CN1070652C - 外转子型机动发电机 - Google Patents

Abstract

提供一种成本低和结构简单的外转子型机动发电机，它能小型化且得到触发用的电力，而不牺牲发电机的输出。该发电机有多个沿外转子外筒壁内周安置的磁铁，和一个面对诸磁铁的装于外转子内的多极定子。一个用于发动机触发装置的发电部分装于外转子外筒壁的外面且与该壁相对。在一部分外筒壁中形成一个通窗，磁铁磁力线经此窗影响发电部分。

Description

外转子型机动发电机

本发明涉及一种外转子型机动发电机。

近年来，一种具有一些置于外转子内周面上的磁铁的多极发电机已广泛用作轻便发电机或类似发电机的发电部分，可通过变换器控制从此类发电机得到商用频率输出。

当用一个发动机驱动外转子型多极发电机时，外转子能够兼有一个飞轮，用作飞轮转子。在此情况下，不需要另外提供一个专用的飞轮，从而能够在整体上作成小尺寸的机动发电机。

另一方面，很难使用外加的触发装置，例如常规自触发的触发装置，其中，在飞轮的外周连接一个磁铁，以得到触发用的能量。

也就是说，在外转子型发电机的情况下，由于发电用的诸磁铁排列于外转子的内周面，外转子不能作成小直径的，以得到足够的能量，从而外转子变成大直径的，且圆周速度变大。如果打算在上述外转子的外圆周上另外加一个磁铁，如日本公开专利发布号Sho 61-40463中所述，就难以保证外磁铁具有足够的支承强度，且外转子的尺寸徒然变大。

因此，如果打算把外转子同时用作发动机的飞轮，则外转子内侧的多极发电部分的一极必然专用于触发，才能得到激发装置所需的电力，如日本实用新型公开号Hei6-46219中所述。结果，触发装置本身变复杂和价高，并且本来能够得到高输出的多极发电部分的一部分输出，被牺牲用于触发。

从上面描述的本发明看，本发明之一个目的在于提供一种低成本和简单结构的外转子型机动发电机，它能够在整体上小型化，且能够得到触发用的电力，而不必牺牲一部分发电输出。

为了达到上述目的，本发明提供一种外转子型机动发电机，它具有多个沿着外转子的外圆筒壁的内周安置的磁铁，和一个面对着诸磁铁的安放在外转子内的多极定子；它包括一个用于发动机触发装置的发电部分，该装置安放在外转子的外圆筒壁的外面并且与该壁相对，和一个在外圆筒壁的一部分中形成的通窗，磁铁的磁力通过该窗来影响发电部分。

通过这种简单的结构，即，在外转子的一部分中提供使磁力线直通的通窗，可把在外转子的外圆筒壁的内周上安置的磁铁的磁力线通过通窗而引到外面，并且从用于发动机触发装置的发电部分中可得到用于触发的电源，该装置置于外圆筒壁的外面且与该壁相对。

这样，多极发电部分能够保持高的电力输出，而不必牺牲它的一部分电力。

除了外转子能够同时用作飞轮以外，还不必在外圆筒壁的圆周上提供获取触发能量的专用磁铁，并且只需在一部分外圆筒壁中提供通窗，从而不必制作大尺寸的外转子，使整个机动发电机小型化。

在上述外转子型机动发电机中，可由多个缝构成通窗。

通过带有多个在一部分外筒壁中提供的缝的简单结构，能够得到必需的点火能量。形成通窗的缝是如此窄，以致于不影响磁铁的支承，从而对外转子高速转动所产生的离心力，能够保持足够的磁铁支承强度。

在本发明的另一个方面，提供一种如上所述的外转子型机动发电机，其中，每个磁铁皆被极化成一个外周侧和一个内周侧，相邻磁铁的极性彼此相反，且缝隙之一被定位成相当于一对相邻磁铁的相反侧。

在相邻磁铁的相反侧之间产生的磁力可进出缝隙之一，以便漏出，从而可从用于发动机触发装置的发电部分中得到触发电压。因为每个磁铁皆对应一个磁铁侧的缝，所以能够保证足够的磁铁支承强度。

根据本发明的又一个方面，提供一种外转子型机动发电机，如上所述，其中，每个磁铁皆被极化成一个外周侧和一个内周侧，相邻磁铁的极性彼此相反，且相对于磁铁安置诸缝隙，使一对相邻磁铁之间产生的磁力线从缝隙之一出来，且进入另一缝隙。

因为磁力线从缝隙之一出来且进入另一缝隙，所以磁力线的漏出可有效地影响用于发动机触发装置的发电部分，从而发电部分能够得到足够的用于触发的电源。因为诸缝隙部分地对应诸磁铁，所以能够充分保证磁铁的支承强度。

在任何一种上述的外转子型机动发电机中，皆可由一种自触发型触发装置构成用于发动机触发装置的发电部分。

因为自触发型触发装置不需要用于触发定时的信号系统，所以结构简化，且成本降低。

图1是根据本发明一个实施例的外转子型机动发电机的主要部分的截面图；

图2是外转子型机动发电机的发电电路的说明图；

图3是飞轮转子的一部分的侧视说明图；

图4是沿图3的Ⅳ-Ⅳ线截取的截面图；和

图5是自触发型触发装置的电路说明图。

下面参考图1至5描述本发明的一个优选实施例。

图1是一个截面图，说明根据该实施例的外转子型机动发电机1的主要部分的结构。

按照一种圆形碗状模型，用一个盘状底壁4和一个外筒壁5形成一个把外转子和飞轮结合在一起的飞轮转子3。把底壁4装到驱动轴2上，以便支承飞轮转子3，使之随驱动轴2一起转动。

在外筒壁5的内周面上，按圆周方向安置18块磁铁6。如此极化磁铁6，使其外周侧为N极和内周侧为S极，或者使其外周侧为S极和内周侧为N极，并且使相邻磁铁6,6的极性彼此相反。

在由环形地安置的磁铁6围绕的内空间中，安放一个定子10，定子10具有一个在中心用套筒固定地支承的定子铁心11，和27块在定子铁心的外周径向地伸出的磁极12。发电线圈13皆绕在磁极12上。磁极12皆以微小的间隙与磁铁6相对。

图2是一个电路图，说明发电机的发电电路。该电路有三种发电线圈13。在这些发电线圈中，一个三相发电线圈13a是通过一个包含6个二极管15的三相全波整流器电路而连接于一个调节器16的。调节器16连接于一个变换器17，从变换器17得到一个商用频率(例如50Hz或60Hz的交流输出。

一个单相发电线圈13b是另一种发电线圈13，它连接于一个用于驱动调节器16和变换器17的电源电路18。

剩下的一个三相发电线圈13c连接于一个包含三个二极管19的三相半波整流器电路，从此电路得到一个例如用于电池充电的直流输出。

根据本实施例，在上述的外转子型机动发电机1中，在飞轮转子3的外周壁5的一部分内形成三个缝21、22和23(图3的阴影线部分)，如图3和4所示。一个自触发型触发装置30被置于外筒壁5的外面，且与该壁相对(图1)。

如图3所示，右缝和左缝中每个缝在轴向是长的，且形状象字母“L”。缝21和23的各端部如此延伸，以致于彼此靠近，即，缝21和23是彼此对称的。在一个可通过缝从外面看见一对内部相邻磁铁的相对侧的位置，形成各缝21和23缝的轴向长度稍短于磁铁6的长度。

另一缝22置于缝21与23之间，它被定位成：在轴向离开缝21和23的延伸端部。缝22是长方形的，周向为其长边，形成于中间磁铁6的外周段之上。

右和左磁铁6,6由大部分外筒壁5支承，只有相当于缝21和23的各外筒壁侧不支承。中央磁铁6由外筒壁5支承，只有相当于缝21、22和23的两侧和中间部分不支承。因此，即使在高速转动时有大的离心力作用在诸磁铁上，也能可靠地支承诸磁铁6。

图4是沿图3的Ⅳ-Ⅳ线截取的截面图，该线以与轴向成直角的方向穿过缝22。如图4所示，从在中间磁铁6的外周侧的N极的中间段引出的磁通通过缝22漏出，并且经过右和左缝21和23到达在相邻磁铁6、6的外周侧的S极。

从在中间磁铁6的外周侧的N极的右和左侧段引出的磁通通过右和左缝21和23漏出，并且经过相同的缝21和23到达在相邻磁铁6、6的外周侧的S极。

当飞轮转子3转动时，上述的漏磁也随着转子3一起转动，并且每当该漏磁经过一个装于外筒壁5外面的自触发型触发装置30时，皆由触发装置30执行一个发动机触发动作。自触发型触发装置具有一个触发器31，它面向外筒壁5的外周面。

如图1和5所示，触发器31包括一个有一对柱段40a和40b的U形铁心40，一个一次线圈31a和一个二次线圈31b。在柱段40a与40b的内侧之间的尺寸小于磁铁6的圆周尺寸，并且在柱段40a与40b的外侧之间的尺寸大于磁铁6的圆周尺寸。

在图5中示出一种具有上述触发器31的自触发型触发装置30的电路结构。触发器31的一次线圈31a的两端分别连接于电线32和33。电线32连接于晶体管34和35的发射极，且电线33接地。晶体管34的集电极和连接于晶体管35集电极的电阻36皆连接于接地的电线33。

晶体管34的基极连接于晶体管35的集电极，且晶体管35的基极连接于一个位于电阻37与38之间的连接段，电阻37与38串联地安置于电线32与33之间。

另一方面，触发器31的二次线圈31b的一端连接于触发塞39的一端。二次线圈31b的另一端连接于触发塞39的另一端，且接地。

当飞轮转子3转动，并且由缝21、22和23构成的漏磁段到达触发器31的铁心41的一侧上的柱段40a时，就在触发器31的一次线圈31a中产生电压，于是晶体管34的发射极侧变成正电压状态，并且两个晶体管34和35皆不工作。然后，当漏磁段接近铁心的另一柱段40b时，流入U形铁心40的磁通就反向，以产生反向电压，从而晶体管34的集电极侧变成正电压状态，使晶体管34导电，并且一次电流流入一次线圈31a。

当漏磁段接近柱段40b时，晶体管34的集电极电压就逐渐上升，并且当由电阻37和38分配的晶体管35的基极电压达到触发电压时，晶体管35变成导通的，晶体管34变成截止，并且触发器31的一次线圈31a立即被切断。结果，在触发器31的二次线圈31b中感应一个高压脉冲，以便在触发塞39产生一个火花放电。

通过使用把一个外转子和一个飞轮结合起来的飞轮转子3，使上述的外转子型机动发电机1小型化。在发电机1中，结构是简单的：在飞轮转子3的一部分中提供用于得到磁力线的缝21、22和23，通过缝21、22和23把在飞轮转子3的外筒壁5的内周上安置的磁铁6的磁力线引导到外面，通过装于外筒壁5外面且面对该壁的自触发型触发装置30的触发器31来得到触发用的电源，这样，飞轮转子3每转动一圈，触发塞39就产生一次火花放电。

在外筒壁5中提供的用于使磁力线穿过的缝隙的数目可能需要减至最少，使诸缝隙毫不妨碍把磁铁6支承在外筒壁5的内周边上；并且即使由于转速高而有大的离心力作用在磁铁6上，也能够保证足够的支承强度。

虽然把用于发电机输出的一部分磁铁6用于触发，但从在外面另外提供的用于触发的发电部分中可得到触发能量，因此，用作发电机电源的任何部分的电能皆不会因为触发而作出牺牲，并且能够有效地得到高的发电机输出。

Claims (5)

1．一种外转子型机动发电机，它具有多个沿着外转子(3)的外筒壁(5)的内周边安置的磁铁(6)，和一个面对诸磁铁(6)的装于外转子(3)内的多极定子(10)，其特征在于，

一个在一部分所述外筒壁(5)中形成的通窗(21,22,23)，所述磁铁(6)的磁力通过该通窗(21,22,23)施加到用于发动机触发装置的发电部分(31)，该用于发动机触发装置的发电部分装在所述外转子(3)的所述外筒壁(5)的外面且和该外筒壁(5)相对。

2．根据权利要求1所述的外转子型机动发电机，其特征在于，所述通窗是由多个缝(21,22,23)构成的。

3．根据权利要求2所述的外转子型机动发电机，其特征在于，每个所述磁铁(6)皆被极化成一个外圆周侧和一个内圆周侧，诸相邻磁铁(6)的极性皆彼此相反，并且所述的诸缝(21,22,23)之一被定位成与一对相邻磁铁(6)的相对侧相对应。

4．根据权利要求2所述的外转子型机动发电机，其特征在于，每个所述磁铁(6)皆被极化成一个外圆周侧和一个内圆周侧，诸相邻磁铁(6)的极性皆彼此相反，并且所述诸缝(21,22,23)皆相对于所述诸磁铁(6)而安置，使一对相邻磁铁(6)之间产生的磁力从所述诸缝之一出来，并进入另一个缝。

5．根据权利要求1-4中任何一项所述的外转子型机动发电机，其特征在于，用于发动机触发装置的所述发电部分(31)由一对自触发型触发装置(30)构成。

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