CN203896154U - 一种等宽爪极电机 - Google Patents

Abstract

一种等宽爪极电机，属于电机技术领域，包括机壳和与机壳转动连接的转轴，所述机壳包括前端盖、外壳和后端盖；所述前端盖内侧和后端盖内侧均通过励磁支架固定有励磁绕组；所述外壳上安装有定子；所述定子包括定子铁心和电枢绕组；所述转轴上安装有第一爪极和第二爪极；所述第一爪极和第二爪极相对排布且交错设置；所述转轴左侧设置有涡轮；所述转轴左侧穿过前端盖和涡轮后并用螺母固定；所述前端盖上安装有涡壳；所述涡轮设置在涡壳中心。本爪极电机采用了无刷结构，励磁绕组静止，提高了发电机工作的可靠性；本爪极电机采用了等宽爪极，爪极极弧长度相同，气隙磁场均匀对称。

Description

一种等宽爪极电机

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，具体涉及为一种等宽爪极电机。

背景技术

爪极式电机磁场绕组是静止的，不再需要电刷，故不存在电刷与集电环接触不良导致的发电不稳或不发电的故障。

公开号为1996722的专利申请公开了一种爪极电机，其发电机的爪极顶部窄、根部宽，呈现等腰梯形的形状，电机的轴向气隙磁密不对称，且磁场绕组安装在爪极内部的空腔内。将电机应用于汽车，受到电机体积的限制，爪极安放的空间有限，且极间漏磁大。且汽车的发电机由发动机直接驱动，消耗有效功率。针对上述缺陷，还未发现其他的理想解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述提到的缺陷和不足，而提供一种等宽爪极电机，结构紧凑，对爪极和磁场绕组部分进行了改进优化，提高了气隙磁密，且可利用尾气生电。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案。

一种等宽爪极电机，包括机壳和与机壳转动连接的转轴，所述机壳包括前端盖、外壳和后端盖；所述前端盖内侧和后端盖内侧均通过励磁支架固定有励磁绕组；所述外壳上安装有定子；所述定子包括定子铁心和电枢绕组；所述转轴上安装有第一爪极和第二爪极；所述第一爪极和第二爪极相对排布且交错设置；所述第一爪极和第二爪极均由一组爪指和一个极掌组成；所述两组爪指以转轴为中心等角度环形阵列；所述两个极掌轴向间隔设置；所述爪指等宽等厚设置；所述相邻的爪指之间设置有一块长方形的永磁体；所述转轴左侧设置有涡轮；所述转轴左侧穿过前端盖和涡轮后并用螺母固定；所述前端盖上安装有涡壳；所述涡轮设置在涡壳中心。

所述定子铁心和外壳之间设置有隔磁层。

所述极掌位于爪指底部三等分处。

所述涡壳的入口垂直于转轴，出口与转轴同轴心。

采用本技术方案之后，本实用新型具有以下有益效果：

1.本爪极电机采用了无刷结构，励磁绕组静止，提高了发电机工作的可靠性；

2.本爪极电机采用了等宽爪极， 爪极极弧长度相同，气隙磁场均匀对称；

3.本爪极电机将磁场绕组贴近前后的端盖，爪极侧表面面积大，因为可以放置表面积更大的永磁体，用以增强气隙磁密；

4.本爪极电机的电励磁磁动势一方面，可以对气隙磁场增磁，另一方面，也可以对气隙磁场弱磁，使得气隙磁场可以在一个比较宽的范围内调节；

5.本爪极电机上设置涡轮机，将汽车排出的高温高压的废气排入涡轮机带动涡轮旋转，涡轮带动转轴转动，从而产生电动势，给车辆的用电设备提供电源。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的爪极结构示意图；

图3是本实用新型转子结构示意图；

图中：1-螺母、2-涡轮、3-涡壳、4-前端盖、5-励磁支架、6-励磁绕组、7-外壳、8-隔磁层、9-定子铁心、10-电枢绕组、11-第一爪极、12-第二爪极、13-后端盖、14-转轴、15-爪指、16-极掌、17-永磁体。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步详细说明。

一种等宽爪极电机，包括机壳和与机壳转动连接的转轴14。

所述机壳包括前端盖4、外壳7和后端盖13。前端盖4和后端盖13均与外壳7螺纹连接，形成一个容纳空间。

所述前端盖4内侧和后端盖13内侧均通过励磁支架5固定有励磁绕组6。前端盖4和后端盖13成为了电机磁路的一部分，永磁体17和励磁绕组6共同提供了本爪极电机的气隙磁场。两个励磁绕组6串联在一起，前端盖4和后端盖13作为电机磁路的一部分。

所述外壳7上安装有定子；所述定子包括定子铁心9和电枢绕组10。

所述定子铁心9和外壳7之间设置有隔磁层8。

本爪机电机可通过改变励磁电流的大小和方向，用以增磁或去磁。增磁时，电机的磁路包括两部分，即永磁磁路和电励磁磁路，两者并联，同时，电励磁磁动势使得永磁体17产生的磁路通过气隙，而不再转子、前端盖4、后端盖13与外壳7内闭合。气隙磁场随励磁电流的增大而增大，实现并联混合励磁。去磁时，永磁磁路和电励磁磁路串联，电励磁磁动势使得永磁体17产生的磁通进入转子、前端盖4、后端盖13与外壳7内闭合，气隙磁场随着励磁电流的增大而减小。

所述转轴14上安装有第一爪极11和第二爪极12；所述第一爪极11和第二爪极12相对排布且交错设置；所述第一爪极11和第二爪极12均由一组爪指15和一个极掌16组成；所述两组爪指15以转轴14为中心等角度环形阵列。所有爪指15均处于同一平面。

所述爪指15等宽等厚设置；所述相邻的爪指15之间设置有一块长方形的永磁体17。故电机满足几何对称。

所述极掌16位于爪指15底部三等分处，为励磁绕组6的安装预留空间，使电机结构紧凑。

所述两个极掌16轴向间隔设置，用以隔磁。

永磁体17的设置，增大了电机的气隙磁密。爪指15之间设置的永磁体17减少了爪极之间的漏磁通。等宽爪极电机的极弧长度相同，弧极系数远大于传统爪极电机。基于上述原因，相对于传统的电励磁爪极电机，本等宽爪极电机的气隙平均磁密提高了24.4%，远大于传统电励磁爪极发电机的气隙平均磁密。

    本等宽爪极电机，采用混合励磁无刷结构，用较小的励磁电流实现电机磁场的调节，并且降低了电机的励磁损耗。

所述转轴14左侧设置有涡轮2；所述转轴14左侧穿过前端盖4和涡轮2后并用螺母1固定；所述前端盖4上安装有涡壳3；所述涡轮2设置在涡壳3中心。所述涡壳3的入口垂直于转轴14，出口与转轴14同轴心。

    本等宽爪极电机上设置涡轮机，涡轮机的输出轴与爪极电机的转轴14为同一条轴，其结构紧凑，占用空间小。本等宽爪极电机可应用于汽车上，将汽车排出的高温高压的废气排入涡轮机带动涡轮2旋转，涡轮2带动转轴14转动，从而产生电动势，给车辆的用电设备提供电源。

本实用新型按照实施例进行了说明，在不脱离本原理的前提下，本装置还可以作出若干变形和改进。应当指出，凡采用等同替换或等效变换等方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种等宽爪极电机，包括机壳和与机壳转动连接的转轴（14），其特征在于，所述机壳包括前端盖（4）、外壳（7）和后端盖（13）；所述前端盖（4）内侧和后端盖（13）内侧均通过励磁支架（5）固定有励磁绕组（6）；所述外壳（7）上安装有定子；所述定子包括定子铁心（9）和电枢绕组（10）；所述转轴（14）上安装有第一爪极（11）和第二爪极（12）；所述第一爪极（11）和第二爪极（12）相对排布且交错设置；所述第一爪极（11）和第二爪极（12）均由一组爪指（15）和一个极掌（16）组成；所述两组爪指（15）以转轴（14）为中心等角度环形阵列；所述两个极掌（16）轴向间隔设置；所述爪指（15）等宽等厚设置；所述相邻的爪指（15）之间设置有一块长方形的永磁体（17）；所述转轴（14）左侧设置有涡轮（2）；所述转轴（14）左侧穿过前端盖（4）和涡轮（2）后并用螺母（1）固定；所述前端盖（4）上安装有涡壳（3）；所述涡轮（2）设置在涡壳（3）中心。

2.如权利要求1所述的一种等宽爪极电机，其特征在于，所述定子铁心（9）和外壳（7）之间设置有隔磁层（8）。

3.如权利要求1所述的一种等宽爪极电机，其特征在于，所述极掌（16）位于爪指（15）底部三等分处。

4.如权利要求1所述的一种等宽爪极电机，其特征在于，所述涡壳（3）的入口垂直于转轴（14），出口与转轴（14）同轴心。