CN2277595Y - 汽车交流发电机 - Google Patents

Abstract

一种汽车交流发电机,特别适用于微型汽车上使用。本实用新型在转子的极爪形状和尺寸进行了改进设计、极爪的形状由沿截头圆锥体中心轴按圆弧形剖开的截头圆锥体约一半构成,极爪外表面为弧形、内表面为截头圆锥体锥面。改进后的本交流发电机,克服了已有电机极爪间的漏磁通大的缺点、从而使比功率大大提高,温升降低,效率高、低速性能好。电机性能达到世界先进水平。

Description

汽车交流发电机

本实用新型涉及一种汽车交流发电机，特别适用于微型汽车上配套使用。

目前，在配有空调设备的微型汽车上使用的交流发电机，输出功率普遍偏小，因此在炎热的夏季，当遇到交通堵塞，汽车起动频繁而不得不开空调的情况下，蓄电池的大量损耗影响了汽车的起动性能。另一方面，随着汽车技术的发展，车内设备不断完善。各种小型电动机、照明设备、空调设备、信号***、音响设备的使用，使汽车用电量以每年2-3A的速度迅速增长，要求发电机的输出功率不断增大。因此，如何减少发电机体积和重量，提高输出功率已成为当今极为需要解决的问题。目前国内外一般采用改善通风***和提高绝缘等级来解决功率不足的问题。但都没有从电机内部原理结构进行改进。

本实用新型的目的是提高汽车发电机的输出功率，提供一种温升低，比功率大、低速性能好，过载能力强，效率高的汽车发动机。

本实用新型是通过对发电机转子极爪的形状及尺寸的改进，进行优化设计而实现的：电机转子的12个极爪的形状由沿截头园锥体中心轴按园弧形剖开的截头园锥体约一半构成，极爪外表面为弧形，相连起来构成转子的外园，内表面即是截头园锥体的锥面，见图2。采用这种设计，明显地减少了磁极间的漏磁能，增加了有效工作主磁通(见图5及图6)，使电机输出电压增加。为保持发电机的额定输出电压不变，我们可以减少电枢绕组每相串联匝数(即减少每槽导体根数)，在定子槽形及大小不变的情况下，可加粗导线截面积，从而降低导线的电流密度，使电机绕组温升大幅度降低。另外，减少每槽导体根数更明显的效果就是减少了电机顺轴电枢去磁反应，显著地提高了发电机的输出功率。因此，这种改进型的电机具有温升低，比功率大，低速性能好，过载能力强，效率高等特点，最适用于我国微型汽车。下面结合实施例加以说明：

图1为整机结构图

图2为图1K-K剖面图

图3为前后极爪正视图

图4为图3I-I剖面图

图5为已有电机极爪间漏磁通分布示意图

图6为本实用新型极爪间漏磁通分布示意图

由图中可见，本发电机包括定子、转子、前端盖(3)后端盖(4)等。定子部分包括定子铁芯(5)和定子绕组(6)；转子部分包括前极爪(7)，后极爪(8)，风扇(14)，励磁线圈(9)和滑环(10)；后端盖上装有碳刷(11)和整流器(12)，(15)为皮带轮。

图2及图3细线所示为切除的截头园锥体部分，粗实线所示为前后极爪形状。极爪最大极弧长度L为极距τ的1-1.3倍，最小极弧长度S取(0.2～0.4)τ，它们分别为截头园锥体的底径和截头处直径。在极爪根部(即园锥底处)因安放励磁线圈9，须被削掉一部分。从图5、6中可看出，已有电机极爪间的漏磁比本实用新型极爪间漏磁大。极爪形状及其尺寸的这种设计方案给发电机性能带来明显的优点。首先，由于极爪里面是园弧曲面，前极爪与后极爪之间漏磁通明显减少，这样就必然引起工作主磁通的增加，从公式e＝4.4kfwφ看出，若保持电势e不变(因为***电压是不变的)，主磁通φ与电枢绕组串联匝数W成反比，增加工作主磁能φ，绕组串联匝数就减少。其次，本实施方案中，定子槽导体数比常规少1-3根，由于槽形大小没变，如果槽满率也保持不变的话，可以增加导线的截面积，这样导线的电流密度减少，绕组温升也下降；减少每槽绕组导体数后，由负载所引起的顺轴电枢去磁反应也相应减少，在转子励磁安匝数保持不变的情况下，允许电枢绕组通过更大的电流以保持定转子的磁势平衡，从而提高了发电机的输出功率。另外，最大极弧长度增大后，由计算公式φ＝αδτLBδ得知，保持工作主磁通φ不变，气隙磁密βδ极弧系数αδ成反比，增大最大的极弧长度就相当于提高极弧系数，使气隙磁密降低，气隙磁压降减少，从而进一步降低了零电流转速，提高了输出功率。汽车用的交流电机是三相交流经整流器整流后成为直流，对于三相绕组来说，任何时刻只有其中二相在工作，而且此二相绕组工作时其位置都不在相邻磁极间的“中性”位置上，所以由于增大最大极弧长度所引起的异极性重叠现象影响不大。综上所述，增大最大极弧长度，一方面是提高了极弧系数，改善了电机性能，另一方面也增大极爪根部的铁心面积，使根部磁密不受影响。电机性能比较：

采用本专利技术生产的电机在性能上能达到并赶超世界先进水平，具有比功率大、温升低、效率高、低速性能好、技术简单、造价低等优点，适用于任何进口汽车发电机，特别适合重庆长安集团公司江陵机械厂生产的456Q，发动机上配套合作的JF1542交流发电机，本交流发电机在外形尺寸上与该发动机原先配套的电机完全相同。

Claims (2)

1.一种汽车交流发电机，包括定子、转子、前端盖(3)、后端盖(4)等，定子部分有定子铁芯(5)和定子绕组(6)，转子部分有前极爪(7)、后极爪(8)、励磁线圈(9)、和滑环(10)，后端盖上装有碳刷(11)和整流器(12)，本实用新型的特征在于转子前后极爪(7)和(8)的形状由沿截头园锥体中心轴按园弧形剖开的截头园锥体约一半构成，极爪外表面为弧形，相连起来构成转子的外园，内表面即是截头园锥体的锥面。

2.根据权利要求1所述的交流发电机，其特征在于极爪最大极弧长度L为极距τ的1-1.3倍，最小极弧长度S为(0.2-0.4)τ、L和S分别为截头园锥体的底径和截头处直径，在极爪的内侧根部切除一块W。

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