專利名稱：交流發(fā)電機(jī)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電機(jī)，特別是涉及一種交流發(fā)電機(jī)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
車用發(fā)電機(jī)的定子繞組一般選用繞組系數(shù)較好的整距繞組，并采用與爪極極距相等的π節(jié)距嵌線。因?yàn)槭侨嗬@組，各相的相位差為2π/3，所以，各相繞組必然要重疊π/3，具體來(lái)說(shuō)(如圖1A-1D所示)，因?yàn)樾鑼⒑芏嗑€圈1’依次從內(nèi)圓側(cè)嵌入鐵心2’中，所以，先插入的線圈1’與后插入的線圈1’會(huì)有重疊。結(jié)果，槽22’內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)圖1所示的死區(qū)3’或稱中立區(qū)，此區(qū)阻礙了繞組導(dǎo)線截面積的增加。此外，為了避免重疊部分導(dǎo)線之間產(chǎn)生接觸應(yīng)力，需要保證線圈1’端部要有足夠的長(zhǎng)度，整個(gè)繞組的變長(zhǎng)造成定子繞組電阻的增加?？梢杂貌蹪M率表示嵌線后導(dǎo)線在定子鐵心槽內(nèi)的狀況，如下式表示槽滿率＝A1/A2式中A1--定子鐵心槽內(nèi)電線的總截面積；A2--定子鐵心槽的截面積。
近些年來(lái)，槽滿率的演變狀況(如圖2所示)，從圖2可以看出，雖然幾經(jīng)改進(jìn)，槽滿率的提高已近于頂點(diǎn)。為了減少繞組的內(nèi)阻，即使是想縮短繞組的長(zhǎng)度，增大繞組導(dǎo)線的截面積，但前述的繞組端部的重疊已成為難以解決的問(wèn)題。為了減少磁振動(dòng)力，傳統(tǒng)的方法是將分別產(chǎn)生反作用磁動(dòng)勢(shì)6次諧波的2套三相繞組以30°的相位差嵌線，使兩者產(chǎn)生的反作用磁動(dòng)勢(shì)相互抵消，以達(dá)到在發(fā)生源采取措施降低噪聲的目的(如圖3A-3D所示)。就傳統(tǒng)的繞組來(lái)說(shuō)，采用2套三相繞組的話，結(jié)構(gòu)就變得復(fù)雜，進(jìn)一步加劇了線圈端部的重疊，而且，發(fā)電機(jī)的特性還有可能變壞；但一旦采用了端部線圈無(wú)重疊的嵌線方式及2套三相繞組，就可以提高發(fā)電機(jī)的性能并可以降低磁噪聲。若想用連續(xù)嵌線方式實(shí)現(xiàn)無(wú)重疊嵌線是非常困難的，這是因?yàn)?，傳統(tǒng)方式嵌線是從內(nèi)圓一側(cè)插入繞組的，所以，只有小于槽口寬度的較細(xì)導(dǎo)線才能嵌入。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種滿槽率高、磁振動(dòng)力小的交流發(fā)電機(jī)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是本實(shí)用新型是一種交流發(fā)電機(jī)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，它包括定子和轉(zhuǎn)子。所述的定子線圈伸出鐵心端面的線圈端部，在距出線槽π/2處，下層線圈翻轉(zhuǎn)，在距離進(jìn)線槽π/2處嵌入上層線圈。
所述的線圈導(dǎo)線為扁銅線。
所述的各個(gè)線圈分別成型，制成可從軸向插入鐵心的形狀。
所述的線圈形狀為U字形，在該U字形線圈的兩敞開(kāi)端臂的端部向外彎曲。
所述的轉(zhuǎn)子的爪數(shù)為7或8個(gè)。
采用上述方案后，由于本實(shí)用新型定子采用雙層嵌線法，即，在所述的U字形線圈伸出鐵心端面的線圈端部，距出線槽π/2處，下層線圈翻轉(zhuǎn)；在距離進(jìn)線槽π/2處嵌入上層線圈。以這種嵌入所有的線圈，線圈端部彼此之間沒(méi)有干涉，而且可以縮短繞組端部的高度，即可以消除鐵心槽內(nèi)的死區(qū)，滿槽率大大提高，可達(dá)到70％(詳見(jiàn)表1)。此外，本實(shí)用新型定子的每個(gè)線圈分別成型，從鐵心的軸向插入的嵌線方式，有效的減少磁振動(dòng)力。
表1 2種繞組的結(jié)果對(duì)比

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1A-1D是習(xí)用定子繞組線圈端部示意圖；圖2是滿槽率的演變情況；圖3A-3D是習(xí)用的2套三相繞組結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實(shí)用新型定子線圈端部圖；圖5是本實(shí)用新型定子線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型U字形線圈與鐵心裝配圖；圖7是本實(shí)用新型U字形線圈連接圖；圖8是本實(shí)用新型U字形線圈繞組組裝示意圖；圖9是傳統(tǒng)型發(fā)電機(jī)與本實(shí)用新型發(fā)電機(jī)的尺寸和重量對(duì)比圖；圖10是傳統(tǒng)型發(fā)電機(jī)與本實(shí)用新型發(fā)電機(jī)輸出特性對(duì)比圖；圖11是傳統(tǒng)型發(fā)電機(jī)與本實(shí)用新型發(fā)電機(jī)效率對(duì)比圖；圖12是傳統(tǒng)型發(fā)電機(jī)與本實(shí)用新型發(fā)電機(jī)電磁噪聲對(duì)比圖；
圖13是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子的主視圖。
具體實(shí)施方式
如圖6所示，本實(shí)用新型是一種交流發(fā)電機(jī)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，它包括定子和轉(zhuǎn)子。本實(shí)用新型定子的線圈1的導(dǎo)線采用扁銅線，該每個(gè)線圈1分別成型，被制成可從軸向插入鐵心2的U字形形狀(該線圈1也可被制成其它可從軸向插入的鐵心2的形狀)。
如圖7所示，該U字形線圈1的兩敞開(kāi)端臂11的端部壓彎后，形成向外彎曲狀。
如圖7、圖8所示，將各個(gè)U字形線圈1伸出鐵心2端面的線圈端部15壓彎，將各U字形線圈1的敞開(kāi)端臂11的端部12兩兩通過(guò)特殊焊接工藝連接在一起，整個(gè)就會(huì)形成定子繞組10。為了確保連接部位的絕緣性能，需進(jìn)行絕緣處理。在繞線時(shí)，將一套U字形線圈1迭放整理后，就可以從軸向插入鐵心2的槽中。
如圖4、圖5所示，本實(shí)用新型定子采用雙層嵌線法，即，在所述的U字形線圈1伸出鐵心2端面的線圈端部15，距出線槽21的π/2處，下層線圈13翻轉(zhuǎn)；在距離進(jìn)線槽22的π/2處嵌入上層線圈14。以這種嵌入所有的線圈1，線圈端部15彼此之間沒(méi)有干涉，而且可以縮短繞組端部的高度，即可以消除鐵心2槽內(nèi)的死區(qū)。
如圖6所示，利用本實(shí)用新型技術(shù)制造的發(fā)電機(jī)與傳統(tǒng)型產(chǎn)品相比，新型的發(fā)電機(jī)在外徑、全長(zhǎng)及質(zhì)量等項(xiàng)目上都得到了改善。而且，性能也得到了提高，即如圖7所示，由于定子繞組內(nèi)阻的降低以及散熱性能的改善，與傳統(tǒng)的型產(chǎn)品相比，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速下的發(fā)電機(jī)輸出提高了50％。
從效率來(lái)看，如圖8所示，由于定子繞組內(nèi)阻的降低，發(fā)電時(shí)的銅損大幅度降低，以及鐵心的改善而降低了鐵損，與傳統(tǒng)型產(chǎn)品相比，效率的絕對(duì)值提高了10％。
電磁噪聲的對(duì)比如圖9所示，通過(guò)配置相位相差30°的2套繞組，與傳統(tǒng)型產(chǎn)品相比，磁噪聲減少了10dB；此外，散熱性能也得到了改善。綜合來(lái)看，每年約可節(jié)省燃油2％。
如圖13所示，在本實(shí)用新型中與定子配合的所述的轉(zhuǎn)子的爪數(shù)為7或8個(gè)。
權(quán)利要求1.一種交流發(fā)電機(jī)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，它包括定子和轉(zhuǎn)子；其特征在于所述的定子的線圈伸出鐵心端面的線圈端部，在距出線槽π/2處，下層線圈翻轉(zhuǎn)，在距離進(jìn)線槽π/2處嵌入上層線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流發(fā)電機(jī)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的線圈導(dǎo)線為扁銅線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流發(fā)電機(jī)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的各個(gè)線圈分別成型，制成可從軸向插入鐵心的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流發(fā)電機(jī)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的線圈形狀為U字形，在該U字形線圈的兩敞開(kāi)端臂的端部向外彎曲。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流發(fā)電機(jī)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子的爪數(shù)為7或8個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種交流發(fā)電機(jī)的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，它包括定子和轉(zhuǎn)子。所述的定子線圈伸出鐵芯端面的線圈端部，在距出線槽π/2處，下層線圈翻轉(zhuǎn)，在距離進(jìn)線槽π/2處嵌入上層線圈。以這種嵌入所有的線圈，線圈端部彼此之間沒(méi)有干涉，而且可以縮短繞組端部的高度，即可以消除鐵芯槽內(nèi)的死區(qū)，滿槽率大大提高。此外，本實(shí)用新型定子中的每個(gè)線圈分別成型，從鐵芯的軸向插入的嵌線方式，有效的減少磁振動(dòng)力。
文檔編號(hào)H02K3/12GK2694595SQ20042001471
公開(kāi)日2005年4月20日 申請(qǐng)日期2004年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月8日
發(fā)明者陳孫藝 申請(qǐng)人:陳孫藝