专利名称：大功率小型直流弧焊和交流单相同步发电两用机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种改进的直流弧焊和交流单相同步发电两用机。
背景技术：
中国专利ZL94239445.3《直流弧焊交流同步发电两用机》公开了一种直流弧焊和交流发电两种功能组合成一体的直流弧焊和交流同步发电两用机。交流发电机采用转枢式结构，其激磁部分放在定子上并与直流弧焊机共同一个主极铁芯和一套励磁绕组，极间相互串联，定子上同时安放一套换向极绕组，在转子槽内上层嵌放一套直流电枢绕组，该绕组与整流子相连，下层嵌放一套交流电枢绕组，该绕组接至导电杆，通过滑环及电刷引入接线盒，整流子与滑环制成一体。这是一种能同时适用于直流焊接和提供单相交流电源，使用方便的功能设备。设备主要具有7kW 28V 250A 3000r/min直流弧焊功能，并兼1.5KVA 220V 3000r/min交流单相同步发电功能。专利实施后，产品应用广泛，很受用户欢迎，并取得较好的企业效益和社会效益。然而，该产品还跟不上发展的需求，存在功率小，内部结构不十分合理等不足之处。为了提高设备性能，加大设备功率，在原有7kW两用电机基础上设计更大容量的弧焊/发电两用机，本实用新型通过研制，改进成一种外型尺寸相同，具有更大功率的多功能新型直流焊接和交流单相同步发电两用机。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术中功率小、内部结构不十分合理的缺陷，提供一种大功率小型直流弧焊和交流单相同步发电两用机。
本实用新型通过对设备电磁方案改进设计，在装机尺寸基本不变的情况下，将设备容量提高至9kW，且两用电机规格可按7kW 28V 250A3000r/min(直流弧焊)/1.5KVA 220V 50Hz 3000r/min(单相交流同步发电)及9kW 30V 300A 3000r/min(直流弧焊)/1.5KVA 220V 50Hz3000r/min(单相交流同步发电)选择。既扩大了设备功率，也增加了设备的功能，同时也使设备内部结构更趋科学合理。本实用新型两用电机，交流发电机采用转枢式结构，其激磁部分在定子上并与直流弧焊机共用一个主极铁心和一个励磁绕组，极间相互串联；定子上还设置换向极铁心与绕组，极间相互并联；转子上槽内上层嵌放一套直流电枢绕组，其与整流子相连，下层嵌放一套单相电枢绕组，其与导电杆、滑环及电刷相连后最终引入接线盒。其中，滑环与整流子制成一体。接线盒为调整弧焊直流输出的装置。另外，电枢支架既可支撑交、直流电枢绕组又可通风散热。电机转子自带风扇。
本实用新型两用电机进行扩容以及增加功能改进后，主要解决了容量增加后电机的发热问题、电磁参数紧张问题、电机性能问题。关键是在设备电磁原理方案设计上作了实质性改进，具体包括对直流电枢部分的改进1.1、电枢线规改为直径φ2.12毫米；1.2、电枢线圈开档尺寸改为197毫米；1.3、电枢槽形尺寸改为 (毫米高度)， (毫米槽顶宽度)；6.6毫米(槽底宽度)，另外，槽底由平底改为圆底；1.4、电枢冲片通风孔分布直径改为φ80毫米；1.5、电枢后压圈作相应更新设计，由厚形支架状改为薄形碗状，以利容量加大后散热功效提高及降低成本。
1.6、电枢整流子结构由套圈式改为双燕尾式以适应容量加大后通风散热功效的提高同时降低成本。
1.7、电枢线圈引线套管材料作相应改动以适合新的绝缘结构要求。
1.8、对电枢绕组及全部部件绝缘改动，以适应F级绝缘等级要求。对直流定子部分的改进包括2.1、主极及辅极线规改为直径φ1.4毫米；2.2、主极匝数改为181，辅极匝数改为322；2.3、间极线规改为2.8毫米×5.6毫米双玻璃丝包扁铜线；2.4、间极匝数改为31；极间线圈结构设计由扁绕连续式改为平绕中空式以提高通风散热效果；2.5、定子极间电气回路改为并联电气设计以适应线规加大后工艺性强的要求；2.6、定子电缆线改为35#丁晴护套引接线；2.7、定子接头改为TO1-35/12接头2.8、对定子导电及绕组部件绝缘改动，以适应F级绝缘等级要求。对交流电枢部分的改进包括3.1、交流线规改为直径φ1.25毫米漆包圆铜线；3.2、交流线圈轴向长度改为165毫米；3.3、交流绕组型式改变匝数改为5匝，线圈数改为14，设计成14只线圈分2链滚开，节距也改为14毫米。
此外，电机通风散热用风扇材料及尺寸也作了改进设计，以适应改善通风散热之需要，以及对出线盒的改进4.1出线盒宽度方向尺寸加大，使出线盒内部空间更加宽畅，同时也提高了内部电器间的电气可靠性。
4.2出线盒宽度方向尺寸加大后，出线盒与电机的装配关系改为出线盒宽度与电机横向一致，出线盒长度与电机轴向一致，这样既可使两个尺寸相近方向又一致的实体相互装配后，整机更加紧凑，压缩了空间体积，也因出线盒面板与电机视窗朝向一致，方便了用户操作。
4.3为适应两种三极插头、插座都可使用，出线盒的装配孔尺寸与数目也作了改进；同时，出线盒电流刻度操作盘容量也作了相应加大。
本实用新型的优点是，改进后的直流弧焊和交流发电两种功能组合成一体的直流弧焊交流同步发电两用机在装机尺寸基本不变的情况下，设备容量提高至9kW，且两用电机规格可按7kW 28V 250A3000r/min(直流弧焊)/1.5KVA 220V 50Hz 3000r/min(单相交流同步发电)及9kW 30V 300A 3000r/min(直流弧焊)/1.5KVA 220V 50Hz3000r/min(单相交流同步发电)选择。既扩大了功率，也增加了设备功能，同时也使设备内部结构更趋科学合理。从而提供了一种相同外型尺寸，更大功率，成本降低的多功能直流焊接和交流单相同步发电两用机。
图1是本实用新型结构示意图；图2是本实用新型转子结构示意图；图3是本实用新型定子结构示意图；图4是本实用新型整流子与滑环结构示意图；图5是本实用新型电路原理图。
实施方式
以下结合附图对本实用新型作详细说明。
实施例如图1至图5所示，交流发电机采用转枢式结构，其激磁部分放在定子1上并与直流弧焊机共用四个主极铁心11和四组分别绕在主极铁心上的励磁绕组12，极间相互串联。定子的主极及辅极线规由直径φ1.3毫米改为φ1.4毫米；主极匝数由160改为181，辅极匝数由309改为322；间极线规由2.5毫米×5毫米改为2.8毫米×5.6毫米双玻璃丝包扁铜线2S30-B；间极匝数由32改为31；极间线圈结构设计由扁绕连续式改为平绕中空式以提高通风散热效果；定子电缆线由25#改为35#丁晴护套引接线JBQ-500；定子接头由TO1-25/12改为TO1-35/12接头；为适应F级绝缘等级要求，还对定子导电及绕组部件绝缘进行了改进。定子换向部分由二个换向极铁心13和二组分别绕在换向极铁心上的换向绕组14组成，定子极间电气回路改为并联电气设计以适应线规加大后工艺要求。直流弧焊机与交流发电机共用同一转子铁心2，该铁心由硅钢片迭压而成，在转子槽21内上层嵌放一套直流电枢绕组22，直流电枢线规由直径φ1.9毫米改为φ2.12毫米，电枢线圈开档尺寸由185毫米改为197毫米，电枢槽形尺寸由19.05毫米改为 (毫米高度)，槽顶宽度尺寸由9.3毫米改为 毫米；槽底宽度尺寸由5.6毫米改为6.6毫米，另外，槽底由平底改为圆底；电枢冲片通风孔分布直径由φ75毫米改为80毫米；电枢后压圈作相应更新设计，由厚形支架状改为薄形碗状，以利容量加大后提高散热功效及降低成本；电枢整流子结构由套圈式改为双燕尾式以适应容量加大后，提高通风散热功效，同时降低成本；电枢线圈引线套管材料作相应改动以适合新的绝缘结构要求；对电枢绕组及全部导电部件绝缘改进为F级绝缘等级。下层嵌放的一套交流电枢绕组23。交流电枢绕组线规也由直径φ1.12毫米改为φ1.25毫米漆包圆铜线QZ(G)-2/155；交流线圈轴向长度尺寸由146毫米改为165毫米；交流绕组匝数由10匝改为5匝，线圈数由7改为14，设计成14只线圈分2链滚开，节距也由13毫米改为14毫米。直流电枢绕组与整流子3相连，交流电枢绕组接至导电杆4，通过滑环5及电刷6引入接线盒7，整流子与滑环制成一体，导电杆从整流子内部通过。其中，接线盒7宽度方向尺寸加大，使出线盒内部空间更加宽畅，同时也提高了内部电器间的电气可靠性。接线盒宽度方向尺寸加大后，接线盒与电机的装配关系改为出线盒宽度与电机横向一致，接线盒长度与电机轴向一致，这样既可使两个尺寸相近方向又一致的实体相互装配后，整机更加紧凑，压缩了空间体积，也因出线盒面板与电机视窗朝向一致，方便了用户操作。为适应两种三极插头、插座都可使用，出线盒的装配孔尺寸与数目也作了改进，接线盒电流刻度操作盘容量也作了相应加大。此外，电机通风散热用风扇材料及尺寸也作了改进设计，以适应改善通风散热之需要改进后的本实用新型直流弧焊交流同步发电两用机工作时，当原电动机带动主轴旋转时，依据电磁感应原理，铁心中的剩磁在励磁绕组中建立励磁电压并经电刷引出通过带有变阻器调节的激磁回路产生激磁电流，激磁电流使激磁磁场加强从而产生更高的励磁电压，如此过程继续循环下去，最终可在定子上逐渐形成稳定磁场。在该磁场的作用下，直流电枢绕组和交流电枢绕组均产生输出电压，直流电枢绕组接至整流子，并通过电刷引入接线盒，输出直流电流，焊接电流的大小可通过串接于励磁回路中的变阻器R的阻止来改变。交流绕组接至滑环的导电杆并通过滑环及电刷引入接线盒的U、V端子，提供单相交流电。
改进后的直流弧焊交流同步发电两用机在装机尺寸基本不变的情况下，设备容量提高至9kW，且两用电机规格可按7kW 28V 250A3000r/min(直流弧焊)/1.5KVA 220V 50Hz 3000r/min(单相交流同步发电)及9kW 30V 300A 3000r/min(直流弧焊)/1.5KVA 220V 50Hz3000r/min(单相交流同步发电)选择。既扩大了功率，也增加了设备功能，同时也使设备内部结构更趋科学合理。
权利要求1.一种大功率小型直流弧焊和交流单相同步发电两用机，包括转枢式结构交流发电机、与交流发电机共用一转子铁芯的直流弧焊机以及输出机构，其特征在于交流发电机定子的换向部分由一套换向极铁芯和一套绕在换向极铁芯上的换向绕组组成，极间相互并联；接线盒上有可调整弧焊直流输出的刻度盘及旋钮，输出功率为9千瓦或7千瓦。
2.根据权利要求1所述的大功率小型直流弧焊和交流单相同步发电两用机，其特征在于改进后的直流电枢部分中有直径φ2.12毫米的电枢线；电枢线圈开档尺寸为197毫米；电枢槽形尺寸高度为22H10 毫米，槽顶宽度为10.4H10 毫米；圆槽底宽度为6.6毫米；电枢冲片通风孔分布直径为φ80毫米；电枢后压圈为薄形碗状；电枢整流子结构为双燕尾式；电枢绕组及导电部件为F级绝缘。
3.根据权利要求1所述的大功率小型直流弧焊和交流单相同步发电两用机，其特征在于改进后的直流定子部分，主极及辅极线规直径为φ1.4毫米；主极匝数为181，辅极匝数为322；间极线规为2.8毫米×5.6毫米双玻璃丝包扁铜线；间极匝数为31；以及有通风散热效果好的平绕中空式极间线圈结构。
4.根据权利要求1所述的大功率小型直流弧焊和交流单相同步发电两用机，其特征在于改进后的交流电枢部分中有交流电枢线规直径为φ1.25毫米漆包圆铜线；交流线圈轴向长度尺寸为165毫米；交流绕组匝数为5匝，2链滚开线圈数为14，节距为14毫米。
5.根据权利要求1所述的大功率小型直流弧焊和交流单相同步发电两用机，其特征在于改进的出线盒宽度与电机横向一致，出线盒长度与电机轴向一致，出线盒面板与电机视窗朝向一致。
专利摘要本实用新型公开了一种大功率小型直流弧焊和交流单相同步发电两用机，包括转枢式结构交流发电机、与交流发电机共用一转子铁芯的直流弧焊机以及输出机构，该交流发电机定子的换向部分由一套换向极铁芯和一套绕在换向极铁芯上的换向绕组组成，极间相互并联；接线盒上有可调整弧焊直流输出的刻度盘及旋钮，输出功率为9千瓦或7千瓦。本实用新型既扩大了功率，也增加了设备功能，同时也使设备内部结构更趋科学合理，性能更好，相同外型尺寸下具有更大功率，且成本更低。
文档编号H02K19/16GK2767036SQ20042008116
公开日2006年3月29日 申请日期2004年7月27日 优先权日2004年7月27日
发明者张鸿祥, 许教宝, 谭耀庭 申请人:上海申富电机有限公司