專利名稱：汽車交流發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車交流發(fā)電機(jī)，特別適用于微型汽車上配套使用。
目前，在配有空調(diào)設(shè)備的微型汽車上使用的交流發(fā)電機(jī)，輸出功率普遍偏小，因此在炎熱的夏季，當(dāng)遇到交通堵塞，汽車起動(dòng)頻繁而不得不開空調(diào)的情況下，蓄電池的大量損耗影響了汽車的起動(dòng)性能。另一方面，隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，車內(nèi)設(shè)備不斷完善。各種小型電動(dòng)機(jī)、照明設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、信號(hào)系統(tǒng)、音響設(shè)備的使用，使汽車用電量以每年2-3A的速度迅速增長(zhǎng)，要求發(fā)電機(jī)的輸出功率不斷增大。因此，如何減少發(fā)電機(jī)體積和重量，提高輸出功率已成為當(dāng)今極為需要解決的問題。目前國內(nèi)外一般采用改善通風(fēng)系統(tǒng)和提高絕緣等級(jí)來解決功率不足的問題。但都沒有從電機(jī)內(nèi)部原理結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。
本實(shí)用新型的目的是提高汽車發(fā)電機(jī)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(qiáng)，效率高的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。
本實(shí)用新型是通過對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子極爪的形狀及尺寸的改進(jìn)，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的12個(gè)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(gòu)成，極爪外表面為弧形，相連起來構(gòu)成轉(zhuǎn)子的外園，內(nèi)表面即是截頭園錐體的錐面，見圖2。采用這種設(shè)計(jì)，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(jī)輸出電壓增加。為保持發(fā)電機(jī)的額定輸出電壓不變，我們可以減少電樞繞組每相串聯(lián)匝數(shù)(即減少每槽導(dǎo)體根數(shù))，在定子槽形及大小不變的情況下，可加粗導(dǎo)線截面積，從而降低導(dǎo)線的電流密度，使電機(jī)繞組溫升大幅度降低。另外，減少每槽導(dǎo)體根數(shù)更明顯的效果就是減少了電機(jī)順軸電樞去磁反應(yīng)，顯著地提高了發(fā)電機(jī)的輸出功率。因此，這種改進(jìn)型的電機(jī)具有溫升低，比功率大，低速性能好，過載能力強(qiáng)，效率高等特點(diǎn)，最適用于我國微型汽車。下面結(jié)合實(shí)施例加以說明

圖1為整機(jī)結(jié)構(gòu)圖圖2為圖1K-K剖面圖圖3為前后極爪正視圖圖4為圖3I-I剖面圖圖5為已有電機(jī)極爪間漏磁通分布示意圖圖6為本實(shí)用新型極爪間漏磁通分布示意圖由圖中可見，本發(fā)電機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子、前端蓋(3)后端蓋(4)等。定子部分包括定子鐵芯(5)和定子繞組(6)；轉(zhuǎn)子部分包括前極爪(7)，后極爪(8)，風(fēng)扇(14)，勵(lì)磁線圈(9)和滑環(huán)(10)；后端蓋上裝有碳刷(11)和整流器(12)，(15)為皮帶輪。
圖2及圖3細(xì)線所示為切除的截頭園錐體部分，粗實(shí)線所示為前后極爪形狀。極爪最大極弧長(zhǎng)度L為極距τ的1-1.3倍，最小極弧長(zhǎng)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(lì)磁線圈9，須被削掉一部分。從圖5、6中可看出，已有電機(jī)極爪間的漏磁比本實(shí)用新型極爪間漏磁大。極爪形狀及其尺寸的這種設(shè)計(jì)方案給發(fā)電機(jī)性能帶來明顯的優(yōu)點(diǎn)。首先，由于極爪里面是園弧曲面，前極爪與后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(shì)e不變(因?yàn)橄到y(tǒng)電壓是不變的)，主磁通φ與電樞繞組串聯(lián)匝數(shù)W成反比，增加工作主磁能φ，繞組串聯(lián)匝數(shù)就減少。其次，本實(shí)施方案中，定子槽導(dǎo)體數(shù)比常規(guī)少1-3根，由于槽形大小沒變，如果槽滿率也保持不變的話，可以增加導(dǎo)線的截面積，這樣導(dǎo)線的電流密度減少，繞組溫升也下降；減少每槽繞組導(dǎo)體數(shù)后，由負(fù)載所引起的順軸電樞去磁反應(yīng)也相應(yīng)減少，在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁安匝數(shù)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(zhuǎn)子的磁勢(shì)平衡，從而提高了發(fā)電機(jī)的輸出功率。另外，最大極弧長(zhǎng)度增大后，由計(jì)算公式φ＝αδτLBδ得知，保持工作主磁通φ不變，氣隙磁密βδ極弧系數(shù)αδ成反比，增大最大的極弧長(zhǎng)度就相當(dāng)于提高極弧系數(shù)，使氣隙磁密降低，氣隙磁壓降減少，從而進(jìn)一步降低了零電流轉(zhuǎn)速，提高了輸出功率。汽車用的交流電機(jī)是三相交流經(jīng)整流器整流后成為直流，對(duì)于三相繞組來說，任何時(shí)刻只有其中二相在工作，而且此二相繞組工作時(shí)其位置都不在相鄰磁極間的“中性”位置上，所以由于增大最大極弧長(zhǎng)度所引起的異極性重疊現(xiàn)象影響不大。綜上所述，增大最大極弧長(zhǎng)度，一方面是提高了極弧系數(shù)，改善了電機(jī)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(jī)性能比較
采用本專利技術(shù)生產(chǎn)的電機(jī)在性能上能達(dá)到并趕超世界先進(jìn)水平，具有比功率大、溫升低、效率高、低速性能好、技術(shù)簡(jiǎn)單、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，適用于任何進(jìn)口汽車發(fā)電機(jī)，特別適合重慶長(zhǎng)安集團(tuán)公司江陵機(jī)械廠生產(chǎn)的456Q，發(fā)動(dòng)機(jī)上配套合作的JF1542交流發(fā)電機(jī)，本交流發(fā)電機(jī)在外形尺寸上與該發(fā)動(dòng)機(jī)原先配套的電機(jī)完全相同。
權(quán)利要求1.一種汽車交流發(fā)電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子、前端蓋(3)、后端蓋(4)等，定子部分有定子鐵芯(5)和定子繞組(6)，轉(zhuǎn)子部分有前極爪(7)、后極爪(8)、勵(lì)磁線圈(9)、和滑環(huán)(10)，后端蓋上裝有碳刷(11)和整流器(12)，本實(shí)用新型的特征在于轉(zhuǎn)子前后極爪(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(gòu)成，極爪外表面為弧形，相連起來構(gòu)成轉(zhuǎn)子的外園，內(nèi)表面即是截頭園錐體的錐面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流發(fā)電機(jī)，其特征在于極爪最大極弧長(zhǎng)度L為極距τ的1-1.3倍，最小極弧長(zhǎng)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(nèi)側(cè)根部切除一塊W。
專利摘要一種汽車交流發(fā)電機(jī),特別適用于微型汽車上使用。本實(shí)用新型在轉(zhuǎn)子的極爪形狀和尺寸進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)、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(gòu)成,極爪外表面為弧形、內(nèi)表面為截頭圓錐體錐面。改進(jìn)后的本交流發(fā)電機(jī),克服了已有電機(jī)極爪間的漏磁通大的缺點(diǎn)、從而使比功率大大提高,溫升降低,效率高、低速性能好。電機(jī)性能達(dá)到世界先進(jìn)水平。
文檔編號(hào)H02K1/22GK2277595SQ9624118
公開日1998年4月1日 申請(qǐng)日期1996年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月22日
發(fā)明者池依朝 申請(qǐng)人:池依朝