CN1299176A - 交流发电机的定子 - Google Patents

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Abstract

一种交流发电机的定子,其中中间接头位置的变化使由不同线圈组产生的电压和功率易于改变分配,而不需重新模制线圈架或改变绕线机的配置。该定子具有定子线圈,并且在不同定子线圈之间设有中间分接头并且用于连接到外连接线上。定子包括多个内接线端子,两个不同的定子线圈的线圈末端和外连接线之一接到内接线端子上;一分流回路;以及一内分接头块;定子线圈的分配比可在插有所述中间分接头块的内部接线端子改变时而改变。

Description

交流发电机的定子
本发明涉及其上绕有定子线圈的定子，该定子可用于诸如磁铁发电机的交流发电机。
已知交流发电机都采用其上绕有定子线圈的定子。例如，在某些用于小型车辆，如摩托车内燃机的交流磁铁发电机中，多个定子绕圈是串联的，藉由一中间分接头可将其分成两个定子线圈组，这样可单独利用由各个定子线圈组所产生的电能。在此情况下，由各个定子线圈组所产生的电能单独用作点灯和对电池充电的电源。
当灯的额定电压为12伏、电池额定电压为6伏时，定子线圈组之间线圈数的比例(分配比)设定为2∶1，这样由定子线圈组所产生的电压可保持在分别略高于12伏和6伏。当电池由一个定子线圈组充电时，用作内燃机的点火电路的电源。
如上所述，当藉由中间分接头将多个定子线圈分成多个线圈组以及由各个线圈组产生的电压被单独利用时，由各个线圈组所产生的电压和功率由中间分接头的位置决定。然而，特别是在摩托车中，由于主要根据情况变化，灯或电池的功率损耗会改变，因此需要根据情况或车辆类型改变由各个线圈组所产生的电压和功率。具体地，当发电机定子线圈数量增加时，即磁极的数量按比例增加，中间分接头的位置变化将使得由线圈组所产生的电压和功率变化分布更小，因此，对前述的改变要求更高。
在传统的系统中，由于中间分接头的位置难以改变，因此需要重新设计整台发电机。在此情况下，定子铁芯上的线圈架形状也要改变，并且当线圈架是由绝缘树脂一体成型时，成形模具也要改变，而设计和制作模具需要花费时间和费用，最终使产品成本增加。另外，通常在定子铁芯上绕线圈需要采用专门的绕线机，因而，绕线机的结构或配置也要改变。
鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种交流发电机定子，其中改变中间分接头的位置可使由不同线圈组产生的电压和功率的更易改变分配，而不需重新模制线圈架或改变绕线机的配置。
根据本发明，发明目的是通过一交流发电机的定子实现的，所述定子具有藉由用绝缘树脂制成的线圈架而绕在定子铁芯极齿上的定子线圈，并且在不同定子线圈之间设有中间分接头并且用于连接到外连接线上，所述定子包括：形成在所述线圈架上的多个内接线端子，两个不同的定子线圈的线圈末端和所述外连接线之一接到内接线端子上；一分流回路，用于连接接到所述各个内接线端子上的两个不同定子线圈的所述线圈末端；以及一内分接头块，可插在所述各个内接线端子中以将所述两个不同的定子线圈的线圈末端连接到所述一根外连接线上，从而所述定子线圈的分配比可在插有所述中间分接头块的内部接线端子改变时而改变。
当所述交流发电机是由一内燃机驱动的外转子式交流发电机时，三个以上的定子线圈串联连接并且由中间分接头装置分成多个定子线圈组。接到内接线端子上的外连接线是插在线圈架中的接线导体，从而可使定子尺寸减小。
在此情况下，其中插有接线导体的线圈架半体与多个内接线端子形成一体；在各个端子中形成有一端孔，定子线圈的线圈末端接到端孔上，还形成有另一端孔，插入的接线导体接到该另一端孔上并相互靠近；在插入这些端孔中的中间分接头块中设有一连接回路，用于连接定子线圈末端和接线导体。
在内接线端子上设有一分流回路，或者例如可以是在两个定子线圈之间的线圈线，以通过内接线端子分流。同样地，接到内接线端子上的两个定子线圈末端可相互分开，在分流块上或用于插在所述内接线端子中的中间分接头块上可设有一内置式分流回路。
图1是定子的前视图；
图2是定子铁芯的立体图；
图3是表示绕线方向的定子线圈前视图；
图4是沿图3中线Ⅳ-0-Ⅳ的截面图；
图5是沿图3中线0-Ⅳ的放大截面图；
图6是沿图3中线0-Ⅵ的放大截面图；
图7是一个线圈架半体的前视图；
图8是接线导体插在定子中时结构的视图；
图9是线圈架半体的立体图；
图10(A)是在安装连接件方向所见的一外连接端子的前视图，
图10(B)是插在端子中的连接件的视图；以及
图11是中间分接头的位置变化图。
在这些附图中，标号10表示一定子，该定子与一转子12组合而形成一交流磁铁发电机。图4中，在转子12的内圆周面上固定地粘结有偶数个永久磁铁14，这些磁铁构成磁极对。转子12固定到一内燃机的曲轴16上。定子10固定到曲轴壳体或曲轴壳体盖上，并且多个径向突出的磁极18(十二个)面向转子12的从其内直径面上突出的永久磁铁14。
定子10的磁极由定子铁芯20的多个极齿22构成，如图2所示，藉由一塑料线圈架24在极齿上绕有定子线圈26。定子铁芯20由通过绝缘层而层叠在一起的硅钢片或碳钢片组构成。线圈架24由一对线圈架半体24A、24B构成以从两边将定子铁芯20的极齿22夹在当中，并且在各个径向延伸的极齿顶部和底部分别形成有凸缘28(28A、28B)和30(30A、30B)(见图5,6)。这些线圈架半体24A、24B通过注塑成型用绝缘树脂制成。
线圈架半体24A、24B各自构成为，极齿22于其底部相互连接并且整体呈环形，且其中部为空心的。这些线圈架半体24A、24B都安装在定子铁芯20上，并且极齿22从两边被夹在当中。定子线圈26藉由在极齿顶部和底部上的凸缘28、30之间的一线圈架绕在极齿22上。
在一个线圈架半体24A中，包括有三个接线导体32(32A、32B和32C)(见图8)。这些接线导体32通过将薄铜片冲切和弯曲再插入沿着线圈架半体24A的内圆周边形成的一厚环部24中而形成。这些导体的一端连接到某些选定的定子线圈26末端上，并且其另一端聚集在一个外部连接端子36上。
如图3，7，8，9和10所示，外部连接端子36在其宽度方向上(平行于转子12的中心轴线的厚度方向上)形成在磁极18A的附近，一连接件50用于沿着平行于磁极18A(图4,9和11)的方向从外侧可拆卸地连接到端子36上。
一接线导体32A的一端32Aa向上伸到磁极18B的底部，如图3所示，该磁极是从磁极18A开始逆时针方向数的第六个磁极。类似地，第二个接线导体32B的一端32Ba向上伸到第十个磁极18B的底部。同样地，第三个接线导体32C的一端32Ca向上以第五个磁极18F的底部。
接线导体32的这些端部(32Aa、32Ba和32Ca)都接到内接线端子(38A、38B和38C)的端孔(38Aa、38Ba和38Ca)中。接线导体32B向上伸到端子38B附近的一个端子38D的端孔38Da内部(见图7和8)。端子38A、38C分别具有两个端孔38Aa、38Ab和38Ca、38Cb；并且接线导体32A、32C的所述一端32Aa、32Ca接到所述一个端孔38Aa、38Ca中；在所述其它端孔38Ab、38Cb中形成槽，磁极18B、18E的线圈末端经过这些槽穿过定子10的径向端子。
一连接块40可拆卸地安装到这些端孔38Aa、38Ab和38Ca、38Cb上(图9和1所示)。连接块40具有一内置式连接电路，当连接块安装在端子38A上时，在端孔38Aa中的接线导体32A的一端32Aa连接到穿过端子孔38Ab的线圈末端上。类似地，当连接块40安装在端子38C上时，接线导体32C的一端32Ca连接到穿过端子孔38Cb的线圈末端上。
端子38B形成有三个端孔38Ba、38Bb、38Bc；接线导体32B的一端32Ba接到中心端孔38Ba中；并且在端孔38Bb、38Bc两侧上形成槽，一紧接在磁极18C之前的磁极18D的线圈端穿过这些槽，磁极18C越过该端子。端子38D形成有三个端孔38Da、38Db、38Dc；接线导体32B的一端32Bb接到中心端孔38Da；在端孔38Db、38Dc的两侧上形成有槽，紧接在磁极18D之前的磁极18E的线圈端穿过这些槽，并且磁极18D越过该端子。
与前述连接块40类似的其它块体(42A、42B)安装在这些端子38B、38D上。块体42A用于取出一中间分接头，因此被称为中间分接头块。如图11所示的块体42A包含一用于在端子38B、38D中任一个上安装时将三个导体连接在端子38B、38D中的回路。
例如，当块体42A安装在端子38B上时，磁极18D、18C的线圈末端是电连接到接线导体32B的一端32Ba上。类似地，当块体42A安装在端子38D上时，磁极18F、18D的线圈末端电连接到接线导体32B的一端32Bb上。
块体42B用于分流而不需取出中间分接头，因此被称为分流块体。如图11所示，块体42包含在端子38B、38D中任一个上安装时，用于仅连接端子38B、38D中的两个线圈末端的回路。例如，当块体42B安装在端子38B上时，线圈18E、18D的线圈末端都是连接的。
因此，在块体42A安装在端子38D上、块体42B安装在端子38B上时，如图11(A)所示，十二个定子线圈26分成构成磁极18B-18E的三个线圈和构成磁极18D-18F的九个线圈的两个线圈组N1、N2。
当块体42A安装在端子38B上和块体42B安装在端子38D上时，如图11(B)所示，十二个定子线圈26分成构成磁极18B-18D的四个线圈和构成磁极18C-18F的八个线圈的两个线圈组N1、N2。因此，块体42A、42B的安装位置改变以使中间分接头位置改变，从而使十二个定子线圈的分配比例改变为9∶3和8∶4。
根据此实施例，块体40、42安装在内部接线端子38(38A、38B、38C和38D)上，并且线圈末端穿过其上的槽，从而使线圈末端电连接到接线导体32上。因此，不必将外部连接线焊接到线圈末端上，从而提供一种简化的连接操作。
如图10(A)所示，三个接线导体32A、32B和32C的另一端接到外连接端子36的端孔中。连接到端子36的连接件50包含连接端子，这些端子与这些接线导体32的另一端受压接触以实现电连接。这些连接端子连接到外部接线52上，外部接线分别是白色(W)、黑色(B)和黄色(Y)。
因此，在图11的情况(A)时，块体42A安装在端子38B上，块体42B安装在端子38D上，在接线52的白色和黑色端子之间连接有构成磁极18B-18E的三个线圈的线圈组N1，在黑色和黄色端子之间连接有构成磁极18D-18F的九个线圈的线圈组N2。类似地，在图11的情况(B)时，块体42A安装在端子38D上，块体42B安装在端子38B上，在接线52的白色和墨色端子之间连接有四个线圈的线圈组N1，在黑色和黄色端子之间连接有八个线圈的线圈组N2。线圈组N1产生用于点亮灯具的电源电压，线圈组N2产生为一点火回路或类似回路(见图3)用作电源的电池(未示)的充电电压。
图12是另一实施例的示意图。在结合图1-11所述的实施例中，引入到各内接线端子38B、38D的定子线圈26相互分开。即，它们都是断开的。所以，中间分接头块42A和分流块42B分别具有用于连接定子线圈26的线圈末端的分流回路。在图11中，标号42a、42b对应于块体42A、42B中带有的分流回路。
然而，此分流回路可设置在内接线端子38B、38D中。在此情况下，分流回路可如图1、3中假想线38b、38d以及图12中实线38b、38d所示。分流回路38b、38d可由两个线圈组之间的一线圈形成以通过这些内接线端子38B、38D分流。当分流回路38b、38d如上所述设置在内接线端子38B、38D中时，前述分流块42B就如图12所示的那样是不必要的，而可提供一简化的结构。
虽然本发明在此实施例中应用到一外转子式交流磁铁发电机中，但也可应用于一内转子式发电机中。在此情况下，线圈架半体可在其最外部环状或局部地断开以形成接线导体的端子或插口。
根据本发明，如上所述，线圈架可具有多个内接线端子，两个不同定子线圈的线圈末端和外连接线可接到其上；接到这些端子的定子线圈末端由一分流回路相互连接；并且用于连接定子线圈末端和外连接线的中间分接头块体有选择地安装在任一内连接端子上，从而定子线圈数量的分配比例可改变。所以，中间分接头块的安装位置变化可使由线圈组所产生的电压和功率易于变化。因此，不需再重新设计整个发电机，不需再重新模制线圈架的模具，也不必在所产生的电压和功率变化时改变绕线机的配置。
在本发明应用于一外定子式交流磁铁发电机时，当定子线圈串联连接时并且中间分接头位置改变时，定子线圈的数量分配比例可改变。在此情况下，外部连接线可以是插在线圈架中的接线导体，这有利于减小定子尺寸。
插入的接线导体和定子线圈末端都引入与一线圈架半体形成一体的内部接线端子的相邻端孔中，并且具有一中间分接头块以配合在这些端孔中，这样当块体和端子的组合改变时，中间分接头的位置可以改变。
在内接线端子中可设有一分流回路。例如，在两个定子线圈组之间的线圈线可用于经过内接线端子的旁路。在此情况下，一中间分接头块仅需插入到一个内接线端子中，而不必为其它内接线端子提供分流块，从而使零件数量减少。分流回路可设置在分流块中或者在要插入内接线端子的中间分接头块中。

Claims (6)

1．一交流发电机的定子，所述定子具有藉由由绝缘树脂制成的线圈架而绕在定子铁芯的极齿上的定子线圈，并且在不同定子线圈之间设有中间分接头并且用于连接到外连接线上，所述定子包括：
形成在所述线圈架上的多个内接线端子，两个不同的定子线圈的线圈末端和所述外连接线之一接到内接线端子上；
一分流回路，用于连接被接到所述各个内接线端子上的两个不同定子线圈的所述线圈末端；以及
一内分接头块，它可插在所述各个内接线端子中以将所述两个不同的定子线圈的线圈末端连接到所述一根外连接线上，
从而所述定子线圈的分配比可在插有所述中间分接头块的内部接线端子改变时而改变。
2．如权利要求1所述的交流发电机的定子，其特征在于，所述交流发电机是一由内燃机驱动的外转子式交流磁铁发电机，构成三个以上磁极的定子线圈串联连接并且由所述中间分接头装置分成多个定子线圈组。
3．如权利要求1或2所述的交流发电机的定子，其特征在于，所述接到所述内接线端子上的所述外连接线是插在所述线圈架中的接线导体。
4．如权利要求1,2或3所述的交流发电机的定子，其特征在于，所述线圈架由包围所述定子铁芯极齿的一对线圈架半体构成；在各个内接线端子中形成有一端孔，定子线圈的线圈末端接到该端孔上，内接线端子还有另一端孔，插入的接线导体接到该另一端孔中，并相互靠近，其中各内接线端子形成于其中插有接线导体的一线圈架半体中；在用于插在所述端孔中的所述中间分接头块中设有一用于连接所述定子线圈末端和所述接线导体的连接回路。
5．如权利要求1-4中任一项所述的交流发电机的定子，其特征在于，所述分流回路设置在所述内接线端子上。
6．如权利要求1-4中任一项所述的交流发电机的定子，其特征在于，接到所述内接线端子上的两个定子线圈末端是相互分开的，并且所述分流回路设置在所述分流块或插在所述内接线端子中的所述中间分接头块上。
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