专利名称：中频弧焊发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种由原动机(汽油机或柴油机)驱动的弧焊发电机，特别是超轻型中频低转速(3600转／分)或高转速(8000转／分)弧焊发电机作为焊接电源的电焊机。
现有的无电源条件下使用的原动机(汽油机或柴油机)驱动的弧焊发电机，均属于工频(50Hz)范围发电机，其体积大，笨重，使得该类焊机于野外作业的用户极为不便，且电弧稳定性较差。
本实用新型的目的是提供一种轻型的、电弧性能更优的中频弧焊发电机。
本实用新型的目的是这样实现的发电机定子用厚0.35～0.5毫米的高频、高磁密冷轧硅钢片冲制为内圆周冲有X个槽的，硅钢片经铆成一定厚度的铁芯作为定子，在定子铁芯X槽内嵌有三相、空间相位互差120°对称分布的定子绕组，其特征是定子轭部的尺寸a与每个槽的尺寸b之比等于0.3～0.5，该特殊片型的目的在于当负载电流增大导致定子内部磁通密度加强时，使得其轭部(尺寸a部分)磁饱和而形成漏抗，获得焊机所需的下降输出伏——安特性，以达到弧焊机所需的必要漏磁。定子绕组由焊接主绕组、三相辅助照明绕组和二组单相三次谐波励磁绕组及增压励磁绕组组成；定子铁芯槽数X能被6所整除。
焊接主绕组每相各自构成n对(或n－1对，n－2对)线包，仅一相能绕对线包，每对线包绕制匝数相同，也可互异，绕制方向为互相铰链的N－S极对数，每个线包均以3槽为一个节距绕制，以构成n对(或n－1对或n－2对)N－S磁极，即实现多极结构的定子。
励磁绕组均以3槽为一个节距绕制一个线包，绕制方向为互相铰链的N——S极对数，其中两组励磁绕组与焊接主绕组的某相同槽嵌制，但仅绕制(n－1)〔或(n－2)，或(n－3)〕对线包。
励磁绕组还与一组单独嵌制的与焊接主绕组无三次谐波磁链或者有疏松三次谐波的增压绕组相串联，但增压绕组仅在一个节距内嵌制。
发电机转子由二个带有n个凸极的多极磁盘以 (180°)/(n) 位置差相扣转子线圈而成，以实现多极结构的转子。
由于上述结构，使得发电机成为中频弧焊发电机。本实用新型相比现有技术具有下述优点1、发电机定、转子均采用多对N－S磁极结构，故在原动机或变速机构使其转子转速达一定数值的情况下，可获得中频电流输出，即中频弧焊发电机。
2、由于发电机设计于中频状态工作，故整机体积小，重量轻，更便于无电源条件下的野外作业。
3、由于发电机输出电流为中频，故它的负载——电弧较为稳定，电流脉动极小，引弧容易，飞溅小，不但适于酸性焊条，也非常适于碱性焊条施焊。
4、由于设置辅助(照明)电源输出，且在一定功率范围内为恒压特性，故使得在野外无电源条件下使用其它电器成为可能。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出
图1是本实用新型的定子铁芯平面示意图。图2是本实用新型的转子结构示意图。图3是焊接主绕组(1)的A相绕制示意图。图4是大档励磁绕组(3)及增压励磁绕组(5)的绕制示意图。图5是小档励磁绕组(4)的绕制示意图。本实用新型的发电机在其定子X槽内嵌有三相特殊绕制的焊接主绕组(1)，三相辅助照明绕组(2)和二组单相三次谐波励磁绕组(3，4)及增压励磁绕组(5)构成定子线圈。其各绕组绕制方法分别如下焊接主绕组(1)的A相在1——4、4——7、7——10……(X－6)——(X－3)共2n〔或2(n－1)，或2(n－2)〕节距内绕制，使其构成N——S极相互铰链的绕组，构成n〔或(n－1)或(n－2)〕对磁极，且3槽为一个节距。
B、C的绕制方法同A相，仅使三相间感应电势在相位分布上互差120°，但A、B、C三相中仅一相，且最多一相可绕满2n个节距，匝数由焊机输出空载电压确定。
辅助照明绕组(2)的A’、B’、C’三相的绕制方法同焊接主绕组(1)，但嵌线之入槽与焊接主绕组入槽分离为宜，匝数以达到输出220伏±10％。
励磁绕组分为二组，一组为供给焊机小电流输出时励磁用，另一组与前一组共同作用时，供给焊机大电流输出时用，相互转换由控制电路无级自动实现，但两组均为三次谐波组。绕制时与某相焊接绕组同槽嵌制为宜(特别是制作容量较大的发电机)。大档励磁空载电压应大于小档励磁空载电压，两组输出电压与焊接主电流输出之间保持正比关系。在大档励磁绕组中单独嵌制一组与主焊接绕组无三次谐波磁链(较大容量焊机)或者有疏松三次谐波磁链(较小容量焊机)的增压绕组(5)串入大档三次谐波绕组中以构成大档励磁绕组。
小档励磁绕组(4)嵌线于焊接主绕组(1)的某一相内，形成三次谐波绕组，绕线方向要使相邻线圈内形成相互铰链的N——S磁极，但仅在2(n－1)〔或2(n－2)，或2(n－3)〕节距内绕制，即构成(n－1)〔或(n－2)，或(n－3)〕对磁极，且3槽为一个节距。
大档励磁绕组(3)三次谐波绕组部分嵌线方法同励磁绕组(4)，可与绕组(4)同槽嵌制，也可与焊接主绕组(1)的另一相同槽嵌制。但与之串入的为实现较高励磁电压的增压绕组(5)应绕制在三相焊接主绕组所空出的节距内，同样以3槽为一个节距。
图2中，发电机转子由转子线圈(6)及加工为带有n个凸极的两个无剩磁材料制成的多极磁盘(7)以 (180°)/(n) 的凸极位置差相扣转子线圈(6)而成，转子线圈与励磁电路的联接通过压入转子轴上的滑环实现。
实施例1选用x＝36槽，尺寸a／b＝0.4的特殊片型硅钢片，迭至26mm厚度的定子铁芯，转子磁盘(7)凸极数n＝6，使其构成n＝6对N－S极的磁极。
定子主绕组(1)的A、B、C三相分别按图3方法嵌线，每节距内嵌线匝数为2匝。各相构成5对N——S磁极。
定子辅助照明绕组(2)也分别按图3方法嵌制，每节距内嵌线匝数为7匝。各相构成5对N——S磁极。
小档励磁绕组(4)嵌制方法按图5，每节距内嵌线匝数为1匝。大档励磁绕组(3)嵌线方法按图4，三次谐波部份每节距内嵌线匝数为4匝；串入的增压绕组(5)匝数为19匝，但仅在一个节距内绕制。
按此方法制作的发电机，当电弧负载持续率Fs＝60％时，额定输出电流为200A±10％，最小输出电流为额定电流的20％。
驱动机转速确定后，通过皮带转动，调整传动比使发电机转子转速在空载时为8000～10000转／分；额定负载时允许转速掉至8000转／分±10％，即高转速发电机。因此需要驱动机有一定功率裕量。本实例选用16Hp汽油驱动机。
实施例2选用x＝72槽，尺寸a／b＝0.3的特殊片型硅钢片，迭至32mm厚度的定子铁芯，转子磁盘(7)凸极数n＝12，使其构成n＝12对N－S极的磁极。
定子主绕组(1)的A、B、C三相嵌制方法在1～36槽内按例1的定子主绕组嵌制，在37～72槽内对称嵌制，两组相串联即可。各相构成10对N——S磁极。
定子辅助照明绕组(2)的A’、B’、C’三相嵌制方法在1～36槽内按例1的定子辅助绕组嵌制，在37～72槽内对称嵌制，两组相串联即可。各相构成10对N——S磁极。
小档励磁绕组(4)在1～36槽嵌制方法同实例1；在37～72槽内对称嵌制，两组相串联即可。大档励磁绕组(3)在1～36槽嵌制方法同实例1；在37～72槽内对称嵌制，但不嵌增压绕组(5)，两组相串联即可。
按此方法制作的发电机，当电弧负载持续率Fs＝60％时，额定输出电流为200A±10％，最小输出电流为额定值的20％。
选用空载转速为3800～4000转／分；额定负载时允许转速掉至3600转／分±10％的驱动机，发电机转子与驱动机同轴安装，即低转速发电机，为使发电机有额定功率输出，驱动机应有一定功率裕量。本实例选用16Hp汽油驱动机。
权利要求1.一种中频弧焊发电机，包括内圆周冲有X个槽的硅钢片铆成的定子铁芯，转子及在定子铁芯X槽内嵌有三相、空间相位互差120°对称分布的定子绕组，其特征在于定子轭部的尺寸a与每个槽的尺寸b之比等于0.3～0.5，定子绕组由焊接主绕组(1)、三相辅助照明绕组(2)、二组单相三次谐波励磁绕组(3，4)及增压励磁绕组(5)组成；定子铁芯槽数X能被6所整除。
2.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于焊接主绕组(1)每相各自构成n对(或n－1对，或n－2对)线包，仅一相能绕对线包，每对线包绕制匝数相同，也可互异，绕制方向为互相铰链的N－S极对数，每线包均以3槽为一个节距绕制。
3.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于励磁绕组(3，4，5)均以3槽为一个节距绕制一个线包，绕制方向为互相铰链的N——S极对数，(3)、(4)两组与(1)的某相同槽嵌制，但仅绕制(n－1)〔或(n－2)，或(n－3)〕对线包。
4.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于励磁绕组(3)还与一组单独嵌制的与主绕组(1)无三次谐波磁链或者有疏松三次谐波磁链的增压绕组(5)相串联，但(5)仅在一个节距内嵌制。
5.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于转子由二个带有n对凸极的多极磁盘(7)，以 (180°)/(n) 位置差相扣转子线圈(6)而成。
专利摘要本实用新型是一种由原动机(汽油机或柴油机)驱动的弧焊发电机，特别是超轻型中频低转速(3600转/分)或高转速(8000转/分)弧焊发电机作为焊接电源的电焊机。其特征是定子轭部的尺寸a与每个槽的尺寸b之比等于0.3～0.5，定子绕组由焊接主绕组、三相辅助照明绕组和二组单相三次谐波励磁绕组及增压励磁绕组组成；定子铁芯槽数X能被6所整除。
文档编号H02K19/16GK2186463SQ9420229
公开日1994年12月28日 申请日期1994年1月22日 优先权日1994年1月22日
发明者吴祖智, 王海生, 杨冲 申请人:昆明电焊机厂