CN1053771C - 用于汽车的交流发电机 - Google Patents

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Abstract

交流发电机具有一个转子，转子带有设置在爪极(10b)之间的永磁体(12)。转子具有伦德尔型磁极铁心，铁心在爪极(10b)内侧具有其上绕制励磁线圈(11)的主体部分(10a)，永磁体(12)是烧结铁氧体磁体，放置在相邻爪极的相对侧表面(10d)之间，并磁化成与其相邻的爪极有相同磁极。主体部分磁路的每极截面积与定子铁心(22)的齿(22a)所面对的爪极的周面面积比设计成70%至120%之间。

Description

用于汽车的交流发电机
本发明涉及一种用于由发动机所驱动的汽车并提供交流功率的交流发电机。
现有的用于汽车的交流发电机具有一磁场转子，其带有所谓的伦德尔型磁极铁心和励磁线圈。在该磁极铁心中产生的磁通的一部分经过相邻的爪极泄漏。因而，通过转子磁路的磁通量一般都大于通过爪极周面的磁通量。通常，爪极的绕组部分的磁路横截面面积与爪极周面面积之比为大约140％，这是因为考虑到减小转子重量和提高其单位重量的输出功率而把磁路的横截面面积设计成正比于磁通量。
为了提高输出功率，把永磁体设置在相邻的爪极之间，由此来减小磁通的泄漏。但是，如果永磁体的磁通被加到定子上，就会产生过电压，甚至在励磁线圈没通电的情况下。
为了解决该问题，在JPA-4-255451中披露永磁体所接触处的爪极面积与每个爪极的基础截面面积之间的最佳比例。
但是，如果绕组部分的横截面面积与爪极的周面面积之间的这样的比例被用于在爪极之间具有永磁体的转子上，由于没有考虑到永磁体的磁通，而没有合适地形成磁路的横截面面积。因而，转子的重量未被减小，单位转子重量的功率也不是最大的。
另一方面，即使转子在爪极之间具有永磁体，磁路的截面面积也只包括同永磁体相接触的爪极部分和爪极的基础部分，则爪极的重量小于定子的重量。因而转子重量仍不能充分减小。
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种用于汽车的经济型交流发电机，具有在爪极之间带有永磁体的转子，其能以较少量的材料产生每单位转子重量提高了的功率。
根据本发明的一个方案，每极的铁心磁路的截面面积在每个面对所述齿的所述爪极的周面面积的70％至120％之间。因而，每个磁路的磁通密度变成为均匀的。根据检测，当上述面积的比例超过120％时，单位重量的转子的功率增加就会急剧下降。另一方面，当其低于70％时，由非励磁磁场所引起的过电压就会急剧上升。因而，当有效磁通保持在与现有发电机相同的水平上时，就会减小转子重量，或者当转子重量保持在与现有发电机相同的水平上时，就会提高有效磁通，而导致单位重量功率的提高。
根据本发明的另一个方案，使用广泛使用的烧结铁氧体磁体。
根据本发明的另一个方案，通过因其低比重而使用模制铁氧体磁体而提供一种抗离心力的发电机。模制铁氧体磁体形成一个具有许多磁极的环形部件，并被设置在爪极之间。因而，其能容易地装配。
通过下面参照附图进行的详细描述，将进一步了解本发明的其他目的、特征和特点以及相关部件的作用。
图1是表示用于汽车的交流发电机的截面图；
图2是表示由励磁线圈所产生的磁通和由永磁体所产生的磁通的示意圈；
图3是表示具有漏磁通的转子的截面图；
图4是表示当没有励磁电流时每极的转子的输出功率同到达定子的有效磁通之间的关系和磁路的截面面积与爪极的周面之间的比例的曲线圈；
图5是表示每极主要部分的磁路的截面图；
图6是表示爪极同定子铁心的齿之间的关系的示意图。
下面说明根据本发明的用于汽车的交流发电机。
根据本发明的实施例的用于汽车的交流发电机1由前机架2、后机架3、端盖4、转子和定子所组成。
前机架2和后机架3由铝模铸而制成，并在外侧开口端结合在一起。他们通过多个贯穿螺检5和螺母6固定在一起。
端盖4固定到后机架3上，并盖住固定在后机架3外侧部分上的电刷单元、电压调节器(未图示)和整流器单元7。
转子包括：通过皮带轮8将发动机旋转传递过来的轴9、一对紧固到轴9上的Lundell型磁极铁心10、绕在磁极铁心10上的励磁线圈11和许多安装到铁心10上的永磁体。
轴9通过轴承13和14可旋转子支承在前机架2和后机架3的各个主要部分2a和3a上。皮带轮装在前机架2外侧的轴上并由锁定螺母15固定。
一对磁极铁心10具有圆筒形主要部分10a、多个爪极10b和把主体部分10a和每个爪极10b连接起来的盘部10c。磁极铁心10沿着轴向分别从两端紧套到轴9上，以便于使一个磁极铁心的每个爪极跨过励磁线圈而伸入到另一个磁极铁心的两个爪极之间。如图6所示，每个爪极具有向着边缘逐渐变小的梯形周面。两个冷却风扇16通过焊接等固定在磁极铁心10的相对轴向端部，以便在旋转时产生冷却空气。
励磁线圈11通过引线11a和11b同一对由轴9支撑的滑环17电连接，并由电池(未图示)通过在滑环17上滑动的一对电刷18提供励磁电流。当励磁电流被加给励磁线圈11时，一个磁极铁心10A的所有爪极10b都被磁化成S极，而另一个磁极铁心10B的所有爪极10b都被磁化成N极。
电刷单元包括：电刷18、把电刷18紧压到滑环17的外周上的弹簧19、把电刷18和弹簧19保持在其中的刷握20以及盖住滑环17的周围的滑环盖21。
定子由紧套在前机架2的内周上的定子铁心22和置于定子铁心22内的电枢绕组所组成。
定子铁心22由许多环形的叠装钢片所组成，其具有许多如图5和6所示那样形成在其内周上以对着爪极10b外周的齿22a所组成。
如图5和6所示，定子绕组23具有布置在定子铁心22的齿22a之间的槽中的Y接或△接的三个独立线圈，以便于在转子旋转时产生AC电压。
永磁体12是烧结铁氧体，借助粘合剂等以旋转方向布置在相邻爪极10b的相对端面10d之间。如图5和6所示，他们被磁化成具有相同极性成为爪极的相对端面。
如图2所示，由于主磁通φ1是由励磁线圈11以与永磁体12所产生的磁通φ2相反的方向在主体部分10a产生的，则通过主体部分10a的磁通φa(即φ1-φ2)变为小于主磁通φ1。这样，主体部分10a的每极磁路的截面面积Sa就能制造成小于没有永磁体时的相同磁路的截面面积。与此同时，在该实施例中，磁极数对应于爪极10b的磁极数。即，如果伦德尔型铁心1.0有6个爪极，则极数为“6”。
另一方面，有效磁通φd从爪极10b的周面10h到达定子铁心22的齿22a。在到达齿之前，磁通由于漏磁通φL(边缘部10e即爪极10b的内周10f和主要部分10a的外周之间的漏磁通)而从主磁通φ1减少，并由于永磁体12的磁通φ3而增加。这样，通过爪极10b的周面10h的磁通量即有效磁通φd大于没有永磁体12时的磁通量。因而，面对齿22a的爪极10b的周面面积被设计成宽于没有永磁体时的周面面积。
下面参照图4、5和6来说明每极的主体部分10a的磁路截面面积Sa与面对齿22a的一个爪极10b的周面面积Sd之间的比例。
通过使用具有下列特性的两种永磁体和一种磁极铁心来获得图4所示的曲线：
永磁体材料
①Br：440mT，HCB：259KA/m和BHMAX：36.7KT/m3的烧结铁氧体；
②Br：140mT，HCB：100KA/m和BHMAX：3.6KT/m3的模制铁氧体，
永磁体的尺寸：7.7mm宽(放置在爪极之间)、16mm长和10mm高，
极数：12
磁极铁心材料：B50：1.68T、Hc：200KA/m的冷轧钢，
磁极铁心的外径：90mm，
磁极铁心的轴向长度：40mm
由于主体部分10a的磁通的截面面积Sa相对于周面面积Sd变小，如果截面比(Sa/Sd)不大于120％则转子的单位重量的输出功率会急剧上升。120％的临界截面比例对于烧结铁氧体磁体和模制铁氧体磁体都是正确的。具有烧结铁氧体磁体的本实施例在截面比为100％时提供最大输出功率，其比没有永磁体的现有转子的发电机的输出功率高45％。
在另一方面，当没有励磁电流时必须防止由永磁体12的磁通φ3所产生的过电压，因为这种过电压会损坏蓄电池。为此，主体部分10a的磁饱和度被设计成小于爪极10b的周面面积Sd的磁饱和度。为了减小磁通φ3，磁路的截面面积Sa对爪极10b的截面面积Sd的比例即Sa/Sd应不小于70％。由于本实施例具有截面面积的100％比例，不会产生该过电压。
由此，提高了单位重量的转子输出功率，并防止无励磁电流时的过电压。
在本发明的上述说明中，本发明是参照特定实施例来描述的。但是，显然可以在不背离发明精神和权利要求的保护范围的情况下对上述特定实施例进行各种修改和变化。因此，在本文献中对本发明的描述应被认为是一种说明，而不是限定。

Claims (5)

1一种用于汽车的交流发电机，包括：
定子，具有带有形成在其内周上的许多齿(22a)的定子铁心(22)和定子绕组(23)；
转子，放置在所述定子的内部，具有在其外周上带有许多爪极(10b)以用作磁极和绕线部(10b)的磁极铁心(10)、布置在所述绕线部(10b)上的励磁线圈(11)和设置在所述爪极(10b)之间的永磁体(12)，其中，
所述绕线部(10a)的磁路的每个磁极的截面面积与面对所述齿(22a)的每个所述爪极(10b)的周面面积的比例是在70％至120％之间。
2根据权利要求1所述的交流发电机，其特征在于所述比例是大约100％。
3根据权利要求1所述的交流发电机，其特征在于所述永磁体(12)包括烧结铁氧体磁体。
4根据权利要求1所述的交流发电机，其特征在于所述永磁体(12)包括模制铁氧体磁体。
5根据权利要求1至4中的任何一个所述的交流发电机，其特征在于，
所述磁极铁心(10)的每一个所述爪极(10b)包括面对所述齿(22a)的近乎梯形的周面。
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0924841A4 (en) * 1997-03-13 2002-01-02 Denso Corp AC GENERATOR SYSTEM FOR MOTOR VEHICLES
EP0910155B1 (en) * 1997-09-26 2001-08-29 Denso Corporation Alternator for vehicle
FR2769423B1 (fr) * 1997-10-07 1999-12-24 Valeo Equip Electr Moteur Machine electrique a double excitation, et notamment alternateur de vehicule automobile
JP3767135B2 (ja) * 1997-11-13 2006-04-19 三菱電機株式会社 回転電機の回転子の製造方法
FR2774228B1 (fr) * 1998-01-26 2000-04-14 Valeo Equip Electr Moteur Machine electrique a double excitation, et notamment alternateur de vehicule automobile
FR2775849B1 (fr) * 1998-03-09 2004-10-01 Valeo Equip Electr Moteur Machine electrique a double excitation, et notamment alternateur de vehicule automobile
JP3877899B2 (ja) * 1999-03-09 2007-02-07 三菱電機株式会社 車両用交流発電機
FR2791483B1 (fr) * 1999-03-22 2004-06-25 Valeo Equip Electr Moteur Machine tournante comportant des aimants de compositions differentes
FR2791485B1 (fr) * 1999-03-26 2003-05-02 Valeo Equip Electr Moteur Machine tournante comprenant des moyens d'excitation perfectionnes
US6359366B1 (en) 2000-05-09 2002-03-19 Ford Global Technologies, Inc. Hybrid permanent magnet/synchronous machines
DE10153578B4 (de) * 2000-11-06 2012-01-26 Denso Corporation Wechselstromgenerator für Fahrzeuge mit Permanentmagneten im Rotor und Verfahren zur Herstellung desselben
JP3740375B2 (ja) * 2001-02-27 2006-02-01 株式会社日立製作所 車両用交流発電機
US6573634B2 (en) * 2001-06-01 2003-06-03 Ut-Battelle, Llc Method and machine for high strength undiffused brushless operation
JP2003219617A (ja) * 2002-01-21 2003-07-31 Mitsubishi Electric Corp 交流発電機
FR2847341B1 (fr) * 2002-11-14 2005-11-04 Denso Corp Capteur de couple a bagues magnetiques
US20050057106A1 (en) * 2002-12-10 2005-03-17 Ballard Power Systems Corporation Methods and systems for electric machines having windings
DE10347485A1 (de) * 2003-09-30 2005-04-21 Bosch Gmbh Robert Elektrische Maschine
US7687952B2 (en) * 2006-03-30 2010-03-30 Remy Technologies, L.L.C. Brushless alternator with stationary shaft
JP4483845B2 (ja) 2006-09-12 2010-06-16 株式会社デンソー 車両用交流発電機
JP4755256B2 (ja) * 2006-10-10 2011-08-24 三菱電機株式会社 回転電機
FR2906942B1 (fr) * 2006-10-10 2014-07-04 Valeo Equip Electr Moteur Rotor a griffes muni d'elements ferromagnetiques interpolaires de largeur optimisee et machine tournante equipe d'un tel rotor
DE102007032140A1 (de) * 2007-06-30 2009-01-02 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine
US20090146430A1 (en) * 2007-12-10 2009-06-11 Walter Edmond Sear Tidal/water current electrical generating system
JP4959598B2 (ja) * 2008-02-13 2012-06-27 三菱電機株式会社 回転電機
EP2244362B1 (en) * 2008-02-13 2012-12-19 Mitsubishi Electric Corporation Dynamoelectric machine
JP4640422B2 (ja) * 2008-02-29 2011-03-02 株式会社デンソー ランデルロータ型モータ
JP4858505B2 (ja) 2008-07-29 2012-01-18 株式会社デンソー 車両用回転電機
CN102420472B (zh) * 2011-12-23 2013-11-13 宁波韵升股份有限公司 一种车辆用交流发电机
EP3709484A1 (de) * 2019-03-14 2020-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Gekapselte elektrische maschine mit äusserem flüssigkeitskühlkreislauf
CN114189124B (zh) * 2021-12-15 2022-12-20 邢台职业技术学院 电动汽车用混合励磁发电装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04255451A (ja) * 1991-02-06 1992-09-10 Nippondenso Co Ltd 車両用交流発電機

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4654551A (en) * 1985-05-20 1987-03-31 Tecumseh Products Company Permanent magnet excited alternator compressor with brushless DC control
JP2946604B2 (ja) * 1990-02-26 1999-09-06 株式会社デンソー 交流発電機
JPH0646541A (ja) * 1991-06-24 1994-02-18 Mitsubishi Electric Corp 車両用交流発電機
JP3237217B2 (ja) * 1991-08-08 2001-12-10 株式会社デンソー 車両用交流発電機の回転子
JP3239630B2 (ja) * 1993-11-29 2001-12-17 株式会社デンソー 車両用交流発電機

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04255451A (ja) * 1991-02-06 1992-09-10 Nippondenso Co Ltd 車両用交流発電機

Also Published As

Publication number Publication date
EP0772279B1 (en) 1999-01-13
KR970031178A (ko) 1997-06-26
US5825116A (en) 1998-10-20
CN1162861A (zh) 1997-10-22
JPH09131030A (ja) 1997-05-16
JP3709590B2 (ja) 2005-10-26
DE69601344D1 (de) 1999-02-25
DE69601344T2 (de) 1999-07-15
EP0772279A1 (en) 1997-05-07
KR100271561B1 (ko) 2000-11-15
MX9605183A (es) 1998-05-31

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