本發(fā)明涉及一種電機(jī)技術(shù)，具體涉及一種新型高效率交流同步發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)：

交流同步發(fā)電機(jī)可以通過(guò)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行發(fā)電。其中20kw功率以下的交流同步發(fā)電機(jī)多為2極，所匹配的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)多為單缸和雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)在工作轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)每分鐘時(shí)，交流同步發(fā)電機(jī)可發(fā)出頻率50hz交流電；其匹配發(fā)動(dòng)機(jī)在工作轉(zhuǎn)速3600轉(zhuǎn)每分鐘時(shí)，交流同步發(fā)電機(jī)可發(fā)出頻率60hz交流電。

為盡可能的提高這種發(fā)電機(jī)的輸出功率，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)商均簡(jiǎn)單的采用提升電機(jī)用銅和用鐵量，即加長(zhǎng)電機(jī)定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯的方法。雖然這種方式可以在一定范圍提升電機(jī)功率，但電機(jī)的散熱能力并沒(méi)有同步進(jìn)行改進(jìn)提升。這就使電機(jī)在工作中產(chǎn)生了較高的溫升，而過(guò)高的溫度使電機(jī)繞組的直流電阻增加，繼而使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生了較高的銅損耗和鐵損耗，影響了發(fā)電機(jī)的效率。目前，我國(guó)20kw以下功率段內(nèi)的交流同步發(fā)電機(jī)效率普遍低于85％。而大規(guī)模生產(chǎn)這種低效率發(fā)電機(jī)是對(duì)原材料的一種嚴(yán)重浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種新型高效率交流同步發(fā)電機(jī)。

技術(shù)方案：本發(fā)明一種新型高效率交流同步發(fā)電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子和風(fēng)扇，所述定子外周設(shè)有抱箍且定子與抱箍之間預(yù)留有空隙形成第二風(fēng)道；所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子骨架兩側(cè)均勻設(shè)置有若干微型風(fēng)葉；所述風(fēng)扇安裝于轉(zhuǎn)子上靠近驅(qū)動(dòng)端一側(cè)，所述風(fēng)扇包括支撐盤(pán)、軸套和若干風(fēng)扇葉片，支撐盤(pán)呈圓環(huán)狀，軸套位于支撐盤(pán)中心處并與電機(jī)軸相連，所述葉片采用前傾式結(jié)構(gòu)，每個(gè)葉片均一端連接于軸套而另一端由軸套向外發(fā)散均勻排列連接于支撐盤(pán)，每個(gè)葉片上遠(yuǎn)離電機(jī)軸一端的高度高于靠近電機(jī)軸一端的高度使得整個(gè)葉片呈二級(jí)階梯形，葉片上高度較低一端為一級(jí)葉片端，葉片上高度較高一端為二級(jí)葉片端，一級(jí)葉片端和二級(jí)葉片端的上邊沿均與支撐盤(pán)的盤(pán)面平行。

進(jìn)一步的，所述發(fā)電機(jī)定子靠近風(fēng)扇一側(cè)的端部繞組線包頂面靠近一級(jí)葉片端的上邊沿位置，且定子的線包側(cè)面被所有葉片的二級(jí)葉片端環(huán)繞所包圍，使得整個(gè)定子端部線包被風(fēng)扇環(huán)繞。

在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，微型風(fēng)葉隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)并形成離心式氣流，可將轉(zhuǎn)子繞組端部線包產(chǎn)生的熱量快速吹送至電機(jī)的風(fēng)道內(nèi)，繼而排至電機(jī)外部,同時(shí)微型風(fēng)葉的數(shù)量和高度根據(jù)電機(jī)大小確定。

進(jìn)一步的，還包括快裝盤(pán)，所述快裝盤(pán)通過(guò)螺栓固定于電機(jī)驅(qū)動(dòng)端蓋的外側(cè)，并與驅(qū)動(dòng)端端蓋通過(guò)止口配合。這樣能夠降低發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配發(fā)電機(jī)組過(guò)程中工人調(diào)整發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子氣隙的難度，快裝盤(pán)結(jié)構(gòu)位于電機(jī)驅(qū)動(dòng)端，是發(fā)電機(jī)與動(dòng)力源連接的重要部件。

有益效果：與普通發(fā)電機(jī)僅有定子與轉(zhuǎn)子間氣隙構(gòu)成的唯一風(fēng)道相比，本發(fā)明中發(fā)電機(jī)定子側(cè)面與電機(jī)抱箍共同形成了環(huán)繞電機(jī)的第二個(gè)風(fēng)道，在發(fā)電機(jī)工作時(shí)，由電機(jī)風(fēng)扇的吸力帶動(dòng)第一風(fēng)道和第二風(fēng)道內(nèi)氣流同時(shí)流動(dòng)；這樣不但增加了排除電機(jī)的空氣總量，本發(fā)明的定子外部還獲得額外的空氣快速流動(dòng)影響，散熱效果更佳。

本發(fā)明在不增加材料成本的情況下，輸出相同的功率，降低發(fā)電機(jī)工作中溫度上升帶來(lái)的損耗，散熱能力更強(qiáng)，效率更高，且與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配簡(jiǎn)單。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)安裝示意圖；

圖2為本發(fā)明中風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中風(fēng)扇的葉片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為為本發(fā)明中風(fēng)扇與定子的安裝示意圖；

圖5為為本發(fā)明中驅(qū)動(dòng)端端蓋的示意圖；

圖6為本發(fā)明中轉(zhuǎn)子骨架的示意圖；

圖7為本發(fā)明中的雙風(fēng)道示意圖；

圖8為本發(fā)明中定子與抱箍的安裝示意圖；

圖9為本發(fā)明中快裝盤(pán)外側(cè)的示意圖；

圖10為本發(fā)明中快裝盤(pán)與非驅(qū)動(dòng)端端蓋連接一側(cè)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明一種新型高效率交流同步發(fā)電機(jī)，包括定子4、轉(zhuǎn)子5和風(fēng)扇7，定子4外周設(shè)有抱箍3且定子4與抱箍3之間預(yù)留有空隙形成第二風(fēng)道6-3；轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)子骨架6兩側(cè)均勻設(shè)置有若干微型風(fēng)葉6-1(例如每側(cè)均勻設(shè)置10個(gè))；風(fēng)扇7安裝于轉(zhuǎn)子上靠近驅(qū)動(dòng)端一側(cè)，風(fēng)扇7包括支撐盤(pán)7-1、軸套7-2和若干風(fēng)扇葉片7-3，支撐盤(pán)7-1呈圓環(huán)狀，軸套7-2位于支撐盤(pán)7-1中心處并與電機(jī)軸相連，葉片7-3采用前傾式結(jié)構(gòu)，每個(gè)葉片7-3均一端連接于軸套7-2而另一端由軸套7-2向外發(fā)散均勻排列連接于支撐盤(pán)7-1，每個(gè)葉片7-3上遠(yuǎn)離電機(jī)軸一端的高度高于靠近電機(jī)軸一端的高度使得整個(gè)葉片7-3呈二級(jí)階梯形，葉片7-3上高度較低一端為一級(jí)葉片端，葉片7-3上高度較高一端為二級(jí)葉片端，一級(jí)葉片端和二級(jí)葉片端的上邊沿均與支撐盤(pán)7-1的盤(pán)面平行。

如圖4所示，發(fā)電機(jī)定子4靠近風(fēng)扇7一側(cè)的端部繞組線包頂面4-1靠近一級(jí)葉片端的上邊沿位置，且定子4的線包側(cè)面被所有葉片7-3的二級(jí)葉片端環(huán)繞所包圍，使得整個(gè)定子4端部線包被風(fēng)扇7環(huán)繞，風(fēng)扇7將熱空氣通過(guò)圖4中的排風(fēng)口8-1排至電機(jī)外部，如圖5所示。葉片7-3上設(shè)有防負(fù)壓環(huán)7-4。其中，一級(jí)葉片端與二級(jí)葉片端之間的高度差主要取決于所應(yīng)用的發(fā)電機(jī)端部線包的高度，在風(fēng)扇不擦碰電機(jī)定子鐵芯的情況下，高度差越大越好。

如圖6所示本發(fā)明中的固定轉(zhuǎn)子繞組，在轉(zhuǎn)子5各極兩端分別設(shè)置有轉(zhuǎn)子骨架6，區(qū)別于普通發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子骨架6，每個(gè)轉(zhuǎn)子骨架6上都包含多片微型風(fēng)葉6-1，該微型風(fēng)葉6-1在電機(jī)工作時(shí)跟隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，可形成離心式氣流，將電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組端部線包和定子4繞組端部線包產(chǎn)生的熱量吹向外部風(fēng)道，這種轉(zhuǎn)子骨架6上的微型風(fēng)葉6-1，直接加大了電機(jī)繞組線包表面空氣流動(dòng)量，散熱效果明顯；同時(shí)微型風(fēng)葉6-1的數(shù)量和高度根據(jù)電機(jī)大小確定。

普通發(fā)電機(jī)采用驅(qū)動(dòng)端端蓋8直接與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，這種方式組裝發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，需要將電機(jī)驅(qū)動(dòng)端端蓋8先安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上，再安裝轉(zhuǎn)子，最后固定定子4。定子4的固定則采用4根長(zhǎng)螺栓2-1穿過(guò)四4根長(zhǎng)螺栓2-1需要同時(shí)穿過(guò)兩個(gè)端蓋，這就使裝配過(guò)程中極易出現(xiàn)由于四根長(zhǎng)螺栓2-1擰緊的力度不同而帶來(lái)的定子4鐵芯與兩個(gè)端蓋不同軸，繼而造成定子4和轉(zhuǎn)子6之間氣隙分布不均勻，裝配需要反復(fù)調(diào)整這四根螺栓來(lái)使氣隙達(dá)到均勻分布，使用比較麻煩。

而本發(fā)明在裝配時(shí)，驅(qū)動(dòng)端端蓋8、定子4鐵芯、非驅(qū)動(dòng)端端蓋2通過(guò)長(zhǎng)螺栓2-1始終處于一體狀態(tài)。裝配時(shí)，先將快裝盤(pán)固定在發(fā)動(dòng)機(jī)上后，直接通過(guò)四根短螺栓8-1將驅(qū)動(dòng)端端蓋與快裝盤(pán)9進(jìn)行連接?？煅b盤(pán)9和驅(qū)動(dòng)端端蓋8均預(yù)留有配合止口。如9和圖10所示，裝配時(shí)，只需要保證快裝盤(pán)9止口完全進(jìn)入與非驅(qū)動(dòng)端端蓋2止口即可，這種止口配合有效的保證了快裝盤(pán)9與非驅(qū)動(dòng)端端蓋2的同軸性，繼而保證裝配后定子4和轉(zhuǎn)子5之間氣隙均勻。也就是說(shuō)本發(fā)明為降低發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配發(fā)電機(jī)組過(guò)程中工人調(diào)整發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子氣隙的難度，安裝了快裝盤(pán)9，快裝盤(pán)9與驅(qū)動(dòng)端端蓋8通過(guò)止口配合，使用四顆短螺栓8-1進(jìn)行連接固定。

如圖8至圖9所示，本發(fā)明中實(shí)際上存有雙通風(fēng)道結(jié)構(gòu)，如圖6所示，主要包含定子4和轉(zhuǎn)子5之間的氣隙形成的第一風(fēng)道6-2和定子4與電機(jī)抱箍3形成的第二風(fēng)道6-3。普通發(fā)電機(jī)只有一個(gè)風(fēng)道，僅能通過(guò)定轉(zhuǎn)子之間的氣隙風(fēng)道內(nèi)的空氣流動(dòng)將電機(jī)熱量排出。由于定轉(zhuǎn)子氣隙非常小，風(fēng)道風(fēng)阻較大，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)風(fēng)道的空氣量非常小，這就局限了發(fā)電機(jī)的散熱能力。本發(fā)明如圖7所示，增加了第二風(fēng)道6-3，即發(fā)電機(jī)定子4外部與電機(jī)抱箍3的間隙，該第二風(fēng)道6-3橫截面積較大，風(fēng)阻較小。在發(fā)電機(jī)工作時(shí)，如圖6，由電機(jī)風(fēng)扇7的吸力帶動(dòng)第一風(fēng)道6-2和第二風(fēng)道6-3內(nèi)氣流同時(shí)流動(dòng)，不但增加了電機(jī)排除的熱空氣總量，相比與普通電機(jī)，發(fā)電機(jī)定子4鐵芯外部更是獲得了額外的空氣快速流動(dòng)影響，散熱效果更佳。

實(shí)驗(yàn)效果

為驗(yàn)證本發(fā)明有益效果，選取材料成本基本相同的普通發(fā)電機(jī)和對(duì)應(yīng)成本的本發(fā)明發(fā)電機(jī)進(jìn)行對(duì)比，電機(jī)繞組形式相同，用鐵銅量完全相同。比較結(jié)果如下：

普通電機(jī)：定子直徑190，定子鐵芯長(zhǎng)度130；

本發(fā)明實(shí)例：定子直徑190，定子鐵芯長(zhǎng)度130；

由上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可見(jiàn)，與現(xiàn)有普通發(fā)電機(jī)相比，本發(fā)明在相同材料成本的情況下，存在散熱能力強(qiáng)，輸出功率大幅提高且效率更高的優(yōu)勢(shì)。