本发明专利技术提供一种汽车用三相短距绕组永磁交流发电机。包括由转子轭、N极磁极、S极磁极、辅助极与轴组成的转子和定子，其特征在于：磁极数为20的永磁转子的N极和S极间隔粘结在转子轭上，紧挨磁极的电机旋转方向一侧的转子轭上还粘结有辅助极。由于汽车发电机电流大，电枢反应大，因此强烈的电枢反应磁场可经过辅助极进入气隙，大大增加了电机的气隙磁通，提高了发电机的输出功率。定子的24个槽内有A、B、C三相双层定子绕组，每相绕组有等匝数的8个线圈分为4个线圈组绕制，绕组节距为1，这样的短距使得绕组的端部较短，可以节省大量的铜材，并能减少发电机发热，提高发电机效率；另外，本发明专利技术的发电机每个定子齿外侧只有一相绕组，绕组没有重叠，槽利用率高，槽满率高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种低铜材消耗的汽车用三相短距绕组永磁交流发电机，属于汽车电机
技术介绍
目前，国内外广泛应用于汽车发电机多为爪极式三相交流发电机，该发电机的每一个绕组都横跨3个槽，即绕组节距为3，较长的绕组节距使得发电机绕组端部较长。由于绕组的电阻与绕组的长度成正比，因此，端部较长的绕组不仅浪费了大量的铜材，而且使得发电机发热严重。本专利技术公开了一种新式的短距绕组，减少发电机铜材的重量，降低发电机成本，提闻发电机效率。 在已有技术中，永磁无刷直流电机被大量应用于各行各业。例如，授权的中国专利技术专利船用无刷三相同步发电机分数槽绕组ZL200910115721.6，公开了一种船用无刷三相同步发电机分数槽绕组，其特征是将定子槽数108槽、极数8极、相数3相，并联支路数为4，线圈节距为11。授权的中国专利技术专利低速大转矩永磁无刷电机的分数槽绕组ZL200510093634. 7，涉及了磁极数P与铁芯槽数Z及相数M和分布数Q满足如下条件永磁无刷电机I)当分布数Q为奇数时，铁芯槽数Z = Q X MX K，磁极数P = Z±K;其中K为自然数；2)当分布数Q为偶数时，铁芯槽数Z = QXMXK，磁极数P = Ζ±2Κ;其中K为自然数。公告的中国专利技术专利低速直驱永磁同步潜油电机，专利申请号201010614682. 7，定子上开18个定子槽，所述定子的绕组为少槽多极、分数槽并双层短距绕组；所述转子级数为14极。以上专利技术都是在某一特种场合应用的永磁无刷直流电动机具体结构的创新。而当永磁无刷直流电机工作在发电机状态时，必须要求三相严格对称，并且不能存在径向不平衡力。因此，授权的中国专利技术专利ZL200510093634. 7所公布的分数槽绕组大部分不适合作为发电机使用。本专利技术在分析齿槽匹配理论、三相绕组对称分布原理和径向不平衡力产生机理的基础上，提出了 24个定子槽和20个转子极组成的4线圈组分数槽短距绕组汽车用永磁交流发电机结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低铜材消耗的汽车用三相短距绕组永磁交流发电机。该电机减少发电机铜材的重量，降低发电机成本，提高发电机效率。具体是包括由转子轭、磁极和轴组成的转子和定子，其特征在于磁极数为20的永磁转子的10个N极和10个S极间隔排列，磁极粘结在转子轭外表面上，磁极材料为钕铁硼或铁氧体永磁材料，极弧系数为O. 6 O. 8,紧挨磁极的电机旋转方向一侧的转子轭外表面上还粘结有辅助极，辅助极圆弧长度为磁极圆弧长度的1/8 1/5，辅助极材料为导磁软铁，转子轭固定在转子轴上；定子的24个槽内有A、B、C三相双层定子绕组，每相绕组有等匝数的8个线圈分为4个线圈组绕制，绕组节距为1，A相绕组的线圈分别是、fiili 、糟頂8、HhSb、fflHfw、ffiislSw、HHS20、糟24-櫝 1 ’B相绕组的线圈分别是糟2-憎3、糟3-憎4、糟S~f|9、糟9^110、槽14^§15、槽15~ffl6、糟20兼1、槽2卜槽22 , C相绕组的线圈分别是槽5 、1Μ 6、糟10，糟11、槽關12、ffiieHn、SrHfIs、'糟 22-槽23、櫝23-糟24,三相绕组星形连接。本专利技术的有益效果如下普通的汽车发电机电压一般只有14V，功率70A，因此汽车发电机的定子绕组电流密度高，发热严重。本专利技术的所采用的三相短距绕组每一个绕组都只横跨I个槽，即绕组节距为1，较短的绕组节距使得发电机绕组端部较短。由于绕组的电阻与绕组的长度成正比，因此，端部较短的绕组可以节省大量的铜材，并能减少发电机发热，提高发电机效率。另外，本专利技术的发电机每个定子齿外侧只有一相绕组，槽利用率高，槽满率高。由于采用的齿槽匹配较好，三相绕组对称分布，而且该电机没有径向不平衡力，齿槽转矩也较小。附图说明图I是本专利技术实施例的绕组展开图。图2是本专利技术实施例的发电机剖面图。图3是本专利技术实施例的发电机相电压波形具体实施例方式如图I所示的三相短距绕组永磁交流发电机绕组展开图，磁极数为20的永磁转子的10个N极和10个S极间隔排列，磁极粘结在转子轭上，转子轭固定在转子轴上，定子的24个槽内有A、B、C三相双层定子绕组，每相绕组有等匝数的8个线圈分为4个线圈组绕制，绕组节距为1，A相绕组的线圈分别是糟I2、櫝6-槽7、糟7艰、櫝12喷3、1 Η 4、糟關19、糟lM曹20、糟24-憎I, B相绕组的线圈分别是槽5 、IpP、糟、槽9^ffl0、槽14-糟15、糟15-槽16、褶20-糟21、糟21-槽22 , C相绕组的线圈分另IJ 是糟4^|5、添Hi、糟I (Hf售11、糟I Hfl 2、糟 16-憎 17、糟 17 18、糟22養3、槽23~ff24 ,三相绕组星形连接。本专利技术实施例的发电机剖面图如图2所示，发电机包括由转子轭6、N极磁极I、S极磁极2、辅助极4与轴3组成的转子和定子铁心6与定子绕组7组成的定子，磁极数为20的永磁转子的10个N极和10个S极间隔排列，磁极粘结在转子轭上，磁极材料为钕铁硼或铁氧体永磁材料，极弧系数为O. 6 O. 8，紧挨磁极的电机旋转方向一侧的转子轭上还粘结有辅助极，辅助极圆弧长度为磁极圆弧长度的1/8 1/5，辅助极材料为导磁软铁，转子轭固定在转子轴上。本专利技术实施例的发电机相电压如图3所示，波形具有较好的正弦性，高次谐波小，电机效率高。这是因为发电机采取了 24个定子槽和20个转子极组成的4线圈组分数槽短距绕组汽车用永磁交流发电机结构，极弧系数为O. 6 O. 8，齿槽匹配较好，三相绕组对称分布，而且该电机没有径向不平衡力，齿槽转矩也较小。其工作原理为当发电机转子以每分钟n r/min的转速旋转时，极对数为10的转子在气隙磁场中产生频率为的交变磁场，三相定子绕组可输出频率为的三相交流感应电压，这个三相交流电压经整流稳压电路整流并稳压后给蓄电池充电，或者给汽车用电设备供电。由于汽车发电机电流大，电枢反应大，因此强烈的电枢反应磁场可经过辅助极进入气隙，大大增加了电机的气 隙磁通，提高了发电机的输出功率。权利要求1.包括由转子轭、N极磁极、S极磁极、辅助极与轴组成的转子和定子，其特征在于磁极数为20的永磁转子的10个N极和10个S极间隔排列，磁极粘结在转子轭外表面上，磁极材料为钕铁硼或铁氧体永磁材料，极弧系数为O. 6 O. 8,紧挨磁极的电机旋转方向一侧的转子轭外表面上还粘结有辅助极，辅助极圆弧长度为磁极圆弧长度的1/8 1/5，辅助极材料为导磁软铁，转子轭固定在转子轴上；定子的24个槽内有A、B、C三相双层定子绕组，每相绕组有等匝数的8个线圈分为4个线圈组绕制，绕组节距为1，A相绕组的线圈分别是WW、櫝6-櫝7、17 、HHEi、糟 13^114、糟 18-櫝 19、糟lM§20、SiiHi ’ B相绕组的线圈分别是糟2~fl3、櫝3-糟4、糟8-糟9、糟、糟14-糟15、糟IS^fl 6、糟20-糟21、糟21-糟22 , C相绕组的线圈分别是糟4,5、糟5-糟6、糟IO^f 11、糟11 Jffl2、糟16"^|17、糟17-褶18、槽22，褶23、糟234124 ,三相绕组星形连接。全文摘要本专利技术提供一种汽车用三相短距绕组永磁交流发电机。包括由转子轭、N极磁极、S极磁极、辅助极与本文档来自技高网...
【技术保护点】
包括由转子轭、N极磁极、S极磁极、辅助极与轴组成的转子和定子，其特征在于：磁极数为20的永磁转子的10个N极和10个S极间隔排列，磁极粘结在转子轭外表面上，磁极材料为钕铁硼或铁氧体永磁材料，极弧系数为0.6～0.8，紧挨磁极的电机旋转方向一侧的转子轭外表面上还粘结有辅助极，辅助极圆弧长度为磁极圆弧长度的？1/8～1/5，辅助极材料为导磁软铁，转子轭固定在转子轴上；定子的24个槽内有A、B、C三相双层定子绕组，每相绕组有等匝数的8个线圈分为4个线圈组绕制，绕组节距为1，A相绕组的线圈分别是？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？、、、、、、、，B相绕组的线圈分别是、、、、、、、，C相绕组的线圈分别是、、、、、、、，三相绕组星形连接。2012105402026100001dest_path_image001.jpg,2012105402026100001dest_path_image002.jpg,2012105402026100001dest_path_image003.jpg,2012105402026100001dest_path_image004.jpg,2012105402026100001dest_path_image005.jpg,2012105402026100001dest_path_image006.jpg,2012105402026100001dest_path_image007.jpg,2012105402026100001dest_path_image008.jpg,2012105402026100001dest_path_image009.jpg,2012105402026100001dest_path_image010.jpg,2012105402026100001dest_path_image011.jpg,2012105402026100001dest_path_image012.jpg,2012105402026100001dest_path_image013.jpg,2012105402026100001dest_path_image014.jpg,2012105402026100001dest_path_image015.jpg,dest_path_image016.jpg,2012105402026100001dest_path_image017.jpg,dest_path_image018.jpg,2012105402026100001dest_path_image019.jpg,dest_path_image020.jpg,2012105402026100001dest_path_image021.jpg,dest_path_image022.jpg,2012105402026100001dest_path_image023.jpg,dest_path_image024.jpg...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：史立伟，张学义，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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