專利名稱：拖拉機永磁交流發電機升壓調壓器的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種用于拖拉機在低速行駛時提高發電機負載端電壓，高速行駛時適當降低發電機負載端電壓的升壓調壓裝置。
眾所周知，拖拉機永磁交流發電機由于結構簡單，無碳刷，故障率低，價格便宜，已在各種型號的拖拉機上廣泛應用。但該發電機存在拖拉機低速行駛時(如在不平道路上行駛或轉彎時)發電機端電壓偏低，燈光不亮，不能滿足照明要求；而高速時，發電機負載燈泡電壓偏高，燈泡壽命縮短的缺點。目前國內只有降低高速行駛時電壓的報導，例如《農業機械》雜志1990年第1期關于“手扶拖拉機電氣設備的改進”和《江蘇工學院》1984年第2期關于“永磁發電機電抗式調節器的理論探討”均是降低高速時端電壓，而且價格偏高，不易推廣。
為了克服上述不足本實用新型的目的是設計一種即可提高拖拉機低速行駛時發電機負載端電壓，保證燈泡正常工作，又能降低拖拉機高速行駛時發電機負載端電壓，有利于延長燈泡使用壽命的裝置。該裝置還能使負載端電壓維持在額定電壓范圍內，而不隨拖拉機的行駛速度變化而變化。
本實用新型是由外殼(1)、印刷電路板(2)和升壓調壓器(3)組成，在外殼(1)上開有進、出線孔(4)、安裝孔(5)和固定螺釘孔(6)，在印刷電路板(2)上焊有升壓調壓器(3)的元件包括有電解電容C1～C6、二極管D1～D6和電感L1～L3，(其中六個電解電容C1～C6、和六個二極管D1～D6也可以用三個無極性電容C7～C9代替)。下面以C1、C2、D1、D2、L1一路為例敘述其連接方式，電解電容C1的負極串接C2的負極，D1的正極串接D2的正極，D1的負極接C1的正極，D2的負極接C2的正極，D1D2的正極接C1C2的負極，C2的正極連接電感L1的一端g1，然后由C1的正極引出線為升壓調壓器(3)的輸入端I1，由L1的另一端引出升壓調壓器(3)的輸出端O1，另外兩路C3～C6、D3～D6、L2～L3與上述連接方式相同，將焊好升壓調壓器(3)的印刷電路板(2)置入外殼(1)內固定好，然后將外殼(1)安裝在拖拉機上，通過由外殼(1)上的進、出線孔(4)引出來的升壓調壓器輸入端I1、I2、I3分別與拖拉機上的發電機的輸出端相連，升壓調壓器的輸出端O1、O2、O3分別與燈泡(8)相連，燈泡(8)的另一端連接發電機的空載電勢E的公共端，該裝置的外殼可以用金屬加工而成。本實用新型的工作原理是利用拖拉機現有發電機串接電容和電感的方式實現在負載端達到升壓調壓及電壓穩定作用的，以電容C7電感L1一路為例首先讓我們先忽略電感L1，設在發電機(7)的輸出端和燈泡(8)之間只串電容C7分析其工作情況，當發電機(7)串接電容C7后在低速時抵消發電機內感抗，降低了內阻抗壓降，因而能提高負載端電壓UR，因為發電機的轉速是從零變到最高轉速，當永磁磁極是固定的、磁感應強度是固定的，因為所產生的電勢和頻率是變化的，發電機內橫軸電抗Xd1＝2πfLd1(式中Ld1是發電機橫軸電感值)隨頻率增加而增加，而容抗XC7＝ 1/(2πfc7) 是隨頻率增加而減小，當Xd1＝XC7時，等效內抗最小，負載端電壓UR升高，此點為諧振點，當頻率小于諧振點頻率時，XC7－Xd1≤Xd1(XC7給出一定范圍)此時負載端電壓UR仍升高，當頻率大于諧振點頻率時，Xd1－XC7≤Xd1此時負載端電壓UR也比未串電容時的電壓高如圖2中曲線(10)所示，負載端電壓UR一直呈上升趨勢因此還需要再串接一個電感L1用來達到補償作用，此時電路中的總感抗XL＝XL1＋Xd1＞Xd1，當電容量不變時諧振點向低速段移動，進一步提高低速段的負載端電壓UR，當高速段在某一頻率下(Xd1＋XL1－XC7)＞Xd1時使高速段的負載端電壓UR適當降低直至穩定，如圖5中曲線(11)所示。因此只要電感L1和電容C7參數匹配就可以有效的控制負載端UR電壓，便可得到滿意的負載端電壓UR。另外兩路電感，電容參數與上述相同。
本實用新型的優點是結構簡單，安裝使用方便，體積小，成本低，適用于拖拉機永磁交流發電機所連接的照明設備，可靠性高，裝置本身消耗能量低，有利于廣泛推廣應用。
本實用新型有如下附圖

圖1.升壓調壓器與發電機原理連線圖。
圖2.將有極性電容變為無極性電容、電感接線圖。
圖3.升壓調壓器外殼圖圖4.印刷電路板圖圖5.負載端電壓－轉速特性曲線圖圖中標號如下1.外殼2.印刷電路板3.升壓調壓器包括元件有C1～C6電解電容六個470μ／63V～1500μ／25VD1～D6二極管六個3A／50VC7～C9無極性電容三個容值470μ～1500μL1～L3電感每路匝數28匝～57匝，電感量2.48×10－3H～9.6×10－3H電路中XC7～XC9容抗XL1～XL3感抗I1～I3升壓調壓器輸入端O1～O3升壓調壓器輸出端g1～g3電容與電感相連的公共點4.進、出線孔5.安裝孔6.固定螺釘孔7.發電機其中，E1～E3為發電機空載電勢R01～R03繞組電阻Xd1～Xd3橫軸電抗8.燈泡UR為燈泡兩端電壓即負載端電壓9.未串升壓調壓器時負載端電壓——轉速特性曲線。
10.串電容后負載端電壓——轉速特性曲線。
11.串升壓調壓器后負載端——轉速特性曲線拖拉機永磁交流發電機的橫軸電抗Xd1～Xd3比較小，為使所串接的電容C7～C9的容抗與橫軸電抗相等則XC7＝Xd1，電容量必然就會要求很大，如果采用無極性電容C7～C9必然會成本高，而且體積大，為此本裝置的實施例以三路有極性電解電容C1～C6和二極管D1～D6及電感L1～L3為例進行實施，按照圖2將C1～C6、D1～D6、L1～L3焊接在印刷電路板(2)上，對于拖拉機永磁交流發電機升壓調壓器電解電容C1～C6的參數可選用470μ／63V～1500μ／25，二極管D1～D6均選用3A／50V，電感L1～L3是采用在同一鐵芯上三路或兩路并繞，鐵芯采用硅鋼片，截面為3.78cm2，鐵芯空氣隙為0.1mm，線圈用0.77漆包線繞制，對于拖拉機永磁交流發電機升壓調壓器的電感線圈的匝數可選用28匝～57匝，電感量為2.48×10－3H～9.6×10－3H，電感量的精度可調節鐵芯空隙的大小滿足要求。將焊好元件的印刷電路板(2)裝到外殼(1)內，外殼(1)可用金屬制成，按圖1連線關系所示將裝置安裝到拖拉機上后通過外殼(1)上的進、出線孔(4)將升壓調壓器的輸入端I1～I3，輸出端O1～O3連接完畢則可使用。
權利要求1.一種新型拖拉機永磁交流發電機升壓調壓器；其特征在于該裝置由外殼(1)、印刷電路板(2)和升壓調壓器(3)組成，在外殼(1)上開有進、出線孔(4)、安裝孔(5)和固定螺釘孔(6)在印刷電路板(2)上裝有升壓調壓器(3)的元件，元件有電解電容C1～C6、二極管D1～D6和電感L1～L8，連接方式C1的負極串接C2的負極，D1的正極串接D2的正極，D1的負極接C1的正極、D2的負極接C2的正極、D1D2的正極接C1C2的負極、C2的正極連接電感L1的一端g1、由C1的正極引出升壓調壓器的輸入端I1、由L1的另一端引出升壓調壓器的輸出端O1，另外兩路C3～C6、D3～D6、L2～L3，與上述連線方式相同，將裝好升壓調壓器(3)的印刷電路板(2)置入外殼(1)內，然后將外殼(1)安裝在拖接機上，通過由外殼(1)上的進、出線孔(4)引出來的升壓調壓器輸入端I1、I2、I3分別與拖拉機的上發電機的輸出端相連，升壓調壓器輸出端O1、O2、O3分別與燈泡(8)相連，燈泡(8)的另一端連接發電機的空載電勢E的公共端。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于電解電容C1～C6，二極管D1～D6，也可以用無極性電容C7～C9代替。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于外殼(1)是金屬制成。
專利摘要一種新型拖拉機永磁交流發電機升壓調壓器，該裝置由外殼，印刷電路板和升壓調壓器等組成，其中升壓調壓器元件有電解電容、電感和二極管，均安裝在電路板上、電路板置入外殼內，由外殼上的進出線孔，分別引出升壓調壓器的輸入端和輸出端，使用時將該裝置安裝在拖拉機上，然后將升壓調壓器輸入端連接拖拉機上的發電機的輸出端，將升壓調壓器的輸出端連接負載，當拖拉機高速行駛或低速行駛通過該裝置均能調節負載端電壓以保證負載端燈泡正常工作。
文檔編號H02M5/02GK2088760SQ9022345
公開日1991年11月13日 申請日期1990年11月14日 優先權日1990年11月14日
發明者沈正賢, 張圣虎 申請人:北京農業工程大學