磁环式高速无阻尼条工频发电机的制作方法

本发明涉及的是发电机，具体涉及磁环式高速无阻尼条工频发电机。

背景技术：

1、永磁发电机以永磁体提供励磁，因其结构简单、可靠性高、体积小、重量轻、比功率大的优点受到广泛应用，永磁发电机中、低速发电性能好，在功率等级相同的情况下，怠速时永磁式发电机要比励磁式发电机的输出功率高一倍，永磁发电机采用自启动式稳压器，无需外加励磁电源，效率高，能显着地延长蓄电池寿命，减少蓄电池维护工作，无无线电干扰，特别适合于在潮湿或灰尘多的恶劣环境下工作。在同步电机运行中发生振荡时，转子与旋转磁场间有相对运动，阻尼绕组中便产生感应电流，该电流与旋转磁场相互作用，产生阻止转子相对旋转磁场运行的转矩，从而减弱同步电机的震荡，增加电机稳定性，抑制功率或转矩过快的瞬态变化。永磁发电机仍存在以下问题：

2、(1)传统的永磁发电机一般没有考虑阻尼设计，发电机的负载稳定性差，突加突卸负载的瞬态变化较强烈，甚至发电崩溃；

3、(2)以往的发电机阻尼笼需要在转子冲片上开阻尼条的槽孔，阻尼条还需要与阻尼端环亚弧焊接，特别是传统永磁发电机，阻尼端板需要离开磁钢铁心较大的距离，否则因亚弧焊接时，电弧会受到磁场的影响生产大量飞溅，这样阻尼条较长，结构强度差，同时浪费材料，增加成本和制造费用；

4、(3)传统表贴磁钢气隙不匀、振动噪音大，表贴磁钢粘接时必须用工装装配，装配效率和安全性低，可靠性一般，同时存在因高速旋转而使磁钢飞出的弊端；

5、(4)传统的定子内径冲制转子冲片，转子铁心成本较高，定转子的冲片利用率只有51％左右，材料浪费严重，整机成本大幅提升。

6、基于此，设计一种磁环式高速无阻尼条工频发电机尤为必要。

技术实现思路

1、针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种磁环式高速无阻尼条工频发电机，结构紧凑，设计合理，省去复杂的阻尼条和阻尼端环，功率输出稳定，能耗低，噪音小，效率高，大大提高装配效率和安全性，可靠性高，同时降低成本，易于推广使用。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：磁环式高速无阻尼条工频发电机，包括前端盖、后端盖、有绕组定子、磁钢、导磁磁轭、磁钢挡板、定子铁心、电机转轴、前轴承、后轴承、水冷机座、出线盒、编码器定子、编码器转子、编码器插座、底脚，前端盖与后端盖组成的发电机机壳内部安装有有绕组定子，定子上设置有定子铁心，定子铁心采用扇形片，有绕组定子内设有定子槽，定子槽内设有三层线圈，在定子内径，通过前端盖的前轴承、后端盖的后轴承连接有转子，转子转轴上安装有磁钢、导磁磁轭、磁钢挡板，磁钢设成表贴磁钢环式，表贴磁钢环和导磁磁轭通过磁钢挡板紧固螺栓与磁钢挡板相贴合，所述的磁钢采用分段磁环式，导磁磁轭内圆设有键槽，通过键与电机转轴联接定位固定，电机转轴的端部伸出前端盖设置形成轴伸；所述的电机转轴的前、后端分别安装有前轴承、后轴承，前轴承与电机转轴的连接处设置有油封，前轴承内侧的轴承内盖通过内盖紧固螺钉固定在前端盖上，电机后端盖后面内孔处安装有编码器定子，电机转轴的后端安装有编码器转子，编码器定子与编码器转子外围设置有编码器盖，编码器定子通过压板紧固螺钉穿过定子压板固定，编码器转子通过转子紧固螺钉固定；所述的前端盖与后端盖之间通过端盖紧固螺栓安装有水冷机座，水冷机座顶部设置有出线盒，出线盒的表面通过出线螺套设置有引出电源线，引出电源线通过引出线与有绕组定子的定子绕组端部连接，出线盒的侧边还安装有编码器插座，编码器插座和测温元件及编码器引出线电联接，所述的机壳底部安装有底脚。

3、通过表贴磁钢的磁轭与磁钢档板紧密贴合，在磁钢磁场的作用下，转子磁轭中会感生出涡流，并通过磁钢铝档板形成闭合，相当于阻尼绕组，从而起到发电机突加突卸负载时抑制发电机端电压的振荡变化，起到稳定发电机端电压的阻尼作用，省去了复杂的阻尼条(阻尼笼)和阻尼端环，而且不用焊接。既节省了材料，降低成本，降低了制造费用，同时因没有焊接，可靠性大大增强。以往的发电机阻尼笼需要在转子冲片上开阻尼条的槽孔，阻尼条还需要与阻尼端环亚弧焊接，特别是传统永磁发电机，阻尼端板需要离开磁钢铁心较大的距离，否则因亚弧焊接时，电弧会受到磁场的影响生产大量飞溅，这样阻尼条较长、结构强度差，同时浪费材料。本发明克服了上述缺点，同时结构简单、结构紧凑，发电机体积小，重量更轻，成本降低，可靠性提高。

4、作为优选，所述的磁钢为圆环状，磁钢的内孔通过磁钢胶粘接固定在与电机转轴相连的导磁磁轭上。

5、作为优选，所述的定子铁心采用扇形片，将整圆片分成六等份的定子扇形片，每个定子扇形片上均匀分布有定子槽，每个定子扇形片的圆弧边设置有扣片槽，定子扇形片的两端分别设置有燕尾槽、凸燕尾，燕尾槽与凸燕尾相匹配，通过首尾相邻的燕尾槽与凸燕尾扣合将六个定子扇形片组成一个整圆片。

6、作为优选，所述的定子扇形片上相邻的扣片槽之间的夹角为24°，叠片时，下一层的六个定子扇形片组成的整圆片，起头片转24°，与上一层的的六个定子扇形片组成的整圆片的定子槽形和扣片槽形均分别重合，但上一层六片接合处与下一层六片接合处转24°，上一层的扇形片正好盖住下一层的接合处，形成层层压住防止翘片。

7、作为优选，所述的定子铁心通过斜键制成斜槽的定子铁心，定子铁心斜一个定子齿距，可有效消除齿谐波，改善发电机电压波形和降低齿槽转矩。

8、作为优选，所述的定子铁心上绕制的绕组采用三分二短距叠绕组加同心式绕组结合的绕组结构，采用三层线圈，形成三相对称绕组，提高定子槽的利用率，发电机的电压波形呈正弦波，电压谐波小，电压波形好。

9、本发明的有益效果：本设备结构紧凑，省去复杂的阻尼条和阻尼端环，发电机体积小，重量更轻，其功率输出稳定，能耗低，噪音小，效率高，大大提高装配效率和安全性，可靠性高，同时降低成本，应用前景广阔。

技术特征：

1.磁环式高速无阻尼条工频发电机，其特征在于，包括前端盖(1)、后端盖(2)、有绕组定子(3)、磁钢(4)、导磁磁轭(5)、磁钢挡板(6)、定子铁心(7)、电机转轴(8)、前轴承(9)、后轴承(10)、水冷机座(11)、出线盒(12)、编码器定子(13)、编码器转子(14)、编码器插座(15)、底脚(16)，前端盖(1)与后端盖(2)组成的发电机机壳内部安装有有绕组定子(3)，定子上设置有定子铁心(7)，定子铁心(7)采用扇形片，有绕组定子(3)内设有定子槽(7-2)，定子槽(7-2)内设有三层线圈，在定子内径，通过前端盖(1)的前轴承(9)、后端盖(2)的后轴承(10)连接有转子，转子转轴上安装有磁钢(4)、导磁磁轭(5)、磁钢挡板(6)，磁钢(4)设成表贴磁钢环式，表贴磁钢环和导磁磁轭(5)通过磁钢挡板紧固螺栓(17)与磁钢挡板(6)相贴合，所述的磁钢(4)采用分段磁环式，导磁磁轭(5)内圆设有键槽，通过键与电机转轴(8)联接定位固定，电机转轴(8)的端部伸出前端盖(1)设置形成轴伸；所述的电机转轴(8)的前、后端分别安装有前轴承(9)、后轴承(10)，前轴承(9)与电机转轴(8)的连接处设置有油封(18)，前轴承(9)内侧的轴承内盖(19)通过内盖紧固螺钉(20)固定在前端盖(1)上，电机后端盖(2)后面内孔处安装有编码器定子(13)，电机转轴(8)的后端安装有编码器转子(14)，编码器定子(13)与编码器转子(14)外围设置有编码器盖(21)，编码器定子(13)通过压板紧固螺钉(22)穿过定子压板(23)固定，编码器转子(14)通过转子紧固螺钉(24)固定；所述的前端盖(1)与后端盖(2)之间通过端盖紧固螺栓(25)安装有水冷机座(11)，水冷机座(11)顶部设置有出线盒(12)，出线盒(12)的表面通过出线螺套(26)设置有引出电源线(27)，引出电源线(27)通过引出线(28)与有绕组定子(3)的定子绕组端部(29)连接，出线盒(12)的侧边还安装有编码器插座(15)，编码器插座(15)和测温元件及编码器引出线(30)电联接，所述的机壳底部安装有底脚(16)。

2.根据权利要求1所述的磁环式高速无阻尼条工频发电机，其特征在于，所述的磁钢(4)为圆环状，磁钢(4)的内孔通过磁钢胶粘接固定在与电机转轴(8)相连的导磁磁轭(5)上。

3.根据权利要求1所述的磁环式高速无阻尼条工频发电机，其特征在于，所述的定子铁心(7)采用扇形片，将整圆片分成六等份的定子扇形片(7-1)，每个定子扇形片(7-1)上均匀分布有定子槽(7-2)，每个定子扇形片(7-1)的圆弧边设置有扣片槽(7-3)，定子扇形片(7-1)的两端分别设置有燕尾槽(7-4)、凸燕尾(7-5)，燕尾槽(7-4)与凸燕尾(7-5)相匹配，通过首尾相邻的燕尾槽(7-4)与凸燕尾(7-5)扣合将六个定子扇形片(7-1)组成一个整圆片。

4.根据权利要求3所述的磁环式高速无阻尼条工频发电机，其特征在于，所述的定子扇形片(7-1)上相邻的扣片槽(7-3)之间的夹角为24°，叠片时，下一层的六个定子扇形片(7-1)组成的整圆片，起头片转24°，与上一层的的六个定子扇形片(7-1)组成的整圆片的定子槽形和扣片槽形均分别重合，上一层六片接合处与下一层六片接合处转24°，上一层的扇形片正好盖住下一层的接合处，形成层层压住防止翘片。

5.根据权利要求1所述的磁环式高速无阻尼条工频发电机，其特征在于，所述的定子铁心(7)通过斜键制成斜槽的定子铁心，定子铁心斜一个定子齿距，可有效消除齿谐波，降低齿槽转矩。

6.根据权利要求1所述的磁环式高速无阻尼条工频发电机，其特征在于，所述的定子铁心(7)上绕制的绕组采用三分二短距叠绕组加同心式绕组结合的绕组结构，采用三层线圈，形成三相对称绕组，提高定子槽(7-2)的利用率。

技术总结
本发明公开了一种磁环式高速无阻尼条工频发电机，它涉及发电机技术领域。发电机机壳内部安装有有绕组定子，定子上设有定子铁心，定子铁心采用扇形片，将整圆片分成六等份的定子扇形片，有绕组定子内设有定子槽，槽内设有三层线圈，在定子内径，通过前、后轴承连接有转子，转子转轴上安装有磁钢、导磁磁轭、磁钢挡板，磁钢为圆环状，磁钢的内孔通过磁钢胶粘接固定在与电机转轴相连的导磁磁轭上，表贴磁钢环和导磁磁轭通过磁钢挡板紧固螺栓与磁钢挡板相贴合，所述磁钢采用分段磁环式，导磁磁轭内圆设有键槽，通过键与电机转轴联接定位固定。本发明功率输出稳定，能耗低、效率高、噪音小，提高装配效率、安全性和可靠性，降低成本，应用前景广阔。

技术研发人员：梁泊山,黄祥曦,卢友文,刘瑞青
受保护的技术使用者：宁德时代电机科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15