專利名稱：多段式電動力同步發(fā)電機組及其制造技術(shù)
方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動力發(fā)電設(shè)備。特別是涉及一種由電能經(jīng)電動機與齒輪傳動裝置轉(zhuǎn)換成機械能，再由該機械能驅(qū)動發(fā)電機的發(fā)電設(shè)備。背景技術(shù)：
本發(fā)明的背景技術(shù)源于起重機，電動自行車的電動機，磁阻式多段式電動機，風(fēng)力發(fā)電機與匯流輸出技術(shù)。起重機的原理是由電能經(jīng)電動機轉(zhuǎn)換成動能，電動機的動能再經(jīng)齒輪傳動裝置轉(zhuǎn)換放大數(shù)倍后拖動圈筒提升重物，其目的是減輕工人的勞動強度。電動自行車的電動機與常規(guī)電動機的工作原理相反，前者是由‘軸’固定式‘機身’ 運行，后者是機身固定式軸運行。風(fēng)力發(fā)電機多采用的是低速發(fā)電機，由若干個風(fēng)力發(fā)電機經(jīng)整流后匯流母線輸
出ο
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為“多段式電動力同步發(fā)電機組”，采用的是由電能經(jīng)電動機轉(zhuǎn)換成動能，該動能再經(jīng)齒輪傳動裝置轉(zhuǎn)換放大后驅(qū)動發(fā)電機的發(fā)電設(shè)備。本發(fā)電設(shè)備是由A與B兩套多段式電動力同步發(fā)電機組與兩套齒輪傳動裝置組合構(gòu)成的一種2級(次)能量轉(zhuǎn)換放大的發(fā)電設(shè)備。每套多段式電動力同步發(fā)電機組都是由“多段式外轉(zhuǎn)子電動機”與“多段式同步發(fā)電機”以內(nèi)“多段式發(fā)電機”，外“多段式外轉(zhuǎn)子電動機”組合構(gòu)成。“多段式外轉(zhuǎn)子電動機”是由多臺外轉(zhuǎn)子電動機由同一軸連接形式構(gòu)成。所謂外轉(zhuǎn)子電動機，是指電動機軸為固定式，電動機的機身運行工作式的電動機， 它的工作原理與電動自行車電動機的工作原理相同?！岸喽问酵桨l(fā)電機”是由多臺發(fā)電機由同一軸連接形式構(gòu)成。所謂的“同步”是指多臺發(fā)電機組裝在同一軸同步運行發(fā)電。所謂的“多段”是指兩臺以上的電動機或發(fā)電機由同一軸連接而成。四

本附圖為“多段式電動同步發(fā)電機組結(jié)構(gòu)圖”。A、第一套發(fā)電機組1、多段式外轉(zhuǎn)子電動機右端蓋。2、電動機齒輪。3、冷卻水管道。4、進水孔。5、A的發(fā)電機軸。6、出水孔。7、非磁性套管。8、永磁體。9、繞阻線圈。10、 多段式發(fā)電機。11、發(fā)電機外殼與導(dǎo)線孔。12、鐵芯。13、第一套傳動主動齒輪。14、多段式外轉(zhuǎn)子電動機。15、傳動軸。16、傳動承重齒輪。17、第二套發(fā)電機組發(fā)電機齒輪。18、B的發(fā)電機齒輪。19、發(fā)電機組箱體。B、第二套發(fā)電機組20、電動機齒輪。21、進水孔。22、出水孔。23、傳動主動齒輪。24、蓄電池箱。25、兩端鐵芯。26、環(huán)形磁鋼。27、傳動軸。28、傳動從動齒輪。29、導(dǎo)線孔。30、爪極。31、A的發(fā)電機齒輪。32、發(fā)電機固定腳。33、發(fā)電機左端蓋。34、電動機左端蓋。35、導(dǎo)線孔。36、線圈。37、自動控制箱。五具體實施例方式1、首先根據(jù)需要制做多段式發(fā)電機的各個零部件，然后將非磁套管套裝在軸上。定轉(zhuǎn)子分別沿軸向分成四(相數(shù))段。轉(zhuǎn)子(爪極與永磁體)安裝在同一非磁套管的軸上，定子安裝在機身上，再將各個發(fā)電機的電動率輸出端用導(dǎo)線做好標(biāo)記經(jīng)導(dǎo)線孔引出。2、根據(jù)需要將制做好的電動機的定、轉(zhuǎn)子分別沿軸(發(fā)電機機身)向分成四(相數(shù))段，定子鐵芯與相鄰段鐵芯錯開四分之一齒距，安裝在發(fā)電機的機身上。環(huán)形磁鋼安裝在電動機的機身上。將電動機的電動率輸出端用導(dǎo)線連接好做上標(biāo)記經(jīng)導(dǎo)線孔引出與供電電源連接。3、將制做好的兩套多段式電動力同步發(fā)電機組，再用兩套齒輪傳動裝置以交差方式將兩套發(fā)電機組連接起來。即A發(fā)電機組中的電動機齒輪2嚙合傳動齒輪13，傳動齒輪 16嚙合B發(fā)電機組中的發(fā)電機齒輪17，而B發(fā)電機組中的電動機齒輪20嚙合傳動齒輪23， 傳動齒輪28嚙合A發(fā)電機組中的發(fā)電機齒輪31。例如已知A發(fā)電機組中的多段式電動機的滿載轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分，額定功率 800WX4 = 3200W，額定電壓60V，額定電流27. 6A。齒輪傳動裝置2級，總傳動比(1500 + 375) = 4B發(fā)電機組中的多段式發(fā)電機的額定負載轉(zhuǎn)速365轉(zhuǎn)/分。額定輸出功率1500WX4 = 6000W。額定電流27. 6A。電磁轉(zhuǎn)矩46. 4N · M，額定負載時發(fā)電機軸輸入(拖動)電磁轉(zhuǎn)矩功率7400W。又知B發(fā)電機組中的多段式電動機的滿載轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)/分，額定功率1500WX4 = 6000ffo額定電壓60V，額定電流。齒輪傳動裝置2級，總傳動比(1500 + 375) = 4A發(fā)電機組中的多段式發(fā)電機負載額定轉(zhuǎn)速365轉(zhuǎn)/分。額定輸出功率3KWX4 = 12W 電磁轉(zhuǎn)矩77. 6 額定電流額定電壓60V 額定負載時發(fā)電機軸的輸入(拖動)電磁轉(zhuǎn)矩功率12333。 齒輪與齒輪間轉(zhuǎn)動比齒輪分度圓直徑(毫米)4 齒輪 Zl = 75齒輪 Z2 = 75X4 = 3001 齒輪 Z13 = 75齒輪 Z4 = 75
功率W轉(zhuǎn)矩公斤 米
3200975 X (3200 + 1500) = 2080
3200X0. 96 = 3072 2080X4X0. 96 = 7987. 2 3072 X0. 96 = 2949 7987. 2X0. 96 = 7667. 7 功率W 6000
6000X0. 96 = 5760
5760X0. 90 = 5529. 6 19360X0. 96 = 14745. 8
A的發(fā)電機軸額定負載輸出時所需輸入電磁轉(zhuǎn)矩功率為12. 333KW。A的發(fā)電機軸額定輸出時所得到的轉(zhuǎn)矩功率為14. 746KW。A的發(fā)電機軸所得到的功率14. 746KW大于它本身所需要輸入功率12. 333KW。因此該發(fā)電機的額定輸出功率設(shè)在10KW。最大的額定輸出功率可設(shè)在12KW。B的發(fā)電機軸額定負載輸出時所需輸入電磁轉(zhuǎn)矩功率為7. 4KW。B的發(fā)電機軸額定負載輸出時所得到的轉(zhuǎn)矩功率7. 7KW。B的發(fā)發(fā)電機軸額定負載輸出時所得到的功率7. 7KW大于它本身所需要的輸入功率7. 4KW，因此該發(fā)電機的額定輸出功率設(shè)在6KW。最大額定輸出功率可設(shè)7KW。
齒輪Zl與齒輪Z2 = 1 齒輪Z3與齒輪TA = 1 各軸轉(zhuǎn)速/分
A的電動機身=1500 傳動軸15 = 375 B的發(fā)電機軸375 各軸轉(zhuǎn)速/分
B的電動機身=1500 傳動軸=375A的發(fā)電機軸375
轉(zhuǎn)矩公斤·米
975 X (6000 + 1500) = 24000 4000X4X0. 96 = 15360
4、本發(fā)明在其結(jié)構(gòu)上變異的具體實施方式
是:A發(fā)電機組采用二段四(多段)式發(fā)電機組，B發(fā)電機組有采用四段二(多段)式或A與B發(fā)電機組都采用三段三的發(fā)電機組。二段四式電動力發(fā)電機組，指的是A發(fā)電機組是由兩段式外轉(zhuǎn)子電動機與四段式同步發(fā)電機以內(nèi)發(fā)電機，外電動機組合構(gòu)成。四段二式電動力發(fā)電機組，指的是B發(fā)電機組是由四段式外轉(zhuǎn)子電動機與二段式同步發(fā)電機以內(nèi)發(fā)電機，外電動機組合構(gòu)成。三段三式電動力發(fā)電機組，指的是A與B發(fā)電機組都是由三段三式電動力同步發(fā)電機組。二段四式與四段二式發(fā)電機組合成的二級能量轉(zhuǎn)換放大式的多段式電動力發(fā)電機組，其電動機與發(fā)電機輸入與輸出的電功率分配，以例1的電功率分配參數(shù)為例。齒輪傳動裝置二級，總傳動比以4為例。A發(fā)電機組中的多段式電動機每段額定功率為1.6KWX2 =3. 2KW。而多段式發(fā)電機的每段額定輸出功率為3KWX4 = 12KW。B發(fā)電機組中的多段式電動機的每段額定功率為1. 5KWX4 = 6KW。而多段式發(fā)電機的每段額定輸出功率為3KWX2 =6KW。采用兩套三段三式電動力同步發(fā)電機組組合成的二級能量轉(zhuǎn)換放大式的多段式電動力發(fā)電機組，其電動機與發(fā)電機輸入與輸出的電功率分配，以例1的電功率分配參數(shù)， 齒輪傳動裝置2級，總傳動比4為例。A多段式電動力發(fā)電機組中的多段式電動機的每段額定功率為1. IKffX3 = 3.3KW。而多段式發(fā)電機的每段額定輸出功率為4KWX3 = 12KW。B多段式電動力發(fā)電機組中的多段式電動機的每段額定功率為2KWX3 = 6KW，而多段式發(fā)電機的每段額定輸出功率為 2KWX3 = 6KW。前面的各種發(fā)電機組，并沒有因多段式電動機與多段式發(fā)電機的段數(shù)多少的改變而改變，因此多段式電動機與多段式發(fā)電機的段數(shù)多少，應(yīng)根據(jù)實際需要進行選擇。一級能量轉(zhuǎn)換放大式的多段式電動力同步發(fā)電機組
具體實施例方式這類發(fā)電機組在本發(fā)明中有兩種形式，一種是多段式外轉(zhuǎn)子電動機與多段式同步發(fā)電機為一體式，如A 或B多段式電動力發(fā)電機組。二是多段式電動機與多段式同步發(fā)電機獨立式。多段式電動機與多段發(fā)電機一體式的多段式電動力發(fā)電機組，采用二級或三級齒輪迂回平行傳動裝置，則需要配備一個或二個惰性齒輪，以確保電動機與發(fā)電機同一方向運行。多段式電動機與多段式發(fā)電機獨立式的多段式電動機發(fā)電機組，是在多段式電動機與多段式發(fā)電機之間由二級或三級齒輪平行傳動裝置連接而成，總傳動比為4。5、用于電網(wǎng)并網(wǎng)送電的幾種多段式同步發(fā)電機的
具體實施例方式(1)多段式無刷雙饋異步發(fā)電機在結(jié)構(gòu)上兩段(臺)為一組，四段為兩組由同一軸連接。每組由主發(fā)電機與勵磁機構(gòu)成，勵磁機的定子繞組與電網(wǎng)連接，主發(fā)電機定子繞組經(jīng)逆變器與電網(wǎng)連接。勵磁機轉(zhuǎn)子繞組與主發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組互相連接。(2)多段式同步永磁低速高壓發(fā)電機，在其結(jié)構(gòu)上與其它永磁式發(fā)電機相同。不同的是定子繞組不是采用傳統(tǒng)發(fā)電機中帶絕緣的矩形截面銅導(dǎo)體，而是利用圓形的電纜線制成。轉(zhuǎn)子也是永磁體制成，但因為多極，因此不需要電流勵磁，故沒有滑環(huán)。這種發(fā)電機是將同步發(fā)電機的輸出端電壓提高到10KV-30KV以上，因為發(fā)電機的定子輸出電壓高，因而經(jīng)整流后匯流母線可以不用逆變器直接與電網(wǎng)連接。(3)多段式交流高壓整流子發(fā)電機，是一種集低速高壓永磁發(fā)電機與交流整流子發(fā)電機的特點于一身的特殊發(fā)電機，交流整流子發(fā)電機的輸出頻率等于勵磁頻率。而與原拖動機無關(guān)，因此只需要一個頻率恒定的交流勵磁電源就可以了。整流子繞組采用圓形電纜線繞制而成，即可獲得恒頻輸出功率經(jīng)整流后匯流母線與電網(wǎng)直接連接送電，勵磁繞組經(jīng)勵磁控制器與電網(wǎng)連接。上述幾種發(fā)電機都可以與多段式內(nèi)轉(zhuǎn)子或外轉(zhuǎn)子電動機配套組合成一級或二級放大式多段式電動力同步發(fā)電機組。
權(quán)利要求
1.一種由電能轉(zhuǎn)換成機械能，再由機械能經(jīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)換成電能用于電動力車、船與電網(wǎng)并網(wǎng)送電的發(fā)電設(shè)備，該發(fā)電設(shè)備是由A與B兩套“多段式電動力同步發(fā)電機組”與兩套齒輪傳動裝置組合構(gòu)成，其特征在于每套發(fā)電機組都是由“多段式外轉(zhuǎn)子電動機”與“多段式同步發(fā)電機”以內(nèi)、外結(jié)構(gòu)組合在一起，并由A多段式電動力同步發(fā)電機組中的電動機齒輪(2)嚙合傳動齒輪(13)，傳動齒輪(16)嚙合，B多段式電動力同步發(fā)電機組中的發(fā)電機齒輪(17)，而B多段式電動力同步發(fā)電機組中的電動機齒輪00)嚙合傳動齒輪(23)，傳動齒輪08)嚙合A多段式電動力同步發(fā)電機中的發(fā)電機齒輪(31)的一種發(fā)電設(shè)備。
2.一種實施權(quán)利要求1的產(chǎn)品的方法，是將兩套“多段式電動力同步發(fā)電機組”經(jīng)兩套 “齒輪傳動裝置”以交差形式將兩套電動力同步發(fā)電機組連接組合在一起的方法。
3.權(quán)利要求1所述的“多段式外轉(zhuǎn)子電動機”，其特征在于該電動機是由多臺外轉(zhuǎn)子電動機組合而成的多段式外轉(zhuǎn)子電動機。
4.一種實施權(quán)利要求3的產(chǎn)品的方法，是將多臺外轉(zhuǎn)子電動機由同一軸連接在一起的方法。
5.權(quán)利要求1所述的“多段式同步發(fā)電機”其特征在于該發(fā)電機是由多臺發(fā)電機組裝在一起的同步發(fā)電機。
6.一種實施權(quán)利要求5的產(chǎn)品的方法，是將多臺發(fā)電機由同一軸連接在一起同步運行發(fā)電的方法。
7.權(quán)利要求1所述的“多段式電動力同步發(fā)電機組”，其特征在于該多段式電動力同步發(fā)電機組是由“多段式外轉(zhuǎn)子電動機”與“多段式同步發(fā)電機以內(nèi)(發(fā)電機)外(電動機)” 結(jié)構(gòu)組合構(gòu)成的發(fā)電機設(shè)備。
8.一種實施權(quán)利要求7的產(chǎn)品的方法，是將多段式外轉(zhuǎn)子電動機與多段式發(fā)電機以內(nèi)外結(jié)構(gòu)組合在一起的方法。
9.權(quán)利要求1所述的發(fā)電設(shè)備是一種用于電動力車、船、飛機與發(fā)電廠的電能轉(zhuǎn)換放大并網(wǎng)送電的多段式電動力同步發(fā)電機組。
10.一種實施權(quán)利要求9的方法是將多段式電動力發(fā)電機組安裝在車、船、飛機與電能輸出端，由多段式電動力同步發(fā)電機組取代能源發(fā)動機及電能的轉(zhuǎn)換的方法。
全文摘要
電動力同步發(fā)電機組為發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)電機組由兩套電動力發(fā)電機組與兩套齒輪傳動裝置組成，每套電動力發(fā)電機組都是由多段式外轉(zhuǎn)子電動機、多段式發(fā)電機與齒輪傳動裝置組成。發(fā)明本發(fā)電機組的目的，一是解決節(jié)能發(fā)電的難題，二是解決電動力車、船的電力難題。本發(fā)明采用的是由電能經(jīng)電動機與齒輪傳動裝置轉(zhuǎn)換成機械能，再由機械能拖動發(fā)電機轉(zhuǎn)換成電能。本發(fā)明主要應(yīng)用于電動力車、船、電力設(shè)備、地方電網(wǎng)與國家電網(wǎng)并網(wǎng)送電。
文檔編號H02K53/00GK102545539SQ201010594600
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者祁忠軍 申請人:祁忠軍