一种车用交流发电机制造技术

本发明专利技术公开一种车用交流发电机，涉及发电机技术领域。其包括前端盖、后端盖、转子和定子，转子包括交叉安装的前极爪和后极爪，前极爪与后极爪之间设置有线圈架，线圈架上绕设有转子线圈，定子包括定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的定子线圈；定子线圈每槽的相匝数Ns与转子线圈的匝数Nr比为：0.017≤Ns/Nr≤0.029，定子铁芯的高度L3与磁轭高度L4

【技术实现步骤摘要】
一种车用交流发电机
本专利技术涉及发电机
，尤其涉及一种车用交流发电机。
技术介绍
在汽车中，交流发电机的作用是将发动机的部分机械能转变成电能，从而为汽车的用电设备或蓄电池进行供电。现有车用交流发电机一般包括端盖、转子、定子、皮带轮、整流桥等部件，在运行过程中，由于发电机自身设计不合理(如定子结构、转子结构、转子与定子配合间隙等)，容易导致发电机铜损大、噪音大、漏磁严重，进而大大降低了发电机的能量转化率和发电功率，影响了发电机的输出性能。基于上述原因，现有车用交流发电机一般采用大尺寸的结构设计，以保证汽车的用电需求，然而随着目前汽车小型化、轻型化的发展趋势，这种输出功率低，体积大的交流发电机越来越无法满足用户的需求。
技术实现思路
基于以上所述，本专利技术提供一种车用交流发电机，以解决现有交流发电机发电效率低、输出功率小、体积大、风噪大的问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种车用交流发电机，包括前端盖、后端盖及固定在前端盖与后端盖之间的转子和定子，所述转子包括交叉安装的前极爪和后极爪，所述前极爪与后极爪之间设置有线圈架，所述线圈架上绕设有转子线圈，所述定子包括定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的定子线圈；所述定子线圈每槽的相匝数Ns与转子线圈的匝数Nr比为：0.017≤Ns/Nr≤0.029，所述定子铁芯的高度L3与磁轭高度L4总之比为：1≤L3/L4总≤1.24，所述定子铁芯的高度L3与前后极爪的总高Lr之比为：0.56≤L3/Lr≤0.69。作为优选，所述定子铁芯的前端面到前极爪底板内侧的距离L2与前极爪底板的厚度L1之比为：L2/L1≤0.19；和/或所述定子铁芯的后端面到后极爪底板内侧的距离L2’与后极爪底板的厚度L1’之比为：L2’/L1’≤0.19。作为优选，所述前极爪的爪尖到定子铁芯前端面的距离Lp与所述定子铁芯的高度L3之比为：Lp/L3≥0.91；和/或所述后极爪的爪尖到定子铁芯后端面的距离Lp’与所述定子铁芯的高度L3之比为：Lp’/L3≥0.91。作为优选，所述前极爪爪跟的厚度X1与所述前极爪底板的厚度L1之比为：0.91≤X1/L1≤1.2；和/或所述后极爪爪跟的厚度X1’与所述后极爪底板的厚度L1’之比为：0.91≤X1’/L1’≤1.2。作为优选，所述前极爪爪尖的厚度X2与所述前极爪爪跟的厚度X1之比为：0.26≤X2/X1≤0.5；和/或所述后极爪爪尖的厚度X2’与所述后极爪爪跟的厚度X1’之比为：0.26≤X2’/X1’≤0.5。作为优选，所述前极爪及后极爪的爪尖均设有爪尖倒角圆，所述爪尖倒角圆由开设在模具上的冷挤槽挤压成型，且所述爪尖倒角圆的半径R的取值为：R≥2mm。作为优选，所述前极爪到后极爪的周向距离Y与所述定子铁芯的齿脚宽度X之比为：1.5≤Y/X≤1.99。作为优选，所述定子铁芯的齿中宽度bt与铁芯槽高度ht之比为：0.3≤bt/ht≤0.39。作为优选，所述转子前端安装有前风扇，所述前风扇的风叶顶部到定子线圈前端的距离t与前风扇风叶的高度h之比为：t/h≤0.19；和/或所述转子后端安装有后风扇,所述后风扇的风叶顶部到定子线圈后端的距离t’与后风扇风叶的高度h’之比为：t’/h’≤0.19。作为优选，所述前极爪及后极爪的根部均开设有风切倒角，所述风切倒角为一平面。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过调整定子线圈每槽的相匝数与转子线圈的匝数比，能在满足绕线工艺的前提下，达到漏磁系数与磁阻的优化设计，大大提高了发电机的输出功率；通过调整定子铁芯的高度与磁轭高度、前后极爪高度的关系，使得交流发电机在同等直径下具有最优的功率密度，在保证极爪的机械强度下感应电动势最大化，使输出和效率最佳，有利于减小发电机的体积。上述比例的配合设置，保证了转子与定子铁芯的磁场饱和程度最佳，同时兼顾了转子的机械强度、风噪等因素，使发电机在拥有高输出同时，噪音更低，机械强度更好，发电效率更高，而且振动小，工作平稳；进而，在具有同等输出的基础上，本专利技术有效减小了发电机的体积，节约了生产成本和车内空间。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术提供的车用交流发电机的爆炸结构图；图2是本专利技术提供的车用交流发电机的内部结构剖视图；图3是本专利技术所涉及的转子的安装结构图；图4是本专利技术所涉及的前极爪的结构图；图5是本专利技术所涉及的前极爪的另一角度结构图；图6是本专利技术所涉及的前极爪的剖视图；图7是本专利技术所涉及的后极爪的剖视图；图8是本专利技术所涉及的定子铁芯槽的局部结构图；图9是本专利技术所涉及的定子铁芯的齿的结构图；图10是车用交流发电机的电磁噪音曲线图。图中：11-前端盖；12-后端盖；21-前极爪；211-底板；212-爪部；213-前磁轭；214-风切倒角；22-后极爪；23-转子线圈；24-转子轴；31-定子铁芯；32-定子线圈；4-皮带轮；5-整流桥；6-罩盖；71-前风扇；72-后风扇；S1、S3为现有技术中车用交流发电机的电磁噪音曲线；S2为本专利技术的车用交流发电机的电磁噪音曲线。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1-图10所示，本实施例提供一种优选的车用交流发电机，该交流发电机包括前端盖11、后端盖12、及固定在前端盖11与后端盖12之间的转子和定子，其中转子固定在转子轴24上，定子安装在转子的外部。具体的，上述转子包括相互交叉安装的前极爪21和后极爪22，用于进行导磁及散热；前极爪21与后极爪22之间设置有线圈架，线圈架上绕设有转子线圈23，用于在通直流电以后产生励磁。上述的定子包括定子铁芯31及缠绕在定子铁芯31上的定子线圈32；定子铁芯31用于导磁及散热，定子线圈32用于在变化的磁场里产生交流电。该交流发电机的前端通过皮带轮4与汽车的发动机连接，能够将发动机的动能转化为电能；发电机的后端与整流桥5和调节器连接，用于将稳定的电能输送给车内用电设备；发电机的后端还罩设有罩盖6，以起到保护作用。在本专利技术中，定子线圈32每槽的相匝数Ns与转子线圈23的匝数Nr之比为：0.017≤Ns/Nr≤0.029，这里，每槽的相匝数Ns是指定子铁芯31中每槽单相嵌入的线圈匝数。具体地，上述定子线圈32每槽的相匝数Ns为7匝，转子线圈23的匝数Nr为315匝，两者之比Ns/Nr为0.022。上述比值的设置，能在满足绕线工艺的前提下，使发电机达到漏磁系数与磁阻的优化设计，大大提高了发电机的输出功率。同时，本专利技术定子铁芯31的高度L3与磁轭高度L4总之比为：1≤L3/L4总≤1.24，其中L4总为26.54㎜。如图6、图7所示，由于本实施例中磁轭与极爪为一体式结构，整个磁轭由前极爪21上的前磁轭213与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用交流发电机，包括前端盖、后端盖及固定在前端盖与后端盖之间的转子和定子，其特征在于，所述转子包括交叉安装的前极爪和后极爪，所述前极爪与后极爪之间设置有线圈架，所述线圈架上绕设有转子线圈，所述定子包括定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的定子线圈；所述定子线圈每槽的相匝数Ns与转子线圈的匝数Nr比为：0.017≤Ns/Nr≤0.029，所述定子铁芯的高度L3与磁轭高度L4

【技术特征摘要】
1.一种车用交流发电机，包括前端盖、后端盖及固定在前端盖与后端盖之间的转子和定子，其特征在于，所述转子包括交叉安装的前极爪和后极爪，所述前极爪与后极爪之间设置有线圈架，所述线圈架上绕设有转子线圈，所述定子包括定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的定子线圈；所述定子线圈每槽的相匝数Ns与转子线圈的匝数Nr比为：0.017≤Ns/Nr≤0.029，所述定子铁芯的高度L3与磁轭高度L4总之比为：1≤L3/L4总≤1.24，所述定子铁芯的高度L3与前后极爪的总高Lr之比为：0.56≤L3/Lr≤0.69。2.根据权利要求1所述的车用交流发电机，其特征在于，所述定子铁芯的前端面到前极爪底板内侧的距离L2与前极爪底板的厚度L1之比为：L2/L1≤0.19；和/或所述定子铁芯的后端面到后极爪底板内侧的距离L2’与后极爪底板的厚度L1’之比为：L2’/L1’≤0.19。3.根据权利要求2所述的车用交流发电机，其特征在于，所述前极爪的爪尖到定子铁芯前端面的距离Lp与所述定子铁芯的高度L3之比为：Lp/L3≥0.91；和/或所述后极爪的爪尖到定子铁芯后端面的距离Lp’与所述定子铁芯的高度L3之比为：Lp’/L3≥0.91。4.根据权利要求3所述的车用交流发电机，其特征在于，所述前极爪爪跟的厚度X1与所述前极爪底板的厚度L1之比为：0.91≤X1/L1≤1.2；和/或所述后极爪爪跟的厚度X1’与所述后极爪...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪坤松，吴斌，孙韬，黄晖锋，石宇杰，胡山凤，孙菲，吴庆梁，徐晓玲，徐一斐，
申请(专利权)人：上海法雷奥汽车电器系统有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31