專利名稱：拖拉機(jī)永磁交流發(fā)電機(jī)升壓調(diào)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種用于拖拉機(jī)在低速行駛時提高發(fā)電機(jī)負(fù)載端電壓，高速行駛時適當(dāng)降低發(fā)電機(jī)負(fù)載端電壓的升壓調(diào)壓裝置。
眾所周知，拖拉機(jī)永磁交流發(fā)電機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單，無碳刷，故障率低，價格便宜，已在各種型號的拖拉機(jī)上廣泛應(yīng)用。但該發(fā)電機(jī)存在拖拉機(jī)低速行駛時(如在不平道路上行駛或轉(zhuǎn)彎時)發(fā)電機(jī)端電壓偏低，燈光不亮，不能滿足照明要求；而高速時，發(fā)電機(jī)負(fù)載燈泡電壓偏高，燈泡壽命縮短的缺點(diǎn)。目前國內(nèi)只有降低高速行駛時電壓的報導(dǎo)，例如《農(nóng)業(yè)機(jī)械》雜志1990年第1期關(guān)于“手扶拖拉機(jī)電氣設(shè)備的改進(jìn)”和《江蘇工學(xué)院》1984年第2期關(guān)于“永磁發(fā)電機(jī)電抗式調(diào)節(jié)器的理論探討”均是降低高速時端電壓，而且價格偏高，不易推廣。
為了克服上述不足本實(shí)用新型的目的是設(shè)計一種即可提高拖拉機(jī)低速行駛時發(fā)電機(jī)負(fù)載端電壓，保證燈泡正常工作，又能降低拖拉機(jī)高速行駛時發(fā)電機(jī)負(fù)載端電壓，有利于延長燈泡使用壽命的裝置。該裝置還能使負(fù)載端電壓維持在額定電壓范圍內(nèi)，而不隨拖拉機(jī)的行駛速度變化而變化。
本實(shí)用新型是由外殼(1)、印刷電路板(2)和升壓調(diào)壓器(3)組成，在外殼(1)上開有進(jìn)、出線孔(4)、安裝孔(5)和固定螺釘孔(6)，在印刷電路板(2)上焊有升壓調(diào)壓器(3)的元件包括有電解電容C1～C6、二極管D1～D6和電感L1～L3，(其中六個電解電容C1～C6、和六個二極管D1～D6也可以用三個無極性電容C7～C9代替)。下面以C1、C2、D1、D2、L1一路為例敘述其連接方式，電解電容C1的負(fù)極串接C2的負(fù)極，D1的正極串接D2的正極，D1的負(fù)極接C1的正極，D2的負(fù)極接C2的正極，D1D2的正極接C1C2的負(fù)極，C2的正極連接電感L1的一端g1，然后由C1的正極引出線為升壓調(diào)壓器(3)的輸入端I1，由L1的另一端引出升壓調(diào)壓器(3)的輸出端O1，另外兩路C3～C6、D3～D6、L2～L3與上述連接方式相同，將焊好升壓調(diào)壓器(3)的印刷電路板(2)置入外殼(1)內(nèi)固定好，然后將外殼(1)安裝在拖拉機(jī)上，通過由外殼(1)上的進(jìn)、出線孔(4)引出來的升壓調(diào)壓器輸入端I1、I2、I3分別與拖拉機(jī)上的發(fā)電機(jī)的輸出端相連，升壓調(diào)壓器的輸出端O1、O2、O3分別與燈泡(8)相連，燈泡(8)的另一端連接發(fā)電機(jī)的空載電勢E的公共端，該裝置的外殼可以用金屬加工而成。本實(shí)用新型的工作原理是利用拖拉機(jī)現(xiàn)有發(fā)電機(jī)串接電容和電感的方式實(shí)現(xiàn)在負(fù)載端達(dá)到升壓調(diào)壓及電壓穩(wěn)定作用的，以電容C7電感L1一路為例首先讓我們先忽略電感L1，設(shè)在發(fā)電機(jī)(7)的輸出端和燈泡(8)之間只串電容C7分析其工作情況，當(dāng)發(fā)電機(jī)(7)串接電容C7后在低速時抵消發(fā)電機(jī)內(nèi)感抗，降低了內(nèi)阻抗壓降，因而能提高負(fù)載端電壓UR，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是從零變到最高轉(zhuǎn)速，當(dāng)永磁磁極是固定的、磁感應(yīng)強(qiáng)度是固定的，因?yàn)樗a(chǎn)生的電勢和頻率是變化的，發(fā)電機(jī)內(nèi)橫軸電抗Xd1＝2πfLd1(式中Ld1是發(fā)電機(jī)橫軸電感值)隨頻率增加而增加，而容抗XC7＝ 1/(2πfc7) 是隨頻率增加而減小，當(dāng)Xd1＝XC7時，等效內(nèi)抗最小，負(fù)載端電壓UR升高，此點(diǎn)為諧振點(diǎn)，當(dāng)頻率小于諧振點(diǎn)頻率時，XC7－Xd1≤Xd1(XC7給出一定范圍)此時負(fù)載端電壓UR仍升高，當(dāng)頻率大于諧振點(diǎn)頻率時，Xd1－XC7≤Xd1此時負(fù)載端電壓UR也比未串電容時的電壓高如圖2中曲線(10)所示，負(fù)載端電壓UR一直呈上升趨勢因此還需要再串接一個電感L1用來達(dá)到補(bǔ)償作用，此時電路中的總感抗XL＝XL1＋Xd1＞Xd1，當(dāng)電容量不變時諧振點(diǎn)向低速段移動，進(jìn)一步提高低速段的負(fù)載端電壓UR，當(dāng)高速段在某一頻率下(Xd1＋XL1－XC7)＞Xd1時使高速段的負(fù)載端電壓UR適當(dāng)降低直至穩(wěn)定，如圖5中曲線(11)所示。因此只要電感L1和電容C7參數(shù)匹配就可以有效的控制負(fù)載端UR電壓，便可得到滿意的負(fù)載端電壓UR。另外兩路電感，電容參數(shù)與上述相同。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，安裝使用方便，體積小，成本低，適用于拖拉機(jī)永磁交流發(fā)電機(jī)所連接的照明設(shè)備，可靠性高，裝置本身消耗能量低，有利于廣泛推廣應(yīng)用。
本實(shí)用新型有如下附圖

圖1.升壓調(diào)壓器與發(fā)電機(jī)原理連線圖。
圖2.將有極性電容變?yōu)闊o極性電容、電感接線圖。
圖3.升壓調(diào)壓器外殼圖圖4.印刷電路板圖圖5.負(fù)載端電壓－轉(zhuǎn)速特性曲線圖圖中標(biāo)號如下1.外殼2.印刷電路板3.升壓調(diào)壓器包括元件有C1～C6電解電容六個470μ／63V～1500μ／25VD1～D6二極管六個3A／50VC7～C9無極性電容三個容值470μ～1500μL1～L3電感每路匝數(shù)28匝～57匝，電感量2.48×10－3H～9.6×10－3H電路中XC7～XC9容抗XL1～XL3感抗I1～I(xiàn)3升壓調(diào)壓器輸入端O1～O3升壓調(diào)壓器輸出端g1～g3電容與電感相連的公共點(diǎn)4.進(jìn)、出線孔5.安裝孔6.固定螺釘孔7.發(fā)電機(jī)其中，E1～E3為發(fā)電機(jī)空載電勢R01～R03繞組電阻Xd1～Xd3橫軸電抗8.燈泡UR為燈泡兩端電壓即負(fù)載端電壓9.未串升壓調(diào)壓器時負(fù)載端電壓——轉(zhuǎn)速特性曲線。
10.串電容后負(fù)載端電壓——轉(zhuǎn)速特性曲線。
11.串升壓調(diào)壓器后負(fù)載端——轉(zhuǎn)速特性曲線拖拉機(jī)永磁交流發(fā)電機(jī)的橫軸電抗Xd1～Xd3比較小，為使所串接的電容C7～C9的容抗與橫軸電抗相等則XC7＝Xd1，電容量必然就會要求很大，如果采用無極性電容C7～C9必然會成本高，而且體積大，為此本裝置的實(shí)施例以三路有極性電解電容C1～C6和二極管D1～D6及電感L1～L3為例進(jìn)行實(shí)施，按照圖2將C1～C6、D1～D6、L1～L3焊接在印刷電路板(2)上，對于拖拉機(jī)永磁交流發(fā)電機(jī)升壓調(diào)壓器電解電容C1～C6的參數(shù)可選用470μ／63V～1500μ／25，二極管D1～D6均選用3A／50V，電感L1～L3是采用在同一鐵芯上三路或兩路并繞，鐵芯采用硅鋼片，截面為3.78cm2，鐵芯空氣隙為0.1mm，線圈用0.77漆包線繞制，對于拖拉機(jī)永磁交流發(fā)電機(jī)升壓調(diào)壓器的電感線圈的匝數(shù)可選用28匝～57匝，電感量為2.48×10－3H～9.6×10－3H，電感量的精度可調(diào)節(jié)鐵芯空隙的大小滿足要求。將焊好元件的印刷電路板(2)裝到外殼(1)內(nèi)，外殼(1)可用金屬制成，按圖1連線關(guān)系所示將裝置安裝到拖拉機(jī)上后通過外殼(1)上的進(jìn)、出線孔(4)將升壓調(diào)壓器的輸入端I1～I(xiàn)3，輸出端O1～O3連接完畢則可使用。
權(quán)利要求1.一種新型拖拉機(jī)永磁交流發(fā)電機(jī)升壓調(diào)壓器；其特征在于該裝置由外殼(1)、印刷電路板(2)和升壓調(diào)壓器(3)組成，在外殼(1)上開有進(jìn)、出線孔(4)、安裝孔(5)和固定螺釘孔(6)在印刷電路板(2)上裝有升壓調(diào)壓器(3)的元件，元件有電解電容C1～C6、二極管D1～D6和電感L1～L8，連接方式C1的負(fù)極串接C2的負(fù)極，D1的正極串接D2的正極，D1的負(fù)極接C1的正極、D2的負(fù)極接C2的正極、D1D2的正極接C1C2的負(fù)極、C2的正極連接電感L1的一端g1、由C1的正極引出升壓調(diào)壓器的輸入端I1、由L1的另一端引出升壓調(diào)壓器的輸出端O1，另外兩路C3～C6、D3～D6、L2～L3，與上述連線方式相同，將裝好升壓調(diào)壓器(3)的印刷電路板(2)置入外殼(1)內(nèi)，然后將外殼(1)安裝在拖接機(jī)上，通過由外殼(1)上的進(jìn)、出線孔(4)引出來的升壓調(diào)壓器輸入端I1、I2、I3分別與拖拉機(jī)的上發(fā)電機(jī)的輸出端相連，升壓調(diào)壓器輸出端O1、O2、O3分別與燈泡(8)相連，燈泡(8)的另一端連接發(fā)電機(jī)的空載電勢E的公共端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于電解電容C1～C6，二極管D1～D6，也可以用無極性電容C7～C9代替。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于外殼(1)是金屬制成。
專利摘要一種新型拖拉機(jī)永磁交流發(fā)電機(jī)升壓調(diào)壓器，該裝置由外殼，印刷電路板和升壓調(diào)壓器等組成，其中升壓調(diào)壓器元件有電解電容、電感和二極管，均安裝在電路板上、電路板置入外殼內(nèi)，由外殼上的進(jìn)出線孔，分別引出升壓調(diào)壓器的輸入端和輸出端，使用時將該裝置安裝在拖拉機(jī)上，然后將升壓調(diào)壓器輸入端連接拖拉機(jī)上的發(fā)電機(jī)的輸出端，將升壓調(diào)壓器的輸出端連接負(fù)載，當(dāng)拖拉機(jī)高速行駛或低速行駛通過該裝置均能調(diào)節(jié)負(fù)載端電壓以保證負(fù)載端燈泡正常工作。
文檔編號H02M5/02GK2088760SQ9022345
公開日1991年11月13日 申請日期1990年11月14日 優(yōu)先權(quán)日1990年11月14日
發(fā)明者沈正賢, 張圣虎 申請人:北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué)