專(zhuān)利名稱(chēng)：智能永磁發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于各種機(jī)動(dòng)車(chē)輛、工程機(jī)械、風(fēng)力發(fā)電、家庭用電或野外照明發(fā)電的智能永磁發(fā)電機(jī)，屬于發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)電機(jī)，特別是機(jī)動(dòng)車(chē)輛使用的發(fā)電機(jī)，普遍存在以下缺陷1、轉(zhuǎn)子是采用電勵(lì)磁產(chǎn)生磁場(chǎng)，有嚴(yán)重磁損耗及發(fā)熱，工作效率較低；2、普遍將轉(zhuǎn)子移置到定子上產(chǎn)生第二氣隙，造成不必要的能源浪費(fèi)；3、幾乎所有的發(fā)電機(jī)都相應(yīng)配有碳刷、集電環(huán)等裝置，這不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜和容易產(chǎn)生轉(zhuǎn)速時(shí)限，而且還大大降低了使用壽命；4、在現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)上沒(méi)有整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)裝置，因此不能根據(jù)用電器或用電電路的情況，自動(dòng)切斷或連通用電電路，以對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)。所以現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)的使用效果還是不夠理想。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、工作效率較高的智能永磁發(fā)電機(jī)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括殼體(1)，在殼體(1)內(nèi)固定有定子線(xiàn)圈繞組(2)和裝有軸承(3)，在定子線(xiàn)圈繞組(2)上設(shè)有電輸出導(dǎo)線(xiàn)(4)，采用非導(dǎo)磁材料制作的轉(zhuǎn)子軸(5)套在軸承(3)的內(nèi)圈上，在轉(zhuǎn)子軸(5)上至少固定有1塊永磁體(6)，并且每塊永磁體(6)都分別被夾持在兩塊采用導(dǎo)磁材料制作的、端面帶有凸齒的爪極(7)之間，每?jī)蓧K夾持永磁體(6)的爪級(jí)(7)的凸齒相互交錯(cuò)排列而不相接觸。
在永磁體(6)上還套有一個(gè)采用非導(dǎo)磁材料制作的隔磁圈(9)。
每?jī)蓧K夾持永磁體(6)的爪級(jí)(7)的凸齒相互交錯(cuò)排列而不相接觸，并且在其相互交錯(cuò)的凸齒之間焊接有非導(dǎo)磁材料的連接點(diǎn)(13)。
非導(dǎo)磁材料為1Cr18Ni9Ti、銅、鋁或不銹鋼材料。
采用非導(dǎo)磁材料制作的轉(zhuǎn)子軸(5)的制作材料最好為1Cr18Ni9Ti。
在轉(zhuǎn)子軸(5)上、爪極(7)的兩邊還分別裝有風(fēng)扇(10)。
在殼體(1)上還裝有設(shè)有直流電輸出端(12)的整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路模塊(11)，并且定子線(xiàn)圈繞組(2)的電輸出導(dǎo)線(xiàn)(4)與整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路模塊(11)的輸入端連接。
在轉(zhuǎn)子軸(5)上裝有皮帶輪(8)，皮帶輪(8)動(dòng)配合地套在轉(zhuǎn)子軸(5)上，轉(zhuǎn)子軸(5)為中間大兩端小的臺(tái)階式的轉(zhuǎn)軸，皮帶輪(8)和靠近皮帶輪的軸承(3)的內(nèi)圈被轉(zhuǎn)子軸(5)上的螺母壓固在轉(zhuǎn)子軸(5)的臺(tái)階與螺母之間。
在轉(zhuǎn)子軸(5)上固定有1～4塊永磁體(6)，永磁體(6)為稀土磁鋼材料或永磁鐵材料。
整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路模塊(11)由安裝在模塊殼體內(nèi)的電路板上的脈沖信號(hào)輸出電路模塊(IC)、穩(wěn)壓電路、觸發(fā)信號(hào)放大電路、可控硅開(kāi)關(guān)電路、整流電路和反饋電路組成，在模塊殼體上設(shè)有能與定子線(xiàn)圈繞組(2)的電輸出導(dǎo)線(xiàn)(4)連接的輸入端(a)和能與用電電路上的蓄電池(c)和用電器(b)連接的直流電輸出端(12)，其穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓管VS1、電阻R6和二極管D6連接組成、觸發(fā)信號(hào)放大電路由電阻R4、R5、三極管V1、V2和二極管D11連接組成，可控硅開(kāi)關(guān)電路由可控硅KG1～KG3連接組成、整流電路由二極管D1～D3連接組成，反饋電路由三極管V3、二極管D7～D9、發(fā)光二極管VL、電容C2、電阻R1和可調(diào)電阻RP2連接組成，V3的基極通過(guò)二極管D7～D9和RP2接直流電輸出端(12)，V3的集電極接脈沖信號(hào)輸出電路模塊(IC)的控制信號(hào)輸入端并通過(guò)R1和VL與VS1相連接，脈沖信號(hào)輸出電路模塊(IC)的脈沖信號(hào)輸出端通過(guò)R4接V1的基極，V1的集電極接V2的基極和R5和D11，V2的集電極分別通過(guò)二極管D4～D6與KG1～KG3的控制極連接。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明省去了傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的碳刷和集電環(huán)結(jié)構(gòu)，并取消了隔磁套和導(dǎo)磁板，提高了機(jī)械效率。本發(fā)明的轉(zhuǎn)子軸采用1Cr18Ni9Ti，既隔磁，又能提高磁鋼使用率。而且本發(fā)明的無(wú)勵(lì)磁繞組也沒(méi)有導(dǎo)磁板、無(wú)隔磁套的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和勵(lì)磁電流的損耗；其轉(zhuǎn)子軸和皮帶輪不用傳統(tǒng)的鍵槽及定位銷(xiāo)連接結(jié)構(gòu)，整機(jī)除滾動(dòng)軸承外無(wú)其它機(jī)械摩擦動(dòng)觸點(diǎn)。此外，本發(fā)明將發(fā)電機(jī)與整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路模塊安裝為一體，使發(fā)電機(jī)通過(guò)整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路模塊能根據(jù)用電電路的工作情況判斷是否將發(fā)電機(jī)與用電電路切斷或連通，從而對(duì)發(fā)電機(jī)和用電電路進(jìn)行有效的保護(hù)。當(dāng)本發(fā)明的整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路模塊接入帶有蓄電池和用電器的用電電路時(shí)，電流經(jīng)二極管D10電阻R6降壓，VS1穩(wěn)壓向脈沖信號(hào)輸出電路模塊IC供電，IC得電后內(nèi)部振蕩器工作，輸出端輸出脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)經(jīng)三極管V1、V2放大，D11限幅，并經(jīng)D4、D5、D6隔離，分別同時(shí)觸發(fā)可控硅KG1、KG2和KG3導(dǎo)通，其整流電路向外供電和向蓄電池充電，當(dāng)輸出電壓達(dá)到或高于14.5V時(shí)，D7、D8、D9導(dǎo)通，三極管V3基極得電導(dǎo)通，脈沖信號(hào)輸出電路模塊IC控制端為低電平，IC內(nèi)部振蕩器停振，無(wú)脈沖觸發(fā)信號(hào)輸出，可控硅因過(guò)零而截止，整流電路無(wú)電壓輸出；同時(shí)發(fā)光二極管VL點(diǎn)亮，指示發(fā)電機(jī)對(duì)外充電結(jié)束，用電器由蓄電池供電，不會(huì)因電壓升高而損壞；當(dāng)蓄電池電壓低于10.5V時(shí)，脈沖信號(hào)輸出電路模塊IC控制端又為高電平，內(nèi)部振蕩器重新起振，輸出端輸出脈沖觸發(fā)信號(hào)，可控硅又導(dǎo)通，整流電路恢復(fù)對(duì)外供電和充電；使發(fā)電機(jī)始終工作在充電枛停止枛充電枛停止的狀態(tài)下，蓄電池起中轉(zhuǎn)站的作用，發(fā)電機(jī)有了休息的空間，達(dá)到節(jié)能的效果。當(dāng)蓄電池錯(cuò)接或用電電路短路時(shí)，二極管D10阻斷了脈沖信號(hào)輸出電路模塊IC的供電回路，脈沖信號(hào)輸出電路模塊IC失電而停止工作，可控硅無(wú)觸發(fā)信號(hào)而截止，無(wú)電壓輸出，起到了對(duì)發(fā)電機(jī)和用電器的保護(hù)作用，等故障排出后，脈沖信號(hào)輸出電路模塊IC自動(dòng)恢復(fù)工作，發(fā)電機(jī)繼續(xù)向外供電或充電。
根據(jù)以上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不僅具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、工作效率高的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有造價(jià)低廉、維修方便、使用安全可靠和有能根據(jù)用電電路的工作狀況自動(dòng)斷開(kāi)或自動(dòng)接通用電電路的智能判斷功能的優(yōu)點(diǎn)。
附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本發(fā)明的轉(zhuǎn)子軸上安裝1塊永磁體的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為本發(fā)明的轉(zhuǎn)子軸上安裝2塊永磁體的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為本發(fā)明整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路模塊的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施例方式采用非導(dǎo)磁材料鋁或銅制作殼體1，然后在殼體1內(nèi)固定上含有硅鋼片芯的定子線(xiàn)圈繞組2和裝上兩個(gè)軸承3，定子線(xiàn)圈繞組2最好采用三個(gè)繞組的并設(shè)有三根電輸出導(dǎo)線(xiàn)4的線(xiàn)圈繞組，然后將采用非導(dǎo)磁材料制作的轉(zhuǎn)子軸5套在軸承3的內(nèi)圈上，在轉(zhuǎn)子軸5上至少固定1塊永磁體6，永磁體6的數(shù)量可根據(jù)發(fā)電機(jī)功率的大小進(jìn)行設(shè)置，發(fā)電機(jī)的功率越大，所需永磁體6的數(shù)量就越多，一般情況下在轉(zhuǎn)子軸5上固定1～4塊永磁體6即可；然后使每塊永磁體6都分別被夾持在兩塊采用導(dǎo)磁材料制作的、端面帶有凸齒的爪極7之間，并使每?jī)蓧K夾持永磁體6的爪級(jí)7的凸齒相互交錯(cuò)排列而不相接觸，為了更好地增強(qiáng)每?jī)蓧K爪極7的整體強(qiáng)度性能，在其相互交錯(cuò)的凸齒之間最好采用非導(dǎo)磁材料進(jìn)行焊接出連接點(diǎn)13；為了更好地集中永磁體6的磁力線(xiàn)，在每個(gè)永磁體6上都套一個(gè)采用非導(dǎo)磁材料制作的隔磁圈9；永磁體6可采用稀土磁鋼材料或永磁鐵材料進(jìn)行制作；非導(dǎo)磁材料可采用1Cr18Ni9Ti、銅、鋁或不銹鋼材料；但最好采用1Cr18Ni9Ti材料制作轉(zhuǎn)子軸5；為了使用更加方便和能輸出直流電并能對(duì)用電電路進(jìn)行智能監(jiān)控，可在殼體1上安裝一個(gè)帶有直流電輸出端12的整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路模塊11，并且將定子線(xiàn)圈繞組2的電輸出導(dǎo)線(xiàn)4與整流穩(wěn)壓電路模塊11的輸入端連接，然后用一個(gè)罩蓋14連接在殼體1上將整流穩(wěn)壓電路模塊11罩住，其整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路模塊11可采用現(xiàn)有技術(shù)中市場(chǎng)上出售的硅整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路模塊，但為了使工作性能更加可靠，最好采用如附圖4所示的整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路模塊11，該整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路模塊11由安裝在模塊殼體內(nèi)的電路板上的脈沖信號(hào)輸出電路模塊IC、穩(wěn)壓電路、觸發(fā)信號(hào)放大電路、可控硅開(kāi)關(guān)電路、整流電路和反饋電路組成，在模塊殼體上設(shè)有能與定子線(xiàn)圈繞組2的電輸出導(dǎo)線(xiàn)4連接的輸入端a和能與用電電路上的蓄電池c和用電器b連接的直流電輸出端12，其穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓管VS1、電阻R6和二極管D6連接組成、觸發(fā)信號(hào)放大電路由電阻R4、R5、三極管V1、V2和二極管D11連接組成，可控硅開(kāi)關(guān)電路由可控硅KG1～KG3連接組成、整流電路由二極管D1～D3連接組成，反饋電路由三極管V3、二極管D7～D9、發(fā)光二極管VL、電容C2、電阻R1和可調(diào)電阻RP2連接組成，V3的基極通過(guò)二極管D7～D9和RP2接直流電輸出端12，V3的集電極接脈沖信號(hào)輸出電路模塊IC的控制信號(hào)輸入端并通過(guò)R1和VL與VS1相連接，脈沖信號(hào)輸出電路模塊IC的脈沖信號(hào)輸出端通過(guò)R4接V1的基極，V1的集電極接V2的基極和R5和D11，V2的集電極分別通過(guò)二極管D4～D6與KG1～KG3的控制極連接，其脈沖信號(hào)輸出電路模塊IC可采用市場(chǎng)上出售的型號(hào)為uA741的模塊，并按該模塊的要求在該模塊外圍電路的接線(xiàn)腳上連接上由穩(wěn)壓管VS2、電容C1、電阻R2和R3、可調(diào)電阻RP1組成的模塊外圍電路即可；為了使發(fā)電機(jī)的散熱效果更好，可在轉(zhuǎn)子軸5上、爪極7的兩邊還分別裝一個(gè)風(fēng)扇10；根據(jù)使用的需要可在轉(zhuǎn)子軸5上裝上皮帶輪8，為了在使用時(shí)安裝和拆卸方便，以及使發(fā)電機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)，可將皮帶輪8動(dòng)配合地套在轉(zhuǎn)子軸5上，并將轉(zhuǎn)子軸5制作成中間大兩端小的臺(tái)階式的轉(zhuǎn)軸，將皮帶輪8和靠近皮帶輪的軸承3的內(nèi)圈通過(guò)轉(zhuǎn)子軸5上的螺母壓固在轉(zhuǎn)子軸5的臺(tái)階與螺母之間，使其與轉(zhuǎn)子軸5成為一體即成。
權(quán)利要求
1.一種智能永磁發(fā)電機(jī)，它包括殼體(1)，其特征在于在殼體(1)內(nèi)固定有定子線(xiàn)圈繞組(2)和裝有軸承(3)，在定子線(xiàn)圈繞組(2)上設(shè)有電輸出導(dǎo)線(xiàn)(4)，采用非導(dǎo)磁材料制作的轉(zhuǎn)子軸(5)套在軸承(3)的內(nèi)圈上，在轉(zhuǎn)子軸(5)上至少固定有1塊永磁體(6)，并且每塊永磁體(6)都分別被夾持在兩塊采用導(dǎo)磁材料制作的、端面帶有凸齒的爪極(7)之間，每?jī)蓧K夾持永磁體(6)的爪級(jí)(7)的凸齒相互交錯(cuò)排列而不相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的智能永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于在永磁體(6)上還套有一個(gè)采用非導(dǎo)磁材料制作的隔磁圈(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的智能永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于每?jī)蓧K夾持永磁體(6)的爪級(jí)(7)的凸齒相互交錯(cuò)排列而不相接觸，并且在其相互交錯(cuò)的凸齒之間焊接有非導(dǎo)磁材料的連接點(diǎn)(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的智能永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于非導(dǎo)磁材料為1Cr18Ni9Ti、銅、鋁或不銹鋼材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的智能永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于采用非導(dǎo)磁材料制作的轉(zhuǎn)子軸(5)的制作材料最好為1Cr18Ni9Ti。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的智能永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于在轉(zhuǎn)子軸(5)上、爪極(7)的兩邊還分別裝有風(fēng)扇(10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的智能永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于在殼體(1)上還裝有設(shè)有直流電輸出端(12)的整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路模塊(11)，并且定子線(xiàn)圈繞組(2)的電輸出導(dǎo)線(xiàn)(4)與整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路模塊(11)的輸入端連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的智能永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于在轉(zhuǎn)子軸(5)上裝有皮帶輪(8)，皮帶輪(8)動(dòng)配合地套在轉(zhuǎn)子軸(5)上，轉(zhuǎn)子軸(5)為中間大兩端小的臺(tái)階式的轉(zhuǎn)軸，皮帶輪(8)和靠近皮帶輪的軸承(3)的內(nèi)圈被轉(zhuǎn)子軸(5)上的螺母壓固在轉(zhuǎn)子軸(5)的臺(tái)階與螺母之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的智能永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于在轉(zhuǎn)子軸(5)上固定有1～4塊永磁體(6)，永磁體(6)為稀土磁鋼材料或永磁鐵材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的智能永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路模塊(11)由安裝在模塊殼體內(nèi)的電路板上的脈沖信號(hào)輸出電路模塊(IC)、穩(wěn)壓電路、觸發(fā)信號(hào)放大電路、可控硅開(kāi)關(guān)電路、整流電路和反饋電路組成，在模塊殼體上設(shè)有能與定子線(xiàn)圈繞組(2)的電輸出導(dǎo)線(xiàn)(4)連接的輸入端(a)和能與用電電路上的蓄電池(c)和用電器(b)連接的直流電輸出端(12)，其穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓管VS1、電阻R6和二極管D6連接組成、觸發(fā)信號(hào)放大電路由電阻R4、R5、三極管V1、V2和二極管D11連接組成，可控硅開(kāi)關(guān)電路由可控硅KG1～KG3連接組成、整流電路由二極管D1～D3連接組成，反饋電路由三極管V3、二極管D7～D9、發(fā)光二極管VL、電容C2、電阻R1和可調(diào)電阻RP2連接組成，V3的基極通過(guò)二極管D7～D9和RP2接直流電輸出端(12)，V3的集電極接脈沖信號(hào)輸出電路模塊(IC)的控制信號(hào)輸入端并通過(guò)R1和VL與VS1相連接，脈沖信號(hào)輸出電路模塊(IC)的脈沖信號(hào)輸出端通過(guò)R4接V1的基極，V1的集電極接V2的基極和R5和D11，V2的集電極分別通過(guò)二極管D4～D6與KG1～KG3的控制極連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種智能永磁發(fā)電機(jī)，它在殼體內(nèi)固定有定子線(xiàn)圈繞組和裝有軸承，在定子線(xiàn)圈繞組上設(shè)有電輸出導(dǎo)線(xiàn)，采用非導(dǎo)磁材料制作的轉(zhuǎn)子軸套在軸承的內(nèi)圈上，在轉(zhuǎn)子軸上至少固定有1塊永磁體，并且每塊永磁體都分別被夾持在兩塊端面帶有凸齒的爪極之間，在殼體上還裝有整流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路模塊。本發(fā)明省去了傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的碳刷和集電環(huán)結(jié)構(gòu)，并取消了隔磁套和導(dǎo)磁板，提高了機(jī)械效率。其轉(zhuǎn)子軸采用1Cr18Ni9Ti，既隔磁，又能提高磁鋼使用率。本發(fā)明不僅具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、工作效率高的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有造價(jià)低廉、維修方便、使用安全可靠和有能根據(jù)用電電路的工作狀況自動(dòng)斷開(kāi)或自動(dòng)接通用電電路的智能判斷功能的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02K1/27GK1805249SQ20061020007
公開(kāi)日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2006年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月24日
發(fā)明者王春, 張世榮 申請(qǐng)人:王春