[发明专利]制造用于发电机的改进激励器的方法

说明书

在一种制造用于发电机的改进激励器的方法中，所述激励器包括激励器转子和激励器定子，提供全硬冷轧电工钢卷，所述钢至少包括重量百分比大于0.60％的硅。在没有对全硬冷轧钢卷进行先前退火的情况下，将切割所述卷，以形成至少一个条带。对所述至少一个条带进行冲压，以从相同的条带中形成多个转子叠片和多个定子叠片。所述转子叠片与所述定子叠片分开，并且形成转子叠片组和定子叠片组。只将激励器转子叠片组退火。对退火的激励器转子叠片组进行组装以形成所述激励器转子，并且对未退火的激励器定子叠片组进行组装以形成所述激励器定子。

背景技术

众所周知，电动机是通过电流在“定子”中的绕组中流动的电力借助于“转子”的旋转而转换成机械动力的装置，其中固定的机械轴插入穿过转子。发电机是电动机的反向。通过插入在转子中的固定机械轴的外部旋转或驱动的机械动力借助于在定子的绕组中产生电流而转换成电力，电力可用来为电气装置供电。在大多数情况下，用于构建定子和转子的材料是堆叠到铁心中以形成定子和转子的冲压叠片。

用于电动机或发电机的操作的物理学基本原理是“右手定则”，借此在绕组中沿一个方向(x方向)旋转的电流产生与电流成90°(y方向)的电场，继而在正交90°方向(z方向)产生力。因此，电动机和发电机的标准设计基于具有电绕组的固定或静止定子，定子借助于定子与转子之间的电场而与转子耦接。在电动机的情况下，电流在定子中流动会产生电场，电场与转子耦接以产生导致转子旋转的力，且因此产生机械动力。在发电机的情况下，转子的外部驱动旋转与转子中的电场和/或电流一起与定子耦接，以使定子的绕组中产生电流。转子的外部驱动或旋转本身不足以启动和操作发电机。转子的绕组中还必须有电场和/或电流。转子的绕组中的电流必须以某种方式启动。这个过程被称为“转子励磁”。

在用于小型、便携式或备用发电机的市场设计中，若干技术用来实现转子中的电场和/或电流，从而可以用来“激励”发电机中的转子(并且随后使定子中生成电流)：

·永磁体可与励磁绕组一起添加到转子。永磁体的旋转使励磁绕组中产生电流，继而使主转子绕组中感生电流，并且随后产生使定子绕组中产生电流的电场。

·闪光电路可与励磁绕组一起添加到转子。转子的旋转使闪光电路和绕组中产生电流(借助于外加电压)，继而使主转子绕组中感生电流，并且随后产生使定子绕组中产生电流的电场。

·具有保持小磁场的特性的硬电工钢可用作转子的设计的一部分，借此在闪光之后，硬电工钢保留永磁的特性。这种永磁场的旋转使绕组中产生电流，从而产生电场，以使定子中激励或产生电流。有2种硬钢用于发电机应用：(1)通过合金成分变硬的钢，和(2)通过加工实现的全硬钢。使用硬钢的这种设计的固有问题在于：尽管成本较低，但与使用磁体或闪光电路相比，永磁场的强度较低。此外，在高操作温度下，这个磁场可迟早减少，从而导致发电机启动失败。

本说明书中使用的术语“全硬”被定义成冷轧电工钢卷在充分冷轧之后并且在后续退火之前的冷轧电工钢的状态，经过退火后钢的硬度或拉伸强度没有进一步改变。

转子的设计的另一复杂之处在于，在一些情况下，转子可被设计成2部分，其中主转子和主转子绕组伴随单独的激励器和激励器绕组。替代的简单设计由具有主绕组和单独激励器绕组的一个转子结构组成。

图1通过透视图示出了具有主定子11的现有技术发电机10，主定子环绕内部主转子12，定子11内的内部主转子12以局部剖面图示出。转子12安装在轴13上。被激励器定子15环绕的激励器转子14也安装到轴13，激励器定子与激励器转子14一起形成激励器16。众所周知，在主转子和定子中、以及同样在激励器定子和转子中设有槽，以接纳各自的绕组。如图1所示，槽8用于接纳激励器定子绕组(未示出)并且槽9用于接纳相应的激励器转子绕组(未示出)。用于形成主转子和定子以及激励器转子和定子的叠片可经过冲压以具有相同或类似配置或者不同的配置。