[發明專利]汽車用無刷反向爪極電勵磁發電機

在審

• 申請號: 202310177273.2
• 申請日: 2023-02-28
• 公開（公告）號: CN116155053A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 張羽豐;胡文靜;耿慧慧;張學義;尹紅彬;許明俊;顏世龍
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: H02K17/42
• 分類號: H02K17/42;H02K1/24;H02K1/26;H02K1/16;H02K7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種汽車用無刷反向爪極電勵磁發電機，屬于汽車電機電器技術領域。由前端蓋、后端蓋、前爪極、后爪極、電勵磁繞組、磁軛、塑料骨架、電樞繞組、定子、轉軸組成，前爪極呈喇叭狀延伸，形成較大的環狀導磁體，后爪極呈瓶頸狀收縮，形成較小的環狀導磁體，形成N極、S極間隔排列，極數相等，并且都沿圓形均勻分布的反向爪極電勵磁轉子，該結構能增大電勵磁繞組徑向空間，縮短軸向長度，磁場分布均勻、功率密度高、感應電動勢諧波含量少，實現了發電工況下的高正弦度電壓波形，整機采用無刷結構，省去易磨損的碳刷滑環結構，可靠性高。

技術領域

本發明提供一種汽車用無刷反向爪極電勵磁發電機，屬于汽車電機電器技術領域。

背景技術

電勵磁爪極發電機因其制造簡單、成本低廉且工作穩定性好，在汽車上得到了廣泛應用，但隨著汽車技術的進步，汽車上的用電設備日益增多，傳統的爪極發電機輸出效率低、功率密度小、輸出電壓諧波含量大的問題愈發突出，已逐漸無法滿足使用需要，另外由于存在碳刷和機械換向器，不但限制了發電機的過載能力，而且如果長時間運行、勢必需要經常維修和更換碳刷及換向器，因此電勵磁爪極發電機的性能有待于進一步改進。

發明內容

本發明的目的是提供一種能克服上述缺陷，電勵磁繞組徑向布置空間大，磁場分布均勻、功率密度高、感應電動勢諧波含量少，沒有碳刷和機械換向器、故障率低的汽車用無刷反向爪極電勵磁發電機，其技術內容為：

由前端蓋、后端蓋、前爪極、后爪極、電勵磁繞組、導磁環、塑料骨架、電樞繞組、定子、轉軸組成的汽車用無刷反向爪極電勵磁發電機，其特征在于：電勵磁發電機轉子為反向爪極結構；

反向爪極的電勵磁轉子由前爪極、后爪極、電勵磁繞組、導磁環、塑料骨架組成，前爪極與后爪極的爪部采用相同的等腰梯形變截面結構，爪尖處厚度與寬度均小于爪根處，前爪極與后爪極的爪尖指向一致，爪尖到爪根的長度與定子軸向長度相同，前爪極在前爪極磁軛處向外喇叭狀擴展形成前爪極的爪極支撐部，前爪極磁軛外圓直徑大于爪根處最大外圓直徑，前爪極的爪極支撐部外圓直徑大于定子內圓直徑且小于定子外圓直徑，后爪極在后爪極磁軛處向內收縮形成后爪極的爪極支撐部，兩爪極支撐部之間放置導磁環、電勵磁繞組和塑料骨架，電勵磁繞組纏繞在塑料骨架上，塑料骨架套在導磁環上，導磁環通過螺釘固定在后端蓋上，后爪極通過非導磁材料焊接在前爪極上，前爪極壓裝在轉軸上，形成N極、S極間隔排列，極數相等，并且都沿圓形均勻分布。

工作原理：當電勵磁繞組通入勵磁電流后爪極被磁化，轉軸帶動爪極轉動，轉子會產生一個空間旋轉磁場，定子繞組中的磁通產生交替變化，根據電磁感應原理，定子三相繞組中會產生交變的感應電動勢，將三相交流電經過整流器整流后可以輸出直流電。由于電勵磁無刷爪極發電機的磁軛通過螺釘固定在后端蓋上不隨轉子轉動，因此不需要碳刷滑環結構。

本發明與現有技術相比，前、后爪極的爪部均采用等腰梯形變截面結構，爪尖厚度小于爪根厚度，可以減少爪部材料使用量，減輕整機質量，爪尖寬度小于爪根寬度能明顯增大相鄰兩爪之間的距離，較少漏磁磁通，無需在相鄰兩爪之間增加額外隔磁材料，實現高氣隙磁密的同時有效提高整機效率，降低電機制造成本；

前爪極在前爪極磁軛處向外喇叭狀擴展形成前爪極的爪極支撐部，無需以削減爪部尺寸為代價增大電機徑向尺寸，避免出現爪根處磁場早于爪尖處達到飽和的現象，磁場分布更加均勻，有效降低了感應電動勢中諧波的含量，增加了電勵磁繞組的布置空間，提高了整機功率密度，同時整機采用無刷結構，省去易磨損的碳刷滑環結構，可靠性高。

附圖說明

圖1是本發明實施例的結構示意圖；

圖2是1所示實施例的剖面圖。

圖中：1、后端蓋?2、轉軸?3、導磁環?4、后爪極?5、塑料骨架?6、電勵磁繞組?7、前爪極?8、定子?9、電樞繞組?10、前端蓋?11、風扇?12、軸承?13、皮帶輪?14、螺釘。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：