合式动力源装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种在交流发电机转速等因素一定时，通过对磁极实行非对称设置，达到提高感应电动势目的的合式动力源装置。包括交流发电机、炭刷，其特征是交流发电机的磁极转子上的每对鸟嘴式磁极之间互差的空间电角度，其一值为另一值的二倍，并且，其中每对鸟嘴式磁极至少对应发电机定子上的四个单相若干匝数的绕阻；同轴组合转子由轴的一端套接直流电机电抠的硅钢叠片铁芯及换向器，另一端套接磁极转子，并采用极身定位轴芯固定组成。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属机电领域，具体地说是一种合式动力源装置。目前技术状况1、就动力方面而言电动机具如电动船、电动车、电动助力车等，其动力源均采用直流蓄电池(电瓶)。其电瓶在使用过程中，只有电能的损耗，自身不具备充电性能，因此，每使用一定的时间后，便需要补充电能(在市电上充电)，同时频繁的充电、放电不仅对蓄电池的使用寿命有影响，而且并对机具的运动时间也存在很大制约。2、就发电机(三相)而言在结构上采用的是对磁极与绕组实行对称设置，每对极下属于一相的线圈组，它们的基波感应电动势大小是相同的，以一相为例，满足关系式E1＝qExka＝4.44fq WykΦ式中Ex为每个整距线圈的基波感应电动势换算后E1＝4.44fWkaΦ式中f＝PN/60(f-频率，P-极对数，n-转速)W为单相绕组的串联总匝数Ka为基波分布系数，一般小于1Ka＝Smqα/2/qSmα/2(q-单相整距绕圈的个数，α-槽距角)Φ为磁通量上式中，只要频率f，单相绕组的串联总匝数W，槽距角α，单相整距线圈个数q，磁通量Φ一定，则最终绕组的感应电动势则为定值。本专利技术的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种在交流发电机转速，极对数，绕组匝数，磁场强度(磁通量)等因素一定时，通过对磁极实行非对称设置，达到提高感应电动势目的的合式动力源装置。本专利技术的目的可以通过以下措施来达到本专利技术在对磁极与绕组的设置上，采用了非对称的设置方式。感应电动势的大小，在其它因素均一定时，还与磁通量的变化通量成正比。满足以下关系式E1＝4.44fWkaΦ|K|式中，|K|为磁通的变化率，其绝对值为大于1的数|K|＝Φ大/Φ小(式中，Φ大为正向或反向的最大值)我们知道，电机电抠为满足各段磁路的要求，所用的材料都是铁磁材料，在磁路不太饱和的情况下，其导磁率很大。此外，还具有二个特点第一个特点是具有饱和现象，出现饱和时，铁心中的磁通与磁化电流之间的关系就不成正比了；第二个特点是在交变磁化条件下，存在着磁滞现象，以硅钢片叠成的铁心中通过交变的主磁通时，还有涡流存在。在交流发电机里，当磁极与绕组电抠作相对运动时，由于发生了主磁通的交变，因而产生了感应电动势，然而在交变过程中，由于铁心中磁滞现象的存在，交变的主磁通均存在一个在一定程度上瞬间被异极性剩磁所削弱的过程。磁极非对称设置后，使这种“削弱”产生了一个变化，交变的主磁通Φ便出现了一个大小值的周期性交变过程，其变化率K便是主磁通Φ绝对值的大小比值。通过变幅的改善从而达到了提高感应电动势的目的，同时，对于电抠反应对磁极转子的影响也有改善。本专利技术的结构特征如下一种合式动力源装置，包括交流发电机、炭刷，其特征是a、交流发电机的磁极转子14上的每对鸟嘴式磁极21之间互差的空间电角度，其一值为另一值的二倍，并且，其中每对鸟嘴式磁极21至少对应发电机定子8上的四个单相若干匝数的绕阻；b、同轴组合转子5由轴18的一端套接直流电机电抠13的硅钢叠片铁芯及换向器，另一端套接磁极转子14，并采用极身定位轴芯19固定组成。本专利技术的目的可以还通过以下措施来达到磁极转子14上的鸟嘴式磁极21按四对二组设置。本专利技术相比现有技术具有如下优点1、本专利技术因磁极与绕组的非对称设置，从而提高了感应电动势，降低了交流发电机对其转子磁极的转速要求，这对节能降耗是十分有利的。2、本装置作为一种动力源一方面，可作为一种动力核心，用于电动船，电动助力车等以及所有的电动机具；另一方面，也可作为一种发电装置，用于家庭照明或用于停电应急，亦可适用于低压家电的用电要求。3、本装置从结构上讲，实行了电动机转子与发电机转子的直接套接，同轴(单轴)拖动，由此达到了响应快速，高精度，机械特性及调节特性好的目的，同时实现了结构紧凑，体积小，运行可靠，维修方便，振动小等优点。4、本装置的直流电机(拖动电机)采用了与本专利技术配套的可调压式炭刷，它通过调节螺杆，从而使炭刷对换向器始终保持有一定的压力，确保直流电机的拖动效率。同时在结构上采用炭刷与电机分装式，以利散热及维修。5、本装置的外壳上设置有2对交叉配装支架或安装固定的预置螺孔，可作立式安装，也可作卧式安装。6、在使用性能上，除能给额定负载提供电能外，实现了给始电源(电瓶)补充电能的内循环。从而使负载所需的电能，表现为由始电源与再生电源交叉提供的过程。并可根据不同负载的要求，通过对发电机绕组及铁芯规格的设计调整，获得不同的输出功率。附图说明图1是本专利技术的基本工作原理方框图。图2是本专利技术直流电动机与交流发电机组合体示意图。图3是本专利技术同轴(单轴)组合转子示意图。图4是本专利技术非对称磁极转子与定子(电抠)的配合示意图。图5是本专利技术拖动电机的可调压式炭刷总成结构图。下面结合附图对本专利技术作进一步描述本装置的外部结构组合件为整流器、调节器、切换器、调速器等。如图1所示整流器主要为硅二极管桥式整流电路。调节器主要为过载自动断流保护器，当负载超过本装置的额定负载时，自动断流保护，不对外做功。切换器主要为自动换电器，当再生电源的电压(工作压降后的有效值)大于始电压(电瓶电压)时，切换充电状态。当再生电源的电压小于始电压时，切换放电状态。调速器主要为电压(电流)调节器，通过在一定范围内的电压(电流)调节，控制拖动电机的转速，从而达到调节再生电源输出功率的目的。以上四个配套装置，均为电子电路产品。本装置的核心主体是由直流电动机与交流发电机的组合体，如图2所示。图2由内外两大结构系列组成外部结构为上、中、下三个圆形外壳端盖，均以非磁性轻金属制成。下盖1上设有散热通风孔，炭刷架定位槽，其中心部位为下轴承2的固定位，外形成炭刷架定位槽凹入后的非完整圆形，牙合槽线与中盖凸起的牙合槽线相配合。中盖9上设有配装支架或本装置安装固定的预置螺孔及通风散热孔和地线接线柱4，同时呈大小头形式。大头与上端盖相配合，固定发电机电抠，小头成圆管形，内圆的直径与拖动电机定子磁扼相配套(套合固定)，外部设有散热片，下端部以凸起的牙合槽线与下盖相配合。上盖11上设有散热通风孔，配装支架或本装置安装固定的预置螺孔及三相输出电源接线柱12，三个三相输出电源接线柱12相互绝缘并与外壳绝缘。上盖中心部位为上轴承10的固定位。上盖边口为固定发电机电抠的槽线牙合口及三个螺孔，并与中盖9相配合。内部结构是本装置的核心结构其核心结构件为，直流电机转子(电抠)与发电机转子磁极的组合体(图3)和分体独立定子。其内部结构的下部(拖动部分)为传统的永磁式直流电机，定子6为永磁式。炭刷采用可调压式炭刷总成作分装式，靠发电机一侧的磁体端部置有阻磁胶圈胶接安装。上部为三相交流发电机发电机定子8由外部件、上盖和中盖定位。转子磁极靠电动机一侧设置有风扇叶片7，便于在转动中产生气流给装置散热。关于本装置的组合转子5如图3所示轴18的一端拖动部分为直流电机电抠13，另一端为交流发电机的非对称磁极转子14。磁极转子14的极身由非磁性轻金属制成，鸟嘴式磁极21与极身采用斜口槽对插嵌入式胶接安装，不对称设置的4对2组磁极间开有气隙变化凹槽15，鸟嘴式磁极21的外端部以圆形非磁性轻金属压环16封固，鸟嘴式磁极21的内端部(靠直流电机电抠13一侧)的压环上设有风扇叶片17，以便在运转中产生气流。轴18的两端设置有直径略小于主轴径的轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合式动力源装置，包括交流发电机、炭刷，其特征是：ａ、交流发电机的磁极转子（１４）上的每对鸟嘴式磁极（２１）之间互差的空间电角度，其一值为另一值的二倍，并且，其中每对鸟嘴式磁极（２１）至少对应发电机定子（８）上的四个单相若干匝数的绕组 ；ｂ、同轴组合转子（５）由轴（１８）的一端套接直流电机电抠（１３）的硅钢叠片铁芯及换向器，另一端套接磁极转子（１４），并采用极身定位轴芯（１９）固定组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何明雄，
申请(专利权)人：何明雄，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]