[其他]无触点励磁式爪极发电机

说明书

本发明是无触点励磁式爪极发电机。

迄今为止，国内已生产的励磁式爪极发电机是有触点的。它有一些不足之处：漏磁大，漏磁系数高达1.4;效率低，通常只达50%;滑环与电刷是动态接触，不免有电火花，这不仅增加了维护的工作量，而且还干扰无线电通讯;效率与转速的特性较软，不能在较大的速度变化范围保持高效率。国外的无触点励磁式爪极发电机的效率也偏低，西德西门子（Siemens）公司的ZFK1010型、3.6KW、1300转/分的此类电机效率仅79%，美国的代勒柯-雷米（Delco-Remy）公司的1.5KW、5000转/分的同类电机效率只有75%，均未能完善地解决减少漏磁这一问题。

本发明的任务是提供0.2KW至55KW内磁路系列的高效率爪极发电机。

本发明的任务是采用以下措施完成的：采用无刷励磁方式，变有触点为无触点;确定合适的爪极形状减少漏磁;确定出合理的主气隙δ₁和附加气隙δ₂的长度。

以下结合附图对本发明详细描述。

图1是本发明的轴向剖视图。它分定子、转子两大部分。定子由机座〔4〕、定子铁心〔5〕（内径D＝85～400mm，有效长度L＝30～270mm）、定子绕组〔8〕、托架〔2〕、励磁绕组〔10〕、前端盖〔11〕和后端盖〔1〕组成，较三相同步电机的定子多了托架〔2〕和励磁绕组〔10〕。转子由爪极和轴〔12〕装配而成，轴〔12〕的两个轴颈分别与前端盖〔11〕、后端盖〔1〕内的轴承配合。爪极的外圆柱面与定子铁心〔5〕的内圆柱面之间有主气隙δ₁＝0.3～1mm。托架〔2〕的左端用螺钉联接在后端盖〔1〕上，其余部分置于轴〔12〕和爪极之间，与二者各隔一个附加气隙δ₂＝0.3～0.8mm。托架〔2〕在极爪的正下方有一个凹处，内装一个励磁绕组〔10〕，托架〔2〕在爪极左部〔3〕极身下的部分用以导磁。轴〔12〕由三段焊接而成，中段较粗，直径D_r＝30～160mm，它用以导磁，左、右两端各伸向轴承。爪极分为爪极左部〔3〕和爪极右部〔9〕，每部分均由形状完全相同的2～8个极爪和一个极身构成一个整体，在定子铁心〔5〕的正下方是极爪，与极爪相连的称为极身。爪极左、右两部的极爪数相等，它们沿转子的外圆柱面均匀分布，分别插入对方的间隙中，用铆钉〔6〕固定在圆环〔7〕上，由于爪极右部〔9〕的极身与轴〔12〕有固定联接，故整个爪极和轴〔12〕一同旋转。

极爪的中部有个圆孔φ₃（图3中示出），极爪的内圆柱面与圆环〔7〕的外圆柱面配合。圆环上均布着与φ₃直径相同其个数等于极爪数的孔，用以装入铆钉〔6〕爪极右部〔9〕极身处轴向剖面上的角β₂＝8～15°，β₂为爪极右部极身的锥面与同轴的圆柱面之间的夹角。

图2为A-A截面处极爪的径向截面，由于全部极爪的形状皆相同，故只画出一个。其上角β₄＝5～17°。β₄是极爪的侧面与顶部边缘线和轴径构成的平面之夹角。

图3为爪极左部〔3〕的轴向剖面图。极身的两个圆锥面与水平轴线的圆柱面之交角β₃＝17～50°，β₅＝8～20°。极爪前端圆锥面与水平轴线的圆柱面之交角β₁＝10～50°。极爪中间有孔φ₃。

图4为爪极左、右两部分的展开图，爪极左部〔3〕和爪极右部〔9〕的极爪互相插入对方间隙。

图5为托架〔2〕的轴向剖面图，两个小孔φ₁、φ₂供励磁绕组出线之用。

运行时励磁绕组〔10〕通入直流电流，转子由原动机驱动，定子绕组输出三相交流。

根据本发明的结构，可以造出功率为0.2～55kW、额定转速为400～3000转/分的无触点励磁式爪极发电机，它的效率在71～93%之间，可在0.5～1.5倍额定转速的范围内保持高效率，过载能力超过20%。