汽車交流發電機的製作方法
2023-05-01 06:25:31 1
專利名稱：汽車交流發電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車交流發電機，特別適用於微型汽車上配套使用。
目前，在配有空調設備的微型汽車上使用的交流發電機，輸出功率普遍偏小，因此在炎熱的夏季，當遇到交通堵塞，汽車起動頻繁而不得不開空調的情況下，蓄電池的大量損耗影響了汽車的起動性能。另一方面，隨著汽車技術的發展，車內設備不斷完善。各種小型電動機、照明設備、空調設備、信號系統、音響設備的使用，使汽車用電量以每年2-3A的速度迅速增長，要求發電機的輸出功率不斷增大。因此，如何減少發電機體積和重量，提高輸出功率已成為當今極為需要解決的問題。目前國內外一般採用改善通風系統和提高絕緣等級來解決功率不足的問題。但都沒有從電機內部原理結構進行改進。
本實用新型的目的是提高汽車發電機的輸出功率，提供一種溫升低，比功率大、低速性能好，過載能力強，效率高的汽車發動機。
本實用新型是通過對發電機轉子極爪的形狀及尺寸的改進，進行優化設計而實現的電機轉子的12個極爪的形狀由沿截頭園錐體中心軸按園弧形剖開的截頭園錐體約一半構成，極爪外表面為弧形，相連起來構成轉子的外園，內表面即是截頭園錐體的錐面，見圖2。採用這種設計，明顯地減少了磁極間的漏磁能，增加了有效工作主磁通(見圖5及圖6)，使電機輸出電壓增加。為保持發電機的額定輸出電壓不變，我們可以減少電樞繞組每相串聯匝數(即減少每槽導體根數)，在定子槽形及大小不變的情況下，可加粗導線截面積，從而降低導線的電流密度，使電機繞組溫升大幅度降低。另外，減少每槽導體根數更明顯的效果就是減少了電機順軸電樞去磁反應，顯著地提高了發電機的輸出功率。因此，這種改進型的電機具有溫升低，比功率大，低速性能好，過載能力強，效率高等特點，最適用於我國微型汽車。下面結合實施例加以說明
圖1為整機結構圖圖2為圖1K-K剖面圖圖3為前後極爪正視圖圖4為圖3I-I剖面圖圖5為已有電機極爪間漏磁通分布示意圖圖6為本實用新型極爪間漏磁通分布示意圖由圖中可見，本發電機包括定子、轉子、前端蓋(3)後端蓋(4)等。定子部分包括定子鐵芯(5)和定子繞組(6)；轉子部分包括前極爪(7)，後極爪(8)，風扇(14)，勵磁線圈(9)和滑環(10)；後端蓋上裝有碳刷(11)和整流器(12)，(15)為皮帶輪。
圖2及圖3細線所示為切除的截頭園錐體部分，粗實線所示為前後極爪形狀。極爪最大極弧長度L為極距τ的1-1.3倍，最小極弧長度S取(0.2～0.4)τ，它們分別為截頭園錐體的底徑和截頭處直徑。在極爪根部(即園錐底處)因安放勵磁線圈9，須被削掉一部分。從圖5、6中可看出，已有電機極爪間的漏磁比本實用新型極爪間漏磁大。極爪形狀及其尺寸的這種設計方案給發電機性能帶來明顯的優點。首先，由於極爪裡面是園弧曲面，前極爪與後極爪之間漏磁通明顯減少，這樣就必然引起工作主磁通的增加，從公式e＝4.4kfwφ看出，若保持電勢e不變(因為系統電壓是不變的)，主磁通φ與電樞繞組串聯匝數W成反比，增加工作主磁能φ，繞組串聯匝數就減少。其次，本實施方案中，定子槽導體數比常規少1-3根，由於槽形大小沒變，如果槽滿率也保持不變的話，可以增加導線的截面積，這樣導線的電流密度減少，繞組溫升也下降；減少每槽繞組導體數後，由負載所引起的順軸電樞去磁反應也相應減少，在轉子勵磁安匝數保持不變的情況下，允許電樞繞組通過更大的電流以保持定轉子的磁勢平衡，從而提高了發電機的輸出功率。另外，最大極弧長度增大後，由計算公式φ＝αδτLBδ得知，保持工作主磁通φ不變，氣隙磁密βδ極弧係數αδ成反比，增大最大的極弧長度就相當於提高極弧係數，使氣隙磁密降低，氣隙磁壓降減少，從而進一步降低了零電流轉速，提高了輸出功率。汽車用的交流電機是三相交流經整流器整流後成為直流，對於三相繞組來說，任何時刻只有其中二相在工作，而且此二相繞組工作時其位置都不在相鄰磁極間的「中性」位置上，所以由於增大最大極弧長度所引起的異極性重疊現象影響不大。綜上所述，增大最大極弧長度，一方面是提高了極弧係數，改善了電機性能，另一方面也增大極爪根部的鐵心面積，使根部磁密不受影響。電機性能比較
採用本專利技術生產的電機在性能上能達到並趕超世界先進水平，具有比功率大、溫升低、效率高、低速性能好、技術簡單、造價低等優點，適用於任何進口汽車發電機，特別適合重慶長安集團公司江陵機械廠生產的456Q，發動機上配套合作的JF1542交流發電機，本交流發電機在外形尺寸上與該發動機原先配套的電機完全相同。
權利要求1.一種汽車交流發電機，包括定子、轉子、前端蓋(3)、後端蓋(4)等，定子部分有定子鐵芯(5)和定子繞組(6)，轉子部分有前極爪(7)、後極爪(8)、勵磁線圈(9)、和滑環(10)，後端蓋上裝有碳刷(11)和整流器(12)，本實用新型的特徵在於轉子前後極爪(7)和(8)的形狀由沿截頭園錐體中心軸按園弧形剖開的截頭園錐體約一半構成，極爪外表面為弧形，相連起來構成轉子的外園，內表面即是截頭園錐體的錐面。
2.根據權利要求1所述的交流發電機，其特徵在於極爪最大極弧長度L為極距τ的1-1.3倍，最小極弧長度S為(0.2-0.4)τ、L和S分別為截頭園錐體的底徑和截頭處直徑，在極爪的內側根部切除一塊W。
專利摘要一種汽車交流發電機,特別適用於微型汽車上使用。本實用新型在轉子的極爪形狀和尺寸進行了改進設計、極爪的形狀由沿截頭圓錐體中心軸按圓弧形剖開的截頭圓錐體約一半構成,極爪外表面為弧形、內表面為截頭圓錐體錐面。改進後的本交流發電機,克服了已有電機極爪間的漏磁通大的缺點、從而使比功率大大提高,溫升降低,效率高、低速性能好。電機性能達到世界先進水平。
文檔編號H02K1/22GK2277595SQ9624118
公開日1998年4月1日 申請日期1996年10月22日 優先權日1996年10月22日
發明者池依朝 申請人:池依朝