[發明專利]自控溫圓盤式高功率密度發電機

在審

• 申請號: 201710564887.0
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107154714A
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 陳云華;陳忠衛;施陳明
• 申請（專利權）人: 上海僖舜萊機電設備制造有限公司
• 主分類號: H02K21/24
• 分類號: H02K21/24;H02K5/20
• 代理公司: 北京金蓄專利代理有限公司11544
• 代理人: 劉立義

技術領域

本發明涉及發電機技術領域，特別涉及一種機艙溫升自適應控制的圓盤式高功率密度發電機。

背景技術

現有盤式發電機普遍存在功率密度不高、機艙工作溫升高、磁損大、發電效率低等問題。本發明主要針對上述問題，提出一種有效的解決方案和實現方法。

發明內容

針對現有技術和產品的不足，本發明提供了一種具有高功率密度、高可靠性、高發電效率、機艙溫升自適應調節控制的圓盤式永磁體發電機。

為實現上述目的，本發明提出了一種自控溫圓盤式高功率密度發電機，包括圓盤式轉子、定子盤、空心臺階軸、自動補償式動態冷卻器，其特征在于：所述圓盤式轉子包括機殼、磁軛環、磁極環，所述機殼包括殼體一和殼體二，所述磁軛環和磁極環設置為兩組，兩組磁極環和磁軛環組合體分別固定在殼體一和殼體二內側；所述定子盤是由環狀布置的無鐵芯式扇形線圈繞組通過環氧樹脂澆鑄成型，為盤片結構，并預置帶鍵槽的中心軸套；所述空心臺階軸上，通過軸承、襯套來支撐殼體一、定子盤、殼體二的順序安裝，并通過壓蓋及緊釘螺釘將空心臺階軸上布置的各組件軸向鎖緊，形成電機整體；所述自動補償式動態冷卻器是由機殼一圓柱面上對稱設置的兩個導流罩，以及在空心臺階軸軸徑方向設置的與外界大氣相通的進氣孔組合而成，所述導流罩內設置有排氣口。

優選的所述圓盤式轉子中兩組磁極環分別是由偶數倍片數且極性交錯的高磁通永磁鋼首尾相連而成，分別通過兩組磁軛環固接在殼體一、殼體二的內側，兩組磁極環按照異性磁極面對面位置確定殼體一、二對接方位；所述磁軛環是采用高導磁率材料制成的環形盤片結構，與磁極環具有相同形狀與幾何尺寸。

優選的，所述無鐵芯式扇形線圈繞組為多個，層疊排列；定子盤通過其中心軸套用鍵連接于空心臺階軸的軸肩，定子盤的線圈繞組電極引線通過空心臺階軸過線孔引出。

優選的，所述空心臺階軸設置的三個軸肩，分別為根部軸肩、中部軸肩、尾部軸肩，所述根部軸肩與殼體一內的軸承內徑過盈配合，所述中部軸肩與所述定子盤通過鍵連接，所述尾部軸肩與殼體二上的軸承內徑過盈配合，在根部軸肩臺階端面上和尾部軸肩臺階端面上分別安裝有襯套。

優選的，所述壓蓋中心孔內還設置有空氣過濾器，用于清潔進入自動補償式動態冷卻器的氣體。

本發明涉及的自控溫圓盤式高功率密度發電機，主要由圓盤式轉子、定子盤、空心臺階軸、自動補償式動態冷卻器等幾部分組成。其中，(1)圓盤式轉子由磁極環、磁軛環和機殼構成，磁極環分別是由偶數倍片數且極性交錯的高磁通永磁體首尾相連而成，分別通過磁軛環固結在殼體一和殼體二的內側，兩側磁極環按照異性磁極面對面位置確定殼體一、二對接方位；磁軛環是采用高導磁率材料制成環形盤片結構，與磁極環具有相同形狀與幾何尺寸；(2)定子盤由多個無鐵芯式扇形線圈繞組通過環氧樹脂澆鑄成型，為盤片結構。定子盤中心軸套通過鍵連接于空心臺階軸的軸肩，定子盤的繞組電極引線通過空心臺階軸過線孔引出；(3)臺階軸為空心軸，其上設置三級軸肩，其中根部軸肩與殼體一上軸承內徑過盈配合，尾部臺階軸肩與殼體二上軸承內徑過盈配合，中部臺階與電機定子盤通過鍵固接。(4)自動補償式動態冷卻器由機殼一柱面上對稱設置的兩個導流罩(內置排氣口)，以及在空心臺階軸軸徑方向設置的通氣孔(與外界大氣相通)組合而成。機殼轉動時因兩個導流罩氣動作用，使機艙內形成負壓，在機殼內外壓力差作用下冷空氣進入機艙，熱空氣通過排氣口排出機艙，形成自動補償式動態冷卻器功能，實現發電機機艙散熱，自適應控制電機溫升，有效減小因機艙高溫導致磁極環發生磁損。為防止空氣中雜質灰塵進入電機機艙，在空心臺階軸端部的壓蓋內加裝了一個嵌入式空氣過濾器。與現有的發電機相比，其優點在于，采用了高磁場強度的磁極環、高磁導率磁軛環和無鐵芯式線圈繞組定子盤，并通過設置自動補償式動態冷卻器實現了對機艙溫度自適應調節作用，有效控制了電機運行時的溫升，降低了磁損，大大提高了電機功率密度和發電效率，系統工作可靠、壽命長。

附圖說明

圖1是本發明發電機總體結構原理圖；

圖2是本發明發電機磁極環結構示意圖；

圖3是本發明發電機導流罩結構示意圖。