專利名稱：花鼓式發電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及到一種自行車摩電燈，尤其是一種花鼓式發電機。
背景技術：
自行車摩電燈是由輪胎的回轉，然后把動力傳至摩電燈上的轉輪上，再由摩電燈產生能源供給電燈使用的一種裝置，早期自行車摩電燈其外觀很類似酒瓶。漸漸的，就有各種不同型狀及電壓和不同瓦特數的摩電燈產生，但基本上的動作原理及構造是不變的。傳統摩電燈內部所使用的永久磁石是等方性屬燒結鐵氧體磁體，或者鋁、鎳、鈷鑄造磁石。但九成以上皆用前者，原因是價格便宜，物理特性佳。唯一缺點是磁力特性比后者相差很多差。由于此種方式的摩電燈是利用前輪或后輪輪胎兩側與摩電燈中心軸轉子摩擦來帶動磁石的轉動。此缺點一則為騎自行車者體能負荷增加。二則輪胎易磨損降低輪胎壽命。另外一提的是，此摩電燈產生的電流系交流電，如果因產品故障，或是因人為不小心，多少都會·對人身造成傷害，雖然電壓很低，但不能說絕對安全。針對傳統式摩電燈的缺點。在1995年左右科學家做了一次重大的改革，在此種自行車的摩電燈我們稱為花鼓式發電機，它的好處是比傳統式省力，而且可附加煞車盤片。如圖I所示，花鼓式發電機裝在自行車前輪上，磁石4安裝在鋁制花鼓輪殼I(Hub)內部成為轉子，定子部分3則安裝于自行車心軸上。傳統式摩電燈轉子是靠輪胎外側磨擦，當輪胎轉一圈磨電燈的中心轉子可能已轉一百圈，所以磁力可不用那么強，而且極數也不用那么多，等方性的鐵氧磁體即能滿足需求。但花鼓式發電機是裝置于自行車的輪軸上，因此其轉速與輪胎同步，所以使用磁性材料的特性不能太差，而極數也不可太少，否則發電量太低，達不到設計目標。如果采用粘結釹鐵磁石，該尺寸為Φ57χΦ54. 6xt22mm,磁石厚度薄容易變形，且不易組立到鋁殼內。因此花鼓式發電機目前大都采用注塑磁石的方式為之，也就是在注塑時并加入I. 2_的背鐵，且與釹鐵硼同時注塑，然而這樣的磁石加工費用高。傳統的花鼓式發電機還可以使用鐵氧磁體異方性磁石，但其缺點明顯1、必需要若干瓦片狀(Segment type)磁石組立成環狀磁石；2、由于是數片瓦片所組合，所以在加工組立上較為費工，而且內部真圓度較差，必要時可能尚需研磨；3、因是若干瓦片狀磁石組成，磁盤與磁盤間會有間隙發生，所以在運轉時會有頓轉矩(Cogging)現象，用手轉動就可感覺沒有那么滑順；4、鐵氧磁體制成的磁石僅有1800 Gauss磁力稍嫌不足,必須更改其它部品的材料特性；5、由于燒結的鐵氧磁體性脆，在較顛簸的地面可能會碎裂，造成磁石卡死花鼓，自行車就有翻車的顧慮。此外，現有技術中還存在異方釹鐵硼磁石，但現有技術中的異方釹鐵硼磁石僅做成瓦型，其不利于在發電機中使用。這里的“異方”是本領域的通用名稱，指磁石僅有一個對稱面的磁力特別強，其余各對稱面的磁力皆與同方性相同。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種發電效率高、成本低、使用壽命長的花鼓式發電機。為解決上述技術問題，本實用新型采取的技術方案為一種花鼓式發電機，包括轉子和定子；所述轉子包括花鼓殼和固定設置在花鼓殼內的磁石，花鼓殼帶動磁石同步轉動；所述定子包括心軸和固定安裝在心軸上的與磁石相適配的爪極式定子；其特征在于所述磁石為環狀條形的異方釹鐵硼磁石。作為本實用新型進一步改進的技術方案，所述花鼓殼為鋁制鍛造輪殼。本實用新型用環狀條形的異方釹鐵硼磁石替代了傳統磁石，環狀條形的異方釹鐵硼磁石可一體成型，磁條厚度均勻，且磁石緊密貼附在花鼓的鋁殼內，因此可以減小與定子之間的氣隙，提升變頻馬達的效率。可輕易達到十五公里時速下3W/6V的規范，因為磁條材料特性高，雖然每公斤的單價比燒結鐵氧體異方性磁石高，但其使用重量僅為燒結鐵氧體異方性磁石的1/3，相對成本沒有提升，但卻節省定子及線圈導磁材料的費用.一體成型式的異方釹鐵硼磁條其波形曲線更完美，騎車時不會有一頓一頓的感覺，可提高騎車人的舒適感；且異方釹鐵硼磁條具有一定的彈性，在顛簸的路面上沒有破裂的危險，可提高自行車的安全性。
圖I為現有的花鼓式發電機的結構示意圖。圖2為本實用新型的結構示意圖。圖3為輻射取向的環狀條形的異方釹鐵硼磁石。圖4為極異方取向的環狀條形的異方釹鐵硼磁石。圖5為實施例I中環狀條形的異方釹鐵硼磁條的制造流程圖。圖6為圖I的A處的局部放大圖。
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進一步的闡述。
具體實施方式
實施例I參見圖2，本花鼓式發電機，包括轉子和定子；所述轉子包括花鼓殼13和固定設置在花鼓殼13內的磁石14，花鼓殼13帶動磁石14同步轉動；所述定子包括心軸15和固定安裝在心軸15上的與磁石14相適配的爪極式定子16 ;所述磁石14為環狀條形的異方釹鐵硼磁石，所述花鼓殼13為鋁制鍛造輪殼。本花鼓式發電機應用時，所述花鼓殼13固定安裝在自行車車輪的輻條上，心軸15固定安裝在自行車的前叉上。又由于磁石14固定在花鼓殼13內，爪極式定子16從磁石14中穿過并固定心軸上，心軸15固定在在自行車的前叉上。自行車運動時，輻條帶動花鼓殼13轉動，花鼓殼13帶動磁石14轉動，而心軸15和爪極式定子16不轉動，在爪極式定子16的內面有一個軸繞式線圈，再由爪極式定子16產生N、S極的磁場，再由磁場對軸繞式線圈產生誘導電壓，這樣磁石14和爪極式定子16相配合就會相互感應而產生電能。所述磁石14為環狀條形的異方釹鐵硼磁石。過去異方釹鐵硼磁石僅為瓦型，本發明的異方釹鐵硼磁石環狀做成環形條形帶狀，參見圖3和圖4，它可分為輻射與極異方兩種不同取向。[0020]環狀條形的異方釹鐵硼磁石可一體成型，磁條厚度均勻，且磁石緊密貼附在花鼓的鋁殼內，因此可以減小與定子之間的氣隙，提升變頻馬達的效率。可輕易達到十五公里時速下3W/6V的規范.因為磁條材料特性高，雖然每公斤的單價比燒結鐵氧體異方性磁石高，但其使用重量僅為燒結鐵氧體異方性磁石的1/3，相對成本沒有提升，但卻節省定子及線圈導磁材料的費用.一體成型式的異方釹鐵硼磁條其波形曲線更完美，騎車時不會有一頓一頓的感覺，可提高騎車人的舒適感；且異方釹鐵硼磁條具有一定的彈性，在顛簸的路面上沒有破裂的危險，可提高自行車的安全性。本實施例中，參見圖5和圖6，環狀條形的異方釹鐵硼磁石的制造方法包括以下步驟a、混煉將質量配比為92%的釹鐵硼異方磁粉、6%的氯化聚乙烯、O. 9%的硫化劑、
O.3%的助硫化劑和O. 8%熱穩定劑放入混煉機I中進行混煉，混煉的時間為90分鐘，混煉的 溫度控制在70°C以下； b、批量混合將兩批以上混煉好的磁粉倒入混合桶2內，在混合桶內進行混合，形成混合磁粉10 ；C、螺旋擠出制片及取向將經過批量混合后的混合磁粉送入螺旋輸送機3擠出，形成磁片4,然后通過永久磁石5產生的取向磁場6對磁片4進行取向，在對取向后的磁片4進行脫磁；在擠出的同時使用永久磁石5進行取向，由于取向后的磁片4的表面已經充磁，而后續工藝的工序中，如果磁片4含有磁性，整個工藝就會有問題，尤其是在裁切時更是無法作業。因為裁切工藝一般分為大切及小切，當大切完畢需要小切時，所有磁片4就粘接在一起，后續工序就無法進行。因此，取向后，就必須把磁片4上的磁力消除，即脫磁，本實施例中采用脫磁磁場8進行脫磁。如圖2所示，磁束回路12為閉合回路，螺旋輸送機的擠出通道為非導磁材質的材料12 ；d、滾輪壓延將經過步驟c處理后的磁片4使用延壓滾輪7進行延壓，同時控制螺旋輸送機3的擠出力量，以將磁片4整型成所需的厚度及密度；e、裁切將整型后的磁片4片經過裁切機9裁切進行裁切，形成所需的尺寸大小的條帶狀的異方釹鐵硼磁條。本實施例中，所述硫化劑為過氧化二異丙苯；所述助硫化劑為三烯丙基異腈脲酸酯；所述熱穩定劑為氧化鎂。本實施例經過混煉、批量混合、螺旋擠出制片及取向、滾輪壓延、裁切等工藝制成異方釹鐵硼復合。其中釹鐵硼異方磁粉為麥格昆磁公司生產，型號為MQA-38-14,磁粉特性為Br: 13. I KG,iHc:14. O Oe, (BH)max:38 MGOe0混煉機也成為密煉機，本實施例采用南京凱馳機械有限公司生產的型號為XSNllO的混煉機，功率為110KW，每小時產出量可達200公斤。螺旋輸送機的作用是把批量磁粉做成磁條，當然由此粉做成磁片的方法很多，由于該工藝必須有取向的步驟，可以通過控制螺旋輸送機的擠出力量的大小來調整磁條的密度。而因為磁條的密度與取向率成正比，取向好的磁片最終的密度是在數個滾輪延壓的步驟中完成的。所以滾輪延壓的工序可以分數段，這樣延壓滾輪就需要數臺。經檢測，制得的異方釹鐵硼磁條的磁氣特性為剩磁(Br) :7. 95^8. 25 KG ;內稟矯頑力(iHc) :8. 2^9. 2 Oe ;最大磁能積(BH)max: 11. 7^13. 2 MGOe0
權利要求1.一種花鼓式發電機，包括轉子和定子；所述轉子包括花鼓殼(13)和固定設置在花鼓殼(13)內的磁石(14)，花鼓殼(13)帶動磁石(14)同步轉動；所述定子包括心軸(15)和固定安裝在心軸(15)上的與磁石(14)相適配的爪極式定子(16);其特征在于所述磁石(14)為環狀條形的異方釹鐵硼磁石。
2.根據權利要求I所述的花鼓式發電機，其特征在于所述花鼓殼(13)為鋁制鍛造輪殼。
專利摘要本實用新型公開了一種花鼓式發電機，包括轉子和定子；所述轉子包括花鼓殼和固定設置在花鼓殼內的磁石，花鼓殼帶動磁石同步轉動；所述定子包括心軸和固定安裝在心軸上的與磁石相適配的爪極式定子；其特征在于所述磁石為環狀條形的異方釹鐵硼磁石。本實用新型用環狀條形的異方釹鐵硼磁石替代了傳統的鐵氧磁體異方性磁石，可提升變頻馬達的效率；可輕易達到十五公里時速下3W/6V的規范；節省定子及線圈導磁材料的費用；可提高騎車人的舒適感；且異方釹鐵硼磁條具有一定的彈性，在顛簸的路面上沒有破裂的危險，可提高自行車的安全性。
文檔編號H02K1/27GK202737608SQ201220412790
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月20日 優先權日2012年8月20日
發明者周連明 申請人:南通萬寶實業有限公司