CN111355349A - 一种高能利用率的往复式直线发电机的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高能利用率的往复式直线发电机的生产工艺，具体步骤包括，S1、制备定子盘；S2、线圈绕组的绕装，将线圈绕着定子盘上的矩形凸块进行绕装形成线圈绕组，绕装完毕后将定子盘嵌入定子托盘内并通过螺栓固定；S3、安装导轨；S4、安装磁瓦，在两个硅钢板上分别固定多个磁瓦，将硅钢板分别与两固定板固定连接，并将两固定板分别固定在导轨的两端，使相邻两磁瓦之间的间距为磁瓦的宽度的1/4‑1/3，相邻两磁瓦之间的间距为矩形凸块的宽度的1/3‑1/2；S5、安装连接件和外壳。本发明具有如下优点：将定子组件的线圈绕组绕装在特殊材质的定子盘上，由于定子盘的高弹性模量以及强磁力穿透力，而降低启动力矩，从而实现高利用率的能量转换。
Description
技术领域
本发明涉及发电机领域，具体地说是一种高能利用率的往复式直线发电机的生产工艺。
背景技术
随着取能形式的多样化，对发电机的要求越来越高，主要是把其它能量形式转换成转子转动的机械能，转子转动所依赖的机械结构会非常复复杂，转动时需要的动力大，产生的电流需要的能耗高，切割磁力感应线时较分散，而直线往复运动产生的机械能转换成电能，在切割磁力感应线产生电流过程中无损耗。
而现有的往复式直线发电机的生产工艺存在如下缺陷：
1、定子的线圈绕组绕装在硅钢片上，会存在齿和槽，由于齿槽的存在引起气隙磁场不均匀，会产生齿槽力矩，使得直线发电机的启动力矩大，启动时存在阻力，无法高效高利用率实现机械能转换为电能。
2、磁瓦之间气隙小会产生发热现象，而气隙大则能量转换功率低，而如何实现小气隙大功率，是需要解决的一个技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种高能利用率的往复式直线发电机的生产工艺，将定子组件的线圈绕组绕装在特殊材质的定子盘上，由于定子盘的高弹性模量以及强磁力穿透力，而降低启动力矩，从而实现高利用率的能量转换。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种高能利用率的往复式直线发电机的生产工艺，往复式直线发电机包括定子组件以及包覆在定子组件外部的磁瓦组件，磁瓦组件在定子组件上作往复式直线运动，定子组件包括定子托盘、定子盘以及设置在定子盘内的多个线圈绕组，磁瓦组件包括分别置于定子盘两端的多个磁瓦以及与多个磁瓦固定连接的硅钢板，两硅钢板上分别固定连接有固定板，两固定板的两侧之间固定连接有导轨，两固定板的外端设有外壳，外壳、固定板、导轨的一侧端上固定连接有连接件；
具体步骤包括，
S1、制备定子盘，将DMC模塑料加入模具内，在压力机作用下压制成型定子盘，定子盘上压制形成多个间隔设置的矩形凸块，把成型的定子盘进行冷却，保证定子盘不变形。
S2、线圈绕组的绕装，将线圈绕着定子盘上的矩形凸块进行绕装形成线圈绕组，绕装完毕后将定子盘嵌入定子托盘内并通过螺栓固定；绕装完毕后的线圈绕组放入定子盘内进行接线，A/B/C三相采用Y型接线方式，A接头接A1线尾，A1接头接A2线尾，B接头接B1线尾，B1线头接B2线尾，C接头接C1线尾，C1线头接C2线尾，A2、B2、C2的线头合并至零线输出，A、B、C线尾是三相线的输出，接线完成后采用环氧树脂掺和石英砂搅拌均匀，环氧树脂与石英砂的质量比为5:1，进行灌胶封装，静置24小时；
S3、安装导轨，将两导轨安装在定子托盘的两侧位置；
S4、安装磁瓦，在两个硅钢板上分别固定多个磁瓦，将硅钢板分别与两固定板固定连接，并将两固定板分别固定在导轨的两端，使横向的磁瓦呈等间距分布，两硅钢板上的磁瓦依次对应设置，且磁瓦长轴方向与矩形凸起长轴方向对应设置；
S5、安装连接件和外壳，将外壳分别通过螺栓与固定板连接，再将连接件的上下端分别与两固定板通过螺栓固定连接。
本发明的进一步改进在于：步骤S1中，DMC模塑料的制作步骤包括，a、按以下重量份的组分，选取40 份-60份的短切玻璃纤维、30份 -50份的不饱和树脂、5份 -10份的固化剂，充分搅拌混合；b、将模具预热40℃-50℃，在模具底部铺上一层玻璃纤维布，将混合后的原料倒入模具中，再铺上一层玻璃纤维布，静置0.5h-1h。
本发明的进一步改进在于：硅钢板的多个磁瓦以N-S-N-S直线方向排列设置，两硅钢板上对应的磁瓦以N-S或S-N排列。
本发明的进一步改进在于：定子托盘的材质为钢，导轨的材质为耐磨合金铜。
本发明的进一步改进在于：定子盘上具有容线圈绕组嵌入的凹槽，矩形凸块置于凹槽内。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明将定子组件的线圈绕组绕装在特殊材质的定子盘上，特制的定子盘具有高弹性模量，强磁力穿透力，减小启动力矩，保证启动零阻力，从而实现能量高利用率。
2、通过增强磁瓦的厚度而有助于增加发电机的工作效率，磁瓦的分布以及线圈绕组之间产生的气隙小，实现能量高利用率，而由于特制的定子盘的热稳定性以及耐热性能，从而减少发电机内部发热现象。
附图说明
图1为本发明中往复式直线发电机的内部结构示意图。
图2为本发明中往复式直线发电机的结构拆分图。
图3为本发明中往复式直线发电机的定子组件的结构示意图。
图4为本发明中步骤S2的多个线圈绕着的接线方式。
图中标号：
1-定子组件、2-磁瓦组件；
11-定子托盘、12-线圈绕组、13-定子盘、14-矩形凸块、15-凹槽；
21-磁瓦、22-硅钢板、23-固定板、24-导轨、25-外壳、26-连接件。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
本实施例一种高能利用率的往复式直线发电机的生产工艺，如图1至图3所示，述往复式直线发电机包括定子组件1以及包覆在定子组件1外部的磁瓦组件2，磁瓦组件2在定子组件1上作往复式直线运动，定子组件1包括定子托盘11、定子盘13以及设置在定子盘13内的多个线圈绕组12，磁瓦组件2包括分别置于定子盘13两端的多个磁瓦21以及与多个磁瓦21固定连接的硅钢板22，两硅钢板22上分别固定连接有固定板23，两固定板23的两侧之间固定连接有导轨24，两固定板23的外端设有外壳25，外壳25、固定板23、导轨24的一侧端上固定连接有连接件26；
具体步骤包括，
S1、制备定子盘13，将DMC模塑料加入模具内，在压力机作用下压制成型定子盘13，定子盘13上压制形成多个间隔设置的矩形凸块14，把成型的定子盘13进行冷却，保证定子盘不变形；
S2、线圈绕组的绕装，将线圈绕着定子盘13上的矩形凸块14进行绕装形成线圈绕组12，绕装完毕后将定子盘13嵌入定子托盘11内并通过螺栓固定；如图4所示，绕装完毕后的线圈绕组12放入定子盘13内进行接线，A/B/C三相采用Y型接线方式，A接头接A1线尾，A1接头接A2线尾，B接头接B1线尾，B1线头接B2线尾，C接头接C1线尾，C1线头接C2线尾，A2、B2、C2的线头合并至零线输出，A、B、C线尾是三相线的输出，接线完成后采用环氧树脂掺和石英砂搅拌均匀，环氧树脂与石英砂的质量比为5:1，进行灌胶封装，静置24小时。
S3、安装导轨24，将两导轨24安装在定子托盘11的两侧位置；
S4、安装磁瓦21，在两个硅钢板22上分别固定多个磁瓦21，将硅钢板22分别与两固定板23固定连接，并将两固定板23分别固定在导轨24的两端，使横向的磁瓦21呈等间距分布，磁瓦21的长度与矩形凸块14的长度一致，两硅钢板22上的磁瓦21依次对应设置，且磁瓦21长轴方向与矩形凸起14长轴方向对应设置；
S5、安装连接件26和外壳25，将外壳25分别通过螺栓与固定板23连接，再将连接件26的上下端分别与两固定板23通过螺栓固定连接。
进一步的，步骤S1中，DMC模塑料的制作步骤包括，a、按以下重量份的组分，选取40份-60份的短切玻璃纤维、30份 -50份的不饱和树脂、5份 -10份的固化剂，充分搅拌混合；b、将模具预热40℃-50℃，在模具底部铺上一层玻璃纤维布，将混合后的原料倒入模具中，再铺上一层玻璃纤维布，静置0.5h-1h。
进一步的，硅钢板22的多个磁瓦21以N-S-N-S直线方向排列设置，两硅钢板22上对应的磁瓦21以N-S或S-N排列。
进一步的，定子托盘11的材质为钢，导轨24的材质为耐磨合金铜。
进一步的定子盘13上具有容线圈绕组12嵌入的凹槽15，矩形凸块14置于凹槽15内。
本发明在加工定子盘过程中，短切玻璃纤维在不饱和树脂中分散均匀，短切玻璃纤维与树脂的结合充分，使制得的定子盘受力相对均匀，拉伸强度相较于硅钢片提高22%-28%，其次由于短切玻璃纤维能够在不饱和树脂中形成相互交叉的网状结构，从而使定子盘的弹性模量提高，定子盘的弹性模量为280MPa-290MPa；短切玻璃纤维的加入使定子盘的热稳定和耐热性能提高，使得发电机在较长时间内和较高的温度下依然保持良好的力学性能。
本发明将定子组件的线圈绕组12绕装在特殊材质的定子盘13上，特制的定子盘13具有高弹性模量，特殊材质的定子盘13不会产生磁性干扰或者作用力，没有任何切向分量，属于无齿槽力矩，从而保证启动零阻力，实现能量高利用率，强磁力穿透力。通过增强磁瓦21的厚度而有助于增加发电机工作效率，磁瓦21的分布以及线圈绕组之间产生的气隙小，实现能量高利用率，本发明在生产过程的直线发电机可制作为长36cm，宽12cm，横向相邻两磁瓦21之间的间距（气隙）为4.5mm-5mm之间，磁瓦21距定子盘的间距为1mm±0.1mm。
实施例1
一种高能利用率的往复式直线发电机的生产工艺，具体步骤包括：
S1、制备定子盘13，a、按以下重量份的组分，选取40 份的短切玻璃纤维、30份的不饱和树脂、5份的固化剂，充分搅拌混合；b、将模具预热40℃，在模具底部铺上一层玻璃纤维布，将混合后的原料倒入模具中，再铺上一层玻璃纤维布，静置0.5h，盖上上模，在压力机作用下压制成型定子盘13，定子盘13上压制形成多个间隔设置的矩形凸块14；
S2、线圈绕组的绕装，将线圈绕着定子盘13上的矩形凸块14进行绕装形成线圈绕组12，绕装完毕后将定子盘13嵌入定子托盘11内并通过螺栓固定；
S3、安装导轨24，将两导轨24安装在定子托盘11的两侧位置；
S4、安装磁瓦21，在两个硅钢板22上分别固定多个磁瓦21，将硅钢板22分别与两固定板23固定连接，并将两固定板23分别固定在导轨24的两端，使相邻两磁瓦21之间的间距为磁瓦21的宽度的1/4-1/3，相邻两磁瓦21之间的间距为矩形凸块14的宽度的1/3-1/2，磁瓦21的长度与矩形凸块14的长度一致，两硅钢板22上的磁瓦21依次对应设置，且磁瓦21长轴方向与矩形凸起14长轴方向对应设置；
S5、安装连接件26和外壳25，将外壳25分别通过螺栓与固定板23连接，再将连接件26的上下端分别与两固定板23通过螺栓固定连接。
实施例2
具体实施方式如实施例1大体一致，不同的为，步骤S1、制备定子盘13，a、按以下重量份的组分，选取50份的短切玻璃纤维、40份的不饱和树脂、8份的固化剂，充分搅拌混合；b、将模具预热45℃，在模具底部铺上一层玻璃纤维布，将混合后的原料倒入模具中，再铺上一层玻璃纤维布，静置0.6h，盖上上模，在压力机作用下压制成型定子盘13，定子盘13上压制形成多个间隔设置的矩形凸块14。
实施例3
具体实施方式如实施例1大体一致，不同的为，步骤S1、制备定子盘13，a、按以下重量份的组分，选取60份的短切玻璃纤维、50份的不饱和树脂、10份的固化剂，充分搅拌混合；b、将模具预热50℃，在模具底部铺上一层玻璃纤维布，将混合后的原料倒入模具中，再铺上一层玻璃纤维布，静置1h，盖上上模，在压力机作用下压制成型定子盘13，定子盘13上压制形成多个间隔设置的矩形凸块14。
实施例1制得的定子盘11的拉伸强度为130MPa，弹性模量为260MPa，定子盘11的分解温度达65℃；实施例2制得的定子盘11的拉伸强度为155MPa，弹性模量为290MPa，分解温度达78℃；实施例3制得的定子盘11的拉伸强度为140MPa，弹性模量为275MPa，分解温度达70℃，因此实施例2为最佳实施方案。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种高能利用率的往复式直线发电机的生产工艺，其特征在于，所述往复式直线发电机包括定子组件（1）以及包覆在定子组件（1）外部的磁瓦组件（2），所述磁瓦组件（2）在定子组件（1）上作往复式直线运动，所述定子组件（1）包括定子托盘（11）、定子盘（13）以及设置在定子盘（13）内的多个线圈绕组（12），所述磁瓦组件（2）包括分别置于定子盘（13）两端的多个磁瓦（21）以及与多个磁瓦（21）固定连接的硅钢板（22），两硅钢板（22）上分别固定连接有固定板（23），两所述固定板（23）的两侧之间固定连接有导轨（24），所述两固定板（23）的外端设有外壳（25），所述外壳（25）、固定板（23）、导轨（24）的一侧端上固定连接有连接件（26）；
具体步骤包括，
S1、制备定子盘（13），将DMC模塑料加入模具内，在压力机作用下压制成型定子盘（13），所述定子盘（13）上压制形成多个间隔设置的矩形凸块（14），把成型的定子盘（13）进行冷却，保证定子盘不变形；
S2、线圈绕组的绕装，将线圈绕着定子盘（13）上的矩形凸块（14）进行绕装形成线圈绕组（12），绕装完毕后将定子盘（13）嵌入定子托盘（11）内并通过螺栓固定；绕装完毕后的线圈绕组（12）放入定子盘（13）内进行接线，A/B/C三相采用Y型接线方式，A接头接A1线尾，A1接头接A2线尾，B接头接B1线尾，B1线头接B2线尾，C接头接C1线尾，C1线头接C2线尾，A2、B2、C2的线头合并至零线输出，A、B、C线尾是三相线的输出，接线完成后采用环氧树脂掺和石英砂搅拌均匀，环氧树脂与石英砂的质量比为5:1，进行灌胶封装，静置24小时；
S3、安装导轨（24），将两导轨（24）安装在定子托盘（11）的两侧位置；
S4、安装磁瓦（21），在两个硅钢板（22）上分别固定多个磁瓦（21），将硅钢板（22）分别与两固定板（23）固定连接，并将两固定板（23）分别固定在导轨（24）的两端，使横向的磁瓦（21）呈等间距分布，磁瓦（21）的长度与矩形凸块（14）的长度一致，所述两硅钢板（22）上的磁瓦（21）依次对应设置，且所述磁瓦（21）长轴方向与矩形凸起（14）长轴方向对应设置；
S5、安装连接件（26）和外壳（25），将外壳（25）分别通过螺栓与固定板（23）连接，再将连接件（26）的上下端分别与两固定板（23）通过螺栓固定连接。
2.根据权利要求1所述一种高能利用率的往复式直线发电机的生产工艺，其特征在于：所述步骤S1中，DMC模塑料的制作步骤包括，a、按以下重量份的组分，选取40 份-60份的短切玻璃纤维、30份 -50份的不饱和树脂、5份 -10份的固化剂，充分搅拌混合；b、将模具预热40℃-50℃，在模具底部铺上一层玻璃纤维布，将混合后的原料倒入模具中，再铺上一层玻璃纤维布，静置0.5h-1h。
3.根据权利要求1所述一种高能利用率的往复式直线发电机的生产工艺，其特征在于，所述硅钢板（22）的多个磁瓦（21）以N-S-N-S直线方向排列设置，两硅钢板（22）上对应的磁瓦（21）以N-S或S-N排列。
4.根据权利要求3所述一种高能利用率的往复式直线发电机的生产工艺，其特征在于，所述定子托盘（11）的材质为钢，所述导轨（24）的材质为耐磨合金铜。
5.根据权利要求4所述一种高能利用率的往复式直线发电机的生产工艺，其特征在于，所述定子盘（13）上具有容线圈绕组（12）嵌入的凹槽（15），所述矩形凸块（14）置于凹槽（15）内。
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