專利名稱：徑向和切向永磁與電磁混合勵磁發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種徑向和切向永磁與電磁混合勵磁發(fā)電機(jī)，屬于汽車電機(jī)電器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
汽車工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的標(biāo)志，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、以及人類生產(chǎn)生活的各個方面都起著不可缺少的作用，目前與汽車配套使用的發(fā)電機(jī)，普遍存在著輸出功率小，發(fā)電效率低，不能滿足用戶使用要求。如中國專利公報2001年8月8日公告的發(fā)明專利穩(wěn)壓永磁發(fā)電機(jī)，申請?zhí)?0112053.0,由機(jī)殼、機(jī)座、動力軸、轉(zhuǎn)子、永磁磁鋼、定子、定子繞組、定子座、定子滑動套、平衡彈簧、防旋轉(zhuǎn)連接螺釘、滑動塊、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸、定位軸承、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸驅(qū)動機(jī)構(gòu)及自動反饋控制電路等組成，動力轉(zhuǎn)動軸通過定位軸 承固定在機(jī)座上，轉(zhuǎn)子固定在動力轉(zhuǎn)動軸上，定子滑動套的一端固定在機(jī)座上，定子滑動套上沿軸向開有通槽，平衡彈簧設(shè)置于定子滑動套內(nèi)，該彈簧的一端由定子滑動套的一端面阻擋，另一端推頂置于定子滑動套內(nèi)的滑動塊，該滑動塊與定子座之間由穿過滑動套通槽的防旋轉(zhuǎn)連接螺釘固定連接，該滑動塊中心與調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸的一端呈螺紋活動連接，自動反饋控制電路的檢測信號輸入端并接于定子繞組輸出端，該電路的控制信號輸出端接至驅(qū)動機(jī)構(gòu)的受控制端。該穩(wěn)壓永磁發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，其使用性能有待于進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能克服上述缺陷，通過調(diào)節(jié)電勵磁轉(zhuǎn)子通電電流的大小和方向，進(jìn)而改變永磁磁場與電勵磁磁場在發(fā)電機(jī)氣隙內(nèi)合成磁場的大小，從而保證發(fā)電機(jī)輸出電壓穩(wěn)定的徑向和切向永磁與電磁混合勵磁發(fā)電機(jī)，其技術(shù)內(nèi)容為包括轉(zhuǎn)軸、后端蓋、前端蓋、轉(zhuǎn)子和定子，其中轉(zhuǎn)軸經(jīng)軸承水平安裝在前端蓋、后端蓋上，其特征在于定子包括電勵磁繞組、鐵箍、定子鐵芯和電樞繞組，其中環(huán)狀定子鐵芯夾持在后端蓋和前端蓋之間，配以螺栓固定，在環(huán)狀定子鐵芯內(nèi)圈偏向一端的同一圓周上均布有多個凸塊，電樞繞組纏繞在環(huán)狀定子鐵芯的齒槽內(nèi)；構(gòu)成電勵磁繞組的若干線圈由多個鐵箍箍緊，電勵磁繞組套裝在定子鐵芯內(nèi)設(shè)有凸塊的一端，電勵磁繞組經(jīng)鐵箍與凸塊的固定連接而與定子鐵芯固定連接；轉(zhuǎn)子包括共用同一個電樞繞組的永磁轉(zhuǎn)子和電勵磁轉(zhuǎn)子，其中電勵磁轉(zhuǎn)子包括前爪極和后爪極，前爪極和后爪極過盈配合套裝在轉(zhuǎn)軸上，并以鎖緊螺母緊固；電勵磁繞組間隙套裝在前爪極和后爪極的磁軛上，且與前爪極和后爪極之間有一定的間隙，前爪極和后爪極的外端分居凸塊運動軌跡的兩側(cè)，且與定子鐵芯內(nèi)圈之間有一定的間隙，能夠相對轉(zhuǎn)動；永磁轉(zhuǎn)子包括瓦片磁鋼、極靴、矩形磁鋼、非導(dǎo)磁槽楔、轉(zhuǎn)子鐵芯和壓鑄鋁隔磁襯套，其中壓鑄鋁隔磁襯套套裝固定在轉(zhuǎn)軸上，與前爪極之間間隔以墊片；壓鑄鋁隔磁襯套的外壁上均布有放射狀帶凸臺的凸起，轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)圈對應(yīng)于每個凸起均設(shè)有凹槽，轉(zhuǎn)子鐵芯套裝在壓鑄鋁隔磁襯套上，內(nèi)圈與壓鑄鋁隔磁襯套貼合，轉(zhuǎn)子鐵芯在每個凸起處沿徑向設(shè)有貫穿的槽，槽將轉(zhuǎn)子鐵芯間隔成若干塊，矩形磁鋼安裝在槽內(nèi)，外端壓裝有非導(dǎo)磁槽楔，瓦片磁鋼通過極靴由螺釘固定在每塊轉(zhuǎn)子鐵芯的外圓上；相鄰?fù)咂配撏姑娴臉O性相反，矩形磁鋼朝向瓦片磁鋼的一側(cè)與該瓦片磁鋼凸面的極性相同。所述的徑向和切向永磁與電磁混合勵磁發(fā)電機(jī)，凸塊有3 6個。所述的徑向和切向永磁與電磁混合勵磁發(fā)電機(jī)，凸起有8個。工作原理永磁轉(zhuǎn)子磁力線由矩形磁鋼N極經(jīng)過轉(zhuǎn)子鐵芯、穿過瓦片磁鋼、極靴到定子鐵芯，再由定子鐵芯穿過相鄰的另一極靴、瓦片磁鋼、經(jīng)過轉(zhuǎn)子鐵芯回到矩形磁鋼S極，形成閉合回路。當(dāng)混合勵磁發(fā)電機(jī)輸出電壓低于設(shè)置的目標(biāo)穩(wěn)壓值時，電子穩(wěn)壓控制器 給發(fā)電機(jī)的電勵磁繞組提供正向電流，產(chǎn)生的磁場與永磁轉(zhuǎn)子提供的磁場迭加，氣隙內(nèi)的磁通量增加，發(fā)電機(jī)輸出電壓升聞，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓聞于設(shè)置的目標(biāo)穩(wěn)壓值時，電子穩(wěn)壓控制器給發(fā)電機(jī)的電勵磁繞組提供反向電流，產(chǎn)生的磁場削弱了永磁轉(zhuǎn)子提供的磁場，氣隙內(nèi)的磁通量減少，發(fā)電機(jī)輸出電壓降低，周而復(fù)始，從而保證混合勵磁發(fā)電機(jī)在變轉(zhuǎn)速、變負(fù)載工況下輸出電壓穩(wěn)定的直流電，滿足汽車用電設(shè)備使用要求。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過調(diào)節(jié)電勵磁繞組通電電流的大小和方向，使永磁磁場與電勵磁磁場迭加后的磁場可以調(diào)節(jié)，發(fā)電機(jī)在變轉(zhuǎn)速、變負(fù)載工況下輸出電壓保持穩(wěn)定，該機(jī)無碳刷滑環(huán)結(jié)構(gòu)、故障率低，結(jié)構(gòu)緊湊，使用安全可靠。


圖I是本發(fā)明中永磁轉(zhuǎn)子實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中永磁轉(zhuǎn)子是圖I所示實施例的A-A剖面圖；圖3是圖2所示實施例中緊箍有鐵箍的電勵磁繞組的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖2所示實施例中電勵磁繞組固定在定子鐵芯內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、轉(zhuǎn)軸 2、后端蓋 3、前端蓋 4、電勵磁繞組 5、鐵箍 6、定子鐵芯
7、電樞繞組 8、螺栓 9、凸塊 10、前爪極 11、后爪極12、鎖緊螺母 13、瓦片磁鋼
14、、極靴15、矩形磁鋼16、非導(dǎo)磁槽楔17、轉(zhuǎn)子鐵芯18、壓鑄鋁隔磁襯套19、墊片20、凸起21、螺釘22、軸承23、風(fēng)扇24、皮帶輪
具體實施例方式下面結(jié)合附圖1-4對本發(fā)明作進(jìn)一步說明轉(zhuǎn)軸I經(jīng)軸承22水平安裝在前端蓋3、后端蓋2上。定子包括電勵磁繞組4、鐵箍5、定子鐵芯6和電樞繞組7，其中環(huán)狀定子鐵芯6夾持在后端蓋2和前端蓋3之間，配以螺栓8固定，在環(huán)狀定子鐵芯6內(nèi)圈偏向一端的同一圓周上均布有3個凸塊9,電樞繞組7纏繞在環(huán)狀定子鐵芯6的齒槽內(nèi)；構(gòu)成電勵磁繞組4的若干線圈由3個鐵箍5箍緊，電勵磁繞組4套裝在定子鐵芯6內(nèi)設(shè)有凸塊9的一端，電勵磁繞組4經(jīng)鐵箍5與凸塊9的固定連接而與定子鐵芯6固定連接；轉(zhuǎn)子包括共用同一個電樞繞組7的永磁轉(zhuǎn)子和電勵磁轉(zhuǎn)子，其中電勵磁轉(zhuǎn)子包括前爪極10和后爪極11，前爪極10和后爪極11過盈配合套裝在轉(zhuǎn)軸I上，并以鎖緊螺母12緊固；電勵磁繞組4間隙套裝在前爪極10和后爪極11的磁軛上，且與前爪極10和后爪極11之間有一定的間隙，前爪極10和后爪極11的外端分居凸塊9運動軌跡的兩側(cè)，且與定子鐵芯6內(nèi)圈之間有一定的間隙；永磁轉(zhuǎn)子包括瓦片磁鋼13、極靴14、矩形磁鋼15、非導(dǎo)磁槽楔16、轉(zhuǎn)子鐵芯17和壓鑄鋁隔磁襯套18，其中壓鑄鋁隔磁襯套18套裝固定在轉(zhuǎn)軸I上，與前爪極10之間間隔以墊片19 ;壓鑄鋁隔磁襯套18的外壁上均布有8個放射狀帶凸臺的凸起20，轉(zhuǎn)子鐵芯17的內(nèi)圈對應(yīng)于每個凸起20均設(shè)有凹槽，轉(zhuǎn)子鐵芯17套裝在壓鑄鋁隔磁襯套18上，內(nèi)圈與壓鑄鋁隔磁襯套18貼合，轉(zhuǎn)子鐵芯17在每個凸起20處沿徑向設(shè)有貫穿的槽，槽將轉(zhuǎn)子鐵芯17間隔成若干塊，矩形磁鋼15安裝在槽內(nèi)，外端壓裝有非導(dǎo)磁槽楔16，瓦片磁鋼13通過極靴14由螺釘21固定在每塊轉(zhuǎn)子鐵芯17的外圓上；相鄰?fù)咂配?3凸面的極性相反，矩形 磁鋼15朝向瓦片磁鋼13的一側(cè)與該瓦片磁鋼13凸面的極性相同。
權(quán)利要求
1.一種徑向和切向永磁與電磁混合勵磁發(fā)電機(jī),包括轉(zhuǎn)軸(I)、后端蓋(2)、前端蓋(3)、轉(zhuǎn)子和定子，其中轉(zhuǎn)軸(I)經(jīng)軸承(22)水平安裝在前端蓋(3)、后端蓋(2)上，其特征在于 定子包括電勵磁繞組(4)、鐵箍(5)、定子鐵芯(6)和電樞繞組(7)，其中環(huán)狀定子鐵芯(6)夾持在后端蓋⑵和前端蓋(3)之間，配以螺栓⑶固定，在環(huán)狀定子鐵芯(6)內(nèi)圈偏向一端的同一圓周上均布有多個凸塊(9)，電樞繞組(7)纏繞在環(huán)狀定子鐵芯￠)的齒槽內(nèi)；構(gòu)成電勵磁繞組(4)的若干線圈由多個鐵箍(5)箍緊，電勵磁繞組(4)套裝在定子鐵芯(6)內(nèi)設(shè)有凸塊(9)的一端，電勵磁繞組(4)經(jīng)鐵箍(5)與凸塊(9)的固定連接而與定子鐵芯(6)固定連接； 轉(zhuǎn)子包括共用同一個電樞繞組(7)的永磁轉(zhuǎn)子和電勵磁轉(zhuǎn)子，其中電勵磁轉(zhuǎn)子包括前爪極(10)和后爪極(11)，前爪極(10)和后爪極(11)過盈配合套裝在轉(zhuǎn)軸(I)上，并以鎖緊螺母(12)緊固；電勵磁繞組(4)間隙套裝在前爪極(10)和后爪極(11)的磁軛上，且與前爪極(10)和后爪極(11)之間有一定的間隙，前爪極(10)和后爪極(11)的外端分居凸塊(9)運動軌跡的兩側(cè)，且與定子鐵芯(6)內(nèi)圈之間有一定的間隙； 永磁轉(zhuǎn)子包括瓦片磁鋼(13)、極靴(14)、矩形磁鋼(15)、非導(dǎo)磁槽楔(16)、轉(zhuǎn)子鐵芯(17)和壓鑄鋁隔磁襯套(18)，其中壓鑄鋁隔磁襯套(18)套裝固定在轉(zhuǎn)軸(I)上，與前爪極(10)之間間隔以墊片(19);壓鑄鋁隔磁襯套(18)的外壁上均布有放射狀帶凸臺的凸起(20)，轉(zhuǎn)子鐵芯(17)的內(nèi)圈對應(yīng)于每個凸起(20)均設(shè)有凹槽，轉(zhuǎn)子鐵芯(17)套裝在壓鑄鋁隔磁襯套(18)上，內(nèi)圈與壓鑄鋁隔磁襯套(18)貼合，轉(zhuǎn)子鐵芯(17)在每個凸起(20)處沿徑向設(shè)有貫穿的槽，槽將轉(zhuǎn)子鐵芯(17)間隔成若干塊，矩形磁鋼(15)安裝在槽內(nèi)，外端壓裝有非導(dǎo)磁槽楔(16)，瓦片磁鋼(13)通過極靴(14)由螺釘(21)固定在每塊轉(zhuǎn)子鐵芯(17)的外圓上；相鄰?fù)咂配?13)凸面的極性相反，矩形磁鋼(15)朝向瓦片磁鋼(13)的一側(cè)與該瓦片磁鋼(13)凸面的極性相同。
2.如權(quán)利要求I所述的徑向和切向永磁與電磁混合勵磁發(fā)電機(jī)，其特征在于凸塊(9)有3 6個。
3.如權(quán)利要求I所述的徑向和切向永磁與電磁混合勵磁發(fā)電機(jī)，其特征在于凸起(20)有8個。
全文摘要
本發(fā)明提供一種徑向和切向永磁與電磁混合勵磁發(fā)電機(jī)，屬于汽車電機(jī)電器技術(shù)領(lǐng)域。由轉(zhuǎn)子、定子、前端蓋、后端蓋、整流器組成，軸上安裝有永磁轉(zhuǎn)子和無刷電勵磁轉(zhuǎn)子，永磁轉(zhuǎn)子和無刷電勵磁轉(zhuǎn)子共用同一個電樞繞組，產(chǎn)生的磁場在發(fā)電機(jī)氣隙內(nèi)并聯(lián)合成，通過調(diào)節(jié)電勵磁轉(zhuǎn)子通電電流的大小和方向，進(jìn)而改變永磁磁場和電勵磁磁場在發(fā)電機(jī)氣隙內(nèi)合成磁場的大小，從而保證發(fā)電機(jī)在變轉(zhuǎn)速、變負(fù)載工況下輸出電壓穩(wěn)定的直流電，為汽車用電設(shè)備提供電能。
文檔編號H02K1/18GK102647067SQ20121011895
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月21日
發(fā)明者張學(xué)義 申請人:山東理工大學(xué)