專利名稱：自發(fā)電式電動自行車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電動自行車，尤其是一種自發(fā)電式電動自行車。
由于國家對城市環(huán)保要求和城市小型家用交通工具的發(fā)展需要，電動自行車大有逐漸取代燃油型摩托車和人力自行車的趨勢。正是在這種形勢下，近年來，電動自行車在我國大中城市得到了極大普及和發(fā)展，眾多廠家已推出許多新款車型。但縱觀其成，車型雖多，款式有別，其結(jié)構(gòu)大同小異，整車動力系統(tǒng)的設(shè)計理念無創(chuàng)新，其表現(xiàn)為，一是電機效率低，雖標(biāo)稱大于70％，實測達(dá)60％者即為上品，故整車能耗高，運行浪費；二是行駛里程短，無法實現(xiàn)行駛中能源的補充，從而增加行駛里程；三是當(dāng)電瓶中的電能耗盡時，因不能及時充電，電瓶使用壽命短；四是整車價格偏高。
上述問題的存在，已嚴(yán)重制約了這一環(huán)保型城市交通工具的進一步普及及發(fā)展。因此，研制一種轉(zhuǎn)換效率高、行駛里程長和具有全新動力系統(tǒng)設(shè)計理念的新款電動自行車，既是社會急需，也有極大經(jīng)濟意義。
有鑒于此，本實用新型的任務(wù)便在于提供一種可在行駛中，自行發(fā)電和充電的電動自行車，即設(shè)計一種具有發(fā)電和電動的兩種功能于一體的復(fù)合電機。
這一任務(wù)是這樣實現(xiàn)的一臺定子和轉(zhuǎn)子為鼓形結(jié)構(gòu)的電機，相互套接，定子在內(nèi)，轉(zhuǎn)子在外。定子和轉(zhuǎn)子間有氣隙。定子的外緣表面沿軸向鑲有作相等間隔排列的、數(shù)量為偶數(shù)的永久磁體；轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)緣裝有帶開槽的鐵芯，槽內(nèi)嵌入繞組。轉(zhuǎn)子鐵芯槽數(shù)的分配比為，電動機繞組所占槽數(shù)是發(fā)電機繞組所占槽的3倍，對鐵芯開有56槽的復(fù)合電機，其作電動機用的繞組所占槽數(shù)為42槽，作發(fā)電機用的繞組所占槽數(shù)即為14槽；而轉(zhuǎn)子鐵芯開槽的每極槽數(shù)，應(yīng)比定子的永久磁體外緣弧長所對應(yīng)的鐵芯總槽數(shù)，多一槽；兩種不同功能繞組的布線及接線方式為對作電動機用的繞組是，每對極的繞組，串聯(lián)成環(huán)形繞組；對作發(fā)電機用的繞組是，每極跨4槽，全部繞組為串聯(lián)接線。設(shè)計的轉(zhuǎn)子鐵芯總功率為200-250瓦，其中發(fā)電機功率為70-90瓦，電動機功率為120-160瓦。轉(zhuǎn)子各繞組的端線和換向器的各對應(yīng)換向片相焊接。當(dāng)電動自行車啟動時，由車載的兩組電瓶中的一組電瓶輸出的直流電，經(jīng)碳刷觸接換向片，向轉(zhuǎn)子上作電動機用的繞組輸入電流，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，此時轉(zhuǎn)子便驅(qū)動車輪行駛。與此同時，轉(zhuǎn)子上作發(fā)電機用的繞組，也因車體在下坡慣性行駛，使車輪轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生感應(yīng)電流，此感應(yīng)電流經(jīng)換向器上的滑環(huán)和碳刷后，向車載的另一組電瓶充電。如此循環(huán)運行，便使一臺復(fù)合電機完成電動驅(qū)動和發(fā)電充電的兩種功能。
這種由復(fù)合電機驅(qū)動的自發(fā)電式電動自行車的突出優(yōu)點，一是一臺電機完成電動和發(fā)電的兩種功能，整機驅(qū)動系統(tǒng)效率高；二是由于行駛中能發(fā)電充電，使行駛里程增加和電瓶使用壽命延長。
以下結(jié)合附圖和具體實施例，對本實用新型作詳述


圖1為本實用新型自發(fā)電式電動自行車的復(fù)合電機結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型自發(fā)電式電動自行車的復(fù)合電機的分解圖；圖3為本實用新型自發(fā)電式電動自行車的復(fù)合電機的剖示圖；圖4為本實用新型自發(fā)電式電動自行車的復(fù)合電機的換向器結(jié)構(gòu)示意圖。
如
圖1、圖2、圖3和圖4所示，一臺由定子16、轉(zhuǎn)子17、換向器8和端蓋13組成，且經(jīng)軸承14和軸6套裝成一鼓形結(jié)構(gòu)的復(fù)合電機，轉(zhuǎn)子17的外殼兩凸緣周邊開有供電動自行車安裝輻條用的孔7，轉(zhuǎn)子17和定子16之間有氣隙。
定子16為一沿軸向?qū)捈s50mm的圓鼓，其鼓形外緣的周邊鑲有作相等間隔排列的7對極、14片永久磁體1；轉(zhuǎn)于外殼4的內(nèi)緣裝有硅鋼片疊厚為40mm的帶開槽的鐵芯3，鐵芯3開有56槽，槽內(nèi)嵌入繞組2。各繞組在槽內(nèi)的布線及聯(lián)結(jié)方式為，作電動機用的繞組占42槽，作發(fā)電機用的繞組占14槽。對作電動機用的繞組，每對極的繞組串聯(lián)成環(huán)形繞組；對作發(fā)電機用的繞組為每極跨4槽，全部串聯(lián)。轉(zhuǎn)子各繞組2的端線和換向器的各對應(yīng)換向片9相焊接。當(dāng)電動自行車啟動時，由車載的兩組電瓶中的一組電瓶輸出的直流電，經(jīng)碳刷5觸接換向片9，向轉(zhuǎn)子上作電動機用的繞組2輸入電流，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，此時轉(zhuǎn)子便通過從輻條孔7中安裝的車輻，驅(qū)動車輪行駛。與此同時，轉(zhuǎn)子上作發(fā)電機用的繞組2，也因車體在下坡，慣性行駛，使車輪轉(zhuǎn)動，而產(chǎn)生感應(yīng)電流，此感應(yīng)電流經(jīng)換向器上的滑環(huán)10和碳刷5后，向車載的另一組電瓶充電。如此循環(huán)運行，便使一臺復(fù)合電機完成電動驅(qū)動和發(fā)電充電的兩種功能。
按上述之結(jié)構(gòu)設(shè)計，其技術(shù)特征為①電動機為7極，共占42槽；電動機額定電壓為36伏，額定功率為140瓦；②發(fā)電機也為7極，14槽結(jié)構(gòu)，其額定電壓為39伏，額定功率為60瓦；③電機供能方式為，交替切換式，即車載的兩組電瓶(總?cè)萘?2AH)，當(dāng)一組電瓶向電動機供電時，另一組電瓶則因發(fā)電機輸出的電能而被其充電。電瓶電壓36伏，標(biāo)準(zhǔn)充電時的工作電流為0.6A，快速充電電流為1.2A；④設(shè)計適用車型為24″、26″。
權(quán)利要求1.自發(fā)電式電動自行車，由車體、電池和復(fù)合電機構(gòu)成，其復(fù)合電機為一臺定子和轉(zhuǎn)子為鼓形結(jié)構(gòu)的電機，相互套接，定子在內(nèi)，轉(zhuǎn)子在外。定子和轉(zhuǎn)子間有氣隙。定子的外緣表面沿軸向鑲有作相等間隔排列的、數(shù)量為偶數(shù)的永久磁體；轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)緣裝有帶開槽的鐵芯，槽內(nèi)嵌入繞組，其特征在于a、轉(zhuǎn)子鐵芯槽數(shù)的分配比為，電動機繞組所占槽數(shù)是發(fā)電機繞組所占槽的3倍，對鐵芯開有56槽的復(fù)合電機，其作電動機用的繞組所占槽數(shù)為42槽，作發(fā)電機用的繞組所占槽數(shù)即為14槽；b、轉(zhuǎn)子鐵芯開槽的每級槽數(shù)，應(yīng)比定子的永磁體外緣弧長所對應(yīng)的鐵芯總槽數(shù)，多一槽；c、兩種不同功能繞組的接線方式為對作電動機用的繞組是，每對極的繞組串聯(lián)成環(huán)形繞組；對作發(fā)電機用的繞組是，每極跨4槽，全部繞組為串聯(lián)接線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自發(fā)電式電動自行車的復(fù)合電機，其特征在于，設(shè)計的轉(zhuǎn)子鐵芯總功率為200瓦，其中發(fā)電機功率為70-90瓦，電動機功率為120-160瓦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自發(fā)電式電動自行車的復(fù)合電機，其特征在于，轉(zhuǎn)子各繞組的端線和換向器的各對應(yīng)換向片相焊接。當(dāng)電動自行車啟動時，由車載的兩組電瓶中的一組電瓶輸出的直流電，經(jīng)碳刷觸接換向片，向轉(zhuǎn)子上作電動機用的繞組輸入電流，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，此時轉(zhuǎn)子便驅(qū)動車輪行駛。與此同時，轉(zhuǎn)子上作發(fā)電機用的繞組，也因車體在下坡慣性行駛，使車輪轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生感應(yīng)電流，此感應(yīng)電流經(jīng)換向器上的滑環(huán)和碳刷后，向車載的另一組電瓶充電。如此循環(huán)運行，便使一臺復(fù)合電機完成電動驅(qū)動和發(fā)電充電的兩種功能。
專利摘要自發(fā)電式電動自行車是一種其動力裝置為一臺由定子和轉(zhuǎn)子套裝而成的復(fù)合電機,定子在內(nèi),轉(zhuǎn)子在外,定子外表面鑲有數(shù)量為偶數(shù)的永久磁體,轉(zhuǎn)子內(nèi)緣裝有帶開槽的鐵芯,槽內(nèi)嵌入繞組。轉(zhuǎn)子繞組分為電動機用繞組和發(fā)電機用繞組。這種自發(fā)電式電動自行車的優(yōu)點是,一臺電機完成電動驅(qū)動和發(fā)電充電的兩種功能,整機效率高,且由于行駛中能發(fā)電充電,使行駛里程增加,電池壽命延長。
文檔編號B60K1/00GK2500520SQ01234559
公開日2002年7月17日 申請日期2001年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月3日
發(fā)明者盧子清, 汪敦泳, 盧慶剛 申請人:盧子清, 汪敦泳, 盧慶剛