一种用于机动车的交流发电机及使用该交流发电机的机动车的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于机动车的交流发电机及使用该交流发电机的机动车，包括：定子及转子，该定子的定子铁芯包含一轭部及一齿部，其特征在于，该定子铁芯有叠片定子冲片焊接整形而成，通过改变该定子铁芯焊点的高度调节该定子铁芯轭部的有效厚度与该齿部厚度的比值范围为70%～130%。
【专利说明】一种用于机动车的交流发电机及使用该交流发电机的机动 车
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种交流发电机，特别是一种用于机动车交流发电机，以及使用该交 流发电机的机动车。
【背景技术】
[0002] 目前，用于机动车的交流发电机装置采用的转子混磁技术在市场中已经得到推 广，如图1所示，图1为现有技术交流发电机中定子和转子的交流发电机横截面剖视图。在 现有技术中，在转子2内部镶嵌永磁体21，还有附加辅助励磁绕组，气隙磁场是这两种励磁 方式所建立的混合磁场。这种电机的主要优点是由于稀土磁钢的磁特性强，磁钢的体积较 电机励磁线圈绕组及铁芯体积要小得多，故混磁励磁电机的体积小，重量轻，噪声小；再加 上混合磁路电机的所需磁场功率部分由稀土磁钢提供，故输出性能高。
[0003] 然而由于定子铁芯11大多采用卷绕和叠片工艺后通过焊接来实现，电机设计时 电磁计算主要以定子外圆直径为主，往往忽略了由于定子铁芯11焊接槽而引起的定子1的 漏磁损耗，尤其是当转子2磁能量很大时(如混磁)，这部分损耗往往不可忽视。
[0004] 本专利研究发现通过改变定子铁芯11焊点D的高度来调节定子铁芯11的轭部的 有效厚度b与齿部厚度e的比值范围，得出交流发电机输出性能与其比值的函数关系，从而 规定了当交流发电机的输出性能较为理想时的比值范围。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种高能量转子下减少定子铁芯漏磁的方法，从而提高交流发电机的 输出性能。
[0006] 为了实现上述目的，本发明提出一种用于机动车的交流发电机，包括：定子及转 子，该定子的定子铁芯包含一轭部及一齿部，其特征在于，该定子铁芯有叠片定子冲片焊接 整形而成，通过改变该定子铁芯焊点的高度调节该定子铁芯轭部的有效厚度与该齿部厚度 的比值范围为70%?130%。
[0007] 上述的用于机动车交流发电机，其中该轭部有效厚度是指从该定子铁芯的槽底圆 到焊点最低点的厚度。
[0008] 上述的用于机动车交流发电机，其中定子铁芯轭部有效厚度与齿部厚度的比值是 1:1。
[0009] 上述的用于机动车交流发电机，其中所述交流发电机的两相邻的转子爪极之间镶 嵌有永磁体。
[0010] 上述的用于机动车交流发电机，其中该永磁体均匀的分布在各个爪极之间，且相 邻的永磁体的横截面夹角为360/2p，其中p为极对数。
[0011] 上述的用于机动车交流发电机，其中该永磁体的两端极性与相邻爪极的极性相 同。
[0012] 本发明提出一种使用上述交流发电机的机动车，其中包括：定子及转子，该定子的 定子铁芯包含一轭部及一齿部，其特征在于，该定子铁芯有叠片定子冲片焊接整形而成，通 过改变该定子铁芯焊点的高度调节该定子铁芯轭部的有效厚度与该齿部厚度的比值范围 为 70% ?130%。
[0013] 上述的机动车，其中该轭部有效厚度是指从该定子铁芯的槽底圆到焊点最低点的 厚度。
[0014] 上述的机动车，其中定子铁芯轭部有效厚度与齿部厚度的比值是1:1。
[0015] 上述的机动车，其中该永磁体均匀的分布在各个爪极之间，且相邻的永磁体的横 截面夹角为360/2p，其中p为极对数。
[0016] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：应用上述定子铁芯和转子减少了漏磁， 提高了交流发电机的性能。
[0017] 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为现有技术交流发电机中定子和转子的交流发电机横截面剖视图；
[0019] 图2为本发明交流发电机定子铁芯轭部有效厚度b与齿部厚度e不同比值时的电 机输出电流曲线图；
[0020] 图3为本发明交流发电机定子铁芯的第一实施例的主视图。
[0021] 其中，附图标记
[0022] I 定子 2 转子 II 定子铁芯 21永磁体 22 爪极 b 轭部有效厚度 e 齿部厚度 a 夹角 D 焊点 Φ1 外径 Φ2焊点最低处的尺寸 Φ3 槽底圆内径
【具体实施方式】
[0023] 请参阅图2及图3,图2为本发明交流发电机定子1铁芯轭部有效厚度b与齿部厚 度e不同比值时的电机输出电流曲线图。其中横轴为轭部有效厚度b与齿部厚度e的比值 b/e，纵轴为电机输出电流。图3为本发明交流发电机定子铁芯11的第一实施例的主视图。
[0024] 本发明中，交流发电机包括定子1及转子2，该定子1的定子铁芯11包含一轭部及 一齿部，该定子铁芯11由叠片定子冲片焊接整形而成，通过改变该定子铁芯11焊点D的高 度调节该定子铁芯11轭部的有效厚度b与该齿部厚度e的比值范围为70%?130%，从而改 善交流发电机的输出电流。
[0025] 其中，轭部有效厚度b是指从该定子铁芯11的槽底圆到焊点D最低点的厚度。交 流发电机的两相邻的转子2的爪极22之间镶嵌有永磁体21，该永磁体21均匀的分布在各 个爪极22之间，且该永磁体的两端极性与相邻爪极22的极性相同。相邻的永磁体21的横 截面夹角为360/2p，p为极对数。
[0026] 本发明还公开了一种使用上述交流发电机的机动车，该机动车。
[0027] 下面结合具体实施例及附图对本发明作具体的描述。
[0028] 实施例一
[0029] 该永磁体的两端极性与相邻爪极22的极性相同。外径为Φ1=172πιπι，槽底圆内 径Φ3=158πιπι，具有8个焊接点，其焊点D最低处的尺寸Φ2=171πιπι，定子铁芯11的轭部有 效厚度b= (171-158)/2=6. 5mm，齿部厚度e=5. 9mm，两者比值~ 110%，定子铁芯11的高度为 40mm，永磁体长度为40mm，转子2极对数为6,相邻永磁体的纵向截面夹角为α =30°。
[0030] 这种设计有效的减少了定子1和转子2的漏磁，提高了电机的输出性能，根据图2 可知，当b/e ~ 110%时，该机的性能在2000rpm时输出电流达到200Α (V=27V，23°C下)。
[0031] 实施例二
[0032] 在本实施例中，交流发电机的结构与实施例一大致相同，所不同的是焊点D最 低处的尺寸，定子铁芯11的轭部有效厚度b与齿部厚度e的具体数值与实施例一不同。 本该实施例中仍采用叠片式的定子铁芯11，外径为〇l=172mm，槽底圆内径Φ3=158·ι， 具有8个焊接点，其焊点D最低处的尺寸Φ2=170πιπι，定子铁芯11的轭部有效厚度 b= (170-158)/2=6mm，齿部厚度e=5. 9mm，两者比值~ 101. 7%，定子铁芯11的高度为40mm，永 磁体长度为40mm，转子2极对数为6,相邻永磁体的纵向截面夹角为α =30°，根据图2可 知，当b/e?101. 7%时，该设计中电机的输出性能在2000rpm时最大输出电流可达到204Α (V=27V，23°C 下）。
[0033] 实施例三
[0034] 在本实施例中，交流发电机的结构与实施例二大致相同，所不同的是焊点D最低 处的尺寸，定子铁芯11的轭部有效厚度b与齿部厚度e的具体数值与实施例一不同。本 实施例中仍采用叠片式的定子铁芯11，外径为〇l=172mm，槽底圆内径Φ3=156·ι，具有8 个焊接点，焊接位置的最低处的最终加工尺寸为171. 5mm，定子铁芯11的轭部有效厚度 b= (171. 5-156) /2=8mm，齿部厚度e=5. 9mm，两者比值~ 131%，定子铁芯11的高度为40mm，永 磁体长度为40mm，转子2极对数为6,相邻永磁体的纵向截面夹角为α =30°，根据图2可 知，当b/e?131%时，该设计中电机的输出性能在2000rpm时出现下降趋势，最大输出电流 只达到 194A (V=27V，23°C下）。
[0035] 实施例四
[0036] 在本实施例中，交流发电机的结构与实施例三大致相同，所不同的是焊点D最 低处的尺寸，定子铁芯11的轭部有效厚度b与齿部厚度e的具体数值与实施例一不同。 本实施例中仍采用叠片式的定子铁芯11，外径为〇l=172mm，槽底圆内径Φ3=158·ι，具 有8个焊接点，焊接位置的最低处的尺寸只有166. 5mm，定子铁芯11的轭部有效厚度 b= (166. 5-158)/2=8mm，齿部厚度e=5. 9mm，两者比值& 72%，定子铁芯11的高度为40mm，永 磁体长度为40mm，转子2极对数为6,相邻永磁体的纵向截面夹角为α =30°，根据图2可 知，当b/e?72%时，该设计中电机的输出性能在2000rpm时出现也出现了下降趋势，最大 输出电流仅有193A (V=27V，23°C下)。
[0037] 总之，由以上实施例子可见，当定子铁芯11轭部有效厚度b与齿部厚度e的比值 区间处于70%?130%，交流发电机的输出性能最为理想。其中当该比值达到1:1的情况下， 交流发电机的输出性能为最佳。
[0038] 同时本发明还公开一种使用上述实施例中的交流发电机的机动车。由于上述实施 例中的交流发电机能够增加输出性能，因此采用了上述实施例中的交流发电机的机动车能 够增加其机动性能。
[0039] 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1. 一种用于机动车的交流发电机，包括：定子及转子，该定子的定子铁芯包含一轭部 及一齿部，其特征在于，该定子铁芯有叠片定子冲片焊接整形而成，通过改变该定子铁芯焊 点的高度调节该定子铁芯轭部的有效厚度与该齿部厚度的比值范围为70%?130%。
2. 根据权利要求1所述的用于机动车交流发电机，其特征在于，该轭部有效厚度是指 从该定子铁芯的槽底圆到焊点最低点的厚度。
3. 根据权利要求1或2所述的用于机动车交流发电机，其特征在于，定子铁芯轭部有效 厚度与齿部厚度的比值是1:1。
4. 根据权利要求3所述的用于机动车交流发电机，其特征在于，所述交流发电机的两 相邻的转子爪极之间镶嵌有永磁体。
5. 根据权利要求4所述的用于机动车交流发电机，其特征在于，该永磁体均勻的分布 在各个爪极之间，且相邻的永磁体的横截面夹角为360/2p，其中p为极对数。
6. 根据权利要求5所述的用于机动车交流发电机，其特征在于，该永磁体的两端极性 与相邻爪极的极性相同。
7. -种应用上述权利要求1-6中任一项所述的交流发电机的机动车，其特征在于，包 括：定子及转子，该定子的定子铁芯包含一轭部及一齿部，其特征在于，该定子铁芯有叠片 定子冲片焊接整形而成，通过改变该定子铁芯焊点的高度调节该定子铁芯轭部的有效厚度 与该齿部厚度的比值范围为70%?130%。
8. 根据权利要求7所述的机动车，其特征在于，该轭部有效厚度是指从该定子铁芯的 槽底圆到焊点最低点的厚度。
9. 根据权利要求7或8所述的机动车，其特征在于，定子铁芯轭部有效厚度与齿部厚度 的比值是1:1。
10. 根据权利要求7所述的机动车，其特征在于，交流发电机的两相邻的转子爪极之 间镶嵌有永磁体该永磁体均勻的分布在各个爪极之间，且相邻的永磁体的横截面夹角为 360/2p，其中p为极对数。
【文档编号】H02K1/14GK104242493SQ201310234041
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月13日 优先权日:2013年6月13日
【发明者】董大虎, 侯志刚 申请人:北京佩特来电器有限公司