專利名稱：微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電和冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)裝備領(lǐng)域，特別涉及一種微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組。 背，技術(shù)
^型燃機(jī)的雛形可追溯至20世紀(jì)60年代，但作為一種新型的小型分布能源系統(tǒng)和電源 裝置的發(fā)展歷史則較短，目前國(guó)際市場(chǎng)微型燃機(jī)產(chǎn)品大多帶有回?zé)?、變頻、高速電機(jī)等設(shè)施， 效率達(dá)到25%_29%，功率范圍為數(shù)十至數(shù)百千瓦。在國(guó)內(nèi)，微型燃機(jī)上應(yīng)用的高速永磁電機(jī)、 高效緊湊式回?zé)崞?、高速軸承等諸多高新技術(shù)均處于研究、試驗(yàn)階段，而微型燃機(jī)發(fā)電機(jī)組 的研制在國(guó)內(nèi)尚處于摸索、研制的初級(jí)階段。

發(fā)明內(nèi)容
為了減小磁懸浮軸承的承載量，保證它運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，并且能確保轉(zhuǎn)子不失磁，延長(zhǎng)電機(jī)的 使用壽命，本發(fā)明提供一種微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的包括微型燃?xì)廨啓C(jī)和永磁電機(jī)，永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子和燃 氣輪機(jī)的轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器聯(lián)接形成機(jī)組轉(zhuǎn)子，永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子和燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子分別用一組磁懸 浮軸承支撐，永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子用一對(duì)徑向磁懸浮軸承支撐，燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子用一對(duì)徑向磁懸浮軸
承和一個(gè)軸向磁懸浮軸承支撐，徑向磁懸浮軸承徑向間隙為0.35 mm—0.45 mm，軸向磁懸浮軸 承處的軸向間隙為0.4咖一0.6 mm，微型燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)葉輪通過雙錐面壓緊與燃?xì)廨啓C(jī) 軸聯(lián)接，雙錐面的前錐套與壓氣機(jī)葉輪的前錐面配合，雙錐面的后錐套與壓氣機(jī)葉輪的后錐 面配合；燃?xì)廨啓C(jī)中的位于渦輪側(cè)的后輔助軸承其內(nèi)外套采用高溫軸承鋼，滾動(dòng)體采用陶瓷 滾珠，輔助軸承的徑向間隙為O.l咖一0.2咖，軸向間隙為0.2mm—0.3mm，輔助軸承的徑向 間隙和軸向間隙均小于磁懸浮軸承徑向間隙和軸向間隙，起到保護(hù)作用；永磁電機(jī)中的永磁 體包有防護(hù)外套，滿足了電機(jī)轉(zhuǎn)子的高速工作，永磁體的最大應(yīng)力在25—40MPa左右，防護(hù)外 套的最大應(yīng)力在850—950MPa左右。
所述的防護(hù)外套表面設(shè)有寬0.5—1. 5 mm，深0. 5—1 mm的通風(fēng)螺旋槽，以增強(qiáng)軸流通風(fēng) 散熱效果。
所述的永磁電機(jī)的定子鐵心設(shè)有齒輪狀散熱片，并將發(fā)熱量較大的銅線直接暴露在氣流 通道中，溫度較低的空氣從定子鐵心流過，帶走電機(jī)的發(fā)熱量，確保轉(zhuǎn)子不失磁。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明采用剛性轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，減小了磁懸浮軸承的承載量；輔助滾 動(dòng)軸承的選用，保證磁懸浮軸承啟動(dòng)快、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，并能起到保護(hù)作用；采用螺旋槽通風(fēng)結(jié)構(gòu)和齒形散熱片結(jié)構(gòu)，有效的保證電機(jī)散熱和冷卻，延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命，確保轉(zhuǎn)子不失 磁，燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子和永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸，整個(gè)發(fā)電機(jī)組只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，可靠性大大加強(qiáng)， 并且尺寸顯著減小，重量減輕。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖3為燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖5為壓氣機(jī)葉輪與燃?xì)廨啓C(jī)軸的聯(lián)接結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為電機(jī)轉(zhuǎn)子外套螺旋槽通風(fēng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為電機(jī)定子鐵心散熱片結(jié)構(gòu)示意圖中l(wèi).徑向磁懸浮軸承，2.聯(lián)軸器，3.軸向磁懸浮軸承，4.單管燃燒室，5.波紋管， 6.蝸殼，7.向心渦輪，8.分體式鈑翅回?zé)崞鳎?.離心壓氣機(jī)，IO.永磁電機(jī)，ll.滾動(dòng)軸承， 12.后滾動(dòng)軸承，13.防護(hù)外套，14.永磁體，15.前錐套，16.壓氣機(jī)葉輪，17.后錐套。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明
實(shí)施例l:如圖l所示，為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明選用95KW微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī) 組，其主機(jī)采用單級(jí)全徑流式葉輪機(jī)(向心式透平和離心式壓氣機(jī))、單管燃燒室4、分體式 鈑翅回?zé)崞?、永磁電機(jī)IO、磁懸浮軸承。永磁電機(jī)10安放在離心壓氣機(jī)9前，單管燃燒室 4旁路安裝，分體式鈑翅回?zé)崞?裝置位于向心式透平之后。
根據(jù)磁懸浮軸承在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)要求為剛性轉(zhuǎn)子，將機(jī)組轉(zhuǎn)子分成兩部分，電機(jī)轉(zhuǎn)子 和燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子通過膜盤撓性聯(lián)軸器2聯(lián)接。兩個(gè)轉(zhuǎn)子分別支撐在兩組磁懸浮軸承上，永磁 電機(jī)轉(zhuǎn)子用一對(duì)徑向磁懸浮軸承1支撐，燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子用一對(duì)徑向磁懸浮軸承1和一個(gè)承受 轉(zhuǎn)子軸向力的軸向磁懸浮軸承3支撐。壓氣機(jī)葉輪16與燃?xì)廨啓C(jī)軸的聯(lián)接采用雙錐面壓緊的 聯(lián)接結(jié)構(gòu)，即前錐套15與壓氣機(jī)葉輪16的前錐面配合，后錐套17與壓氣機(jī)葉輪16的后錐 面配合，來保證為剛性轉(zhuǎn)子。
在永磁電機(jī)IO轉(zhuǎn)子軸兩端采用兩個(gè)一樣的滾動(dòng)軸承11支撐，燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子軸兩端采用 滾動(dòng)軸承1和后滾動(dòng)軸承12共同支撐。在電磁軸承正常工作時(shí)，輔助軸承不工作，當(dāng)停止或 中斷電磁力時(shí)，輔助軸承才工作。輔助軸承的徑向間隙為0.15mm，軸向游隙為0.25,，而 徑向磁懸浮軸承l(wèi)的徑向間隙為0.4mm，軸向磁懸浮軸承3的軸向間隙為0.5mm，輔助軸承的徑向間隙和軸向游隙均小于磁懸浮軸承對(duì)應(yīng)的徑向間隙和軸向間隙，起到保護(hù)作用。位于 渦輪側(cè)的后滾動(dòng)軸承12環(huán)境溫度高，選用了帶陶瓷球、內(nèi)外套為高溫軸承鋼的滾動(dòng)軸承，永 磁電機(jī)10設(shè)有專門風(fēng)道直接通過定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙，并在防護(hù)外套13表面加工出寬1 mm、 深0. 5 mm的通風(fēng)螺旋槽，以增強(qiáng)軸流通風(fēng)散熱效果，另外采用強(qiáng)迫風(fēng)冷方式，由高速冷空氣 直接吹拂定子繞組和鐵心表面，再加上定子鐵心的齒輪狀散熱片結(jié)構(gòu)，大大增加了散熱面積。 95KW微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組設(shè)有控制系統(tǒng)，能完成使機(jī)組從啟動(dòng)帶轉(zhuǎn)、點(diǎn)火、加速直至 額定狀態(tài)以及停車全過程及各種狀態(tài)的自動(dòng)控制，并將輸入發(fā)電力為頻率lKHz，發(fā)電電壓 400V的三相交流電，轉(zhuǎn)化為輸出為頻率為50Hz，電壓380V的三相四線制交流電；機(jī)組還設(shè) 有燃油系統(tǒng)，根據(jù)燃機(jī)工作狀態(tài)的不同，改變所提供燃油的流量，并在緊急條件下切斷燃油 供給。
權(quán)利要求
1、一種微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，包括微型燃?xì)廨啓C(jī)和永磁電機(jī)，其特征在于永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子和燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器聯(lián)接形成發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子，永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子和燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子分別用一組磁懸浮軸承支撐，微型燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)葉輪通過雙錐面壓緊與燃?xì)廨啓C(jī)軸聯(lián)接，雙錐面的前錐套與壓氣機(jī)葉輪的前錐面配合，雙錐面的后錐套與壓氣機(jī)葉輪的后錐面配合；燃?xì)廨啓C(jī)中的位于渦輪側(cè)的后輔助軸承其內(nèi)外套采用高溫軸承鋼，滾動(dòng)體采用陶瓷滾珠；永磁電機(jī)中的永磁體外包有防護(hù)外套。
2、 按權(quán)利要求1所述的微型燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，其特征在于所述的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子用一對(duì)徑向磁懸 浮軸承支撐，燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子用一對(duì)徑向磁懸浮軸承和一個(gè)軸向磁懸浮軸承支撐。
3、 按權(quán)利要求1所述的微型燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，其特征在于所述的在防護(hù)外套表面設(shè)有通風(fēng)螺旋 槽。
4、 按權(quán)利要求1所述的微型燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，其特征在于所述的永磁電機(jī)的定子鐵心設(shè)有齒輪 狀散熱片。
全文摘要
一種微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，涉及發(fā)電和冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)裝備領(lǐng)域，包括微型燃?xì)廨啓C(jī)和永磁電機(jī)，永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子和燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器聯(lián)接形成發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子，永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子和燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子分別用一組磁懸浮軸承支撐，微型燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉輪通過雙錐面壓緊與燃?xì)廨啓C(jī)軸聯(lián)接，雙錐面的前錐套與壓氣機(jī)葉輪的前錐面配合，雙錐面的后錐套與壓氣機(jī)葉輪的后錐面配合；燃?xì)廨啓C(jī)中的位于渦輪側(cè)的后輔助軸承其內(nèi)外套采用高溫軸承鋼，滾動(dòng)體采用陶瓷滾珠；永磁電機(jī)中的永磁體包有防護(hù)外套，永磁電機(jī)的定子鐵心設(shè)有齒輪狀散熱片，本發(fā)明保證微型燃機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，同時(shí)延長(zhǎng)電機(jī)的壽命。
文檔編號(hào)H02K1/32GK101413440SQ20081022904
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日
發(fā)明者于文懷, 侯英奎, 包宏強(qiáng), 衛(wèi)寶華, 栓 張, 董正剛, 鄧北辰, 陳克杰, 鴿 高 申請(qǐng)人:沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司