專利名稱：一種車用交流發(fā)電機(jī)高效轉(zhuǎn)子總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車用交流發(fā)電機(jī)高效轉(zhuǎn)子總成，屬于汽車制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
車用交流發(fā)電機(jī)是汽車的必要組成部分，提供了汽車內(nèi)幾乎所有設(shè)備的供能，維持汽車運(yùn)行。目前汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)在不斷改進(jìn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率在持續(xù)提高，能耗持續(xù)降低，但車用交流發(fā)電機(jī)的技術(shù)未能有明顯改進(jìn)，效率不高。如公布號為CN102664473的專利公開了一種永磁混合磁路發(fā)電機(jī)，切向永磁場與徑向永磁場共用同一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵芯，產(chǎn)生的磁場在發(fā)電機(jī)氣隙內(nèi)合成，磁場強(qiáng)度大，發(fā)電機(jī)功率密度高，結(jié)構(gòu)緊湊。但這種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)無法承受大功率和高轉(zhuǎn)速。為保證發(fā)電機(jī)的輸出功率，除了增加線圈和磁鐵強(qiáng)度外還能提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，但前者會(huì)大大增加發(fā)電機(jī)的體積和重量，后者會(huì)使得得轉(zhuǎn)子溫度急劇升高。公告號為CN201290049的專利公開了 一種車用爪極式交流發(fā)電機(jī)，在爪極的兩側(cè)部分別固定安裝有冷卻風(fēng)扇增強(qiáng)了發(fā)電機(jī)的冷卻效果。但這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子較之CN102664473的轉(zhuǎn)子效率偏低，且冷卻風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)不合理，漏風(fēng)嚴(yán)重，風(fēng)阻大，提高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速需要極大的能耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)問題，提供一種轉(zhuǎn)換效率高的車用交流發(fā)電機(jī)高效轉(zhuǎn)子總成。本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種車用交流發(fā)電機(jī)高效轉(zhuǎn)子總成，包括主軸，該主軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)子線圈，所述轉(zhuǎn)子線圈外側(cè)安裝有爪極；所述爪極包括沿所述主軸的軸向相對設(shè)置有前爪極和后爪極，所述前爪極和后爪極均包括與所述主軸相垂直的底圈，以及垂直該底圈于底圈圈周上的側(cè)壁，所述側(cè)壁由若干沿所述底圈外圈均勻分布的梯形爪極塊構(gòu)成；所述爪極塊包括位于所述前爪極上的前爪極塊和位于所述后爪極上的后爪極塊，所述前爪極塊和后爪極塊相互交錯(cuò)且相間分布，且相鄰的所述前爪極塊和后爪極塊之間形成爪極縫；相鄰兩個(gè)所述前爪極的根部之間設(shè)置有前爪極凹陷，相鄰兩個(gè)所述后爪極之間設(shè)置有后爪極凹陷，所述前爪極凹陷和后爪極凹陷交錯(cuò)排列；至少兩個(gè)所述爪極縫中嵌有寬度不小于該爪極縫的磁塊，且該磁塊沿所述主軸呈中心對稱分布；所述磁塊的極性方向與該磁塊投影于所述轉(zhuǎn)子線圈表面的投影的所在的導(dǎo)線內(nèi)通過的電流所產(chǎn)生的電磁場的極性方向相同。爪極式轉(zhuǎn)子的發(fā)電機(jī)效率不高，其主要原因是爪極之間存在漏磁，因此磁場強(qiáng)度無法做到較高，本發(fā)明在爪極之間的縫隙中嵌入磁塊，磁塊的磁場方向與內(nèi)部導(dǎo)線電流產(chǎn)生的磁場方向相同，使得爪極結(jié)構(gòu)不僅不會(huì)漏磁，反而會(huì)提高磁場強(qiáng)度，有效提高發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。作為優(yōu)選，所述前爪極和后爪極的底圈的外側(cè)面設(shè)置有風(fēng)葉。
作為優(yōu)選，所述風(fēng)葉包括與所述底圈相貼的圓形的風(fēng)葉座，其中，與所述前爪極相貼合的為前風(fēng)葉座，與所述后爪極相貼合的為后風(fēng)葉座；所述風(fēng)葉座的外圈均勻分布有若干與該風(fēng)葉座相垂直的擾流片，所述風(fēng)葉座上位于所述擾流片的一側(cè)開有風(fēng)孔。作為優(yōu)選，所述前風(fēng)葉座上擾流片或所述后風(fēng)葉座上擾流片的頂端固定設(shè)置有擋風(fēng)圈，該擋風(fēng)圈投影于所述風(fēng)葉座上的投影覆蓋所述風(fēng)孔。作為優(yōu)選，所述前風(fēng)葉座上擾流片和所述后風(fēng)葉座上擾流片的頂端固定設(shè)置有擋風(fēng)圈，該擋風(fēng)圈投影于所述風(fēng)葉座上的投影覆蓋所述風(fēng)孔。與CN201290049的專利相比，本發(fā)明在風(fēng)葉的擾流片上加設(shè)了擋風(fēng)圈，當(dāng)擾流片在高速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，擾動(dòng)空氣，空氣被擋風(fēng)圈反射，幾乎全部通過風(fēng)孔從前爪極凹陷和后爪極凹陷中穿過，對轉(zhuǎn)子的線圈進(jìn)行冷卻，風(fēng)葉的擾流片在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中基本無漏風(fēng)，冷卻效率高。且擋風(fēng)圈大大降低了風(fēng)葉的風(fēng)阻，降低了轉(zhuǎn)子的阻力，提高了發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)換率。同時(shí)，轉(zhuǎn)子溫升不高，可再次提升轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，提高發(fā)電機(jī)的功率。作為優(yōu)選，所述前爪極和后爪極之間設(shè)置有磁軛，所述轉(zhuǎn)子線圈套于該磁軛上。作為優(yōu)選，所述磁軛通過內(nèi)擋圈固定于所述主軸的軸向中部。作為優(yōu)選，所述內(nèi)擋圈的外側(cè)還設(shè)置有主軸軸承。綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、爪極漏磁小，有效地提高了發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率；
2、磁塊強(qiáng)度高，有效地提高了發(fā)電機(jī)低速發(fā)電性能；
3、轉(zhuǎn)子上增加了風(fēng)葉和擋風(fēng)圈，冷卻效果好，可提升轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，提高發(fā)電機(jī)的功率。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、主軸，2、前爪極，21、前爪極塊，22、前爪極凹陷，3、后爪極，31、后爪極塊，32、后爪極凹陷，4、磁塊，5、磁軛，6、主軸軸承，7、爪極縫，8、風(fēng)葉，81、擾流片，82、風(fēng)葉座，83、擋風(fēng)圈，84、風(fēng)孔，9、集電環(huán)。
具體實(shí)施例方式下面以實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例一:
一種車用交流發(fā)電機(jī)高效轉(zhuǎn)子總成，包括主軸1，該主軸I上有轉(zhuǎn)子線圈，轉(zhuǎn)子線圈外側(cè)安裝有爪極；爪極包括沿主軸I的軸向相對設(shè)置有前爪極2和后爪極3,前爪極2和后爪極3之間設(shè)置有磁軛5，轉(zhuǎn)子線圈套于該磁軛5上，磁軛5通過內(nèi)擋圈固定于主軸I的軸向中部。內(nèi)擋圈的外側(cè)還設(shè)置有主軸軸承6。前爪極2和后爪極3均包括與主軸I相垂直的底圈，以及垂直該底圈于底圈圈周上的側(cè)壁，側(cè)壁由六個(gè)沿底圈外圈均勻分布的梯形爪極塊構(gòu)成；爪極塊包括位于前爪極2上的前爪極塊21和位于后爪極3上的后爪極塊31,前爪極塊21和后爪極塊31相互交錯(cuò)且相間分布，且相鄰的前爪極塊21和后爪極塊31之間形成爪極縫7 ;相鄰兩個(gè)前爪極2的根部之間設(shè)置有前爪極凹陷22，相鄰兩個(gè)后爪極3之間設(shè)置有后爪極凹陷32，前爪極凹陷22和后爪極凹陷32交錯(cuò)排列；至少兩個(gè)爪極縫7中嵌有寬度不小于該爪極縫7的磁塊4，且該磁塊4沿主軸I呈中心對稱分布；磁塊4的極性方向與該磁塊4投影于轉(zhuǎn)子線圈表面的投影的所在的導(dǎo)線內(nèi)通過的電流所產(chǎn)生的電磁場的極性方向相同。前爪極2和后爪極3的底圈的外側(cè)面設(shè)置有風(fēng)葉8，風(fēng)葉8包括與底圈相貼的圓形的風(fēng)葉座82，其中，與前爪極2相貼合的為前風(fēng)葉座82，與后爪極3相貼合的為后風(fēng)葉座82 ;風(fēng)葉座82的外圈均勻分布有若干與該風(fēng)葉座82相垂直的擾流片81，風(fēng)葉座82上位于擾流片81的一側(cè)開有風(fēng)孔84 ;風(fēng)孔84與前爪極凹陷22或后爪極凹陷32相對。前風(fēng)葉座82上擾流片81和后風(fēng)葉座82上擾流片81的頂端固定設(shè)置有擋風(fēng)圈83，該擋風(fēng)圈83投影于風(fēng)葉座82上的投影覆蓋風(fēng)孔84。當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，擾流片81擾動(dòng)空氣，空氣被擋風(fēng)圈83反射回，依次經(jīng)過相互交錯(cuò)的前爪極凹陷22和后爪極凹陷32，對轉(zhuǎn)子線圈進(jìn)行冷卻。轉(zhuǎn)子總成安裝于發(fā)電機(jī)的機(jī)殼內(nèi)，機(jī)殼內(nèi)壁固定有永磁體，機(jī)殼的前壁和后壁中心位置設(shè)置有用于固定主軸軸承6的軸承座，機(jī)殼外表面安裝有接線柱，接線柱與設(shè)置于機(jī)殼內(nèi)的電刷電氣連接。主軸I上還設(shè)置有與轉(zhuǎn)子線圈電氣連接的集電環(huán)9，集電環(huán)9由兩個(gè)彼此絕緣的半圓形的銅環(huán)構(gòu)成，兩個(gè)銅環(huán)分別與轉(zhuǎn)子線圈的兩端相連接，集電環(huán)9與電刷潤滑相抵；轉(zhuǎn)子線圈通過集電環(huán)9和電刷與接線柱電氣連接。制造時(shí)，在磁軛5上套裝轉(zhuǎn)子線圈，在轉(zhuǎn)子線圈外壓裝上兩塊爪極，在兩塊爪極的中心軸處壓入主軸I并鎖緊，爪極的爪極塊之間總共形成12條爪極縫7，在爪極縫7內(nèi)嵌入磁塊4，在主軸I的一端固定集電環(huán)9，轉(zhuǎn)子線圈的兩端分別焊接于集電環(huán)9的兩個(gè)銅環(huán)上。磁塊4的數(shù)量根據(jù)發(fā)電機(jī)的功率而定，功率需求高則可在12條爪極縫7內(nèi)均嵌入磁塊4，功率需求低則可嵌入10塊、8塊、6塊或更少，但磁塊4的數(shù)量必須為偶數(shù)，均分成兩部分，且這兩部分磁塊4必須沿主軸I中心對稱。經(jīng)過實(shí)際測試，當(dāng)使用了本轉(zhuǎn)子的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500RPM時(shí)，發(fā)電機(jī)效率達(dá)到67%，與傳統(tǒng)的不加磁塊4的發(fā)電機(jī)相比，效率提高了 5%左右。當(dāng)使用了本轉(zhuǎn)子的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000RPM時(shí)，電壓輸出13.5V，滿載的情況做30分鐘溫升實(shí)驗(yàn)，線圈的溫度在140°C左右，與專利CN201290049公開的不加擋風(fēng)圈83的發(fā)電機(jī)相比，溫度降低了 20°C左右。實(shí)施例二:
與實(shí)施例一的不同之處在于，擋風(fēng)圈83可僅設(shè)置于前風(fēng)葉座82上擾流片81頂端或設(shè)置于后風(fēng)葉座82上擾流片81的頂端。
權(quán)利要求
1.一種車用交流發(fā)電機(jī)高效轉(zhuǎn)子總成，包括主軸(I)，該主軸(I)上設(shè)置有轉(zhuǎn)子線圈，所述轉(zhuǎn)子線圈外側(cè)安裝有爪極；所述爪極包括沿所述主軸(I)的軸向相對設(shè)置有前爪極(2)和后爪極(3)，所述前爪極(2)和后爪極(3)均包括與所述主軸(I)相垂直的底圈，以及垂直該底圈于底圈圈周上的側(cè)壁，所述側(cè)壁由若干沿所述底圈外圈均勻分布的梯形爪極塊構(gòu)成；所述爪極塊包括位于所述前爪極(2)上的前爪極塊(21)和位于所述后爪極(3)上的后爪極塊(31)，所述前爪極塊(21)和后爪極塊(31)相互交錯(cuò)且相間分布，且相鄰的所述前爪極塊(21)和后爪極塊(31)之間形成爪極縫(7);其特征在于:相鄰兩個(gè)所述前爪極(2)的根部之間設(shè)置有前爪極凹陷(22)，相鄰兩個(gè)所述后爪極(3)之間設(shè)置有后爪極凹陷(32)，所述前爪極凹陷(22)和后爪極凹陷(32)交錯(cuò)排列；至少兩個(gè)所述爪極縫(7)中嵌有寬度不小于該爪極縫(7)的磁塊(4)，且該磁塊(4)沿所述主軸(I)呈中心對稱分布；所述磁塊(4)的極性方向與該磁塊(4)投影于所述轉(zhuǎn)子線圈表面的投影的所在的導(dǎo)線內(nèi)通過的電流所產(chǎn)生的電磁場的極性方向相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述車用交流發(fā)電機(jī)高效轉(zhuǎn)子總成，其特征在于:所述前爪極(2)和后爪極(3)的底圈的外側(cè)面設(shè)置有風(fēng)葉(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述車用交流發(fā)電機(jī)高效轉(zhuǎn)子總成，其特征在于:所述風(fēng)葉(8)包括與所述底圈相貼的圓形的風(fēng)葉座(82)，其中，與所述前爪極(2)相貼合的為前風(fēng)葉座(82)，與所述后爪極(3)相貼合的為后風(fēng)葉座(82);所述風(fēng)葉座(82)的外圈均勻分布有若干與該風(fēng)葉座(82)相垂直的擾流片(81)，所述風(fēng)葉座(82)上位于所述擾流片(81)的一側(cè)開有風(fēng)孔(84);所述風(fēng)孔(84)與所述前爪極凹陷(22)或后爪極凹陷(32)相對。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述車用交流發(fā)電機(jī)高效轉(zhuǎn)子總成，其特征在于:所述前風(fēng)葉座(82)上擾流片(81)或所述后風(fēng)葉座(82)上擾流片(81)的頂端固定設(shè)置有擋風(fēng)圈(83)，該擋風(fēng)圈(83 )投影于所述風(fēng)葉座(82 )上的投影覆蓋所述風(fēng)孔(84 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述車用交流發(fā)電機(jī)高效轉(zhuǎn)子總成，其特征在于:所述前風(fēng)葉座(82)上擾流片(81)和所述后風(fēng)葉座(82)上擾流片(81)的頂端固定設(shè)置有擋風(fēng)圈(83)，該擋風(fēng)圈(83 )投影于所述風(fēng)葉座(82 )上的投影覆蓋所述風(fēng)孔(84 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述車用交流發(fā)電機(jī)高效轉(zhuǎn)子總成，其特征在于:所述前爪極(2)和后爪極(3 )之間設(shè)置有磁軛(5 )，所述轉(zhuǎn)子線圈套于該磁軛(5 )上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述車用交流發(fā)電機(jī)高效轉(zhuǎn)子總成，其特征在于:所述磁軛(5)通過內(nèi)擋圈固定于所述主軸(I)的軸向中部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述車用交流發(fā)電機(jī)高效轉(zhuǎn)子總成，其特征在于:所述內(nèi)擋圈的外側(cè)還設(shè)置有主軸軸承(6 )。
全文摘要
一種車用交流發(fā)電機(jī)高效轉(zhuǎn)子總成，包括主軸，該主軸上設(shè)置有轉(zhuǎn)子線圈，所述轉(zhuǎn)子線圈外側(cè)安裝有爪極；所述爪極包括沿所述主軸的軸向相對設(shè)置有前爪極和后爪極，所述前爪極和后爪極均包括與所述主軸相垂直的底圈，以及垂直該底圈于底圈圈周上的側(cè)壁，所述側(cè)壁由若干沿所述底圈外圈均勻分布的梯形爪極塊構(gòu)成。本發(fā)明爪極漏磁小，有效地提高了發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率；磁塊強(qiáng)度高，有效地提高了發(fā)電機(jī)低速發(fā)電性能；轉(zhuǎn)子上增加了風(fēng)葉和擋風(fēng)圈，冷卻效果好，可提升轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，提高發(fā)電機(jī)的功率。
文檔編號H02K1/24GK103117607SQ201210453318
公開日2013年5月22日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者郎旭初, 王輝, 謝東曉, 邱洪亮, 潘惠豐 申請人:浙江安美德汽車配件有限公司