各相隔離的五相容錯汽車發電機制造技術

本發明專利技術提出各相隔離的五相容錯汽車發電機，包括定子鐵心、轉子鐵心、勵磁繞組、電樞繞組、定子固定塊、外殼和軸，屬于汽車電器技術領域。定子鐵心由5個沿圓周均布的子鐵心組成，子鐵心利用不導磁的定子固定塊均勻的固定在外殼內側；其定子極按照極弧機械角大小不同分為寬定子極和窄定子極，寬定子極的極弧機械角為14度，窄定子極的極弧機械角為10度。轉子鐵心有18個凸型結構的轉子極，轉子極沿圓周方向均布。該電機的五相繞組互相隔離，可以把故障限制在一相內，以減小故障相對其它相造成負面影響，而且可以通過調節勵磁電流的大小可以調節氣隙磁場的強弱，從而實現所述發電機輸出電壓的穩定。

【技術實現步驟摘要】
各相隔離的五相容錯汽車發電機
本專利技術涉及各相隔離的五相容錯汽車發電機，屬于汽車電器領域。
技術介紹
汽車發電機是汽車電源系統的主要電源，其功用是在發動機正常運轉時，對除起動機以外的所有用電設備供電，并向蓄電池充電。由于汽車發電機安裝在發動機上，需要其在強烈震動、多灰塵、高溫的環境下都能正常工作，因此汽車用發電機必須具備很高的穩定性和可靠性。隨著現代汽車技術的發展和車載設備用電需求的增長，不僅要求增加電源系統的功率容量，而且對電源系統質量和可靠性提出了越來越高的要求。目前，爪極式發電機在汽車上應用最為普及，爪極式發電機有其固有的缺點：制造工藝難度大、成本高、效率低，因此已經難以滿足現代汽車電氣技術發展的要求。因此，研究高性能、高可靠性的新型汽車發電機已經成為新一代汽車電源技術發展和設計的重要課題。在目前公開的技術中，已有相關專利申請號為201310473599.6的專利技術專利申請：汽車廢氣渦輪驅動軸向勵磁發電機，該專利技術提供一種軸向勵磁發電機，由廢氣渦輪機、電勵磁系統、發電系統、轉子、前端蓋、后端蓋組成。其轉子為法蘭盤結構，既沒有電勵磁繞組，也沒有永磁體，結構簡單，轉動慣量小，渦輪機通過螺栓固定在發電機前端蓋上，渦輪機的軸與發電機的轉子軸為同一條軸，結構緊湊，占據空間小，安裝方便，并且由汽車發動機排出的高溫高壓廢氣驅動，節約能源，降低成本。由于現代汽車用發電機對電機的可靠性提出了更高的要求，而采用多相繞組可提高電機的可靠性。在多相發電機中，已有的相關申請主要有專利號為：201010290905.9的專利技術專利：多相電機，提出了一種多相電機，具有圍繞轉子的環形定子，多個電繞組位于槽中，以限定沿周邊隔開的磁極。該專利技術能夠減弱傳動系速度振蕩，減輕車輛振動和噪音。傳統的五相電勵磁雙凸極電機存在各相不對稱問題，為了解決上述問題，本申請第一專利技術人發表的論文《各相對稱的五相電勵磁雙凸極發電機電磁特性分析》.中國電機工程學報2016.36(10)）提出了一種30槽24極結構的五相電勵磁雙凸極電機，不可避免的是該電機極數較多，電機換向過于頻繁且槽間漏磁較大。同時勵磁繞組跨三個極繞制，多達10個勵磁線圈也增加了勵磁繞組的銅耗和漆包線的用量。為了解決研究中發現的上述問題，本專利技術提出了一種五相容錯汽車發電機，定子鐵心由5個沿圓周均布的子鐵心組成，子鐵心利用不導磁的定子固定塊均勻的固定在外殼內側，其定子極按照極弧機械角大小不同分為寬定子極和窄定子極。本專利技術的各個定子鐵心之間被不導磁的定子固定塊隔離，使得定子相繞組在物理和電磁上都是彼此隔離的，這大大降低了相間故障的可能性，而且采用五相繞組，即使有缺相故障時系統仍能維持工作，容錯能力強。目前申請人經國內外檢索，尚未檢索到本專利技術所涉及各相隔離的五相容錯汽車發電機的高容錯、高效率的要求所提出一種新型結構的電機。
技術實現思路
所要解決的技術問題：提供一種高效率、高可靠性的各相隔離的五相容錯汽車發電機。為了實現以上功能，本專利技術采取的技術方案是：各相隔離的五相容錯汽車發電機，包括定子鐵心(1)、轉子鐵心(2)、勵磁繞組(4)、電樞繞組(5)、定子固定塊(6)、外殼(7)和軸(3)，軸(3)旋轉時帶動轉子鐵心(2)旋轉，其特征在于：定子鐵心(1)由5個沿圓周均布的子鐵心組成，子鐵心利用定子固定塊(6)均勻的固定在外殼(7)內側；定子固定塊(6)不導磁，使各個子鐵心的磁路隔離；每個子鐵心有三個凸型結構的定子極，中間的一個定子極極弧機械角為14度，稱為寬定子極；在寬定子極兩側對稱分布的兩個定子極極弧機械角為10度，稱為窄定子極；寬定子極和窄定子極之間有定子槽，所述定子槽槽口的機械角為12度；轉子鐵心(2)有18個凸型結構的轉子極，轉子極沿圓周方向均布；每個寬定子極上繞有勵磁繞組(4)，所有勵磁繞組(4)的繞向一致；每個窄定子極上繞有電樞繞組(5)，所有電樞繞組(5)的繞向和勵磁繞組(4)的繞向一致。如上所述各相隔離的五相容錯汽車發電機，其特征在于：通過調節勵磁電流的大小能夠調節氣隙磁場的強弱，從而實現所述發電機輸出電壓的穩定。如上所述各相隔離的五相容錯汽車發電機，其特征在于：沿圓周方向的第1個電樞繞組和第6個電樞繞組串聯組成A相電樞繞組，第7個電樞繞組和第12個電樞繞組串聯組成B相電樞繞組，第3個電樞繞組和第13個電樞繞組串聯組成C相電樞繞組，第4個電樞繞組和第9個電樞繞組串聯組成D相電樞繞組，第10個電樞繞組和第15個電樞繞組串聯組成E相電樞繞組。本專利技術的有益效果是：1電機的五相繞組互相隔離，可以把故障限制在一相內，以減小故障相對其它相造成負面影響，防止故障傳播；2電機具有獨立的定子子鐵心，繞線方便，制造工藝簡單；3轉子無勵磁繞組，工作可靠；4總的磁鏈較短，硅鋼片磁阻小，鐵耗少；5繞組皆為集中式繞組，內阻小，效率高。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。圖1是本專利技術各相隔離的五相容錯汽車發電機縱剖圖。其中，1、定子鐵心，2、轉子鐵心，3、軸，4、勵磁繞組，5、電樞繞組，6、定子固定塊，7、外殼。圖2是本專利技術各相隔離的五相容錯汽車發電機子鐵心結構示意圖。圖3是本專利技術各相隔離的五相容錯汽車發電機嵌線圖。圖4是本專利技術各相隔離的五相容錯汽車發電機各相磁鏈圖。具體實施方式本專利技術提供各相隔離的五相容錯汽車發電機，為使本專利技術的技術方案及效果更加清楚、明確，以及參照附圖并舉實例對本專利技術進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。如圖1所示的各相隔離的五相容錯汽車發電機，由定子鐵心(1)、轉子鐵心(2)、勵磁繞組(4)、電樞繞組(5)、定子固定塊(6)、外殼(7)和軸(3)組成。軸(3)旋轉時帶動轉子鐵心(2)旋轉，定子鐵心(1)由5個沿圓周均布的子鐵心組成，子鐵心利用定子固定塊(6)均勻的固定在外殼(7)內側；定子固定塊(6)不導磁，使各個子鐵心的磁路隔離；每個子鐵心有三個凸型結構的定子極。轉子鐵心(2)有18個凸型結構的轉子極，轉子極沿圓周方向均布。在每個寬定子極上繞有勵磁繞組(4)，所有勵磁繞組(4)的繞向一致；在每個窄定子極上繞有電樞繞組(5)，所有電樞繞組(5)的繞向和勵磁繞組(4)的繞向一致。如上所述各相隔離的五相容錯汽車發電機，其特征在于：通過調節勵磁電流的大小能夠調節氣隙磁場的強弱，從而實現所述發電機輸出電壓的穩定。圖2是本專利技術各相隔離的五相容錯汽車發電機子鐵心結構示意圖。如圖所示，定子鐵心的子鐵心中間的一個定子極極弧機械角為14度，稱為寬定子極；在寬定子極兩側對稱分布的兩個定子極極弧機械角為10度，稱為窄定子極；寬定子極和窄定子極之間有定子槽，所述定子槽槽口的機械角為12度。圖3沿圓周方向的第1個電樞繞組和第6個電樞繞組串聯組成A相電樞繞組，第7個電樞繞組和第12個電樞繞組串聯組成B相電樞繞組，第3個電樞繞組和第13個電樞繞組串聯組成C相電樞繞組，第4個電樞繞組和第9個電樞繞組串聯組成D相電樞繞組，第10個電樞繞組和第15個電樞繞組串聯組成E相電樞繞組。圖4是本專利技術各相隔離的五相容錯汽車發電機各相磁鏈圖。本專利技術提供的各相隔離的五相容錯汽車發電機工作原理為：勵磁繞組通電產生磁場；電機定子鐵心是由5個子鐵心組成，每個子鐵心上的勵磁繞組產生磁場經本文檔來自技高網...

【技術保護點】
各相隔離的五相容錯汽車發電機，包括定子鐵心(1)、轉子鐵心(2)、勵磁繞組(4)、電樞繞組(5)、定子固定塊(6)、外殼(7)和軸(3)，軸(3)旋轉時帶動轉子鐵心(2)旋轉，其特征在于：定子鐵心(1)由5個沿圓周均布的子鐵心組成，子鐵心利用定子固定塊(6)均勻的固定在外殼(7)內側；定子固定塊(6)不導磁，使各個子鐵心的磁路隔離；每個子鐵心有三個凸型結構的定子極，中間的一個定子極極弧機械角為14度，稱為寬定子極；在寬定子極兩側對稱分布的兩個定子極極弧機械角為10度，稱為窄定子極；寬定子極和窄定子極之間有定子槽，所述定子槽槽口的機械角為12度；轉子鐵心(2)有18個凸型結構的轉子極，轉子極沿圓周方向均布；每個寬定子極上繞有勵磁繞組(4)，所有勵磁繞組(4)的繞向一致；每個窄定子極上繞有電樞繞組(5)，所有電樞繞組(5)的繞向和勵磁繞組(4)的繞向一致。

【技術特征摘要】
1.各相隔離的五相容錯汽車發電機，包括定子鐵心(1)、轉子鐵心(2)、勵磁繞組(4)、電樞繞組(5)、定子固定塊(6)、外殼(7)和軸(3)，軸(3)旋轉時帶動轉子鐵心(2)旋轉，其特征在于：定子鐵心(1)由5個沿圓周均布的子鐵心組成，子鐵心利用定子固定塊(6)均勻的固定在外殼(7)內側；定子固定塊(6)不導磁，使各個子鐵心的磁路隔離；每個子鐵心有三個凸型結構的定子極，中間的一個定子極極弧機械角為14度，稱為寬定子極；在寬定子極兩側對稱分布的兩個定子極極弧機械角為10度，稱為窄定子極；寬定子極和窄定子極之間有定子槽，所述定子槽槽口的機械角為12度；轉子鐵心(2)有18個凸型結構的轉子極，轉子極沿圓周方向均布；每個寬定子...

【專利技術屬性】
技術研發人員：史立偉，賀光宗，郭盈志，肖東，周曉宇，張學義，
申請(專利權)人：山東理工大學，
類型：發明
國別省市：山東,37