[实用新型]自发电式电动自行车

说明书

本实用新型涉及一种电动自行车，尤其是一种自发电式电动自行车。

由于国家对城市环保要求和城市小型家用交通工具的发展需要，电动自行车大有逐渐取代燃油型摩托车和人力自行车的趋势。正是在这种形势下，近年来，电动自行车在我国大中城市得到了极大普及和发展，众多厂家已推出许多新款车型。但纵观其成，车型虽多，款式有别，其结构大同小异，整车动力系统的设计理念无创新，其表现为，一是电机效率低，虽标称大于70％，实测达60％者即为上品，故整车能耗高，运行浪费；二是行驶里程短，无法实现行驶中能源的补充，从而增加行驶里程；三是当电瓶中的电能耗尽时，因不能及时充电，电瓶使用寿命短；四是整车价格偏高。

上述问题的存在，已严重制约了这一环保型城市交通工具的进一步普及及发展。因此，研制一种转换效率高、行驶里程长和具有全新动力系统设计理念的新款电动自行车，既是社会急需，也有极大经济意义。

有鉴于此，本实用新型的任务便在于提供一种可在行驶中，自行发电和充电的电动自行车，即设计一种具有发电和电动的两种功能于一体的复合电机。

这一任务是这样实现的：一台定子和转子为鼓形结构的电机，相互套接，定子在内，转子在外。定子和转子间有气隙。定子的外缘表面沿轴向镶有作相等间隔排列的、数量为偶数的永久磁体；转子壳体内缘装有带开槽的铁芯，槽内嵌入绕组。转子铁芯槽数的分配比为，电动机绕组所占槽数是发电机绕组所占槽的3倍，对铁芯开有56槽的复合电机，其作电动机用的绕组所占槽数为42槽，作发电机用的绕组所占槽数即为14槽；而转子铁芯开槽的每极槽数，应比定子的永久磁体外缘弧长所对应的铁芯总槽数，多一槽；两种不同功能绕组的布线及接线方式为：对作电动机用的绕组是，每对极的绕组，串联成环形绕组；对作发电机用的绕组是，每极跨4槽，全部绕组为串联接线。设计的转子铁芯总功率为200-250瓦，其中发电机功率为70-90瓦，电动机功率为120-160瓦。转子各绕组的端线和换向器的各对应换向片相焊接。当电动自行车启动时，由车载的两组电瓶中的一组电瓶输出的直流电，经碳刷触接换向片，向转子上作电动机用的绕组输入电流，从而产生旋转磁场，此时转子便驱动车轮行驶。与此同时，转子上作发电机用的绕组，也因车体在下坡惯性行驶，使车轮转动而产生感应电流，此感应电流经换向器上的滑环和碳刷后，向车载的另一组电瓶充电。如此循环运行，便使一台复合电机完成电动驱动和发电充电的两种功能。

这种由复合电机驱动的自发电式电动自行车的突出优点，一是一台电机完成电动和发电的两种功能，整机驱动系统效率高；二是由于行驶中能发电充电，使行驶里程增加和电瓶使用寿命延长。

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型作详述：

图1为本实用新型自发电式电动自行车的复合电机结构示意图；

图2为本实用新型自发电式电动自行车的复合电机的分解图；

图3为本实用新型自发电式电动自行车的复合电机的剖示图；

图4为本实用新型自发电式电动自行车的复合电机的换向器结构示意图。

如图1、图2、图3和图4所示，一台由定子16、转子17、换向器8和端盖13组成，且经轴承14和轴6套装成一鼓形结构的复合电机，转子17的外壳两凸缘周边开有供电动自行车安装辐条用的孔7，转子17和定子16之间有气隙。

定子16为一沿轴向宽约50mm的圆鼓，其鼓形外缘的周边镶有作相等间隔排列的7对极、14片永久磁体1；转于外壳4的内缘装有硅钢片叠厚为40mm的带开槽的铁芯3，铁芯3开有56槽，槽内嵌入绕组2。各绕组在槽内的布线及联结方式为，作电动机用的绕组占42槽，作发电机用的绕组占14槽。对作电动机用的绕组，每对极的绕组串联成环形绕组；对作发电机用的绕组为每极跨4槽，全部串联。转子各绕组2的端线和换向器的各对应换向片9相焊接。当电动自行车启动时，由车载的两组电瓶中的一组电瓶输出的直流电，经碳刷5触接换向片9，向转子上作电动机用的绕组2输入电流，从而产生旋转磁场，此时转子便通过从辐条孔7中安装的车辐，驱动车轮行驶。与此同时，转子上作发电机用的绕组2，也因车体在下坡，惯性行驶，使车轮转动，而产生感应电流，此感应电流经换向器上的滑环10和碳刷5后，向车载的另一组电瓶充电。如此循环运行，便使一台复合电机完成电动驱动和发电充电的两种功能。

按上述之结构设计，其技术特征为：①电动机为7极，共占42槽；电动机额定电压为36伏，额定功率为140瓦；②发电机也为7极，14槽结构，其额定电压为39伏，额定功率为60瓦；③电机供能方式为，交替切换式，即车载的两组电瓶(总容量12AH)，当一组电瓶向电动机供电时，另一组电瓶则因发电机输出的电能而被其充电。电瓶电压36伏，标准充电时的工作电流为0.6A，快速充电电流为1.2A；④设计适用车型为24″、26″。