一种电动汽车增程器无刷爪极发电机及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明提出了一种电动汽车增程器无刷爪极发电机及其制造方法，属于汽车电机电器技术领域。
【背景技术】
[0002]纯电动汽车节能环保，具有零排放零污染的优点，但以目前的电池技术不足以提供理想的蓄势里程，往往会在到达目的地之前需要多次充电，如果恰好没有合适的充电场所那汽车电能耗尽就会停止前进，而在短期内又研制不出使用新技术的蓄电池，所以一种能使用燃料驱动为蓄电池充电的设备就很有必要。目前汽车增城器上所使用的发电机普遍存在着低效率、可靠性不高、输出电压不稳定等缺点。
[0003]目前国内已有增程器用无刷发电机，例如申请号为201410009399.X的专利申请:一种车用发电式增程器发电机组，提出了一种外转子永磁增程器发电机。授权号为ZL201110140865.4的发明专利:电动汽车增程器用增速发电机，提出了一种将发电机置于发动机机体与飞轮之间的发电机。上述永磁发电机和本申请的电励磁发电机有着原理上和结构上的本质区别。
【发明内容】
[0004]为了发明一种结构紧凑，散热良好，工作可靠而且转动惯量小的电动汽车增程器无刷爪极发电机，本发明的技术方案如下:
1、一种电动汽车增程器无刷爪极发电机，其特征在于:由发电机外壳(I)、电枢绕组
(2)、N极爪极(3)、S极爪极(4)、轴(5)、励磁绕组(6)、支架⑶、定子铁心(9)和风扇(10)组成；
发动机和发电机共用的轴(5)穿过支架(8)和N极爪极(3)的中心孔，轴(5)的轴端固定有N极爪极(3)，两者配合部分具有一定锥度，轴(5)端部带有螺母和键可锁紧爪极；N极爪极⑶的外端面焊有风扇(10)，风扇(10)的外径不大于定子内径；
N极爪极(3)和S极爪极(4)互相扣在一起，N极爪极(3)带有轭部，轭部内侧无突起，S极爪极(4)则没有轭部，N极爪极(3)和S极爪极(4)用非导磁材料固定在一起；支架
(8)位于爪极内侧与爪极之间隔有第二气隙，支架(8)用螺钉紧固在发动机外壳(7)上，支架⑶的半剖面为U型结构，靠近发动机外壳(7)的一侧端面较厚，励磁绕组(6)绕制在支架(8)的U型槽内，绕有励磁绕组(6)的中心部位也较厚，具有较强的导磁能力；支架(8)的内侧和轴(5)之间有第三气隙；
定子铁心(9)位于爪极圆周外侧，与爪极之间有第一气隙，铁心上绕有电枢绕组(2)且圆周外侧带有多个定位槽，发电机外壳(I)的圆周内表面也具有相应的凸条，所述凸条正好能嵌入到定子铁心(9)的定位槽中；发电机外壳(I)固定在发动机外壳(7)上且圆周面和端面上带有多个通气孔。
[0005]—种电动汽车增程器无刷爪极发电机的制造方法，其特征在于: 第一步，励磁绕组(6)及支架(8)的装配:首先用螺钉将锻造的支架(8)紧固在发动机外壳(7)上，然后在支架⑶的U型槽内绕制励磁绕组(6);
第二步，转子装配:锻造带有锥形孔及磁轭的N极爪极(3)、S极爪极(4)，精磨N极爪极(3)上的锥形孔和轴(5)端部的圆锥，用非导磁材料将N极爪极(3)和S极爪极(4)焊接起来，将N极爪极(3)爪朝向发动机使爪极压装在轴(5)上并用螺母锁紧爪极；
第三步，定子装配:将硅钢片冲剪成定子冲片，冲片外缘带有U型坡口和弧形槽，按冲压毛刺一致的顺序叠加冲片，焊接U型坡口并绕制三相电枢绕组⑵；
第四步，外壳装配:对准发电机外壳内侧面凸条和定子铁心(9)弧形槽的位置，将定子装配到发电机外壳(I)中，并在两者之间涂抹粘合剂固定，用螺钉将发电机外壳(I)紧固在发动机外壳(7)完成装配。
[0006]本发明与传统的无刷电励磁发电机相比，爪极轭部没有突起，励磁绕组中间的轴向磁场通过励磁支架来导通，爪极轭部不提供导磁通道，因此爪极质量轻。为了更好地实现这一效果，本发明还提出利用圆锥配合固定爪极，使爪极提高中心定位精度。另外，为了达到更好地散热效果，本发明还采取了爪极、风扇一体化技术并设计了给励磁绕组和电枢绕组同时冷却的风道。
[0007]因此，本发明和现有的技术相比，冷却效果得到了极大的提高，空气从发电机圆周面通气孔吸入从发电机端面吹，带走发电机内部热量，保证了增程器发电机高温环境下工作的可靠性；爪极与轴接触部分的锥度设计保证了装配的精确度；爪极轭部无突起减小了转子的转动惯量；电机整体结构设计紧凑，适合安装在增程器上使用。
【附图说明】
[0008]图1是本发明的一种电动汽车增程器无刷爪极发电机的纵剖图。其中:1、发电机壳体；2、电枢绕组；3、N极爪极；4、S极爪极；5、轴；6、励磁绕组；7、增程器壳体；8、支架；9、定子；10、风扇。
[0009]图2是本发明的一种电动汽车增程器无刷爪极发电机爪极的截面图。其定子槽数为36，N极爪极和S极爪极极数均为6。其中:1、外壳；3、N极爪极；4、S极爪极；5、轴；6、励磁绕组；9、定子；10、弧形槽；11、U型坡口。
[0010]图3是本发明的一种电动汽车增程器无刷爪极发电机的制造流程图。
[0011]图4是本发明的一种电动汽车增程器无刷爪极发电机散热的空气流向图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本发明作进一步说明:
图1是本发明一种电动汽车增程器无刷爪极发电机的纵剖图。所述一种电动汽车增程器无刷爪极发电机包括:发电机外壳1、电枢绕组2、N极爪极3、S极爪极4、轴5、励磁绕组6、增程器外壳7、支架8、定子铁心9和风扇10。所述电机由内向外依次为轴5、支架8和励磁绕组6、爪极、定子铁心9、电枢绕组2和电机外壳I。所述励磁绕组绕6制在支架8上，支架8通过螺钉连接固定在发动机外壳；励磁绕组6外侧为N极爪极3和S极爪极4，所述N极爪极3和S极爪极4极数均为6，N极爪极带有轭部，S极爪极则没有轭部，两者相互扣在一起并用非导磁材料连接，轴穿过N极爪极3中心孔与爪极连接，连接部分采用锥面，增加定位精度，支架8与爪极3、4均由无取向导磁材料制成。在N极爪