CN109768643A - 一种混合磁路汽车交流转子结构及发电机 - Google Patents
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Abstract
一种混合磁路汽车交流转子结构及发电机，其转子结构包括N极爪极、S极爪极、磁场线圈、轴体以及集电环，其特征在于：还包括永磁体，所述N极爪极与所述S极爪极的相邻爪子之间构成爪极间隙，所述的永磁体填充在所述的爪极间隙内，相邻所述永磁体之间空置的所述爪极间隙的数量为0个或与所述永磁体的数量相等或为所述永磁体的数量的两倍，所述的永磁体的S极与所述S极爪极的爪子连接，所述的永磁体的N极与所述N极爪极的所述爪子连接。本发明所描述的发电机采用混合励磁的结构，通过在爪极极间添加永磁体来减小漏磁，提高电机的输出性能和效率。
Description
技术领域
本发明涉及电机装置技术领域，具体涉及一种混合磁路汽车交流转子结构及发电机。
背景技术
随着现代汽车工业发展，电器设备的越来越多,用电量越来越大。然而汽车发动机舱越来越紧凑，还有整车轻量化的要求，使得发电机体积越做越小，功率越做越大，效率越做越高。再加上节能降耗等其它要求，所以提高汽车交流发电机的功率密度和效率已成为一个重要需求。然而现有的汽车交流发电机都是爪极式结构，爪极式发电机虽然结构成熟，且成本低、制造工艺简单，但是它的缺点就是漏磁比较大且无法避免，电机效率无法提升，小体积大功率高效率设计遇到瓶颈。
又如中国公开号为CN205681195U的中国发明专利所公开的一种双定子复合结构转子径轴向混合磁路永磁同步电机及电动汽车，包括径向定子、轴向定子和转子，其中，所述转子套装于径向定子内部，与径向定子同轴布设，所述转子的一端或两端设置有轴向定子，轴向定子与转子同心布设；径向定子的定子槽内设置有径向绕组，所述轴向定子的定子槽内设置有轴向绕组；转子上设置有转子槽，转子槽内放置有永磁体，所述永磁体使转子上产生径向磁极和轴向磁极，所述径向磁极面向电机径向定子，所述轴向磁极面向电机轴向定子，使得电机径向、轴向均产生转矩，形成混合磁路。该技术方案的实际使用效果不佳
发明内容
本发明的目的是提供一种混合磁路汽车交流转子结构及发电机，本发明所描述的发电机采用混合励磁的结构，通过在爪极极间添加永磁体来减小漏磁，提高电机的输出性能和效率。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种混合磁路汽车交流转子结构，包括N极爪极、S极爪极、磁场线圈、轴体以及集电环，其特征在于：还包括永磁体，所述N极爪极与所述S极爪极的相邻爪子之间构成爪极间隙，所述的永磁体填充在所述的爪极间隙内，相邻所述永磁体之间空置的所述爪极间隙的数量为0个或与所述永磁体的数量相等或为所述永磁体的数量的两倍，所述的永磁体的S极与所述S极爪极的爪子连接，所述的永磁体的N极与所述N极爪极的所述爪子连接。
作为本发明的优选，所述爪子的两侧设置有连接槽，所述的永磁体的N极侧边与S极侧边分别插入相邻所述爪子的所述连接槽内。
作为本发明的优选，所述的永磁体的厚度大于所述N极爪极以及所述S极爪极的爪子的平均厚度相等。
作为本发明的优选，所述爪子的两侧侧壁的靠近所述磁场线圈一端向内倾斜,所述的永磁体与所述磁场线圈之间设置有弹簧片。
作为本发明的优选，所述的永磁体的外侧表面或内外两侧表面设置有隔磁板。
作为本发明的优选，所述的永磁体为橡胶磁体或烧结铁氧体或稀土磁体。
作为本发明的优选，任意相邻两个中间具有空置的所述爪极间隙的所述永磁体之间的空置的所述爪极间隙的数量相等。
作为本发明的优选，所述的永磁体通电产生的磁场与所述的磁场线圈通电产生的磁场形成并联磁路。
一种混合磁路汽车交流发电机，该发电机设有上述混合磁路汽车交流转子结构。
综上所述，本发明具有如下有益效果：
1.低转速下性能输出高，能有效满足怠速大负载使用及蓄电池所需的大充电电流。
2.由于采用了永磁体和线圈绕组的电励磁来共同进行励磁，因此输出电压可以简单通过调节励磁电流的大小来进行控制。使交流发电机同时具有电压可调节性与永磁电机的高功率、高效率输出的优点。
附图说明
图1为本发明转子结构实施例的爆炸结构示意图；
图2为本发明实施例的永磁体的固定方式的第一种实施例结构示意图；
图3为本发明实施例的永磁体的固定方式的第二种实施例结构示意图；
图4为本发明实施例的N极爪极与S极爪极合拢状态下结构示意图；
图中：1-N极爪极；2-S极爪极；3-磁场线圈；4-轴体；5-集电环；6-永磁体；7-爪极间隙；8-爪子；9-连接槽；10-弹簧片；11-隔磁板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1、图4所示，本发明实施例的转子结构包括N极爪极1、S极爪极2、磁场线圈3、轴体4以及集电环5，集电环5安装在轴体4的一端，N极爪极1、磁场线圈3以及S极爪极2均套接固定在轴体4上，磁场线圈3的两个出线与集电环5连接，磁场线圈3位于N极爪极1与S极爪极2之间，磁场线圈3内套设有磁轭，N极爪极1、S极爪极2由转子设计时就决定其极性，本实施例还包括永磁体6，N极爪极1与S极爪极2的相邻爪子8之间构成爪极间隙7，永磁体6填充在爪极间隙7内，相邻永磁体6之间空置的爪极间隙7的数量为0个或与永磁体6的数量相等或为永磁体6的数量的两倍，永磁体6的S极与S极爪极2的爪子8连接，永磁体6的N极与N极爪极1的爪子8连接。永磁体6为橡胶磁体或烧结铁氧体或稀土磁体。永磁体6通电产生的磁场与磁场线圈3通电产生的磁场形成并联磁路。任意相邻两个中间具有空置的爪极间隙7的永磁体6之间的空置的爪极间隙7的数量相等。既是永磁体6可以两个或两个以上构成一组，相邻组之间的空置的爪极间隙7的数量相等，同组内永磁体6之间不存在空置的爪极间隙7。
如图2所示，本发明实施例永磁体6的固定方式的第一种实施例为爪子8的两侧设置有连接槽9，连接槽9在爪极铸造完成后在爪子8的侧壁上进行车加工开槽，永磁体6的N极侧边与S极侧边分别插入相邻爪子8的连接槽9内。永磁体6的厚度大于N极爪极1以及S极爪极2的爪子8的平均厚度相等。
如图3所示，本发明实施例永磁体6的固定方式的第二种实施例为爪子8的两侧侧壁的靠近磁场线圈3一端向内倾斜，该实施方式由于没有内陷结构，可以采用爪极直接铸造一次成型，大幅度简化加工难度，这种设置方式使得爪极间隙7形成了一个截面为梯形的阻挡结构，梯形靠近爪极外侧一端为短边，靠近内侧一端为长边,永磁体6与磁场线圈3之间设置有弹簧片10，通过弹簧片10的形变力将永磁体6向外顶，由于爪极间隙7的形状形成了阻挡结构，导致永磁体6被卡进，当转子工作时，离心力向外，永磁体6也不会松脱，同时该结构完成后与转子一起进行浸漆工艺，进一步通过漆体固定了永磁体6。该实施方式中采用橡胶磁体作为永磁体6，大幅度提升成品率。
如图2、图3所示，本发明实施例在永磁体6的外侧表面或内外两侧表面设置有隔磁板11，隔磁板11为厚度为0.5mm～1.5mm的环氧树脂板，本实施例优选为外侧表面，外侧表面既是朝向转子外侧一面。
本发明实施例的电机的实施方式为采用转子结构实施例中的转子取代原有转子的一种电机，该电机内的转子的转子结构包括N极爪极1、S极爪极2、磁场线圈3、轴体4以及集电环5，集电环5安装在轴体4的一端，N极爪极1、磁场线圈3以及S极爪极2均套接固定在轴体4上，磁场线圈3的两个出线与集电环5连接，磁场线圈3位于N极爪极1与S极爪极2之间，磁场线圈3内套设有磁轭，N极爪极1、S极爪极2由转子设计时就决定其极性，还包括永磁体6，N极爪极1与S极爪极2的相邻爪子8之间构成爪极间隙7，永磁体6填充在爪极间隙7内，相邻永磁体6之间空置的爪极间隙7的数量为0个或与永磁体6的数量相等或为永磁体6的数量的两倍，永磁体6的S极与S极爪极2的爪子8连接，永磁体6的N极与N极爪极1的爪子8连接。永磁体6为橡胶磁体或烧结铁氧体或稀土磁体。永磁体6通电产生的磁场与磁场线圈3通电产生的磁场形成并联磁路。任意相邻两个中间具有空置的爪极间隙7的永磁体6之间的空置的爪极间隙7的数量相等。既是永磁体6可以两个或两个以上构成一组，相邻组之间的空置的爪极间隙7的数量相等，同组内永磁体6之间不存在空置的爪极间隙7。永磁体6填充了爪极间隙7后，漏磁通大大减少，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。相对申请人原有的采用稀土磁体完全填充全部爪极间隙7的方案，本申请的技术方案具有成本可控，同时生产过程成品率有效提高，生产效率高的优点。该技术方案具有更加高的产品化能力，同时采用空置的爪极间隙7调节功率能有合理的在电机尺寸与电机功率之间做出平衡，使得其能够应用在具有实际设计需求的汽车发电系统中。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种混合磁路汽车交流转子结构，包括N极爪极(1)、S极爪极(2)、磁场线圈(3)、轴体(4)以及集电环(5)，其特征在于：还包括永磁体(6)，所述N极爪极(1)与所述S极爪极(2)的相邻爪子(8)之间构成爪极间隙(7)，所述的永磁体(6)填充在所述的爪极间隙(7)内，相邻所述永磁体(6)之间空置的所述爪极间隙(7)的数量为0个或与所述永磁体(6)的数量相等或为所述永磁体(6)的数量的两倍，所述的永磁体(6)的S极与所述S极爪极(2)的爪子(8)连接，所述的永磁体(6)的N极与所述N极爪极(1)的所述爪子(8)连接。
2.根据权利要求1所述的一种混合磁路汽车交流转子结构，其特征在于：所述爪子(8)的两侧设置有连接槽(9)，所述的永磁体(6)的N极侧边与S极侧边分别插入相邻所述爪子(8)的所述连接槽(9)内。
3.根据权利要求2所述的一种混合磁路汽车交流转子结构，其特征在于：所述的永磁体(6)的厚度大于所述N极爪极(1)以及所述S极爪极(2)的爪子(8)的平均厚度相等。
4.根据权利要求1所述的一种混合磁路汽车交流转子结构，其特征在于：所述爪子(8)的两侧侧壁的靠近所述磁场线圈(3)一端向内倾斜,所述的永磁体(6)与所述磁场线圈(3)之间设置有弹簧片(10)。
5.根据权利要求1所述的一种混合磁路汽车交流转子结构，其特征在于：所述的永磁体(6)的外侧表面或内外两侧表面设置有隔磁板(11)。
6.根据权利要求1或3所述的一种混合磁路汽车交流转子结构，其特征在于：所述的永磁体(6)为橡胶磁体。
7.根据权利要求1所述的一种混合磁路汽车交流转子结构，其特征在于：任意相邻两个中间具有空置的所述爪极间隙(7)的所述永磁体(6)之间的空置的所述爪极间隙(7)的数量相等。
8.根据权利要求1所述的一种混合磁路汽车交流转子结构，其特征在于：所述的永磁体(6)通电产生的磁场与所述的磁场线圈(3)通电产生的磁场形成并联磁路。
9.一种混合磁路汽车交流发电机，其特征在于：该发电机包括权利要求1至8任意一项所述的一种混合磁路汽车交流转子结构。
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