(57)【要約】  希土類永久磁石コアレス発電機ユニット（１００）は、フレーム（１０１）、エンジン（１０２）、発電機（１０３）、インバータ（１０４）および電源装置（１０５）を含む。発電機は、エンジン（１０２）に固定される発電機ベースプレート（２）と；発電機ベースプレート（２）に固定される発電機ケース（４）と；発電機ケース（４）に固定され、ディスク巻線（１５）およびディスク巻線（１５）を覆い、高分子ポリマーで形成される固定ケース（１６）を含むステータ（９）と；平キー（２１）により出力軸（２２）に固定され、ステータ（９）および発電機ベースプレート（２）の間に位置して、吸気チャンバー（２４）および排気チャンバー（２５）に限定し、出力軸（２２）に近い位置に吸気チャンバー（２４）および排気チャンバー（２５）を接続する第１通気口（１８１）が設けられる第１磁気遮断プレート（１７１）と；平キー（２１）により出力軸（２２）に固定され、ステータ（９）の第１磁気遮断プレート（１７１）から離れた一側に位置する第２磁気遮断プレート（１７２）と；永久磁石体プレスブロックにより第１磁気遮断プレート（１７１）および第２磁気遮断プレート（１７２）に固定され、ステータ（９）と互いに対応する複数の希土類永久磁石（１１）とを含む。上記希土類永久磁石コアレス発電機ユニットの発熱は比較的小さく、電気エネルギーの出力効率は比較的高い。
2014511098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと；
該フレームに固定され、出力軸を含むエンジンと；
発電機と；
該フレームに固定され、該負荷ユニットと電気的に接続するインバータと；
該フレームに固定され、該インバータと電気的に接続する電源装置と；
を含む希土類永久磁石コアレス発電機ユニットであって、該発電機が、
該エンジンに固定される発電機ベースプレートと；
該発電機ベースプレートに固定される発電機ケースと；
該発電機ケースに固定され、ディスク巻線および該ディスク巻線を覆い、高分子ポリマーで形成される固定ケースを含むステータと；
平キーにより該出力軸に固定され、該ステータおよび該発電機ベースプレートの間に位置して、吸気チャンバーおよび排気チャンバーに限定し、該出力軸に近い位置に該吸気チャンバーおよび該排気チャンバーを接続する第１通気口が設けられる第１磁気遮断プレートと；
平キーにより該出力軸に固定され、該ステータの該第１磁気遮断プレートから離れた一側に位置する第２磁気遮断プレートと；
永久磁石体プレスブロックにより該第１磁気遮断プレートおよび該第２磁気遮断プレートに固定され、該ステータと互いに対応する複数の希土類永久磁石と；
該第１磁気遮断プレートの該発電機ベースプレートに近い一側に固定されるリブ状片と；
該第２磁気遮断プレートの該永久磁石体プレスブロックから離れた一側に固定される放熱ファンと；
該発電機ケースに固定されるカウルと；
を含むことを特徴とする、希土類永久磁石コアレス発電機ユニット。
【請求項２】
該エンジンがディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、ガスタービン、水圧機関または風力タービンであることを特徴とする、請求項１に記載の希土類永久磁石コアレス発電機ユニット。
【請求項３】
該第２磁気遮断プレートの該出力軸に近い位置に、第２通気口を設けることを特徴とする、請求項１に記載の希土類永久磁石コアレス発電機ユニット。
【請求項４】
該ディスク巻線が径方向および周方向に交差して巻きつける銅線を含むことを特徴とする、請求項１に記載の希土類永久磁石コアレス発電機ユニット。
【請求項５】
該第１磁気遮断プレートおよび該第２磁気遮断プレートの形状が、凹凸型の円形プレートであることを特徴とする、請求項１に記載の希土類永久磁石コアレス発電機ユニット。
【請求項６】
各希土類永久磁石の断面形状が台形であり、該複数の希土類永久磁石が、該第１磁気遮断プレートおよび該第２磁気遮断プレートに対称に分布することを特徴とする、請求項１に記載の希土類永久磁石コアレス発電機ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジン駆動型発電機ユニットに関し、特に希土類永久磁石コアレス発電機ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
既存技術のエンジン駆動型発電機ユニットにおいて、発電機のステータおよびエンジンのクランク軸を同軸に取り付け、発電機のステータを直接エンジンの筐体または側面カバーなどの部材に組み立てる。シェル構造のアウターロータを、エンジンのクランク軸の動力出力端に組み立て、そのシェルの開口方向はエンジンおよび発電機のステータに向いている。アウターロータのハウジングの背面部に冷却ファンを取り付け、発電機のステータ、ロータおよびその他の部材を冷却する。この種の発電機の発電機ステータは、エンジンおよび発電機のロータハウジングの間に位置するため、できる限りエンジンとの間に断熱空間を残しているが、発電機が稼働して生成される熱量は、やはり発電機ステータに輻射されることがある。発電機の電気エネルギーの出力効率が低下し、発電機の出力ケーブルは熱により劣化しやすいため、発電機ステータのメンテナンスが複雑であるなどの技術的問題が引き起こされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これに基づき、発熱が比較的小さく、発電機の電気エネルギーの出力効率が比較的高い発電機ユニットを提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
希土類永久磁石コアレス発電機ユニットは、
フレームと；
該フレームに固定され、出力軸を含むエンジンと；
発電機と；
該フレームに固定され、該負荷ユニットと電気的に接続するインバータと；
該フレームに固定され、該インバータと電気的に接続する電源装置とを含み、該発電機は、
該エンジンに固定される発電機ベースプレートと；
該発電機ベースプレートに固定される発電機ケースと；
該発電機ケースに固定され、ディスク巻線および該ディスク巻線を覆い、高分子ポリマーで形成される固定ケースを含むステータと；
平キーにより該出力軸に固定され、該ステータおよび該発電機ベースプレートの間に位置して、吸気チャンバーおよび排気チャンバーに限定し、該出力軸に近い位置に該吸気チャンバーおよび該排気チャンバーを接続する第１通気口が設けられる第１磁気遮断プレートと；
平キーにより該出力軸に固定され、該ステータの該第１磁気遮断プレートから離れた一側に位置する第２磁気遮断プレートと；
永久磁石体プレスブロックにより、該第１磁気遮断プレートおよび該第２磁気遮断プレートに固定され、該ステータと互いに対応する複数の希土類永久磁石と；
該第１磁気遮断プレートの該発電機ベースプレートに近い一側に固定されるリブ状片と；
該第２磁気遮断プレートの該永久磁石体プレスブロックから離れた一側に固定される放熱ファンと；
該発電機ケースに固定されるカウルとを含む。
【０００５】
好ましい実施例において、該エンジンはディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、ガスタービン、水圧機関または風力タービンである。
【０００６】
好ましい実施例において、該第２磁気遮断プレートの該出力軸に近い位置に第２通気口を設ける。
【０００７】
好ましい実施例において、該ディスク巻線は径方向および周方向に交差して巻き付ける銅線を含む。
【０００８】
好ましい実施例において、該第１磁気遮断プレートおよび第２磁気遮断プレートの形状は凹凸型の円形プレートである。
【０００９】
好ましい実施例において、各希土類永久磁石の断面形状は台形であり、該複数の希土類永久磁石は該第１磁気遮断プレートおよび該第２磁気遮断プレートに対称に分布する。
【発明の効果】
【００１０】
上記希土類永久磁石コアレス発電機ユニットのエンジンが出力軸を駆動して回転させると、リブ状片は発電機内の気流をかき回すことができ、径方向で圧力差を生じさせることにより、空気が吸気チャンバーから第１通気口を通過して排気チャンバーまで流動する。ステータから生成される部分的な熱量は排気チャンバーで放熱され、同時に空気の流動により、熱量の外壁との伝達がさらに十分になり、発電機の稼働温度を低下させ、エンジンの出力効率を向上させる機能を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
附図に示す本発明の好ましい実施例のさらに具体的な説明により、本発明の上記およびその他の目的、特徴および優位性をより明らかにする。すべての附図において、同じ記号は同じ部分を示す。実際のサイズなどの比率に応じずに拡大縮小し、附図を制作しているが、重点は本発明の主旨を示すことである。
【００１２】
【図１】図１は、実施例における希土類永久磁石コアレス発電機ユニットの立体組立概要図である。
【図２】図２は、図１に示すエンジンおよび発電機の断面概要図である。
【図３】図３は、図２の第１磁気遮断プレートおよび希土類永久磁石の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の上記目的、特徴および利点をより明らかにしてわかりやすくするため、以下に附図を組み合わせて、発明を実施するための形態について詳細に説明する。以下の記載に、本発明を十分理解できるように、具体的な細部を詳しく述べている。しかし、本発明は本記載と異なるその他の多くの方式で実施することができ、当業者は本発明に包含されるものから反しない状況において、類似の拡張を行うことができる。したがって、本発明は以下に開示する具体的実施の制限を受けない。
【００１４】
次に、本発明は概要図を利用して詳細な記載を行うが、本発明の実施例を詳しく述べるとき、説明しやすくするため、部品構造の断面図の表示は同じ比率ではなく、部分的に拡大しており、なおかつ前記概要図は実例に過ぎず、これにより本発明の保護範囲を制限するべきではない。このほか、実際の製造においては、長さ、幅および奥行きの３次元空間の寸法を包含するべきである。
【実施例】
【００１５】
図１を参照されたい。実施例の希土類永久磁石コアレス発電機ユニット１００は、フレーム１０１、エンジン１０２、発電機１０３、インバータ１０４、電源装置１０５、ハンドル１０６、防振クッション１０７およびカバーパネル１０８を含む。
【００１６】
フレーム１０１は金属管を彎曲させて形成する。エンジン１０２は、防振クッション１０７およびボルトによりフレーム１０１に固定される。本実施例において、エンジン１０２はディーゼルエンジンである。エンジン１０２はガソリンエンジン、ガスタービン、水圧機関または風力タービンでもよいことを理解することができる。発電機１０３はボルトによりエンジン１０２に固定される。
【００１７】
インバータ１０４および電源装置１０５は、ボルトによりフレーム１０１に固定され、さらに導線（図示せず）を通して発電機１０３と電気的に接続し、電流の安定出力に用いられる。
【００１８】
ハンドル１０６はフレーム１０１に回転可能に設置され、全体を運搬するのに役立つ。カバーパネル１０８はフレーム１０１の頂部に設置され、その下側のエンジン１０２などの要素を覆う。
【００１９】
図２を参照されたい。図２はエンジン１０２および発電機１０３の断面概要図である。エンジン１０２は、カバー１およびカバー１から突き出る回転可能な出力軸２２を含む。
【００２０】
発電機１０３は、発電機ベースプレート２、ねじ３、発電機ケース４、ねじ５、ねじ６、カウル７、ねじ８、ステータ９、永久磁石片プレスブロック１０、複数の希土類永久磁石１１、ねじ１２、リブ状片１３、放熱ファン１４、ディスク巻線１５、固定ケース１６、第１磁気遮断プレート１７１、第２磁気遮断プレート１７２、パッキン押え１９、ねじ２０、平キー２１、ディーゼルエンジン出力軸２２およびスペーサー２３を含む。
【００２１】
発電機ベースプレート２は、ねじ３によりエンジン１０２のカバー１に固定される。
【００２２】
発電機ケース４はおおよそ環状管であり、ねじ６により発電機ベースプレート２に固定され、さらにステータ９がその内部に固定される。
【００２３】
カウル７はねじ８により発電機ケース４に固定され、ロータおよびステータを収容する１つの空間を形成する。
【００２４】
ステータ９は、その軸を通過するいずれの断面もおおよそ「Ｉ」字型であり、ディスク巻線１５および該ディスク巻線１５を覆い、高分子ポリマーで形成される固定ケース１６を含む。固定ケース１６の作用は、巻きつけたディスク巻線１５を、良好な熱伝導性能、強度を有する高分子ポリマー材料で固定することにより、安定したディスク型ステータ構造を形成することである。ディスク巻線１５は導線を通してインバータ１０４と互いにつながる。ディスク巻線１５に径方向および周方向に交差して巻きつける銅線を採用して、径方向の銅線に軸方向の垂直な磁力線を効果的に切断させる。
【００２５】
第１磁気遮断プレート１７１は透磁材料を採用して作製され、その形状は凹凸型の円形プレートである。第１磁気遮断プレート１７１は平キー２１により出力軸２２に固定され、ステータ９および発電機ベースプレート２の間に位置する。第１磁気遮断プレート１７１は、ステータ９および発電機ベースプレート２の間の空間を、ステータ９に近い吸気チャンバー２４、および発電機ベースプレート２に近い排気チャンバー２５に限定する。第１磁気遮断プレート１７１の出力軸２２に近い位置に、該吸気チャンバー２４および該排気チャンバー２５を接続する第１通気口１８１を設ける。
【００２６】
リブ状片１３は、ねじにより第１磁気遮断プレート１７１の発電機ベースプレート２に近い一側に固定され、すなわち排気チャンバー２５内に位置する。リブ状片１３は、金属または非金属材料で作製される一定面積を有するファン構造である。リブ状片１３の作用は発電機１０３内の気流をかき回すことであり、径方向で圧力差を生じさせることにより、空気が吸気チャンバー２４から第１通気口１８１を通過して排気チャンバー２５まで流動する。ステータ９から生成される熱量の一部分は排気チャンバー２５で放熱され、同時に空気の流動により、熱量の外壁との伝達がさらに十分になり、発電機１０３の稼働温度を低下させ、エンジンの出力効率を向上させる機能を示す。
【００２７】
第２磁気遮断プレート１７２の構造は第１磁気遮断プレート１７１と比較的似ており、これは平キー２１、スペーサー２３、パッキン押え１９およびねじ２０により出力軸２２に固定され、さらにステータ９の第１磁気遮断プレート１７１から離れた一側に位置する。第２磁気遮断プレート１７２の出力軸２２に近い位置に、第２通気口１８２を設ける。
【００２８】
放熱ファン１４は、ねじ１２により第２磁気遮断プレート１７２の永久磁石体プレスブロック１０から離れた一側に固定され、作用はリブ状片１３と似ている。
【００２９】
複数の希土類永久磁石１１は、永久磁石片プレスブロック１０およびねじ５により、第１磁気遮断プレート１７１および第２磁気遮断プレート１７２に固定され、さらにステータ９と互いに対応する。永久磁石片プレスブロック１０は、非透磁材料で作製される。図３を参照されたい。各希土類永久磁石１１の断面形状は台形である。複数の希土類永久磁石１１は、第１磁気遮断プレート１７１および第２磁気遮断プレート１７２に対称に分布し、さらに隣接する磁石の極性は反対であり、磁力線をより集中させる。希土類永久磁石１１は希土類金属および遷移金属で形成される合金を、一定の工程により製造した永久磁石材料であり、例えばネオジム鉄ボロン（ＮｄＦｅＢ）永久磁石材料である。
【００３０】
使用するとき、エンジン１０２が出力軸２２を駆動して回転させ、それにより希土類永久磁石１１は第１磁気遮断プレート１７１および第２磁気遮断プレート１７２について一緒に回転する。ステータ９内のディスク巻線１５が磁場で磁力線の運動を切断し、さらには誘導起電力が生成される。ディスク巻線１５で生成される電流を導線からインバータ１０４に伝達し、適当な変換が行われ、最後に電源装置１０５に入り、後に使用される。
【００３１】
上記希土類永久磁石コアレス発電機ユニットは、以下の利点を有する。
１）発電機およびエンジンは緊密に強固に接続し、省スペースである。
２）希土類永久磁石および第１、２磁気遮断プレートの接続が確かである。
３）組み立て工程が簡単である。
４）エアギャップが小さく、磁気エネルギーの利用率が向上した。
５）ステータがディスク型コイル巻線で構成され、コアレスであり、発熱が比較的小さい。
６）発電機の効率が高い。
７）出力トルクが大きい。
８）コギングがなく、回転速度が安定している。
９）発電機の放熱効果が優れている。
【００３２】
以上記載した実施例は、本発明の数種の実施方式を表したにすぎない。その記載は比較的具体的で詳細であるが、これにより本発明の特許範囲を制限すると理解することはできない。指摘すべきこととして、当業者は本発明の構想から逸脱しない前提の下、いくつかの変形および改善を行うこともできるが、これらはすべて本発明の保護範囲に属する。したがって、本発明の特許の保護範囲は、添付する特許請求の範囲を基準とするべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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