变功率电动机的制作方法

本实用新型涉及电动机技术领域，特别涉及一种功率可变的电动发电机，该电动机与普通电动机相比，不但体积更小、重量更轻，功率更大，而且具有电动和发电双向工作能力，在汽车及各类发电电动机械设备领域中有着广泛的用途。

背景技术：

当前，在电动机、发电机的技术领域，每一台电动机、发电机设计制造完成后，其额定电流、额定功率是确定不变的。如果能够改变电动机的额定电流和额定功率，甚至还能够当做一台发电机使用，将会带来更大的方便。

技术实现要素：

本实用新型的目的，就是要提供一种结构简单、体积轻小、功率强大而使用方便成本较低的变功率电动机，可用于汽车及各类发电电动机械设备。

为达到上述技术目标，本实用新型所采取的技术方案是：变功率电动机具有一组可改变串并联结构的可变定子线圈，各相线圈组通过电极搭扣的改向换接，可快速构成结构不同的单路定子线圈或多路定子线圈，使电动机的线圈结构发生根本性的变化，从而改变电动机的额定电流和额定功率；设多路定子线圈的路数为M，则多路定子线圈突出的特点，是各相线圈组中的每一路线圈的尾端都并接在星形中心板上，而每一路线圈的首端都并接在各相电极板上，由此各相电极板上输入电流的能力就增大到路数M倍。这是不同于普通并联电路的概念方法，而是本技术方案提出的多路共板、并立并通全负荷并联电路的新结构，此结构保证多路线圈并立并通，扩大M倍电流通过的能力。所述变功率电动机有三种不同的运行状态，各相线圈组在接成M＝1的单路可变线圈时，即为变功率电动机的标准状态，此时额定电压为U0，额定电流为I0，额定功率为P0。当各相线圈组在接成M＝2、3、4…路的多路可变线圈时，即为变功率电动机的变功率电动状态，此时电极板上输入的额定电压为U0不变，而输入的额定电流增大到M I0，因此额定功率也增大到M＝1路时的M倍。所述在变功率状态下，各相多路定子线圈都接成共板并联，电动机的总内阻由标准状态下的r0变为r0/M²，即总内阻减小了路数M的平方倍，阻抗和感抗均大大减小，因此电机功率增大M倍却不易发热，运行正常；此时用原动机带动输入轴旋转，变功率电动机便进入第三种运行状态—变功率发电状态。所述变功率状态下，由于各线圈组中每个线圈的匝数均减小了M倍，即N＝N0/M，则电动势随之减小E＝E0/M，因此要使发电达到额定电压U0，必须提高转速M倍；由于M路可变定子线圈的电流通过能力增大了M倍为MI0，则提高转速M倍时发电功率也增大M倍。所述变功率电动机能够具有三种不同的运行状态，是因为设计了星形中心板和星形中心板外围的电极板，通过电极搭扣的换向转接，实现单路或多路的快速变换，星形中心板和电极板在定子外壳的外表面，与线圈不在同一个维度上，因此有良好的绝缘通道，方便快捷，安全可靠.，为了变功率电动机安全运行，在定子外壳的星形中心板上，要设置绝缘保护罩。

本实用新型由于设计了可变定子线圈、多路共板并立并通的全负荷并联电路，以及星形中心板和电极板的换向转接结构，使得本实用新型具有三种不同的运行状态，体积小重量轻，但功率更强大，能力更全面，价廉物美，特别适合在汽车、电动汽车及各类发电电动机械设备领域中使用，积极意义十分明显。

附图说明

下面结合附图及实施例，对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型公开的可变定子线圈结构示意图。

图2是本实用新型公开的可变定子线圈接成单路定子线圈结构示意图。

图3是本实用新型公开的可变定子线圈接成多路定子线圈结构示意图。

图4是本实用新型公开的变功率电动发电机外部结构示意图。

图中，1是可变定子线圈，M是可变线圈路数，N0是总匝数，A、B、C是三相线圈的首端，O1、O2、O3是三相线圈的尾端，3是电极板，4是电极搭扣， 5是星形中心版，7A是输出轴，2是定子外壳，6是绝缘保护罩，7是输入轴。

具体实施方式

如图所示，变功率电动机具有一组可改变串并联结构的可变定子线圈1，即每一相定子线圈都由数量相同、匝数相同、相位相同的线圈组构成，各相线圈组通过电极搭扣4的改向换接，可快速构成结构不同的单路定子线圈或多路定子线圈，使电动机的线圈结构发生根本性的变化，从而改变了电动机的额定电流和额定功率；设多路定子线圈的路数为M，则多路定子线圈1突出的特点是：各相线圈组中的每一路线圈N0/M的尾端O1、O2、O3都并接在星形中心板5上，而每一路线圈N0/M的首端A、B、C都并接在各相电极板3上，由此各相电极板 3上输入电流的能力就增大到路数M倍，这是不同于普通并联电路的概念方法，而是本技术方案提出的多路共板、并立并通全负荷并联电路的新结构，此结构保证多路线圈并立并通，扩大M倍电流通过的能力。

如图所示，所述各相线圈组在接成M＝1的单路可变线圈1时，即为变功率电动发电机的标准状态，此时额定电压为U0，额定电流为I0，额定功率为P0。当各相线圈组在接成M＝2、3、4…路的多路可变线圈1时，即为变功率电动机的变功率电动状态，此时电极板3上输入的额定电压为U0不变，而输入的额定电流增大到M I0，因此额定功率也增大到P＝M I0U0＝M P0，即功率增大到M＝1 路时的M倍，这就是第二种变功率电动运行状态。由于多路共板全负荷并联电路使电极板3提高了电流负荷能力M倍，而总内阻r却大大减小，由标准状态下的r0变为(r0/M)/M＝r0/M²，即总内阻减小到路数M的平方倍，阻抗和感抗均大大减小，因此电机功率增大M倍却不易发热，运行正常；此时用原动机带动输入轴7旋转，变功率电动机便进入第三种状态—变功率发电运行状态。另外一点，在变功率状态下，由于各线圈组中每个线圈N的匝数均减小了M倍，即 N＝N0/M，由ε＝N·ΔΦ/Δt＝(N0/M)·ΔΦ/Δt可知，电动势随之减小E＝E0/M，因此要使发电机达到额定电压U0，根据ε＝NBS ω可知，转速ω必须提高M倍。由于M路可变定子线圈的电流通过能力增大了M倍为MI0，则提高ω转速M 倍时发电功率P＝(M I0)U0＝M P0，即在变功率状态下转速增大M倍，发电功率也增大M倍。

如图2、图3所示，可变定子线圈1能够快速改变单路或多路不同接法，是因为设计了星形中心板5和星形中心板5外围的电极板3，通过电极搭扣4的换向转接，实现单路或多路的快速变换。星形中心板5和电极板3在定子外壳2 的外表面，与线圈不在同一个维度上，设置良好的绝缘通道，没有任何困难。为了变功率电动发电机安全运行，在定子外壳的星形中心板5上，要设置绝缘保护罩6。