专利名称：自发电充电电动自行车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动车辆的动力装置，尤其是一种能自行发电并自动充电的电动自行车。
背景技术：
目前社会上出售的电动自行车有几种类型，一是有脚踏的，没有里程表、电压表、方向灯，当电力不够或车速较慢时，须用脚踏代步，功率180W，售价每辆约1380元，重量38公斤。
二是无脚踏，比上者优越，有里程表、电压表、方向灯，车速较慢，电力不够时难行驶，功率250W，售价每辆约2200元，很受青年人的爱好，销量也可观，重量38公斤。
上述类型车的特点是用蓄电池来供电给电动机驱动车辆行驶，属环保类型，不用油，无污染，嘈声低。但是没有发电充电的装置，所以每天用车后都要进行8～12小时蓄电池充电的工作，才能补充电源，比较麻烦，而且它的电动机转子常用永久磁铁制造，当永磁消失或微弱时须更换或充磁，不方便、不经济，但可以减少电池损耗，结构简单。
发明内容
本实用新型的目的是要提供一种在车辆上装置有发电机及电压调整器，利用机械结构与电动机组合驱动发电机运行发电并充电，无需每天充电，使用、操作方便的自发电充电电动自行车。
本实用新型所采取的技术方案是在现有自行车(也可在电动自行车整车，在机械等结构上须改良)的基础上，在车架的中部下侧安装电动机，电动机通过齿轮、链条与后车轮连接，侧边安装电压调整器的发电机装在电动机上方。
本实用新型由于在车辆上设置了发电机及电压调整器，利用机械结构与电动机组合驱动发电机运行发电并充电，使原有电动自行车需每天充电8～12小时的频繁充电、耗电变为约每10天才须进行2～5小时蓄电池充电，补充电源，大大节省了充电程序及电耗，不用油，无污染，嘈声较低，结构较简单，重量小于40公斤，产品造价不高，使用方便。
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型自励式发电机电路图。
具体实施方式
本实用新型是在现有自行车或电动自行车的基础上进行改进，保留了原来的整车基本部件，即有前后轮1、车把6、前后车叉2、照明灯4、电源开关5、里程表与电压表8、车架3、蓄电池7，车座12、脚踏15、链盘16、离合器17、电器外型护罩18等部件组成。本实用新型增加了电机电路部份和机械链条与齿轮传动部份。
电动机10安装在车架3的中部下侧，发电机9安装在电动机10的上侧，电压调整器11在发电机9的侧边，蓄电池7在电动机10与前车轮1之间的中部位置或三角架前叉上。
按电源开关5，电动机10接通蓄电池7即运转(3200转/分)，由链条14.1传动齿轮13.1，使后车轮1运转(212.3转/分，轮直径φ500毫米，每小时行程20公里)行驶，同时由链条14.2传动齿轮13.2，使发电机9运转(3000转/分)发电，电流通过电压调整器11向灯光电器、电动机、蓄电池供电，亦是与蓄电池综合供电，形成发电机和电压调整器组合向蓄电池自动充电。如遇电器故障，用人力踩踏使链盘16与链条14.3传动齿轮13.3运转行驶。
以下结合图2对本实用新型实施例自励式24伏直流发电机电压调整器及整体电路供电情况作详细说明。
(1)截流器27的工作情况发电机9停止或低速旋转时，并联线圈25没有磁场产生或磁场很弱，铁芯23.1的吸力不能克服弹簧22的拉力，不能吸下连杆19.1，触点21.3与连杆19是分开的，发电机9的电流不能从炭刷负极输出至电灯A、闪光器B、嗽叭C、电动机10、蓄电池7等负载。
当发电机9转速升高，它的电压也随之升高(一般高于蓄电池的电压)，使并联线圈25产生足够的磁场强度，克服了弹簧22的拉力，铁芯23.1将连杆19.1吸下，触点21.3闭合，发电机9炭刷负极的电流经过节流器主线圈24至串联线圈26，再经过连杆19.1、触点21.3等输出两路一路至K开关电灯A负载；另一路至电流表8、闪光器B、喇叭C、电动机10、蓄电池7等负载，形成回路。
发电机9的电流流回蓄电池7的过程并联线圈25与串联线圈26的磁场方向是一致的，所以触点21.3与连杆19能保持在闭合的状态。
如果发电机9的转速降低，它的电压又低于蓄电池7的电压，蓄电池的电流从负极经电流表8、连杆19、触点21.3、连杆19.1、串联线圈26至节流器主线圈24流向发电机9炭刷负极。这时串联线圈26中电流的方向是倒过来(但并联线圈25中的电流方向不变)，它的磁场和并联线圈25的磁场是相反的，因此削弱了铁芯23.1的磁场，吸力降低，弹簧22的拉力使触点21.3与连杆19分开，切断电路，蓄电池7负极电流不能流向发电机9炭刷负极，不形成回路。触点21.3分开时的反向电流约0.5～3安，对发电机没有损害。在此情况下，并联线圈25也由蓄电池供电。
(2)节流器28的工作情况发电机9炭刷负极输出的电流都通过节流器的主线圈24、截流器的串联线圈26、并联线圈25流回发电机炭刷正极，形成回路。当发电机9的输出电流小于限额13-15安，节流器的触点21.2闭合，发电机的励磁电路如同“节压器的工作情况”部分说明，当输出电流超过限额15安，触点21.2打开，它的电路发电机9炭刷正极接地线经过磁场线圈20至铁芯23后分两路1路至触点21.1、电阻R3；2路至电阻R1与R2、铁芯23.2、磁场线圈30、主线圈24、发电机炭刷负极，形成回路。
由于电路中增加了(R1+R2)R3/(R1+R2)+R3的电阻，所以励磁电流减小，使发电机端电压(节压器保持的稳定值)再下降，发电机9输出的电流便随之下降到限额以下，这时触点21.2又闭合，电压又上升，输出电流又增加。就这样触点21.2不断振动，把输出电流始终限制在15安以内，不随负载增加而电流继续增大，防止和保护了发电机的过载。
(3)节压器29的工作情况发电机9转动发电，节压器的磁化线圈21有电流通过，电流随发电机9端电压增高而增大，它的电路
发电机炭刷正极接地线经过磁化线圈21、电阻R2、铁芯23.2，磁场线圈30、主线圈24、发电机炭刷负极，形成回路。
当发电机9电压低于限额27伏时，节压器触点21.1闭合，它的励磁电路发电机9炭刷正极接地线经磁场线圈20到铁芯23.3、触点21.1、磁场线圈30、主线圈24、发电机9炭刷负极，形成回路。
此时磁场电流只经过触点21.1，不经过电阻，所以发电机9端电压随转速升高而增大。
当发电机9电压稍高于27～29伏时，磁化线圈21中的电流在铁芯23.3中产生的吸力大，触点21.1被吸开，磁场电流被迫经过电阻R1，它的变动部分电路……发电机9磁场至铁芯23.3、电阻R1与R2、铁芯23.2……。
因磁场电路中串入了R1+R2的电阻，所以磁场电流迅速减小，削弱磁场，发电机电压下降，由于电压下降，又使磁化线圈21中的电流减小，铁芯23.3吸力减小。发电机9电压低于27伏，铁芯23.3吸力小，触点21.1再闭合，发电机电压又升高。当超过27伏，触点21.1又打开，如此反复开闭，使发电机9的磁场电流不随转速上升而增大，维持了发电机端电压在中、高速下基本稳定。
调整器电路特点①节流器和节压器的触点都是串联在励磁电路内，可以通过触点的开闭来调节励磁电流，使它与发电机的转速变化相适应。
②节流器是根据发电机的输出电流来工作，发电机向车辆电路输出的电流都必须通过节流器的主线圈。
③节压器的磁化线圈一端接地线，另一端接在电阻R1和R2之间，目的是为了通过R2的作用来提高节压器触点的振动频率。
④另外还设计有自励式12伏和他励式24伏发电机的技术数据各一个规格，供两种车辆型号选用。
由于发电机、电动机、电压调整器三者之间是互联结构配套使用的，所以设计它的电压、电流、转速、温升、功率等必须达到与机械配套同步，车辆才能行驶发电并充电，达到创新先进的车辆。三者之间的设计技术数据要求很紧凑、准确，特别是自励式发电机的设计和研制要求很精细，否则不能发电充电，不能补充电源。
根据蓄电池的特性，采用定电压方式充电，这样充电速度较快，随着充电的进行，充电的电流可以减小，因有电压调整器，电压设定已适当，充电时会自动停充，缺点是不能保证蓄电池彻底充足，但工作时发电机充电的机会不少，对此问题影响不大。定电压充电的电压在27～29V范围，在充电过程，由于畜电池的电动势逐渐增大，充电电流逐渐减少，直至近于零。
权利要求1.一种自发电充电电动自行车，包括自行车整车，其特征是在车架的中部下侧安装电动机(10)，电动机(10)通过齿轮(13.1)、链条(14.1)与后车轮(1)连接，侧边安装电压调整器(11)的发电机(9)装在电动机(10)上方。
专利摘要本实用新型提供了一种自发电充电电动自行车，是在自行车整车基础上，在车架的中部下侧安装电动机，电动机通过齿轮、链条与后车轮连接，侧边安装电压调整器的发电机装在电动机上方。本实用新型由于在车辆上设置了发电机及电压调整器，利用机械结构与电动机组合驱动发电机运行发电并充电，使原有电动自行车需每天充电8～12小时的频繁充电、耗电变为约每10天才须进行1～5小时蓄电池充电，补充电源，大大节省了充电程序及电耗，不用油，无污染，嘈声较低，结构较简单，重量小于40公斤，产品造价不高，使用方便。
文档编号B60K1/00GK2897789SQ200520097188
公开日2007年5月9日 申请日期2005年7月12日 优先权日2005年7月12日
发明者雷敬初 申请人:雷敬初