CN101330239B - 车辆用交流发电机 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种车辆用交流发电机，以每极每相为2的比例在定子铁心上形成槽，定子绕组由以电角度30°～34°的相位差卷绕在定子铁心上的第1三相定子绕组及第2三相定子绕组构成。构成定子绕组的导线具有放入槽内的、成形为截面扁平的槽放置部，槽放置部沿径向排列成一排，并在槽内放入多层，再将清漆浸渍在定子绕组的线圈端部组及槽内。

Description

车辆用交流发电机

技术领域

本发明涉及利用转子的旋转而在定子中产生交流电压的车辆用交流发电机。

背景技术

图16为以往的车辆用交流发电机(以下，简称为发电机)的纵向剖视图，图17所示为以往的发电机的转子的立体图，图18所示为以往的发电机的定子的立体图，图19为以往的发电机的电路图，图20所示为以往的发电机的定子铁心的立体图，图21为说明以往的发电机的定子中的一相部分的定子绕组部分的绕组结构的说明图。另外，在图18中，省略了定子绕组的引出线及中性线。

在图16至图18中，发电机具有：由铝制的前端盖1及后端盖2构成的机壳3；设置在该机壳3内可自由旋转、并在一端部固定皮带轮4的转轴6；固定在该转轴6上的兰德尔(日文：ランドル)型转子7；固定在该转子7的两侧的冷却风扇5；固定在机壳3的内壁面的定子8；固定在转轴6的另一端部、对转子7供给电流的滑环9；与滑环9滑动接触的电刷10；放置该电刷10的刷握11；与定子8电连接、将定子8产生的交流整流为直流的第1及第2整流器12a及12b；嵌牢在刷握11上的散热片17；以及与散热片17粘结、对定子8产生的交流电压的大小进行调整的调节器18。

转子7具有：流过电流、产生磁通的励磁绕组13；以及覆盖该励磁绕组13、利用磁通形成磁极的磁极铁心51。磁极铁心51具有第1磁极铁心体20及第2磁极铁心体21。第1磁极铁心体20及第2磁极铁心体21是铁制的，而且端部具有爪形磁极22及23。第1磁极铁心体20与第2磁极铁心体21相对配置，使得爪形磁极22与23沿圆周方向互相咬合，与在其轴心位置穿通的转轴6固定。在相邻的爪形磁极22与23之间还形成成为冷却励磁绕组13用的冷却通路的间隙50，使得在爪形磁极22与23之间磁通***漏。

定子8具有定子铁心15及定子绕组16。定子绕组16具有将导线以电角度30°的相位差卷绕在定子铁心15上的两组三相定子绕组、即第1三相定子绕组52及第2三相定子绕组53。

图20所示的定子铁心15是将薄钢片以等间隔冲成凹凸形状进行卷绕、或层叠，而构成圆环形状。定子铁心15由圆环状的铁心背部15a、以及由该铁心背部15a沿圆周方向以等间隔而且向径向内侧延伸的T形铁心15b构成。通过这样，用铁心背部15a及T形铁心15b形成的槽15c及槽15c的开口部15d沿圆周方向以等角度间距排列。

在该例子的情况下，将第1三相定子绕组52及第2三相定子绕组53装入定子铁心15，转子7的磁极数为16极，关于1极，有2×三相部分相对应，以机械角度3.75°(相当于电角度30°)的等角度间距形成96个槽15c、开口部15d及T形铁心15b。即，槽15c以每极每相为2的比例形成。

第1三相定子绕组52及第2三相定子绕组53具有从定子铁心15的两端面分别突出的前侧线圈端部组16f及后侧线圈端部组16r。前侧及后侧线圈端部组16f及16r由多个散热部即延伸部30a构成。延伸部30a形成为同一形状，沿圆周方向而且沿径向互相离开，形成两排整齐排列。

下面，根据图21说明第1及第2三相定子绕组52及53的一相部分的定子绕组部56的绕组结构。另外，在图21中，定子铁心15的槽15c内的圆圈标记中有黑点的表示从前端盖1侧向后端盖2侧延伸的导线30，定子铁心15的槽15c内的圆圈标记中有×标记的表示从后端盖2侧向前端盖1侧延伸的导线30。

一相部分的定子绕组部56分别由外表面覆盖漆膜的铜制导线30构成。

第1三相定子绕组52的一相部分的定子绕组部56是将导线30卷绕在槽号的1号到91号的每隔6个槽的槽15c中，构成波绕组。第1三相定子绕组52的另外两相部分的定子绕组部也同样，是将导线30卷绕在槽号的3号到93号、及槽号的5号到95号的每隔6个槽的槽15c中，构成波绕组。然后，在各槽15c内，各导线30沿径向排列成一排，排成4层。如图19所示，将这样制成的三相部分的定子绕组部56联成星形，而构成第1三相定子绕组52。

第2三相定子绕组53的一相部分的定子绕组部56是将导线30卷绕在槽号的2号到92号的每隔6个槽的槽15c中，构成波绕组。第2三相定子绕组53的另外两相部分的定子绕组部56也同样，是将导线30卷绕在槽号的4号到94号、及槽号的6号到96号的每隔6个槽的槽15c中，构成波绕组。然后，在各槽15c内，各导线30沿径向排列成一排，排成4层。如图19所示，将这样制成的三相部分的定子绕组部56联成星形，而构成第2三相定子绕组53。

第1及第2三相定子绕组52及53分别以电角度30°的相位差设置在槽15c内，而且与第1整流器12a及第2整流器12b电连接。然后，第1及第2整流器12a及12b的直流输出并联连接，加以合成。

在上述构成的车辆用交流发电机中，从电池(未图示)通过电刷10及滑环9对励磁绕组13供给电流，产生磁通，使第1磁极铁心体20的爪形磁极22磁化为N极，使第2磁极铁心体21的爪形磁极23磁化为S极。

另外，利用发动机使皮带轮4旋转，转子7与转轴6一起旋转。因此，对于第1及第2三相定子绕组52及53产生旋转磁场，产生电动势。该交流电动势通过第1及第2整流器12a及12b整流成直流，同时利用调节器18调整其大小，对电池充电。

这里，励磁绕组13、定子绕组16、第1及第2整流器12a及12b、以及调节器18在发电中始终发热。

因此，为了对由于发电而产生的热量进行冷却，在前端盖1及后端盖2的轴向端面穿通设置吸气孔1a及2a，在前端盖1及后端盖2的径向侧面穿通设置排气孔1b及2b，使其与定子绕组16的前侧及后侧线圈端部组16f及16r相对。

通过这样，随着转子7的旋转，旋转驱动冷却风扇5，将外部空气从吸气孔1a及2a吸入机壳3内，沿轴向流向转子7侧，接着利用冷却风扇5向着离心方向转弯，然后横穿前侧及后侧线圈端部组16f及16r，从排气孔1b及2b向外部排气。另外，因转子7的前侧与后侧的压力差，引起冷却风从前侧通过转子7的间隙50流向后侧。

其结果，定子绕组16产生的热量从前侧及后侧线圈端部组16f及16r利用冷却风散热，抑制定子8的温度上升。另外，第1及第2整流器12a及12b和调节器18产生的热量通过散热片利用冷却风散热，抑制第1及第2整流器12a及12b和调节器18的温度上升。再有，励磁绕组13产生的热量利用流过转子7的间隙50的冷却风散热，抑制转子7的温度上升。

在以往的车辆用交流发电机中，以每极每相为2的比例形成槽15c，第1三相定子绕组52与第2三相定子绕组53偏移电角度相位差30°装入定子铁心15，采取对付输出脉动的措施。

但是，由于导线30对槽15c没有固定，因此存在的问题是，因导线30的振动而引起导线30彼此之间摩擦，或者导线30与槽15c的壁面摩擦，绝缘保护膜发生损伤，绝缘性能恶化。

另外，由于延伸部30a互相没有固定，因此还存在的问题是，因延伸部30a彼此之间的摩擦，而引起绝缘保护膜发生损伤，绝缘性能恶化。

发明内容

本发明的课题在于解决上述的问题，其目的在于得到抑制定子的机械振动、提高绝缘性能的车辆用交流发电机。

本发明有关的车辆用交流发电机具备：由机壳支持的、能够旋转的转轴；具有流过电流而产生磁通的励磁绕组及具有在该励磁绕组的外周侧沿圆周方向设置多个并利用该励磁绕组产生的磁通进行磁化的爪形磁极的磁极铁心、并且固定在上述转轴上的转子；以及具有沿圆周方向排列形成多个沿轴向延伸的槽并将上述转子包围在内那样由上述机壳支持的圆筒状的定子铁心、以及将导线分别嵌入隔开规定槽数的上述槽内那样安装在上述定子铁心上而构成的定子绕组的定子。上述槽以每极每相为2的比例在上述定子铁心上形成，上述定子绕组由以电角度30°～34°的相位差卷绕在上述定子铁心上的第1三相定子绕组及第2三相定子绕组构成。上述导线具有放入上述槽内的、成形为截面扁平的槽放置部，上述槽放置部沿径向排列成一排，并在上述槽内放入多层，再将清漆浸渍在上述定子绕组的线圈端部组及上述槽内。

根据本发明，由于成形为截面扁平的槽放置部沿径向排列成一排，并在上述槽内放入多层，再将清漆浸渍在槽内及定子绕组的线圈端部组，因此提高作为定子的刚性，能抑制机械振动。因此，能够抑制因机械振动而引起的导线绝缘保护膜的损伤发生，提高绝缘性能。另外，由于槽放置部放入槽内是没有间隙的，因此力图提高槽满率，能够实现高输出的发电机。

附图说明

图1所示为本发明有关的车辆用交流发电机的转子的立体图。

图2为将本发明有关的车辆用交流发电机的定子的定子铁心展平表示的说明图。

图3所示为本发明有关的车辆用交流发电机的定子的立体图。

图4所示为本发明有关的车辆用交流发电机的定子的主要部分侧视图。

图5所示为本发明有关的车辆用交流发电机的定子的定子绕组的槽放置状态的一部分剖视图。

图6所示为本发明有关的车辆用交流发电机的定子的一相部分的定子绕组部的主要部分放大图。

图7为本发明有关的车辆用交流发电机的电路图。

图8所示为转子磁通势高次谐波的5次分量的变化图。

图9所示为转子磁通势高次谐波的7次分量的变化图。

图10所示为转子磁通势高次谐波的11次分量的变化图。

图11所示为转子磁通势高次谐波的13次分量的变化图。

图12所示为定子磁通势高次谐波各次分量的变化图。

图13所示为电磁激振力高次谐波的变化图。

图14所示为三相定子绕组的电角度相位差、低速输出、噪声电平的相互关系图。

图15为电角度相位差与风声96次分量的关系图。

图16为以往的车辆用交流发电机的纵向剖视图。

图17所示为以往的车辆用交流发电机的转子的立体图。

图18所示为以往的车辆用交流发电机的定子的立体图。

图19为以往的车辆用交流发电机的电路图。

图20所示为以往的车辆用交流发电机的定子铁心的立体图。

图21为说明以往的车辆用交流发电机的定子的一相部分的定子绕组部的绕组结构的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施形态。

图1所示为本发明有关的车辆用交流发电机的转子的立体图，图2为将本发明有关的车辆用交流发电机的定子的定子铁心展平表示的说明图，图3所示为本发明有关的车辆用交流发电机的定子的立体图，图4所示为本发明有关的车辆用交流发电机的定子的主要部分侧视图，图5所示为本发明有关的车辆用交流发电机的定子的定子绕组的槽放置状态的一部分剖视图，图6所示为本发明有关的车辆用交流发电机的定子的一相部分的定子绕组部的主要部分放大图，图7为本发明有关的车辆用交流发电机的电路图。另外，在各图中，对于与图16至图21所示的以往的车辆用交流发电机同一或相当部分，附加同一标号进行说明。

在图1中，转子60具有：流过电流、产生磁通的励磁绕组13；以及覆盖该励磁绕组13、利用磁通形成磁极的磁极铁心51。磁极铁心51具有第1磁极铁心体20及第2磁极铁心体21。第1磁极铁心体20及第2磁极铁心体21是铁制的，而且端部具有爪形磁极22及23。第1磁极铁心体20与第2磁极铁心体21相对配置，使得爪形磁极22与23沿圆周方向互相咬合，与在其轴心位置穿通的转轴6固定。在相邻的爪形磁极22与23之间还形成成为冷却励磁绕组13用的冷却通路的间隙50，要使得在爪形磁极22与23之间磁通***漏。爪形磁极22及23在旋转方向的前方的侧面部的根部，形成倒角部59。

在图2至图6中，定子61由圆筒状的定子铁心62、以及卷绕在定子铁心62上的定子绕组63构成。该定子61被前端盖1与后端盖2夹住、嵌牢，使得在爪形磁极22及23的外周面与定子铁心62的内周面之间形成均匀的气隙。

下面，具体说明定子61的结构。

定子铁心62与定子铁心15相同，是将薄钢片以规定的间隔冲成凹凸形状进行卷绕、或层叠，而构成圆环形状。定子铁心62由圆环状的铁心背部62a、以及由该铁心背部62a向径向内侧延伸的T形铁心62b及62c构成。T形铁心62b与62c沿圆周方向交替设置。利用铁心背部62a与T形铁心62b及62c形成槽62d。通过改变相邻的T形铁心62b及62c的圆周方向宽度，槽62d的通过开口部O1及O2的圆周方向中心、沿径向延伸的中心线A的间隔改变。这里，在定子铁心62中，将中心线A的间隔为机械角度4.06°的槽62d作为一对，以机械角度7.5°的等角度间距形成48对。而且，相邻开口部O1与O2的中心线A的间隔交替取为机械角度4.06°及机械角度3.44°。

如图7所示，将两组三相定子绕组、即第1三相定子绕组64及第2三相定子绕组65以电角度32.5°的相位差装入定子铁心62。转子60的磁极数为16极，关于1极，有2×三相部分相对应。即，槽62d以每极每相为2的比例形成。

将导线31卷绕在每隔6个槽的槽62d中呈波形，将这样形成的六相部分的定子绕组部66每三相部分进行星形联接，形成两个三相定子绕组，定子绕组63由该两个三相定子绕组、即第1三相定子绕组64及第2三相定子绕组65构成。

各定子绕组部66构成为将导线31卷绕规定圈的波绕组，形成由以6槽间距排列的16个槽放置部66a、及连接部66b构成的波形分布绕组，该连接部66b将相邻的槽放置部66a的一半的端部彼此之间在轴向的两侧交替连接，而且将剩下的一半的端部彼此之间在轴向的两侧交替连接。

定子绕组部66将槽放置部66a分别放置在以6槽间距排列的槽62d中，卷绕在定子铁心62上。然后，6个定子绕组部66互相沿圆周方向错开1个槽的距离(1P)，沿径向重叠6层，卷绕在定子铁心62上。6个定子绕组部66的连接部66b构成定子绕组63的前侧及后侧线圈端部组63f及63r。

导线31是用漆等绝缘覆盖的铜线材构成的导线，相当于定子绕组部66的槽放置部66a的部位成形为扁平截面、例如矩形截面，相当于连接部66b的部位成形为圆形截面。再有，如图6所示，导线31的槽放置部66a与连接部66b的边界部变形为扁平截面，构成槽开口通过部66c。该槽开口通过部66c具有与槽放置部66a相同的径向厚度，而且形成比槽62d的开口部O1及O2要短的圆周方向长度。

然后，如图5所示，槽放置部66a在装有绝缘体32的槽62d内，使扁平截面的长轴方向与圆周方向一致，沿径向排列成一排，放置6层。然后，将楔块34嵌入槽62d的开口部O1及O2，将槽放置部66a按压槽62d的底面侧。通过这样，槽放置部66a互相贴紧，而且最外层的槽放置部66a通过绝缘体32与槽62d的底面贴紧。再将清漆33浸渍槽62d内，将定子铁心62与定子绕组63固定。再将清漆33浸渍在定子绕组63的前侧及后侧线圈端部组63f及63r，将构成前侧及后侧线圈端部组63f及63r的连接部66b彼此之间固定。

本发明有关的车辆用交流发电机，除了使用转子60及定子61来代替转子7及定子8这一点以外，与以往的车辆用交流发电机同样构成。

根据本实施形态，导线31的放入槽62d内的槽放置部66a形成为扁平截面。然后，截面扁平的槽放置部66a沿径向排列成一排，放入槽62d内。因此，能够提高槽满率，提高发电机的输出。再有，由于槽放置部66a放入槽62d内是没有间隙的，因此能够抑制因机械振动而引起的导线31与槽62d的壁面的摩擦，抑制导线31的绝缘保护膜的损伤发生。

另外，由于构成前侧及后侧线圈端部组63f及63r的连接部66b彼此之间利用清漆33固定，因此不会因机械振动而引起连接部66b彼此之间摩擦，抑制因连接部66b的绝缘保护膜的损伤而导致绝缘性能的恶化。

另外，将截面扁平的槽放置部66a沿径向排列成一排，放入槽62d内，将清漆33浸渍槽62d内。再将清漆33浸渍前侧及后侧线圈端部组63f及63r。通过这样，由于提高作为定子61的刚性，因此能够抑制电磁声的发生。

内周侧的连接部66b容易利用冷却风扇5进行冷却，而外周侧的连接部66b不容易利用冷却风扇5进行冷却。但是，由于槽放置部66a互相贴紧，因此在槽放置部66a之间容易传热，使槽放置部66a的温度均匀。通过这样，能够抑制定子绕组63产生局部的过度温度上升。

另外，由于最外层的槽放置部66a通过绝缘体32与槽62d的底面贴紧，因此定子绕组63的热量高效地向定子铁心62传热，能够抑制定子绕组63的过度的温度上升。

另外，由于在槽放置部66a与连接部66b的边界部分形成槽开口通过部66c，因此在将定子绕组部66对定子铁心62从轴向安装时，槽开口通过部66c在槽62d的开口部O1及O2沿轴向移动，将槽放置部66a拉入槽62d内。因此，能够提高定子绕组63对定子铁心62的安装性能，同时在对定子铁心62安装定子绕组部66时，能够避免导线31与定子铁心62接触，能够抑制导线31的绝缘保护膜发生损伤。

另外，由于构成定子绕组63的各相定子绕组部66是用分布绕组构成的，因此各定子绕组部66的从槽62d伸出的连接部66b(线圈端部组)沿圆周方向在两侧各分布一半。因此，由于连接部66b的线束变细，使得因连接部66b的线束沿径向重叠而互相干扰所引起的作用于连接部66b的弯曲应力减少。通过这样，即使弯曲应力集中于槽放置部66a与连接部66b的边界部，该边界部的绝缘保护膜也不容易损伤，能够抑制导线31彼此之间发生短路事故。另外，由于连接部66b的线束沿径向的重叠在圆周方向上分散，因此前侧及后侧线圈端部组63f及63r的内壁面的凹凸减少。通过这样，能够减少因前侧及后侧线圈端部组63f及63r与转子7、或前侧及后侧线圈端部组63f及63r与冷却风扇5之间的压力变动而引起发生的风噪声。

另外，由于各爪形磁极22与23在旋转方向的前方的侧面部的根部形成倒角部59，因此转子60与定子61之间的气隙的压力变动小，能够减少这里产生的风声的旋转次数比96次分量。

下面，讨论关于第1三相定子绕组64与第2三相定子绕组65的电角度相位差α°。在定子铁心62上，以每极每相为2的比例形成槽62d。即，由于转子60的磁极数是16极，因此将中心线A的间隔为电角度α°的槽62d作为一对，以电角度60°的等角度间距形成48对。而且，通过改变T形铁心62b及62c的圆周方向宽度，能够任意设定中心线A的间隔(电角度α°)。另外，设槽号的1号的槽62d与2号的槽62d的间隔为电角度α°，设槽号的2号的槽62d与3号的槽62d的间隔为电角度(60-α°)。

然后，将卷绕在槽号的1号、7号、13号…91号的槽62d内的定子绕组部66；卷绕在槽号的3号、9号、15号…93号的槽62d内的定子绕组部66；以及卷绕在槽号的5号、11号、17号…95号的槽62d内的定子绕组部66进行星形联接，制成第1三相定子绕组64。

同样，将卷绕在槽号的2号、8号、14号…92号的槽62d内的定子绕组部66；卷绕在槽号的4号、10号、16号…94号的槽62d内的定子绕组部66；以及卷绕在槽号的6号、12号、18号…96号的槽62d内的定子绕组部66进行星形联接，制成第2三相定子绕组65。

这样制成的第1及第2三相定子绕组64及65的引出线及中性点N如图7所示，与第1整流器12a及第2整流器12b电连接。然后，第1及第2整流器12a及12b的直流输出并联连接，加以合成。这里，第1三相定子绕组64与第2三相定子绕组65的相位差成为电角度α°。机械角度4.06°相当于电角度32.5°。

这里，在发电时，在转子60与定子61之间，由于从转子60的爪形磁极22及23产生的包含高次谐波的旋转磁场、与从定子绕组63中产生的交流电流产生的包含高次谐波的交流磁场的相互作用，产生电磁吸力。该电磁吸力成为转子60的爪形磁极22与23及定子铁心62的电磁激振力，引起振动及电磁噪声。

在三相定子绕组×2并联、定子的槽数为极数的6倍的车辆用交流发电机的情况下，本申请的发明者进行了电磁场分析，对于该电磁激振力进行了分析。

车辆用交流发电机中的电磁声是因每1转的极数的3倍次及6倍次的电磁激振力而引起的。即，在设输出电流的基频为f时，因6f频率、12f频率的电磁激振力而引起的。其中，6f频率的电磁激振力由于以下的相互作用的原因而发生。

(a)转子的磁通势高次谐波的空间5次高次谐波、与定子的磁通势高次谐波的空间5次高次谐波的相互作用

(b)转子的磁通势高次谐波的空间7次高次谐波、与定子的磁通势高次谐波的空间7次高次谐波的相互作用

(c)转子的磁通势高次谐波的空间5次及7次高次谐波、与定子槽高次谐波的空间6次高次谐波的相互作用

另外，12f频率的电磁激振力由于以下的相互作用的原因而发生。

(d)转子的磁通势高次谐波的空间11次高次谐波、与定子的磁通势高次谐波的空间11次高次谐波的相互作用

(e)转子的磁通势高次谐波的空间13次高次谐波、与定子的磁通势高次谐波的空间13次高次谐波的相互作用

(f)转子的磁通势高次谐波的空间11次及13次高次谐波、与定子槽高次谐波的空间12次高次谐波的相互作用

在上述转子的磁通势高次谐波中，是在转子磁极的与定子相对面的磁极间距在最宽的部分为电角度246°、在最窄的部分为114°的情况下计算的。

取决于磁极间距的空间5、7、11、13次高次谐波分量及其相位如图8～11所示，成为每隔360°/次数有峰值、相位反相的波形。

若将它进行积分到114°～246°为止，则求得总的高次谐波。但是，该高次谐波假定是正弦波形状，计算它的时间上的相位。表1所示为其结果。

表1  转子磁通势高次谐波

	大小(相对值)	相位
			5次高次谐波	0.105	357.5°
7次高次谐波	0.106	356.5°
			11次高次谐波	0.0092	174.5°
13次高次谐波	0.042	353.5°

另外，在定子磁通势高次谐波中，各相电流的相位由于仿照槽开口部间距，因此若改变槽开口部的间距来计算定子磁通势高次谐波，则产生图12所示的高次谐波。

由于定子磁通势高次谐波的方向与转子磁通势高次谐波的方向处于反转的关系，因此5次彼此之间、及7次彼此之间为稳定波。但是，取决于不同情况，由于有时5次彼此之间形成的6次电磁力与7次彼此之间形成的6次电磁激振力抵消，因此有必要考虑相位相互相加。

图13所示为根据该结果能够计算的6次电磁激振力及12次电磁激振力的相对值。

根据该图13，关于6次电磁激振力，以等间距30°的激振力最小，若不断增大间距，则成比例增大。另外，关于12次电磁激振力，以等间距30°的激振力最大，若不断增大间距，则成反比例减小。而且可知，电磁激振力的相交点是约31°。

因而，将三相定子绕组的相位差(电角度α°)稍微偏离30°，则虽然加大6次电磁激振力，但减少成为不舒服的高次谐波声音的原因的12次电磁激振力。

下面，就本实施形态的磁极数为16的转子7发电机转速5000rpm的风声96次分量，将对于相当于30～36°的电角度相位差的槽开口部机械角度(3.75°-3.75°)～(4.5°-3.0°)的范围的主要次数分量在利用离散傅里叶变换计算频率特性时的值示于表2中。由表2可知，关于风声，通过将三相定子绕组的相位差(电角度α°)稍微偏离30°，则12f分量、即发电机的旋转次数比96次分量减少。

表2

图15为从电角度相位差30～36°的范围内的发动机空转将相当于常用区域旋转中成为问题的频域的风声96次分量的值画成曲线的图。由图15可知，风声96次分量由于分散为其它次数分量，因此随着峰值的相位差增加，同时减少等间距的30°电角度相位差。

另一方面，为了使槽开口部的间距不相等，而交替形成宽度较宽的T形铁心及宽度较窄的T形铁心，而且使间距形成极端不相等，在这样的情况下，在宽度较窄的T形铁心中产生磁饱和，从爪形磁极流向宽度较窄的T形铁心的磁通量减少。特别是，在转子60的转速为2000rpm那样的低速旋转(空转运转时)下，输出减少。另外，在三相接线全波整流的情况下，在电角度30°的相位差时，第1三相定子绕组及第2三相定子绕组的输出平衡，输出脉动也降低，根据该情况，相位越偏离，输出脉动越恶化。

图14为本申请发明者使用100A等级的车辆用交流发电机、通过实验求出第1三相定子绕组与第2三相定子绕组的电角度相位差、低速输出、和发电时的噪声电平的相互关系时的关系图。

由该图14可知，在三相定子绕组的电角度相位差为31°～34°的范围内，噪声电平低，另外低速输出高。而且，若依据定子的槽的制造误差，则中间值即32.5°为最佳。

这样，在本车辆用交流发电机中，为了提高低速输出，而且抑制输出脉动，有效的办法是使第1三相定子绕组64与第2三相定子绕组65的电角度相位差接近30°。另外，若设第1三相定子绕组64与第2三相定子绕组65的电角度相位差为30°，则能够减少设输出电流的基频为f时的6f频率的6次高次谐波分量。

另外，通过使第1三相定子绕组64与第2三相定子绕组65的电角度相位差偏离30°，则能够减少听觉上非常不舒服的12f的电磁激振力，降低旋转次数比96次的电磁噪声。而且，根据图14，为了降低噪声电平，而且提高低速输出，希望将第1三相定子绕组64与第2三相定子绕组65的电角度相位差设为31°～34°的范围内，如果考虑到定子的制造误差，则更希望将电角度相位差设为32.5°。

另外，通过使第1三相定子绕组64与第2三相定子绕组65的电角度相位差偏离30°(不相等间距)，则相邻的T形铁心62b与62c的前端部的边缘部沿圆周方向的宽度不均匀。通过这样，定子61与转子60之间的气隙的压力变动分散，在这里产生的风声的旋转次数比96次分量也能够降低。因而，由于电磁噪声与风声的96次分量之间的相互干扰也减少，因此能够降低发电机产生的噪声电平，抑制作为乘车人员感到的噪声。但是，若电角度相位差大于34°，则虽然对噪声的影响程度降低，但由于其它次数分量过大，因此噪声电平有恶化倾向。

另外，由于第1三相定子绕组64及第2三相定子绕组65的各自的中性点N分别与第1及第2整流器12a及12b电连接，因此在发电机高速旋转时，能够从中性点电压取出输出，能够不使噪声恶化，而提高输出。

另外，由于第1整流器12a与第1三相定子绕组64电连接，第2整流器12b与第2三相定子绕组65电连接，并在整流后将它们合成，因此对于各自的三相定子绕组64及65的输出没有影响，能够稳定输出。另外，在合成输出较大、用一个整流器则构成整流器的二极管温度超过允许温度那样的情况下，特别有效。

另外，在上述实施形态中，是在旋转方向的前方的侧面部的根部设置倒角部59，但也可以在旋转方向的后方设置。在这种情况下，由于气隙中的磁通密度分布均匀，从励磁绕组13产生的磁通接近理想的正弦波，因此磁通量增大，低速输出提高。

另外，在上述实施形态中，是对于槽的总数为96、爪形磁极的总数为16的车辆用交流发电机进行了说明，但当然也能够适用于例如槽的总数为72、爪形磁极的总数为12、或槽的总数为120、爪形磁极的总数为20的车辆用交流发电机。

另外，在上述实施形态中，绕组是用连续线的导线31构成的，但也可以分别连接所谓U字形状的多个导体段来构成绕组。

另外，在上述实施形态中，励磁绕组13是包含在转子60内，但也能够适用于将励磁绕组固定在机壳上、并通过气隙对转子的磁极铁心供给磁通从而形成磁极的这种类型的交流发电机。另外，当然本发明不仅限定于车辆用交流发电机。

Claims (2)

1.一种车辆用交流发电机，其特征在于，具备：

由机壳支持的、能够旋转的转轴；

具有流过电流而产生磁通的励磁绕组及具有在该励磁绕组的外周侧沿周方向设置多个并利用该励磁绕组产生的磁通进行磁化的爪形磁极的磁极铁心、并且固定在所述转轴上的转子；以及

具有沿周方向排列形成多个沿轴向延伸的槽并将所述转子包围在内那样由所述机壳支持的圆筒状的定子铁心、以及将导线分别嵌入隔开规定槽数的所述槽内那样绕装在所述定子铁心上而构成的定子绕组的定子，

所述槽通过沿圆周方向交替设置圆周方向宽度不同的2个T形铁心以每极每相为2的比例在所述定子铁心上形成，

所述定子绕组由以电角度31°～34°的相位差绕装在所述定子铁心上的第1三相定子绕组及第2三相定子绕组构成，

所述导线具有放入所述槽内的、成形为截面扁平的槽放置部，

所述槽放置部在装有绝缘体的所述槽内沿径向排列成一排地放入多层，

楔块以将在所述槽内沿径向排列成一排而被放入的所述槽放置部按压该槽的底面侧的方式嵌入该槽的开口部，从而使沿径向排列成一排的该槽放置部彼此贴紧，且使最外层的该槽放置部通过绝缘体与该槽的底面贴紧，

所述绝缘体的内周侧的两端部从所述槽的开口部延伸，并沿着所述楔块的周方向两侧部的内周侧延伸，

再将清漆浸渍在所述定子绕组的线圈端部组及所述槽内。

2.如权利要求1所述的车辆用交流发电机，其特征在于，

所述第1三相定子绕组与所述第2三相定子绕组的相位差为电角度32.5°。

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