[發(fā)明專利]一種隔爆型防爆發(fā)電機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110007671.7
• 申請日: 2011-01-14
• 公開（公告）號: CN102044943A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭浩;鄭全
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州三業(yè)科技有限公司
• 主分類號: H02K21/00
• 分類號: H02K21/00;H02K9/04;H02K1/12;H02K1/27
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;廖繼海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及防爆發(fā)電機。

背景技術(shù)

隨著全球?qū)γ旱V安全的重視以及大量興建的燃?xì)鈳臁⒂蛶臁⒒S等設(shè)施對搶險應(yīng)急電力電源的配套，當(dāng)今市場大量需求高性能、低成本的配電用的隔爆型防爆發(fā)電機組。而目前電力用的防爆發(fā)電機組配套的同步發(fā)電機均采用感應(yīng)電勵磁的方式，而電勵磁發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機防爆最薄弱的地方。由于大量發(fā)熱、易產(chǎn)生火花，其電壓調(diào)節(jié)器、旋轉(zhuǎn)整流器、壓敏電阻等器件在電機受負(fù)荷電流沖擊而損壞率頗高、電磁兼容性差等因素。所以電勵磁的同步發(fā)電機要達(dá)到隔爆的防爆標(biāo)準(zhǔn)，必須通過復(fù)雜的工藝設(shè)計解決內(nèi)部的通風(fēng)散熱，隔爆標(biāo)準(zhǔn)的要求導(dǎo)致電機的體積、重量、成本大幅度增加，因密封而導(dǎo)致勵磁系統(tǒng)檢修異常困難。

中國發(fā)明專利ZL200810140601.7公開了一種隔爆型低壓防爆發(fā)電機，其主要特點是：交流勵磁機和永磁副勵磁機位于主發(fā)電機機座腔內(nèi)，主發(fā)電機具有與機座分體套裝連接的定子和通過端蓋軸承與機座支撐連接的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸，內(nèi)置冷卻風(fēng)扇、主發(fā)電機轉(zhuǎn)子、勵磁發(fā)電機、旋轉(zhuǎn)整流組件和永磁副勵磁機分別通過連接軸套依次套裝在主發(fā)電機的轉(zhuǎn)子主軸上，并隨其同步轉(zhuǎn)動，在機座的外表面布設(shè)有焊接連接并與機座內(nèi)腔連通的散熱管。因其采用電勵磁方式，盡管在理論上來說該機具有發(fā)電電壓波形優(yōu)良、各部結(jié)構(gòu)緊湊、冷卻系統(tǒng)設(shè)計巧妙、振動小、散熱效果好、溫升合理等理想效果，然而由于其制造工藝復(fù)雜，裝配高難度、高成本、低可靠性、檢修困難，使得該隔爆型低壓防爆發(fā)電機一直停留在試驗階段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有防爆發(fā)電機的技術(shù)缺陷，提供一種體積小、重量輕、運行安全可靠的隔爆型防爆發(fā)電機，其采用稀土永磁體取代復(fù)雜的電勵磁機構(gòu)，無碳刷、無副勵磁機、無勵磁繞組、無調(diào)壓裝置、無任何電子元器件，因整個結(jié)構(gòu)異常簡單且發(fā)熱量低，所以較容易實施整體隔爆防爆，電機運行安全可靠，發(fā)電機在較長使用期間內(nèi)不需專門維護。

本發(fā)明可以通過以下技術(shù)方案予以解決：

一種隔爆型防爆發(fā)電機，包括防爆外殼和隔爆接線箱，電力輸出電纜通過隔爆接線箱引出；其特征在于：防爆外殼內(nèi)設(shè)置采用永磁體做勵磁的發(fā)電機，發(fā)電機包括定子和轉(zhuǎn)子。

進一步的，隔爆型防爆發(fā)電機還包括設(shè)置于防爆外殼外部的散熱風(fēng)扇。進一步的，散熱風(fēng)扇與轉(zhuǎn)子共軸。

進一步的，定子的鐵芯的內(nèi)圓柱表面上設(shè)有斜槽。

進一步的，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上覆蓋著磁性材料襯套，磁性材料襯套上周向均勻分布著若干塊永磁體；相鄰永磁體之間充填非磁性材料；永磁體的外側(cè)覆蓋著磁鋼壓靴。

進一步的，磁鋼壓靴由導(dǎo)電與導(dǎo)磁性能良好的軟鐵材料制作而成。

采用永磁體做勵磁可較容易解決防爆的問題，但市面上的永磁發(fā)電機應(yīng)用于防爆發(fā)電機時，還需解決以下的技術(shù)難題：

①常規(guī)的永磁同步發(fā)電機均存在穩(wěn)態(tài)電壓偏差較大10~20%（不能滿足大多數(shù)的設(shè)備要求）；

②當(dāng)發(fā)電機輸出發(fā)生短路時沖擊電流較大（可達(dá)額定電流的15~20倍，對防爆非常不利，而電勵磁發(fā)電機僅為2.5~3倍）；

③受溫度影響或輸出短路極容易發(fā)生不可逆的退磁（防爆機組常有移動要求，可能處于高溫的應(yīng)急與搶險環(huán)境、配電發(fā)生短路的機率遠(yuǎn)高于固定場合）；

④受定子齒槽吸力的影響，導(dǎo)致電機的靜態(tài)-啟動轉(zhuǎn)矩較大（對機組的柴油機啟動非常不利）。

針對以上技術(shù)難題，可采用以下技術(shù)手段予以解決：

①加厚轉(zhuǎn)子永磁體的極向厚度，減少定子繞組的匝數(shù)（增大導(dǎo)線截面與減少電樞的電阻）使穩(wěn)態(tài)電壓偏差小于3%（滿足配電要求）并減少定子發(fā)熱對其的影響；

②采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁性能良好的軟鐵做磁鋼壓靴“極靴”，極靴良好的導(dǎo)磁性既滿足正常發(fā)電導(dǎo)磁的要求，而當(dāng)發(fā)電機輸出發(fā)生短路時“極靴”的阻尼可大大限制了短路電流，有效阻止了退磁的現(xiàn)象產(chǎn)生；

③永磁體采用工作溫度≥180℃的釹鐵硼（NdFeB），定子采用H級絕緣，解決電機高溫環(huán)境工作的問題。另外上述加厚的磁鋼、軟鐵極靴、較低的定子阻抗使電機同時具備了優(yōu)秀的抗短路能力；

④定子采用斜槽設(shè)計，減少了電機的靜態(tài)-啟動轉(zhuǎn)矩，滿足柴油機采用常規(guī)的防爆啟動裝置的啟動扭矩要求。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：