一種用於摩託車啟動兼發電的磁電機的製作方法

2023-05-04 01:06:46 1

本實用新型涉及磁電機技術領域，具體涉及一種用於摩託車啟動兼發電的磁電機。

背景技術：

目前，現有摩託車的啟動主要採用兩種方式：一是採用專門的啟動電機和齒輪傳動的方式；二是採用交流發電用的磁電機作為啟動電機。鑑於第二種啟動方式具有啟動迅速和無噪音等優點，逐漸成為新的研究方向。

本實用新型的發明人經過研究發現，採用第二種啟動方式的啟動兼發電的磁電機，由於生產工藝(如定子線圈的繞線工藝)和成本考慮，磁電機的反電勢波形在正弦波的基礎上疊加了大量的其他諧波，而這種諧波對啟動和發電都是不利的。

具體的，磁電機作為發電機使用時，反電勢上疊加的諧波成分對發電性能的影響較小，但是當作為啟動電機使用時，反電勢上疊加的諧波會增大無用的齒槽轉矩，進而減小電機的輸出扭矩，增大電機的發電阻力，從而降低了電機的驅動效率。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種用於摩託車啟動兼發電的磁電機，可以通過改變槽極配合來儘可能地消除磁電機反電勢諧波，改善磁電機反電勢波形，以減小齒槽轉矩，進而改善電機輸出扭矩，從而改善電機的驅動效率。

為了解決上述技術問題，本實用新型採用了如下的技術方案：

一種用於摩託車啟動兼發電的磁電機，所述磁電機是一種具有啟動和發電雙重功能的電機，所述磁電機包括定子和轉子，所述定子上設有若干齒，相鄰齒之間構成槽，所述轉子上設有若干對磁瓦，所述磁電機由預設數量的單元電機構成，每個所述單元電機由預設數量的所述齒、槽和磁瓦構成，每個所述單元電機的槽極比例為9：8。

進一步，所述定子的外徑和轉子的外徑比例為0.85～0.97。

進一步，所述定子的外徑和轉子的外徑比例為0.87～0.94。

進一步，所述定子的疊厚和轉子的外徑比例為0.09～0.25。

進一步，所述定子的疊厚和轉子的外徑比例為0.12～0.24。

進一步，所述槽的深度和齒的寬度的比例為2～4。

進一步，所述槽的深度和齒的寬度的比例為2～3。

進一步，所述單元電機中相鄰三齒為同一相，所述相鄰三齒的繞線方式分別為順時針、逆時針、順時針，或者分別為逆時針、順時針、逆時針。

與現有技術相比，本實用新型提供的用於摩託車啟動兼發電的磁電機中，將單元電機的槽極比例設置為9：8，即通過改變槽極配合來儘可能地消除磁電機反電勢諧波，改善磁電機反電勢波形，以減小齒槽轉矩，進而改善電機輸出扭矩，從而改善電機的驅動效率。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的磁電機中定子和轉子的組合結構示意圖。

圖2是本實用新型提供的磁電機中定子的結構示意圖。

圖3是本實用新型提供的磁電機中轉子的結構示意圖。

圖4是本實用新型提供的反電勢諧波優化對比示意圖。

圖5a是本實用新型提供的槽極比例3：2反電勢FFT分析示意圖。

圖5b是本實用新型提供的槽極比例9：8反電勢FFT分析示意圖。

圖6是本實用新型提供的驅動轉矩對比示意圖。

圖7是本實用新型提供的驅動效率對比示意圖。

圖8a是本實用新型提供的槽極比例3：2齒槽轉矩示意圖。

圖8b是本實用新型提供的槽極比例9：8齒槽轉矩示意圖。

圖中，1、定子；11、齒；12、槽；2、轉子；21、磁瓦。

具體實施方式

為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語「縱向」、「徑向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，除非另有說明，「多個」的含義是兩個或兩個以上。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

請參考圖1-圖3所示，本實用新型提供一種用於摩託車啟動兼發電的磁電機，所述磁電機是一種具有啟動和發電雙重功能的電機，其中，啟動是指在摩託車啟動過程中，磁電機作為電動機帶動發動機旋轉，從而使發動機具有點火的速度和壓力，而發電是指在摩託車啟動完成後，磁電機作為發電機給電池充電和給整車用電器提供電源。所述磁電機包括定子1和轉子2，所述定子1上 設有若干齒11，相鄰齒11之間構成槽12，所述轉子2上設有若干對磁瓦21，所述磁電機中永磁體的極數簡稱為極，極數即為磁瓦21的個數，一個磁瓦21中的N和S算兩個極；所述磁電機由預設數量的單元電機構成，每個所述單元電機由預設數量的所述齒11、槽12和磁瓦21構成，每個所述單元電機的槽極比例為9：8，即所述磁電機中單元電機的槽極數為9：8的整倍數，例如具體可以是9槽8極、18槽16極、27槽24極等。在所述磁電機中，交流電機的槽極配合通常是周期性的，比如8個極分配9個槽後又重複前面的分配，從而構成16極18槽、24極27槽等，每個周期內分配的極和槽稱為＂單元電機＂，重複分配的周期數稱為＂單元電機數＂。

作為具體實施例，所述定子1的外徑和轉子2的外徑比例為0.85～0.97，由此可以提高電機轉矩密度，即可以讓電機輸出轉矩密度更大，效率更高。作為一種優選實施方式，所述定子1的外徑和轉子2的外徑比例為0.87～0.94。

作為具體實施例，所述定子1的疊厚和轉子2的外徑比例為0.09～0.25，由此可以提高電機轉矩密度，即可以讓電機輸出轉矩密度更大，效率更高。作為一種優選實施方式，所述定子1的疊厚和轉子2的外徑比例為0.12～0.24。

作為具體實施例，所述槽12的深度和齒11的寬度的比例為2～4，優點在於，可以減小定子1的磁場阻力，即可以讓電機效率更高。作為一種優選實施方式，所述槽12的深度和齒11的寬度的比例為2～3，可以進一步減小定子1的磁場阻力。

作為具體實施例，請參考圖2所示，所述單元電機中相鄰三齒11為同一相，所述相鄰三齒11的繞線方式分別為順時針、逆時針、順時針，或者分別為逆時針、順時針、逆時針，由此可以進一步優化磁電機反電勢諧波。

與現有技術相比，本實用新型提供的用於摩託車啟動兼發電的磁電機中，將單元電機的槽極比例設置為9：8，即通過改變槽極配合來儘可能地消除磁電機反電勢諧波，改善磁電機反電勢波形，以減小齒槽轉矩，進而改善電機輸出扭矩，從而改善電機的驅動效率。

為了更好地說明本實用新型具有特別的技術效果，以下將結合具體的實驗數據進行對比介紹：

假設現有技術磁電機中單元電機的槽極比例為3：2，而本實用新型磁電機中單元電機的槽極比例為9：8，反電勢諧波優化對比請參考圖4所示，從圖4中可以看出，槽極比例為9：8比槽極比例為3：2的反電勢波形更接近正弦波，因而電機驅動效率更高，並從圖5a和圖5b所示的反電勢FFT(Fast Fourier Transformation，快速傅氏變換)分析示意圖中可以對比看出，槽極比例為9：8的反電勢中沒有諧波成分，而槽極比例為3：2的反電勢中存在5次諧波；從圖6所示的驅動轉矩對比示意圖中可以看出，在相同的轉速情況下，槽極比例為9：8比槽極比例為3：2的驅動轉矩更大；從圖7所示的驅動效率對比示意圖中可以看出，在相同的轉速情況下，槽極比例為9：8比槽極比例為3：2的驅動效率更高；而從圖8a和圖8b所示的齒槽轉矩示意圖中可以對比看出，槽極比例為9：8的齒槽轉矩比槽極比例為3：2的齒槽轉矩小很多，因而降低了發電阻力和降低了油耗，實現了槽極比例為9：8比槽極比例為3：2輸出扭矩大很多。

最後說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。