專利名稱:電力發(fā)生器的制作方法
本發(fā)明涉及一種適用于焊接和操作電動(dòng)工具的電發(fā)生器。
提出了一種以經(jīng)過改進(jìn)的汽車交流發(fā)電機(jī)為基礎(chǔ)的裝置，其中經(jīng)過改進(jìn)的交流發(fā)電機(jī)能夠在或者提供焊接電流，或者提供一個(gè)直流電源，或者提供電流給汽車電池充電這三種情況之間作變換。例如專利合作條約(PCT)的專利申請NO.PCT/AU 84/00040(以NO.WO 84/03599發(fā)表)公開了一種電源，其中三相交流發(fā)電機(jī)的輸出被供給一個(gè)電容器和二極管網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)把交流發(fā)電機(jī)的有效輸出電壓提高到能夠足以驅(qū)動(dòng)諸如電動(dòng)工具那樣的電氣設(shè)備。為了獲得理想的高輸出電壓(一般240伏)，采用了一個(gè)具有電容器電橋電路的復(fù)雜電路，該電橋電路使用了6個(gè)大容量電容器和8個(gè)大功率二極管。一個(gè)如汽車電池那樣的直流電源必須至該電容器電橋。除了其復(fù)雜性外，市場現(xiàn)有的這種系統(tǒng)的型式也不能完全令人滿意。尤其是該系統(tǒng)力圖獲得一個(gè)有效的高輸出電壓，在實(shí)踐中在交流發(fā)電機(jī)上裝備超小型的皮帶輪時(shí)提出了這個(gè)問題，其結(jié)果是會(huì)經(jīng)常毀壞用來驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)的皮帶。而且還發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)不能安全地向高于三千瓦的負(fù)載供電，故當(dāng)由該系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)諸如傾斜式研磨機(jī)(angle grinder)那樣的大功率電動(dòng)工具時(shí)，在電容電橋中就會(huì)出現(xiàn)過熱和另件毀壞的情況。
根據(jù)本發(fā)明的電力發(fā)生器包括一個(gè)具有三角形接法的三個(gè)輸出繞組，和一對與每個(gè)輸出繞組相聯(lián)的整流器的皮帶輪驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī);一個(gè)用于控制交流發(fā)電機(jī)輸出的電壓調(diào)節(jié)器;和一個(gè)電容性電壓倍增電路;交流發(fā)電機(jī)繞組通過整流器向電壓調(diào)節(jié)器供給經(jīng)過整流的電流，電壓調(diào)節(jié)器控制供給交流發(fā)電機(jī)的激勵(lì)繞組的電流;電壓倍增電路包括第一對跨接在已整流的交流發(fā)電機(jī)輸出的正、負(fù)極上的串聯(lián)連接的電容器;第一阻塞二極管，其陽極接至已整流的交流發(fā)電機(jī)的輸出的正極;第二阻塞二極管，其陰極接至已整流的交流發(fā)電機(jī)輸出的負(fù)極;第二對連接在第一阻塞二極管陰極和第二阻塞二極管陽極之間的串聯(lián)連接的電容器;交流發(fā)電機(jī)的一個(gè)輸出繞組的相反二端接在第一對和第二對串聯(lián)連接的電容器之間。
附圖是根據(jù)本發(fā)明的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電力發(fā)生器的原理簡圖，參閱附圖，改進(jìn)的汽車交流發(fā)電機(jī)10有三角形接法的三個(gè)輸出繞組A、B和C。繞組A、B和C接至一個(gè)內(nèi)部整流器裝置，該裝置包括在電橋中的6個(gè)二極管D1-D6，從而可提供一個(gè)全波的經(jīng)過整流的直流輸出。當(dāng)交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子R以其大約每分鐘7000轉(zhuǎn)的正常工作速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，在各個(gè)輸出繞組二端上所得到的峰值開路交流電壓大約為60伏。
電壓調(diào)節(jié)器12跨 接在整流器裝置的D+和D-兩端上。已調(diào)節(jié)的輸出從DF端供給交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子R，用來控制交流發(fā)電機(jī)的輸出，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)12伏電池組14跨接在整流器裝置上，并且當(dāng)開關(guān)16處于圖中的最上面位置時(shí)，電池組14由來自繞組A、B和C的已經(jīng)過整流的電流充電，開關(guān)的這一位置對應(yīng)于裝有交流發(fā)電機(jī)10的汽車的正常工作方式，它還有二個(gè)其他位置，通過這二個(gè)位置可以選擇連接焊接電路38或是連接電壓倍增電路18。
電壓倍增電路18用來向電動(dòng)工具如電鉆和其他能用直流電的設(shè)備供應(yīng)一個(gè)20伏直流額定輸出，電壓倍增電路18的輸入從二極管電橋裝置的輸出和直接從交流發(fā)電機(jī)10的輸出繞組得到。電壓倍增電路包括第一對串聯(lián)連接的電容器20和22，一對二極管24和26，和第二對串聯(lián)連接的電容器28和30。電容器20、22、28和30的參數(shù)都為375 μF和250伏。二極管24和26的指標(biāo)都是50安倍和300伏峰值反向電壓。二極管24陽極接至交流發(fā)電機(jī)10中二極管電橋的正極，而二極管26的陰極接至二極管電橋的負(fù)極。一個(gè)泄放電阻32與第二對串聯(lián)電容器28、30并聯(lián)，以防止在沒有負(fù)載的情況下，電容器電壓升得太高，并當(dāng)該單元斷開時(shí)使它們放電。電壓倍增電路的輸出在正端34和負(fù)端36處提供。
交流發(fā)電機(jī)10的輸出繞組B的兩端分別連接電容器20和22之間的結(jié)點(diǎn)和電容器28和30之間的結(jié)點(diǎn)上。
電力發(fā)生器工作方式如下假定開關(guān)16處于圖中所示的位置，汽車電池組14和焊接電路38都斷開，而電壓倍增電路18接上。當(dāng)交流發(fā)電機(jī)10的轉(zhuǎn)子R旋轉(zhuǎn)時(shí)，在各輸出繞組A、B和C上都產(chǎn)生一個(gè)交變電流波形。首先考慮繞組A，繞組A中的名義上波形的正半周通過二極管D3使電容器20充電至波形的峰值電壓，接著，“負(fù)”半周通過二極管D6使電容器22充電至波形的負(fù)峰值電壓。由于電容器20和22是串聯(lián)的，故在串聯(lián)的電容器對20和22兩端的電壓將使繞組A中的交變電流的波形的峰值電壓加倍，同樣地，繞組B中的交變電流波形使電窖器28和30分別通過二極管D3、24和D6、26充電至該波形的正的和負(fù)的峰值。這樣，通過在繞組B中的交變電流波形使一對串聯(lián)連接電容器28和30充電至該波形的峰值電壓的二倍。
在繞組B中的波形的第一個(gè)半周時(shí)，繞組C和B中的波形的電壓將是串聯(lián)的，這一串聯(lián)電壓將通過二極管24使電容器28充電，有效地使跨在電容器28二端的電壓加倍，在繞組B中的波形的下一個(gè)半周時(shí)，電容器30將通過二極管26被充電，使其二端的電壓加倍。由于電容器28和30是串聯(lián)的，又因?yàn)樵谶@二個(gè)電容器的每一個(gè)上的電壓是電容器20和22上的電壓的2倍，故一對串聯(lián)連接的電容器28和30的二端的全部電壓是一對串聯(lián)連接的電容器20和22二端的電壓的二倍。這一電壓將是交流發(fā)電機(jī)電壓峰值的4倍。這一在一對串聯(lián)電容器28和30上端的高電壓由于二極管24和26的阻塞效應(yīng)，避免了流回入電路。
在輸出端34和36上獲得的實(shí)際輸出電壓取決于交流發(fā)電機(jī)的特性，尤其是交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的速度。輸出電壓并將根據(jù)連接于輸出端34和36上的負(fù)載值和電容器20、22、28和30的電容量大小而變化。
試驗(yàn)證明所述的實(shí)施例能在其轉(zhuǎn)子速度比現(xiàn)有技術(shù)裝置中轉(zhuǎn)子速度相當(dāng)?shù)偷那闆r下提供令人滿意的高輸出電壓，并能從系統(tǒng)中提取相當(dāng)高的電流而沒有毀壞電壓倍增電路18。所述的電路與現(xiàn)有技術(shù)裝置相比的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是二個(gè)或更多的電力發(fā)生器 能并聯(lián)連接來提高得到的輸出電流，而這一點(diǎn)用已知的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備是不可能的。所述的電路由于用的另件較少，故比現(xiàn)有技術(shù)的電路更為簡單和經(jīng)濟(jì)。
當(dāng)開關(guān)16處于其如圖所示的控制位置時(shí)，交流發(fā)電機(jī)電橋的輸出直接連接焊接電路38。所獲得的焊接電流取決于交流發(fā)電機(jī)的特性和其轉(zhuǎn)子速度。為了避免必須在焊接電路的電流通道上放一個(gè)大功率開關(guān)，開關(guān)16可以省掉，而第二對阻塞二極管(虛線框中所示)可以串聯(lián)地連接在交流發(fā)電機(jī)輸出的相應(yīng)的正負(fù)極和電壓倍增電路18之間，這可以避免在進(jìn)行焊接時(shí)通過電容器20和22提取過多的電流。
權(quán)利要求
1.一種電力發(fā)生器包括一臺(tái)具有三角形接法的三個(gè)輸出繞組，和一對與各個(gè)輸出繞組相聯(lián)的整流器的皮帶輪驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)；一個(gè)用于控制交流發(fā)電機(jī)輸出的電壓調(diào)節(jié)器；和一個(gè)電容性的電壓倍增電路；交流發(fā)電繞組通過整流器向電壓調(diào)節(jié)器供給經(jīng)過整流的電流，電壓調(diào)節(jié)器控制供給交流發(fā)電機(jī)激勵(lì)繞組的電流；其特征在于電壓倍增電路包括第一對串聯(lián)連接的電容器，這對電容器跨接在經(jīng)過整流的交流發(fā)電機(jī)輸出的正負(fù)極上；第一阻塞二極管，其陽極連接于經(jīng)整流的交流發(fā)電機(jī)輸出的正極；和第二阻塞二極管，其陰極連接于經(jīng)整流的交流發(fā)電機(jī)輸出的負(fù)極；第二對串聯(lián)連接的電容器，分別接在第一和第二阻塞二極管的陰極和陽極之間；交流發(fā)電機(jī)的一個(gè)輸出繞組的相反二端連接在第一和第二對串聯(lián)連接的電容器的相應(yīng)的電容器中間。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的電力發(fā)生器，其特征在于它包括把經(jīng)整流的交流發(fā)電機(jī)輸出分別地連接到電壓倍增電路，焊接電路或電池阻的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的電力發(fā)生器，其特征在于所述的裝置包括一個(gè)開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2或3所述的電力發(fā)生器，其特征在于所述裝置包括連接在經(jīng)整流的交流發(fā)電機(jī)輸出和電壓倍增電路之間的阻塞二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1至4的任一項(xiàng)所述的電力發(fā)生器，其特征在于所述交流發(fā)電機(jī)是一個(gè)汽車交流電機(jī)。
專利摘要
一種電力發(fā)生器，包括一皮帶輪驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)，它有三角形接法的三個(gè)輸出繞組和各有一對整流器與每個(gè)輸出繞組相聯(lián)接；一由發(fā)電機(jī)通過整流器供給電流，并控制供給發(fā)電機(jī)激勵(lì)繞組電流的電壓調(diào)節(jié)器；一電壓倍增電路，它包括跨接在經(jīng)整流的發(fā)電機(jī)輸出上的第一對串聯(lián)電容器，第一和第二阻塞二極管，其陰極都接至經(jīng)整流的發(fā)電機(jī)輸出的負(fù)極，接在二阻塞二極管之間的第二對串聯(lián)電容器。發(fā)電機(jī)一輸出繞組的二端接在二對串聯(lián)電容器之間。
文檔編號(hào)H02M1/10GK86106028SQ86106028
公開日1988年3月23日 申請日期1986年9月12日
發(fā)明者斯特拉特福德·沃格特 申請人:Am產(chǎn)品公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan