專利名稱：直接勵(lì)磁交流同步發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種交流同步發(fā)電機(jī)，尤其是它的定子和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)，因結(jié)構(gòu)關(guān)系，不僅散熱效果不盡理想，其主磁路的磁感強(qiáng)度還隨發(fā)電機(jī)輸出負(fù)荷增加而增加，使發(fā)電機(jī)效率受到限制。克服已有技術(shù)不足，提高發(fā)電機(jī)效率，有十分重要的意義。
本實(shí)用新型的目的是，設(shè)計(jì)一種直接勵(lì)磁交流同步發(fā)電機(jī)，具有發(fā)電效率高、散熱性能好和節(jié)約制造用材料的特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，它包括定子和轉(zhuǎn)子以及襯有絕緣墊的導(dǎo)電滑環(huán)、碳刷，整體裝置為空心的園柱狀結(jié)構(gòu)，外壁有線槽的管狀內(nèi)鐵芯同內(nèi)壁有線槽的管狀外鐵芯相套并使二者之間形成空間而組成帶轉(zhuǎn)子空間的定子鐵芯，勵(lì)磁線圈組沿定子鐵芯徑向橫截面圓周均勻分布，每組勵(lì)磁線圈為對應(yīng)兩側(cè)分別嵌在所述內(nèi)鐵芯和外鐵芯線槽中的環(huán)形結(jié)構(gòu)，繞有電樞線圈的管狀轉(zhuǎn)子鐵芯安裝在所述外鐵芯和內(nèi)鐵芯之間的轉(zhuǎn)子空間中并使所述轉(zhuǎn)子鐵芯的側(cè)壁處在勵(lì)磁線圈組的環(huán)中，所述電樞線圈同勵(lì)磁線圈的繞線方向相同，所述轉(zhuǎn)子鐵芯的上、下兩端面分別裝有上壓環(huán)和下壓環(huán)，下壓環(huán)置于均勻分布在管狀轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向橫截面園周上的滾柱上，轉(zhuǎn)子鐵芯有轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。還可在所述上壓環(huán)部位安裝滾柱機(jī)構(gòu)。
以下結(jié)合附圖做出進(jìn)一步說明。


圖4為本實(shí)用新型空心園柱狀裝體結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為圖4中C－C剖視圖，圖2是做為實(shí)施例的反映圖3中沿A－A剖視結(jié)構(gòu)。在圖中1－管狀轉(zhuǎn)子鐵芯2－(定子)管狀內(nèi)鐵芯3－電樞線圈4－勵(lì)磁線圈5－螺孔6－下壓環(huán)齒7－上壓環(huán)8－下壓環(huán)9－滾柱10－滾柱軸承11、12－軸承外套13－絕緣墊14－導(dǎo)電滑環(huán)15－碳刷16、17－線槽18－(定子)管狀外鐵芯由圖3可知，本實(shí)用新型包括定子和轉(zhuǎn)子以及同已有技術(shù)相同的襯有絕緣墊(13)的導(dǎo)電滑環(huán)(14)、碳刷(15)。它的技術(shù)特點(diǎn)是，本裝置整體為空心的園柱狀結(jié)構(gòu)(參見圖4)；外壁有線槽(17)的管狀內(nèi)鐵芯(2)同內(nèi)壁有線槽(16)的管狀外鐵芯(21)相套并使二者之間形成空間而組成帶轉(zhuǎn)子空間的定子鐵芯，勵(lì)磁線圈(4)沿定子鐵芯徑向橫截面園周均勻分布，每組勵(lì)磁線圈(4)為對應(yīng)兩側(cè)分別嵌在所述內(nèi)鐵芯(2)和外鐵芯(21)線槽(17)(16)中的環(huán)形結(jié)構(gòu)，繞有電樞線圈(3)的管狀轉(zhuǎn)子鐵芯(1)安裝在所述外鐵芯(21)和內(nèi)鐵芯(2)之間的轉(zhuǎn)子空間中(即外鐵芯(21)、轉(zhuǎn)子鐵芯(1)、內(nèi)鐵芯(2)三者相套)，并使所述轉(zhuǎn)子鐵芯(1)的側(cè)壁處在勵(lì)磁線圈組(4)的環(huán)中(參見圖3)，所述電樞線圈(3)和勵(lì)磁線圈(4)有相同的繞線方向。所述轉(zhuǎn)子鐵芯(1)的上、下兩端面分別裝有上壓環(huán)(7)和下壓環(huán)(8)，轉(zhuǎn)子鐵芯(1)用矽鋼片疊成，螺栓經(jīng)上、下壓環(huán)(7)(8)及轉(zhuǎn)子鐵芯(1)上的螺孔(5)將其壓緊而構(gòu)成一整體鐵芯。下壓環(huán)(8)置于滾柱(9)上。滾柱(9)有若干個(gè)(例如6－8個(gè))，均勻分布在管狀轉(zhuǎn)子鐵芯(1)徑向橫截面園周上，由此使所述轉(zhuǎn)子得到支承，并可在其上繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)(滾柱(9)亦僅是繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng))。所述滾柱(9)由軸承支撐并由其保證使轉(zhuǎn)子始終同心旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的這種轉(zhuǎn)動(dòng)，即產(chǎn)生了它相對于定子的相對運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子鐵芯(1)設(shè)有轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，例如在下壓環(huán)(8)的外園周邊上開小齒(6)或設(shè)置專用齒輪(參見圖2)，由動(dòng)力齒輪與其嚙合而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。為了使裝置穩(wěn)定起見，對于大型的本裝置，還可考慮在上壓環(huán)(7)處設(shè)置起支撐作用的滾柱機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的工作原理及過程是，如圖1所示，給勵(lì)磁線圈組(4)通上勵(lì)磁電流，當(dāng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子(主要由轉(zhuǎn)子鐵芯(1)及電樞線圈(3)構(gòu)成)向左旋轉(zhuǎn)，使電樞的A相繞組正好處在S、N之間(圖1中CA為磁極區(qū))時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢達(dá)到最大，其方向與圖1中所標(biāo)示的方向相反。當(dāng)發(fā)電機(jī)接上負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流對于主磁場而言是起去磁作用的，這時(shí)只要適當(dāng)增加勵(lì)磁電流，就可以完全抵消電樞電流的去磁作用。由于電樞最大感應(yīng)電動(dòng)勢的位置正好處在勵(lì)磁線圈的圈內(nèi)，所以不管電樞電流有多大，都可以用增加勵(lì)磁電流的辦法消除電樞電流的去磁作用，從而保證了主磁路的應(yīng)有磁感強(qiáng)度(如15000高斯以上)。當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)向左旋轉(zhuǎn)，使A相繞組迅速離開勵(lì)磁線圈，這時(shí)A相的感應(yīng)電動(dòng)勢的方向正好如圖1所示，電樞電流對于主磁場而言增磁的。因主磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度本來就處于飽合狀態(tài)，即使電樞電流再大，主磁場強(qiáng)度均不會(huì)有明顯增加。因此，無論電樞電流是增磁還是去磁，都不會(huì)給主磁場造成影響，這就是本實(shí)用新型能大大提高發(fā)電效率的原因。
由以上結(jié)構(gòu)和原理可知，本裝置可有效地克服電樞電流對主磁場的影響，使發(fā)電效率提高，縮小了單位容量的發(fā)電機(jī)體積，因而可節(jié)約制造用材料，有較好的節(jié)能效果。其結(jié)構(gòu)還使它的散熱效果較已有技術(shù)大大改善。
實(shí)施例按照附圖及上述結(jié)構(gòu)的本裝置，轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)、外徑分別是88mm，148mm；轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)、外槽數(shù)均為36槽，且內(nèi)、外槽底寬分別是5.5mm和4mm，槽深7mm，轉(zhuǎn)子鐵芯高度100mm，有效寬度16mm，設(shè)置兩相繞組，可輸出220V兩相電源。每相電樞線圈共18個(gè)，每個(gè)30匝，每相繞組共540匝，線徑0.73mm。定子的外鐵芯線槽平均寬度33mm，槽深8.3mm，定子內(nèi)鐵芯線槽平均寬度10mm、槽深20mm，內(nèi)、外定子鐵芯各有6個(gè)線槽，共有6組勵(lì)磁線圈且每組共有35匝，導(dǎo)線截面積10平方毫米，定子鐵芯線槽底厚8mm，內(nèi)鐵芯的內(nèi)、外徑分別為31.4mm和87.4mm，外鐵芯的內(nèi)、外徑分別是148.6mm和181.2mm，定子鐵芯高100mm。發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)／分，每相輸出400W。滾柱(9)為6只。
權(quán)利要求1.一種直接勵(lì)磁交流同步發(fā)電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子以及襯有絕緣墊(13)的導(dǎo)電滑環(huán)(14)、碳刷(15)，其特征是，外壁有線槽(17)的管狀內(nèi)鐵芯(2)同內(nèi)壁有線槽(16)的管狀外鐵芯(21)相套并使二者之間形成空間而組成帶轉(zhuǎn)子空間的定子鐵芯，勵(lì)磁線圈組(4)沿定子鐵芯徑向橫截面圓周均勻分布，每組勵(lì)磁線圈(4)為對應(yīng)兩側(cè)分別嵌在所述內(nèi)鐵芯(2)和外鐵芯(21)的線槽(16)(17)中的環(huán)形結(jié)構(gòu)，繞有電樞線圈(3)的管狀轉(zhuǎn)子鐵芯(1)安裝在所述外鐵芯(21)和內(nèi)鐵芯(2)之間的轉(zhuǎn)子空間并使所述轉(zhuǎn)子鐵芯(1)的側(cè)壁處在勵(lì)磁線圈(4)的環(huán)中，電樞線圈(3)同勵(lì)磁線圈(4)有相同的繞線方向，轉(zhuǎn)子鐵芯(1)的上、下兩端面分別有使轉(zhuǎn)子成為整體的上壓環(huán)(7)和下壓環(huán)(8)，下壓環(huán)(8)置于均勻分布在管狀轉(zhuǎn)子鐵芯(1)的徑向橫截面園周上的滾柱(9)上，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(1)有轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接勵(lì)磁交流同步發(fā)電機(jī)，其特征是，所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由用以同動(dòng)力齒輪嚙合而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的下壓環(huán)(8)外園周邊上的齒(6)構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種直接勵(lì)磁交流同步發(fā)電機(jī)，其主要結(jié)構(gòu)是，定子鐵芯由管狀的內(nèi)、外鐵芯(2)(21)套合而成，管狀轉(zhuǎn)子鐵芯(1)置于定子內(nèi)、外鐵芯(2)(21)之間并可作相對轉(zhuǎn)動(dòng)，勵(lì)磁線圈(4)為兩側(cè)嵌在定子內(nèi)、外鐵芯的外、內(nèi)壁線槽(16)(17)中的環(huán)形結(jié)構(gòu)并同電樞線圈繞向相同，轉(zhuǎn)子鐵芯(1)側(cè)壁處在線圈(4)的環(huán)中，且轉(zhuǎn)子鐵芯(1)上、下端面有上、下壓環(huán)(7)(8)，下壓環(huán)(8)置于滾柱(9)上而使轉(zhuǎn)子能轉(zhuǎn)動(dòng)。
文檔編號(hào)H02K19/16GK2138855SQ92235389
公開日1993年7月21日 申請日期1992年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月2日
發(fā)明者田洪嶓 申請人:田洪嶓