专利名称：稀土两相发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及永磁发电机领域，特别是一种采用稀土制造发电机转子结构的两相发电机技术背景现有的单相交流发电机，无论是有刷的或是无刷的，大多需要配备电励磁绕组。电励磁绕组的工作大约需要消耗总动力的10-15％，造成发电机的效率不高和能源的浪费，而且输出的电压会受到发电机本身励磁的干扰影响，产生畸变，波形并非完整的交流正弦波，对用电设备，特别是电子设备非常有害。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种无需电励磁绕组，从而能节约动力，保证输出波形完整的稀土两相发电机。
本实用新型的稀土两相发电机，采用的技术方案是由一定子和转子组成，其特征在于定子包括四个向中心突出，均匀分布的齿，各齿之间的夹角为九十度，齿上绕以两相集中绕组，其中相对的齿为同相，相邻的齿为异相，各集中绕组由相互隔离的主发电绕组和副发电绕组组成，其中主发电绕组靠近齿的内侧，副发电绕组绕在主发电绕组的外侧；定子外圆周的各齿的中心处开有一条槽，槽内嵌设调磁线圈，从而组成两组调磁绕组，槽口用一定厚度的铁磁材料制成的槽楔完全封闭；转子由转轴安装于定子的中心处，转子有两个相对的V型片组成相对的两个磁极，中间方块片组成轴支承和磁通路，四组方形稀土磁体分别夹设在V型片和方块片之间。
上述的V型片和中间方块片都由硅钢片冲制而成，并在轴向被分成数段，各段之间由非磁隔板隔开，两头端面各设置一块非磁端板，用铆钉铆接成整体，各组稀土磁体被分成数段，夹在相应的各段V型片和方块片之间。
上述的稀土两相发电机，还包括一自动调压调流系统，其中副发电绕组的绕组HDI经桥式整流D1-D4提供本系统所需的电源，绕组HDII经桥式整流D9-D12提供给调磁绕组KOI和KOII的电源，三端稳压器IC1的第一脚与桥式整流D1-D4的一端相连，第二脚与桥式整流D1-D4的另一端相连，第三脚与双运算放大器IC2的第八脚相连，双运算放大器IC2的第一脚通过三极管T1、T2与调磁绕组KOI相连，第六脚与电焊回路的电流取样互感器TA相连，第七脚通过三极管T3、T4、T5与调磁绕组KOII相连。
上述的桥式整流D1-D4两端串联电阻R2、可变电阻W1、电阻R3。
上述的稀土两相发电机，其特征在于电流取样互感器TA和运算放大器IC2的第六脚之间串接电阻R12。
与现有产品相比，本实用新型采用廉价的片状稀土磁体拼块组装转子，工艺简单方便，在切线方向和周向方向都可以很方便地实现聚磁。转子和定子齿结构的配合，完全消除了交轴电枢反应，无气隙磁场波形畸变，发电机输出的是一个完全的单相交流正弦波。另外，由于定转子结构的独特性，与普通有刷和无刷发电机相比，工装模具比较多，基本上可实现各工序并联作业，达到发电机生产积木化。所用的稀土永磁材料为价廉的方块片状体，无需励磁绕组，无电容器，又可缩小体积和硅片、铜线等的材料用量，总的成本可与电励磁的发电机持平。而且由于无需励磁，又没有转子铜损、铁损，不仅效率高，还大量节省了能源。本发电机可很方便地通过外部转换开关转变成电焊或发电方式，或多种交流和直流电压输出。
以下将结合附图进一步详细说明本实用新型的具体结构和特征。
图1为本实用新型结构剖视图。
图2为本实用新型转子结构的主视图。
图3为图2所示转子结构的俯视图。
图4为本实用新型在发电机工作方式和电焊机工作方式下自动调压调流系统原理图。
具体实施方式
图1为本实用新型的稀土两相发电机的主要结构剖视图。发电机主要由定子1和转子2组成。定子1包括四个向中心突出，均匀分布的齿5，各齿5之间的夹角为九十度。齿5上绕以两相集中绕组，其中相对的齿为同相，相邻的齿为异相。各集中绕组由相互隔离的主发电绕组6和副发电绕组8组成，其中主发电绕组6靠近齿5的内侧，副发电绕组8绕在主发电绕组6的外侧。当转子2转动时，每相绕组产生正弦电势，两相线电压是相电压的 倍。
定子1外圆周的各齿5的中心处开有一条槽7，槽内嵌设调磁线圈，从而组成两组调磁绕组9。槽口用一定厚度的铁磁材料制成的槽楔10完全封闭。调磁线圈通以直流电，并使同一槽内的电流方向一致。调磁线圈的作用是，当定子的磁轭中有直流磁场时，铁芯轭部的动态磁导率降低，进入定子的磁通量受到调整，发电绕组的端电压得以控制。
转子2由转轴4安装于定子1的中心处。如图2、3所示，转子2有两个相对的V型片21组成相对的两个磁极，中间方块片22组成轴支承和磁通路。V型片21和中间方块片22都由硅钢片冲制而成，并在轴向被分成数段，本实施例中被分成三段。各段之间由非磁隔板26隔开，两头端面各设置一块非磁端板24，用铆钉25铆接成整体。四组稀土磁体23，每组也被分成三段，分别夹在每段V型片21和方块片22之间，并用环氧胶黏结。
根据上述结构，当转子2在定子1内转动时，主发电绕组6和副发电绕组8中就产生了电流，其中主发电绕组6所产生的电流供输出，而副发电绕组8产生的电流供给自动调压调流系统。
本实用新型的发电机可以通过相绕组的串并联改变发电机的工作方式和输出电压。例如可以由发电输出状态切换成电焊输出状态，亦可兼有两种状态同时输出，并可引出多种输出电压(包括直流)。
图4为以发电机工作方式和焊接发电机工作方式下自动调压调流系统原理图。该电路在发电机工作方式下，可用作自动电压调节器，在焊接发电机工作方式下，可用作自动电流调节器。其中，与主发电绕组隔离的两个副发电绕组分别为为HDI和HDII。HDI经桥式整流电路D1-D4提供电路所需的电源，HDII经桥式整流电路D9-D12提供两个调磁绕组KOI和KOII的电源。电路中设置三端稳压器IC1和双运放IC2，接成典型电压比较器形式。
在发电机工作方式下，当发电机的端电压高出预置电压调整率上限时，作用在R2、W1、R3回路中运算放大器IC2的第二脚电压升高，第一脚输出高电平，三极管T1、T2导通，调磁绕组KOI通电，迫使发电机的输出电压下降，回到预置的电压调整率范围内。
在用作电焊机电源时，主发电绕组送出焊条引弧电压，并使输出特性急转到焊条稳定的燃烧电压。为完成此目的，必须大幅调节主磁路中的漏磁导。当焊条电弧引燃瞬间，电焊回路中的电流(流经H-H)急剧增大，当增大到某一值时，电流取样互感器TA送出电流信号，并与R12上的电压叠加，送到IC2的第六脚，同第五脚比较后，从第七脚送出开通信号，使三极管T3、T5、T6导通，调磁绕组KOII行使主磁路漏磁导的增大或缩小调整，使焊接电流稳定地保持在最佳范围。
运算放大器IC2也可用PWM芯片取代，这样，调压调流的控制线性度和幅度将得到进一步提高。
权利要求1.一种稀土两相发电机，由定子(1)和转子(2)组成，其特征在于定子(1)包括四个向中心突出，均匀分布的齿(5)，各齿(5)之间的夹角为九十度，齿上绕以两相集中绕组，其中相对的齿为同相，相邻的齿为异相，各集中绕组由相互隔离的主发电绕组(6)和副发电绕组(8)组成；定子(1)外圆周的各齿(5)的中心处开有一条槽(7)，槽内嵌设调磁线圈，从而组成两组调磁绕组(9)，槽口用一定厚度的铁磁材料制成的槽楔(10)完全封闭；转子(2)由转轴(4)安装于定子(1)的中心处，转子(2)有两个相对的V型片(21)组成相对的两个磁极，中间方块片(22)组成轴支承和磁通路，四组方形稀土磁体(23)分别夹设在V型片(21)和方块片(22)之间。
2.根据权利要求1所述的稀土两相发电机，其特征在于V型片(21)和中间方块片(22)都由硅钢片冲制而成，并在轴向被分成数段，各段之间由非磁隔板(26)隔开，两头端面各设置一块非磁端板(24)，用铆钉(25)铆接成整体，各组稀土磁体(23)被分成数段，夹在相应的各段V型片(21)和方块片(22)之间。
3.根据权利要求1所述的稀土两相发电机，其特征在于还包括一自动调压调流系统，其中副发电绕组的绕组HDI经桥式整流D1-D4提供本系统所需的电源，绕组HDII经桥式整流D9-D12提供给调磁绕组KOI和KOII的电源，三端稳压器IC1的第一脚与桥式整流D1-D4的一端相连，第二脚与桥式整流D1-D4的另一端相连，第三脚与双运算放大器IC2的第八脚相连，双运算放大器IC2的第一脚通过三极管T1、T2与调磁绕组KOI相连，第六脚与电焊回路的电流取样互感器TA相连，第七脚通过三极管T3、T4、T5与调磁绕组KOII相连。
4.根据权利要求3所述的稀土两相发电机，其特征在于桥式整流D1-D4两端串联电阻R2、可变电阻W1、电阻R3。
5.根据权利要求3所述的稀土两相发电机，其特征在于电流取样互感器TA和运算放大器IC2的第六脚之间串接电阻R12。
专利摘要本实用新型为一种稀土两相发电机，由定子和转子组成。定子内设置两相集中绕组，各集中绕组由相互隔离的主发电绕组和副发电绕组组成。定子外圆周的各齿的中心处嵌设调磁线圈，从而组成两组调磁绕组。转子由转轴安装于定子的中心处，两个相对的V型片组成相对的两个磁极，中间方块片组成轴支承和磁通路，四组方形稀土磁体分别夹设在V型片和方块片之间。V型片和中间方块片都由硅钢片冲制而成，并在轴向被分成数段，各段之间由非磁隔板隔开，两头端面各设置一块非磁端板。各组稀土磁体也被分成数段，夹在相应的各段V型片和方块片之间。
文档编号H02K1/16GK2640102SQ0320983
公开日2004年9月8日 申请日期2003年8月18日 优先权日2003年8月18日
发明者何石思, 邓先胜 申请人:何石思, 邓先胜