專利名稱：直驅式混勵型水能發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本實用新型直驅式混勵型水能發(fā)電機屬于發(fā)電機領域。 技術背景
現有的水能發(fā)電機采用水能機安裝在齒輪變速箱增速器的低速轉軸端，電 磁式水能發(fā)電機安裝在齒輪變速箱增速器的高速轉軸端，將水能機轉速為 30 500r/min的低轉速增速至1500r/min的高轉速后再驅動電磁式水能發(fā)電機發(fā) 電，為間驅式結構。傳動系統存在起動阻力大，水電轉換效率低，水的流速較 低時不能發(fā)電，齒輪變速箱增速器笨重，昂貴、故障多、運行維護成本高和裝 機成本高等技術缺陷。 發(fā)明內容
本實用新型的目的在于提供一種采用永久磁場和電磁場共同勵磁發(fā)電的外 轉子結構的直驅式混勵型水能發(fā)電機。不需要齒輪變速箱增速器，結構輕巧、 起動阻力小、運行轉矩大、發(fā)電功率大、節(jié)能明顯、水電轉換效率高和功率密 度高，故障少、運行維護成本低和裝機成本低?？烧{節(jié)電壓變化、能發(fā)電并網、 特設置環(huán)型式阻尼繞組減小電壓波形的失真和減小失步運轉，提高發(fā)電并網運 行的平穩(wěn)性和抗沖力。
本實用新型采用的技術方案
本實用新型與現有技術相比，其優(yōu)點在于 1、采用永久磁鋼制造同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極，在同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極兩側矩形面的軸向上開有凹型鍵槽，大大提 高了永久磁鋼的抗拉強度和安裝效率。攻破了直驅式混勵型水能發(fā)電機采用外 轉子結構受自身結構上的限制不能安裝環(huán)型式阻尼繞組的技術難關。
2、 在定子鐵心上開有n個均勻分布的悍槽和定子槽，定子鐵心結構采用n 等分的同心式定子鐵心拼裝合成，同心式定子鐵心采用同心式定子沖片疊裝合 成。攻破了現有的永磁水能發(fā)電機存在磁拉力帶來運轉阻力大造成功率損失大 的技術難關，大大提高了直驅式混勵型水能發(fā)電機的水電轉換效率和發(fā)電功率。
3、 定子繞組結構采用n個繞制在定子鐵心上的獨立繞組連接構成。采用高
效率的自動化嵌線新工藝方法替代低效率的手工嵌線方法，實現了規(guī)?；统?本生產，解決了現有的水能發(fā)電機定子鐵心結構難以實現自動化嵌線新工藝的 技術難題。
4、 采用高強度材料制造空心的輪殼可大大減少材料用量和體重，在輪殼的 外圈軸向上開有n個均勻分布的輪殼鍵槽固定同心式葉片，在輪殼的內圈里拼 裝合成轉子鐵心結構，在輪座的中心位置上開有帶鍵槽的中心軸孔，轉軸安裝 在帶鍵槽的中心軸孔內。利用水冷方式大大提高了轉子總成的散熱效果，彌補 了現有的水能發(fā)電機采用內轉子結構帶來散熱效果差的技術缺陷。
5、 在轉子鐵心上開有n個均勻分布的凹型定位槽，在凹型定位槽內側面的 軸向上設有固定同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極的鍵條，將n個同心式 瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極安裝固定在凹型定位槽內，有序排列成n對N 極和S極磁極結構，構成漏磁極小的外轉子結構，攻破了現有的水能發(fā)電機采 用內轉子結構存在驅動轉矩小的技術難關。
6、 在轉子鐵心上設有n個均勻分布的轉子齒構成電磁極，可調節(jié)發(fā)電并網的切入電壓，在轉子齒上開有阻尼孔，將阻尼導條裝入阻尼孔中，在阻尼導條 的兩端上安裝阻尼導環(huán)，構成環(huán)型式阻尼繞組，可減小電壓波形的失真和減小 失步運轉，提高發(fā)電并網運行的平穩(wěn)性和抗沖力。
7、 在轉子鐵心上開有n個均勻分布的線槽，在線槽中嵌有勵磁繞組產生電 磁場調節(jié)電壓的變化，攻破了永磁發(fā)電機不能調節(jié)電壓變化和永磁發(fā)電機發(fā)電 并網難度大的技術難關。
8、 轉子鐵心結構采用n等分的同心式轉子鐵心拼裝合成，同心式轉子鐵心 采用同心式轉子沖片疊裝合成，大大提高了材料使用率和安裝效率。

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圖1、圖2為本實用新型整機結構示意圖3、圖4為本實用新型定子鐵心結構示意圖5、圖6為本實用新型同心式定子沖片結構示意圖7、圖8為本實用新型轉子鐵心結構示意圖9、圖10為本實用新型同心式轉子沖片結構式意圖11、圖12、圖13、圖14為本實用新型同心式瓦片形磁極或同心式凸梯 形磁極結構示意圖15、圖16為本實用新型阻尼導環(huán)結構示意圖17、圖18為本實用新型阻尼導條結構示意圖。
具體實施方式
參閱圖l、圖2結構示意圖所示1、為定子總成；2、為轉子總成；3、為 葉片；4、為輪殼；5、為輪座；6、為輪軸；7、為勵磁機；8、為軸乘；60、為 軸孔；61、為安裝孔；70、為電壓調節(jié)器。參閱圖3、圖4結構示意圖所示5、為輪座；6、為轉軸；10、為定子鐵心； 14、為定子繞組；50、為輪座鍵槽；60、為軸孔；70、為電壓調節(jié)器。
參閱圖5、圖6結構示意圖所示11、為同心式定子沖片；12、為焊槽；13、 為定子槽。
參閱圖7、圖8結構示意圖所示4、為輪殼；9、為同心式瓦片形磁極或同 心式凸梯形磁極；20、為轉子鐵心；25、為轉子勵磁繞組；28、為阻尼導條； 29、為阻尼導環(huán)；40、為輪殼鍵槽。
參閱圖9、圖10結構示意圖所示21、為同心式轉子沖片；22、為凹型定 位槽；23、為鍵條；24、為線槽；26、為轉子齒；27、為阻尼孔。
參閱圖ll、圖12、圖13、圖14結構示意圖所示9、為同心式瓦片形磁極 或同心式凸梯形磁極；90、為凹型鍵槽。
參閱圖15、圖16結構示意圖所示29、為阻尼導環(huán)。
參閱圖17、圖18結構示意圖所示28、為阻尼導條。
本實用新型將n個同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極[9]安裝在轉子鐵 心[20]上的凹型定位槽[22]內，采用凹型定位槽[22]內側面上的軸向鍵條[23] 安裝在同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極[9]兩側矩形面上的凹型鍵槽[90] 內，將同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極[9]固定在凹型定位槽[22]內，構 成n對N極和S極磁極結構。將阻尼導條[28]裝入轉子齒[26]上的阻尼孔[27] 中，在阻尼導條[28]的兩端上安裝阻尼導環(huán)[29]，構成環(huán)型式阻尼繞組。在 輪殼[4]的外圈上開有n個均勻分布的軸向輪殼鍵槽[40]，用于安裝固定葉 片[3]，轉子總成[2]安裝在輪殼[4]的內圈里，軸乘[8]的外圈安裝在輪殼 [4]中心位置帶防水結構的軸乘室內，軸乘[8]的內圈安裝在輪軸[6]的兩端上，定子總成[1]的外圓安裝在轉子總成[2]的內圓里，定子總成[1]的內圓安 裝在輪座[5]外圈的輪座鍵槽[50]內，輪座[5]的中心軸孔安裝在輪軸[6]上， 勵磁機[7]的定子安裝在輪座[5]上，勵磁機[7]的轉子安裝在輪殼[4]上， 電壓調節(jié)器[70]安裝在勵磁機[7]上或輪座[5]上，輸出導線從輪軸[6] 的軸孔[60]引出，可完成整機組裝。
權利要求1、一種直驅式混勵型水能發(fā)電機，包括定子總成[1]、轉子總成[2]、葉片[3]、輪殼[4]、輪座[5]、輪軸[6]、勵磁機[7]及電壓調節(jié)器[70]等其特征在于輪殼[4]外圈的輪殼鍵槽[40]內安裝固定有葉片[3]，轉子總成[2]的外圓安裝固定在輪殼[4]的內圈里，定子總成[1]的外圓安裝在轉子總成[2]的內圓里，定子總成[1]的內圓安裝固定在輪座[5]外圈的輪座鍵槽[50]內，軸乘[8]的外圈安裝在輪殼[4]中心位置帶防水結構的軸乘室內，軸乘[8]的內圈安裝固定在輪軸[4]的兩端上。
2、 根據權利要求1所述的直驅式混勵型水能發(fā)電機，其特征在于所述的同 心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極[9]采用永久磁鋼制造，在同心式瓦片形磁 極或同心式凸梯形磁極兩倒矩形面的軸向上開有凹型鍵槽[恥]。
3、根據權利要求1所述的直驅式濕勵型水能發(fā)電fL其特征在于,的定 子鐵心[iO]上開有n個均勻分布的焊槽U幻和定子槽[1幻，定子鐵心[iO]結構 采用n等分酌同心式定子鐵心拼裝合成，同心式定子鐵心采用同心式定子沖片 [il]疊裝合成。
4、根據權利要求i所述的直驅式混勵型水能發(fā)電tl，其特征在于所述的轉 子鐵心[20]結構采用n等分的同心式轉子鐵心拼裝合成，同心式轉子鐵心采用 同心式轉子沖片[21]疊裝合成，轉子鐵心[20]上設有ii個均勻分布的轉子齒 [26]，轉，心[20]上開有n個均勻分布的凹型定位槽[2幻和線糟[24]。
5、根據權利要求1所述的直驅式混勵型水能發(fā)電機f其特征在于所述的 定子繞組[14]結構采用n個繞制在定子鐵心[m]上的獨立繞組連接構成，轉子勵磁繞組[25]結構采用n個繞制在轉子鐵心[20]上的獨立勵磁繞組連接構成。
6、 根據權利要求1所述的直驅式混勵型水能發(fā)電機，其特征在于所述的n 個同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極[9]安裝畫定在凹型定位槽[2幻內，有 序排列成n對N極和S極磁極結構，在凹型定位槽[22]內倒面的軸向上設有固 定同心式瓦片形磁極或同心式凸梯形磁極[9]的鍵條[23]。
7、 根據權利要求i所述的直驅式混勵型水能發(fā)電機，其特征在于所述的轉 子齒[26]上開有P且尼孔[27〕，將阻尼導條[28]裝入阻尼孔[27]中，在阻尼 導條的兩端上安裝阻尼導環(huán)[29]構成環(huán)型式阻尼繞組。
8、 根據權利要求1所述的直驅式混勵型水能發(fā)電機，其特征在于所述的輪 座[5]外圈的軸向上開有n個均勻分布的輪座鍵槽[50]，將同心式定子鐵心 上的鍵條安裝簡定在輪座鍵槽[50]內拼裝合成定子鐵心[0]結構，輪座[5] 韻中心輔孔內安裝有輪軸[6]，勵磁機[7]的定子安裝在輪座[5]上》輸出導 線從輪轅[幻的輔孔[柳]弓i出，輪輔[幻的兩端開有安裝孔[61]。
9、 裉據權利要求1所述的直驅式混勵型水能發(fā)電機，其特征在于所述的輪 殼[4]采用高強度的材料制造，輪殼[4]外圈的軸向上開有n個均勻分布的 輪殼鍵槽[幼]安裝固定葉片[3]，輪殼[4]的內闥里安裝固定有轉子鐵心[20]， 勵磁機[7]的轉子安裝在輪殼[4]上。
10、 根據權利要求1所述的直驅式混勵型水能發(fā)電機，其特征在于所述的 電壓調節(jié)器[70]可恒定發(fā)電頻率，調節(jié)勵磁電流的大小變化和改變勵磁電流正 極或負極的極性，電壓調節(jié)器[70]安裝在勵磁機[7]上或輪座[5]上。
專利摘要本實用新型涉及一種采用永久磁場和電磁場共同勵磁發(fā)電的外轉子結構的直驅式混勵型水能發(fā)電機。不需要齒輪變速箱增速器，結構輕巧、起動阻力小、運行轉矩大、發(fā)電功率大、節(jié)能明顯、水電轉換效率高和功率密度高，故障少、運行維護成本低和裝機成本低，可調節(jié)電壓變化、能發(fā)電并網、特設置環(huán)型式阻力繞組減小電壓波形的失真和減小失步運轉，提高發(fā)電并網運行的平穩(wěn)性和抗沖力。采用水冷方式對機殼散熱，在自然環(huán)境中發(fā)揮更好的散熱效果，攻破了現有的水能發(fā)電機存在結構復雜，笨重、裝機成本高、水電轉換效率低等技術難關，彌補了現有的水能發(fā)電機存在的技術缺陷，應用前景廣泛。
文檔編號H02K7/18GK201274440SQ200820152409
公開日2009年7月15日 申請日期2008年8月28日 優(yōu)先權日2008年8月28日
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