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一种低噪高效混合励磁式爪极及 转子总成

阅读：95发布：2020-05-16

专利汇可以提供一种低噪高效混合励磁式爪极及转子总成专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及汽车交流发电机技术领域，特别是涉及高效节能方面的交流发电机技术领域。其爪极包括垂直于所述主轴的爪极座、设置在所述爪极座的内侧面上的爪极指，所述爪极指包括分型面以及设于所述分型面两侧的侧壁；其特征在于：还包括用于安装磁铁的磁铁安装部，所述磁体安装部包括设于所述爪极指的两侧壁的第一磁铁安装槽，所述第一磁铁安装槽贯穿其爪极指所在的爪极；所述分型面与所述侧壁衔接处倒圆角，所述第一磁铁安装槽为铣槽。即使在转子已经装配好以后才发现所述磁铁装配出错，也可以直接由所述第一磁铁安装槽将所述磁铁从磁铁安装部中取出，并重新安装。铣槽可以直接通过铣床加工形成，加工方式简单，成本低。，下面是一种低噪高效混合励磁式爪极及转子总成专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种低噪高效混合励磁式爪极，包括垂直于主轴的爪极座、设置在所述爪极座的内侧面上的爪极指，所述爪极指包括分型面以及设于所述分型面两侧的侧壁；其特征在于：还包括用于安装磁铁的磁铁安装部，所述磁铁安装部包括设于所述爪极指的两侧壁的第一磁铁安装槽，所述第一磁铁安装槽贯穿其爪极指所在的爪极；所述分型面和所述侧壁衔接处倒圆角；所述第一磁铁安装槽为铣槽。
2.根据权利要求1所述的一种低噪高效混合励磁式爪极，其特征在于：所述爪极的爪极座外侧面上设有导流部。
3.根据权利要求2所述的一种低噪高效混合励磁式爪极，其特征在于：所述导流部包括用于与所述爪极座固定的导流座、以及垂直于所述爪极座设置的导流叶片。
4.根据权利要求3所述的一种低噪高效混合励磁式爪极，其特征在于：相邻的所述导流叶片之间具有导风空隙，在转子的圆周方向上相邻的两个爪极指之间具有爪极指空隙，所述导风空隙与所述爪极指空隙部分重叠。
5.根据权利要求4所述的一种低噪高效混合励磁式爪极，其特征在于：相邻的所述导流叶片之间具有导风空隙，在转子的圆周方向上相邻的两个爪极指之间具有爪极指空隙，所述导风空隙与所述爪极指空隙部分重叠。
6.一种转子总成，包括主轴、设于所述主轴上的转子线圈、沿所述主轴的轴向相对设置在所述转子线圈两侧的爪极、以及磁铁；所述爪极包括垂直于所述主轴的爪极座以及设置在所述爪极座的内侧面上的爪极指，相对设置的两个爪极的爪极指沿所述转子的圆周方向间隔设置；所述爪极指包括分型面以及设于所述分型面两侧的侧壁，所述磁铁通过磁铁安装部固定于沿所述转子的圆周方向相邻的两个爪极指之间，所述磁铁安装部包括设于其中一个爪极的爪极指两侧壁的第一磁铁安装槽、设于另一个爪极的爪极指两侧壁的第二磁铁安装槽；其特征在于：所述第一磁铁安装槽贯穿其爪极指所在的爪极，所述第二磁铁安装槽的长度方向与所述第一磁铁安装槽的长度方向平行；所述第一磁铁安装槽和所述第二磁铁安装槽为铣槽；所述分型面和所述侧壁的衔接处倒圆角。
7.根据权利要求6所述的一种转子总成，其特征在于：所述磁铁安装部还包括设于所述第二磁铁安装槽的靠近爪极座一侧的末端的磁铁定位部；所述磁铁定位部包括在所述主轴的轴向对磁铁进行定位的第一定位部和在所述主轴的径向对磁铁进行定位的第二定位部。
8.根据权利要求7所述的一种转子总成，其特征在于：所述爪极的爪极座外侧面上设有导流部；所述导流部包括用于与所述爪极座固定的导流座、以及垂直于所述爪极座设置的导流叶片。
9.根据权利要求8所述的一种转子总成，其特征在于：相邻的所述导流叶片之间具有导风空隙，在转子的圆周方向上相邻的两个爪极指之间具有爪极指空隙，所述导风空隙与所述爪极指空隙部分重叠。
10.根据权利要求8或9所述的一种转子总成，其特征在于：所述导流叶片在所述导流座上，沿所述转子的圆周方向不均匀间距分布。

说明书全文

一种低噪高效混合励磁式爪极及转子总成

技术领域

[0001] 本实用新型涉及汽车交流发电机技术领域，特别是涉及高效节能方面的交流发电机技术领域。

背景技术

[0002] 随着现代汽车的发展，汽车用电设备的数量不断增加，对汽车发电机的输出功率要求越来越高；现有的汽车交流发电机都存在效率不是很高的问题，一个典型Lundell爪极式转子交流发电机的效率只有大约50%，这就意味着要使得交流发电机达到额定输出功率，就要用大约两倍的功率来驱动它。损耗的功率就会转化成热量积聚在发电机里，加上发动机舱温度原来就很高，所以一定要将热量散发掉，由此又引发出解决散热的问题。如何在原有的体积下增大发电机的输出功率成为汽车发电机的一个重要方向。

[0003] 交流发电机采用爪极式转子而导致严重的漏磁现象是交流发电机低输出的重要原因，在两块爪极的空腔内装有磁轭，其上套有励磁绕组，这种设计存在严重的漏磁现象，并非所有的磁通都用来切割线圈以获得最大的电流输出。授权公告号CN 202856486 U，授权公告日 2013年04月03日的实用新型专利提供了一种具有磁铁放置槽的混合励磁发电机用爪极。通过在磁铁放置槽中镶入永磁铁，永磁铁填充了爪极部分间隙后，漏磁现象就会大大减小，这就迫使更多的磁通从转子进入定子绕组，从而提高了交流发电机的输出效率。为了方便磁铁的装配放置，其磁铁放置槽的临近爪极外圆面设有槽壁，以在相对的两个爪极之间对磁铁进行限位。但是，混合励磁的转子对安装在爪极指之间的磁铁的极性方向是有要求的，不允许装反。而该专利的技术方案，如果是在转子装配好以后才发现磁铁的安装方向有误，再进行磁铁位置的调换几乎是不可能的，整个转子就只能报废。实用新型内容

[0004] 本实用新型的技术目的在于提供一种低噪高效混合励磁式式爪极及转子总成，不仅能够通过混合励磁的方式在原有的体积下增大发电机的输出功率，并且具有很高的装配容错性，即使磁铁装配出错，也能够很方便的进行调整。

[0005] 一种低噪高效混合励磁式式爪极，包括垂直于所述主轴的爪极座、设置在所述爪极座的内侧面上的爪极指，所述爪极指包括分型面及设于所述分型面两侧的侧壁；其特征在于：还包括用于安装磁铁的磁铁安装部，所述磁体安装部包括设于所述爪极指的两侧壁的第一磁铁安装槽，所述第一磁铁安装槽贯穿其爪极指所在的爪极；所述分型面与所述侧壁的衔接处倒圆角；所述第一磁铁安装槽为铣槽。即使在转子已经装配好以后才发现所述磁铁装配出错，也可以直接由所述第一磁铁安装槽将所述磁铁从磁铁安装部中取出，并重新安装。铣槽可以直接通过铣床加工形成，加工方式简单，成本低。

[0006] 作为优选，所述爪极的爪极座外侧面上设有导流部。利用空气动力学原理，转子不停地转动时，导流部从爪极座的两外侧抽进空气中的冷风，这样可以降低发电机的温度，提高了发电机的输出。

[0007] 作为优选，所述导流部包括用于与所述爪极座固定的导流座、以及垂直于所述爪极座设置的导流叶片。

[0008] 作为优选，相邻的所述导流叶片之间具有导风空隙，在转子的圆周方向上相邻的两个爪极指之间具有爪极指空隙，所述导风空隙与所述爪极指空隙部分重叠。

[0009] 作为优选，相邻的所述导流叶片之间具有导风空隙，在转子的圆周方向上相邻的两个爪极指之间具有爪极指空隙，所述导风空隙与所述爪极指空隙部分重叠。

[0010] 一种转子总成，包括主轴、设于所述主轴上的转子线圈、沿所述主轴的轴向相对设置在所述转子线圈两侧的爪极、以及磁铁；所述爪极包括垂直于所述主轴的爪极座以及设置在所述爪极座的内侧面上的爪极指，相对设置的两个爪极的爪极指沿所述转子的圆周方向间隔设置；所述爪极指包括分型面以及设于所述分型面两侧的侧壁；所述磁铁通过磁铁安装部固定于沿所述转子的圆周方向相邻的两个爪极指之间，所述磁铁安装部包括设于其中一个爪极的爪极指两侧壁的第一磁铁安装槽、设于另一个爪极的爪极指两侧壁的第二磁铁安装槽；其特征在于：所述第一磁铁安装槽贯穿其爪极指所在的爪极，所述第二磁铁安装槽的长度方向与所述第一磁铁安装槽的长度方向平行；所述第一磁铁安装槽和所述第二磁铁安装槽为铣槽；所述分型面与所述侧壁的衔接处倒圆角。即使在转子已经装配好以后才发现所述磁铁装配出错，也可以直接由所述第一磁铁安装槽将所述磁铁从磁铁安装部中取出，并重新安装。

[0011] 作为优选，所述磁铁安装部还包括设于所述第二磁铁安装槽的靠近爪极座一侧的末端的磁铁定位部；所述磁铁定位部包括在所述主轴的轴向对磁铁进行定位的第一定位部和在所述主轴的径向对磁铁进行定位的第二定位部。所述磁铁定位部在装配磁铁时对磁铁进行定位，方便磁铁的装配，并使得所述磁铁的安装位置比较一致。

[0012] 作为优选，所述爪极的爪极座外侧面上设有导流部；所述导流部包括用于与所述爪极座固定的导流座、以及垂直于所述爪极座设置的导流叶片。利用空气动力学原理，转子不停地转动时，导流部从爪极座的两外侧抽进空气中的冷风，这样可以降低发电机的温度，提高了发电机的输出。导流部抽进的冷风可以经由导风空隙穿过所述导流部，进一步经所述爪极空隙穿过所述转子，对整个转子进行降温。

[0013] 作为优选，相邻的所述导流叶片之间具有导风空隙，在转子的圆周方向上相邻的两个爪极指之间具有爪极指空隙，所述导风空隙与所述爪极指空隙部分重叠。

[0014] 作为优选，所述导流叶片在所述导流座上，沿所述转子的圆周方向不均匀间距分布。采用不均匀的导流叶片，可减少间距均匀所引起的有规律的压力的扰动强度。附图说明

[0015] 图1转子结构示意图一。

[0016] 图2转子结构示意图二。

[0017] 图3第一磁铁安装槽结构示意图。

[0018] 图4第二磁铁安装槽结构示意图。

具体实施方式

[0019] 下面将结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。

[0020] 一种高效节能型交流发电机，包括机壳、固定设置在所述机壳内壁的定子三相绕组、以及设于所述定子三相绕组内的混合励磁转子。所述定子三相绕组采用扁铜线星型接法。

[0021] 混合励磁转子的结构如图1，包括主轴1、设于主轴上的转子线圈（图中未示出）、沿主轴1的轴向相对设置在转子线圈两侧的爪极2以及磁铁3。爪极2包括垂直于主轴1的爪极座21以及设置在爪极座21的内侧面上的爪极指22，相对设置的两个爪极（2a、2b）的爪极指22沿转子的圆周方向间隔设置。在转子的圆周方向上相邻的两个爪极指之间具有爪极指空隙23。磁铁3通过磁铁安装部固定于沿转子的圆周方向相邻的两个爪极指22之间。

[0022] 爪极指22包括分型面221以及设于分型面221两侧的侧壁222。侧壁222与分型面221采用圆角过渡，可以增加爪极指22的倒角面积。爪极指22倒角均匀，能降低转子旋转通过定子铁芯齿角时的径向力波变化幅度和变化速度，从而降低发电机定、转子结构振动及其引起的电磁噪声。

[0023] 磁铁安装部包括设于爪极2a的爪极指两侧壁222的第一磁铁安装槽41、设于爪极2b的爪极指两侧壁的第二磁铁安装槽42。第一磁铁安装槽41和第二磁铁安装槽42的长度方向平行。如图3，第一磁铁安装槽41贯穿其爪极指所在的爪极；如图4，第二磁铁安装槽42由爪极指的顶部朝着其爪极座的方向延伸，并且不贯穿其爪极指所在的爪极，使得第二磁铁安装槽42的靠近爪极座一侧的末端形成磁铁定位部43。磁铁定位部43包括在主轴的轴向对磁铁进行定位的第一定位部431和在主轴的径向对磁铁进行定位的第二定位部432。

[0024] 如图2，爪极2的爪极座21外侧面上设有导流部5。导流部5包括用于与爪极座21固定的导流座51、以及垂直于爪极座21设置的导流叶片52。相邻的导流叶片52之间具有导风空隙53，导风空隙53与爪极指空隙23部分重叠。为了降低噪声，导流叶片52在导流座51上，沿转子的圆周方向不均匀间距分布。

[0025] 本实用新型的发电机，爪极2可以在压爪极前铣槽并将与线圈绕组入轴，随后将集电环压入转子主轴1，与线圈绕组线连接固定。通过车外圆使转子外径与定子内径之差为0.6mm，保证转子外圆与定子内圈无擦痕，最后插入永磁体3，压装带导流叶片的导流部5，最后浸漆固定。当给集电环通入直流电时，励磁绕组中就有电流通过，产生轴向磁通，使其中一个爪极被磁化为N极，另一个爪极被磁化为S极，从而形成六对相互交错的磁极，当转子转动时，就形成了旋转的磁场。

[0026] 现有技术的发电机的效率在50%左右，本实用新型的发电机可以该基础上提高20%，这就意味着要使得交流发电机达到额定输出功率，用来驱动的功率就大为减少，同时附带的一个好处是必须散发掉的热量也大大减少了。励磁绕组的励磁电流减小，励磁损耗也相应地减小，发电机的效率提高。同时，爪极指的侧壁与分型面采用圆角过渡，可以增加爪极指的倒角面积。爪极指倒角更加均匀，能降低转子旋转通过定子铁芯齿角时的径向力波变化幅度和变化速度，从而降低发电机定、转子结构振动及其引起的电磁噪声。发电机的低速性能好，在低速运行时，也能满足汽车用电器所需的电流。

[0027] 虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

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