專利名稱：超能量電力發(fā)電機組裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力發(fā)電機提高發(fā)電能力裝置，特別是一種用小功率高轉速電動機帶動大功率低轉速發(fā)電機發(fā)電裝置。
背景技術：
電力資源是人類工農業(yè)生產，生活不可缺少的重要能源之一，電力資源可代替其它的能源，如煤炭、石油、天然氣、木柴等，同時也代表一個國家一個地區(qū)發(fā)達的數字，經濟發(fā)達地區(qū)用電量特別大，經濟欠發(fā)達地區(qū)用電量就少?，F有的發(fā)電機組原動力一般是用1.1-1.2KW驅動1KW的發(fā)電機發(fā)電，使用電動機作驅動動力時，發(fā)電機發(fā)出的電還低于電動機所需的電，所以目前全球都采用第二種能源，如內燃機、水力、火力、風力等做主動力驅動發(fā)電機發(fā)電，為了得到電力資源，每生產一度電，就消耗第二種能源1000W以上的功率，火力發(fā)電，內燃機發(fā)電的成本高，廢氣噪音還污染環(huán)境，水力發(fā)電風力發(fā)電受季節(jié)性限制，更重要的是上述能源數量有限，不能無限量地開發(fā)，都會取之而盡，用之會完的。二十多年的改革開放使我國的用電量增加了幾十倍，現在的電力資源缺口甚大，而能開發(fā)的電力資源會逐步減少，我國電力資源的缺口就更大了。
發(fā)明內容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保、節(jié)能、體積小、重量輕、使用方便的超能量電力發(fā)電機組裝置。
本發(fā)明的目的是通過如下方案實現的一種超能量電力發(fā)電機組裝置，包括主動力源、傳動機構、發(fā)電機，其特征在于所述的主動力源為電動機，所述的傳動機構為機械減速傳動裝置，包括與主動力源同軸固定的主動輪以及驅動發(fā)電機轉動的被動輪，被動輪直徑大于主動輪直徑。
所述的機械減速傳動裝置為一級減速或多級減速。
所述的一級減速傳動裝置中，被動輪與主動輪的直徑比值與主動力源和發(fā)電機的轉速比相等。
本發(fā)明比現有的發(fā)電機組的體積、重量都小很多，所以完全可以安裝在其它設備上先發(fā)電，然后再由電動機作動力驅動機械，這樣可充分地利用電能驅動車輛、火車、地鐵或輪船，更重要的是可代替內燃機，減少燃油的用量。由于驅動發(fā)電機發(fā)電的動力比發(fā)電機的功率小得多，所以完全可以采用電動機作發(fā)電機的驅動動力，因此稱為電力發(fā)電機組(電生電發(fā)電機組)；主動力的電能轉變?yōu)闄C械能以后，能量經過本結構已大幅度的提升，比原主動力電能提高數倍至數十倍，因此也可稱為超能量電力發(fā)電機組。本發(fā)明用1000W的動力驅動數千瓦至十幾千瓦的發(fā)電機發(fā)電，不再需要第二種能源驅動，所以人類需要多少電力就可增容多少電力。目前建一座大型發(fā)電站通常需3年以上的時間才能建成，建設周期長，建設費用昂貴，除必須的發(fā)電機組，還需建水壩、水渠、進廠公路等互助設施，而本發(fā)明是采用現有的電動機和低轉速的發(fā)電機組裝而成，出廠前已并裝調試好，所以用戶使用時只需10天至15天時間可安裝并網調試發(fā)電，大大縮短了建設周期，同時不需要長距線路聯網，可大大減少省與省之間、市與市之間長距離的線路損耗，完全可以一個城市一個城鎮(zhèn)為單位聯網，所以建設費用可降低80％，同時其動力來自本身的供電，節(jié)省了在成本中占最大比例的材料消耗費。本發(fā)明符合環(huán)保要求，在發(fā)電過程中不存在任何的廢氣或塵埃，噪音極低，可取代其它的大部份能源，減少煤汽、煤炭、木柴的使用量。
圖1為本發(fā)明的結構示意圖；圖2為圖1的側視圖；圖3為圖1的俯視圖；圖4是本發(fā)明主動力源的供電電源電路圖；圖5是本發(fā)明另一實施例的結構示意圖；圖6是圖5的俯視圖。
具體實施例方式
如圖1-圖4所示，本發(fā)明由主動力源1(采用直流無刷電動機)、主動輪2、固定架7、被動輪3、發(fā)電機4、發(fā)電機主軸6、發(fā)電機主軸聯接法蘭5、發(fā)電機輸出電源13、控制電路輸出電源14、電源啟動開關15、發(fā)電機電力輸出12等組成。
固定架7在結構上起到固定整機的機座作用，用于固定電動機1被動輪主軸及發(fā)電機4的作用，同時又是與地聯接的機座。
電動機1與發(fā)電機4之間的傳動機構為齒輪式機械減速傳動裝置，包括與電動機1同軸固定的主動輪2以及驅動發(fā)電機4轉動的被動輪3，主動輪2與被動輪3相互嚙合。電動機1轉動，動力由主動輪2輸出至被動輪3，被動輪由法蘭5與發(fā)電機主軸6聯接，驅動發(fā)電機4轉子轉動，切割磁力線產生電流。被動輪3與主動輪2的直徑比值與電動機1和發(fā)電機4的轉速比相等。
圖4為離網型發(fā)電機組主動力供電電源電路圖，初級為220V，次級為24V，全波整流后供蓄電池充電，兩節(jié)12V蓄電池串連組成24V電池組，蓄電池的作用主要為二個，其一是供發(fā)電機組啟動時的啟動電源，次之是穩(wěn)定電壓，保證電動機供電電壓，滿足電動機的轉速。
本發(fā)明的電源由發(fā)電機發(fā)出的電再供給電動機使用。啟動動力，聯網型發(fā)電機組由專用電源供電，離網型發(fā)電機組，小型發(fā)電機組可由蓄電池供電，大型發(fā)電機組可用汽油機啟動后再轉換本機發(fā)出的電供電。機械減速傳動裝置可為一級減速或多級減速，如聯網型發(fā)電機組具有足夠的安裝位置時，采用一級減速效果最理想；如城市公交車、小車、火車、輪船、地鐵車等，由于安裝位置小，所以采用多級減速，可降低安裝空間。不論大型小型發(fā)電機組的發(fā)電原理是一樣的，所以本結構可適用于所有的發(fā)電機組裝置。發(fā)電機主軸直接與被動齒輪主軸由法蘭連接，可降低機械傳動損耗。
本發(fā)明的工作原理如下蓄電池的電能由開關15接通，經控制電路輸出電源14輸入至電動機1，電能由直流電動機1轉化為2820轉/分鐘機械能后，由主動輪2輸出，主動輪2的齒輪與被動輪3的齒輪接合，聯動被動輪3轉動，被動輪3主軸由法蘭5與發(fā)電機4主軸6直接連接，驅動350轉/分鐘發(fā)電機4轉動，發(fā)電機4的轉子磁極切割發(fā)電機4定子線圈，產生220V電流再由發(fā)電機輸出電源13與控制電路電源輸入端16的變壓器相接，由電源變壓器降壓、整流，輸入蓄電池并穩(wěn)定電壓。主動輪2的大小與電動機1的轉子直徑相等，被動輪3的大小取決于電動機1的轉速與發(fā)電機4的轉速比×主動輪2直徑。發(fā)電機4的功率與電動機1的功率配比取決于發(fā)電機4的轉子半徑與被動輪3半徑之比，除于發(fā)電機4的額定功率，再減去系數。例如發(fā)電機4為1000W/350轉/分鐘，發(fā)電機4的轉子為110mm，直流無刷電動機1為2820轉/分鐘，電動機1轉子直徑為80mm。電動機1與發(fā)電機4的轉速比為2820∶350＝8∶1，被動輪3的直徑為640mm，發(fā)電機4轉子半徑與被動輪3半徑之比為55mm∶320mm＝1∶5.8，電動機1的理論值為172W，扣除能量轉換耗損10％，機械傳動耗損5％，但由于電動機1在滿負荷以上運轉時，電動機1容易發(fā)熱，過熱會燒壞電動機線圈，所以本樣機取260W。發(fā)電機4的額定輸出有效功率740W，頻率50Hz，電壓220V。
發(fā)電機的轉速取決于發(fā)電機轉子的磁極多少，當轉子為一個磁極時，每秒需要轉動50圈，每分鐘轉速為3000，而當轉子為25個磁極時每秒只需要轉動二圈，每分鐘的轉速為120轉。3000轉以上的電動機與120轉的發(fā)電機之比，具有相當大的轉速比空間。動力機械在傳動過程中提速或減速取決于主動輪與被動輪的比例。采用3000轉/分鐘的同步電機驅動120/分鐘的發(fā)電機時，電動機與發(fā)電機的轉速比為25∶1，被動輪的直徑比主動輪直徑大25倍，采用6000轉/分鐘的電動機做主動力時，6000∶120＝50∶1，被動輪直徑比主動輪直徑大50倍，由此可見，利用發(fā)電機及電動機的轉速比參數通過本結構提高主動力的功率潛力還相當大。
為了縮小被動輪的體積，可采用多級減速，將齒輪箱密封，用潤滑油潤滑齒輪時，主動力的轉速提到5000-8000轉/分鐘。如圖5-圖6所示，傳動機構采用的二級減速傳動裝置，包括主動輪2、第一被動輪10、第二主動輪8、第一被動輪主軸9、第二被動輪17、第二被動輪主軸11等。主動輪2與電動機1同軸固定，主動輪2與第一被動輪10嚙合，第二主動齒輪8與第一被動輪主軸9聯接，并與第二被動齒輪17嚙合，第二被動輪主軸11由法蘭5與發(fā)電機主軸6聯接，從而將電動機1的動力傳遞到發(fā)電機4，驅動發(fā)電機轉動。各級被動輪和主動輪的直徑比可根據電動機1和發(fā)電機4的轉速比確定。
權利要求
1.一種超能量電力發(fā)電機組裝置，包括主動力源(1)、傳動機構、發(fā)電機(4)，其特征在于所述的主動力源(1)為電動機，所述的傳動機構為機械減速傳動裝置，包括與主動力源(1)同軸固定的主動輪以及驅動發(fā)電機(4)轉動的被動輪，被動輪直徑大于主動輪直徑。
2.根據權利要求1所述的超能量電力發(fā)電機組裝置，其特征在于所述的機械減速傳動裝置為一級減速或多級減速。
3.根據權利要求2所述的超能量電力發(fā)電機組裝置，其特征在于所述的一級減速傳動裝置中，被動輪(3)與主動輪(2)的直徑比值與主動力源(1)和發(fā)電機(4)的轉速比相等。
4.根據權利要求1所述的超能量電力發(fā)電機組裝置，其特征在于所述的機械減速傳動裝置采用齒輪傳動的方式。
5.根據權利要求1所述的超能量電力發(fā)電機組裝置，其特征在于所述的發(fā)電機(4)主軸通過法蘭(5)直接與被動輪(3)連接。
6.根據權利要求1所述的超能量電力發(fā)電機組裝置，其特征在于所述的主動力源(1)的供電源為蓄電池。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超能量電力發(fā)電機組裝置，包括主動力源、傳動機構、發(fā)電機，其特征在于所述的主動力源為電動機，所述的傳動機構為機械減速傳動裝置，包括與主動力源同軸固定的主動輪以及驅動發(fā)電機轉動的被動輪，被動輪直徑大于主動輪直徑。所述的機械減速傳動裝置為一級減速或多級減速。本發(fā)明比現有的發(fā)電機組的體積、重量都小很多，所以完全可以安裝在其它設備上先發(fā)電，然后再由電動機作動力驅動機械，這樣可充分地利用電能驅動車輛、火車、地鐵或輪船，代替內燃機，減少燃油的用量，不再需要第二種能源驅動，成本低，符合環(huán)保要求。
文檔編號H02K53/00GK1588769SQ20041005146
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月10日 優(yōu)先權日2004年9月10日
發(fā)明者麥世興 申請人:麥世興