交流發電機的改進結構的製作方法
2023-12-02 14:29:01 1
專利名稱：交流發電機的改進結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發電機，特別是涉及一種交流發電機的改進結構。
背景技術：
車用發電機的定子繞組一般選用繞組係數較好的整距繞組，並採用與爪極極距相等的π節距嵌線。因為是三相繞組，各相的相位差為2π/3，所以，各相繞組必然要重疊π/3，具體來說(如圖1A-1D所示)，因為需將很多線圈1』依次從內圓側嵌入鐵心2』中，所以，先插入的線圈1』與後插入的線圈1』會有重疊。結果，槽22』內就會出現圖1所示的死區3』或稱中立區，此區阻礙了繞組導線截面積的增加。此外，為了避免重疊部分導線之間產生接觸應力，需要保證線圈1』端部要有足夠的長度，整個繞組的變長造成定子繞組電阻的增加。可以用槽滿率表示嵌線後導線在定子鐵心槽內的狀況，如下式表示槽滿率＝A1/A2式中A1--定子鐵心槽內電線的總截面積；A2--定子鐵心槽的截面積。
近些年來，槽滿率的演變狀況(如圖2所示)，從圖2可以看出，雖然幾經改進，槽滿率的提高已近於頂點。為了減少繞組的內阻，即使是想縮短繞組的長度，增大繞組導線的截面積，但前述的繞組端部的重疊已成為難以解決的問題。為了減少磁振動力，傳統的方法是將分別產生反作用磁動勢6次諧波的2套三相繞組以30°的相位差嵌線，使兩者產生的反作用磁動勢相互抵消，以達到在發生源採取措施降低噪聲的目的(如圖3A-3D所示)。就傳統的繞組來說，採用2套三相繞組的話，結構就變得複雜，進一步加劇了線圈端部的重疊，而且，發電機的特性還有可能變壞；但一旦採用了端部線圈無重疊的嵌線方式及2套三相繞組，就可以提高發電機的性能並可以降低磁噪聲。若想用連續嵌線方式實現無重疊嵌線是非常困難的，這是因為，傳統方式嵌線是從內圓一側插入繞組的，所以，只有小於槽口寬度的較細導線才能嵌入。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種滿槽率高、磁振動力小的交流發電機的改進結構。
為實現上述目的，本實用新型的技術解決方案是本實用新型是一種交流發電機的改進結構，它包括定子和轉子。所述的定子線圈伸出鐵心端面的線圈端部，在距出線槽π/2處，下層線圈翻轉，在距離進線槽π/2處嵌入上層線圈。
所述的線圈導線為扁銅線。
所述的各個線圈分別成型，製成可從軸向插入鐵心的形狀。
所述的線圈形狀為U字形，在該U字形線圈的兩敞開端臂的端部向外彎曲。
所述的轉子的爪數為7或8個。
採用上述方案後，由於本實用新型定子採用雙層嵌線法，即，在所述的U字形線圈伸出鐵心端面的線圈端部，距出線槽π/2處，下層線圈翻轉；在距離進線槽π/2處嵌入上層線圈。以這種嵌入所有的線圈，線圈端部彼此之間沒有幹涉，而且可以縮短繞組端部的高度，即可以消除鐵心槽內的死區，滿槽率大大提高，可達到70％(詳見表1)。此外，本實用新型定子的每個線圈分別成型，從鐵心的軸向插入的嵌線方式，有效的減少磁振動力。
表1 2種繞組的結果對比
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明。
圖1A-1D是習用定子繞組線圈端部示意圖；圖2是滿槽率的演變情況；圖3A-3D是習用的2套三相繞組結構圖；圖4是本實用新型定子線圈端部圖；圖5是本實用新型定子線圈的結構示意圖；圖6是本實用新型U字形線圈與鐵心裝配圖；圖7是本實用新型U字形線圈連接圖；圖8是本實用新型U字形線圈繞組組裝示意圖；圖9是傳統型發電機與本實用新型發電機的尺寸和重量對比圖；圖10是傳統型發電機與本實用新型發電機輸出特性對比圖；圖11是傳統型發電機與本實用新型發電機效率對比圖；圖12是傳統型發電機與本實用新型發電機電磁噪聲對比圖；
圖13是本實用新型轉子的主視圖。
具體實施方式
如圖6所示，本實用新型是一種交流發電機的改進結構，它包括定子和轉子。本實用新型定子的線圈1的導線採用扁銅線，該每個線圈1分別成型，被製成可從軸向插入鐵心2的U字形形狀(該線圈1也可被製成其它可從軸向插入的鐵心2的形狀)。
如圖7所示，該U字形線圈1的兩敞開端臂11的端部壓彎後，形成向外彎曲狀。
如圖7、圖8所示，將各個U字形線圈1伸出鐵心2端面的線圈端部15壓彎，將各U字形線圈1的敞開端臂11的端部12兩兩通過特殊焊接工藝連接在一起，整個就會形成定子繞組10。為了確保連接部位的絕緣性能，需進行絕緣處理。在繞線時，將一套U字形線圈1迭放整理後，就可以從軸向插入鐵心2的槽中。
如圖4、圖5所示，本實用新型定子採用雙層嵌線法，即，在所述的U字形線圈1伸出鐵心2端面的線圈端部15，距出線槽21的π/2處，下層線圈13翻轉；在距離進線槽22的π/2處嵌入上層線圈14。以這種嵌入所有的線圈1，線圈端部15彼此之間沒有幹涉，而且可以縮短繞組端部的高度，即可以消除鐵心2槽內的死區。
如圖6所示，利用本實用新型技術製造的發電機與傳統型產品相比，新型的發電機在外徑、全長及質量等項目上都得到了改善。而且，性能也得到了提高，即如圖7所示，由於定子繞組內阻的降低以及散熱性能的改善，與傳統的型產品相比，發動機怠速下的發電機輸出提高了50％。
從效率來看，如圖8所示，由於定子繞組內阻的降低，發電時的銅損大幅度降低，以及鐵心的改善而降低了鐵損，與傳統型產品相比，效率的絕對值提高了10％。
電磁噪聲的對比如圖9所示，通過配置相位相差30°的2套繞組，與傳統型產品相比，磁噪聲減少了10dB；此外，散熱性能也得到了改善。綜合來看，每年約可節省燃油2％。
如圖13所示，在本實用新型中與定子配合的所述的轉子的爪數為7或8個。
權利要求1.一種交流發電機的改進結構，它包括定子和轉子；其特徵在於所述的定子的線圈伸出鐵心端面的線圈端部，在距出線槽π/2處，下層線圈翻轉，在距離進線槽π/2處嵌入上層線圈。
2.根據權利要求1所述的交流發電機的改進結構，其特徵在於所述的線圈導線為扁銅線。
3.根據權利要求1所述的交流發電機的改進結構，其特徵在於所述的各個線圈分別成型，製成可從軸向插入鐵心的形狀。
4.根據權利要求1所述的交流發電機的改進結構，其特徵在於所述的線圈形狀為U字形，在該U字形線圈的兩敞開端臂的端部向外彎曲。
5.根據權利要求1所述的交流發電機的改進結構，其特徵在於所述的轉子的爪數為7或8個。
專利摘要本實用新型公開了一種交流發電機的改進結構，它包括定子和轉子。所述的定子線圈伸出鐵芯端面的線圈端部，在距出線槽π/2處，下層線圈翻轉，在距離進線槽π/2處嵌入上層線圈。以這種嵌入所有的線圈，線圈端部彼此之間沒有幹涉，而且可以縮短繞組端部的高度，即可以消除鐵芯槽內的死區，滿槽率大大提高。此外，本實用新型定子中的每個線圈分別成型，從鐵芯的軸向插入的嵌線方式，有效的減少磁振動力。
文檔編號H02K3/12GK2694595SQ20042001471
公開日2005年4月20日 申請日期2004年1月8日 優先權日2004年1月8日
發明者陳孫藝 申請人:陳孫藝