CN113067420B - 整体式交流发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种整体式交流发电机，是针对现有同类96槽128.5直径扁线定子结构应用的BSG电机结构设计欠佳，以及同类发动机空间不足以匹配市场上成熟BSG电机的技术问题而设计。该交流发电机的电机轴设有皮带轮，扁铜线缠绕于定子铁芯的嵌线槽并伸出六个相端，嵌线槽的矩形开口朝向定子铁芯的内侧，定子铁芯连接电机端盖的止口；其要点是所述定子铁芯上扁铜线的六个相端分别为A相至F相，嵌在定子铁芯的扁铜线通过绝缘纸与定子铁芯绝缘；其中，A相与B相之间，C相与D相之间，E相与F相之间的夹角分别为11度，B相与C相之间，D相与E相之间的夹角分别为61度，C相与定子铁芯上嵌线槽的第1槽之间的夹角为11度。

Description

整体式交流发电机
技术领域
本发明涉及电动汽车发动机，是一种整体式交流发电机。
背景技术
目前，汽车行业中新能源电机在汽车上应用趋于广泛，作为传统发电机到新能源电机过渡阶段而使用的BSG电机一直在开发，但一直没有趋于成熟的结构平台，且市场上已经在相对成熟使用的BSG电机体积上均偏大。对于想要在目前发动机空间体积变化不大的前提下，现有量产应用的常规发动机切换BSG电机作为节省油耗的应用目标较难实现。如中国专利文献中披露的申请号201910129552.5，申请公布日2019.05.03，发明名称“一种具有扁线定子绕组的汽车发电机”；再如中国专利文献中披露的申请号201420591800.0，授权公告日2015.03.25，实用新型名称“一种发电机扁线定子的改进结构”；及如中国专利文献中披露的申请号201811308191.2，申请公布日2018.11.05，发明名称“多定子顺极式六相永磁同步驱动电机、应用及其方法”。但目前市场已经成熟应用的128.5直径96槽扁线定子较难应用于BSG电机上，有待对现有128.5直径96槽扁线定子的BSG电机结构进行改进。
发明内容
本发明的目的是向本领域提供一种的整体式交流发电机，使其解决现有同类96槽128.5直径扁线定子结构应用的BSG电机结构设计欠佳，以及同类发动机空间不足以匹配市场上成熟BSG电机的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。
一种整体式交流发电机，从该交流发电机的电机壳体一端的电机端盖伸出的电机轴设有皮带轮，电机壳体内设有定子铁芯和转轴组件，扁铜线缠绕于定子铁芯的嵌线槽并伸出六个相端，定子铁芯的嵌线槽设有96槽，定子铁芯的直径为128.5mm，定子铁芯的内径最小为101mm，嵌线槽的矩形开口朝向定子铁芯的内侧，定子铁芯连接电机端盖的止口。其结构设计要点是所述定子铁芯上扁铜线的六个相端分别为A相、B相、C相、D相、E相和F相，嵌在定子铁芯的扁铜线通过绝缘纸与定子铁芯绝缘；其中，A相与B相之间，C相与D相之间，E相与F相之间的夹角分别为11度，B相与C相之间，D相与E相之间的夹角分别为61度，C相与定子铁芯上嵌线槽的第1槽之间的夹角为11度。上述该交流发电机包括定子铁芯、扁铜线、绝缘纸组成；所述定子铁芯的外圆直径为128.5，定子铁芯的槽数为96槽；其中扁铜线嵌入对应的96槽内，作为主要导磁及导电结构；定子铁芯连接电机端盖的止口，作为负极导通。同时，该交流发电机缩小了传统电机的圆周径向及轴向尺寸，但未改变传统控制器的工作原理及控制逻辑。
所述定子铁芯的扁铜线的六个相端分别与48V的控制器连接端子连接，控制器通过内部控制单元控制转子旋转。
所述控制器通过控制转子旋转提供ECU需要的信号，并转换成整车需要的控制信号，以实现CAN通讯信号传递。
所述定子铁芯以外圆和端面止口以间隙配合方式组装在电机端盖，并通过电机端盖的四个M8螺栓固定。
所述电机端盖的两个M8螺栓同时位于电机端盖一侧凸起的矩形边耳，另外两个M8螺栓分别位于电机端盖一侧凸起的三角形低边耳和三角形高边耳。
所述电机端盖的三角形低边耳与三角形高边耳之间的夹角为80度，三角形低边耳与矩形边耳处的一个M8螺栓之间的夹角为65度，三角形低边耳与矩形边耳处的另一个M8螺栓之间的夹角为90度。
所述皮带轮内的皮带槽处夹角为37度，皮带轮两端的皮带槽处限位边外斜角为100度，皮带的一侧面凸筋与皮带轮的皮带槽啮合，皮带的两侧边限位固定于皮带轮的限位边内。
本发明结构设计合理，使用、生产方便，生产成本低，电机体积小，驱动力大，效率高，损耗小，节能效果好，环境适应性强，使用寿命长，运行可靠；其适合作为电动汽车的交流发电机使用，以及同类产品的结构改进。
附图说明
图1是本发明的发电机定子结构示意图。
图2是图1的右视结构示意图。
图3是本发明的定子铁芯结构示意图。
图4是本发明的整体结构示意图，图中A部作了框定。
图5是图4的A部放大图。
图6是图4左视结构示意图。
附图序号及名称：1、定子铁芯，101、嵌线槽，2、绝缘纸，3、扁铜线，4、电机端盖，5、皮带轮，6、M8螺栓。
具体实施方式
现结合附图，对本发明结构和使用作进一步描述。如图1-图6所示，从该交流发电机的电机壳体一端的电机端盖4伸出的电机轴设有皮带轮5，电机壳体内设有定子铁芯1和转轴组件，扁铜线3缠绕于定子铁芯的嵌线槽101并伸出六个相端，定子铁芯的嵌线槽设有96槽，定子铁芯的直径为128.5mm，定子铁芯的内径最小为101mm，嵌线槽的矩形开口朝向定子铁芯的内侧，定子铁芯连接电机端盖的止口。其具体结构如下：定子铁芯上扁铜线的六个相端分别为A相、B相、C相、D相、E相和F相，嵌在定子铁芯的扁铜线通过绝缘纸2与定子铁芯绝缘；其中，A相与B相之间，C相与D相之间，E相与F相之间的夹角分别为11度，B相与C相之间，D相与E相之间的夹角分别为61度，C相与定子铁芯上嵌线槽的第1槽之间的夹角为11度。定子铁芯的扁铜线的六个相端分别与48V的控制器连接端子连接，控制器通过内部控制单元控制转子旋转；控制器通过控制转子旋转提供ECU需要的信号，并转换成整车需要的控制信号，以实现CAN通讯信号传递。
上述定子铁芯以外圆和端面止口以间隙配合方式组装在电机端盖，并通过电机端盖的四个M8螺栓固定；电机端盖的两个M8螺栓同时位于电机端盖一侧凸起的矩形边耳，另外两个M8螺栓分别位于电机端盖一侧凸起的三角形低边耳和三角形高边耳；电机端盖的三角形低边耳与三角形高边耳之间的夹角为80度，三角形低边耳与矩形边耳处的一个M8螺栓之间的夹角为65度，三角形低边耳与矩形边耳处的另一个M8螺栓之间的夹角为90度。皮带轮内的皮带槽处夹角为37度，皮带轮两端的皮带槽处限位边外斜角为100度，皮带的一侧面凸筋与皮带轮的皮带槽啮合，皮带的两侧边限位固定于皮带轮的限位边内。
该交流发电机将一种发电机用96槽128.5直径定子应用至BSG电机的定子结构，所述定子铁芯以外圆和端面止口以间隙配合方式组装在电机端盖，并通过电机端盖的四个M8螺栓固定；嵌在定子铁芯的扁铜线通过绝缘纸与定子铁芯绝缘，同时引出六个相端与控制器连接。
其工作原理与传统BSG电机相近：a、发电模式工作，电机转子由皮带轮带动转动，提供给整车用电器需求的电能，即转子在电机内产生旋转磁场，磁场切割崁在定子铁芯1中的扁铜线感应旋转磁场后产生交流电，并通过六个相端输入至控制器，控制器在通过M8螺栓输出端连接至整车线路，通过整车线路满足整车用电需求。b、电动模式工作，BSG电机转子通过电动机带动皮带轮旋转，提供控制系统需求的传动扭矩。
综上所述，该交流发电机将目前已经成熟应用的128.5平台96槽扁线定子应用于BSG电机上，即将一款量产发电机用的96槽128.5直径扁线定子结构应用在BSG电机中，匹配现有BSG电机的控制器、张紧器等，以实现在BSG电机的控制性能，用以解决发动机空间不足以匹配市场上成熟BSG电机的问题；同时通过电磁计算调整转子的电磁参数，以达到BSG电机4KW的额定功率。目前市场对汽车节能需求一直在持续提升，市场上相对成熟的BSG电机为通过增大定转子体积以满足额定4KW的性能要求，该交流发电机不需要增大电机体积即可满足额定4KW的性能要求，同时对发动机空间的布置却越来越紧凑。该交流发电机的小体积BSG电机占用很大优势，用以满足体积不变的前提下实现BSG电机在高端乘用车及商用车的节能需求，为市场提供一种小体积电机，在体积不增加的电机前提下，市场应用前景良好。其具有效率高，损耗相对较小的优势，符合电机性能要求；其主要技术经济指标：1）环境适应性强，在-40℃到115℃环境下能正常工作；2）使用寿命长，能可靠运行10年25万公里；3）电机性能额定功率4KW。
以上内容所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，旨在说明本发明的技术手段，并非限制本发明的技术范围。本领域技术人员结合现有公知常识对本发明做显而易见的改进或替换，亦落入本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种整体式交流发电机，从该交流发电机的电机壳体一端的电机端盖（4）伸出的电机轴设有皮带轮（5），电机壳体内设有定子铁芯（1）和转轴组件，扁铜线（3）缠绕于定子铁芯的嵌线槽（101）并伸出六个相端，定子铁芯的嵌线槽设有96槽，定子铁芯的直径为128.5mm，定子铁芯的内径最小为101mm，嵌线槽的矩形开口朝向定子铁芯的内侧，定子铁芯连接电机端盖的止口；其特征在于所述定子铁芯（1）上扁铜线（3）的六个相端分别为A相、B相、C相、D相、E相和F相，嵌在定子铁芯的扁铜线通过绝缘纸（2）与定子铁芯绝缘；其中，A相与B相之间，C相与D相之间，E相与F相之间的夹角分别为11度，B相与C相之间，D相与E相之间的夹角分别为61度，C相与定子铁芯上嵌线槽（101）的第1槽之间的夹角为11度；所述定子铁芯（1）的扁铜线（3）的六个相端分别与48V的控制器连接端子连接，控制器通过内部控制单元控制转子旋转；所述控制器通过控制转子旋转提供ECU需要的信号，并转换成整车需要的控制信号，以实现CAN通讯信号传递；所述定子铁芯（1）以外圆和端面止口以间隙配合方式组装在电机端盖（4），并通过电机端盖的四个M8螺栓（6）固定；所述电机端盖（4）的两个M8螺栓（6）同时位于电机端盖一侧凸起的矩形边耳，另外两个M8螺栓分别位于电机端盖一侧凸起的三角形低边耳和三角形高边耳；所述电机端盖（4）的三角形低边耳与三角形高边耳之间的夹角为80度，三角形低边耳与矩形边耳处的一个M8螺栓（6）之间的夹角为65度，三角形低边耳与矩形边耳处的另一个M8螺栓之间的夹角为90度。
2.根据权利要求1所述的整体式交流发电机，其特征在于所述皮带轮（5）内的皮带槽处夹角为37度，皮带轮两端的皮带槽处限位边外斜角为100度，皮带的一侧面凸筋与皮带轮的皮带槽啮合，皮带的两侧边限位固定于皮带轮的限位边内。
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