专利名称：自发电式电动自行车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动自行车，尤其是一种自发电式电动自行车。
由于国家对城市环保要求和城市小型家用交通工具的发展需要，电动自行车大有逐渐取代燃油型摩托车和人力自行车的趋势。正是在这种形势下，近年来，电动自行车在我国大中城市得到了极大普及和发展，众多厂家已推出许多新款车型。但纵观其成，车型虽多，款式有别，其结构大同小异，整车动力系统的设计理念无创新，其表现为，一是电机效率低，虽标称大于70％，实测达60％者即为上品，故整车能耗高，运行浪费；二是行驶里程短，无法实现行驶中能源的补充，从而增加行驶里程；三是当电瓶中的电能耗尽时，因不能及时充电，电瓶使用寿命短；四是整车价格偏高。
上述问题的存在，已严重制约了这一环保型城市交通工具的进一步普及及发展。因此，研制一种转换效率高、行驶里程长和具有全新动力系统设计理念的新款电动自行车，既是社会急需，也有极大经济意义。
有鉴于此，本实用新型的任务便在于提供一种可在行驶中，自行发电和充电的电动自行车，即设计一种具有发电和电动的两种功能于一体的复合电机。
这一任务是这样实现的一台定子和转子为鼓形结构的电机，相互套接，定子在内，转子在外。定子和转子间有气隙。定子的外缘表面沿轴向镶有作相等间隔排列的、数量为偶数的永久磁体；转子壳体内缘装有带开槽的铁芯，槽内嵌入绕组。转子铁芯槽数的分配比为，电动机绕组所占槽数是发电机绕组所占槽的3倍，对铁芯开有56槽的复合电机，其作电动机用的绕组所占槽数为42槽，作发电机用的绕组所占槽数即为14槽；而转子铁芯开槽的每极槽数，应比定子的永久磁体外缘弧长所对应的铁芯总槽数，多一槽；两种不同功能绕组的布线及接线方式为对作电动机用的绕组是，每对极的绕组，串联成环形绕组；对作发电机用的绕组是，每极跨4槽，全部绕组为串联接线。设计的转子铁芯总功率为200-250瓦，其中发电机功率为70-90瓦，电动机功率为120-160瓦。转子各绕组的端线和换向器的各对应换向片相焊接。当电动自行车启动时，由车载的两组电瓶中的一组电瓶输出的直流电，经碳刷触接换向片，向转子上作电动机用的绕组输入电流，从而产生旋转磁场，此时转子便驱动车轮行驶。与此同时，转子上作发电机用的绕组，也因车体在下坡惯性行驶，使车轮转动而产生感应电流，此感应电流经换向器上的滑环和碳刷后，向车载的另一组电瓶充电。如此循环运行，便使一台复合电机完成电动驱动和发电充电的两种功能。
这种由复合电机驱动的自发电式电动自行车的突出优点，一是一台电机完成电动和发电的两种功能，整机驱动系统效率高；二是由于行驶中能发电充电，使行驶里程增加和电瓶使用寿命延长。
以下结合附图和具体实施例，对本实用新型作详述
图1为本实用新型自发电式电动自行车的复合电机结构示意图；图2为本实用新型自发电式电动自行车的复合电机的分解图；图3为本实用新型自发电式电动自行车的复合电机的剖示图；图4为本实用新型自发电式电动自行车的复合电机的换向器结构示意图。
如
图1、图2、图3和图4所示，一台由定子16、转子17、换向器8和端盖13组成，且经轴承14和轴6套装成一鼓形结构的复合电机，转子17的外壳两凸缘周边开有供电动自行车安装辐条用的孔7，转子17和定子16之间有气隙。
定子16为一沿轴向宽约50mm的圆鼓，其鼓形外缘的周边镶有作相等间隔排列的7对极、14片永久磁体1；转于外壳4的内缘装有硅钢片叠厚为40mm的带开槽的铁芯3，铁芯3开有56槽，槽内嵌入绕组2。各绕组在槽内的布线及联结方式为，作电动机用的绕组占42槽，作发电机用的绕组占14槽。对作电动机用的绕组，每对极的绕组串联成环形绕组；对作发电机用的绕组为每极跨4槽，全部串联。转子各绕组2的端线和换向器的各对应换向片9相焊接。当电动自行车启动时，由车载的两组电瓶中的一组电瓶输出的直流电，经碳刷5触接换向片9，向转子上作电动机用的绕组2输入电流，从而产生旋转磁场，此时转子便通过从辐条孔7中安装的车辐，驱动车轮行驶。与此同时，转子上作发电机用的绕组2，也因车体在下坡，惯性行驶，使车轮转动，而产生感应电流，此感应电流经换向器上的滑环10和碳刷5后，向车载的另一组电瓶充电。如此循环运行，便使一台复合电机完成电动驱动和发电充电的两种功能。
按上述之结构设计，其技术特征为①电动机为7极，共占42槽；电动机额定电压为36伏，额定功率为140瓦；②发电机也为7极，14槽结构，其额定电压为39伏，额定功率为60瓦；③电机供能方式为，交替切换式，即车载的两组电瓶(总容量12AH)，当一组电瓶向电动机供电时，另一组电瓶则因发电机输出的电能而被其充电。电瓶电压36伏，标准充电时的工作电流为0.6A，快速充电电流为1.2A；④设计适用车型为24″、26″。
权利要求1.自发电式电动自行车，由车体、电池和复合电机构成，其复合电机为一台定子和转子为鼓形结构的电机，相互套接，定子在内，转子在外。定子和转子间有气隙。定子的外缘表面沿轴向镶有作相等间隔排列的、数量为偶数的永久磁体；转子壳体内缘装有带开槽的铁芯，槽内嵌入绕组，其特征在于a、转子铁芯槽数的分配比为，电动机绕组所占槽数是发电机绕组所占槽的3倍，对铁芯开有56槽的复合电机，其作电动机用的绕组所占槽数为42槽，作发电机用的绕组所占槽数即为14槽；b、转子铁芯开槽的每级槽数，应比定子的永磁体外缘弧长所对应的铁芯总槽数，多一槽；c、两种不同功能绕组的接线方式为对作电动机用的绕组是，每对极的绕组串联成环形绕组；对作发电机用的绕组是，每极跨4槽，全部绕组为串联接线。
2.根据权利要求1所述的自发电式电动自行车的复合电机，其特征在于，设计的转子铁芯总功率为200瓦，其中发电机功率为70-90瓦，电动机功率为120-160瓦。
3.根据权利要求1所述的自发电式电动自行车的复合电机，其特征在于，转子各绕组的端线和换向器的各对应换向片相焊接。当电动自行车启动时，由车载的两组电瓶中的一组电瓶输出的直流电，经碳刷触接换向片，向转子上作电动机用的绕组输入电流，从而产生旋转磁场，此时转子便驱动车轮行驶。与此同时，转子上作发电机用的绕组，也因车体在下坡惯性行驶，使车轮转动而产生感应电流，此感应电流经换向器上的滑环和碳刷后，向车载的另一组电瓶充电。如此循环运行，便使一台复合电机完成电动驱动和发电充电的两种功能。
专利摘要自发电式电动自行车是一种其动力装置为一台由定子和转子套装而成的复合电机,定子在内,转子在外,定子外表面镶有数量为偶数的永久磁体,转子内缘装有带开槽的铁芯,槽内嵌入绕组。转子绕组分为电动机用绕组和发电机用绕组。这种自发电式电动自行车的优点是,一台电机完成电动驱动和发电充电的两种功能,整机效率高,且由于行驶中能发电充电,使行驶里程增加,电池寿命延长。
文档编号B60K1/00GK2500520SQ01234559
公开日2002年7月17日 申请日期2001年9月3日 优先权日2001年9月3日
发明者卢子清, 汪敦泳, 卢庆刚 申请人:卢子清, 汪敦泳, 卢庆刚