CN107834726A - 一种非对称式低噪转子总成 - Google Patents

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杨成武
沈润荣
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Abstract

本发明涉及汽车零配件技术领域，具体为一种非对称式低噪转子总成。一种非对称式低噪转子总成，包括转轴，设置在所述转轴上的前爪极件和后爪极件，所述前爪极件包括多个前爪极，所述前爪极沿所述转轴顺时针转动方向偏转一定角度θ1，所述后爪极件包括多个后爪极，所述后爪极沿所述转轴顺时针转动方向偏转一定角度θ2；所述前爪极的爪尖以及所述后爪极的爪尖均增加一定的厚度。本发明能够通过改进爪极的结构来有效降低因爪极产生的电磁噪音。

Description

一种非对称式低噪转子总成
技术领域
本发明涉及汽车零配件技术领域，具体为一种非对称式低噪转子总成。
背景技术
随着人们生活水平的日益提高,人们对汽车的保有量也与日俱增。而人们对汽车舒适性的要求也不断提高,汽车发电机的噪声问题也引起了大家的广泛关注。
交流发电机是一种将机械能转换成电能的装置：发电机的定子由冷轧硅钢冲片叠压而成的定子铁芯和按一定要求由铜圆漆包线绕制的三相绕组组成。转子在外加机械力的作用下旋转，转子中的绕组通以励磁电流，在励磁电流的作用下，在前、后两个磁极的爪尖部，分别形成N和S极，通过切割定子绕组，在三相绕组内产生感应电势，经整流后输出电流。
交流发电机正常工作时，电磁噪声主要有三个来源：第一，定、转子气隙磁场中产生电磁力波，该电磁力波的径向分量作用在定子铁芯上，引起定子振动变形，进而辐射较强的噪声，这是电磁噪声的主要来源。第二，电磁力波的切向分量作用在定子齿根，使其产生振动变形，进而辐射噪声，这也是电磁噪声的一个重要来源。第三，由于爪极自身的结构特点，在某些特定转速下，爪极的振动变形所辐射的电磁噪声也会表现得相当明显，由于振动的传递路径很多，在振动传递过程中会引起发电机内部其他结构件的振动，如果某些结构件的振动频率非常接近，则会引起振动，进而辐射较强的电磁噪声。因此，交流发电机在工作中必然会产生电磁噪声。
发动机在怠速状态下，发电机爪极会产生共振，引起噪音的频率在1200HZ，该频率处在人耳所能听到的范围内，以至于产生难以忍受的音频噪音。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种非对称式低噪转子总成，通过改进爪极的结构来有效降低因爪极产生的电磁噪音。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种非对称式低噪转子总成，包括转轴，设置在所述转轴上的前爪极件和后爪极件，所述前爪极件包括多个前爪极，所述前爪极沿所述转轴顺时针转动方向偏转一定角度θ1，所述后爪极件包括多个后爪极，所述后爪极沿所述转轴顺时针转动方向偏转一定角度θ2；所述前爪极的爪尖以及所述后爪极的爪尖均增加一定的厚度。
作为优选，所述前爪极偏转的角度θ1的范围为20度至30度。
作为优选，所述前爪极偏转的角度θ1为25度。
作为优选，所述后爪极偏转的角度θ2的范围为20度至30度。
作为优选，所述后爪极偏转的角度θ2为25度。
作为优选，所述前爪极包括前爪极磁场切入面和前爪极磁场退出面。
作为优选，所述前爪极磁场切入面采用圆弧倒角结构，所述前爪极磁场退出面采用渐进倒角结构。
作为优选，所述后爪极包括后爪极磁场切入面和后爪极磁场退出面。
作为优选，所述后爪极磁场切入面采用圆弧倒角结构，所述后爪极磁场退出面采用渐进倒角结构。
作为优选，所述非对称式低噪转子总成还包括设于所述转轴位于所述前爪极与所述后爪极之间的励磁线圈、设于所述励磁线圈内部的磁轭、位于所述前爪极前端的前风扇、位于所述后爪极后端的后风扇、以及位于所述后风扇后方的轴承和集电环。
本发明的有益效果是，1、前、后爪极爪尖分别往发电机顺时针方向偏转一定角度，且磁场切入面采用较大的圆弧倒角，磁场退出界面采用较大的渐进倒角，前、后爪极引起的共振频率由原先的一样且振幅叠加变为现在的频率不一样且振幅不能叠加，从而有效地降低了发电机由爪极共振产生的电磁噪音；
2、增加了爪极爪尖处的厚度，从而增强了爪极爪尖的刚性强度，保证定转子间气隙均匀，达到了减弱电磁噪音的目的。
附图说明
图1为本发明一种非对称式低噪转子总成的结构示意图；
图2为图1中前爪极件的结构示意图；
图3为图1中后爪极件的结构示意图；
图4为本发明非对称式低噪转子总成的降噪效果图；
其中，1、转轴,2、前爪极,21、前爪极磁场切入面，22、前爪极磁场退出面，3、后爪极，31、后爪极磁场切入面,32、后爪极磁场退出面,4、励磁线圈,5、磁轭,6、前风扇,7、后风扇,8、轴承,9、集电环。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1至图3所示，一种非对称式低噪转子总成，包括转轴1，设置在所述转轴1上的前爪极件和后爪极件，所述前爪极件包括多个前爪极2，所述前爪极2沿所述转轴1顺时针转动方向偏转一定角度θ1。所述前爪极2偏转的角度θ1的范围为20度至30度，最优为25度。所述前爪极2包括前爪极磁场切入面21和前爪极磁场退出面22，所述前爪极磁场切入面21采用圆弧倒角结构，所述前爪极磁场退出面22采用渐进倒角结构。
所述后爪极件包括多个后爪极3，所述后爪极3沿所述转轴1顺时针转动方向偏转一定角度θ2。所述后爪极3偏转的角度θ2的范围为20度至30度，最优为25度。所述后爪极3包括后爪极磁场切入面31和后爪极磁场退出面32，所述后爪极磁场切入面31采用圆弧倒角结构，所述后爪极磁场退出面32采用渐进倒角结构。
现有发电机的前、后爪极结构是一致的，前、后爪极的共振频率一样，振动幅度相互叠加，发动机怠速下，发电机产生的电磁噪音正好处于人耳能听到的范围，电磁噪音很大。而本申请采用非对称式爪极，前、后爪极爪尖分别往发电机顺时针方向偏转25°，磁场切入面采用较大的圆弧倒角，磁场退出界面采用较大的渐进倒角，发电机转子在顺时针旋转过程中，前、后爪极圆弧倒角面先进入，渐进倒角面后退出，前、后爪极引起的共振频率由原先的一样且振幅叠加变为现在的频率不一样且振幅不能叠加，从而有效地降低了发电机由爪极共振产生的电磁噪音。
所述前爪极2的爪尖以及所述后爪极3的爪尖均增加一定的厚度。现有发电机的爪极爪尖处厚度小，转子在高速旋转过程中，根据离心原理，爪尖处由于厚度小，刚性强度低，定转子间气隙减小，电磁噪音明显，而本申请增加了爪极爪尖处的厚度，增强了爪极爪尖刚性强度，保证定转子间气隙均匀，从而有效降低了电磁噪音。
图4为现有发电机电磁噪音与本申请发电机电磁噪音的对比图，其中，框点线为现有发电机的电磁噪音，星点线为本申请发电机的电磁噪音，从图中可以看出，通过改进前、后爪极的爪尖厚度以及将前、后爪极进行偏转可以有效降低发电机的电磁噪音。
所述非对称式低噪转子总成还包括设于所述转轴1位于所述前爪极2与所述后爪极3之间的励磁线圈4、设于所述励磁线圈4内部的磁轭5、位于所述前爪极2前端的前风扇6、位于所述后爪极3后端的后风扇7、以及位于所述后风扇7后方的轴承8和集电环9。前、后风扇随着转轴1转动，产生气流，对转子进行散热。轴承起8起支撑作用。励磁线圈4通过集电环9与外部电源电路连接，励磁线圈4通电后，激化前、后爪极产生N、S磁场。
上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种非对称式低噪转子总成，其特征在于：包括转轴（1），设置在所述转轴（1）上的前爪极件和后爪极件，所述前爪极件包括多个前爪极（2），所述前爪极（2）沿所述转轴（1）顺时针转动方向偏转一定角度θ1，所述后爪极件包括多个后爪极（3），所述后爪极（3）沿所述转轴（1）顺时针转动方向偏转一定角度θ2；所述前爪极（2）的爪尖以及所述后爪极（3）的爪尖均增加一定的厚度。
2.根据权利要求1所述的一种非对称式低噪转子总成，其特征在于：所述前爪极（2）偏转的角度θ1的范围为20度至30度。
3.根据权利要求2所述的一种非对称式低噪转子总成，其特征在于：所述前爪极（2）偏转的角度θ1为25度。
4.根据权利要求1所述的一种非对称式低噪转子总成，其特征在于：所述后爪极（3）偏转的角度θ2的范围为20度至30度。
5.根据权利要求4所述的一种非对称式低噪转子总成，其特征在于：所述后爪极（3）偏转的角度θ2为25度。
6.根据权利要求2或3所述的一种非对称式低噪转子总成，其特征在于：所述前爪极（2）包括前爪极磁场切入面（21）和前爪极磁场退出面（22）。
7.根据权利要求6所述的一种非对称式低噪转子总成，其特征在于：所述前爪极磁场切入面（21）采用圆弧倒角结构，所述前爪极磁场退出面（22）采用渐进倒角结构。
8.根据权利要求4或5所述的一种非对称式低噪转子总成，其特征在于：所述后爪极（3）包括后爪极磁场切入面（31）和后爪极磁场退出面（32）。
9.根据权利要求8所述的一种非对称式低噪转子总成，其特征在于：所述后爪极磁场切入面（31）采用圆弧倒角结构，所述后爪极磁场退出面（32）采用渐进倒角结构。
10.根据权利要求1所述的一种非对称式低噪转子总成，其特征在于：所述非对称式低噪转子总成还包括设于所述转轴（1）位于所述前爪极（2）与所述后爪极（3）之间的励磁线圈（4）、设于所述励磁线圈（4）内部的磁轭（5）、位于所述前爪极（2）前端的前风扇（6）、位于所述后爪极（3）后端的后风扇（7）、以及位于所述后风扇（7）后方的轴承（8）和集电环（9）。
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