专利名称：多段式电动力同步发电机组及其制造技术
方法
技术领域：
本发明涉及一种电动力发电设备。特别是涉及一种由电能经电动机与齿轮传动装置转换成机械能，再由该机械能驱动发电机的发电设备。背景技术：
本发明的背景技术源于起重机，电动自行车的电动机，磁阻式多段式电动机，风力发电机与汇流输出技术。起重机的原理是由电能经电动机转换成动能，电动机的动能再经齿轮传动装置转换放大数倍后拖动圈筒提升重物，其目的是减轻工人的劳动强度。电动自行车的电动机与常规电动机的工作原理相反，前者是由‘轴’固定式‘机身’ 运行，后者是机身固定式轴运行。风力发电机多采用的是低速发电机，由若干个风力发电机经整流后汇流母线输
出ο
发明内容
本发明为“多段式电动力同步发电机组”，采用的是由电能经电动机转换成动能，该动能再经齿轮传动装置转换放大后驱动发电机的发电设备。本发电设备是由A与B两套多段式电动力同步发电机组与两套齿轮传动装置组合构成的一种2级(次)能量转换放大的发电设备。每套多段式电动力同步发电机组都是由“多段式外转子电动机”与“多段式同步发电机”以内“多段式发电机”，外“多段式外转子电动机”组合构成。“多段式外转子电动机”是由多台外转子电动机由同一轴连接形式构成。所谓外转子电动机，是指电动机轴为固定式，电动机的机身运行工作式的电动机， 它的工作原理与电动自行车电动机的工作原理相同。“多段式同步发电机”是由多台发电机由同一轴连接形式构成。所谓的“同步”是指多台发电机组装在同一轴同步运行发电。所谓的“多段”是指两台以上的电动机或发电机由同一轴连接而成。四
本附图为“多段式电动同步发电机组结构图”。A、第一套发电机组1、多段式外转子电动机右端盖。2、电动机齿轮。3、冷却水管道。4、进水孔。5、A的发电机轴。6、出水孔。7、非磁性套管。8、永磁体。9、绕阻线圈。10、 多段式发电机。11、发电机外壳与导线孔。12、铁芯。13、第一套传动主动齿轮。14、多段式外转子电动机。15、传动轴。16、传动承重齿轮。17、第二套发电机组发电机齿轮。18、B的发电机齿轮。19、发电机组箱体。B、第二套发电机组20、电动机齿轮。21、进水孔。22、出水孔。23、传动主动齿轮。24、蓄电池箱。25、两端铁芯。26、环形磁钢。27、传动轴。28、传动从动齿轮。29、导线孔。30、爪极。31、A的发电机齿轮。32、发电机固定脚。33、发电机左端盖。34、电动机左端盖。35、导线孔。36、线圈。37、自动控制箱。五具体实施例方式1、首先根据需要制做多段式发电机的各个零部件，然后将非磁套管套装在轴上。定转子分别沿轴向分成四(相数)段。转子(爪极与永磁体)安装在同一非磁套管的轴上，定子安装在机身上，再将各个发电机的电动率输出端用导线做好标记经导线孔引出。2、根据需要将制做好的电动机的定、转子分别沿轴(发电机机身)向分成四(相数)段，定子铁芯与相邻段铁芯错开四分之一齿距，安装在发电机的机身上。环形磁钢安装在电动机的机身上。将电动机的电动率输出端用导线连接好做上标记经导线孔引出与供电电源连接。3、将制做好的两套多段式电动力同步发电机组，再用两套齿轮传动装置以交差方式将两套发电机组连接起来。即A发电机组中的电动机齿轮2啮合传动齿轮13，传动齿轮 16啮合B发电机组中的发电机齿轮17，而B发电机组中的电动机齿轮20啮合传动齿轮23， 传动齿轮28啮合A发电机组中的发电机齿轮31。例如已知A发电机组中的多段式电动机的满载转速为1500转/分，额定功率 800WX4 = 3200W，额定电压60V，额定电流27. 6A。齿轮传动装置2级，总传动比(1500 + 375) = 4B发电机组中的多段式发电机的额定负载转速365转/分。额定输出功率1500WX4 = 6000W。额定电流27. 6A。电磁转矩46. 4N · M，额定负载时发电机轴输入(拖动)电磁转矩功率7400W。又知B发电机组中的多段式电动机的满载转速1500转/分，额定功率1500WX4 = 6000ffo额定电压60V，额定电流。齿轮传动装置2级，总传动比(1500 + 375) = 4A发电机组中的多段式发电机负载额定转速365转/分。额定输出功率3KWX4 = 12W 电磁转矩77. 6 额定电流额定电压60V 额定负载时发电机轴的输入(拖动)电磁转矩功率12333。 齿轮与齿轮间转动比齿轮分度圆直径(毫米)4 齿轮 Zl = 75齿轮 Z2 = 75X4 = 3001 齿轮 Z13 = 75齿轮 Z4 = 75
功率W转矩公斤 米
3200975 X (3200 + 1500) = 2080
3200X0. 96 = 3072 2080X4X0. 96 = 7987. 2 3072 X0. 96 = 2949 7987. 2X0. 96 = 7667. 7 功率W 6000
6000X0. 96 = 5760
5760X0. 90 = 5529. 6 19360X0. 96 = 14745. 8
A的发电机轴额定负载输出时所需输入电磁转矩功率为12. 333KW。A的发电机轴额定输出时所得到的转矩功率为14. 746KW。A的发电机轴所得到的功率14. 746KW大于它本身所需要输入功率12. 333KW。因此该发电机的额定输出功率设在10KW。最大的额定输出功率可设在12KW。B的发电机轴额定负载输出时所需输入电磁转矩功率为7. 4KW。B的发电机轴额定负载输出时所得到的转矩功率7. 7KW。B的发发电机轴额定负载输出时所得到的功率7. 7KW大于它本身所需要的输入功率7. 4KW，因此该发电机的额定输出功率设在6KW。最大额定输出功率可设7KW。
齿轮Zl与齿轮Z2 = 1 齿轮Z3与齿轮TA = 1 各轴转速/分
A的电动机身=1500 传动轴15 = 375 B的发电机轴375 各轴转速/分
B的电动机身=1500 传动轴=375A的发电机轴375
转矩公斤·米
975 X (6000 + 1500) = 24000 4000X4X0. 96 = 15360
4、本发明在其结构上变异的具体实施方式
是:A发电机组采用二段四(多段)式发电机组，B发电机组有采用四段二(多段)式或A与B发电机组都采用三段三的发电机组。二段四式电动力发电机组，指的是A发电机组是由两段式外转子电动机与四段式同步发电机以内发电机，外电动机组合构成。四段二式电动力发电机组，指的是B发电机组是由四段式外转子电动机与二段式同步发电机以内发电机，外电动机组合构成。三段三式电动力发电机组，指的是A与B发电机组都是由三段三式电动力同步发电机组。二段四式与四段二式发电机组合成的二级能量转换放大式的多段式电动力发电机组，其电动机与发电机输入与输出的电功率分配，以例1的电功率分配参数为例。齿轮传动装置二级，总传动比以4为例。A发电机组中的多段式电动机每段额定功率为1.6KWX2 =3. 2KW。而多段式发电机的每段额定输出功率为3KWX4 = 12KW。B发电机组中的多段式电动机的每段额定功率为1. 5KWX4 = 6KW。而多段式发电机的每段额定输出功率为3KWX2 =6KW。采用两套三段三式电动力同步发电机组组合成的二级能量转换放大式的多段式电动力发电机组，其电动机与发电机输入与输出的电功率分配，以例1的电功率分配参数， 齿轮传动装置2级，总传动比4为例。A多段式电动力发电机组中的多段式电动机的每段额定功率为1. IKffX3 = 3.3KW。而多段式发电机的每段额定输出功率为4KWX3 = 12KW。B多段式电动力发电机组中的多段式电动机的每段额定功率为2KWX3 = 6KW，而多段式发电机的每段额定输出功率为 2KWX3 = 6KW。前面的各种发电机组，并没有因多段式电动机与多段式发电机的段数多少的改变而改变，因此多段式电动机与多段式发电机的段数多少，应根据实际需要进行选择。一级能量转换放大式的多段式电动力同步发电机组
具体实施例方式这类发电机组在本发明中有两种形式，一种是多段式外转子电动机与多段式同步发电机为一体式，如A 或B多段式电动力发电机组。二是多段式电动机与多段式同步发电机独立式。多段式电动机与多段发电机一体式的多段式电动力发电机组，采用二级或三级齿轮迂回平行传动装置，则需要配备一个或二个惰性齿轮，以确保电动机与发电机同一方向运行。多段式电动机与多段式发电机独立式的多段式电动机发电机组，是在多段式电动机与多段式发电机之间由二级或三级齿轮平行传动装置连接而成，总传动比为4。5、用于电网并网送电的几种多段式同步发电机的
具体实施例方式(1)多段式无刷双馈异步发电机在结构上两段(台)为一组，四段为两组由同一轴连接。每组由主发电机与励磁机构成，励磁机的定子绕组与电网连接，主发电机定子绕组经逆变器与电网连接。励磁机转子绕组与主发电机转子绕组互相连接。(2)多段式同步永磁低速高压发电机，在其结构上与其它永磁式发电机相同。不同的是定子绕组不是采用传统发电机中带绝缘的矩形截面铜导体，而是利用圆形的电缆线制成。转子也是永磁体制成，但因为多极，因此不需要电流励磁，故没有滑环。这种发电机是将同步发电机的输出端电压提高到10KV-30KV以上，因为发电机的定子输出电压高，因而经整流后汇流母线可以不用逆变器直接与电网连接。(3)多段式交流高压整流子发电机，是一种集低速高压永磁发电机与交流整流子发电机的特点于一身的特殊发电机，交流整流子发电机的输出频率等于励磁频率。而与原拖动机无关，因此只需要一个频率恒定的交流励磁电源就可以了。整流子绕组采用圆形电缆线绕制而成，即可获得恒频输出功率经整流后汇流母线与电网直接连接送电，励磁绕组经励磁控制器与电网连接。上述几种发电机都可以与多段式内转子或外转子电动机配套组合成一级或二级放大式多段式电动力同步发电机组。
权利要求
1.一种由电能转换成机械能，再由机械能经发电机转换成电能用于电动力车、船与电网并网送电的发电设备，该发电设备是由A与B两套“多段式电动力同步发电机组”与两套齿轮传动装置组合构成，其特征在于每套发电机组都是由“多段式外转子电动机”与“多段式同步发电机”以内、外结构组合在一起，并由A多段式电动力同步发电机组中的电动机齿轮(2)啮合传动齿轮(13)，传动齿轮(16)啮合，B多段式电动力同步发电机组中的发电机齿轮(17)，而B多段式电动力同步发电机组中的电动机齿轮00)啮合传动齿轮(23)，传动齿轮08)啮合A多段式电动力同步发电机中的发电机齿轮(31)的一种发电设备。
2.一种实施权利要求1的产品的方法，是将两套“多段式电动力同步发电机组”经两套 “齿轮传动装置”以交差形式将两套电动力同步发电机组连接组合在一起的方法。
3.权利要求1所述的“多段式外转子电动机”，其特征在于该电动机是由多台外转子电动机组合而成的多段式外转子电动机。
4.一种实施权利要求3的产品的方法，是将多台外转子电动机由同一轴连接在一起的方法。
5.权利要求1所述的“多段式同步发电机”其特征在于该发电机是由多台发电机组装在一起的同步发电机。
6.一种实施权利要求5的产品的方法，是将多台发电机由同一轴连接在一起同步运行发电的方法。
7.权利要求1所述的“多段式电动力同步发电机组”，其特征在于该多段式电动力同步发电机组是由“多段式外转子电动机”与“多段式同步发电机以内(发电机)外(电动机)” 结构组合构成的发电机设备。
8.一种实施权利要求7的产品的方法，是将多段式外转子电动机与多段式发电机以内外结构组合在一起的方法。
9.权利要求1所述的发电设备是一种用于电动力车、船、飞机与发电厂的电能转换放大并网送电的多段式电动力同步发电机组。
10.一种实施权利要求9的方法是将多段式电动力发电机组安装在车、船、飞机与电能输出端，由多段式电动力同步发电机组取代能源发动机及电能的转换的方法。
全文摘要
电动力同步发电机组为发电设备技术领域。本发电机组由两套电动力发电机组与两套齿轮传动装置组成，每套电动力发电机组都是由多段式外转子电动机、多段式发电机与齿轮传动装置组成。发明本发电机组的目的，一是解决节能发电的难题，二是解决电动力车、船的电力难题。本发明采用的是由电能经电动机与齿轮传动装置转换成机械能，再由机械能拖动发电机转换成电能。本发明主要应用于电动力车、船、电力设备、地方电网与国家电网并网送电。
文档编号H02K53/00GK102545539SQ201010594600
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者祁忠军 申请人:祁忠军