專利名稱：車載中頻發(fā)電機組的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及柴油發(fā)動機驅動的交流中頻發(fā)電機組的供電，特別指車載一體化柴油交流中頻發(fā)電機組。
技術背景三相交流中頻供電電源最早用于航空飛機上的用電設施，以后大量用于軍用供電系統(tǒng)?，F(xiàn)在很多車載及野外工程作業(yè)等特殊行業(yè)也大量使用中頻供電電源。這些特殊行業(yè)對中頻供電電源所需求的共同特點是要求結構緊湊、重量輕、體積??；因為野外工程作業(yè)，要求可靠性高；工程作業(yè)的范圍是各種復雜的地理環(huán)境和氣候溫度的變化，除了要求供電品質滿足要求外，對環(huán)境的適應性也提出了很高的苛刻要求。如溫度、海拔在大的范圍內變化，要求電源系統(tǒng)仍然能夠提供額定的供電功率容量；長期長途山地跋涉、供電工作時的沖擊、振動，要求電源系統(tǒng)的可靠性同樣要有保障。因為有相當多的、長期工作在高原、沙漠、深山、草原、戈壁等深處，在這無法取得外援的、惡劣環(huán)境的車載野外工程作業(yè)中，用戶更是將可靠性放在首位。目前國內尚無車載野外工程作業(yè)用中頻發(fā)電機組，在國內曾有中頻機組生產(chǎn)，但僅用于試驗室、機場、橋修等場合，無法用在野外復雜地理環(huán)境的車載工程作業(yè)中。以往國內用戶完全依賴國外進口，而國外車載中頻發(fā)電機組是發(fā)動機和發(fā)電機為分體式結構，由皮帶輪、變速箱進行連接和傳動，因此體積大，故障率高，可靠性低，壽命短，效率低。發(fā)電機的轉子繞組及整流元件的故障，以及接線松動、絕緣擊穿現(xiàn)象時有發(fā)生。在不同的溫度、海拔環(huán)境，供電容量變化較大。長期在惡劣環(huán)境下工作，發(fā)動機需要提供更大的需用功率，這會使發(fā)動機長期工作在不穩(wěn)定的超負荷狀態(tài)，導致發(fā)動機、機械接口、發(fā)電機或局部損壞，故障出現(xiàn)率頻繁，使系統(tǒng)整體的可靠性大大降低，甚至癱瘓，以致車載中頻發(fā)電機組整體壽命大為縮短等問題出現(xiàn)。
發(fā)明內容本實用新型的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術的上述不足而提供一種結構緊湊、體積小、性能可靠、使用壽命長的一體化車載中頻發(fā)電機組。本實用新型的技術方案在于中頻無刷交流發(fā)電機通過法蘭盤裝于風冷高速柴油發(fā)動機的止口法蘭盤的端部；所述風冷高速柴油發(fā)動機裝于發(fā)電機組底座；所述風冷高速柴油發(fā)動機與中頻無刷交流發(fā)電機經(jīng)花鍵軟軸傳動連接。中頻無刷交流發(fā)電機直接提供中頻電并向外輸出三相中頻電能。所述風冷高速柴油發(fā)動機的飛輪盤上裝有飛輪轉接盤，飛輪轉接盤通過花鍵軟軸與中頻無刷交流發(fā)電機傳動連接。所述中頻無刷交流發(fā)電機為無轉子繞線和整流器的無刷發(fā)電機。中頻交流是指115V. 30. 400Hz的三相交流電源制式。其能夠有效避免電氣故障，完全解決了高轉速下因轉子繞線和整流元件的接線松動、絕緣擊穿等故障。供電輸出為非逆變器式中頻供電，由中頻無刷交流發(fā)電機直接向外供電，保證了高品質的供電。所述法蘭盤為快速裝卸法蘭盤。所述發(fā)電機組底座上裝有機組操作裝置。本實用新型采用非逆變器式中頻供電，由中頻無刷交流發(fā)電機直接提供三相中頻電能并向外輸出。綜合溫度、海拔等因素進行工況環(huán)境與功率容量相匹配，并采用風冷高速柴油發(fā)動機作為動力，能夠極大地增強惡劣工況環(huán)境的適應性。中頻無刷交流發(fā)電機和風冷高速柴油發(fā)動機的機械安裝接口是在風冷高速柴油發(fā)動機原有止口法蘭盤的安裝端面上，通過快速裝卸法蘭盤直接將中頻無刷交流發(fā)電機緊固地裝配在風冷高速柴油發(fā)動機的止口法蘭盤端部；由花鍵軟軸進行動力的傳遞，能夠很好地吸收并防止汽缸的沖擊力矩對發(fā)電機造成的破壞。其合二為一的連接和傳動方式很好地將中頻無刷交流發(fā)電機和風冷高速柴油發(fā)動機兩者融為一體，緊湊的結構能夠有效保證動力源與機電轉換部件的機械可靠性，使·機組本體的體積大為減小，完善的機械接口方案可以很好地保證、提高機械的可靠性和使用壽命，突出的一體化機械裝配和傳動特點完全優(yōu)越于國外進口車載電源高故障率的皮帶與變速箱構成的變速傳動方式。本實用新型將中頻無刷交流發(fā)電機與風冷高速柴油發(fā)動機裝配連接為一體，能夠有效避免機械故障，并使發(fā)電機組的占用面積大幅減小，體積更為縮??；中頻無刷交流發(fā)電機的轉子無繞組及整流元件，避免電氣故障。不用逆變器轉換供電，而由中頻無刷交流發(fā)電機直接向外供電，保證了高品質的供電，供電品質滿足軍用地面電源供電特性及要求。經(jīng)過四套連續(xù)滿載48小時試驗和前期500小時的實際工況使用，充分證實了本實用新型用于山川丘陵、沙漠高原等惡劣環(huán)境的車載野外工程作業(yè)時的環(huán)境適應性強，性能穩(wěn)定、可靠性高，具有使用壽命長、結構緊湊、操作簡便、供電品質高等優(yōu)點。

圖I是本實用新型的結構示意圖。圖中，I、中頻無刷交流發(fā)電機，2、花鍵軟軸，3、飛輪轉接盤，4、快速裝卸法蘭盤，5、風冷高速柴油發(fā)動機，6、發(fā)電機組底座，7、機組操作裝置。
具體實施方式
第一，組成。本實用新型包括中頻無刷交流發(fā)電機(I)、花鍵軟軸(2)、飛輪轉接盤(3)、快速裝卸法蘭盤(4)、風冷高速柴油發(fā)動機(5)、發(fā)電機組底座￠)、機組操作裝置(7)。第二，實施過程。本實用新型由風冷高速柴油發(fā)動機(5)提供機械動力，中頻無刷交流發(fā)電機(I)為機電換能部件。在發(fā)動機原有止口法蘭盤的安裝端面上，通過快速裝卸法蘭盤(4)直接將中頻無刷交流發(fā)電機(I)懸掛式裝配在風冷高速柴油發(fā)動機(5)的止口法蘭盤的端部，為防止汽缸沖擊力矩，由花鍵軟軸(2)進行動力的傳遞,避免了發(fā)動機沖擊振動對動力傳動、機械連接部件等造成的破壞。這種合二為一的連接和傳動方式很好地將中頻無刷交流發(fā)電機(I)與風冷高速柴油發(fā)動機(5)兩者融為一體，這種極度緊湊的結構，能夠有效地保證動力源風冷高速柴油發(fā)動機(5)與機電轉換的中頻無刷交流發(fā)電機(I)的機械可靠性，使體積大為減小，完善的機械裝配和傳動接口，在機械的可靠性、使用壽命和體積上的顯著特點完全優(yōu)越于高故障率的皮帶與變速箱構成的變速傳動方式。中頻無刷交流發(fā)電機(I)采用高效無轉子繞線和整流器的中頻無刷交流發(fā)電機，完全避免了高轉速下因轉子的繞線和整流器的機械及電氣故障；采用非逆變器式中頻供電，直接由中頻無刷交流發(fā)電機(I)輸出中頻400Hz. 115V的電能進行供電，供電品質和供電頻率的波動變化范圍完全滿足軍用地面電源供電特性及要求所規(guī)定的要求，使電氣輸出達到聞品質供電。對發(fā)電機組進行操作的機組操作裝置(7)直接固定安裝在發(fā)電機組底座(6)上，由于發(fā)電機組本體的一體化結構，有效避免了風冷高速柴油發(fā)動機(5)的沖擊、振動對機組操作裝置(7)造成的破壞，同時使本實用新型在結構上構成一個整體。本實用新型一體化整體式的結構可有效避免因長期長途野外跋涉的沖擊振動，也完全避免機組本體造成的沖擊、振動的影響，總體的可靠性得到保障，使用壽命也得到顯著提聞。第三，操作過程。通過機組操作裝置(7)起動本實用新型的風冷高速柴油發(fā)動機(5)，風冷高速柴油發(fā)動機(5)的轉速由靜止上升到額定轉速每分鐘3000轉，通過機電換能部件中頻無刷交流發(fā)電機(I)進行交流發(fā)電，此時的交流電能為中頻115V. 30. 400Hz的三相交流電能，可以向用電設備供電輸出。在停止本實用新型時，先斷開向用電設備的供電輸出，通過機組操作裝置(7)關閉本實用新型的風冷高速柴油發(fā)動機(5)，風冷高速柴油發(fā)動機(5)的轉速由工作轉速降為靜止，同時機電換能部件中頻無刷交流發(fā)電機(I)因無機械轉速而不發(fā)電，此時本實用新型處于停機狀態(tài)。
權利要求1.一種車載中頻發(fā)電機組，其特征在于中頻無刷交流發(fā)電機(I)通過法蘭盤裝于風冷高速柴油發(fā)動機(5)的止口法蘭盤的端部；所述風冷高速柴油發(fā)動機(5)裝于發(fā)電機組底座(6);所述風冷高速柴油發(fā)動機(5)與中頻無刷交流發(fā)電機(I)經(jīng)花鍵軟軸(2)傳動連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的車載中頻發(fā)電機組，其特征在于所述風冷高速柴油發(fā)動機(5 )的飛輪盤上裝有飛輪轉接盤(3 )，飛輪轉接盤(3 )通過花鍵軟軸(2 )與中頻無刷交流發(fā)電機(I)傳動連接。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的車載中頻發(fā)電機組，其特征在于所述中頻無刷交流發(fā)電機(I)為無轉子繞線和整流器的無刷發(fā)電機。
4.根據(jù)權利要求I所述的車載中頻發(fā)電機組，其特征在于所述法蘭盤為快速裝卸法蘭盤(4)。
5.根據(jù)權利要求I所述的車載中頻發(fā)電機組，其特征在于所述發(fā)電機組底座(6)上裝有機組操作裝置(7 )。
專利摘要一種車載中頻發(fā)電機組，中頻無刷交流發(fā)電機通過法蘭盤裝于風冷高速柴油發(fā)動機的止口法蘭盤的端部；所述風冷高速柴油發(fā)動機裝于發(fā)電機組底座；所述風冷高速柴油發(fā)動機與中頻無刷交流發(fā)電機經(jīng)花鍵軟軸傳動連接。本實用新型將中頻無刷交流發(fā)電機與風冷高速柴油發(fā)動機裝配為一體，有效避免機械故障，并使發(fā)電機組的占用面積大幅減小，體積更為縮小；中頻無刷交流發(fā)電機的轉子無繞組及整流元件，避免電氣故障；不用逆變器轉換供電，而由中頻無刷交流發(fā)電機直接向外供電，保證了高品質的供電。其結構緊湊、操作簡便、性能穩(wěn)定、供電品質高、使用壽命長，適用于各種復雜的地理環(huán)境和氣候溫度變化的各種野外工程作業(yè)。
文檔編號H02K1/22GK202798332SQ20122040581
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權日2012年8月16日
發(fā)明者周建軍, 申光銳, 周全發(fā) 申請人:襄陽航力機電技術發(fā)展有限公司