CN101309036B - 隔爆型低压防爆发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隔爆型低压防爆发电机，其主要特点是：交流励磁机和永磁副励磁机位于主发电机机座腔内，主发电机具有与机座分体套装连接的定子和通过端盖轴承与机座支撑连接的转子转轴，内冷却风扇、主发电机转子、励磁发电机、旋转整流组件和永磁副励磁机分别通过连接轴套依次套装在主发电机的转子主轴上，并随其同步转动，在机座的外表面布设有焊接连接并与机座内腔连通的散热管。该机不仅隔爆性能良好，发电电压波形优良，而且各部结构紧凑，冷却***设计巧妙，具有振动小、散热效果好、温升合理、发电运行安全可靠等理想效果。
Description
技术领域
本发明属于发电机技术领域，特别是与煤矿井下用移动防爆发电车配套的柴油发电机组用的一种隔爆型低压防爆发电机。
背景技术
目前，随着煤矿开采工作面的深度不断增加，煤矿设备下井和搬家难度也越来越大，大型设备的下井和搬家通常采用有三种方式：一是分解解体成各部件下井，而后在工作面进行现场组装，这种方式不仅周期长，工作强度大，而且部件损坏严重，使得设备工作的可靠性不能得以保证。二是通过平板车运输，将移动设备整体置于平板车上，利用其动力运送到目的地。这种方式要求井下巷道高度较高，在井下适应性较差，并且平板车的动力一般要求较大，一般的防爆难以满足要求。三是可移动设备通过电缆后备接力供电，利用后拖电缆的方式，将设备转移，由于电缆长度和线路电压降的限制，运输距离受限，在长距离运输时，需要经常停下来接续电缆，并且电缆也需要人工拖拽，劳动强度大，而且电缆处于经常磨损状态，供电安全性较差。在现有技术中，通常所用的发电机，其主发电机与交流励磁机和永磁副励磁机的机座为分体式，接线盒多，包括主发电机、交流励磁机和永磁副励磁机及测温引线，使得接线盒内引接线太多，给安装维修带来不便。另外，低压凸极式发电机转子的凸极多采用合金钢材料开槽加工成型，造成大量材料浪费，加工工作量大，成本高。其励磁机磁极采用冲片叠压结构，模具消耗量大，费时费工。特别是截止目前为止，还没有较为理想的低压发电防爆隔爆技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有良好的隔爆防爆性能，而且其结构紧凑、合理，运行可靠，安装维修简便，制造、运行成本低，发电效率高的隔爆型低压防爆发电机。
实现本发明的目的所采取的技术方案是：该机是由主发电机、交流励磁机和永磁副励磁机组成，其中，交流励磁机和永磁副励磁机均位于主发电机机座腔内，主发电机具有与机座分体套装连接的主发电机定子和通过端盖轴承与机座支撑连接的转子转轴，冷却风扇、主发电机转子、交流励磁机、旋转整流组件和永磁副励磁机分别通过连接轴套依次套装在主发电机的转子主轴上，并随其同步转动，在机座的外表面布设有焊接连接并与机座内腔连通的散热管。
所述主发电机定子的定子铁芯上均匀布设有多个轴向通风孔。
所述主发电机转子为凸极套片式结构，转子线圈采用扁绕成型，其转子的磁极冲片采用整体冲压成型。
所述机座为带有加强筋板并具有封闭隔爆腔的筒状结构，机座的两端设有隔爆端盖，其端盖与机座端口的结合面配合形成隔爆面。
所述交流励磁机和永磁副励磁机的定子安装在同一个支架上，转子安装在同一个轴套上。
所述永磁副励磁机与交流励磁机之间通过信号传输线串联连接有可对发电机进行励磁控制的自动励磁电压调节器，该调节器置于励磁机接线盒内，该接线盒与机座连接部位的结合面配合形成隔爆面。
所述主发电机定子的接线端与隔爆接线盒连接，其接线盒支座与隔爆接线盒之间采用隔爆面配合结构，穿线孔采用防爆密封材料浇封，该接线盒内装有电压互感器，通过信号传输线与自动励磁电压调节器连接。
所述交流励磁机磁极为整体结构，采用厚钢板直接切割成型。
所述永磁副励磁机采用16极三相同步发电机，该机的磁极采用整体磁钢结构，并通过螺栓固定在轴套上。
所述旋转整流组件是由布设在同一个盘形支架上的整流模块、压敏电阻和正、负极整流环组成。
按照上述方案制作的隔爆型低压防爆发电机，其有益效果为：
1)励磁发电机和永磁副励磁机与主发电机位于同一个机座内，使整个发电机结构更加紧凑，为实现良好的隔爆性能提供了基础条件，同时，其交流励磁机和永磁副励磁机同支架安装及其磁极结构的优化设计，以及旋转整流盘采用单盘径向布置，使发电机的轴向尺寸大大缩小，既能减少发电机的占用空间，也使发电机运行更加平稳。
2)交流励磁机和永磁副励磁机均采用高极数同步发电机，而且配置了自动励磁监测、调节***，能够有效地保证发电机的发电质量。
3)该发电机内部冷却风路设计巧妙合理，而且采用内外双重冷却结构，使该机达到结构紧凑、散热效果好、隔爆性能良好发电运行安全可靠等理想效果。
4)该发电机还具有输出电压波形优良，整机和各部振动较小，发电、励磁***温升合理，以及结构简单、安装维修方便，造价低廉、占用空间小、方便运输等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中旋转整流盘的结构示意图；
图3是图2的左视图。
具体实施方式
参看图1，本发明的隔爆型低压防爆发电机，包括主发电机、交流励磁机和永磁副励磁机，其中，主发电机由机座1、主发电机定子7和主发电机转子8组成，主发电机定子7与机座1紧配合套装连接，使主发电机定子7运行中产生的热量通过机座外壁的传导作用进行散热，同时主发电机定子铁芯的圆周部位均匀布设有多个轴向通风孔，并与主发电机气隙一起构主发电机定子7的冷却风路，对主发电机定子7进行良好的冷却。主发电机转子8为凸极套片式结构，其磁极冲片采用整体冲压成型，主发电机转子线圈采用扁绕成型，不仅具有较好的刚性强度，而且结构更加紧凑，其磁极之间的间隙与主发电机气隙一起形成主发电机转子8的冷却风路。主发电机转子主轴2的两端通过端盖轴承与机座1支撑连接，其动力输入端装有内冷却风扇4。机座1为外壁带有加强筋板并具有封闭隔爆腔的筒状结构，其两端设有隔爆端盖5，该端盖与机座1的端口结合面配合形成隔爆面，同时在端盖轴承的内外两侧均装有密封轴承压盖3，轴承压盖3与隔爆端盖5之间设有隔爆面，从而使机座内腔形成具有良好隔爆性能的密闭隔爆腔。机座1的外表面均匀布设并焊接连接有与机座内腔连通的散热管19，在内冷却风扇4的引力作用下，与主发电机定子风路、转子风路以及交流励磁机和永磁副励磁机的气隙风路形成一个全封闭的冷却回路，能够可靠地防止机座1外部灰尘的侵入，保证主发电机以及励磁***的正常运行。另外，机座1尾部的转子主轴伸出端装有外冷却风扇16和引风护罩17，在其作用下，使散热管19和机座1外表面达到理想的散热效果。
交流励磁机和永磁副励磁机均安装在机座1的隔爆腔内，两者的定子10、12固定安装在与机座套装连接的同一个支架15上，两者的转子11、13安装在与转子主轴2连接的同一个连接轴套18上。交流励磁机采用10极旋转电枢式三相同步发电机，其磁极为整体结构，采用厚钢板直接切割成型，制作工艺更加简单，并能节省大量模具和工时消耗。永磁副励磁机采用16极三相同步发电机，该机的磁极采用整体磁钢结构，并通过螺栓固定在轴套上。这种结构设计使得整个发电机更加紧凑，具有较高的刚性和结合牢度，同时采用高极数发电机，其所提供的励磁电流具有很好的波形，从而能够保证发电机组发出的电压具有优良的品质。
旋转整流组件9位于交流励磁机和主发电机之间，是由内外同心的两个环形支架9-1、9-2作为支撑，中间分别装有压敏电阻9-9和整流模块9-7，外圆周上装有正、负整流环9-3、9-4和接线环9-5，标号9-6是磁极引线接线柱，标号9-8是支撑连接件，由此构成结构简捷，占用空间很小的整流盘(参见图2、图3)。
机座1的外部分别装有用于主发电机电压输出连接的主发电机隔爆接线盒6、用于调节励磁电压的励磁接线盒14和监测发电机内部温度的监测接线盒20，各接线盒与机座1连接部位的结合面配合形成隔爆面。其中，隔爆接线盒6与主发电机定子7的接线端连接，与接线盒支座之间采用隔爆面配合结构，穿线孔采用防爆密封材料浇封，具有较好的隔爆性能。隔爆接线盒6内装有电压互感器，通过信号传输线与自动励磁调节器连接，用于监测和传输主发电机输出电压信号。励磁接线盒14内装有数字式自动励磁电压调节器，该调节器通过信号传输线与隔爆接线盒6内的电压互感器连接，其电流输入端和输出端分别与永磁副励磁机的电流输出端和交流励磁机的电流输入端相连接。在发电机组的运行过程中，数字式自动励磁电压调节器根据主发电机输出电压的情况对交流励磁机的输入电压进行自动调节，由此即时调整主发电机的励磁电压强度和波形，进而保证发电机组的正常运行及其发电质量。
Claims (8)
1.一种隔爆型低压防爆发电机，该机是由主发电机、交流励磁机和永磁副励磁机组成，其中，主发电机的机座为带有加强筋板并具有封闭隔爆腔的筒状结构，机座的两端设有隔爆端盖，其端盖与机座端口的结合面配合形成隔爆面，主发电机具有通过端盖轴承与机座支撑连接的转子转轴，交流励磁机和永磁副励磁机均位于主发电机机座腔内，内冷却风扇、主发电机转子、旋转整流组件、交流励磁机和永磁副励磁机分别通过连接轴套依次套装在主发电机的转子转轴上，并随其同步转动，主发电机的定子的定子铁芯上均匀布设有多个轴向通风孔，主发电机转子为凸极套片式结构，其特征在于：主发电机具有与机座分体套装连接的主发电机定子，在机座的外表面布设有焊接连接并与机座内腔连通的散热管。
2.根据权利要求1所述的隔爆型低压防爆发电机，其特征在于：所述主发电机转子线圈采用扁绕成型，转子的磁极冲片采用整体冲压成型。
3.根据权利要求1所述的隔爆型低压防爆发电机，其特征在于：所述交流励磁机和永磁副励磁机的定子安装在同一个支架上，转子安装在同一个连接轴套上。
4.根据权利要求1所述的隔爆型低压防爆发电机，其特征在于：所述永磁副励磁机与交流励磁机之间通过信号传输线串联连接有可对发电机进行励磁控制的自动励磁电压调节器，该自动励磁电压调节器置于励磁机接线盒内，该接线盒与机座连接部位的接合面配合形成隔爆面。
5.根据权利要求1或4所述的隔爆型低压防爆发电机，其特征在于：所述主发电机定子的接线端与隔爆接线盒连接，其接线盒支座与隔爆接线盒之间采用隔爆面配合结构，穿线孔采用防爆密封材料浇封，该接线盒内装有电压互感器，通过信号传输线与自动励磁电压调节器连接。
6.根据权利要求1所述的隔爆型低压防爆发电机，其特征在于：所述交流励磁机磁极为整体结构，采用厚钢板直接切割成型。
7.根据权利要求1所述的隔爆型低压防爆发电机，其特征在于：所述永磁副励磁机采用16极三相同步发电机，该机的磁极采用整体磁钢结构，并通过螺栓固定在连接轴套上。
8.根据权利要求1所述的隔爆型低压防爆发电机，其特征在于：所述旋转整流组件是由内外同心的两个环形支架作为支撑，两个环形支架中间分别装有压敏电阻和整流模块，外圆周上装有正、负整流环和接线环。
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