專利名稱：變極勵(lì)磁直流發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種直流發(fā)電機(jī)，特別是一種變極勵(lì)磁直流發(fā)電機(jī)。
現(xiàn)有自勵(lì)直流發(fā)電機(jī)工作原理是以電樞旋轉(zhuǎn)切割定子異性主磁極在電樞中感生交流電，借換向器和電刷以實(shí)現(xiàn)外電路的直流電和本機(jī)勵(lì)磁以及與電樞繞組中交流電之間相互轉(zhuǎn)換。中國專利CN85103867號公開了一種與現(xiàn)有自勵(lì)直流發(fā)電機(jī)工作原理截然不同的圓環(huán)自勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，該裝置具有獨(dú)特之處一是無換向器，二是改變了傳統(tǒng)的直流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)常規(guī)。由于該裝置沒有換向器和電刷，因而提高了直流發(fā)電機(jī)的工作性能，同時(shí)也達(dá)到了大幅度降低造價(jià)的目的。但是由于該裝置改變了傳統(tǒng)直流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)常規(guī)，其勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子和直流發(fā)電機(jī)定子鐵芯是封閉的圓環(huán)，繞線方法是在圓環(huán)定子鐵芯上由內(nèi)孔向外徑螺旋式繞線，因此繞線慢且不方便，而且該發(fā)電機(jī)由不同數(shù)量圓環(huán)定子和轉(zhuǎn)子相間依次排列的，這種結(jié)構(gòu)不利于裝配和維修。
本實(shí)用新型的目的在于改變現(xiàn)有自勵(lì)直流發(fā)電機(jī)和圓環(huán)自勵(lì)直流發(fā)電機(jī)工作原理，在不改變傳統(tǒng)電機(jī)常規(guī)結(jié)構(gòu)的情況下，消除換向器和電刷，建立變極勵(lì)磁直流發(fā)電機(jī)，進(jìn)而，提高發(fā)電機(jī)的工作性能，降低成本。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型包括組合在一起的交流勵(lì)磁機(jī)(2)和直流發(fā)電機(jī)(1)，所述交流勵(lì)磁機(jī)(2)和直流發(fā)電機(jī)(1)通過一個(gè)轉(zhuǎn)軸(3)連結(jié)其轉(zhuǎn)子，用機(jī)座(13)組成整機(jī)，所述交流勵(lì)磁機(jī)(2)定子由定子鐵芯(7)與勵(lì)磁繞組(6)構(gòu)成，也可采用永磁鐵，其特殊之處在于原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下作機(jī)械運(yùn)動(dòng)的交流勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子的繞組(5)產(chǎn)生一定頻率的交流電供發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組(10)交流勵(lì)磁用，發(fā)電機(jī)的定子繞組(8)輸出直流電。
圖1是本實(shí)用新型的原理圖。
圖2是本實(shí)用新型交流勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至上半周交流勵(lì)磁機(jī)磁場方向和電流方向的截面圖。
圖3是本實(shí)用新型直流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至上半周直流發(fā)電機(jī)磁場方向和電流方向的截面圖。
圖4是本實(shí)用新型交流勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至下半周交流勵(lì)磁機(jī)磁場方向和電流方向的截面圖。
圖5是本實(shí)用新型直流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至下半周直流發(fā)電機(jī)磁場方向和電流方向的截面圖。
在圖1中，當(dāng)原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)本實(shí)用新型交流勵(lì)磁機(jī)和直流發(fā)電機(jī)兩轉(zhuǎn)子按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子繞組abcd和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組a’b’c’d’將發(fā)生同步旋轉(zhuǎn)，ab邊在N極側(cè)，cd邊在S極側(cè)，根據(jù)右手定則，感生電流方向從a→b→c→d，如圖2所示；這時(shí)，電流流入發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組a’b’c’d’中產(chǎn)生方向從左向右的磁場，如圖3所示；當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到下半周相應(yīng)時(shí)刻時(shí)，cd邊轉(zhuǎn)到N極側(cè)，ab邊轉(zhuǎn)到S極側(cè)，因a’b’c’d’與abcd是同步旋轉(zhuǎn)，c’d’邊和a’b’邊均作相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)右手定則，abcd中感生電流方向從d→c→b→a，如圖4所示；該電流在a’b’c’d’中感生磁場方向也是從右向左，如圖5所示。顯然，轉(zhuǎn)子從上半周轉(zhuǎn)到下半周，勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子繞組和直流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組中電流變化一次，直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁極性也隨之變化一次，這樣雖然轉(zhuǎn)子不停地旋轉(zhuǎn)，勵(lì)磁極性隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)同步變換，使旋轉(zhuǎn)磁場切割電樞同一有效邊的方向保持不變，因此在直流發(fā)電機(jī)定子繞組EFGH中輸出的是方向不變的直流電。
本實(shí)用新型由于改變了傳統(tǒng)直流發(fā)電機(jī)工作原理，消除了換向器和電刷，這使得本實(shí)用新型具有制造工藝簡單，生產(chǎn)周期短，造價(jià)低以及維修方便等優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型特別適宜制造大型直流發(fā)電機(jī)。同時(shí)，由于本實(shí)用新型不同于圓環(huán)自勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的工作原理，這使得它保留了傳統(tǒng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)常規(guī)，其繞組裝配比圓環(huán)自勵(lì)直流發(fā)電機(jī)更為方便，并且電機(jī)利用率高，更適合于新機(jī)設(shè)計(jì)和老機(jī)改造。
圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例勵(lì)磁機(jī)定子鐵芯截面圖。
圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯截面圖。
圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例直流發(fā)電機(jī)定子鐵芯截面圖。
圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例直流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯截面圖。
圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例勵(lì)磁機(jī)部分繞線圖。
圖11是本實(shí)用新型實(shí)施例直流發(fā)電機(jī)部分繞線圖。
圖12是本實(shí)用新型實(shí)施例直流發(fā)電機(jī)定子電樞展開圖。
圖13是本實(shí)用新型實(shí)施例局部剖視圖。
圖14是本實(shí)用新型實(shí)施例A－A截面局部剖視圖。
圖15是本實(shí)用新型實(shí)施例B－B截面局部剖視圖。
以下結(jié)合
本實(shí)用新型的實(shí)施例。
實(shí)施例本實(shí)用新型包括組合在一起的交流勵(lì)磁機(jī)(2)和直流發(fā)電機(jī)(1)，所述交流勵(lì)磁機(jī)(2)和直流發(fā)電機(jī)(1)通過一個(gè)轉(zhuǎn)軸(3)連結(jié)其轉(zhuǎn)子，用機(jī)座(13)組成整機(jī)，所述交流勵(lì)磁機(jī)(2)定子由定子鐵芯(7)與勵(lì)磁繞組(6)構(gòu)成，定子鐵芯(7)由沖剪成的硅鋼片疊壓鉚合，其截面圖如圖6所示，勵(lì)磁繞組(6)的繞線方法和現(xiàn)有直流發(fā)電機(jī)主磁極勵(lì)磁繞組繞線方法相同；勵(lì)磁機(jī)(2)轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(4)和電樞繞組(5)構(gòu)成，轉(zhuǎn)子鐵芯(4)由沖剪成齒和槽均勻分布的硅鋼片疊壓鉚合，其截面圖如圖7所示，轉(zhuǎn)子電樞繞組嵌線方法與現(xiàn)有同步交流勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子繞組嵌線方法相同；直流發(fā)電機(jī)(1)部分定子由定子鐵芯(9)和電樞繞組(8)組成，定子鐵芯(9)由內(nèi)圓上沖有均勻分布槽口的硅鋼片疊壓鉚合而成，其截面圖如圖8所示；直流發(fā)電機(jī)(1)部分轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(11)和勵(lì)磁繞組(10)組成，轉(zhuǎn)子鐵芯(11)由沖剪成均勻分布凸極的硅鋼片疊壓鉚合，其截面圖如圖9所示；直流發(fā)電機(jī)(1)部分定子繞組(8)以及轉(zhuǎn)子繞組(11)的嵌線方法與現(xiàn)有同步交流發(fā)電機(jī)相應(yīng)繞組嵌線方法相同，勵(lì)磁機(jī)(2)勵(lì)磁繞組(6)和直流發(fā)電機(jī)(1)電樞繞組(8)引線通過接線盒(12)與外電路連結(jié)。
本實(shí)用新型是一種四極直流發(fā)電機(jī)2P＝4(極)，勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子槽數(shù)等于極對數(shù)的整數(shù)倍，即槽數(shù)Zm＝2Pm＝16(槽)(m＝1，2，3……)，電樞繞組相數(shù)m＝ (Zm)/(2P) ＝ 16/4 ＝4(相)；直流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子極數(shù)ZP＝Zm＝2Pm＝16(極)，定子鐵芯槽數(shù)為Z＝36(槽)，定子電樞繞組極距L＝ (Z)/(2P) ＝ 36/4 ＝9(槽)。節(jié)距y＝L＝9(槽)。
勵(lì)磁機(jī)部分繞組連結(jié)如圖10所示，直流發(fā)電機(jī)部分繞組連結(jié)如圖11所示。勵(lì)磁機(jī)電樞繞組分4相，直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組也相應(yīng)分4組，勵(lì)磁機(jī)電樞各相繞組以及直流發(fā)電機(jī)各組繞組繞法要一致，只是相鄰繞組相差φ＝ (2×360°)/(m) ＝ (2×360°)/4 ＝180°電角度；然后，將勵(lì)磁機(jī)每相電樞繞組線頭和直流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組線頭以及它們的線尾和線尾依次按順序連結(jié)起來，如圖10、圖11所示將圖10中的線頭a1、a2、a3、a4分別沿軸引線與圖11中的a1’、a2’、a3’、a4’連結(jié)，將圖10中線尾X1、X2、X3、X4分別沿軸引線與圖11中線尾X1’、X2’、X3’、X4’連結(jié)，直流發(fā)電機(jī)定子電樞繞組連結(jié)如圖12所示，改變直流發(fā)電機(jī)定子三組電樞繞組連結(jié)方式，即通過改變上述三組電樞繞組的串、并聯(lián)關(guān)系可調(diào)節(jié)直流發(fā)電機(jī)輸出的電壓和電流。為使本實(shí)用新型直流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場切割定子電樞繞組中感生電流達(dá)到最大，那么當(dāng)勵(lì)磁機(jī)每相電樞繞組中感生電流最大時(shí)，直流發(fā)電機(jī)所對應(yīng)的那組勵(lì)磁極正好切割定子電樞繞組中每一極距中心的繞組元件，這樣在安裝時(shí)a1X1這相繞組四個(gè)槽與直流發(fā)電機(jī)a1’X1’這組繞組的四個(gè)極對準(zhǔn)，再將勵(lì)磁機(jī)四個(gè)主磁極的中心線分別和直流發(fā)電機(jī)定子第5槽、第14槽、第23槽以及第32槽對準(zhǔn)，如圖10、圖11所示。
上述實(shí)施例為一種四極變極勵(lì)磁直流發(fā)電機(jī)，其直流發(fā)電機(jī)部分轉(zhuǎn)子是采用凸極式的，還可采用隱極式的。此外還可以采用變換交流勵(lì)磁機(jī)和直流發(fā)電機(jī)的極對數(shù)來制成不同功率的變極勵(lì)磁直流發(fā)電機(jī)，設(shè)計(jì)方法與上述方法類似。
權(quán)利要求1.一種變極勵(lì)磁直流發(fā)電機(jī)，包括組合在一起的交流勵(lì)磁機(jī)(2)和直流發(fā)電機(jī)(1)，所述交流勵(lì)磁機(jī)(2)和直流發(fā)電機(jī)(1)通過一個(gè)轉(zhuǎn)軸(3)連結(jié)其轉(zhuǎn)子，用機(jī)座(13)組成整機(jī)，所述交流勵(lì)磁機(jī)定子由定子鐵芯(7)與勵(lì)磁繞組(6)構(gòu)成，也可采用永磁鐵，其特征在于在原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下作機(jī)械運(yùn)動(dòng)的交流勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子的繞組(5)產(chǎn)生一定頻率的交流電供發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組(10)交流勵(lì)磁用，發(fā)電機(jī)的定子繞組(8)輸出直流電。
2.如權(quán)利要求1所述的變極勵(lì)磁直流發(fā)電機(jī)，其特征在于可以采用變換交流勵(lì)磁機(jī)和直流發(fā)電機(jī)的極對數(shù)來制成不同功率的自勵(lì)直流發(fā)電機(jī)。
專利摘要一種變極勵(lì)磁直流發(fā)電機(jī)涉及一種直流發(fā)電機(jī)，它包括組合在一起的交流勵(lì)磁機(jī)和直流發(fā)電機(jī)，其特征在于在原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)下作機(jī)械運(yùn)動(dòng)的交流勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生一定頻率的交流電供發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組交流勵(lì)磁用，發(fā)電機(jī)定子繞組輸出直流電。本實(shí)用新型由于改變了傳統(tǒng)直流發(fā)電機(jī)的工作原理，因而，在不改變傳統(tǒng)電機(jī)常規(guī)結(jié)構(gòu)的情況下，消除換向器和電刷，進(jìn)而，提高發(fā)電機(jī)的工作性能，降低成本。本實(shí)用新型適用于廣泛的直流電源方面。
文檔編號H02K16/00GK2042254SQ8820750
公開日1989年8月2日 申請日期1988年6月21日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月21日
發(fā)明者付光永 申請人:付光永