《一種2極箱式發電機》是南陽防爆集團股份有限公司於2014年12月8日申請的專利，該專利的申請號為2014107392598，公布號為CN104362790B，授權公布日為2016年11月30日，發明人是吳宣東、吳斌、李銀、王朝宗、周少正、李志強、秦韜、盧緒超、張曉亮、張東波。
《一種2極箱式發電機》包括主發電機、冷卻系統、無刷勵磁系統，主發電機包括箱式發電機定子、定子機座、安裝於定子機座上的端蓋軸承以及由端蓋軸承支撐的發電機轉子；發電機轉子一端設有無刷勵磁系統；發電機轉子包括轉子本體、套裝於轉子本體上的鍛鋁軸流風扇、裝在轉子本體上的轉子線圈、護環、中心環以及依次裝於轉子本體上的永磁機，轉子線圈中間通風孔錯牙布置，端部線圈寬度比槽內線圈寬，可以增強線圈中部以及端部的散熱面積。
2018年12月20日，《一種2極箱式發電機》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種2極箱式發電機》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種2極箱式發電機
- 公布號：CN104362790B
- 授權日：2016年11月30日
- 申請號：2014107392598
- 申請日：2014年12月8日
- 申請人：南陽防爆集團股份有限公司
- 地址：河南省南陽市仲景北路22號
- 發明人：吳宣東、吳斌、李銀、王朝宗、周少正、李志強、秦韜、盧緒超、張曉亮、張東波
- Int.Cl.：H02K5/04(2006.01)I、H02K7/00(2006.01)I、H02K3/24(2006.01)I、H02K11/00(2006.01)I等
- 代理機構：鄭州聯科專利事務所（普通合夥）
- 代理人：劉建芳
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
中國國內常規空內冷結構發電機多採用筒式結構，這種結構發電機效率不高，體積龐大，安裝、運輸不便，防護等級低、而且噪音大，越來越不適應現代社會分散式能源對發電機提出的重量輕、體積小、安裝運輸方便、效率高、噪音低的要求。具體來說中國國內常規空內冷結構發電機普遍存在以下問題：
（1）發電機技術的發展，其核心其實是通風冷卻及絕緣技術的發展。中國國內常規空內冷發電機的冷卻，主要依靠安裝於發電機底部的冷卻器來實現，這就需要在發電機下方構築龐大的安裝室，以容納冷卻器安裝、維護作業空間，安裝工程複雜，工作量大，周期長，材料消耗高。這給安裝調試，後期維護都造成很大的不便。同時冷卻器距離發電機很遠，發電機產生的熱空氣需要下沉才能完成熱交換，風壓損耗高，影響冷卻效果。發電機轉子的冷卻主要依靠表面散熱，帶走的熱量少，且線圈端部發熱量大，並有護環包裹，散熱困難，極易損壞線圈端部絕緣。
（2）常規空內冷發電機均為定轉子分體發運，到用戶現場再進行組裝，這就對現場的裝配調試提出了很高的要求，因為一旦定轉子氣隙調整不均，極易造成轉子振動大，諧波大，機組發熱等危害。
（3）常規空內冷發電機由於製造精度等原因，整機防護等級不高，運行時油污、灰塵極易進入發電機內部，造成絕緣電阻的下降，甚至是堵塞通風道。
（4）常規空內冷發電機為座式軸承，占用空間大，這就使得整個轉子軸系加長，剛性下降。
（5）常規空內冷發電機轉子阻尼系統並不完善，抗干擾能力差。
（6）常規空內冷發電機定子線圈均在直線部分進行換位以消除環流，這就使得定子槽利用率低。
（7）常規空內冷發電機轉子接地檢測多依靠滑環及電刷的結構，該結構後期維護麻煩，且碳粉容易污染絕緣。
（8）常規空內冷發電機均為單軸伸結構，無法適套用戶現場要求雙軸伸的工況。
發明內容
專利目的
《一種2極箱式發電機》的目的在於提供一種2極箱式發電機，結構緊湊，運行可靠，安裝方便，發電效率高，防護等級高。
技術方案
《一種2極箱式發電機》包括主發電機、冷卻系統、無刷勵磁系統，主發電機包括箱式發電機定子、定子機座、安裝於定子機座上的端蓋軸承以及由端蓋軸承支撐的發電機轉子；發電機轉子一端設有無刷勵磁系統；發電機轉子包括轉子本體、套裝於轉子本體上的鍛鋁軸流風扇、裝在轉子本體上的轉子線圈、護環、中心環以及依次裝於轉子本體上的永磁機、主勵磁機、旋轉整流裝置、轉子無線檢測裝置、轉子聯軸器，發電機轉子為雙軸伸結構，發電機轉子的兩端分別為轉子自帶法蘭和轉子聯軸器，所述發電機轉子阻尼系統為籠形全阻尼系統，籠形全阻尼系統包括護環下齒狀阻尼環、轉子通長槽楔，大齒部位的阻尼槽楔；轉子線圈包括端部線圈和槽內線圈，端部線圈的寬度大於槽內線圈的寬度，轉子線圈中間設有通風孔，通風孔為錯牙布置；整流裝置包括二極體散熱器，二極體散熱器採用齒狀翅片。
護環的內圓前部設有護環凸台，轉子本體上對應設有轉子凹槽，護環凸台與轉子本體上的轉子凹槽相適配，中心環的外圓面上設有中心環凸台，護環的內圓靠外一端設有護環凹槽，中心環凸台與護環的護環凹槽相適配。
定子機座採用箱式機座。
定子機座的機座側板厚度為5-12毫米。
所述齒狀翅片的材質為鋁質。
軸流風扇為鍛鋁軸流風扇。
有益效果
1．機座重量輕，從而降低了整機的重量。
2．根據需要，發電機可採用雙軸伸，工況適用範圍廣。
3．轉子線圈中間通風孔錯牙布置，端部線圈寬度比槽內線圈寬，可以增強線圈中部以及端部的散熱面積。
4．發電機轉子阻尼系統採用全阻尼，提高了抗干擾能力。
5．發電機轉子護環採用懸掛倒掛式結構，不需要環鍵，可靠性高，適合頻繁啟動。
6．發電機定子線圈採用端部換位結構，節省定子槽內空間。
7．勵磁系統中整流盤裝配含有梳狀散熱器，該散熱器兼具風扇的作用，因此整個勵磁系統中不再另設風扇。
8．轉子接地檢測裝置採用無線接地檢測裝置，省去了後期維護的麻煩。
附圖說明
圖1為《一種2極箱式發電機》的結構示意圖；
圖2為發電機轉子結構示意圖；
圖3為發電機轉子線圈示意圖；
圖4為圖2中的局部放大圖A。
技術領域
《一種2極箱式發電機》涉及汽輪發電機領域，特別涉及一種2極輕型箱式發電機。
權利要求
1.一種2極箱式發電機，包括主發電機、冷卻系統、無刷勵磁系統，其特徵在於：主發電機包括箱式發電機定子、定子機座、安裝於定子機座上的端蓋軸承以及由端蓋軸承支撐的發電機轉子；發電機轉子一端設有無刷勵磁系統；發電機轉子包括轉子本體、套裝於轉子本體上的鍛鋁軸流風扇、裝在轉子本體上的轉子線圈、護環、中心環以及依次裝於轉子本體上的永磁機、主勵磁機、旋轉整流裝置、轉子無線檢測裝置、轉子聯軸器，發電機轉子為雙軸伸結構，發電機轉子的兩端分別為轉子自帶法蘭和轉子聯軸器，所述發電機轉子阻尼系統為籠形全阻尼系統，籠形全阻尼系統包括護環下齒狀阻尼環、轉子通長槽楔，大齒部位的阻尼槽楔；轉子線圈包括端部線圈和槽內線圈，端部線圈的寬度大於槽內線圈的寬度，轉子線圈中間設有通風孔，通風孔為錯牙布置；整流裝置包括二極體散熱器，二極體散熱器採用齒狀翅片；護環的內圓前部設有護環凸台，轉子本體上對應設有轉子凹槽，護環凸台與轉子本體上的轉子凹槽相適配，中心環的外圓面上設有中心環凸台，護環的內圓靠外一端設有護環凹槽，中心環凸台與護環的護環凹槽相適配。
2.根據權利要求1所述的2極箱式發電機，其特徵在於：定子機座採用箱式機座。
3.根據權利要求2所述的2極箱式發電機，其特徵在於：定子機座的機座側板厚度為5-12毫米。
4.根據權利要求1所述的2極箱式發電機，其特徵在於：所述齒狀翅片的材質為鋁質。
5.根據權利要求1所述的2極箱式發電機，其特徵在於：軸流風扇為鍛鋁軸流風扇。
實施方式
如圖1所示，《一種2極箱式發電機》包括主發電機、冷卻系統、無刷勵磁系統等幾部分，主發電機、無刷勵磁系統等均安裝於發電機下部的整體底座上。主發電機包括箱式發電機定子1，定子機座13，安裝於箱式發電機定子機座13上的端蓋軸承3，以及由端蓋軸承3支撐的發電機轉子2。發電機轉子2一端設有三機無刷勵磁系統，並在該處布置有轉子無線檢測裝置。
箱式發電機定子機座採用箱式機座，作為優選，機座側板厚度僅5-12毫米，以降低整機重量。
發電機的冷卻系統由冷卻器4以及主機風路、勵磁機風路組成，冷卻器4位於箱式發電機頂部。主發電機的一端設有無刷勵磁系統5，以及勵磁機小軸承6，發電機兩側還設有接線櫃8，主發電機、勵磁系統5、勵磁機小軸承6以及接線櫃8均安裝於整體底座7上。
如圖2所示，發電機轉子2採用雙軸伸結構，發電機兩端均為拖動扭矩輸入端。其中一端為轉子自帶法蘭，另一端為轉子聯軸器2-10。發電機轉子2包括轉子本體2-1，套裝於轉子本體2-1上的高強度鍛鋁軸流風扇2-2，裝在轉子本體2-1上的轉子線圈2-3、護環2-4、中心環2-5，以及依次裝於轉子本體2-1上的永磁機2-6，主勵磁機2-7，旋轉整流裝置2-8，轉子無線檢測裝置2-9，轉子聯軸器2-10。
所述發電機轉子2阻尼系統採用全阻尼，具體是由護環下齒狀阻尼環、轉子通長槽楔，大齒部位的阻尼槽楔構成籠形全阻尼系統。
如圖3所示，為發電機轉子線圈2-3截面示意圖，轉子線圈2-3中間的通風孔為錯牙布置，端部線圈寬度比槽內線圈寬，這樣可以大大增加轉子線圈2-3的散熱面積。
如圖4所示，為發電機護環安裝結構，採用端部換位結構，節省定子槽內空間。護環2-4內圓前部（左側）帶有護環凸台9，轉子本體2-1上對應設有轉子凹槽10，護環凸台9與轉子本體2-1上的轉子凹槽10配合，中心環2-5的外圓面上設有中心環凸台11，護環2-4內圓的右端設有護環凹槽12，中心環凸台11與護環2-4內圓後部的護環凹槽12相配。
如圖2所示，整流裝置2-8採用平板式二極體，為增強散熱，二極體散熱器採用鋁質齒狀翅片，這一方面加大了散熱面積，另一方面突出的齒狀翅片在旋轉時兼具風扇的作用。鋁質齒狀翅片構成梳狀散熱器，該散熱器兼具風扇的作用，在轉動時可以起到風扇的作用。
發電機轉子接地採用無線接地檢測裝置2-9，該裝置直接裝於轉子本體2-1上整流裝置2-9附近，通過電纜及導電螺釘連線到發電機轉子線圈2-3上。運行時可以發射紅外信號，通過裝於勵磁機外罩上的接收裝置進行接收，並傳送至相關的控制保護中。
榮譽表彰
2018年12月20日，《一種2極箱式發電機》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
