专利名称：船用爪极式无刷硅整流发电机的制作方法
技术领域：
一种船用爪极式无刷硅整流发电机，涉及有旋转磁体和静止定子的发电机。
目前在船舶上使用的输出为直流的发电机有二种直流发电机和有刷爪极式硅整流发电机。直流发电机低速性能差，且电刷与换向器滑动接触，有电火花，对其它设备的无线电干扰较大，会发生电刷、换向器磨损，需要经常维修。有刷爪极式硅整流发电机有旋转磁场线圈，电刷与导电环滑动接触，也会发生电刷，导电环磨损。电火花虽然比直流发电机小些，但仍有一定程度的电火花。中国专利92207894.7号披露了一种《爪极式无刷硅整流发电机》，由定子、转子、后端盖、前端盖、硅整流装置组成。其特征是经附加气隙端的某一极性的爪极和磁圈的组合体与另一极性的爪极之间的空间及其四周围由非导磁材料压制成紧实的、外圆光滑的转子整体。为了使二磁极及磁极间的填充物能紧密连接，该技术方案必须在爪极两边加工出半圆形的(或其它形式)凹点。因此加工工艺较麻烦，且填充用的轻质合金用量较多。同时，磁场线圈冷却条件较差。
本实用新型的目的是提供一种改进的船用爪极式无刷硅整流发电机，它具有转子加工简单、磁场线圈冷却条件好的特点。
本实用新型的另一目的是提供一种改进的船用爪极式无刷硅整流发电机，它能防止滴水进入电机内部。
提供一种电压可调能适应恒流充电和照明需要的船用爪极式无刷硅整流发电机也是本实用新型的目的之一。
根据上述目的，本实用新型采用这样的技术方案该装置包含装有三相绕组的定子，由彼此固定的爪形磁极、磁轭和转轴组成的转子、前后端盖及同三相绕组相接的硅整流装置。绕有励磁线圈的线圈架固定在所述端盖上，且励磁线圈位于由爪极围成的空间内部。同时定子固定在机座内壁，前后端盖固定在机座两侧。交错相对的爪极通过非导磁衬垫焊接固定，磁轭位于线圈架的内部空间。
在前端盖上有保护带，保护带上开有百叶窗，并且在后端盖外再装上开有百叶窗的防护罩。
为了抑制无线电干扰，可在硅整流装置输出端正负极间及三相绕组间接上电容。而为了达到输出电压稳定和可调的目的，在硅整流装置输出端同励磁线圈间接有一根据输入电压高低而断通的调节器。
本实用新型具有爪形磁极加工工艺简单、节约材料，且磁场线圈冷却条件好的优点。同时还具有输出电压稳定可调，耐抛负载性能好，无线电干扰小，可防滴水的优点。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。
图1为依据本实用新型提出的船用爪极式无刷硅整流发电机结构示意图。
图2为依据本实用新型提出的船用爪极式无刷硅整流发电机爪极结构示意图。
图3为图2的A-A剖视图。
图4为依据本实用新型提出的船用爪极式无刷硅整流发电机接线原理图。
图5为依据本实用新型提出的船用爪极式无刷硅整流发电机中的调节器电路原理图。
以下结合附图详细说明依据本实用新型提出的具体电机的细节。
如图1所示，本发电机有一机座(6)，机座下部有安装用的底脚(19)，上面有吊环螺钉(8)用来吊装整机。机座内固定有定子(9)，定子上嵌装有三相绕组(1O)。机座二端面上有螺孔(11)，用于同前端盖(13)和后端盖(4)的连接。前端盖中央有一孔，孔的内侧成轴承室，并用来安装轴承(17)。前端盖上安装有保护带(18)，且保护带侧面上部开有百叶窗(16)、底部开通风孔，以利于通风，并防止水滴滴入。后端盖的中央也有孔，孔的内侧形成轴承室，轴承安装在轴承室中。转轴(15)的两端与上述轴承的内圈成过渡配合。转轴中段压入磁轭(20)和右爪形磁极(12)。且右爪形磁极与磁轭用螺钉连接。左爪形磁极(5)与右爪形磁极间用非导磁的衬垫焊接固定。在右爪形磁极的外侧装有冷却风扇(14)，并且冷却风扇用螺钉与右爪形磁极连接。线圈架(22)通过螺钉固定在后端盖上，励磁线圈(21)绕在线圈架上，且励磁线圈位于由爪形磁极围成的空间内部。爪形磁极与定子内壁间形成主气隙(7)。磁轭与线圈架内壁间，线圈架外侧与左爪形磁极内孔壁间形成辅助气隙(3)。爪形磁极、磁轭、转轴构成转子，该转子可在定子与线圈架之间旋转。由于磁路的要求，机座、前后端盖用非导磁材料制造，但在轴承孔和重要螺孔处可镶嵌铸铁嵌件。整流装置(1)固定在后端盖(4)的外侧，罩壳(2)用螺钉固定在后端盖上，并将整流装置罩住。罩壳上开有百页窗，用于通风并防止水滴滴入电机内部。前端盖上有保护带，保护带上开有百叶窗。
又参见图2、图3，左爪形磁极(5)同右爪极磁极(12)交错相对，并且通过非导磁衬垫(23)而彼此焊接固定。这样结构的爪形磁极加工工艺简单、节约材料，适合大量生产。另外线圈中所产生的热量非常容易由爪形磁极间的空气流带出经前盖保护带散发掉，因此线圈的冷却条件好。
依据本实用新型提出的发电机接线原理参见图4。其中D1～D6为硅整流二极管，并组成整流装置。用于将定子绕组输出的交流电转变为直流电。为防止无线电干扰，三只电容C4～C6接在交流回路中并接成Y形。另两只电容C7、C8分别接在整流装置输出端的正负极和地之间，且地同机体相连。
为了达到输出电压稳定和可调的目的，在硅整流装置输出端同励磁线圈间接有一根据输入电压高低而断通的调节器。调节器的电路原理图如图5所示。该调节器由取样单元、比较单元和开关单元组成，且三个单元顺次串接。其中取样单元接硅整流装置输出，开关单元接励磁线圈。取样单元由电阻R0～R4，电容C1组成。R0为可调电位器，电阻R0、R2、R4三者串联，电阻R1并接在R0两端，R3并按在R2两端，电容C1并接在电阻R4两端。电阻R4两端的电压信号送向比较单元。比较单元由稳压二极管V2组成，若R4上的电压低于V2的稳压值，则比较单元无输出电流，反之则向开关单元输出。还可与V2串接一二极管V1，用于进行温度补偿，可提高调节电压的温度稳定性。开关单元由电阻R5～R8、三极管V5～V7组成。V5为控制管，当V2有输出时，V5导通，反之V5截止。而当V5导通时，V6、V7截止，从而使励磁回路被切断；当V5截止时，V6、V7导通，励磁回路被接通。二极管V3接在V6、V7集电极与电源正极间，为续流二极管。在励磁线圈回路切断时，通过V3给自感电动势提供放电回路。二极管V4并接在三极管V7集电极和发射极间，起保护作用。电阻R10、电容C2串接后接在电源正极和负极间，一方面抑制无线电干扰，同时吸收抛负载脉冲电压，提高耐抛负载的能力。R11、C3串接在V5的基极和V6、V7的集电极间为正反馈电路，提高导通、截止速度。R9可提高负载变化时的电压稳定性，V0为接错保护用。
当动力机带动发电机旋转后，转速达到开始发电转速时，由于爪形磁极有剩磁，从而在定子三相绕组上产生较弱的交流电。交流电整流后变为直流电，由调节器供给励磁线圈，反过来又加强了磁极磁场。该磁场磁力线从磁轭左端出发经辅助气隙、线圈架、左爪形磁极、辅助气隙、定子、主气隙、右爪形磁极回到磁轭的右端。转速升高或负载减小时，发电机电压升高，当电压高于给定值时，调节器自动切断励磁电流回路，使输出电压下降。反之调节器自动接通励磁回路。由此使输出电压稳定在某一值。
权利要求1.一种船用爪极式无刷硅整流发电机，包含装有三相绕组的定子，由彼此固定的爪形磁极、磁轭和转轴组成的转子，前后端盖及同三相绕组相接的硅整流装置，绕有励磁线圈的线圈架固定在所述端盖上，且励磁线圈位于由爪形磁极围成的空间内部，其特征是定子固定在机座内壁，前后端盖固定在机座两侧，交错相对的爪形磁极通过非导磁衬垫焊接固定，磁轭位于线圈架内部空间。
2.如权利要求1所述船用爪极式无刷硅整流发电机，其特征是在前端盖上有保护带，保护带上开有百叶窗。
3.如权利要求1或2所述船用爪极式无刷硅整流发电机，其特征是在后端盖上装有开百叶窗的防护罩。
4.如权利要求3所述船用爪极式无刷硅整流发电机，其特征是硅整流装置位于所述防护罩内。
5.如权利要求4所述船用爪极式无刷硅整流发电机，其特征是所述硅整流装置中交流回路中有Y形接法的电容，直流回路正负极与地之间接有电容。
6.如权利要求5所述船用爪极式无刷硅整流发电机，其特征是在硅整流装置输出端同励磁线圈间接有一根据输入电压高低而断通的调节器。
专利摘要一种船用爪极式无刷硅整流发电机，包含装有三相绕组的定子，由彼此固定的爪形磁极、磁轭和转轴组成的转子，前后端盖及同三相绕组相接的硅整流装置。绕有励磁线圈的线圈架固定在所述端盖上，且励磁线圈位于由爪形磁极围成的空间内部。定子固定在机座内壁，前后端盖固定在机座两侧。交错相对的爪形磁极通过非导磁衬垫焊接固定，磁轭位于线圈架内部空间。本实用新型具有爪形磁极加工简单、磁场线圈冷却条件好、防滴水、无线电干扰小的优点。
文档编号H02K19/16GK2240212SQ9521815
公开日1996年11月13日 申请日期1995年7月25日 优先权日1995年7月25日
发明者张祥荣, 陈水 申请人:地方国营象山县渔业机电厂