專利名稱：雙開(kāi)槽同步發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于同步發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域。
早在1891年瑞士科學(xué)家發(fā)明凸板同步發(fā)動(dòng)機(jī)以來(lái)，這種發(fā)動(dòng)機(jī)就一直沿用至今，其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為單開(kāi)槽式，致使磁密度分布不佳，且電壓波形不好，損耗大，溫升高，絕緣等級(jí)低，如T2S凸極同步發(fā)電機(jī)便是如此，其效率低，僅達(dá)74％或78％或更低，而電壓波形畸變率則高達(dá)7－10％，而在其定子上還多置一層諧波繞組，致使制作工藝復(fù)雜化。
本實(shí)用新型的目的是從雙開(kāi)槽形結(jié)構(gòu)入手，從而實(shí)現(xiàn)減少電力損耗，改進(jìn)磁密度分布狀況和電壓波形，以及提高發(fā)電機(jī)效率等多種功能而提出來(lái)的。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)如下以定子和轉(zhuǎn)子為本發(fā)電機(jī)主體，以風(fēng)扇、轉(zhuǎn)軸等為輔件，將定子環(huán)繞轉(zhuǎn)子而置，定子及轉(zhuǎn)子鐵芯均由磁性材料制作，在轉(zhuǎn)子的四個(gè)磁極上分別開(kāi)設(shè)以偶數(shù)排列的若干對(duì)不同規(guī)格的槽，而在定子上開(kāi)設(shè)相同規(guī)格的槽，電樞繞組固定不動(dòng)，不設(shè)勵(lì)磁諧波繞組。當(dāng)導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，或磁場(chǎng)在導(dǎo)線周圍運(yùn)動(dòng)，兩者相互切割時(shí)，在導(dǎo)線內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。定子為三相對(duì)稱繞組，可輸出三相對(duì)稱電勢(shì)、電流、電壓。嵌于轉(zhuǎn)子槽中的勵(lì)磁繞組按正弦分布。空載時(shí)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，借助其剩磁而自勵(lì)，在定子三相繞組中將感應(yīng)一定大小的電勢(shì)。
本實(shí)用新型附圖解釋如下


圖1為本實(shí)用新型雙開(kāi)槽同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型雙開(kāi)槽同步發(fā)電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型雙開(kāi)槽同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)識(shí)1－風(fēng)扇罩，2－風(fēng)扇，3－端蓋，4－轉(zhuǎn)子，5－定子，6－吊環(huán)螺栓，7－電刷架，8－電刷架，9－軸承，10－轉(zhuǎn)軸，11－定子鐵芯，12－定子槽，13－扣片槽，14－轉(zhuǎn)子1號(hào)槽，15－轉(zhuǎn)子2號(hào)槽，16－轉(zhuǎn)子3號(hào)槽，17－轉(zhuǎn)子4號(hào)槽。
以下結(jié)合附圖詳述本實(shí)用新型雙開(kāi)槽同步發(fā)電機(jī)系由風(fēng)扇、轉(zhuǎn)子、定子、線圈、機(jī)座、軸承等構(gòu)件組成。圖1中展示了本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)，定子(5)環(huán)繞轉(zhuǎn)子(4)而置，端蓋(3)置于兩端，風(fēng)扇(2)與轉(zhuǎn)軸(10)相接，外罩一風(fēng)扇罩(1)，電刷架(7)和(8)置于發(fā)動(dòng)機(jī)即定子(5)與轉(zhuǎn)子(4)整體件之尾部，如此而形成發(fā)動(dòng)機(jī)的整體構(gòu)件。然而本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容主要體現(xiàn)在定子(見(jiàn)圖2)和轉(zhuǎn)子(見(jiàn)圖3)兩個(gè)主體構(gòu)件上。所述定子(5)系由定子鐵芯(11)，定子槽(12)以及扣片槽(13)構(gòu)成。在該定子(5)上開(kāi)有規(guī)格一樣的定子槽(12)，槽形相同，然不設(shè)諧波繞組，因此可節(jié)省銅線，降低成本。所述轉(zhuǎn)子(4)包括四個(gè)磁極，每個(gè)磁極上開(kāi)有偶數(shù)槽，分為轉(zhuǎn)子1號(hào)槽(14)，轉(zhuǎn)子2號(hào)槽(15)、轉(zhuǎn)子3號(hào)槽(16)，轉(zhuǎn)子4號(hào)槽(17)，四種槽的尺寸各異，各槽的線圈分布是根據(jù)各槽線圈產(chǎn)生的磁勢(shì)在空間分布最優(yōu)的原則而決定的。因此諧波較低。這種繞組對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的損耗，發(fā)熱振動(dòng)和噪音等幾個(gè)方面都將產(chǎn)生良好的影響。本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)包括定子和轉(zhuǎn)子的鐵芯均由磁性材料做成，成圓柱體。據(jù)發(fā)電機(jī)右手定則，導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，或磁場(chǎng)在導(dǎo)線周圍運(yùn)動(dòng)，二者相互切割時(shí)，在導(dǎo)線內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。磁場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大。導(dǎo)線切割磁力線的速度越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大。導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度越長(zhǎng)，或匝數(shù)越多，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大。運(yùn)動(dòng)方向與磁力線方向垂直時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)值為最大。導(dǎo)線相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向與磁力線方向平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)值為零。定子繞組的導(dǎo)線切割磁力線的方向在切割的位置上都是垂直的。因此若要求繞組導(dǎo)線中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化，則要求電機(jī)氣隙磁密度B按正弦規(guī)律分布。定子為三相對(duì)稱繞組，輸出三相對(duì)稱電勢(shì)，電流和電壓。
本實(shí)用新型屬旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)式發(fā)電機(jī)。電樞繞組固定不動(dòng)，其電樞上省置了勵(lì)磁諧波繞組，故為自勵(lì)式發(fā)電機(jī)。其轉(zhuǎn)子槽中鉗置有按正弦分布的勵(lì)磁繞組?？蛰d時(shí)，當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，由于轉(zhuǎn)子有勵(lì)磁而行自勵(lì)。在定子三相繞組中將感應(yīng)一定大小的電勢(shì)。勵(lì)磁控制器整流后與轉(zhuǎn)子繞組連成一個(gè)回路，便產(chǎn)生勵(lì)磁電流，流過(guò)勵(lì)磁繞組，使轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng)。發(fā)電機(jī)的端電壓也逐漸升高，由此而流入勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流又相應(yīng)增加。轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)也隨著增強(qiáng)，如此往復(fù)，相互激勵(lì)。在一瞬間，發(fā)電機(jī)輸出端就會(huì)達(dá)到空載額定電壓。當(dāng)輸出端連上負(fù)載時(shí)，發(fā)電機(jī)即進(jìn)入負(fù)載運(yùn)行，可以發(fā)出額定電流和電壓。
本實(shí)用新型雙開(kāi)槽同步發(fā)電機(jī)操作簡(jiǎn)單，用作穩(wěn)壓電流非常理想，而對(duì)電訊波的干擾非常小，使用壽命很長(zhǎng)。其起動(dòng)勵(lì)磁電壓低，調(diào)壓范圍寬，反映速度快，電壓波形好，既可作為移動(dòng)電源，亦可作為固定電源；既可用作民用照明電源和工農(nóng)業(yè)動(dòng)力電源，又可用作對(duì)電壓穩(wěn)定性要求極高的用戶的特種電源，如實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)房、雷達(dá)站、電訊等，其使用范圍非常寬廣。
權(quán)利要求1.一種雙開(kāi)槽同步發(fā)電機(jī)系由轉(zhuǎn)子、定子、風(fēng)扇組件構(gòu)成，其特征在于分別在由定子(5)環(huán)繞的轉(zhuǎn)子(4)的四個(gè)磁極上開(kāi)有若干個(gè)偶數(shù)對(duì)稱的槽，在定子(5)上開(kāi)有兩條形狀大小一致的定子槽(12)，定子(5)的電樞繞組固定不動(dòng)，未設(shè)勵(lì)磁諧波繞組，轉(zhuǎn)子槽中的勵(lì)磁繞組按正弦分布。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述之雙開(kāi)槽同步發(fā)電機(jī)，其特征在于位于每個(gè)磁極上的槽分別為一組，每組槽由若干對(duì)槽構(gòu)成。
3.據(jù)權(quán)利要求1和2所述之雙開(kāi)槽同步發(fā)電機(jī)，其特征在于每組槽中的每對(duì)槽的槽形各異。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述之雙開(kāi)槽同步發(fā)電機(jī)，其特征在于取用的鐵芯長(zhǎng)，直徑小。
5.據(jù)權(quán)利要求1和4所述之雙開(kāi)槽同步發(fā)電機(jī)，其特征在于定子(5)和轉(zhuǎn)子鐵芯均由磁性材料制作。
專利摘要本實(shí)用新型系屬同步發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，主要由轉(zhuǎn)子、定子、風(fēng)扇等部件組成。其定子環(huán)繞轉(zhuǎn)子而置，分別在兩者上開(kāi)有槽，定子槽大小一致，不設(shè)諧波繞組。轉(zhuǎn)子槽平均分布在其四個(gè)磁極上，成偶數(shù)對(duì)稱，槽中的勵(lì)磁繞組按正弦分布。各槽線圈的分布產(chǎn)生理想的磁勢(shì)和穩(wěn)定的電壓波形，其絕緣效果好，損耗小，能有效地防止發(fā)熱振動(dòng)和噪音，使用壽命長(zhǎng)，應(yīng)用范圍十分廣闊。
文檔編號(hào)H02K19/28GK2207659SQ9423102
公開(kāi)日1995年9月13日 申請(qǐng)日期1994年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月17日
發(fā)明者王植槐, 王淑琴 申請(qǐng)人:王植槐