CN220067131U - 一种融冰式低压直流发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发电机技术领域，公开了一种融冰式低压直流发电机，包括设于机架内的发动机总成、发电机总成、控制机构和整流装置；发电机总成包括转子结构；转子结构包括转子铁芯和连接盘，发动机总成通过连接盘与转子结构连接；在转子铁芯上设有6组磁瓦，每组磁瓦为两块相互并联的永磁块；控制机构与发动机总成连接；整流装置包括整流器，整流器与发电机总成的输出端连接。本申请通过对输出电流进行降压整流，使输出电流能够直接架接在线缆上，而不会损伤线缆，从而取代额外的融冰装置，同时通过增加磁场，提高输出电流，满足小体积发电机输出大电流的需求，进而有效减少发电机体积，降低融冰操作难度，便于移动和运输，提高融冰效率。

Description

一种融冰式低压直流发电机

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，具体涉及一种融冰式低压直流发电机。

背景技术

在一些温度较低的地区，由于输电线缆长期暴露在几十米的高空，导致输电线缆更容易结冰，一旦结冰就容易使输电线缆负重，从而使线缆断裂发生漏电等危险。因此需要对输电线缆上的冰块及时进行清理。

现有技术中，对线缆上的冰块进行融冰，都是通过架设外设装置对冰块进行加热融化处理。而一般线缆都架设于地形较偏、远离居住地的地区，要想驱动外设装置进行加热融冰处理，就需要通过发电机发电驱动外设装置。由于需要融掉的冰块较大，且外部环境温度较低，为达到融冰效果，需要采用大电流的发电机，在大电流的需求下导致现有的发电机只能采用大体积发电机，然后配备多种融冰设备来完成对线缆的融冰操作。导致在实际融冰时，需要配套的设施非常多，其运输、搬运非常不方便，导致融冰操作复杂，整个过程耗时长，效率低。

因此，针对现有的融冰设备复杂，操作不方便且融冰效率低的问题，现在需要一种融冰式低压直流发电机。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种融冰式低压直流发电机，以解决现有的融冰装置复杂且融冰效率低的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型主要用于实现中小体积发电机低压直流(额定电压12-40V，额定电流200-500A)的发电输出，以减少融冰设备，并提高融冰效率。具体为提供一种融冰式低压直流发电机，包括机架，设于机架内的发动机总成、发电机总成、控制机构和整流装置；发动机总成与发电机总成连接，控制机构与发动机总成连接，整流装置与发电机总成的输出端连接；发电机总成包括转子结构；转子结构包括转子铁芯和连接盘，连接盘设于转子铁芯一端，所述发动机总成通过连接盘与转子结构连接；在所述转子铁芯上设有6组磁瓦，每组磁瓦相互串联，每组磁瓦为两块相互并联的永磁块；控制机构设于机架一侧，并与发动机总成连接；整流装置包括整流器，整流器与发电机总成的输出端连接。

本方案的原理及优点是：

在对线缆进行融冰时，由于结冰地区温度低，冰块体积较大，要想提高融冰效率，就会配置较大的输出电流，进而满足融冰需求，因此所采用的发电机都是大体积大电流发电机。再配备外设加热装置，导致整个融冰装置复杂，不便于运输操作。

且一般高压线缆设于高空，为减轻其负重，并不会对线缆设过多保护层，因此为在融冰时能保护线缆，防止外部温度过高损伤线缆，都会采用从冰块外部融化的方式，也导致融冰过程耗时长，操作麻烦。

而一般小体积发电机由于体型限制，其无法实现大电流(200-500A)输出，导致无法直接使用小体积发电机。本申请在小体积发电机的架构下将发动机总成、发电机总成、控制机构和整流装置整合为一体，通过对转子结构中磁体的设置，以及发动机总成和发电机总成的连接方式，增大磁通量，减少传动损耗，从而使小体积发电机能够满足大电流的输出需求。

同时对输出的电流进行降压、整流处理，使输出的电流能够直接架接在线缆上而不会损伤线缆，通过让线缆自身发热而从冰块内部将冰融化掉，进而可用小体积发电机直接取代大型发电机和外设融冰装置，极大简化融冰装置，缩短融冰时长。

同时，本申请对输出的电压、电流可控可调，可直接根据冰块长度调节电压、电流值，控制发热量，操作更方便快捷，通过一台发电机即可实现多处融冰操作，极大降低融冰装置的复杂度，通过减少线圈匝数增加磁场强度实现低压直流电输出，从而省去需要外设的配置，极大降低融冰时设备的复杂度，而只需要一台发电机即可，更便于操作。

进一步的，控制机构包括调节结构、电压显示模块、电流显示模块和报警模块；调节结构与发动机总成连接，用于对电压和电流进行调节；电压显示模块和电流显示模块用于显示当前电压和电流值，报警模块与机油压力开关连接。通过控制机构可实时查看电压和电流值，并通过调节结构进行动态调节，满足电流输出需求，同时根据机油压力开关判定故障信息，及时对故障进行处理。

进一步的，调节结构包括转动手柄，转动手柄设于机架上；与转动手柄连接的调速器，调速器与发动机总成连接，用于调节发动机总成的转动速度。通过调节转动速度实现调节，调速方式简单，易控制，有效减少发电机体积。

进一步的，转子结构还包括呈直柱型的转轴，转轴设于转子铁芯另一端，转轴与所述转子铁芯一体成型。提高稳定性。

进一步的，在转轴内还设有传动轴，传动轴一端与所述发动机总成连接。通过传动轴实现直轴传动，保证传动稳定性，减少损耗。

进一步的，发动机总成包括发动机本体和设于发动机本体上的驱动轴，所述驱动轴与所述传动轴连接。

进一步的，所述调速器为由棘轮组件构成的调速器。结构简单更便于安装操作，降低调速器的复杂度，减少故障几率。

进一步的，所述连接盘包括轴心，间隔设于轴心上的第一连接盘和第二连接盘；第二连接盘设于转子铁芯上。直接与转子铁芯连接，连接更稳定，减少传动损耗。

进一步的，整流装置还包括散热器，散热器设于整流器的下方。提高散热效率，减少发电机功耗。

进一步的，在机架下方还设有四个滚轮。便于发电机的运输和移动，更利于操作。

附图说明

图1为本实用新型实施例的发电机状态一结构示意图。

图2为本实用新型实施例的发电机主视图。

图3为本实用新型实施例的发电机状态二结构示意图。

图4为本实用新型实施例的发电机左视图。

图5为本实用新型实施例的发动机总成与发电机总成连接状态的剖视图。

图6为本实用新型实施例的转子结构剖视图。

图7为本实用新型实施例的转子结构正视图。

图8为本实用新型实施例的永磁块结构示意图。

图9为本实用新型实施例的调节结构原理示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机架1、滚轮2、罩盖10、前侧盖11、后侧盖12、底盖13、第一通风孔101、油箱102、调节结构31、电流显示模块32、电压显示模块33、报警模块34、第二通风孔103、整流器61、散热器62、支架63、发动机总成4、发动机本体41、驱动轴42、发电机总成5、壳体51、定子结构52、转子结构53、转子铁芯501、转轴502、连接盘503、轴承504、轴心511、第一连接盘512、第二连接盘513、风叶结构514、传动轴515、磁瓦81。

实施例基本如附图1所示：一种融冰式低压直流发电机，包括整体呈长方体结构的机架1，机架1长×宽×高在1150×740×1450mm以内。在机架1的上方设有罩盖10，在罩盖10的两侧边设有前侧盖11和后侧盖12，在机架1的底部设有底盖13，在底盖13下方的四个角上安装有4个滚轮2，本实施例中，其中两个滚轮2为万向轮，便于发电机的运输和移动。

具体的，在罩盖10上分别开设有第一通风孔101和油箱102，通过第一通风孔101可加快发电机内部的空气流通，有效降低内部温度，减少发热能耗；通过油箱102提供燃料。

具体的，如附图2所示的发电机正视图，前侧盖11整体为长方形结构，前侧盖11设于机架1的右半部分。在前侧盖11上分别控制机构和输出接口。本实施例中，控制机构包括调节结构31、电流显示模块32、电压显示模块33和报警模块34。本实施例中，调节结构31包括安装在前侧盖11上的转动手柄，电流显示模块32为电流表，电压显示模块33为电压表，报警模块34为与机油压力开关连接的报警指示灯。通过电压显示模块33和电流显示模块32可实时观察发电机当前输出电压和电流值，同时通过调节结构31可对发电机输出电压和电流进行调节，实现电压电流的可控可调；报警模块34用于当发电机压力出现异常时进行报警提示，具体为通过指示灯进行闪烁提示。

具体的，如附图3所示，后侧盖12整体为长方形结构，设于前侧盖11的相对面，且位于机架1的左半部。在后侧盖12上开设有多个第二通风孔103，第一通风孔101与第二通风孔103形成流通气流，从而加快发电机内部散热，降低内部耗能。具体的，在机架1内分别安装有发动机总成4、发电机总成5、控制机构和整流装置。其中，结合附图4所示，发动机总成4设于发电机总成5前端，并与发电机总成5连接。发动机总成4和发电机总成5均安装在底盖13上，控制机构与发电机总成5连接，整流装置与发电机总成5的输出端连接。

具体的，如附图3所示，整流装置安装于前侧盖11的内侧，并通过支架63固定在底盖13上。本实施例中，整流装置包括整流器61和散热器62，整流器61与发电机总成的输出端连接，用于将发电机总成输出的电流转化为直流电流。散热器62安装于整流器61的下端，并固定在支架63上，用于对整流器61进行散热处理。

具体的，如附图5所示，发动机总成4包括发动机本体41，以及设于发动机本体41末端的驱动轴42，发动机总成4通过驱动轴42与发电机总成5连接。具体的，发电机总成5包括壳体51，设于壳体51内的定子结构52和转子结构53，其中转子结构53设于定子结构52内部，转子结构52在定子结构52内部转动，从而切割磁场，产生磁通量，将机械能转化为电能。

具体的，如附图6所示的转子结构52，转子结构52包括转子铁芯501，与转子铁芯501一体成型的转轴502，在转子铁芯501的一端设有连接盘503。具体的，转轴502为直柱形转轴502，在转轴502末端套设有轴承504。连接盘503包括中间为空心的轴心511，在轴心511的外侧分别间隔一体成型有第一连接盘512和第二连接盘513，其中第二连接盘513通过螺栓固定安装在转子铁芯501上。在第一连接盘512的外侧通过螺栓安装有风叶结构514。

具体的，在转轴502内安装有传动轴515；传动轴515一端穿过转轴502，并固定在转轴502上，另一端穿过转子铁芯501并置于连接盘503的轴心511内与发动机总成4的驱动轴42连接。具体的，在驱动轴42的前端开设有向内的凹槽，传动轴515固定安装于凹槽内；同时在轴心511的内壁上开设有一沿轴心方向的方形槽孔，驱动轴42的外围设有凸型孔，通过方形槽孔与凸型孔配合，使驱动轴42定位在轴心511内，使驱动轴42带动传动轴515转动，进而带动转轴502和转子铁芯501转动，从而实现直柱传动。

具体的，在转子铁芯501外围圆周分布有6组磁瓦81，每组磁瓦81相互串联，每组磁瓦81为两块相互并联的永磁块。如附图7所示，每块永磁块通过螺栓固定在转子铁芯501上。永磁块长度L为60+0.5mm，结合附图8所示，每块永磁块为扇形结构，其磁化方向厚度H为16-0.1mm，极弧度a为60°，有效增加定子结构的受磁面积，增大磁场强度。在永磁块的中部还开设有一锥形贯穿孔，便于永磁块安装在转子铁芯501上。

具体的，调节结构31还包括调速器，调速器与转动手柄连接，通过转动手柄调节调速器，从而实现对电压/电流的调节。具体调速器为由棘轮组件构成的调速器，其原理如附图9所示，通过棘轮组件控制发动机的转动速度，从而实现对转子结构的转速调控，进而实现对电流/电压的调节。本实施例中，可采用行星齿轮与棘轮组件配合实现转速调节，具体控制方式本实施例中不作限制。

本实施例中，将发动机总成4、发电机总成5、控制机构和整流装置整合为一体，从而可将输出的电流直接架接在线缆上，实现线缆自热融冰的效果，不再需要额外配备融冰装置，极大简化融冰装置复杂度，降低融冰操作难度。同时通过调节结构31、电流显示模块32和电压显示模块33可实现对发电机输出电压/电流的实时可控可调，使发电机输出电流刚好满足融冰温度的需求，进而达到可直接通过线缆加热的方式从内部进行融冰，而不会对线缆造成损伤，提高融冰效率。

同时将转轴502设置为直柱结构，将以往的锥形传动改为直柱传动，减少传输损耗，同时采用方形键槽连接更简便稳定，结构更简单利于加工；同时采用双法兰式的连接盘连接发动机总成4和发电机总成5，连接更稳定，有效减少传输抖动，降低干扰。

其次，本申请对小体积发电机采用磁瓦的布置方式，每组磁体并联后串联，改变内部电磁场结构，有效提高磁能积，使磁场更强，所产生的电压就越高，在相同体积下所产生的功率越大，进而实现小体积发电机大功率输出，从而降低发电机体积，更便于运输和移动。且采用永磁块作为磁瓦，其磁性效率更高，使用寿命更长。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种融冰式低压直流发电机，其特征在于：包括机架，设于机架内的发动机总成、发电机总成、控制机构和整流装置；发动机总成与发电机总成连接，控制机构与发动机总成连接，整流装置与发电机总成的输出端连接；发电机总成包括转子结构；转子结构包括转子铁芯和连接盘，连接盘设于转子铁芯一端，所述发动机总成通过连接盘与转子结构连接；在所述转子铁芯上设有6组磁瓦，每组磁瓦相互串联，每组磁瓦为两块相互并联的永磁块；控制机构设于机架一侧，并与发动机总成连接；整流装置包括整流器，整流器与发电机总成的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种融冰式低压直流发电机，其特征在于：控制机构包括调节结构、电压显示模块、电流显示模块和报警模块；调节结构与发动机总成连接，用于对电压和电流进行调节；电压显示模块和电流显示模块用于显示当前电压和电流值，报警模块与机油压力开关连接。

3.根据权利要求1所述的一种融冰式低压直流发电机，其特征在于：调节结构包括转动手柄，转动手柄设于机架上；与转动手柄连接的调速器，调速器与发动机总成连接，用于调节发动机总成的转动速度。

4.根据权利要求1所述的一种融冰式低压直流发电机，其特征在于：转子结构还包括呈直柱型的转轴，转轴设于转子铁芯另一端，转轴与所述转子铁芯一体成型。

5.根据权利要求4所述的一种融冰式低压直流发电机，其特征在于：在转轴内还设有传动轴，传动轴一端与所述发动机总成连接。

6.根据权利要求5所述的一种融冰式低压直流发电机，其特征在于：发动机总成包括发动机本体和设于发动机本体上的驱动轴，所述驱动轴与所述传动轴连接。

7.根据权利要求3所述的一种融冰式低压直流发电机，其特征在于：所述调速器为由棘轮组件构成的调速器。

8.根据权利要求1所述的一种融冰式低压直流发电机，其特征在于：所述连接盘包括轴心，间隔设于轴心上的第一连接盘和第二连接盘；第二连接盘设于转子铁芯上。

9.根据权利要求8所述的一种融冰式低压直流发电机，其特征在于：整流装置还包括散热器，散热器设于整流器的下方。

10.根据权利要求1所述的一种融冰式低压直流发电机，其特征在于：在机架下方还设有四个滚轮。