專利名稱：高效能多用永磁發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種高效能多用發(fā)電設(shè)備，即是利用高強(qiáng)永磁塊制成的永磁發(fā)電機(jī)。它由定子、轉(zhuǎn)子和電子控制裝置構(gòu)成的。
現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)皆由定子和轉(zhuǎn)子兩部分所組成。它存在著體積大、耗材多，流動(dòng)性作業(yè)環(huán)境使用極不方便、電樞鐵心線槽大，硅鋼片利用率低，總有效磁通量小，定子磁動(dòng)勢(shì)線圈內(nèi)阻大、耗電多、磁路長(zhǎng)、漏電嚴(yán)重，轉(zhuǎn)子和定子繞組節(jié)距長(zhǎng)，受轉(zhuǎn)速限制，造成溫升高，效率低。同時(shí)，由于現(xiàn)行的發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)局限于電機(jī)技術(shù)理論本身，很難設(shè)計(jì)出高效能的發(fā)電機(jī)。也更難設(shè)計(jì)出一部機(jī)子同時(shí)輸出交流、直流多頻電能的發(fā)電機(jī)。
本實(shí)用新型的目的是，針對(duì)以上存在的問(wèn)題，而設(shè)計(jì)一種體積小、功率大、材料省，且可同時(shí)輸出交流、直流多頻電能的高效能多用發(fā)電機(jī)。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到即是在電機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)兩方面采用新方案，并使兩者相結(jié)合而實(shí)現(xiàn)。所說(shuō)的電機(jī)技術(shù)新方案，是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用了若干個(gè)高強(qiáng)永磁塊，改變勵(lì)磁方式，不用勵(lì)磁繞組，整流子和整流器，從而達(dá)到改變磁極回路，縮短勵(lì)磁回路損失，使勵(lì)磁力高達(dá)95％，來(lái)實(shí)行勵(lì)磁，增大輸出功率。發(fā)電機(jī)定子繞組打破了常規(guī)電機(jī)的繞組方案和下線方法，節(jié)距縮短，采用最優(yōu)節(jié)距為1跨1槽的獨(dú)線線圈組，減薄定子鐵心的軛厚度，軛厚為同功率電機(jī)的1／5，或槽深的1至1.5倍，齒槽截面積為常規(guī)齒槽截面積的1／2，槽面積只有常規(guī)槽面積的1／3。所說(shuō)的電子技術(shù)新方案，是采用電子控制裝置，使電機(jī)保持在最佳狀態(tài)下運(yùn)行和輸出電能。電子控制裝置由控制電路的供電電源、斷路保護(hù)電路、PC單板機(jī)電路、整流電路、穩(wěn)頻輸出電路等所組成。
PC單板機(jī)電路，由故障信號(hào)數(shù)位電路、CPU單塊中央處理系統(tǒng)、正弦波PWM計(jì)時(shí)器、分相數(shù)位電路，推動(dòng)電路所組成。
斷路保護(hù)電路又由漏電檢出電路、電流檢出電路、電壓檢出電路所組成。
控制電路的供電電源，由C型變壓器、整流橋塊、穩(wěn)壓集成塊、濾波電容等組成。
發(fā)電機(jī)輸出的單項(xiàng)交變電，經(jīng)橋式整流電路整流，控制電路PC單板機(jī)，把升高后的頻率，按位比降至所需要的頻率，推動(dòng)穩(wěn)頻輸出電路，向外部負(fù)載分別提供單相220V50Hz，110V60Hz交變電能；如只經(jīng)過(guò)橋式整流電路整流，也可輸出直流電12V、16V、24V。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、功能多，適用范圍廣，能同時(shí)輸出單相220V50Hz，110V60Hz的交流電能，還可輸出不同電壓的直流電能。2、體積小，重量輕，和同功率的現(xiàn)有發(fā)電機(jī)相比，其重量只有現(xiàn)有發(fā)電機(jī)重量的1／10。3、效率高，目前現(xiàn)有發(fā)電機(jī)效率為62－－74％，而本發(fā)電機(jī)可達(dá)85－－90％。4、機(jī)械性能好，電機(jī)、轉(zhuǎn)子無(wú)饒組，無(wú)電刷，減少了機(jī)械部分的各種摩擦損耗，解決了制造上的復(fù)雜性和修理方面的困難。5、省材料，3KW的發(fā)電機(jī)重量只有8KG，使用漆包線0.6KG。7、由于改變勵(lì)磁方式和下線方法，利用變頻穩(wěn)頻電路，使發(fā)電機(jī)不受轉(zhuǎn)速限制。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例。


圖1、發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)框圖；圖2、安裝于動(dòng)力機(jī)飛輪與主軸蓋之間的發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖圖3、發(fā)電機(jī)的電路原理圖。
圖1中，1、發(fā)電機(jī)，2、整流電路，3、穩(wěn)頻輸出電路，4、負(fù)載，5、控制電源電路，6、漏電檢出電路，7、電流檢出電路，8、電壓檢出電路，9、故障信號(hào)數(shù)位電路，10、CPU單塊中央處理系統(tǒng)，11、正弦波PWM計(jì)時(shí)器，12、分相數(shù)位電路，13、推動(dòng)電路。由圖1、圖3可以看出，發(fā)電機(jī)(1)的電子控制裝置由整流電路(2)，穩(wěn)頻輸出電路(3)，PC單板機(jī)電路、斷路保護(hù)電路，控制電路的供電電源(5)所組成。而其中斷路保護(hù)電路由漏電檢出電路(6)、電流檢出電路(7)、電壓檢出電路(8)所組成；控制電路的供電電源(5)又由C型變壓器、橋式整流器、穩(wěn)壓集成塊和濾波電容所組成；PC單板機(jī)電路則由故障信號(hào)數(shù)位電路(9)、CPU單塊中央處理系統(tǒng)(10)、正弦波PWM計(jì)時(shí)器(11)分相數(shù)位電路(12)推動(dòng)電路(13)所組成?？刂齐娐返碾娫匆灿芍麟娐饭╇姡从砂l(fā)動(dòng)機(jī)(1)的主繞組供給電流，經(jīng)變壓變成低壓交變電，經(jīng)橋塊整流，提供控制電路直流電源，向PC單板機(jī)電路和斷路保護(hù)電路，輸出穩(wěn)壓直流電能。PC單機(jī)再把升高后的頻率，按位比降至所需要的頻率，推動(dòng)穩(wěn)頻輸出電路(3)向外部負(fù)載輸出220V50Hz，110V60Hz的交流電能。
從圖2中可以看出轉(zhuǎn)子支架(21)，安裝在動(dòng)力機(jī)的飛輪上。轉(zhuǎn)子支架(21)的內(nèi)圈園周上，安裝有高強(qiáng)永磁塊(22)，永磁塊(22)的大小及形狀取決于電機(jī)功率的大小。定子支架(25)安裝在主軸蓋上，定子鐵心(24)安裝在定子支架(25)上。定子鐵心(24)的軛厚減薄為現(xiàn)有同功率電機(jī)的1／5，為槽深的1至1.5倍，而齒槽截面積為齒面積的1／2，槽面積為常規(guī)電機(jī)槽面積的1／3。定子繞組(23)為獨(dú)線線圈組嵌放在定子鐵心(24)的槽內(nèi)，縮短定子繞組(23)的節(jié)距，最優(yōu)節(jié)距為一跨一槽。在定子繞組(23)的引出線上連接電子控制裝置。由于采用高強(qiáng)永磁(22)，縮短了磁極回路，減少了勵(lì)磁損耗，省掉勵(lì)磁繞組和整流子及整流器，解決了制造上的復(fù)雜性和修理上的困難。由于定子繞組(23)的下線方法突破了電機(jī)下線的舊框框，由跨多槽多線圈組，改為單獨(dú)跨1槽獨(dú)線線圈組，減少了繞組中的電能阻抗損耗，提高了能源利用率，節(jié)省了大量的銅材及硅鋼片，縮小了外型構(gòu)造。3KW的發(fā)電機(jī)重8KG，使用漆包線0.6KG。10千瓦以下的發(fā)電機(jī)，利用動(dòng)力機(jī)習(xí)輪與主軸蓋之間的空隙，就可以安裝。10千瓦以上的發(fā)電機(jī)，則要重新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子支點(diǎn)和定子外殼。
權(quán)利要求1.一種由轉(zhuǎn)子、定子和電子控制裝置構(gòu)成的高效能多用永磁發(fā)電機(jī)，其特征是a、發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上有若干個(gè)高強(qiáng)永磁塊，b、定子繞組為獨(dú)線線圈組，繞組最優(yōu)節(jié)距為一跨一槽，c、定子鐵心的軛厚為現(xiàn)有同功率發(fā)電機(jī)的1/5和槽深的1至1.5倍，齒槽截面積為常規(guī)齒槽截面的1/2，槽面積只有常規(guī)槽面積的1/3，d、電子控制裝置由PC單板機(jī)電路、斷路保護(hù)電路、整流電路、控制電路的供電電源和穩(wěn)頻輸出電路組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效能多用永磁發(fā)電機(jī)，其特征是PC單板機(jī)電路由故障信號(hào)數(shù)位電路，CPU單塊中央處理系統(tǒng)，正弦波PWM計(jì)時(shí)器，分相數(shù)位電路，推動(dòng)電路所組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效能多用永磁發(fā)電機(jī)，其特征是斷路保護(hù)電路由漏電檢出電路、電流檢出電路、電壓檢出電路所組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效能多用永磁發(fā)電機(jī)，其特征是控制電路的供電電源由C型變壓器、整流橋塊、穩(wěn)壓集成塊及濾波電容所組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效能多用永磁發(fā)電機(jī)，其特征是10千瓦以下的發(fā)電機(jī)可在動(dòng)力機(jī)飛輪與主軸蓋之間安裝，電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在飛輪上，定子安裝在主軸蓋上。
專利摘要一種高效能多用永磁發(fā)電機(jī)，由定子、轉(zhuǎn)子和電子控制裝置構(gòu)成的，其特征是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用高強(qiáng)永磁塊、定子繞組為獨(dú)線線圈組，并用電子控制裝置，使電機(jī)保持在最佳狀態(tài)下運(yùn)行和輸出電能。其優(yōu)點(diǎn)是能同時(shí)輸出單相220V 50Hz，110V 60Hz的交流電能，還可輸出不同電壓的直流電能，重量為現(xiàn)有發(fā)電機(jī)重量的1/10，效率高達(dá)85—90％，機(jī)械性能好，轉(zhuǎn)子無(wú)繞組、無(wú)電刷，適用范圍廣，尤其是對(duì)無(wú)電源或供電不正常地區(qū)作供電電源更為適合。
文檔編號(hào)H02P9/00GK2195158SQ9322055
公開(kāi)日1995年4月19日 申請(qǐng)日期1993年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月6日
發(fā)明者韋秀權(quán) 申請(qǐng)人:韋秀權(quán)