永磁变频高效直驱沼气发电的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种永磁变频高效直驱沼气发电机，它包括永磁转子、轴承盖板、接线盒、定子、机壳、轴承、端盖；定子固定在机壳内壁；永磁转子两端通过轴承分别固定在两个端盖上；两个端盖分别固定在机壳两端；轴承盖板通过螺钉固定在端盖上并压靠轴承；接线盒固定在机壳外壁；永磁转子由铁芯压板、永磁体、转子铁芯片、连接螺栓、键、主轴组成；永磁体嵌在转子铁芯片槽中，两端用铁芯压板盖住，通过连接螺栓锁紧；转子铁芯片套在主轴上，转子铁芯片与主轴间设有键。它的效果在于：1、转换效率提高，故障率降低，维护费减少；2、输出电能质量好；3、结构紧凑、体积小、成本低；4、使用寿命长。
【专利说明】永磁变频高效直驱沼气发电机
[0001]【技术领域】:本实用新型涉及一种发电机，尤其是一种用于沼气发电领域直接驱动 的永磁变频高效直驱沼气发电机。
[0002]【背景技术】:沼气发电机是由燃烧沼气的原动机驱动的发电机，原动机的输出转速 为3000-6000rpm，发电机则为额定转速是1500rpm左右的同步电励磁发电机，它们通过减 速机连接。该种发电机在使用中存在的不足是:1、原动机与发电机间由于减速机的存在，将 降低发电机输出的转换效率，产生噪音，而且故障率高，维护费用大；2、由于沼气流量波动 大，造成原动机输出转矩脉动分量大，发电机输出电压波形畸变大，致使发电机输出电能质 量差；3、低速发电机为了获得较大的转动惯量，增强机组的稳定性，往往还在发电机前面装 设一个飞轮，这将使得整个机组结构复杂，体积大，单位用材多；4、由于电励磁发电机存在 滑环、碳刷等装置，需要不断维护及更换碳刷，降低了发电机的可靠性，若采用无刷励磁技 术，则需要复杂的旋转励磁装置，这使维护维修极不方便，而且发电机励磁绕组本身需要消 耗一部分电能，致使电机输出效率低；5、发电机需要配备相应的励磁装置，由于沼气原动机 转速波动大，传统的模拟励磁设备只能让发电机孤网发电，若要并网运行需要昂贵的自追 踪数字励磁设备，设备总成本很大，不易推广。
[0003]
【发明内容】
:本实用新型的目的在于，针对现有沼气发电机在使用中存在的上述不 足，而提供一种永磁变频高效直驱沼气发电机，它由原动机直接耦合驱动，它既能解决沼气 发电机组结构复杂、效率低、电能输出质量差的缺点，又能增强机组的可靠性，降低设备的 维护运行成本。
[0004]本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的:一种永磁变频高效直驱沼气发 电机，其特征在于，包括永磁转子、轴承盖板、接线盒、定子、机壳、轴承、端盖；定子固定在机 壳内壁；永磁转子两端通过轴承分别固定在两个端盖上；两个端盖分别固定在机壳两端； 轴承盖板通过螺钉固定在端盖上并压靠轴承；接线盒固定在机壳外壁；永磁转子由铁芯压 板、永磁体、转子铁芯片、连接螺栓、键、主轴组成；永磁体嵌在转子铁芯片槽中，两端用铁芯 压板盖住，通过连接螺栓锁紧；转子铁芯片套在主轴上，转子铁芯片与主轴间设有键。
[0005]为使磁极极靴处外凸，形成非均匀气隙，使定子获得较好的正弦波形，有效降低电 压波形畸变率和启动阻力矩，转子铁芯片外围分成与极数相同的段数，每段由三段不同心 圆弧相接构成，中间圆弧圆心角与两边圆弧圆心角之和相等，中间圆弧的半径与两边圆弧 的半径相差2% -10%，两边圆弧对称布置。
[0006]为增加永磁体有效利用体积，两个永磁体槽之间的夹角在120?150° ;永磁体槽 两侧设有固定永磁体的凸台。
[0007]为有足够强度承受高速旋转永磁体的离心力，又能减少磁路的漏磁系数，两个永 磁体槽的两端外设有0.8-1.0mm的隔磁桥。
[0008]为有效预防转子轴电流，降低轴承维护成本，增强电机可靠性，大大延长轴承使用 寿命，轴承为陶瓷轴承。
[0009]定子铁芯为斜一槽结构。
[0010]为加强散热效果，在转子铁芯片内圆外旁设有通风孔，同时在铁芯压板上设有与之对应的通风孔；铁芯压板上对应铁芯片隔磁区域设有通风孔；为了消除键槽带来的不平 衡，在转子铁芯片上设有消除转子不平衡的孔。
[0011]本实用新型的效果在于:1、转换效率提高，故障率降低，维护费减少，因为本装置 的转速可由每分钟几百转到八千转，它通过联轴器即可与原动机直接连接传动，取消了现 有装置中的减速机构，从而可提高转换效率，使效率不低于96%，而且过载能力强，具有很 宽的高效工作区域，故障率得到降低，维护费也相应减少；2、输出电能质量好，这在于本装 置永磁转子的设计可有效降低电压波形畸变率，另外，本装置中设有变流器，它可化解原动 机波动对本装置的影响，从而降低电压波形畸变系数，使输出电压波形稳定；3、结构紧凑、 体积小、成本低，这在于本装置去掉了现有发电机中的飞轮、风叶装置，本装置采用永磁体 励磁，其气隙磁密高，可缩短铁芯长度，单位用材少，这些使得本装置结构紧凑、体积小、成 本低；4、使用寿命长，这在于本装置中的轴承为陶瓷轴承，它不仅有效预防转子轴电流、降 低轴承维护成本、增强电机可靠性、而且可以大大延长使用寿命。
[0012]下面结合附图及实施例对本实用新型进一步说明:
【专利附图】
【附图说明】:
[0013]附图1为本实用新型的结构示意图(局部剖视)；
[0014]附图2为本实用新型中转子结构示意图(局部剖视，放大)；
[0015]附图3为本实用新型中转子铁芯片的结构示意图(放大)；
[0016]附图4为本实用新型系统连接方框示意图。
【具体实施方式】:
[0017]参见附图1、2、3，一种永磁变频高效直驱沼气发电机，主要由永磁转子1、轴承盖 板2、接线盒3、定子4、机壳5、轴承6、端盖7组成。定子4通过热套方式固定在机壳5内 壁；永磁转子I两端通过轴承6分别固定在两个端盖7上；两个端盖7分别固定在机壳5两 端；轴承盖板2通过螺钉固定在端盖7上并压靠轴承6 ;接线盒3固定在机壳5外壁。永磁 转子I由铁芯压板11、永磁体12、转子铁芯片13、连接螺栓14、键15、主轴16组成；永磁体 12嵌在转子铁芯片13槽中，两端用铁芯压板11盖住，通过连接螺栓14锁紧；转子铁芯片 13通过热套方式套在主轴16上，转子铁芯片13与主轴16间设有键15，它可承受铁芯高速 旋转的剪切力。为使磁极极靴处外凸，形成非均匀气隙，使定子4获得较好的正弦波形，有 效降低电压波形畸变率和启动阻力矩，转子铁芯片13外围根据电机极数P分成P段，每段 由三段不同心圆弧相接构成，中间圆弧圆心角与两边圆弧圆心角之和相等，中间圆弧的半 径与两边圆弧的半径长度相差2% -10%,两边圆弧对称布置。为增加永磁体12的有效利 用体积，两个永磁体槽131之间的夹角在120?150°，形成“V”型磁路。永磁体槽131的 两侧设有固定永磁体12的凸台132。为有足够强度承受高速旋转永磁体12的离心力，又 能减少磁路的漏磁系数，“V”型磁路两端设有0.8-1.0mm的隔磁桥133。为有效预防转子轴 电流，降低轴承维护成本，增强电机可靠性，延长轴承使用寿命，轴承6为陶瓷轴承。为有效 减少电机噪声和寄生转矩，降低电机启动阻力矩，定子4的铁芯为斜一槽结构。为加强散热 效果，在铁芯压板11上设有与转子铁芯片13隔磁区域对应的通风孔111 ;在转子铁芯片13 的内圆外旁设有通风孔134，在铁芯压板11上设有对应通风孔134的孔。为了消除键槽带来的不平衡，在转子铁芯片13上设有消除转子不平衡的孔135。为了安装，转子铁芯片13 上设有轴向固定安装孔136。
[0018]参见附图4，本装置A通过联轴器B与原动机C直接连接传动，本装置A通过变流 器D交直交转换后与终端用户E连接。
【权利要求】
1.一种永磁变频高效直驱沼气发电机，其特征在于，包括永磁转子、轴承盖板、接线盒、 定子、机壳、轴承、端盖；定子固定在机壳内壁；永磁转子两端通过轴承分别固定在两个端 盖上；两个端盖分别固定在机壳两端；轴承盖板通过螺钉固定在端盖上并压靠轴承；接线 盒固定在机壳外壁；永磁转子由铁芯压板、永磁体、转子铁芯片、连接螺栓、键、主轴组成； 永磁体嵌在转子铁芯片槽中，两端用铁芯压板盖住，通过连接螺栓锁紧；转子铁芯片套在主 轴上，转子铁芯片与主轴间设有键。
2.按权利要求1所述的永磁变频高效直驱沼气发电机，其特征在于，转子铁芯片外围 分成与极数相同的段数，每段由三段不同心圆弧相接构成，中间圆弧圆心角与两边圆弧圆 心角之和相等，中间圆弧的半径与两边圆弧的半径相差2% -10%，两边圆弧对称布置。
3.按权利要求1所述的永磁变频高效直驱沼气发电机，其特征在于，两个永磁体槽之 间的夹角在120?150° ;永磁体槽两侧设有固定永磁体的凸台。
4.按权利要求1所述的永磁变频高效直驱沼气发电机，其特征在于，两个永磁体槽的 两端外设有0.8-1.0mm的隔磁桥。
5.按权利要求1所述的永磁变频高效直驱沼气发电机，其特征在于，轴承为陶瓷轴承。
6.按权利要求1所述的永磁变频高效直驱沼气发电机，其特征在于，定子铁芯为斜一 槽结构。
7.按权利要求1或2或3或4或5或6所述的永磁变频高效直驱沼气发电机，其特征 在于，在转子铁芯片内圆外旁设有通风孔，同时在铁芯压板上设有与之对应的通风孔；铁芯 压板上对应铁芯片隔磁区域处设有通风孔；在转子铁芯片上设有消除转子不平衡的孔。
【文档编号】H02K1/32GK203434768SQ201320500412
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月9日 优先权日:2013年8月9日
【发明者】刘国荣, 彭家平, 彭发珠, 黄海水, 易洪辉 申请人:江西力德东元永磁发电机制造有限公司