專利名稱：雙開槽同步發電機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于同步發動機領域。
早在1891年瑞士科學家發明凸板同步發動機以來，這種發動機就一直沿用至今，其轉子結構為單開槽式，致使磁密度分布不佳，且電壓波形不好，損耗大，溫升高，絕緣等級低，如T2S凸極同步發電機便是如此，其效率低，僅達74％或78％或更低，而電壓波形畸變率則高達7－10％，而在其定子上還多置一層諧波繞組，致使制作工藝復雜化。
本實用新型的目的是從雙開槽形結構入手，從而實現減少電力損耗，改進磁密度分布狀況和電壓波形，以及提高發電機效率等多種功能而提出來的。
本實用新型的技術方案實現如下以定子和轉子為本發電機主體，以風扇、轉軸等為輔件，將定子環繞轉子而置，定子及轉子鐵芯均由磁性材料制作，在轉子的四個磁極上分別開設以偶數排列的若干對不同規格的槽，而在定子上開設相同規格的槽，電樞繞組固定不動，不設勵磁諧波繞組。當導線在磁場中運動，或磁場在導線周圍運動，兩者相互切割時，在導線內就會產生感應電動勢。定子為三相對稱繞組，可輸出三相對稱電勢、電流、電壓。嵌于轉子槽中的勵磁繞組按正弦分布。空載時，轉子旋轉，借助其剩磁而自勵，在定子三相繞組中將感應一定大小的電勢。
本實用新型附圖解釋如下
圖1為本實用新型雙開槽同步發電機結構示意圖。
圖2為本實用新型雙開槽同步發電機的定子結構示意圖。
圖3為本實用新型雙開槽同步發電機的轉子結構示意圖。
附圖標識1－風扇罩，2－風扇，3－端蓋，4－轉子，5－定子，6－吊環螺栓，7－電刷架，8－電刷架，9－軸承，10－轉軸，11－定子鐵芯，12－定子槽，13－扣片槽，14－轉子1號槽，15－轉子2號槽，16－轉子3號槽，17－轉子4號槽。
以下結合附圖詳述本實用新型雙開槽同步發電機系由風扇、轉子、定子、線圈、機座、軸承等構件組成。圖1中展示了本實用新型的總體結構，定子(5)環繞轉子(4)而置，端蓋(3)置于兩端，風扇(2)與轉軸(10)相接，外罩一風扇罩(1)，電刷架(7)和(8)置于發動機即定子(5)與轉子(4)整體件之尾部，如此而形成發動機的整體構件。然而本實用新型的實質內容主要體現在定子(見圖2)和轉子(見圖3)兩個主體構件上。所述定子(5)系由定子鐵芯(11)，定子槽(12)以及扣片槽(13)構成。在該定子(5)上開有規格一樣的定子槽(12)，槽形相同，然不設諧波繞組，因此可節省銅線，降低成本。所述轉子(4)包括四個磁極，每個磁極上開有偶數槽，分為轉子1號槽(14)，轉子2號槽(15)、轉子3號槽(16)，轉子4號槽(17)，四種槽的尺寸各異，各槽的線圈分布是根據各槽線圈產生的磁勢在空間分布最優的原則而決定的。因此諧波較低。這種繞組對發動機的損耗，發熱振動和噪音等幾個方面都將產生良好的影響。本實用新型的整體結構包括定子和轉子的鐵芯均由磁性材料做成，成圓柱體。據發電機右手定則，導線在磁場中運動，或磁場在導線周圍運動，二者相互切割時，在導線內就會產生感應電動勢。磁場強度越強，感應電動勢就越大。導線切割磁力線的速度越快，感應電動勢就越大。導線的有效長度越長，或匝數越多，感應電動勢就越大。運動方向與磁力線方向垂直時，感應電動勢值為最大。導線相對運動方向與磁力線方向平行時，感應電動勢值為零。定子繞組的導線切割磁力線的方向在切割的位置上都是垂直的。因此若要求繞組導線中的感應電動勢按正弦規律變化，則要求電機氣隙磁密度B按正弦規律分布。定子為三相對稱繞組，輸出三相對稱電勢，電流和電壓。
本實用新型屬旋轉磁場式發電機。電樞繞組固定不動，其電樞上省置了勵磁諧波繞組，故為自勵式發電機。其轉子槽中鉗置有按正弦分布的勵磁繞組。空載時，當發電機的轉子由原動機拖動旋轉后，由于轉子有勵磁而行自勵。在定子三相繞組中將感應一定大小的電勢。勵磁控制器整流后與轉子繞組連成一個回路，便產生勵磁電流，流過勵磁繞組，使轉子主磁場逐漸增強。發電機的端電壓也逐漸升高，由此而流入勵磁繞組的勵磁電流又相應增加。轉子主磁場也隨著增強，如此往復，相互激勵。在一瞬間，發電機輸出端就會達到空載額定電壓。當輸出端連上負載時，發電機即進入負載運行，可以發出額定電流和電壓。
本實用新型雙開槽同步發電機操作簡單，用作穩壓電流非常理想，而對電訊波的干擾非常小，使用壽命很長。其起動勵磁電壓低，調壓范圍寬，反映速度快，電壓波形好，既可作為移動電源，亦可作為固定電源；既可用作民用照明電源和工農業動力電源，又可用作對電壓穩定性要求極高的用戶的特種電源，如實驗室、計算機房、雷達站、電訊等，其使用范圍非常寬廣。
權利要求1.一種雙開槽同步發電機系由轉子、定子、風扇組件構成，其特征在于分別在由定子(5)環繞的轉子(4)的四個磁極上開有若干個偶數對稱的槽，在定子(5)上開有兩條形狀大小一致的定子槽(12)，定子(5)的電樞繞組固定不動，未設勵磁諧波繞組，轉子槽中的勵磁繞組按正弦分布。
2.據權利要求1所述之雙開槽同步發電機，其特征在于位于每個磁極上的槽分別為一組，每組槽由若干對槽構成。
3.據權利要求1和2所述之雙開槽同步發電機，其特征在于每組槽中的每對槽的槽形各異。
4.據權利要求1所述之雙開槽同步發電機，其特征在于取用的鐵芯長，直徑小。
5.據權利要求1和4所述之雙開槽同步發電機，其特征在于定子(5)和轉子鐵芯均由磁性材料制作。
專利摘要本實用新型系屬同步發電機領域，主要由轉子、定子、風扇等部件組成。其定子環繞轉子而置，分別在兩者上開有槽，定子槽大小一致，不設諧波繞組。轉子槽平均分布在其四個磁極上，成偶數對稱，槽中的勵磁繞組按正弦分布。各槽線圈的分布產生理想的磁勢和穩定的電壓波形，其絕緣效果好，損耗小，能有效地防止發熱振動和噪音，使用壽命長，應用范圍十分廣闊。
文檔編號H02K19/28GK2207659SQ9423102
公開日1995年9月13日 申請日期1994年12月17日 優先權日1994年12月17日
發明者王植槐, 王淑琴 申請人:王植槐