CN106655676B - 各相隔离的五相容错汽车发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提出各相隔离的五相容错汽车发电机，包括定子铁心、转子铁心、励磁绕组、电枢绕组、定子固定块、外壳和轴，属于汽车电器技术领域。定子铁心由5个沿圆周均布的子铁心组成，子铁心利用不导磁的定子固定块均匀的固定在外壳内侧；其定子极按照极弧机械角大小不同分为宽定子极和窄定子极，宽定子极的极弧机械角为14度，窄定子极的极弧机械角为10度。转子铁心有18个凸型结构的转子极，转子极沿圆周方向均布。该电机的五相绕组互相隔离，可以把故障限制在一相内，以减小故障相对其它相造成负面影响，而且可以通过调节励磁电流的大小可以调节气隙磁场的强弱，从而实现所述发电机输出电压的稳定。

Description

各相隔离的五相容错汽车发电机
技术领域
本发明涉及各相隔离的五相容错汽车发电机，属于汽车电器领域。
背景技术
汽车发电机是汽车电源系统的主要电源，其功用是在发动机正常运转时，对除起动机以外的所有用电设备供电，并向蓄电池充电。由于汽车发电机安装在发动机上，需要其在强烈震动、多灰尘、高温的环境下都能正常工作，因此汽车用发电机必须具备很高的稳定性和可靠性。
随着现代汽车技术的发展和车载设备用电需求的增长，不仅要求增加电源系统的功率容量，而且对电源系统质量和可靠性提出了越来越高的要求。目前，爪极式发电机在汽车上应用最为普及，爪极式发电机有其固有的缺点：制造工艺难度大、成本高、效率低，因此已经难以满足现代汽车电气技术发展的要求。因此，研究高性能、高可靠性的新型汽车发电机已经成为新一代汽车电源技术发展和设计的重要课题。
在目前公开的技术中，已有相关专利申请号为201310473599.6的发明专利申请：汽车废气涡轮驱动轴向励磁发电机，该发明提供一种轴向励磁发电机，由废气涡轮机、电励磁系统、发电系统、转子、前端盖、后端盖组成。其转子为法兰盘结构，既没有电励磁绕组，也没有永磁体，结构简单，转动惯量小，涡轮机通过螺栓固定在发电机前端盖上，涡轮机的轴与发电机的转子轴为同一条轴，结构紧凑，占据空间小，安装方便，并且由汽车发动机排出的高温高压废气驱动，节约能源，降低成本。
由于现代汽车用发电机对电机的可靠性提出了更高的要求，而采用多相绕组可提高电机的可靠性。在多相发电机中，已有的相关申请主要有专利号为：201010290905.9的发明专利：多相电机，提出了一种多相电机，具有围绕转子的环形定子，多个电绕组位于槽中，以限定沿周边隔开的磁极。该发明能够减弱传动系速度振荡，减轻车辆振动和噪音。
传统的五相电励磁双凸极电机存在各相不对称问题，为了解决上述问题，本申请第一发明人发表的论文《各相对称的五相电励磁双凸极发电机电磁特性分析》.中国电机工程学报2016.36(10))提出了一种30槽24极结构的五相电励磁双凸极电机，不可避免的是该电机极数较多，电机换向过于频繁且槽间漏磁较大。同时励磁绕组跨三个极绕制，多达10个励磁线圈也增加了励磁绕组的铜耗和漆包线的用量。
为了解决研究中发现的上述问题，本发明提出了一种五相容错汽车发电机，定子铁心由5个沿圆周均布的子铁心组成，子铁心利用不导磁的定子固定块均匀的固定在外壳内侧，其定子极按照极弧机械角大小不同分为宽定子极和窄定子极。本发明的各个定子铁心之间被不导磁的定子固定块隔离，使得定子相绕组在物理和电磁上都是彼此隔离的，这大大降低了相间故障的可能性，而且采用五相绕组，即使有缺相故障时系统仍能维持工作，容错能力强。
目前申请人经国内外检索，尚未检索到本发明所涉及各相隔离的五相容错汽车发电机的高容错、高效率的要求所提出一种新型结构的电机。
发明内容
所要解决的技术问题：提供一种高效率、高可靠性的各相隔离的五相容错汽车发电机。
为了实现以上功能，本发明采取的技术方案是：
各相隔离的五相容错汽车发电机，包括定子铁心(1)、转子铁心(2)、励磁绕组(4)、电枢绕组(5)、定子固定块(6)、外壳(7)和轴(3)，轴(3)旋转时带动转子铁心(2)旋转，其特征在于：
定子铁心(1)由5个沿圆周均布的子铁心组成，子铁心利用定子固定块(6)均匀的固定在外壳(7)内侧；定子固定块(6)不导磁，使各个子铁心的磁路隔离；
每个子铁心有三个凸型结构的定子极，中间的一个定子极极弧机械角为14度，称为宽定子极；在宽定子极两侧对称分布的两个定子极极弧机械角为10度，称为窄定子极；宽定子极和窄定子极之间有定子槽，所述定子槽槽口的机械角为12度；
转子铁心(2)有18个凸型结构的转子极，转子极沿圆周方向均布；
每个宽定子极上绕有励磁绕组(4)，所有励磁绕组(4)的绕向一致；
每个窄定子极上绕有电枢绕组(5)，所有电枢绕组(5)的绕向和励磁绕组(4)的绕向一致。
如上所述各相隔离的五相容错汽车发电机，其特征在于：通过调节励磁电流的大小能够调节气隙磁场的强弱，从而实现所述发电机输出电压的稳定。
如上所述各相隔离的五相容错汽车发电机，其特征在于：沿圆周方向的第1个电枢绕组和第4个电枢绕组串联组成A相电枢绕组，第5个电枢绕组和第8个电枢绕组串联组成B相电枢绕组，第2个电枢绕组和第9个电枢绕组串联组成C相电枢绕组，第3个电枢绕组和第6个电枢绕组串联组成D相电枢绕组，第7个电枢绕组和第10个电枢绕组串联组成E相电枢绕组。
本发明的有益效果是：
1电机的五相绕组互相隔离，可以把故障限制在一相内，以减小故障相对其它相造成负面影响，防止故障传播；
2电机具有独立的定子子铁心，绕线方便，制造工艺简单；
3转子无励磁绕组，工作可靠；
4总的磁链较短，硅钢片磁阻小，铁耗少；
5绕组皆为集中式绕组，内阻小，效率高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明各相隔离的五相容错汽车发电机纵剖图。其中，1、定子铁心，2、转子铁心，3、轴，4、励磁绕组，5、电枢绕组，6、定子固定块，7、外壳。
图2是本发明各相隔离的五相容错汽车发电机子铁心结构示意图。
图3是本发明各相隔离的五相容错汽车发电机嵌线图。
图4是本发明各相隔离的五相容错汽车发电机各相磁链图。
具体实施方式
本发明提供各相隔离的五相容错汽车发电机，为使本发明的技术方案及效果更加清楚、明确，以及参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示的各相隔离的五相容错汽车发电机，由定子铁心(1)、转子铁心(2)、励磁绕组(4)、电枢绕组(5)、定子固定块(6)、外壳(7)和轴(3)组成。轴(3)旋转时带动转子铁心(2)旋转，定子铁心(1)由5个沿圆周均布的子铁心组成，子铁心利用定子固定块(6)均匀的固定在外壳(7)内侧；定子固定块(6)不导磁，使各个子铁心的磁路隔离；每个子铁心有三个凸型结构的定子极。转子铁心(2)有18个凸型结构的转子极，转子极沿圆周方向均布。
在每个宽定子极上绕有励磁绕组(4)，所有励磁绕组(4)的绕向一致；在每个窄定子极上绕有电枢绕组(5)，所有电枢绕组(5)的绕向和励磁绕组(4)的绕向一致。
如上所述各相隔离的五相容错汽车发电机，其特征在于：通过调节励磁电流的大小能够调节气隙磁场的强弱，从而实现所述发电机输出电压的稳定。
图2是本发明各相隔离的五相容错汽车发电机子铁心结构示意图。如图所示，定子铁心的子铁心中间的一个定子极极弧机械角为14度，称为宽定子极；在宽定子极两侧对称分布的两个定子极极弧机械角为10度，称为窄定子极；宽定子极和窄定子极之间有定子槽，所述定子槽槽口的机械角为12度。
图3沿圆周方向的第1个电枢绕组和第4个电枢绕组串联组成A相电枢绕组，第5个电枢绕组和第8个电枢绕组串联组成B相电枢绕组，第2个电枢绕组和第9个电枢绕组串联组成C相电枢绕组，第3个电枢绕组和第6个电枢绕组串联组成D相电枢绕组，第7个电枢绕组和第10个电枢绕组串联组成E相电枢绕组。
图4是本发明各相隔离的五相容错汽车发电机各相磁链图。
本发明提供的各相隔离的五相容错汽车发电机工作原理为：励磁绕组通电产生磁场；电机定子铁心是由5个子铁心组成，每个子铁心上的励磁绕组产生磁场经过该子铁心、气隙以及转子极都能形成一个独立的闭合磁路。子铁心是利用定子固定块均匀的固定在外壳内侧，由于定子固定块不导磁，使各个子铁心的磁路隔离，减少漏磁。当外加机械力传动转子使其按某一方向旋转时，由于每相电枢绕组所匝链的磁链发生变化，绕组将产生感应电动势，当绕组与外接负载连接时，则电机发电，向负载输送电能。当负载或转速变化时，可通过调压器调节励磁绕组的电流大小来维持恒定电压输出。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.各相隔离的五相容错汽车发电机，包括定子铁心(1)、转子铁心(2)、励磁绕组(4)、电枢绕组(5)、定子固定块(6)、外壳(7)和轴(3)，轴(3)旋转时带动转子铁心(2)旋转，其特征在于：
定子铁心(1)由5个沿圆周均布的子铁心组成，子铁心利用定子固定块(6)均匀的固定在外壳(7)内侧；定子固定块(6)不导磁，使各个子铁心的磁路隔离；
每个子铁心有三个凸型结构的定子极，中间的一个定子极极弧机械角为14度，称为宽定子极；在宽定子极两侧对称分布的两个定子极极弧机械角为10度，称为窄定子极；宽定子极和窄定子极之间有定子槽，所述定子槽槽口的机械角为12度；
转子铁心(2)有18个凸型结构的转子极，转子极沿圆周方向均布；
每个宽定子极上绕有励磁绕组(4)，所有励磁绕组(4)的绕向一致；
每个窄定子极上绕有电枢绕组(5)，所有电枢绕组(5)的绕向和励磁绕组(4)的绕向一致。
2.如权利要求1所述的各相隔离的五相容错汽车发电机，其特征在于：通过调节励磁电流的大小能够调节气隙磁场的强弱，从而实现所述发电机输出电压的稳定。
3.如权利要求1所述的各相隔离的五相容错汽车发电机，其特征在于：沿圆周方向的第1个电枢绕组和第4个电枢绕组串联组成A相电枢绕组，第5个电枢绕组和第8个电枢绕组串联组成B相电枢绕组，第2个电枢绕组和第9个电枢绕组串联组成C相电枢绕组，第3个电枢绕组和第6个电枢绕组串联组成D相电枢绕组，第7个电枢绕组和第10个电枢绕组串联组成E相电枢绕组。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008153832A2 (en) * 2007-05-31 2008-12-18 Krishnan Ramu Switched reluctance machines with minimum stator core
CN101364749A (zh) * 2008-04-02 2009-02-11 南京航空航天大学 五相10k/8Nk结构双凸极容错发电机
US8461739B2 (en) * 2009-09-25 2013-06-11 Ford Global Technologies, Llc Stator for an electric machine
WO2012097107A1 (en) * 2011-01-11 2012-07-19 Qm Power, Inc. Magnetically isolated phase interior permanent magnet electrical rotating machine
CN103812294B (zh) * 2014-01-08 2016-08-17 南京航空航天大学 一种五相双凸极电机
CN103762759B (zh) * 2014-01-28 2016-01-20 哈尔滨工业大学 具有高磁隔离能力的径向磁通模块化多相电机
CN204615602U (zh) * 2015-04-29 2015-09-02 江苏大学 电动汽车驱动用容错式四相开关磁阻电动机

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