一種發(fā)電機系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種發(fā)電機系統(tǒng)，包括控制裝置、發(fā)電機驅(qū)動機構(gòu)和發(fā)電機，控制裝置觸發(fā)發(fā)電機驅(qū)動結(jié)構(gòu)啟動進而起動發(fā)電機發(fā)電，其中，發(fā)電機為永磁發(fā)電機，永磁發(fā)電機包括定子、定子繞組、轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸，定子內(nèi)壁開有6個定子槽，6個定子槽沿定子內(nèi)圓周均布，轉(zhuǎn)子為4塊扇形稀土永磁鋼圍成的圓筒狀轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子固定套接在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸的半徑與圓筒狀轉(zhuǎn)子的內(nèi)半徑相適應(yīng)，使得該發(fā)電機系統(tǒng)的發(fā)電機起動阻力減小了適當(dāng)?shù)姆龋ＷC發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的性能和使用安全。
【專利說明】一種發(fā)電機系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)電機【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種發(fā)電機系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電機是將機械能轉(zhuǎn)變成電能的電機。通常由汽輪機、水輪機或內(nèi)燃機驅(qū)動。電能是現(xiàn)代社會最主要的能源之一。發(fā)電機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科技及日常生活中有廣泛的用途。而目前現(xiàn)有的發(fā)電機，無論大型發(fā)電機，還是小型發(fā)電機都存在起動阻力大，難以起動的問題。但是如果將發(fā)電機的起動阻力減小的幅度很大，會對發(fā)電機造成損壞，并帶來不安全的因素，因此將發(fā)電機的起動阻力減小到合適的范圍，是發(fā)明人做深入研究所要解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種發(fā)電機系統(tǒng)，由于該發(fā)電機系統(tǒng)采用了特定的永磁發(fā)電機，該永磁發(fā)電機的起動阻力矩較現(xiàn)有技術(shù)中的永磁發(fā)電機的起動阻力矩降低了 15%-31%，使得發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的起動阻力減小了適當(dāng)?shù)姆?，保證了發(fā)電機的性能和使用安全。
[0004]技術(shù)方案:
[0005]一種發(fā)電機系統(tǒng)，包括控制裝置、發(fā)電機驅(qū)動機構(gòu)和發(fā)電機，控制裝置觸發(fā)發(fā)電機驅(qū)動結(jié)構(gòu)啟動進而起動發(fā)電機發(fā)電，其特征在于，所述發(fā)電機為永磁發(fā)電機，永磁發(fā)電機包括定子、定子繞組、轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸，定子內(nèi)壁開有6個定子槽，6個定子槽沿定子內(nèi)圓周均布，轉(zhuǎn)子為4塊扇形稀土永磁鋼圍成的圓筒狀轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子固定套接在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸的半徑與圓筒狀轉(zhuǎn)子的內(nèi)半徑相適應(yīng)。
[0006]優(yōu)選地,定子是由0.5mm厚的50W470冷軋娃鋼片堆積成的定子。
[0007]優(yōu)選地，定子與定子繞組之間采用環(huán)氧膠整體灌封結(jié)構(gòu)。
[0008]優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子的4塊扇形稀土永磁鋼的內(nèi)圓周表面開有數(shù)個凹槽。
[0009]優(yōu)選地，凹槽內(nèi)灌入環(huán)氧膠將所述轉(zhuǎn)子粘接在所述轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)子的兩端通過環(huán)氧膠加固與所述轉(zhuǎn)軸之間的連接，轉(zhuǎn)子的外表面的中間部位加裝鋁環(huán)，鋁環(huán)通過環(huán)氧膠粘接在轉(zhuǎn)子上。
[0010]優(yōu)選地，轉(zhuǎn)軸為滾花轉(zhuǎn)軸。
[0011]優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子的4塊扇形稀土永磁鋼為釹鐵硼稀土磁鋼。
[0012]優(yōu)選地，釹鐵硼稀土磁鋼為N-33SH釹鐵硼磁鋼；和/或轉(zhuǎn)子的外半徑R為8.65mm,轉(zhuǎn)子的厚度Lh為5.15mm,定子的非槽部的厚度h為18mm ;和/或定子的非槽部的內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子的外壁之間留有氣隙，氣隙的尺寸為0.1Omm-L 35mm。
[0013]優(yōu)選地，發(fā)電機驅(qū)動機構(gòu)包括
[0014]擺頭，擺頭的一端與控制裝置相連，控制裝置用于控制擺頭的運動；
[0015]拉桿，拉桿通過擺頭銷釘連接于擺頭的另一端；[0016]齒條，齒條通過齒條銷釘連接于拉桿的遠(yuǎn)離擺頭的一端；
[0017]齒條架，齒條架用于固定齒條；齒條架置于發(fā)電機上，發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸延伸至齒條架內(nèi)；
[0018]彈簧，彈簧置于齒條上遠(yuǎn)離拉桿的一端與齒條架之間；
[0019]齒輪，齒輪通過齒輪簧套接在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸上，齒輪與齒條嚙合；
[0020]棘輪，棘輪同軸固定連接在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸上；
[0021]當(dāng)控制裝置工作時，控制裝置推動擺頭給予拉桿一定的拉力，拉桿拉動齒條，齒條帶動套接在轉(zhuǎn)軸上的齒輪轉(zhuǎn)動，在棘輪的作用下，此時轉(zhuǎn)軸不動，齒條上的彈簧被壓縮并具有一定的彈力，當(dāng)控制裝置工作到定位時，擺頭從控制裝置上滑脫，齒條上的彈簧在彈力的作用下復(fù)位，彈簧的彈力通過齒條傳遞給齒輪，齒輪通過齒輪簧帶動所述棘輪和轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，起動發(fā)電機發(fā)電。
[0022]優(yōu)選地，發(fā)電機系統(tǒng)還包括電路轉(zhuǎn)換裝置，該電路轉(zhuǎn)換裝置包括用于轉(zhuǎn)換成需要線路的推桿柱，擺頭上固定連有頂片，頂片與推桿柱連接，當(dāng)控制裝置工作時，頂片壓迫推桿柱，控制裝置工作到定位時，電路轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成需要的線路。
[0023]技術(shù)效果:
[0024]本發(fā)明提供了一種發(fā)電機系統(tǒng)，該發(fā)電機系統(tǒng)中的永磁發(fā)電機采用的定子內(nèi)壁開有6個定子槽,6個定子槽沿所述定子內(nèi)圓周均布,轉(zhuǎn)子為4塊扇形稀土永磁鋼圍成的圓環(huán)狀轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子固定套接在所述轉(zhuǎn)軸上，使得發(fā)電機的起動阻力矩較現(xiàn)有技術(shù)中的永磁發(fā)電機的起動阻力矩降低15%_31%，實踐證明，該發(fā)電機的起動阻力減小了適當(dāng)?shù)姆取Ｓ捎谵D(zhuǎn)子為4塊扇形稀土永磁鋼，因此機械人員在制作時只需將稀土永磁鋼條直接切成大小等同的扇形即可，節(jié)省很多制作步驟及工藝，節(jié)約成本。
[0025]定子是由0.5mm厚的50W470冷軋硅鋼片堆積成的定子，由于現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)電機的定子采用的是DG310 — 0.2硅鋼片，該材料主要用于高頻場合，國內(nèi)只有少數(shù)幾個鋼廠生產(chǎn)，產(chǎn)量低，價格高，訂貨周期長。而本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)的發(fā)電機每次工作時間只有幾秒鐘，轉(zhuǎn)速2000r/min，頻率不太高，渦流造成的損失可以忽略不計。因此采用0.5mm厚的50W470冷軋硅鋼片。該材料的替換沒有對發(fā)電機的性能造成負(fù)面影響，還降低了材料成本的問題。
[0026]定子與定子繞組之間采用環(huán)氧膠整體灌封結(jié)構(gòu)，使定子繞組和定子被可靠的封閉在環(huán)氧膠中。這種結(jié)構(gòu)提高了定子繞組的機械強度，改善了散熱條件，不僅在潮濕環(huán)境中不會造成定子繞組絕緣的破壞，即使發(fā)電機被浸在水中的特殊惡劣環(huán)境，同樣能正常工作，從而有效提高了發(fā)電機的環(huán)境適應(yīng)性。
[0027]轉(zhuǎn)子的4塊扇形稀土永磁鋼的內(nèi)圓周表面開有數(shù)個凹槽，凹槽內(nèi)灌入環(huán)氧膠將轉(zhuǎn)子粘接在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)子的兩端通過環(huán)氧膠加固與轉(zhuǎn)軸之間的連接，轉(zhuǎn)子外表面的中間部位加裝鋁環(huán)，鋁環(huán)通過環(huán)氧膠粘接在轉(zhuǎn)子上，鋁環(huán)用于加固轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸的連接，優(yōu)選地轉(zhuǎn)軸為滾花轉(zhuǎn)軸，便于轉(zhuǎn)子更加牢固地固定在轉(zhuǎn)軸上，不易滑脫。這種結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)軸的加工大為簡化，工藝簡單，降低了加工成本。
[0028]轉(zhuǎn)子的4塊扇形稀土永磁鋼為釹鐵硼稀土磁鋼，優(yōu)選為N-33SH釹鐵硼磁鋼，現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)電機的轉(zhuǎn)子采用的是鑄造鋁鎳鈷磁鋼。但是，它是矯頑力較低的永磁材料。在使用中一般要求整體飽和充磁，重復(fù)安裝時需要再次飽和充磁，否則磁路性能顯著下降。在裝配過程中要嚴(yán)格禁止與任何鐵器接觸，否則也會造成局部退磁而使磁通分布發(fā)生畸變。所以該材料最大的缺點是工藝復(fù)雜，磁穩(wěn)定性差。本發(fā)明采用的是釹鐵硼稀土磁鋼，其性能優(yōu)異，價格低廉。優(yōu)選采用的是N-33SH釹鐵硼磁鋼，它的磁能積達到33MG0e，是鋁鎳鈷磁鋼的六倍，N-33SH釹鐵硼磁鋼內(nèi)稟矯頑力> 20K0e,比鋁鎳鈷磁鋼高20倍以上，是理想的“高剩磁，高矯頑力”永磁材料。它不需要整體充磁，磁穩(wěn)定性好。這就為發(fā)電機在設(shè)計制造中提高性能和改進工藝提供了可能。
[0029]定子的非槽部的內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子的外壁之間留有氣隙，該氣隙的尺寸為
0.lmm-1.35mm,優(yōu)選氣隙尺寸為1.35mm。由于現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)電機所采用原材料的限制，為了保證發(fā)電機的性能，現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)電機的定、轉(zhuǎn)子氣隙只有0.1mm，因而對發(fā)電機的零部件加工和整機裝配提出了較高要求。本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機由于采用了性能更優(yōu)異的釹鐵硼永磁材料，發(fā)電機的磁負(fù)荷得到較大提高，使得在同樣的體積下發(fā)電機的性能顯著提高。因此在保證本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的性能與現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)電機的性能基本相同的情況下，發(fā)明人將本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的定、轉(zhuǎn)子氣隙增大至1.35_，既保證了本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的性能，還使得本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的零部件加工難度降低，裝配質(zhì)量提高，而發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的可靠性也明顯提高。經(jīng)對樣機的實際測試，證實了該尺寸范圍的有效性和可行性。
[0030]用于驅(qū)動發(fā)電機的發(fā)電機驅(qū)動機構(gòu)與發(fā)電機系統(tǒng)的控制裝置相連，當(dāng)控制裝置工作時，控制裝置作用于發(fā)電機驅(qū)動機構(gòu)進而起動發(fā)電機發(fā)電。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子的示意圖。
[0032]圖2為本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機轉(zhuǎn)子切割及組裝示意圖。
[0033]圖3為本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸組合示意圖。
[0034]圖4為本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機與發(fā)電機驅(qū)動結(jié)構(gòu)組裝示意圖。
[0035]附圖標(biāo)記示例如下:
[0036]1-定子，2-定子槽，3-轉(zhuǎn)子，4轉(zhuǎn)軸，5-凹槽，6_鋁環(huán)，7_環(huán)氧膠，8_彈簧，9_齒條，10-齒條架，Il-齒輪，12-齒輪簧，13-棘輪，14-拉桿，15-擺頭，16-擺頭銷釘,17-頂片，18-齒條銷釘。
【具體實施方式】
[0037]本發(fā)明公開了一種發(fā)電機系統(tǒng)，由于發(fā)電機系統(tǒng)中的永磁發(fā)電機米用了定子內(nèi)壁開有6個定子槽,6個定子槽沿所述定子內(nèi)圓周均布,轉(zhuǎn)子為4塊扇形稀土永磁鋼圍成的圓環(huán)狀轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子固定套接在所述轉(zhuǎn)軸上的結(jié)構(gòu)，使得發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的起動阻力矩較現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)電機的起動阻力矩降低15%_31%，從而使得發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的起動阻力減小了適當(dāng)?shù)姆龋ＷC了發(fā)電機的性能和實用安全。
[0038]如圖所示，圖1為本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機定、轉(zhuǎn)子的示意圖，包括定子1、轉(zhuǎn)子3和轉(zhuǎn)軸4，定子I包括6個定子槽2，定子繞組圖未示出，定子繞組與現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)電機一樣纏繞在相鄰定子槽2形成的凸出部分(S卩非槽部)上。其中6個定子槽2沿定子I內(nèi)圓周均布，轉(zhuǎn)子3為4塊扇形稀土永磁鋼圍成的圓筒狀轉(zhuǎn)子3，轉(zhuǎn)子3固定套接在轉(zhuǎn)軸4上，轉(zhuǎn)軸4的半徑與圓筒狀轉(zhuǎn)子3的內(nèi)半徑相適配。[0039]其中定子I優(yōu)選采用0.5mm厚的50W470冷軋硅鋼片堆積成的定子。因為現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)電機的定子通常采用的是DG310 - 0.2硅鋼片，該材料主要用于高頻場合，國內(nèi)只有少數(shù)幾個鋼廠生產(chǎn)，產(chǎn)量低，價格高，訂貨周期長。而本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)的發(fā)電機每次工作時間只有幾秒鐘，轉(zhuǎn)速2000r/min，頻率不太高，渦流造成的損失可以忽略不計。因此采用0.5mm厚的50W470冷軋硅鋼片。該材料的替換沒有對發(fā)電機的性能造成負(fù)面影響，還降低了材料成本的問題。[0040]優(yōu)選地，定子I與定子繞組之間采用環(huán)氧膠整體灌封結(jié)構(gòu)。因為這樣可以使得定子繞組和定子I被可靠的封閉在環(huán)氧膠中。這種結(jié)構(gòu)提高了定子繞組的機械強度，改善了散熱條件，不僅在潮濕環(huán)境中不會造成定子繞組絕緣的破壞，即使發(fā)電機被浸在水中的特殊惡劣環(huán)境，同樣能正常工作，從而有效提高了發(fā)電機的環(huán)境適應(yīng)性。[0041]如圖2、3所示，圖2為本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機轉(zhuǎn)子切割及組裝示意圖，圖3為本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸組合示意圖。通過將稀土永磁鋼條切割成數(shù)個大小相等的扇形塊，然后通過環(huán)氧膠粘接在轉(zhuǎn)軸4上，形成轉(zhuǎn)子3。其中轉(zhuǎn)子3的4塊扇形稀土永磁剛優(yōu)選為釹鐵硼稀土磁鋼，更優(yōu)選為N-33SH釹鐵硼磁鋼。轉(zhuǎn)子3的4塊扇形稀土永磁鋼的內(nèi)圓周表面開有數(shù)個凹槽5，凹槽5內(nèi)灌入環(huán)氧膠將轉(zhuǎn)子粘接在轉(zhuǎn)軸4上，轉(zhuǎn)子3的兩端通過環(huán)氧膠7加固與轉(zhuǎn)軸4之間的連接，轉(zhuǎn)子3的外側(cè)中間部位加裝鋁環(huán)6，鋁環(huán)6通過環(huán)氧膠7粘接在轉(zhuǎn)子3上，優(yōu)選地轉(zhuǎn)軸4為滾花轉(zhuǎn)軸。由于本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的轉(zhuǎn)子3采用釹鐵硼永磁材料，不需要對永磁轉(zhuǎn)子3進行整體充磁，所以發(fā)明人優(yōu)選地采用瓦片式釹鐵硼磁鋼代替了鑄造鋁鎳鈷磁鋼。轉(zhuǎn)子3結(jié)構(gòu)采用在滾花的轉(zhuǎn)軸4上直接粘接永磁體，在磁鋼外表面加鋁環(huán)6并在轉(zhuǎn)子3磁鋼兩端用環(huán)氧膠7加固。這種結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)軸4加工大為簡化，工藝簡單，降低了加工成本。為了驗證該結(jié)構(gòu)的機械可靠性，對磁鋼外緣能承受的扭矩進行了測試。由計算可得發(fā)電機轉(zhuǎn)子的額定扭矩為0.017N -m,實測樣機轉(zhuǎn)子能承受的扭矩最小為3 — 5N ? m，是額定扭矩的170余倍，大大高于常規(guī)的50倍值的指標(biāo)，滿足了本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)對發(fā)電機機械可靠性的要求。[0042]定子的非槽部的內(nèi)壁與轉(zhuǎn)子的外壁之間留有氣隙，所述氣隙的尺寸為0.lmm-1.35mm,比如為 0.lmm、0.30mm、0.35mm、0.70mm、0.90mm、1.00mm、1.15mm,優(yōu)選為氣隙尺寸為1.35mm?，F(xiàn)有技術(shù)中發(fā)電機的定、轉(zhuǎn)子氣隙單邊只有0.1mm,因而對發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的零部件加工和整機裝配提出了較高要求。本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機由于采用了性能更優(yōu)異的釹鐵硼永磁材料，發(fā)電機的磁負(fù)荷得到較大提高，使得在同樣的體積下發(fā)電機的性能顯著提高。根據(jù)發(fā)電機原理，電動勢Ea=Ce An伏，式中的Ce=pN / 60a稱為電動勢常數(shù)，主要與極對數(shù)P，支路數(shù)a及導(dǎo)體數(shù)N有關(guān)；(^為每極氣隙磁通；n為永磁轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。如果發(fā)電機系統(tǒng)的技術(shù)要求中明確規(guī)定了定子直流電阻和發(fā)電機轉(zhuǎn)速，即Ce和N已基本確定，若定、轉(zhuǎn)子氣隙也保持不變，則將因0的較大提高使Ea也隨之提高，由于每極氣隙磁通0與定、轉(zhuǎn)子氣隙成反比，將定、轉(zhuǎn)子氣隙提高到1.35_，經(jīng)計算保持氣隙的有效磁通小與現(xiàn)有技術(shù)中的有效磁通0基本一致，因此在保證本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的性能與現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)電機的性能基本相同的情況下，發(fā)明人將本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的定、轉(zhuǎn)子氣隙增大至1.35_，既保證了本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的性能，還使得本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的零部件加工難度降低，裝配質(zhì)量提高，同時發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的可靠性也明顯提高。經(jīng)對樣機的實際測試，證實了該尺寸范圍的有效性和可行性。[0043]如圖4所示，為本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機與發(fā)電機驅(qū)動結(jié)構(gòu)組裝示意圖，該發(fā)電機的驅(qū)動機構(gòu)與控制裝置(未示出)相連，控制裝置觸發(fā)該發(fā)電機驅(qū)動機構(gòu)啟動進而起動發(fā)電機發(fā)電。其中發(fā)電機驅(qū)動機構(gòu)包括擺頭15、擺頭15的一端與控制裝置(未不出)相連；拉桿14通過擺頭銷釘16連接于擺頭15的另一端，齒條9通過齒條銷釘18連接于拉桿14的遠(yuǎn)離擺頭15的一端,齒條架10用于固定齒條9,齒條架10置于發(fā)電機上,發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸4延伸至齒條架10內(nèi)，彈簧8置于齒條9上遠(yuǎn)離拉桿14的一端與齒條架10之間，齒輪11通過齒輪簧12套接在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸4上，齒輪簧12可以采用彈簧，齒輪11與齒條9相連，棘輪13連接在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸4上。當(dāng)控制裝置工作時，控制裝置推動擺頭15給予拉桿14一定的拉力，拉桿14拉動齒條9，齒條9帶動套接在發(fā)電機轉(zhuǎn)軸4上的齒輪11，在棘輪13的作用下，此時轉(zhuǎn)軸4不動，齒條9上的彈簧8壓縮具有一定的彈力，當(dāng)控制裝置工作到定位時(這里的定位是指技術(shù)人員根據(jù)不同機械裝置的需要，所設(shè)計的位置)，擺頭15從控制裝置上滑脫，所述齒條9上的彈簧8在所述彈力的作用下復(fù)位，所述彈簧8的彈力通過齒條9傳遞給齒輪11，齒輪11通過齒輪簧12帶動棘輪13和轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。擺頭15上固定連有頂片17，當(dāng)控制裝置工作時，頂片17壓迫發(fā)電機系統(tǒng)中電路轉(zhuǎn)換裝置上的推桿柱，圖未示出，當(dāng)控制裝置工作到定位時，電路轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成需要的線路。保證了本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)，在控制裝置工作時完成發(fā)電機系統(tǒng)中電路轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換、發(fā)電機發(fā)電的全部過程。 [0044]其中本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的起動阻力矩較現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)電機起動阻力矩降低15%~31%，主要是依據(jù)《中小型電機》2001.28 (2)，包金山著《分?jǐn)?shù)槽永磁風(fēng)力發(fā)電機起動阻力矩的計算》中的最大起動阻力矩估算公式:
[0045]Mm= n R2h a LmC (BH) maxt/ (Lg+LH)(單位:N ? m)
[0046]式中t_極數(shù)與槽數(shù)匹配系數(shù)，
[0047]R-轉(zhuǎn)子外半徑，單位:m
[0048]h-定子的非槽部的厚度，單位:m
[0049]Lm- 一對磁極閉合磁路的平均長度，單位:m
[0050]Lg-氣隙,單位:m
[0051 ] Lh-永磁材料(轉(zhuǎn)子)厚度，單位:m
[0052](BH)max-永磁材料(轉(zhuǎn)子)的最大磁能積,單位:KJ/m3
[0053]a -極弧系數(shù)，可取0.96
[0054]C-永磁材料(轉(zhuǎn)子)的最大磁能積在靜態(tài)時磁能利用經(jīng)驗系數(shù)(包括各種漏磁)，可取 0.12 ~0.15 (12% ~15% 計)
[0055]本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)實施例中發(fā)電機的定、轉(zhuǎn)子為6槽4極，轉(zhuǎn)子采用N - 33SH欽鐵硼，已知參數(shù)為:t=4/6=0.667 ；R=8.65mm ；h=18mm ；Lm=48.757mm ；LH=5.15mm ；C=0.12 ；a =0.96 ； (BH)max=262.68KJ/m3 ；Lg=0.1mm ~1.35mm,當(dāng) Lg=0.1mm 時，則最大起動阻力矩估算結(jié)果為7.9 X KT4N ? m,當(dāng)Lg=L 35_，則最大起動阻力矩估算結(jié)果為6.4X 10, ? m。
[0056]現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)電機的定、轉(zhuǎn)子為6槽6極，轉(zhuǎn)子采用鋁鎳鈷磁鋼，則已知參數(shù)為，t=6/6=1 ；R=10.9mm ;h=18mm ;Lm=59.137mm ；LH=5.15mm ；C=0.12 ； a =0.96 ；Lg=0.1mm ; (BH)max=106.53KJ/m3，則最大起動阻力矩估算結(jié)果為9.3 X IO^4N ? m。
[0057]因此，本發(fā)明發(fā)電機系統(tǒng)實施例中發(fā)電機的起動阻力矩較現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)電機的起動阻力矩降低15%-31%，使得發(fā)電機系統(tǒng)中發(fā)電機的起動阻力減小合適的幅度。
[0058]以上實施例僅為本發(fā)明的示例性實施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)和保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出的各種修改或等同替換也落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)電機系統(tǒng)，包括控制裝置、發(fā)電機驅(qū)動機構(gòu)和發(fā)電機，所述控制裝置觸發(fā)所述發(fā)電機驅(qū)動結(jié)構(gòu)啟動進而起動發(fā)電機發(fā)電，其特征在于，所述發(fā)電機為永磁發(fā)電機，所述永磁發(fā)電機包括定子、定子繞組、轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸，所述定子內(nèi)壁開有6個定子槽，6個定子槽沿所述定子內(nèi)圓周均布，所述轉(zhuǎn)子為4塊扇形稀土永磁鋼圍成的圓筒狀轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子固定套接在所述轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸的半徑與所述圓筒狀轉(zhuǎn)子的內(nèi)半徑相適應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機系統(tǒng)，其特征在于，所述定子是由0.5mm厚的50W470冷軋硅鋼片堆積成的定子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機系統(tǒng)，其特征在于，所述定子與所述定子繞組之間采用環(huán)氧膠整體灌封結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的4塊扇形稀土永磁鋼的內(nèi)圓周表面開有數(shù)個凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)電機系統(tǒng)，其特征在于，所述凹槽內(nèi)灌入環(huán)氧膠將所述轉(zhuǎn)子粘接在所述轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)子的兩端通過環(huán)氧膠加固與所述轉(zhuǎn)軸之間的連接，所述轉(zhuǎn)子的外表面的中間部位加裝鋁環(huán)，所述鋁環(huán)通過環(huán)氧膠粘接在所述轉(zhuǎn)子上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的發(fā)電機系統(tǒng),其特征在于,所述轉(zhuǎn)軸為滾花轉(zhuǎn)軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的發(fā)電機系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的4塊扇形稀土永磁鋼為釹鐵硼稀土磁鋼。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)電機系統(tǒng)，其特征在于，所述釹鐵硼稀土磁鋼為N-33SH釹鐵硼磁鋼；和/或所述轉(zhuǎn)子的外半徑R為8.65mm，所述轉(zhuǎn)子的厚度Lh為5.15mm，所述定子的非槽部的厚度h為18mm ;和/或所述定子的非槽部的內(nèi)壁與所述轉(zhuǎn)子的外壁之間留有氣隙，所述氣隙的尺寸為0.1Omm-L 35mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1_5、8任一所述的發(fā)電機系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電機驅(qū)動機構(gòu)包括 擺頭，所述擺頭的一端與所述控制裝置相連，所述控制裝置用于控制所述擺頭的運動； 拉桿，所述拉桿通過擺頭銷釘連接于所述擺頭的另一端； 齒條，所述齒條通過齒條銷釘連接于所述拉桿的遠(yuǎn)離擺頭的一端； 齒條架，所述齒條架用于固定所述齒條；所述齒條架置于所述發(fā)電機上，所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸延伸至所述齒條架內(nèi)； 彈簧，所述彈簧置于齒條上遠(yuǎn)離拉桿的一端與齒條架之間； 齒輪，所述齒輪通過齒輪簧套接在所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸上，所述齒輪與所述齒條嚙合； 棘輪，所述棘輪同軸固定連接在所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸上； 當(dāng)所述控制裝置工作時，所述控制裝置推動所述擺頭給予拉桿一定的拉力，所述拉桿拉動齒條，齒條帶動套接在轉(zhuǎn)軸上的齒輪轉(zhuǎn)動，在棘輪的作用下，此時所述轉(zhuǎn)軸不動，所述齒條上的彈簧被壓縮并具有一定的彈力，當(dāng)所述控制裝置工作到定位時，所述擺頭從所述控制裝置上滑脫，所述齒條 上的彈簧在所述彈力的作用下復(fù)位，所述彈簧的彈力通過齒條傳遞給齒輪，所述齒輪通過齒輪簧帶動所述棘輪和轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，起動發(fā)電機發(fā)電。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)電機系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電機系統(tǒng)還包括電路轉(zhuǎn)換裝置，該電路轉(zhuǎn)換裝置包括用于將其轉(zhuǎn)換成需要線路的推桿柱，所述擺頭上還固定連有頂片， 所述頂片與所述推桿柱驅(qū)動連接。
【文檔編號】H02K1/27GK103618410SQ201310681295
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】任建國, 陸明旭, 畢李坤, 徐毅 申請人:北京北機機電工業(yè)有限責(zé)任公司