CN205725221U - 一种整体式混合励磁发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种整体式混合励磁发电机，包括相互配合的定子和转子，所述定子包括铁芯及绕设在所述铁芯上的定子绕组，所述铁芯上等间距开设有108个定子槽，所述定子槽内设置有绝缘纸，所述定子绕组为九相绕组，所述定子绕组每相包括采用波绕的方式在所述铁芯上绕设一圈且绕设跨度相同的第一连接线组和第二连接线组以及连接在所述第一连接线组的尾端和所述第二连接线组的起绕段之间的过渡线组。本实用新型的定子绕组采用六相绕组且呈四层分布，同时定子绕组每相的定子线圈组采用两组绕设方向相反的连接线组相互串联起来，在不改变电机定子体积的情况下，极大的提高了电机的功率，功率较大而体积相对较小。

Description

一种整体式混合励磁发电机

技术领域

本实用新型涉及一种发电机，特别是一种整体式混合励磁发电机。

背景技术

随着汽车技术的快速发展，对车用发电机的功率要求也同样在提高，功率的增加必然会导致发电机体积的加大；然而，当前汽车上的各种设备也越来越多，提供给发电机的安装位置也越来越狭小及拥挤，在有限的空间内，现有发电机的功率已无法满足需求，因此发电机体积与功率之间的矛盾问题成为车用发电机研发的一个技术难题。

现有的发电机的定子绕组中，同一相的各线圈组一般分别卷绕后再采用并联的方式相互连接在一起，然后各相再采用星形或三角形接法相互连接，这样当电动机的功率越大时，其体积也会越来越大，所需要使用的线圈数量也较多，成本相对较高。此外，定子绕组一般采用圆铜线组成线圈组进行绕设，由于圆铜线的横截面积相对较小，每组线圈组需要包含较多的圆铜线，所形成的线圈组体积相对较大，散热效果较差，且耗材也较多，成本较高。

有鉴于此，本发明人对发电机的结构进行了深入地研究，遂有本案产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种功率较大而体积相对较小的整体式混合励磁发电机。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种整体式混合励磁发电机，包括相互配合的定子和转子，所述定子包括铁芯及绕设在所述铁芯上的定子绕组，所述铁芯上等间距开设有108个定子槽，所述定子槽内设置有绝缘纸，所述绝缘纸将所述定子槽在所述铁芯的径向方向从内到外依次分隔为内上层、内下层、外下层和外上层，所述定子绕组为九相绕组，所述定子绕组每相包括采用波绕的方式绕设在所述铁芯上且绕设跨度相同的第一连接线组和第二连接线组以及连接在所述第一连接线组的尾端和所述第二连接线组的起绕段之间的过渡线组，所述第一连接线组的起绕端和尾端以及所述第二连接线组之间的起绕端所在的所述定子槽相同，所述第二连接线组的起绕端所在的所述定子槽和尾端所在的所述定子槽之间间隔有八槽，所述第一连接线组和所述第二连接线组的绕设跨度都为八槽且绕设方向相反，所述第一连接线组的起绕端自然形成第一引出线组，所述第二连接线组的尾端自然形成第二引出线组。

作为本实用新型的一种改进，所述第一连接线组和/或所述第二连接线组从起绕端所在所述定子槽起每卷绕在三个所述定子槽上后回绕到上一个所述定子槽再继续往前卷绕，所述过渡线组的绕设跨度和所述第一连接线组或所述第二连接线组相同，且所述过渡线组沿着所述第一连接线组的绕设方向绕设一个跨度后沿着相反的方向绕设两个跨度并绕回起绕端所在的所述定子槽。

作为本实用新型的一种改进，所述第一连接线组的从起绕端起依次循环卷绕在对应的所述定子槽的所述内下层、所述内上层、所述外上层和所述外下层上；所述第二连接线组从起绕端起依次循环卷绕在对应的所述定子槽的所述外下层、所述外上层、所述内上层和所述内下层上；所述过渡线组从起绕端起依次卷绕在对应所述定子槽的所述外上层、所述外下层、所述内上层、所述内下层和所述外下层上。

作为本实用新型的一种改进，所述定子绕组中，每相邻三条所述第一引线组相互连接形成星形线组，同一所述星形线组内的相邻两条所述第一引线组之间间隔有五槽，相邻两组所述星形线组之间的相邻两条所述第一引线组之间间隔有六槽，与各所述星形线组对应的所述第二引线组依次对应连接。

作为本实用新型的一种改进，所述第一连接线组、所述第二连接线组和所述过渡线组分别包括有一根以上的呈扁平状的扁铜线。

作为本实用新型的一种改进，所述转子包括爪极和与所述爪极配合的磁铁，所述爪极具有六个以所述爪极的轴线为中心等间距环绕布置的爪体，所述磁铁上包覆有导磁钢。

作为本实用新型的一种改进，所述爪极的外径为127mm。

采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的定子绕组采用九相绕组且呈四层分布，同时定子绕组每相的定子线圈组采用两组绕设方向相反的连接线组相互串联起来，在不改变电机定子体积的情况下，极大的提高了电机的功率，功率较大而体积相对较小。

同时，通过采用横截面呈扁平状的扁铜线组成定子线圈组和连接线圈组，相比于传统电机使用的圆铜线，其更易于安装、稳定性较好且提高了定子绕组的槽满率，绕设后结构紧凑且输出功率较高。

附图说明

图1为本实用新型整体式混合励磁发电机的结构示意图；

图2为本实用新型整体式混合励磁发电机的单向绕组结构示意图，图中虚线表示被铁芯阻挡住的相应的连接线组部分；

图3为本实用新型整体式混合励磁发电机的定子绕组的引出线位置示意图；

图4为本实用性的整体式混合励磁发电机的转子的部分结构示意图。

图中对应标示如下：

300-定子； 310-铁芯；

311-定子槽； 320-定子绕组；

321-第一连接线组； 322-第二连接线组；

323-过渡线组； 324-第一引线组；

325-第二引线组； 330-绝缘纸；

331-内上层； 332-内下层；

333-外下层； 334-外上层；

400-转子； 410-爪极；

420-磁铁。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示，本实施例提供的混合励磁电机包括相互配合的定子300和转子400，定子300和转子之间的连接位置关系与常规的混合励磁电机相同，此处不再详述。

如图2和图3所示，定子300包括铁芯310及绕设在铁芯310上的定子绕组320，铁芯310上等间距开设有108槽的定子槽311，定子槽311的形状可以为常规的形状，如矩形槽，每槽的定子槽311内设置有绝缘纸330，绝缘纸330铺设在定子槽311的槽壁，同时绝缘纸330将定子槽311在铁芯310的径向方向从内到外依次分隔为内上层331、内下层332、外下层333和外上层334，绝缘纸330为常规电动机定子所使用的绝缘纸，此处也不再详述。

为了区分不同位置上的各个定子槽311，在本实施例中，以图2所示的位置按逆时针方向依次将定子槽311从第1槽到第108槽进行编号，此外，为了区分定子槽311的编号与电机定子的零部件编号或零部件位置编号，在本实施例及图3中，数字0-108表示定子槽311的编号，其他数字表示电机定子的零部件编号或零部件位置编号。

定子绕组320为九相绕组，该定子绕组320每相包括波绕的方式绕设在铁芯310上且绕设跨度相同的第一连接线组321和第二连接线组322以及连接在第一连接线组321的尾端和第二连接线组322的起绕段之间的过渡线组333，第一连接线组321、第二连接线组322和过渡线组333分别包括有一根以上的呈扁平状的扁铜线。需要说明的是，本实施例中使用的扁铜线与常规的圆铜线相比仅仅是其横截面呈扁平状的椭圆形，该椭圆形的小径大小与常规的圆铜线横截面直径相同，大径则远大于常规的圆铜线横截面直径，因此其横截面面积远大于常规的圆铜线的横截面面积，易于安装、稳定性较好且有利于提高了定子绕组的槽满率，此外，在本实施例中，连接线组的绕设跨度是指同一连接线组所绕设的相邻两个定子槽311之间所间隔的定子槽数。

同一相中，第一连接线组321的起绕端和尾端以及第二连接线组322之间的起绕端所在的定子槽311相同，第二连接线组322的起绕端所在的定子槽311和尾端所在的定子槽311之间间隔有八槽，即第一连接线组321在铁芯310上卷绕了一整圈，而第二连接线组322在铁芯310上卷绕未满一整圈。

同一相中，第一连接线组321和第二连接线组322的绕设跨度都为八槽且绕设方向相反，第一连接线组321的起绕端自然形成第一引出线组324，第二连接线组322的尾端自然形成第二引出线组325。

优选的，在本实施例中，第一连接线组321和/或第二连接线组322从起绕端所在定子槽311起每卷绕在三个定子槽311上后回绕到上一个定子槽311再继续往前卷绕，具体的，此处以图2所示的这一相的第一连接线组321为例进行说明，在这一相中，第一连接线组321顺时针绕设，其起绕端位于第10槽，该连接线组321依次卷绕在第1槽、第100槽和第91槽上后，回绕到第100槽上，然后再依次卷绕在第91槽、第82槽和第73槽上，再回绕到第82槽上，依次类推，直到第一连接线组321再一次绕到第10槽上。

过渡线组323的绕设跨度和第一连接线组321或第二连接线组322相同，且过渡线组323与第一连接线组321连接的一端沿着第一连接线组321的绕设方向绕设一个跨度后沿着相反的方向绕设两个跨度并绕回起绕端所在的定子槽311与第二连接线组322连接。

第一连接线组321的从起绕端起依次循环卷绕在对应的定子槽311的内下层332、内上层331、外上层334和外下层333上，即第一连接线组321的起绕端位于第10槽的内下层332，接着依次卷绕在第1槽的内上层331、第100槽的外上层334和第91槽的外下层333上，然后回绕到第100槽的内下层332上，接着再依次卷绕在第91槽的内上层331、第82槽的外上层334和第73槽的外下层333上，再回绕到第82槽的内下层332上，依次类推，最终绕到第10槽的外上层334上。类似的，第二连接线组322从起绕端起依次循环卷绕在对应的定子槽311的外下层333、外上层334、内上层331和内下层332上；过渡线组323从与第一连接线组321连接的起绕端起依次卷绕在对应定子槽311的外上层334、外下层333、内上层331、内下层332和外下层333上。这样，被定子绕组320同一相所占用的定子槽311上的各层都分别卷绕有线圈，定子绕组320不同相所卷绕的定子槽互不重合。

定子绕组320中，每相都有一条第一引出线组324和第二引出线组325.即第一引出线组324和第二引出线组325各有九条，每相邻三条第一引线组324相互连接形成星形线组，同一星形线组内的相邻两条第一引线组324之间间隔有五槽，相邻两组星形线组之间的相邻两条第一引线组324之间间隔有六槽，与各星形线组对应的第二引线组325依次对应连接。这样可确保使用本实施例提供的定子的混合励磁电机能与常规的三相电路连接。具体的，如图3所示，在本实施例中，各相的第一引出线组324所在的定子槽311分别为第10槽、第16槽、第22槽、第29槽、第35槽、第41槽、第48槽、第54槽和第60槽，其中，第10槽、第16槽和第22槽上的第一引出线组324相互连接形成第一组星形线组，第29槽、第35槽和第41槽上的第一引出线组324相互连接形成第二组星形线组，第48槽、第54槽和第60槽上的第一引出线组324相互连接形成第三组星形线组；这样卷绕后第一组星形线组对应的第二引线组325所在的定子槽311分别为第1槽、第7槽和第13槽，第二组星形线组对应的第二引线组325所在的定子槽311分别为第20槽、第26槽和第32槽，第三组星形线组对应的第二引线组325所在的定子槽311分别为第39槽、第45槽和第51槽，其中，第1槽、第20槽和第39槽上的第二引线组325相互并联连接形成U相输出，第7槽、第26槽和第45槽上的第二引线组325相互并联连接形成V相输出，第13槽、第32槽和第51槽上的第二引线组325相互并联连接形成W相输出。

如图4所示，转子400包括爪极410和与爪极410配合的磁铁420，爪极410具有八个以爪极410的轴线为中心等间距环绕布置的爪体，即爪极410具有八爪，爪极410的外径优选为127mm。

磁铁420为常规的磁铁，其上上包覆有导磁钢。

上面结合附图对本实用新型做了详细的说明，但是本实用新型的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本实用新型做出各种变形，如将上述实施例中的扁铜线变更为圆铜线的数量等，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种整体式混合励磁发电机，包括相互配合的定子和转子，其特征在于，所述定子包括铁芯及绕设在所述铁芯上的定子绕组，所述铁芯上等间距开设有108个定子槽，所述定子槽内设置有绝缘纸，所述绝缘纸将所述定子槽在所述铁芯的径向方向从内到外依次分隔为内上层、内下层、外下层和外上层，所述定子绕组为九相绕组，所述定子绕组每相包括采用波绕的方式绕设在所述铁芯上且绕设跨度相同的第一连接线组和第二连接线组以及连接在所述第一连接线组的尾端和所述第二连接线组的起绕段之间的过渡线组，所述第一连接线组的起绕端和尾端以及所述第二连接线组之间的起绕端所在的所述定子槽相同，所述第二连接线组的起绕端所在的所述定子槽和尾端所在的所述定子槽之间间隔有八槽，所述第一连接线组和所述第二连接线组的绕设跨度都为八槽且绕设方向相反，所述第一连接线组的起绕端自然形成第一引出线组，所述第二连接线组的尾端自然形成第二引出线组。

2.如权利要求1所述的一种整体式混合励磁发电机，其特征在于，所述第一连接线组和/或所述第二连接线组从起绕端所在所述定子槽起每卷绕在三个所述定子槽上后回绕到上一个所述定子槽再继续往前卷绕，所述过渡线组的绕设跨度和所述第一连接线组或所述第二连接线组相同，且所述过渡线组沿着所述第一连接线组的绕设方向绕设一个跨度后沿着相反的方向绕设两个跨度并绕回起绕端所在的所述定子槽。

3.如权利要求2所述的一种整体式混合励磁发电机，其特征在于，所述第一连接线组的从起绕端起依次循环卷绕在对应的所述定子槽的所述内下层、所述内上层、所述外上层和所述外下层上；所述第二连接线组从起绕端起依次循环卷绕在对应的所述定子槽的所述外下层、所述外上层、所述内上层和所述内下层上；所述过渡线组从起绕端起依次卷绕在对应所述定子槽的所述外上层、所述外下层、所述内上层、所述内下层和所述外下层上。

4.如权利要求3所述的一种整体式混合励磁发电机，其特征在于，所述定子绕组中，每相邻三条所述第一引线组相互连接形成星形线组，同一所述星形线组内的相邻两条所述第一引线组之间间隔有五槽，相邻两组所述星形线组之间的相邻两条所述第一引线组之间间隔有六槽，与各所述星形线组对应的所述第二引线组依次对应连接。

5.如权利要求4所述的一种整体式混合励磁发电机，其特征在于，所述第一连接线组、所述第二连接线组和所述过渡线组分别包括有一根以上的呈扁平状的扁铜线。

6.如权利要求1-5中任一权利要求所述的一种整体式混合励磁发电机，其特征在于，所述转子包括爪极和与所述爪极配合的磁铁，所述爪极具有六个以所述爪极的轴线为中心等间距环绕布置的爪体，所述磁铁上包覆有导磁钢。

7.如权利要求6所述的一种整体式混合励磁发电机,其特征在于，所述爪极的外径为127mm。