[發明專利]永磁變頻高效直驅沼氣發電機

有效

• 申請號: 201310356471.1
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN104348277A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 劉國榮;彭家平;彭發珠;黃海水;易洪輝
• 申請（專利權）人: 江西力德東元永磁發電機制造有限公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：本發明涉及一種發電機，尤其是一種用于沼氣發電領域直接驅動的永磁變頻高效直驅沼氣發電機。

背景技術：沼氣發電機是由燃燒沼氣的原動機驅動的發電機，原動機的輸出轉速為3000-6000rpm，發電機則為額定轉速是1500rpm左右的同步電勵磁發電機，它們通過減速機連接。該種發電機在使用中存在的不足是：1、原動機與發電機間由于減速機的存在，將降低發電機輸出的轉換效率，產生噪音，而且故障率高，維護費用大；2、由于沼氣流量波動大，造成原動機輸出轉矩脈動分量大，發電機輸出電壓波形畸變大，致使發電機輸出電能質量差；3、低速發電機為了獲得較大的轉動慣量，增強機組的穩定性，往往還在發電機前面裝設一個飛輪，這將使得整個機組結構復雜，體積大，單位用材多；4、由于電勵磁發電機存在滑環、碳刷等裝置，需要不斷維護及更換碳刷，降低了發電機的可靠性，若采用無刷勵磁技術，則需要復雜的旋轉勵磁裝置，這使維護維修極不方便，而且發電機勵磁繞組本身需要消耗一部分電能，致使電機輸出效率低；5、發電機需要配備相應的勵磁裝置，由于沼氣原動機轉速波動大，傳統的模擬勵磁設備只能讓發電機孤網發電，若要并網運行需要昂貴的自追蹤數字勵磁設備，設備總成本很大，不易推廣。

發明內容：本發明的目的在于，針對現有沼氣發電機在使用中存在的上述不足，而提供一種永磁變頻高效直驅沼氣發電機，它由原動機直接耦合驅動，它既能解決沼氣發電機組結構復雜、效率低、電能輸出質量差的缺點，又能增強機組的可靠性，降低設備的維護運行成本。

本發明的目的是通過下述技術方案來實現的：一種永磁變頻高效直驅沼氣發電機，其特征在于，包括永磁轉子、軸承蓋板、接線盒、定子、機殼、軸承、端蓋；定子固定在機殼內壁；永磁轉子兩端通過軸承分別固定在兩個端蓋上；兩個端蓋分別固定在機殼兩端；軸承蓋板通過螺釘固定在端蓋上并壓靠軸承；接線盒固定在機殼外壁；永磁轉子由鐵芯壓板、永磁體、轉子鐵芯片、連接螺栓、鍵、主軸組成；永磁體嵌在轉子鐵芯片槽中，兩端用鐵芯壓板蓋住，通過連接螺栓鎖緊；轉子鐵芯片套在主軸上，轉子鐵芯片與主軸間設有鍵。

為使磁極極靴處外凸，形成非均勻氣隙，使定子獲得較好的正弦波形，有效降低電壓波形畸變率和啟動阻力矩，轉子鐵芯片外圍分成與極數相同的段數，每段由三段不同心圓弧相接構成，中間圓弧圓心角與兩邊圓弧圓心角之和相等，中間圓弧的半徑與兩邊圓弧的半徑相差2％-10％，兩邊圓弧對稱布置。

為增加永磁體有效利用體積，兩個永磁體槽之間的夾角在120～150°；永磁體槽兩側設有固定永磁體的凸臺。

為有足夠強度承受高速旋轉永磁體的離心力，又能減少磁路的漏磁系數，兩個永磁體槽的兩端外設有0.8-1.0mm的隔磁橋。

為有效預防轉子軸電流，降低軸承維護成本，增強電機可靠性，大大延長軸承使用壽命，軸承為陶瓷軸承。

定子鐵芯為斜一槽結構。

為加強散熱效果，在轉子鐵芯片內圓外旁設有通風孔，同時在鐵芯壓板上設有與之對應的通風孔；鐵芯壓板上對應鐵芯片隔磁區域處設有通風孔；為了消除鍵槽帶來的不平衡，在轉子鐵芯片上設有消除轉子不平衡的孔。

本發明的效果在于：1、轉換效率提高，故障率降低，維護費減少，因為本裝置的轉速可由每分鐘幾百轉到八千轉，它通過聯軸器即可與原動機直接連接傳動，取消了現有裝置中的減速機構，從而可提高轉換效率，使效率不低于96％，而且過載能力強，具有很寬的高效工作區域，故障率得到降低，維護費也相應減少；2、輸出電能質量好，這在于本裝置永磁轉子的設計可有效降低電壓波形畸變率，另外，本裝置中設有變流器，它可化解原動機波動對本裝置的影響，從而降低電壓波形畸變系數，使輸出電壓波形穩定；3、結構緊湊、體積小、成本低，這在于本裝置去掉了現有發電機中的飛輪、風葉裝置，本裝置采用永磁體勵磁，其氣隙磁密高，可縮短鐵芯長度，單位用材少，這些使得本裝置結構緊湊、體積小、成本低；4、使用壽命長，這在于本裝置中的軸承為陶瓷軸承，它不僅有效預防轉子軸電流、降低軸承維護成本、增強電機可靠性、而且可以大大延長使用壽命。

下面結合附圖及實施例對本發明進一步說明：

附圖說明：

附圖1為本發明的結構示意圖(局部剖視)；

附圖2為本發明中轉子結構示意圖(局部剖視，放大)；

附圖3為本發明中轉子鐵芯片的結構示意圖(放大)；

附圖4為本發明系統連接方框示意圖。

具體實施方式：