專利名稱：船用爪極式無刷硅整流發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種船用爪極式無刷硅整流發(fā)電機，涉及有旋轉(zhuǎn)磁體和靜止定子的發(fā)電機。
目前在船舶上使用的輸出為直流的發(fā)電機有二種直流發(fā)電機和有刷爪極式硅整流發(fā)電機。直流發(fā)電機低速性能差，且電刷與換向器滑動接觸，有電火花，對其它設(shè)備的無線電干擾較大，會發(fā)生電刷、換向器磨損，需要經(jīng)常維修。有刷爪極式硅整流發(fā)電機有旋轉(zhuǎn)磁場線圈，電刷與導電環(huán)滑動接觸，也會發(fā)生電刷，導電環(huán)磨損。電火花雖然比直流發(fā)電機小些，但仍有一定程度的電火花。中國專利92207894.7號披露了一種《爪極式無刷硅整流發(fā)電機》，由定子、轉(zhuǎn)子、后端蓋、前端蓋、硅整流裝置組成。其特征是經(jīng)附加氣隙端的某一極性的爪極和磁圈的組合體與另一極性的爪極之間的空間及其四周圍由非導磁材料壓制成緊實的、外圓光滑的轉(zhuǎn)子整體。為了使二磁極及磁極間的填充物能緊密連接，該技術(shù)方案必須在爪極兩邊加工出半圓形的(或其它形式)凹點。因此加工工藝較麻煩，且填充用的輕質(zhì)合金用量較多。同時，磁場線圈冷卻條件較差。
本實用新型的目的是提供一種改進的船用爪極式無刷硅整流發(fā)電機，它具有轉(zhuǎn)子加工簡單、磁場線圈冷卻條件好的特點。
本實用新型的另一目的是提供一種改進的船用爪極式無刷硅整流發(fā)電機，它能防止滴水進入電機內(nèi)部。
提供一種電壓可調(diào)能適應恒流充電和照明需要的船用爪極式無刷硅整流發(fā)電機也是本實用新型的目的之一。
根據(jù)上述目的，本實用新型采用這樣的技術(shù)方案該裝置包含裝有三相繞組的定子，由彼此固定的爪形磁極、磁軛和轉(zhuǎn)軸組成的轉(zhuǎn)子、前后端蓋及同三相繞組相接的硅整流裝置。繞有勵磁線圈的線圈架固定在所述端蓋上，且勵磁線圈位于由爪極圍成的空間內(nèi)部。同時定子固定在機座內(nèi)壁，前后端蓋固定在機座兩側(cè)。交錯相對的爪極通過非導磁襯墊焊接固定，磁軛位于線圈架的內(nèi)部空間。
在前端蓋上有保護帶，保護帶上開有百葉窗，并且在后端蓋外再裝上開有百葉窗的防護罩。
為了抑制無線電干擾，可在硅整流裝置輸出端正負極間及三相繞組間接上電容。而為了達到輸出電壓穩(wěn)定和可調(diào)的目的，在硅整流裝置輸出端同勵磁線圈間接有一根據(jù)輸入電壓高低而斷通的調(diào)節(jié)器。
本實用新型具有爪形磁極加工工藝簡單、節(jié)約材料，且磁場線圈冷卻條件好的優(yōu)點。同時還具有輸出電壓穩(wěn)定可調(diào)，耐拋負載性能好，無線電干擾小，可防滴水的優(yōu)點。
本實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及其附圖給出。


圖1為依據(jù)本實用新型提出的船用爪極式無刷硅整流發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為依據(jù)本實用新型提出的船用爪極式無刷硅整流發(fā)電機爪極結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2的A-A剖視圖。
圖4為依據(jù)本實用新型提出的船用爪極式無刷硅整流發(fā)電機接線原理圖。
圖5為依據(jù)本實用新型提出的船用爪極式無刷硅整流發(fā)電機中的調(diào)節(jié)器電路原理圖。
以下結(jié)合附圖詳細說明依據(jù)本實用新型提出的具體電機的細節(jié)。
如圖1所示，本發(fā)電機有一機座(6)，機座下部有安裝用的底腳(19)，上面有吊環(huán)螺釘(8)用來吊裝整機。機座內(nèi)固定有定子(9)，定子上嵌裝有三相繞組(1O)。機座二端面上有螺孔(11)，用于同前端蓋(13)和后端蓋(4)的連接。前端蓋中央有一孔，孔的內(nèi)側(cè)成軸承室，并用來安裝軸承(17)。前端蓋上安裝有保護帶(18)，且保護帶側(cè)面上部開有百葉窗(16)、底部開通風孔，以利于通風，并防止水滴滴入。后端蓋的中央也有孔，孔的內(nèi)側(cè)形成軸承室，軸承安裝在軸承室中。轉(zhuǎn)軸(15)的兩端與上述軸承的內(nèi)圈成過渡配合。轉(zhuǎn)軸中段壓入磁軛(20)和右爪形磁極(12)。且右爪形磁極與磁軛用螺釘連接。左爪形磁極(5)與右爪形磁極間用非導磁的襯墊焊接固定。在右爪形磁極的外側(cè)裝有冷卻風扇(14)，并且冷卻風扇用螺釘與右爪形磁極連接。線圈架(22)通過螺釘固定在后端蓋上，勵磁線圈(21)繞在線圈架上，且勵磁線圈位于由爪形磁極圍成的空間內(nèi)部。爪形磁極與定子內(nèi)壁間形成主氣隙(7)。磁軛與線圈架內(nèi)壁間，線圈架外側(cè)與左爪形磁極內(nèi)孔壁間形成輔助氣隙(3)。爪形磁極、磁軛、轉(zhuǎn)軸構(gòu)成轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子可在定子與線圈架之間旋轉(zhuǎn)。由于磁路的要求，機座、前后端蓋用非導磁材料制造，但在軸承孔和重要螺孔處可鑲嵌鑄鐵嵌件。整流裝置(1)固定在后端蓋(4)的外側(cè)，罩殼(2)用螺釘固定在后端蓋上，并將整流裝置罩住。罩殼上開有百頁窗，用于通風并防止水滴滴入電機內(nèi)部。前端蓋上有保護帶，保護帶上開有百葉窗。
又參見圖2、圖3，左爪形磁極(5)同右爪極磁極(12)交錯相對，并且通過非導磁襯墊(23)而彼此焊接固定。這樣結(jié)構(gòu)的爪形磁極加工工藝簡單、節(jié)約材料，適合大量生產(chǎn)。另外線圈中所產(chǎn)生的熱量非常容易由爪形磁極間的空氣流帶出經(jīng)前蓋保護帶散發(fā)掉，因此線圈的冷卻條件好。
依據(jù)本實用新型提出的發(fā)電機接線原理參見圖4。其中D1～D6為硅整流二極管，并組成整流裝置。用于將定子繞組輸出的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?。為防止無線電干擾，三只電容C4～C6接在交流回路中并接成Y形。另兩只電容C7、C8分別接在整流裝置輸出端的正負極和地之間，且地同機體相連。
為了達到輸出電壓穩(wěn)定和可調(diào)的目的，在硅整流裝置輸出端同勵磁線圈間接有一根據(jù)輸入電壓高低而斷通的調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器的電路原理圖如圖5所示。該調(diào)節(jié)器由取樣單元、比較單元和開關(guān)單元組成，且三個單元順次串接。其中取樣單元接硅整流裝置輸出，開關(guān)單元接勵磁線圈。取樣單元由電阻R0～R4，電容C1組成。R0為可調(diào)電位器，電阻R0、R2、R4三者串聯(lián)，電阻R1并接在R0兩端，R3并按在R2兩端，電容C1并接在電阻R4兩端。電阻R4兩端的電壓信號送向比較單元。比較單元由穩(wěn)壓二極管V2組成，若R4上的電壓低于V2的穩(wěn)壓值，則比較單元無輸出電流，反之則向開關(guān)單元輸出。還可與V2串接一二極管V1，用于進行溫度補償，可提高調(diào)節(jié)電壓的溫度穩(wěn)定性。開關(guān)單元由電阻R5～R8、三極管V5～V7組成。V5為控制管，當V2有輸出時，V5導通，反之V5截止。而當V5導通時，V6、V7截止，從而使勵磁回路被切斷；當V5截止時，V6、V7導通，勵磁回路被接通。二極管V3接在V6、V7集電極與電源正極間，為續(xù)流二極管。在勵磁線圈回路切斷時，通過V3給自感電動勢提供放電回路。二極管V4并接在三極管V7集電極和發(fā)射極間，起保護作用。電阻R10、電容C2串接后接在電源正極和負極間，一方面抑制無線電干擾，同時吸收拋負載脈沖電壓，提高耐拋負載的能力。R11、C3串接在V5的基極和V6、V7的集電極間為正反饋電路，提高導通、截止速度。R9可提高負載變化時的電壓穩(wěn)定性，V0為接錯保護用。
當動力機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)后，轉(zhuǎn)速達到開始發(fā)電轉(zhuǎn)速時，由于爪形磁極有剩磁，從而在定子三相繞組上產(chǎn)生較弱的交流電。交流電整流后變?yōu)橹绷麟姡烧{(diào)節(jié)器供給勵磁線圈，反過來又加強了磁極磁場。該磁場磁力線從磁軛左端出發(fā)經(jīng)輔助氣隙、線圈架、左爪形磁極、輔助氣隙、定子、主氣隙、右爪形磁極回到磁軛的右端。轉(zhuǎn)速升高或負載減小時，發(fā)電機電壓升高，當電壓高于給定值時，調(diào)節(jié)器自動切斷勵磁電流回路，使輸出電壓下降。反之調(diào)節(jié)器自動接通勵磁回路。由此使輸出電壓穩(wěn)定在某一值。
權(quán)利要求1.一種船用爪極式無刷硅整流發(fā)電機，包含裝有三相繞組的定子，由彼此固定的爪形磁極、磁軛和轉(zhuǎn)軸組成的轉(zhuǎn)子，前后端蓋及同三相繞組相接的硅整流裝置，繞有勵磁線圈的線圈架固定在所述端蓋上，且勵磁線圈位于由爪形磁極圍成的空間內(nèi)部，其特征是定子固定在機座內(nèi)壁，前后端蓋固定在機座兩側(cè)，交錯相對的爪形磁極通過非導磁襯墊焊接固定，磁軛位于線圈架內(nèi)部空間。
2.如權(quán)利要求1所述船用爪極式無刷硅整流發(fā)電機，其特征是在前端蓋上有保護帶，保護帶上開有百葉窗。
3.如權(quán)利要求1或2所述船用爪極式無刷硅整流發(fā)電機，其特征是在后端蓋上裝有開百葉窗的防護罩。
4.如權(quán)利要求3所述船用爪極式無刷硅整流發(fā)電機，其特征是硅整流裝置位于所述防護罩內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述船用爪極式無刷硅整流發(fā)電機，其特征是所述硅整流裝置中交流回路中有Y形接法的電容，直流回路正負極與地之間接有電容。
6.如權(quán)利要求5所述船用爪極式無刷硅整流發(fā)電機，其特征是在硅整流裝置輸出端同勵磁線圈間接有一根據(jù)輸入電壓高低而斷通的調(diào)節(jié)器。
專利摘要一種船用爪極式無刷硅整流發(fā)電機，包含裝有三相繞組的定子，由彼此固定的爪形磁極、磁軛和轉(zhuǎn)軸組成的轉(zhuǎn)子，前后端蓋及同三相繞組相接的硅整流裝置。繞有勵磁線圈的線圈架固定在所述端蓋上，且勵磁線圈位于由爪形磁極圍成的空間內(nèi)部。定子固定在機座內(nèi)壁，前后端蓋固定在機座兩側(cè)。交錯相對的爪形磁極通過非導磁襯墊焊接固定，磁軛位于線圈架內(nèi)部空間。本實用新型具有爪形磁極加工簡單、磁場線圈冷卻條件好、防滴水、無線電干擾小的優(yōu)點。
文檔編號H02K19/16GK2240212SQ9521815
公開日1996年11月13日 申請日期1995年7月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月25日
發(fā)明者張祥榮, 陳水 申請人:地方國營象山縣漁業(yè)機電廠