CN202004590U

CN202004590U - 稀土永磁无铁芯发电机组

Info

Publication number: CN202004590U
Application number: CN2011200487334U
Authority: CN
Inventors: 梁锡武; 郭栋梁; 王和平; 梁海颜
Original assignee: SHENZHEN ANTUOSHAN SPECIAL ELECTROMECHANICAL CO Ltd
Current assignee: SHENZHEN ANTUOSHAN SPECIAL ELECTROMECHANICAL CO Ltd
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2021-02-25

Abstract

一种稀土永磁无铁芯发电机组，包括机架，发动机，发电机，逆变器及输出电源箱。发电机包括发电机座板，固定在发动机上；发电机外壳，固定在发电机座板上；定子，固定在发电机外壳上，包括盘式绕组和包覆盘式绕组的由高分子聚合物形成的固定外壳；第一挡磁板，通过平键固定在输出轴上，且位于定子和发电机座板之间，并限定出吸气腔室和排气腔室，第一挡磁板上靠近输出轴的位置开设有连接吸气腔室和排气腔室的第一导气口；第二挡磁板，通过平键固定在输出轴上，位于定子远离第一挡磁板的一侧；多个稀土永磁铁，通过永磁体压块固定在第一挡磁板和第二挡磁板上，并与定子相对应。上述稀土永磁无铁芯发电机组的发热较小，电能输出效率较高。

Description

稀土永磁无铁芯发电机组

技术领域

本实用新型涉及一种由发动机驱动型发电机组，特别是涉及一种稀土永磁无铁芯发电机组。

背景技术

现有技术发动机驱动的发电机组中，发电机定子与发动机曲轴同轴安装，发电机定子直接装配在发动机的箱体或者侧盖等部件上。壳式结构的外转子装配在发动机的曲轴的动力输出端，其壳口方向朝向发动机和发电机定子。外转子的壳体背部安装冷却风扇，用于冷却发电机定子、转子及其它部件。由于这种发电机的发电机定子位于发动机与发电机转子壳体之间，尽管其与发动机之间留出隔热空间，但发电机运行产生的热量还是会辐射到发电机定子上，导致发电机电能输出效率降低，发电机输出电缆由于受热易老化，发电机定子维修复杂等技术问题。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种发热较小，发电机电能输出效率较高的发电机组。

一种稀土永磁无铁芯发电机组，包括：

机架；

发动机，固定在该机架上，该发动机包括输出轴；

发电机，包括：

发电机座板，固定在该发动机上；

发电机外壳，固定在该发电机座板上；

定子，固定在该发电机外壳上，包括盘式绕组和包覆该盘式绕组的由高分子聚合物形成的固定外壳；

第一挡磁板，通过平键固定在该输出轴上，且位于该定子和该发电机座板之间，并限定出吸气腔室和排气腔室，该第一挡磁板上靠近该输出轴的位置开设有连接该吸气腔室和该排气腔室的第一导气口；

第二挡磁板，通过平键固定在该输出轴上，位于该定子远离该第一挡磁板的一侧；

多个稀土永磁铁，通过永磁体压块固定在该第一挡磁板和该第二挡磁板上，并与该定子相对应；

筋叶，固定在该第一挡磁板上靠近该发电机座板的一侧；

散热风扇，固定在该第二挡磁板远离该永磁体压块的一侧；及

导流罩，固定在该发电机外壳上；

逆变器，固定在该机架上，与该负载单元电性连接；及

输出电源箱，固定在该机架上，与该逆变器电性连接。

在优选的实施例中，该发动机为柴油机、汽油机、燃气轮机、水力机或风力机。

在优选的实施例中，该第二挡磁板上靠近该输出轴的位置开设有第二导气口。

在优选的实施例中，该盘式绕组包括径向与周向交叉绕制的铜线。

在优选的实施例中，该第一挡磁板和第二挡磁板的形状为凹凸型的圆盘。

在优选的实施例中，每一稀土永磁铁的截面形状为梯形，该多个稀土永磁铁对称分布于该第一挡磁板和该第二挡磁板上。

当上述稀土永磁无铁芯发电机组的发动机驱动输出轴旋转时，筋叶能够搅动发电机内的气流，使其在径向产生压力差，使得空气从吸气腔室通过第一导气口流向排气腔室，定子产生的一部分热量被带到排气腔室散热，同时空气流动使得热量与外壁的传递更加充分，起到降低发电机的工作温度、提高发动机的输出功率的功能。

附图说明

通过附图中所示的本实用新型的优选实施例的更具体说明，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1为一实施例的稀土永磁无铁芯发电机组的立体组装示意图；

图2为图1所示发动机和发电机的剖面示意图；

图3为图2中第一挡磁板和稀土永磁铁的侧视图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

其次，本实用新型利用示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

请参阅图1，一实施例的稀土永磁无铁芯发电机组100包括机架101、发动机102、发电机103、逆变器104、输出电源箱105、手柄106、减振胶垫107和覆盖面板108。

机架101由金属管弯曲形成。发动机102通过减振胶垫107和螺栓固定于机架101。本实施例中，发动机102为柴油机。可以理解，发动机102也可为汽油机、燃气轮机、水力机或风力机。发电机103通过螺栓固定于发动机102。

逆变器104和输出电源箱105通过螺栓固定于机架101上，并通过导线(图未示)与发电机103电性连接，用于电流的稳定输出。

手柄106可旋转地设置于机架101上，以利于整体搬运。覆盖面板108设置于机架101的顶部，用于遮蔽其下方的发动机102等元件。

请参阅图2，其为发动机102和发电机103的剖面示意图。发动机102包括端盖1和从端盖1穿出的可旋转的输出轴22。

发电机103包括发电机座板2、螺钉3、发电机外壳4、螺钉5、螺钉6、导流罩7、螺钉8、定子9、永磁片压块10、多个稀土永磁铁11、螺钉12、筋叶13、散热风扇14、盘式绕组15、固定外壳16、第一挡磁板171、第二挡磁板172、压盖19、螺钉20、平键21、柴油机输出轴22和隔套23。

发电机座板2通过螺钉3固定在发动机102的端盖1上。

发电机外壳4大致为一环形管，其通过螺钉6固定在发电机座板2上，并将定子9固定在其内部。

导流罩7通过螺钉8固定在发电机外壳4上，形成一个收容转子和定子的空间。

定子9通过轴线的任一截面大致为“工”字形，其包括盘式绕组15和包覆该盘式绕组15的由高分子聚合物形成的固定外壳16。固定外壳16的作用是将绕制好的盘式绕组15通过具有良好的导热性能、强度的高分子聚合物材料将其固定，形成稳定的盘式定子结构。盘式绕组15通过导线与逆变器104相连。盘式绕组15采用径向与周向交叉绕制的铜线，以使径向铜线有效切割轴向垂直磁感线。

第一挡磁板171采用导磁材料制成，其形状为凹凸型的圆盘。第一挡磁板171通过平键21固定在输出轴22上，且位于定子9和发电机座板2之间。第一挡磁板171将定子9和发电机座板2之间的空间限定成靠近定子9的吸气腔室24和靠近发电机座板2的排气腔室25。第一挡磁板171上靠近输出轴22的位置开设有连接该吸气腔室24和该排气腔室25的第一导气口181。

筋叶13通过螺钉固定在第一挡磁板171上靠近发电机座板2的一侧，即位于排气腔室25内。筋叶13为金属或非金属材料制成的有一定面积的扇叶结构。筋叶13的作用是搅动发电机103内的气流，使其在径向产生压力差，使得空气从吸气腔室24通过第一导气口181流向排气腔室25，定子9产生的一部分热量被带到排气腔室25散热，同时空气流动使得热量与外壁的传递更加充分，起到降低发电机103的工作温度、提高发动机的输出功率的功能。

第二挡磁板172的结构与第一挡磁板171较为相似，其通过平键21、隔套23、压盖19及螺钉20固定在输出轴22上，且位于定子9远离第一挡磁板171的一侧。第二挡磁板172上靠近输出轴22的位置开设有第二导气口182。

散热风扇14通过螺钉12固定在第二挡磁板172远离永磁体压块10的一侧，作用与筋叶13相似。

多个稀土永磁铁11通过永磁片压块10和螺钉5固定在第一挡磁板171和第二挡磁板172上，并与定子9相对应。永磁片压块10由非导磁材料制成。请参阅图3，每一稀土永磁铁11的截面形状为梯形。多个稀土永磁铁11对称分布于第一挡磁板171和第二挡磁板172上，且相邻磁铁的极性相反，以使磁感线更为集中。稀土永磁铁11为稀土金属和过渡族金属形成的合金经一定的工艺制成的永磁材料，例如钕铁硼(NdFeB)永磁材料。

使用时，发动机102驱动输出轴22旋转，从而使得稀土永磁铁11随第一挡磁板171和第二挡磁板172一起旋转。定子9内的盘式绕组15在磁场中做切割磁感线的运动，进而产生感应电动势。盘式绕组15产生的电流由导线传输至逆变器104进行适当转换，最后进入输出电源箱105供后续使用。

上述稀土永磁无铁芯发电机组具有以下优点：

1)发电机与发动机紧密连接牢固，节省空间。

2)稀土永磁铁与第一、二挡磁板连接可靠。

3)组装工艺简单。

4)气隙小，提高了磁能利用率。

5)定子由盘式线圈绕组构成，无铁芯，发热较小。

6)发电机效率高。

7)输出转矩大。

8)无齿槽效应，转速平稳。

9)发电机的散热效果优良。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种稀土永磁无铁芯发电机组，其特征在于，包括：

机架；

发动机，固定在该机架上，该发动机包括输出轴；

发电机，包括：

发电机座板，固定在该发动机上；

发电机外壳，固定在该发电机座板上；

筋叶，固定在该第一挡磁板上靠近该发电机座板的一侧；

导流罩，固定在该发电机外壳上；

逆变器，固定在该机架上，与该负载单元电性连接；及

输出电源箱，固定在该机架上，与该逆变器电性连接。

2.根据权利要求1所述的稀土永磁无铁芯发电机组，其特征在于：该发动机为柴油机、汽油机、燃气轮机、水力机或风力机。

3.根据权利要求1所述的稀土永磁无铁芯发电机组，其特征在于：该第二挡磁板上靠近该输出轴的位置开设有第二导气口。

4.根据权利要求1所述的稀土永磁无铁芯发电机组，其特征在于：该盘式绕组包括径向与周向交叉绕制的铜线。

5.根据权利要求1所述的稀土永磁无铁芯发电机组，其特征在于：该第一挡磁板和该第二挡磁板的形状为凹凸型的圆盘。

6.根据权利要求1所述的稀土永磁无铁芯发电机组，其特征在于：每一稀土永磁铁的截面形状为梯形，该多个稀土永磁铁对称分布于该第一挡磁板和该第二挡磁板上。