CN202231650U - 一种发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种发电机，包括用于产生磁场的定子，用于能量转换的转子以及用于支撑转子的轴承，所述发电机还固连发动机，发电机定子共用所述发动机定子，所述的转子与所述发动机的曲轴法兰相连。本实用新型还公开了一种发电机的控制电路。本实用新型的发电机与发动机共用定子和转子，节省了空间、提高了效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种发电机。
背景技术
众所周知，在传统的发动机电器系统中，发电机和发动机是体积和重量最大两个独立的电器装置，所起的作用非常重要。但普遍存在效率低、故障率高等缺点。
目前，国内发动机主要是串励式电磁发动机，该发动机利用励磁线圈提供磁场，结构复杂；励磁线圈与电枢线圈串联，励磁线圈消耗一定电能，效率低；容易因发热温度过高而烧毁形成断路或断路，可靠性低；励磁线圈需要从蓄电池中吸取滞后的励磁电流，从而增加了无功功率，降低了功率因数。
动机用发电机主要是硅整流发电机，该发电机由电磁绕组产生磁场，通过励磁绕组的电能只有部分转换为用于发动机的磁能，大部分电能由于励磁绕组线圈发热而消耗掉。转子的励磁绕组易烧断、断线、消耗电能多，必需由蓄电池提供励磁电流才能发电，这势必增加成本。带有碳刷滑环结构的硅整流发动机滑环直径大，线速度高，碳刷容易磨损，寿命短，故障率高；无刷硅整流发电机增加了磁场气隙，漏磁大，材料利用率低，成本高。
由于发动机和发电机在工作时间上互不干涉，具有互补性，根据电机的可逆原理理论，借助一个电子功率变换装置来控制电机的能量转换形式，将发电机和电动机复合为一体成为可能。这种装置可以减少一台电机、减轻发动机重量、节省宝贵空间并降低成本。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种发动机和发电机效一体化、减轻发动机重量、节省宝贵空间并降低成本的发电机。
本实用新型公开的技术方案是：一种发电机，包括用于产生磁场的定子，用于能量转换的转子以及用于支撑转子的轴承，所述发电机还固连发动机，发电机定子共用所述发动机定子，所述的转子与所述发动机的曲轴法兰相连。
在本实用新型所述的发电机中，所述发动机为永磁无刷电机。
在本实用新型所述的发电机中，所述定子为24齿的定子单片冲压后铆接在一起，间隔60度打上定位孔。
在本实用新型所述的发电机中，所述的定子用螺栓固定于所述发动机的机体上，定子用螺栓固定于所述发动机的机体上，转子用螺栓固定在法兰上。
在本实用新型所述的发电机中，所述的发电机以蓄电池作为电源，直接以直流电输入。
本实用新型还公开了一种发电机的控制电路，应用于实现第一技术方案中所述的发电机上，包括：
直流电源：用于输入直流电；
起动控制电路：与所述的直流电源相连，用于起动运行所述发电机和发动机；
整流稳压电路：与所述的发电机相连，用于将发电机产生的电压进行整流稳压后输出至负载或给蓄电池充电。
在本实用新型所述的发电机的控制电路中，还包括过压保护电路，用于保护所述发电机的用电元件。
在本实用新型所述的发电机的控制电路中，直流电源为蓄电池。
在本实用新型所述的发电机的控制电路中，所述的起动控制电路包括逆变器，用于将所述的直流电变成交流电。
在本实用新型所述的发电机的控制电路中，所述的整流稳压电路为三相半控桥可控整流稳压电路。
实施本实用新型的发电机及发电机的控制电路，具有以下有益的技术效果：
发电机和发动机工作在一个系统中；更高的效率(大于80％)；更高的发电机功率；支持多电压在线系统；减少噪音和废气排放、降低材料和能源消耗；主动减震、动力辅助、制动能量回馈；降低发动机的振动；提供额外的电动扭矩；理想的混合动力实现方式。
附图说明
图1是本实用新型实施例一种发电机局部剖面图；
图2为本实用新型实施例一种发电机的控制电路构造方框图。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
由公知常识，我们可知：发电机和发动机原理一样，都是在定子铁芯槽内放有A、B、C三相并且线圈匝数相等的线圈，在转子铁芯槽上也有线圈分N极和S极，当外面的直流电经电刷、滑环通入转子线圈后在转子线圈上会产生磁力线，这磁力线的方向从N极到S极，发电机转子被汽轮机转子带动以n1(3000转每分钟)速旋转时，相当于该转子磁力线也以n1的速度在旋转，这过程被定子线圈所切割在定子线圈中产生感应电动势(感应电压)，发电机和外面线路上的负载连接后输出发电，这是基本的原理。
这样发出来的是交流电，需要直流电时要加一个整流器整流使之变为直流电。同时发动机转速不稳定，还要加一个调压器用于稳定电压。
请参阅图1，在本实用新型一种发电机局部剖面图，包括：
发电机机体1、转子2、定子3、法兰固定螺栓4、法兰盘5、定子固定螺栓6、定位隔套7和发动机8。定子3用于产生磁场，转子2是用于能量转换，有一轴承(图中未标出)用于支撑转子2的，发电机机体1固连发动机2，发电机定子3通过定子固定螺栓6及定位隔套7共用发动机2之定子，转子2与发动机的曲轴法兰5通过法兰固定螺栓4相固连。这带来的直接效果在于：省去皮带传动系统和涨紧轮，避免了机械磨损和冲击，降低了整个系统的重量。
进一步地，发动机8为永磁无刷电机。永磁无刷电机作为发动机用发电机已经得到了一定的应用，本实用新型中，将其改造为起动发电系统，这种方案可以充分利用现有电源装置，对系统改造小。随着高性能电力电子器件和现代控制技术的发展，许多高性能半导体功率器件相继出现，以及高磁能的稀土永磁材料的问世，为永磁无刷电机的广泛应用奠定了坚实的基础。永磁无刷电机具有传统直流电机类似的转矩控制特性，易于控制。
基于以上优点，永磁无刷电机特别适合作为本实用新型发动机的起动发电一体化装置。
在本实用新型所述的发电机中，定子3为24齿的定子单片冲压后铆接在一起，间隔60度打上定位孔。
进一步地。发电机以蓄电池作为电源，直接以直流电输入。使用24V直流电完成起动后，发电机通过整流稳压给蓄电池充电。
本发电机的工作过程是：当起动发动机8时，发动机1电机作为电动运行，发动机8为负载，电机将电能转换为机械能，带动发动机8工作，当转速达到一定值后发动机8进入自行工作状态；当起动结束后，发动机8转为原动机，发电机1开始正常发电，将机械能转换为电能，通过稳压、整流给蓄电池充电或给其他用电设备供电。
请参阅图2，本实用新型实施例一种发电机的控制电路，包括：直流电源10、起动控制电路20、发电机30、发动机40、整流稳压电路50及负载60。其中，直流电源10用于输入直流电；起动控制电路20用于与直流电源10相连，用于起动运行发电机30及发动机40；整流稳压电路50：与直流电源10相连，用于将发电机30产生的电压进行整流稳压后输出至负载60整流稳压电路：与所述的发电机相连或给直流电源10充电。
在本实用新型发电机的控制电路中，还包括过压保护电路，用于保护所述发电机的用电元件。
在本实用新型发电机的控制电路中，直流电源10为蓄电池。
在本实用新型发电机的控制电路中，起动控制电路20包括逆变器，用于将所述的直流电变成交流电。
在本实用新型发电机的控制电路中，整流稳压电路50为三相半控桥可控整流稳压电路。
本实用新型中，发动机在启动时相当于无刷直流电机，应具有响应速度快、起动转矩大，以及具备从零转速至额定转速可提供额定转矩的性能。整个系统以蓄电池作为电源，直接以直流电输入，送入电机线圈前须将直流电压由逆变器转成三相电压来驱动发动机。逆变器控制方式有两种：二二导通方式和三三导通方式。这里用二二导通方式控制发动机的电机的定子通电状态。功率原件综合考虑，宜选用低内阻、开关迅速、动态响应快、工作范围大的原件。
本实用新型的整流稳压电路50：发电机在起动结束后进入发电工作状态，此时相当于永磁无刷发动机运行。需要在宽转速、变负载负载工况下输出稳定的直流电，而且需要具有较高的效率。我们采用三相半控桥可控整流稳压电路，完全可以满足要求。同时设有保护电路，保护可控硅，消除干扰脉冲。设过压保护电路保护各种用电设备。
本实用新型发电机与发动机配套的起动发电系统，于传统比较把发动机和发电机合二为一，具体的有益效果为：
体积小，对现有的产品改动小，便于安装维护；飞轮式的外转子，以及分数槽定子设计使其有比较大起动力矩；更高的效率；更高的发电机功率；支持多电压在线系统；减少噪音和废气排放、降低材料和能源消耗；主动减震、动力辅助、制动能量回馈；降低发动机的振动；提供额外的电动扭矩；理想的混合动力实现方式。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (10)
1.一种发电机，包括用于产生磁场的定子，用于能量转换的转子以及用于支撑转子的轴承，其特征在于：所述发电机还固连发动机，发电机定子共用所述发动机定子，所述的转子与所述发动机的曲轴法兰相连。
2.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述发动机为永磁无刷电机。
3.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述定子为24齿的定子单片冲压后铆接在一起，间隔60度打上定位孔。
4.根据权利要求3所述的发电机，其特征在于，所述的定子用螺栓固定于所述发动机的机体上，转子用螺栓固定在法兰上。
5.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述的发电机以蓄电池作为电源，直接以直流电输入。
6.一种发电机的控制电路，应用于权利要求1所述的发电机上，其特征在于，包括：
直流电源：用于输入直流电；
起动控制电路：与所述的直流电源相连，用于起动运行发动机；
整流稳压电路：与所述的发电机相连，用于将发电机产生的电压进行整流稳压后输出至负载或给蓄电池充电。
7.根据权利要求6所述的发电机的控制电路，其特征在于，还包括过压保护电路，用于保护所述发电机的用电元件。
8.根据权利要求6所述的发电机的控制电路，其特征在于，直流电源为蓄电池。
9.根据权利要求6所述的发电机的控制电路，其特征在于，所述的起动控制电路包括逆变器，用于将所述的直流电变成交流电。
10.根据权利要求6所述的发电机的控制电路，其特征在于，所述的整流稳压电路为三相半控桥可控整流稳压电路。
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|---|---|---|---|---|
| CN102437685A (zh) * | 2011-09-27 | 2012-05-02 | 上海北星实业有限公司 | 一种发电机 |
| CN109510512A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-03-22 | 徐靖 | 一种双磁二冲程方缸发动机 |
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- 2011-09-27 CN CN201120369884XU patent/CN202231650U/zh not_active Expired - Fee Related
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