一种涵道发电机的制作方法

本发明属于风力发电机制造领域，具体涉及一种涵道发电机。

背景技术：

1、不管在航空电源领域还是在工业发电领域，现有技术中，为满足风力输出直流电的需求，风力发电机均采用变桨距控制，具体为叶片绕叶片中心轴旋转，使叶片攻角在一定的范围内变化，以便调节电机转速及输出电压在一定范围内。但变桨距设计由于结构复杂，固定方式繁琐增加故障发生的概率，其次由于叶片旋转角度的限制，导致电机输出的范围较小，特别是对于空气密度变化范围约3倍的情况及电机转速变化范围也约为3倍时，通过变桨距结构可靠性较低，影响风力发电机的使用效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的上述不足而提供一种涵道发电机，电机机械结构和电气结构一体化安装，体积小集成度高，工作转速变化范围大，输出直流电稳定。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种涵道发电机，包括壳体、置于壳体内的主发电机；所述主发电机包括定子总成、转子总成。

3、所述壳体内设有与主发电机传动连接的风叶组件、用于将主发电机产生的三相交流电整流稳压成直流电的整流稳压模块。

4、所述壳体包括用于容置风叶组件的风罩、连接于风罩后端的薄壁筒体、连接于薄壁筒体后端的开口筒体。

5、所述薄壁筒体内装配定子总成。

6、开口筒体外壁连接有增高台；所述增高台内腔与开口筒体内腔相连通用以容置整流稳压模块。

7、所述开口筒体内设有用于将开口筒体内腔与薄壁筒体内腔分隔开的密封隔板；所述隔板朝向薄壁筒体内腔的一面上设有轴承室；所述薄壁筒体内腔与增高台内腔之间设有穿线口；所述主发电机引出线穿过所述穿线口与整流稳压模块电连接。

8、所述薄壁筒体前端经多个加强筋与风罩相连；所述加强筋一端连接于薄壁筒体外壁，另一端连接于风罩内壁。

9、所述转子总成包括转轴、设置于转轴上的转子铁芯、磁钢。

10、所述薄壁筒体前端设有端盖；所述端盖内设有用于定位转轴的两个角接触轴承，密封隔板轴承室内设有用于定位转轴的后轴承；转轴后端经后轴承装于轴承室。

11、还包括用于将转轴与风叶组件传动连接的锁紧环。

12、转轴前端穿过两个角接触轴承、风叶组件、锁紧环与前螺母连接。

13、所述开口筒体后端设有密封后盖，增高台上部开口处设有密封固定板；所述固定板上设有用于与外部电气连接的插座。

14、所述定子总成包括定子铁芯、定子绕组。

15、所述风罩呈圆筒状，风罩的中心轴线、薄壁筒体的中心轴线、开口筒体的中心轴线位于同一直线。

16、所述风叶组件包括中心筒、12个沿中心筒圆周均布的叶片。

17、两个角接触轴承采用面对面安装，以承受径向载荷和两个方向的轴向载荷，提高轴承的承载能力。

18、所述端盖上设有台阶孔；所述台阶孔内装有两个角接触轴承；端盖一侧连接有轴承端板。

19、所述前螺母为子弹头螺母。

20、所述整流稳压模块包括一集成整流器、稳压器、dc/dc变换器的线路板；所述整流器包括用于将发电机输出的三相交流电转换成直流电的三相整流电路、滤波电容组件；所述稳压器包括用于采样从滤波电容组件输出的直流电压的采样电路、用于根据采样电路采集的直流电压调整发电机全波或半波输出至dc/dc变换器输入端的稳压控制电路；所述线路板为双面板，dc/dc变换器布置在线路板的一面，整流器、稳压器的各电子元器件布置在线路板的另一面；所述线路板为方形结构；所述线路板长不大于60mm，宽不大于47mm。

21、所述三相整流电路包括场效应管q1、场效应管q2、场效应管q3、场效应管q4、场效应管q5、场效应管q6；场效应管q1、场效应管q2、场效应管q3的漏极相连，并与dc/dc变换器的vin+相连；场效应管q1的源极s、场效应管q4的漏极d与发电机a相引出线相连；场效应管q2的源极s、场效应管q5的漏极d与发电机b相引出线相连；场效应管q3的源极s、场效应管q6的漏极d与发电机c相引出线相连；场效应管q4、场效应管q5、场效应管q6的源极相连，并与gnd相连。

22、所述场效应管q1、场效应管q2、场效应管q3、场效应管q4、场效应管q5、场效应管q6均为n沟道场效应管；所述n沟道场效应管外形尺寸为5mm*6mm。

23、所述滤波电容组件包括并联设置的滤波电容c1、滤波电容c2，滤波电容组件的正极接到vin+端，滤波电容组件的负极接到gnd端。

24、采用六个n沟道场效应管组成三相全波/半波整流电路，将发电机输出的三相交流电转换成直流电，经过两个电容滤波后输出给稳压电路，稳压电路通过采样该直流电压来调整发电机全波/半波输出，使整流后的输出电压不超过dc/dc变换器的最高输入电压，使发电机最终输出一个稳定的电压。

25、全波整流输出与稳压电路的输入在线路板上为印制线连接，相较于多个独立模块之间的接线柱和接线片连接，可大大节省空间。

26、发电机的三相引出线与线路板上的三相引出线焊盘直接焊接相连，相较于接线柱和接线片的连接，可大大节省空间。

27、所选n沟道场效应管耐压为250v，可通过的电流为25a，外形尺寸仅为5mm*6mm，而同样耐压和电流的二极管，只有dip插件封装，且外形尺寸为34mm*15.5mm，远大于5mm*6mm，利用六个n沟道场效应管体二极管组成三相全波/半波整流电路，可大大节省空间。

28、本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明带有整流调压一体化电路的整流稳压模块，将电机机械结构和电气结构一体化安装，体积小；整流稳压模块除了将主发电机旋转发出的交流电转换为外部需要的直流电，同时可避免在风扇旋转发电时，风速不稳定造成电压不稳定输出的隐患，保证输出电压的稳定性，同时整流电路可承受较大的转速变化范围，相应电机的工作转速范围也增大；

技术特征：

1.一种涵道发电机，包括壳体、置于壳体内的主发电机；所述主发电机包括定子总成（12）、转子总成（6）；其特征在于：所述壳体内设有与主发电机传动连接的风叶组件（3）、用于将主发电机产生的三相交流电整流稳压成直流电的整流稳压模块（8）；所述壳体包括用于容置风叶组件（3）的风罩（5）、连接于风罩（5）后端的薄壁筒体（51）、连接于薄壁筒体（51）后端的开口筒体（52）；所述薄壁筒体（51）内装配定子总成（12）；开口筒体（52）外壁连接有增高台（53）；所述增高台（53）内腔与开口筒体（52）内腔相连通用以容置整流稳压模块（8）；所述开口筒体（52）内设有用于将开口筒体（52）内腔与薄壁筒体（51）内腔分隔开的隔板（54）；所述隔板（54）朝向薄壁筒体内腔的一面上设有轴承室（505）；所述薄壁筒体（51）内腔与增高台（53）内腔之间设有穿线口；所述主发电机引出线穿过所述穿线口与整流稳压模块（8）电连接；所述薄壁筒体（51）前端经多个加强筋（509）与风罩（5）相连；所述加强筋（509）一端连接于薄壁筒体（51）外壁，另一端连接于风罩（5）内壁；所述转子总成包括转轴（61）、设置于转轴上的转子铁芯、磁钢；所述薄壁筒体（51）前端设有端盖（4）；所述端盖（4）内设有用于定位转轴（61）的两个角接触轴承（401），密封隔板（54）轴承室（505）内设有用于定位转轴（61）的后轴承（7）；转轴（61）后端经后轴承（7）装于轴承室（505）；还包括用于将转轴（61）与风叶组件（3）传动连接的锁紧环（2）；转轴（61）前端穿过两个角接触轴承（401）、风叶组件（3）、锁紧环（2）与前螺母（1）连接；所述开口筒体（52）后端设有后盖（11），增高台（53）上部开口处设有固定板（9）；所述固定板（9）上设有用于与外部电气连接的插座（10）。

2.根据权利要求1所述的涵道发电机，其特征在于：所述风罩（5）呈圆筒状，风罩（5）的中心轴线、薄壁筒体（51）的中心轴线、开口筒体（52）的中心轴线位于同一直线。

3.根据权利要求1所述的涵道发电机，其特征在于：所述风叶组件（3）包括中心筒（31）、12个沿中心筒圆周均布的叶片（32）。

4.根据权利要求1所述的涵道发电机，其特征在于：两个角接触轴承（401）采用面对面安装，以承受径向载荷和两个方向的轴向载荷，提高轴承的承载能力。

5.根据权利要求1所述的涵道发电机，其特征在于：所述端盖（4）上设有台阶孔；所述台阶孔内装有两个角接触轴承（401）；端盖（4）一侧连接有轴承端板（407）。

6.根据权利要求1所述的涵道发电机，其特征在于：所述前螺母（1）为子弹头螺母。

7.根据权利要求1所述的涵道发电机，其特征在于：所述整流稳压模块（8）包括一集成整流器、稳压器、dc/dc变换器的线路板；所述整流器包括用于将发电机输出的三相交流电转换成直流电的三相整流电路、滤波电容组件；所述稳压器包括用于采样从滤波电容组件输出的直流电压的采样电路、用于根据采样电路采集的直流电压调整发电机全波或半波输出至dc/dc变换器输入端的稳压控制电路；所述线路板为双面板，dc/dc变换器布置在线路板的一面，整流器、稳压器的各电子元器件布置在线路板的另一面；所述线路板为方形结构；所述线路板长不大于60mm，宽不大于47mm。

8.根据权利要求7所述的涵道发电机，其特征在于：所述三相整流电路包括场效应管q1、场效应管q2、场效应管q3、场效应管q4、场效应管q5、场效应管q6；场效应管q1、场效应管q2、场效应管q3的漏极相连，并与dc/dc变换器的vin+相连；场效应管q1的源极s、场效应管q4的漏极d与发电机a相引出线相连；场效应管q2的源极s、场效应管q5的漏极d与发电机b相引出线相连；场效应管q3的源极s、场效应管q6的漏极d与发电机c相引出线相连；场效应管q4、场效应管q5、场效应管q6的源极相连，并与gnd相连。

9.根据权利要求8所述的涵道发电机，其特征在于：所述场效应管q1、场效应管q2、场效应管q3、场效应管q4、场效应管q5、场效应管q6均为n沟道场效应管；所述n沟道场效应管外形尺寸为5mm*6mm。

10.根据权利要求7所述的涵道发电机，其特征在于：所述滤波电容组件包括并联设置的滤波电容c1、滤波电容c2，滤波电容组件的正极接到vin+端，滤波电容组件的负极接到gnd端。

技术总结
一种涵道发电机，包括壳体、置于壳体内的主发电机。壳体内设有与主发电机传动连接的风叶组件、用于将主发电机产生的三相交流电整流稳压成直流电的整流稳压模块。壳体包括用于容置风叶组件的风罩、连接于风罩后端的薄壁筒体、连接于薄壁筒体后端的开口筒体。薄壁筒体内装配主发电机的定子总成。开口筒体外壁连接有增高台；增高台内腔与开口筒体内腔相连通用以容置整流稳压模块。薄壁筒体前端经多个加强筋与风罩相连；加强筋一端连接薄壁筒体外壁，另一端连接风罩内壁。增高台上部开口处设有固定板；固定板上设有用于与外部电气连接的插座。本发明将电机机械结构和电气结构一体化安装，体积小集成度高，工作转速变化范围大，输出直流电稳定。

技术研发人员：王玉姣,胡雄杰,刘正敏,郝杨,刘英,李明轩
受保护的技术使用者：襄阳三零一五航空电气有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15