一種公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于汽車電器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人口的膨脹，公交車的作用日益突出，公交車的數(shù)量也增長很快。北京、上海、深圳等大城市公交車的數(shù)量都超過10000輛，一般的二線城市也有幾千輛。隨著經(jīng)濟、科技的飛速發(fā)展以及人們生活水平的提高，人們對公交車舒適性要求越來越高，舒適性的提升很大一部分依靠電能的消耗來實現(xiàn)。這就增加了對公交車發(fā)電機的要求。目前公交上車使用的發(fā)電機主要是硅整流發(fā)電機，該發(fā)電機利用電勵磁繞組的勵磁電流產(chǎn)生磁場，通過勵磁繞組的電能只有很少一部分轉(zhuǎn)換為用于發(fā)電的磁能，電能利用率低，電能的消耗大；轉(zhuǎn)子的勵磁繞組易出現(xiàn)燒毀、斷線等故障。硅整流發(fā)電機主要有兩種形式，其一是有刷硅整流發(fā)電機，該發(fā)電機存在碳刷滑環(huán)結(jié)構(gòu)，因碳刷滑環(huán)容易磨損，這就大大縮短了發(fā)電機的使用壽命，故其故障率較高；其二是無刷硅整流發(fā)電機，該發(fā)電機取消了碳刷滑環(huán)結(jié)構(gòu)，解決了有刷硅整流發(fā)電機壽命短、故障率高的問題，但是它增加了磁路氣隙的長度，所以使發(fā)電機的效率降低，增加了勵磁電能的消耗。此外，硅整流發(fā)電機還存在以下的問題，在交通擁擠的城市，車輛開不快，發(fā)電機輸出電壓和輸出功率達不到額定值，這樣，發(fā)電機既不能為蓄電池補充充電，也無力向點火系統(tǒng)和其它用電設(shè)備供電，整個公交車所需要的電能只能由蓄電池來提供，造成了需要頻繁更換蓄電池，增加了充電次數(shù)，縮短了蓄電池的使用壽命。而且往往在汽車行駛途中，因為蓄電池的電力不足，造成公交車拋錨，帶來了許多麻煩。公交車作為一種公共交通工具，為了滿足廣大市民出行需要，必須設(shè)立很多站點，這就要求公交車必須在進入站點時頻繁的啟停，頻繁的啟停勢必產(chǎn)生大量的振動能量，如果利用永磁發(fā)電機將這部分能量轉(zhuǎn)化為電能給蓄電池補充充電，將大大提高能量的利用率，減少硅整流發(fā)電機因勵磁產(chǎn)生的電能消耗，降低公交車用交流發(fā)電機的設(shè)計要求和制造成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決目前公交車充電不足的問題，本發(fā)明提供了一種將頻繁啟停時產(chǎn)生的振動能轉(zhuǎn)化為電能的公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機。
[0004]本實用新型采用技術(shù)方案如下。
[0005]一種公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機，由定子繞組、定子鐵芯、永磁體、動子鐵芯、前端蓋、后端蓋、穩(wěn)壓控制器、單相半控橋可控整流電路、動子磁軛、前彈簧、后彈簧組成，其特征在于:定子鐵芯和動子鐵芯安裝在前、后端蓋之間，定子鐵芯內(nèi)部嵌有定子繞組，動子鐵芯與定子鐵芯同軸，動子鐵芯安裝于定子鐵芯內(nèi)部，動子鐵芯上面安裝永磁體和動子磁軛，前彈簧安裝于前端蓋于動子鐵芯之間，后彈簧安裝于后端蓋與定子鐵芯之間，穩(wěn)壓控制器和單相半控橋可控整流電路安裝于后端蓋上。
[0006]公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機采用動子鐵芯軸的軸向與公交車的行駛方向平行的安裝方式，安裝在公交車車身上。
[0007]其中，動子鐵芯為圓柱型軸，兩端設(shè)有滑動軸承，動子鐵芯依靠滑動軸承在定子鐵芯的中心軸向滑動。
[0008]其中，永磁體和隔磁環(huán)交替軸向排列安裝在動子鐵芯上，一端用軸肩軸向固定，另一端用螺母緊固。
[0009]其中，永磁體采用軸向充磁的環(huán)形高性能稀土永磁材料。
[0010]相鄰永磁體磁極朝向相反，磁極在動子鐵芯上形成“N”、“S”交替排列。
[0011]其中，動子磁軛采用鐵質(zhì)環(huán)形結(jié)構(gòu)，便于導磁，布置在兩個永磁體之間。
[0012]定子鐵芯由內(nèi)徑不同、外徑相同的硅鋼片疊加而成，在外圈焊接形成一個整體。
[0013]定子繞組采用多匝銅質(zhì)漆包線組成的單相繞組，兩端作為交流輸出。
[0014]前、后端蓋上均安裝有螺旋彈簧，以實現(xiàn)振動時動子鐵芯的直線往復運動。
[0015]前、后端蓋均采用輕質(zhì)的鋁制結(jié)構(gòu)，便于散熱和防止漏磁，同時減輕重量。
[0016]穩(wěn)壓控制器控制單相半控橋可控整流電路中可控硅的導通時間，實現(xiàn)整流穩(wěn)壓輸出。
[0017]穩(wěn)壓控制器和單相半控橋可控整流電路安裝于后端蓋上。
[0018]本實用新型的有益效果在于。
[0019]本實用新型所述的公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機能夠?qū)⒐财囶l繁啟停時的振動能量轉(zhuǎn)化為電能，大大提升了能量利用率，減少了由于發(fā)電而產(chǎn)生的燃油消耗。由于該發(fā)電機的補充充電，提高蓄電池的充電率，延長了蓄電池的使用壽命，降低了由于電能不足引起的公交車拋錨。同時，公交車用交流發(fā)電機的容量和制造成本也會大大降低。
【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】對本實用新型進一步詳細說明。
[0021]圖1是公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機內(nèi)部磁場的磁路圖。
[0023]圖3是公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機穩(wěn)壓控制示意圖。
[0024]圖4是單相半控橋可控整流電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0025]以下是本實用新型的具體實施例，并結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進一步的描述。
[0026]如圖1所示，本公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機包括定子繞組3、定子鐵芯2、永磁體5、動子鐵芯4、前端蓋1、后端蓋7、穩(wěn)壓控制器9、動子磁軛6、后彈簧8、前彈簧10、單相半控橋可控整流電路11。
[0027]本公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機動子鐵芯4的軸與公交車行進方向相同，當公交車起步時，由于慣性作用，動子鐵芯4沿軸向向后移動，接觸后彈費8后，將后彈費8被壓縮到極限位置，然后，后彈簧8伸長，利用彈力將動子鐵芯4沿軸向往前方彈出，動子鐵芯4向前運動接觸前彈簧10時，將前彈簧10壓縮，當前彈簧10壓縮到極限位置之后，前彈簧10將動子鐵芯4沿軸向往后方彈出。當公交車制動時，由于慣性作用，動子鐵芯4沿軸向向前移動，接觸前彈簧10后，將前彈簧10被壓縮到極限位置，然后，前彈簧10伸長，利用彈力將動子鐵芯4沿軸向往后方彈出，動子鐵芯4接觸后彈費8時，將^iJ彈費8壓縮，當后彈費8壓縮到極限位置之后，后彈簧8將動子鐵芯4沿軸向往前方彈出。如此往復，動子鐵芯4在定子鐵芯2中形成往復直線運動。
[0028]如圖2所示，動子鐵芯4上安裝的永磁鐵5和動子磁軛6間隔排列，磁力線從永磁體5的“N”極出發(fā)，依次經(jīng)過動子磁軛6、氣隙、定子鐵芯2、氣隙、動子磁軛6，回到永磁鐵5的“S”極。
[0029]當動子鐵芯4向左或右移動時，穿過定子鐵芯2中的磁通會改變，根據(jù)電磁感應定律，在每個槽內(nèi)的定子繞組都產(chǎn)生相位一致的單相交流電，由于永磁體5的磁極采用“N”、“S”交替排列，將每個定子槽中的定子繞組3串聯(lián)在一起，形成一組的單相交流電源，對外輸出具有正弦波的單相交流電。
[0030]該發(fā)電機發(fā)出的單相交流電經(jīng)過單相半控橋可控整流電路11，變成直流電，當輸出電壓的有效值小于等于公交車的車載電源系統(tǒng)的電壓24V時，直接為公交車上的負載提供電能或者給蓄電池充電。當輸出電壓的有效值高于公交車的車載電源系統(tǒng)的電壓24V時，穩(wěn)壓控制器9控制可控硅12的導通時間，使輸出電壓的有效值保持在24V，實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。
[0031]以上依據(jù)圖式所示的實施例詳細說明了本實用新型的構(gòu)造、特征及作用效果，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，但本實用新型不以圖面所示限定實施范圍，凡是依照本實用新型的構(gòu)想所作的改變，或修改為等同變化的等效實施例，仍未超出說明書與圖示所涵蓋的精神時，均應在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機，由定子繞組、定子鐵芯、永磁體、動子鐵芯、前端蓋、后端蓋、穩(wěn)壓控制器、單相半控橋可控整流電路、動子磁軛、前彈簧、后彈簧組成，其特征在于:定子鐵芯和動子鐵芯安裝在前、后端蓋之間，定子鐵芯內(nèi)部嵌有定子繞組，動子鐵芯與定子鐵芯同軸，動子鐵芯安裝于定子鐵芯內(nèi)部，動子鐵芯上面安裝永磁體和動子磁軛，前彈簧安裝于前端蓋于動子鐵芯之間，后彈簧安裝于后端蓋與定子鐵芯之間，穩(wěn)壓控制器和單相半控橋可控整流電路安裝于后端蓋上。2.權(quán)利要求1中所述的一種公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機，其特征在于:所述定子繞組采用單相銅質(zhì)漆包線繞成，發(fā)出單相直流電。3.權(quán)利要求1中所述的一種公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機，其特征在于:所述定子鐵芯采用一系列內(nèi)徑不同、外徑相同的硅鋼片疊加而成，在外圈焊接形成一個整體。4.權(quán)利要求1中所述的一種公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機，其特征在于:所述永磁體采用環(huán)形、軸向充磁的高性能的稀土永磁材料。5.權(quán)利要求1中所述的一種公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機，其特征在于:所述永磁體和動子磁軛交替均勻的固定在動子鐵芯上，一端用軸肩固定，另一端用螺母鎖緊。6.權(quán)利要求1中所述的一種公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機，其特征在于:所述前彈簧和后彈簧采用螺旋彈簧，分別固定在前端蓋和后端蓋上。7.權(quán)利要求1中所述的一種公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機，其特征在于:所述前端蓋和后端蓋均采用輕質(zhì)的鋁制結(jié)構(gòu)，便于散熱和防止漏磁。
【專利摘要】本實用新型涉及一種公交車用直線型慣性式永磁發(fā)電機，主要由定子繞組、定子鐵芯、永磁體、動子鐵芯、前端蓋、后端蓋、穩(wěn)壓控制器、單相半控橋可控整流電路、動子磁軛組成、前彈簧、后彈簧組成。其特征在于：定子鐵芯安裝在前端蓋和后端蓋之間，定子鐵芯內(nèi)部嵌有定子繞組，動子鐵芯上面安裝永磁體和動子磁軛，前彈簧安裝于前端蓋于動子鐵芯之間，后彈簧安裝于后端蓋與定子鐵芯之間，穩(wěn)壓控制器和單相半控橋可控整流電路安裝于后端蓋上。本實用新型能夠充分利用汽車行駛時振動產(chǎn)生的振動能，將其轉(zhuǎn)化為電能，增加了能量的利用率，節(jié)省由于發(fā)電帶來的燃油的消耗。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕的優(yōu)點。
【IPC分類】H02K35/02
【公開號】CN204696896
【申請?zhí)枴緾N201520267569
【發(fā)明人】馬建偉
【申請人】邢臺職業(yè)技術(shù)學院
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年4月29日