压器安装在端盖的通孔旋变安装部，方便安装及维护。
其进一步的技术方案为，还包括盖板，所述盖板在端盖的外端面与通孔密封连接。盖板用于封装旋转变压器，提高旋转变压器的稳定性和运行可靠性。
其进一步的技术方案为，传动轴的第一端外环固设有固定盘，所述转子支架设有转轴安装孔，所述固定盘与转子支架过盈配合。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种飞轮集成式双定子结构发电机，采用同轴布设的双电机机构，利用转子支架内部的空间形成由第二转子和第二定子配合的第二发电机，发电效率较高，内部空间的利用率较高；旋转变压器安装在端盖的通孔旋变安装部，方便安装及维护。
附图说明
图1为：本发明所述一种飞轮集成式双定子结构发电机的结构示意图。
图中：
1、曲轴；2、固定盘；3、飞轮壳；4、转子支架；5、电机壳；6、第一定子；7、第一转子；8、第二转子；9、第二定子；10、端盖；101、定子支架；11、传动轴；12、旋转变压器；13、盖板；14、轴承。
具体实施方式
下面结合附图1和具体实施方式对本发明进行详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，本实施方式提供一种飞轮集成式双定子结构发电机，用于与发动机配合安装，包括转子支架4、电机壳5、端盖10、传动轴11、旋转变压器12、轴承14；其中，电机壳5的一端与发动机的飞轮壳3固定连接，另一端与端盖10固定连接，所述端盖5设有与发动机的曲轴1同轴的通孔，所述通孔沿其轴向依次设有轴承安装部和旋变安装部，所述轴承安装部用于配合安装轴承14，所述旋变安装部用于配合安装旋转变压器12的固定端；所述转子支架4的一端与发动机的曲轴同轴固定连接，另一端为开口结构；所述转子支架4的外环和电机壳5的内环设有相配合的第一转子7和第一定子6；所述端盖5设有向转子支架4开口结构内部延伸的定子支架101，所述定子支架101与转子支架4同轴布设；所述转子支架4的内环与定子支架101的外环设有相配合的第二转子8和第二定子9；所述传动轴11沿发动机曲轴1的轴线布设，传动轴11的第一端与转子支架4固定连接，传动轴11的第二端通过轴承14延伸至通孔的旋变安装部、且传动轴11的第二端外环固设旋转变压器12的转动端。
具体的，飞轮壳3通过螺栓安装在发动机上，发动机的曲轴1穿过飞轮壳3，用螺栓与转子支架4的一端固定连接，带动转子支架4与曲轴1同轴旋转，其中，电机壳5与飞轮壳3通过螺栓可拆卸地固定连接，方便电机壳5、发电机的定子组件和转子组件的安装，电机壳5内壁固定安装第一定子6，转子支架4的另一端为开口结构，中部为中空的环状结构，转子支架4的外壁安装与第一定子6相配合的第一转子7，转子支架4的内壁固定安装第二转子8，端盖10设有从转子支架4开口结构向转子支架4内部延伸的定子支架101，该定子支架101为圆环结构，其外壁固定安装与第二转子8相配合的第二定子9，转子支架4、第一转子7、第二转子8共同构成电机转子组件，由曲轴带动旋转；为了方便旋转变压器12的安装和调试，旋转变压器12安装在端盖通孔末端的旋变安装部，通过传动轴11传递转子旋转信号，传动轴11第一端(靠近发动机端)与转子支架4固定连接，传动轴11一端的外环固设有固定盘2，该固定盘2与转子支架4过盈配合固定，固定盘和传动轴通过键连接，固定盘带动键转动；传动轴11的另一端通过轴承14固定安装在端盖10的通孔内，并延伸至旋变安装部，传动轴11的外环与轴承14的内环过盈配合，轴承14的外环与轴承安装部的内环过盈配合，传动轴11的该端外环安装旋转变压器12的转动端，与旋变安装部的旋转变压器12的固定端相配合，轴承14作为支撑、并确保同轴度。
本实施方式的发电机工作时，发动机曲轴1带动电机转子组件转动，产生旋转磁场，第一定子6和第二定子9中产生感应电流，此时第一定子6和第一转子7相当于第一电机，第二定子9和第二转子8相当于第二电机，第一定子6和第二定子9引出线引出到接线盒处，通过接线盒导出电机，实现发电功能。由于两个电机的转子组件是装在同一个转子支架上，其转速控制和信息反馈仅需要一个旋转变压器。
在其他实施方式中，传动轴11的一端还可以通过相配合的键、卡扣、胶黏、焊接或一体成型等方式与转子支架4固定连接。
另一实施方式，在上述实施方式基础上，还包括盖板13，所述盖板13在端盖10的外端面与通孔密封连接。盖板13用于封装旋转变压器12，提高旋转变压器12的稳定性和运行可靠性。
本发明提供的一种飞轮集成式双定子结构发电机，采用同轴布设的双电机机构，利用转子支架4内部的空间形成由第二转子8和第二定子9配合的第二发电机，发电效率较高，内部空间的利用率较高；旋转变压器12安装在端盖10的通孔旋变安装部，方便安装及维护。

Claims (3)

1.一种飞轮集成式双定子结构发电机，用于与发动机配合安装，其特征在于，包括电机壳(5)、转子支架(4)、端盖(10)、传动轴(11)、旋转变压器(12)、轴承(14)；
其中，电机壳(5)的一端与发动机的飞轮壳(3)固定连接，另一端与端盖(10)固定连接，所述端盖(5)设有与发动机的曲轴(1)同轴的通孔，所述通孔沿其轴向依次设有轴承安装部和旋变安装部，所述轴承安装部用于配合安装轴承(14)，所述旋变安装部用于配合安装旋转变压器(12)的固定端；
所述转子支架(4)的一端与发动机的曲轴同轴固定连接，另一端为开口结构；
所述转子支架(4)的外环和电机壳(5)的内环设有相配合的第一转子(7)和第一定子(6)；
所述端盖(5)设有向转子支架(4)开口结构内部延伸的定子支架(101)，所述定子支架(101)与转子支架(4)同轴布设；所述转子支架(4)的内环与定子支架(101)的外环设有相配合的第二转子(8)和第二定子(9)；
所述传动轴(11)沿发动机的曲轴(1)的轴线布设，传动轴(11)的第一端与转子支架(4)固定连接，传动轴(11)的第二端通过轴承(14)延伸至通孔的旋变安装部、且传动轴(11)的第二端外环固设旋转变压器(12)的转动端。
2.根据权利要求1所述的一种飞轮集成式双定子结构发电机，其特征在于，还包括盖板(13)，所述盖板(13)在端盖(10)的外端面与通孔密封连接。
3.根据权利要求1所述的一种飞轮集成式双定子结构发电机，其特征在于，所述传动轴(11)的第一端外环固设有固定盘(2)，所述转子支架(4)设有转轴安装孔，所述固定盘(2)与转子支架(4)过盈配合。
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