專利名稱：稀土兩相發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及永磁發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，特別是一種采用稀土制造發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的兩相發(fā)電機(jī)技術(shù)背景現(xiàn)有的單相交流發(fā)電機(jī)，無論是有刷的或是無刷的，大多需要配備電勵(lì)磁繞組。電勵(lì)磁繞組的工作大約需要消耗總動(dòng)力的10-15％，造成發(fā)電機(jī)的效率不高和能源的浪費(fèi)，而且輸出的電壓會(huì)受到發(fā)電機(jī)本身勵(lì)磁的干擾影響，產(chǎn)生畸變，波形并非完整的交流正弦波，對(duì)用電設(shè)備，特別是電子設(shè)備非常有害。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種無需電勵(lì)磁繞組，從而能節(jié)約動(dòng)力，保證輸出波形完整的稀土兩相發(fā)電機(jī)。
本實(shí)用新型的稀土兩相發(fā)電機(jī)，采用的技術(shù)方案是由一定子和轉(zhuǎn)子組成，其特征在于定子包括四個(gè)向中心突出，均勻分布的齒，各齒之間的夾角為九十度，齒上繞以兩相集中繞組，其中相對(duì)的齒為同相，相鄰的齒為異相，各集中繞組由相互隔離的主發(fā)電繞組和副發(fā)電繞組組成，其中主發(fā)電繞組靠近齒的內(nèi)側(cè)，副發(fā)電繞組繞在主發(fā)電繞組的外側(cè)；定子外圓周的各齒的中心處開有一條槽，槽內(nèi)嵌設(shè)調(diào)磁線圈，從而組成兩組調(diào)磁繞組，槽口用一定厚度的鐵磁材料制成的槽楔完全封閉；轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸安裝于定子的中心處，轉(zhuǎn)子有兩個(gè)相對(duì)的V型片組成相對(duì)的兩個(gè)磁極，中間方塊片組成軸支承和磁通路，四組方形稀土磁體分別夾設(shè)在V型片和方塊片之間。
上述的V型片和中間方塊片都由硅鋼片沖制而成，并在軸向被分成數(shù)段，各段之間由非磁隔板隔開，兩頭端面各設(shè)置一塊非磁端板，用鉚釘鉚接成整體，各組稀土磁體被分成數(shù)段，夾在相應(yīng)的各段V型片和方塊片之間。
上述的稀土兩相發(fā)電機(jī)，還包括一自動(dòng)調(diào)壓調(diào)流系統(tǒng)，其中副發(fā)電繞組的繞組HDI經(jīng)橋式整流D1-D4提供本系統(tǒng)所需的電源，繞組HDII經(jīng)橋式整流D9-D12提供給調(diào)磁繞組KOI和KOII的電源，三端穩(wěn)壓器IC1的第一腳與橋式整流D1-D4的一端相連，第二腳與橋式整流D1-D4的另一端相連，第三腳與雙運(yùn)算放大器IC2的第八腳相連，雙運(yùn)算放大器IC2的第一腳通過三極管T1、T2與調(diào)磁繞組KOI相連，第六腳與電焊回路的電流取樣互感器TA相連，第七腳通過三極管T3、T4、T5與調(diào)磁繞組KOII相連。
上述的橋式整流D1-D4兩端串聯(lián)電阻R2、可變電阻W1、電阻R3。
上述的稀土兩相發(fā)電機(jī)，其特征在于電流取樣互感器TA和運(yùn)算放大器IC2的第六腳之間串接電阻R12。
與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，本實(shí)用新型采用廉價(jià)的片狀稀土磁體拼塊組裝轉(zhuǎn)子，工藝簡(jiǎn)單方便，在切線方向和周向方向都可以很方便地實(shí)現(xiàn)聚磁。轉(zhuǎn)子和定子齒結(jié)構(gòu)的配合，完全消除了交軸電樞反應(yīng)，無氣隙磁場(chǎng)波形畸變，發(fā)電機(jī)輸出的是一個(gè)完全的單相交流正弦波。另外，由于定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性，與普通有刷和無刷發(fā)電機(jī)相比，工裝模具比較多，基本上可實(shí)現(xiàn)各工序并聯(lián)作業(yè)，達(dá)到發(fā)電機(jī)生產(chǎn)積木化。所用的稀土永磁材料為價(jià)廉的方塊片狀體，無需勵(lì)磁繞組，無電容器，又可縮小體積和硅片、銅線等的材料用量，總的成本可與電勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)持平。而且由于無需勵(lì)磁，又沒有轉(zhuǎn)子銅損、鐵損，不僅效率高，還大量節(jié)省了能源。本發(fā)電機(jī)可很方便地通過外部轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)變成電焊或發(fā)電方式，或多種交流和直流電壓輸出。
以下將結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)和特征。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖2為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的主視圖。
圖3為圖2所示轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖4為本實(shí)用新型在發(fā)電機(jī)工作方式和電焊機(jī)工作方式下自動(dòng)調(diào)壓調(diào)流系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施方式
圖1為本實(shí)用新型的稀土兩相發(fā)電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)剖視圖。發(fā)電機(jī)主要由定子1和轉(zhuǎn)子2組成。定子1包括四個(gè)向中心突出，均勻分布的齒5，各齒5之間的夾角為九十度。齒5上繞以兩相集中繞組，其中相對(duì)的齒為同相，相鄰的齒為異相。各集中繞組由相互隔離的主發(fā)電繞組6和副發(fā)電繞組8組成，其中主發(fā)電繞組6靠近齒5的內(nèi)側(cè)，副發(fā)電繞組8繞在主發(fā)電繞組6的外側(cè)。當(dāng)轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每相繞組產(chǎn)生正弦電勢(shì)，兩相線電壓是相電壓的 倍。
定子1外圓周的各齒5的中心處開有一條槽7，槽內(nèi)嵌設(shè)調(diào)磁線圈，從而組成兩組調(diào)磁繞組9。槽口用一定厚度的鐵磁材料制成的槽楔10完全封閉。調(diào)磁線圈通以直流電，并使同一槽內(nèi)的電流方向一致。調(diào)磁線圈的作用是，當(dāng)定子的磁軛中有直流磁場(chǎng)時(shí)，鐵芯軛部的動(dòng)態(tài)磁導(dǎo)率降低，進(jìn)入定子的磁通量受到調(diào)整，發(fā)電繞組的端電壓得以控制。
轉(zhuǎn)子2由轉(zhuǎn)軸4安裝于定子1的中心處。如圖2、3所示，轉(zhuǎn)子2有兩個(gè)相對(duì)的V型片21組成相對(duì)的兩個(gè)磁極，中間方塊片22組成軸支承和磁通路。V型片21和中間方塊片22都由硅鋼片沖制而成，并在軸向被分成數(shù)段，本實(shí)施例中被分成三段。各段之間由非磁隔板26隔開，兩頭端面各設(shè)置一塊非磁端板24，用鉚釘25鉚接成整體。四組稀土磁體23，每組也被分成三段，分別夾在每段V型片21和方塊片22之間，并用環(huán)氧膠黏結(jié)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)子2在定子1內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主發(fā)電繞組6和副發(fā)電繞組8中就產(chǎn)生了電流，其中主發(fā)電繞組6所產(chǎn)生的電流供輸出，而副發(fā)電繞組8產(chǎn)生的電流供給自動(dòng)調(diào)壓調(diào)流系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的發(fā)電機(jī)可以通過相繞組的串并聯(lián)改變發(fā)電機(jī)的工作方式和輸出電壓。例如可以由發(fā)電輸出狀態(tài)切換成電焊輸出狀態(tài)，亦可兼有兩種狀態(tài)同時(shí)輸出，并可引出多種輸出電壓(包括直流)。
圖4為以發(fā)電機(jī)工作方式和焊接發(fā)電機(jī)工作方式下自動(dòng)調(diào)壓調(diào)流系統(tǒng)原理圖。該電路在發(fā)電機(jī)工作方式下，可用作自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器，在焊接發(fā)電機(jī)工作方式下，可用作自動(dòng)電流調(diào)節(jié)器。其中，與主發(fā)電繞組隔離的兩個(gè)副發(fā)電繞組分別為為HDI和HDII。HDI經(jīng)橋式整流電路D1-D4提供電路所需的電源，HDII經(jīng)橋式整流電路D9-D12提供兩個(gè)調(diào)磁繞組KOI和KOII的電源。電路中設(shè)置三端穩(wěn)壓器IC1和雙運(yùn)放IC2，接成典型電壓比較器形式。
在發(fā)電機(jī)工作方式下，當(dāng)發(fā)電機(jī)的端電壓高出預(yù)置電壓調(diào)整率上限時(shí)，作用在R2、W1、R3回路中運(yùn)算放大器IC2的第二腳電壓升高，第一腳輸出高電平，三極管T1、T2導(dǎo)通，調(diào)磁繞組KOI通電，迫使發(fā)電機(jī)的輸出電壓下降，回到預(yù)置的電壓調(diào)整率范圍內(nèi)。
在用作電焊機(jī)電源時(shí)，主發(fā)電繞組送出焊條引弧電壓，并使輸出特性急轉(zhuǎn)到焊條穩(wěn)定的燃燒電壓。為完成此目的，必須大幅調(diào)節(jié)主磁路中的漏磁導(dǎo)。當(dāng)焊條電弧引燃瞬間，電焊回路中的電流(流經(jīng)H-H)急劇增大，當(dāng)增大到某一值時(shí)，電流取樣互感器TA送出電流信號(hào)，并與R12上的電壓疊加，送到IC2的第六腳，同第五腳比較后，從第七腳送出開通信號(hào)，使三極管T3、T5、T6導(dǎo)通，調(diào)磁繞組KOII行使主磁路漏磁導(dǎo)的增大或縮小調(diào)整，使焊接電流穩(wěn)定地保持在最佳范圍。
運(yùn)算放大器IC2也可用PWM芯片取代，這樣，調(diào)壓調(diào)流的控制線性度和幅度將得到進(jìn)一步提高。
權(quán)利要求1.一種稀土兩相發(fā)電機(jī)，由定子(1)和轉(zhuǎn)子(2)組成，其特征在于定子(1)包括四個(gè)向中心突出，均勻分布的齒(5)，各齒(5)之間的夾角為九十度，齒上繞以兩相集中繞組，其中相對(duì)的齒為同相，相鄰的齒為異相，各集中繞組由相互隔離的主發(fā)電繞組(6)和副發(fā)電繞組(8)組成；定子(1)外圓周的各齒(5)的中心處開有一條槽(7)，槽內(nèi)嵌設(shè)調(diào)磁線圈，從而組成兩組調(diào)磁繞組(9)，槽口用一定厚度的鐵磁材料制成的槽楔(10)完全封閉；轉(zhuǎn)子(2)由轉(zhuǎn)軸(4)安裝于定子(1)的中心處，轉(zhuǎn)子(2)有兩個(gè)相對(duì)的V型片(21)組成相對(duì)的兩個(gè)磁極，中間方塊片(22)組成軸支承和磁通路，四組方形稀土磁體(23)分別夾設(shè)在V型片(21)和方塊片(22)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土兩相發(fā)電機(jī)，其特征在于V型片(21)和中間方塊片(22)都由硅鋼片沖制而成，并在軸向被分成數(shù)段，各段之間由非磁隔板(26)隔開，兩頭端面各設(shè)置一塊非磁端板(24)，用鉚釘(25)鉚接成整體，各組稀土磁體(23)被分成數(shù)段，夾在相應(yīng)的各段V型片(21)和方塊片(22)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土兩相發(fā)電機(jī)，其特征在于還包括一自動(dòng)調(diào)壓調(diào)流系統(tǒng)，其中副發(fā)電繞組的繞組HDI經(jīng)橋式整流D1-D4提供本系統(tǒng)所需的電源，繞組HDII經(jīng)橋式整流D9-D12提供給調(diào)磁繞組KOI和KOII的電源，三端穩(wěn)壓器IC1的第一腳與橋式整流D1-D4的一端相連，第二腳與橋式整流D1-D4的另一端相連，第三腳與雙運(yùn)算放大器IC2的第八腳相連，雙運(yùn)算放大器IC2的第一腳通過三極管T1、T2與調(diào)磁繞組KOI相連，第六腳與電焊回路的電流取樣互感器TA相連，第七腳通過三極管T3、T4、T5與調(diào)磁繞組KOII相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的稀土兩相發(fā)電機(jī)，其特征在于橋式整流D1-D4兩端串聯(lián)電阻R2、可變電阻W1、電阻R3。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的稀土兩相發(fā)電機(jī)，其特征在于電流取樣互感器TA和運(yùn)算放大器IC2的第六腳之間串接電阻R12。
專利摘要本實(shí)用新型為一種稀土兩相發(fā)電機(jī)，由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子內(nèi)設(shè)置兩相集中繞組，各集中繞組由相互隔離的主發(fā)電繞組和副發(fā)電繞組組成。定子外圓周的各齒的中心處嵌設(shè)調(diào)磁線圈，從而組成兩組調(diào)磁繞組。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸安裝于定子的中心處，兩個(gè)相對(duì)的V型片組成相對(duì)的兩個(gè)磁極，中間方塊片組成軸支承和磁通路，四組方形稀土磁體分別夾設(shè)在V型片和方塊片之間。V型片和中間方塊片都由硅鋼片沖制而成，并在軸向被分成數(shù)段，各段之間由非磁隔板隔開，兩頭端面各設(shè)置一塊非磁端板。各組稀土磁體也被分成數(shù)段，夾在相應(yīng)的各段V型片和方塊片之間。
文檔編號(hào)H02K1/16GK2640102SQ0320983
公開日2004年9月8日 申請(qǐng)日期2003年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月18日
發(fā)明者何石思, 鄧先勝 申請(qǐng)人:何石思, 鄧先勝