變頻燃油發電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種發電機裝置，特別涉及一種用斜置式單缸汽油機驅動的便攜式、小功率變頻燃油發電機。
【背景技術】
[0002]用柴油機或汽油機驅動的便攜式、小功率發電機，是一種小型化可移動的能源動力供電裝置，通常是為電力缺乏或無電力供應的場合、場所提供小容量電力，作為一種小型供電設備，它已有很長的發展階段。隨著科技進步及數碼技術在各領域的應用拓展，推陳出新，近十余年發展了一種用柴油機、汽油機或其它內燃動力驅動的便攜式、小功率變頻發電機，以提升內燃動力的驅動能力和發電機組的結構緊湊性，以及總體提升電力轉換效率，降低燃油消耗。作為科技進步和技術革新的一個初期成果，用內燃動力驅動的便攜式小功率變頻發電機，在總體布置，也包括動力傳動布置、構型、減振、系統冷卻、降噪和減少有害氣體排放等基本要素方面，存在諸多技術革新空間，這也是該類新型產品不斷改進和發展的具體方向。
【發明內容】
[0003]本發明所展現的，是一種緊湊結構、開式框架構型、用斜置式單缸汽油機驅動、機組功率得到強化的便攜式小功率變頻發電機組，及其結構布置方案。優特點體現在結構緊湊、單位體積功率大、通風散熱鏈獨特、機組震動小、噪聲低，且結構穩定性好等方面。
[0004]本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題:
[0005]主要構成部份，包括:一個外框架、一臺斜置式單缸小功率汽油機、一臺由永磁外轉子和繞組定子組成的永磁高頻電機、一個渦型電機外殼、一個電機后蓋、一套帶電流逆變功能的電力控制盒總成、一套用于連接電力控制盒和電機后蓋的電機導風管組件(帶軟連接喉管)、一個用于機組減振的減震架總成、一個立式筒型消聲器總成和一個燃油箱總成。其中，永磁高頻電機由永磁外轉子、繞組定子和冷卻風扇三個功能件組成；電力控制盒總成由控制盒后殼、電流逆變器、電力控制面板分總成和逆變器罩蓋四部份組成；汽油機配裝新型的盒式慣性空濾器(專利申請號:2014106192880)，和筒形內吸音式諧振消聲器(專利申請號:2014106549173)。
[0006]動力傳動布置方式是:單動力、單電機同軸單懸臂布設。汽油機的動力輸出軸端殼與渦型電機外殼的殼背緊固連接。在電機外殼內，定子的徑向圓面與動力輸出軸同圓心，安裝在外殼的殼腹板內側，外轉子是剛性同軸連接在動力輸出軸上，冷卻風扇安裝在外轉子殼腹板外側面上。即，汽油機與永磁電機是軸向一線式組裝，組成發電機組的動力機芯總成。動力傳遞是以同軸傳動的方式，通過汽油機動力輸出軸將動力傳遞給永磁電機。
[0007]基本構型布局是:①.動力機芯總成置于外框架內，由減震架總成將機芯總成連在外框架底板上，立式筒型消聲器單支點安裝在機芯總成的汽油機排氣口上，處在電機軸側面、及外框架后部的位置?’②.機芯總成另一軸側的外框架前面安裝電力控制盒總成，一個帶軟連接喉管的導風管組件，將控制盒從其一個側端與電機后蓋的進風口連接電力控制盒裝在框架前面，其蓋板部份是由并排安裝的電力控制面板總成和逆變器罩蓋組成，其中，逆變器罩蓋壓住面板一個卷起90°角的相鄰側邊；④.燃油箱布置在外框架的上部。
[0008]冷卻系統總體布設是:兩個風扇分別驅動相對獨立的兩個分部冷卻系統，一個是動力風扇驅動的汽油機強制風冷系統，從屬汽油機總成，在此不再贅述；另一個是由電機風扇驅動的，冷卻電力部份的強制冷卻系統。
[0009]關于冷卻電力部份的強制冷卻系統，其工作機理是這樣的:電機風扇工作時，從控制盒上設有的進風口吸入冷空氣，氣體流動先帶走控制盒內變頻器和電力元件上的熱量，使盒內的溫升穩定在正常范圍。隨后進入渦型電機外殼的空氣隨電機風扇的風葉驅動，流速增加，在氣體流動及流體壓差作用下冷卻電機定、轉子，然后分兩路排出電機渦殼室，一路從渦殼底部的輔助出風孔排出，吹向汽油機的油底殼部位散熱；另一路從電機渦殼主出風口排出，主出風口設在汽油機箱體和消聲器之間，排出的氣流和汽油機強制風冷系統排出的氣流匯集后，從兩者之間的隔空區吹向消聲器側邊散熱，分隔和減少消聲器熱量向汽油機箱體傳遞，另外，氣流匯集后的定向流動也帶動油箱和汽油機箱體之間的氣體流動，帶走機組上部區域的熱量。
[0010]機組減振和降噪布設:機組減振系統主要由減震架、外框架底板上的減震塊，及底部減震墊組成，采用的是震動彈性緩沖和振能吸收式減振機理。機組降噪主要是通過配裝汽油機盒式慣性空濾器和內吸音式諧振消聲器實現，其相關機理已在相關的發明申請中闡述(申請號2014106192880和2014106549173)，本說明書不再贅述。
[0011]以下具體闡述本發明的結構特征，及其作用功能和優點:
[0012]第一方面的結構特征是:變頻器置于控制盒內一端的中間位置，略微后傾式安裝，變頻器上的整體散熱片與控制盒殼板夾成一個后部的散熱氣流通腔，變頻器前部、安裝電子元件的一側，與變頻器蓋板夾成一個前部的散熱氣流通腔。控制盒另一端是控制面板布設區；
[0013]第二方面的結構特征是:在變頻器蓋板的外側沿邊，正對變頻器安裝范圍以外的部位，排列有帶沉落型防水口的一圈氣流進氣口 ；
[0014]第三方面的結構特征是:電力控制面板板體的一個垂向側邊是90°卷起，面板卷起邊可被變頻器蓋板邊側的一道內槽壓住，板體和蓋板共同組成電力控制盒可拆卸的前板面；
[0015]第四方面的結構特征是:電力控制盒殼體的下沿邊部位設有一道深孔排列的進氣與排水內通道，出口是內對機組的動力機芯總成；
[0016]第五方面的結構特征是:電力控制盒殼體上，組成后部散熱氣流通腔的殼板部位排列一道沉落型防水的氣流進氣口；
[0017]第六方面的結構特征是:變頻器安裝后，其下部側邊與電力控制盒殼體下沿邊，及變頻器蓋板下部，夾成一個兼具阻水功能的布線槽型腔。
[0018]所述第一至第六結構特征，①，在電機風扇吸力驅動下，冷空氣是從變頻器蓋板的防水型進氣通孔和控制盒殼體下沿的進氣通道進入控制盒殼體內，先從殼腔前部的散熱氣流通腔掃過，給變頻器上的電子元件表面散熱，然后回轉到殼腔后部的散熱氣流通腔，帶走變頻器散熱片熱量，氣流回轉同時也帶動電力控制面板部位腔室的氣體流動，給面板上電力元件散熱。另外，氣體在殼腔后部散熱氣流通腔的流動，會從殼體后部的一道進氣口吸入空氣，不僅補充電機的散熱氣流總流量，同時也帶走機組動力機芯一側的部份熱量，面板上一個90°卷起的側邊槽壓結構、蓋板進氣孔和殼體進氣孔的防水設計均可阻擋一部份雨水進入控制盒。又，進氣孔的位置是設在變頻器安裝范圍以外的部位，少量進入控制盒室的雨水，即不容易直接濺到電子元件上，也可以從盒腔下部的布線槽型腔匯集后，從一道深孔排列的進氣和出水內通道排出。再有，電力控制盒是下進線口進線。因此，電力控制盒總成的防水性能可達到IP23M要求。③，殼體、側邊和蓋板夾成的一個布線槽型腔不僅兼具阻水功能，還有對電力導線的束線功能，可歸束電力控制盒內的導線。④，變頻器在控制盒殼體內的略微后傾式正面安裝，及可拆卸的電力控制盒前板面，不僅使變頻發電機的變頻器安裝維護方便，也使電力導線接插方便。
[0019]第七方面的結構特征是:以渦流型腔的電機外殼為基礎，在主出風口部位的上部設有夾空的隔層結構，且內隔層出風口的一側邊是斜口下延伸結構。另，在主出風口旁的電機渦殼腹板底部設有輔助出風口。發電機組工作時，①，主出口部位的夾空隔層，可阻隔消聲器熱量對電機的熱傳導和輻射；②，內隔層的出風口是斜口下延伸結構，可防止一定斜度的雨水從主出風口直接進入電機的轉子工作殼腔，主出風口排出的氣流和汽油機強制風冷系統排出的氣流匯集后，吹向消聲器側邊散熱，可分隔和減少消聲器熱量向汽油機箱體傳遞；④，從輔助出風口排出氣流，吹向汽油機油底殼部位，不僅有助于汽油機箱體降溫，也可以改善機組底部區域的通風散熱條件。
[0020]第八方面的結構特征是:安裝動力機芯總成的減震架，是4條板沖壓件搭焊而成的“井”字形薄板焊件，不是整體鋼板沖壓件或型鋼焊接件。這種條板沖壓搭焊件結構穩定，振奮緩沖性好，作用機理類同于汽車底盤上的懸掛板簧，在與機組減震塊和減振膠墊組合，可以充分利用板件之間相互的輕度錯位摩擦、碰撞和板條柔性吸收機組震動能量。
[0021]第九方面的結構特征是:使用帶撐板法蘭的筒形消聲器，單支點立式安裝，筒體與汽油機箱體之間的空間為主出風口通道。這類消聲器不僅熱輻射面積小、導風面弧型好，占用空間小，而且消聲器僅與汽油機缸頭單支點連接，立式安裝連接后，消聲器成為汽油機缸頭振動體單元的一個組成部份，加之連接懸譬短，連接結構相對穩定，安裝方便。
[0022]第十方面的結構特征是:在控制盒一端，與電機后蓋的進風口之間設有一根軟連接水平喉管。用于協調和緩沖機組機芯(振動體)和控制盒(非振動體)之間的振動分隔與連接過渡，阻斷機組機芯工作振動對機組其它非振動體傳遞剛性振動能量。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明實施例的機組軸側外觀視圖。其中，圖1-1為前軸側視圖；圖1-2為后軸側視圖。
[0024]圖2為本發明實施例的主要構件分解視圖。右下角框內所示為電力控制盒件10的分解視圖。
[0025]圖3為本發明實施例的基本構型布局圖。圖示為拆去燃油箱后的上平面俯視圖。
[0026]圖4為本發明實施例的動力傳動布置圖。圖示是沿動力軸的軸線剖開的正垂面剖視圖。
[0027]圖5為本發明實施例的變頻器安裝與機組減振件布設示意圖。圖示是沿汽油機氣缸軸線剖開的機組右面視圖。
[0028]圖6為本發明實施例的電力部份冷卻系統構件的進、出風口示意圖。圖中示意控制盒后殼和變頻器罩蓋兩個構件上的進出風口形狀和布設位置。
[0029]圖7為本發明實施例的電力部份冷卻系統構件的進、出風口示意圖。圖示為渦型電機外殼的正、反面兩個軸側視圖，示意主排風口、輔排風口和夾空隔腔層的布設。
[0030]圖8、圖9為本發明實施例的電力部份強制冷卻系統示意圖。
[0031]其中:圖8-1是從右軸側方向示意的冷卻空氣進風、排風與氣流方向。
[0032]圖8-2是從拆去燃油箱后的上平面俯視方向示意的冷卻空氣進風、排風與氣流方向。
[0033]圖8-3是示意電機風扇驅動下，冷卻空氣在渦型電機外殼內的流動方向。
[0034]圖9-1是從后視方向示意出風口位置和冷卻空氣排風方向。
[0035]圖9-2是從仰視