CN201590718U - 一体化双转子发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种一体化双转子发电机，其特征在于：它由变速和发电两部分组成，变速和发电两部分的结合部设有油封，它们安装在同一箱体中，其中：输入轴、电机主轴、反向齿圈以及内转子、外转子同轴心设置；外转子上设有电枢，内转子上设有磁极；电枢中产生的电能通过滑环和电刷输出；输入轴周围至少均匀分布两个结构一致的分流传动齿轮轴，各分流传动齿轮轴与反向齿圈之间设有转向轴，分流传动齿轮轴、转向轴均与输入轴平行；输入轴通过分流传动齿轮轴驱动电机主轴和反向齿圈，并由电机主轴和反向齿圈分别带动内转子和外转子按照不同的旋转方向转动。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发电装置，尤其是一种机电一体化的双转子发电机。
背景技术
在快速发展的今天，各行业的迅猛发展，引起了能源消耗的急剧增加，能源的开发和利用成为了人们关注的焦点。在新能源的利用中，以风能为例，风能的利用最为实用可行。但是风力的不稳定与电网要求的频率稳定形成了突出的矛盾。在众多的解决方案中，变速恒频是其中最为常用的发电方式。
在现今的变速恒频风力发电方式中：双馈风力发电系统和直驱式风力发电系统成为了人们采纳的两种主要方式。
双馈发电系统是基于绕线式异步电机(双馈电机)，将其定子绕组接入工频电网，转子绕组由变频器提供频率、相位、幅值可变的电源，实现电机的交流励磁，此时的发电系统可以根据风力机的转速变化调节励磁电流的频率，实现恒频输出，同时利用了定子磁场的的定向矢量控制实现了功率因数调节。该系统中的双馈电机定子固定，依靠转子高速旋转励磁发电，而风力机输出转速较低，需要通过升速齿轮箱来实现升速。但是由于升速齿轮箱的速比较大，增加了齿轮箱的级数、齿套数和自重，使系统成本增加，影响了齿轮箱及系统的可靠性。
直驱式发电系统是基于低速永磁同步发电机，将原动机直接与发电机的转子连接，将定子绕组输出的频率随转速变化的交流电整流成直流，再逆变成与电网同频率的交流电输出。该系统由于是全功率转变，需要外加一个大容量的变频器，投资大，谐波含量高。另外永磁发电机的转速慢，导致发电机体积过大，系统成本过高。虽然其理论上效率高，工作可靠，但实际应用于大功率机组有一定的局限性。
无论是双馈发电系统，还是直驱式发电系统，一般都采用独立的变速箱和发电机在使用现场安装组合。这种使用方式，安装中要求变速箱的输出轴与发电机的主轴(输入轴)有较高的同心度，否则直接会影响到轴承的使用寿命。将变速箱与发电机一体化设计，尤其是变速箱的输出轴与发电机的输入轴采用同轴，以及在风力发电机中采用双转子方式提高电枢和磁场相对运动速度的工作模式，均未见报道。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对传统的双馈发电系统和直驱式发电系统存在的问题，提供一种机电一体化的双转子发电机。
本实用新型的目的是这样实现的：一种一体化双转子发电机，其特征在于：它由变速和发电两部分组成，变速和发电两部分的结合部设有油封，它们安装在同一箱体中，其中：
a)输入轴、电机主轴、反向齿圈以及内转子、外转子同轴心设置；外转子上设有电枢，内转子上设有磁极；电枢中产生的电能通过滑环和电刷输出；
b)输入轴周围至少均匀分布两个结构一致的分流传动齿轮轴，各分流传动齿轮轴与反向齿圈之间设有转向轴，分流传动齿轮轴、转向轴均与输入轴平行；
c)输入轴上设有一级大齿轮；分流传动齿轮轴一端为一级小齿轮，另一端为转向驱动小齿轮，分流传动齿轮轴上设有二级大齿轮；电机主轴上设有二级小齿轮，转向轴上设有转向齿轮，电机主轴上还固定设置有内转子；
d)输入轴上的一级大齿轮与分流传动齿轮轴中一端的一级小齿轮啮合，分流传动齿轮轴上的二级大齿轮与电机主轴的二级小齿轮啮合，分流传动齿轮轴上另一端的转向驱动小齿轮与转向轴上的转向齿轮啮合，转向轴上的转向齿轮与反向齿圈啮合，反向齿圈与发电机的外转子连接；
e)输入轴、分流传动齿轮轴、反向齿圈、转向轴以及外转子均通过轴承支撑于箱体，电机主轴一端通过轴承支撑于箱体，另一端通过位于内转子前后的轴承支撑于外转子中。
在本实用新型中：输入轴周围均匀分布2～6个分流传动齿轮轴。
在本实用新型中：反向齿圈与外转子之间通过膜片联轴器连接
在本实用新型中：内转子为空心筒体，内转子通过筋支撑固定在电机主轴上，位于内转子空心筒体中的电机主轴上还固定设置有排风叶片，电机侧端部的箱体上设有散热孔。
在本实用新型中：外转子外表面均匀分布有前后贯通的散热槽，各散热槽相互平行，每个散热槽的进风口设有一个导风叶片。
在本实用新型中：散热槽与外转子外表面的纵切面的夹角α为2～45度，按照外转子转动方向，散热槽的出风口滞后于进风口。
本实用新型的优点在于：由于变速和发电两部分采用一体化结构，不仅可以保证一体机内部的各运动部件的同心度，延长轴承的使用寿命，而且用户使用更加方便；由于变速部分采用多分流结构，可以为发电机提供更大的扭矩；由于变速部分采用同轴逆向双输出结构，整机结构更加紧凑，体积更小，它可以带动发电机的电枢和磁场按照不同的方向转动，大大提高了它们之间的相对运动速度，减小了发电机的体积和重量；由于反向齿圈通过膜片联轴器与外转子连接，它可以在风速发生变化时，形成缓冲，吸收或减小反向齿圈与外转子之间的冲击力，使其运行更加平稳。本发明与目前传统的双馈发电系统和直驱式发电系统相比，具有明显的技术优势。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
图2是本实用新型中外转子表面散热槽的排列方式；
图3是散热槽的进风口与导风叶片的组合方式示意图。
图中：1、输入轴，2、一级大齿轮，3、分流传动齿轮轴，4、二级大齿轮，5、转向轴，6、转向齿轮，7、反向齿圈，8、二级小齿轮，9、电机主轴，10、膜片联轴器，11、外转子，12、排风叶片，13、内转子，14、滑环和电刷，15、箱体，16、油封，17、转向驱动小齿轮，18、散热孔，19、散热槽，20、导风叶片，21护圈。
具体实施方式
附图非限制性公开了本实用新型的具体实施例，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。
由图1可见，本实用新型由变速和发电两部分组成，变速和发电两部分的结合部设有油封16，它们安装在同一箱体15中，其中：输入轴1、电机主轴9、反向齿圈7以及内转子13、外转子11同轴心设置；外转子11上设有电枢，内转子7上设有磁极；电枢中产生的电能通过滑环和电刷14输出；输入轴1周围至少均匀分布两个结构一致的含有一级小齿轮的分流传动齿轮轴3，各分流传动齿轮轴3与反向齿圈7之间设有转向轴5，分流传动齿轮轴3、转向轴5均与输入轴1平行；输入轴1上设有一级大齿轮2；分流传动齿轮轴3上还设有二级大齿轮4和转向驱动小齿轮17；电机主轴9一端设有二级小齿轮8，转向轴5上设有转向齿轮6，电机主轴9的另一端固定设置有内转子13；输入轴1上的一级大齿轮2与分流传动齿轮轴3中的一级小齿轮啮合，分流传动齿轮轴3上的二级大齿轮4与电机主轴9的二级小齿轮8啮合，分流传动齿轮轴3上的转向驱动小齿轮17与转向轴5上的转向齿轮6啮合，转向轴5上的转向齿轮6与反向齿圈7啮合，反向齿圈7与发电机的外转子11连接；输入轴1、分流传动齿轮轴3、反向齿圈7、转向轴5以及外转子11均通过轴承支撑于箱体15，电机主轴9一端通过轴承支撑于箱体15，另一端通过位于内转子13的前后轴承支撑于外转子11中。
在本实施例中，反向齿圈7与外转子11之间通过膜片联轴器10连接；同时，内转子13为空心筒体，电机端部的箱体15上设有散热孔18，位于内转子13空心筒体中的电机主轴9上固定设置有排风叶片12。
具体实施时，可以根据发电机的设计要求，在输入轴1周围均匀分布2～6个分流传动齿轮轴3。
具体实施时，还可以如图2图3所示，在外转子11外表面均匀分布有前后贯通的散热槽19，各散热槽19相互平行，每个散热槽19的进风口设有一个导风叶片20。同时，散热槽19与外转子11外表面纵切面的夹角α为2～45度，按照外转子11转动方向，散热槽19的出风口滞后于进风口。
在本实施例中，外转子11外圈包裹有护圈21，所述护圈21覆盖于散热槽19沿口上。
本实用新型的动力源不仅可以采用风力，也可以采用水力或火力或其他能源。
Claims (6)
1.一种一体化双转子发电机，其特征在于：它由变速和发电两部分组成，变速和发电两部分的结合部设有油封，它们安装在同一箱体中，其中：
a)输入轴、电机主轴、反向齿圈以及内转子、外转子同轴心设置；外转子上设有电枢，内转子上设有磁极；电枢中产生的电能通过滑环和电刷输出；
b)输入轴周围至少均匀分布两个结构一致的分流传动齿轮轴，各分流传动齿轮轴与反向齿圈之间设有转向轴，分流传动齿轮轴、转向轴均与输入轴平行；
c)输入轴上设有一级大齿轮；分流传动齿轮轴一端为一级小齿轮，另一端为转向驱动小齿轮，分流传动齿轮轴上设有二级大齿轮；电机主轴上设有二级小齿轮，转向轴上设有转向齿轮，电机主轴上还固定设置有内转子；
d)输入轴上的一级大齿轮与分流传动齿轮轴中一端的一级小齿轮啮合，分流传动齿轮轴上的二级大齿轮与电机主轴的二级小齿轮啮合，分流传动齿轮轴上另一端的转向驱动小齿轮与转向轴上的转向齿轮啮合，转向轴上的转向齿轮与反向齿圈啮合，反向齿圈与发电机的外转子连接；
e)输入轴、分流传动齿轮轴、反向齿圈、转向轴以及外转子均通过轴承支撑于箱体，电机主轴一端通过轴承支撑于箱体，另一端通过位于内转子前后的轴承支撑于外转子中。
2.根据权利要求1所述的一体化双转子发电机，其特征在于：输入轴周围均匀分布2～6个分流传动齿轮轴。
3.根据权利要求1所述的一体化双转子发电机，其特征在于：反向齿圈与外转子之间通过膜片联轴器连接
4.根据权利要求1～3之一所述的一体化双转子发电机，其特征在于：内转子为空心筒体，内转子通过筋支撑固定在电机主轴上，位于内转子空心筒体中的电机主轴上还固定设置有排风叶片，电机侧端部的箱体上设有散热孔。
5.5根据权利要求4所述的一体化双转子发电机，其特征在于：外转子外表面均匀分布有前后贯通的散热槽，各散热槽相互平行，每个散热槽的进风口设有一个导风叶片。
6.根据权利要求5所述的一体化双转子发电机，其特征在于：散热槽与外转子外表面的纵切面的夹角α为2～45度，按照外转子转动方向，散热槽的出风口滞后于进风口。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101741176B (zh) * | 2009-12-21 | 2012-02-29 | 南京高传机电自动控制设备有限公司 | 一体化双转子发电机 |
| WO2020077820A1 (zh) * | 2018-10-17 | 2020-04-23 | 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 | 同轴双输出机构 |
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2009
- 2009-12-21 CN CN2009202824975U patent/CN201590718U/zh not_active Expired - Lifetime
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