本發(fā)明涉及各相隔離的五相容錯(cuò)汽車發(fā)電機(jī)，屬于汽車電器領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

汽車發(fā)電機(jī)是汽車電源系統(tǒng)的主要電源，其功用是在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)除起動(dòng)機(jī)以外的所有用電設(shè)備供電，并向蓄電池充電。由于汽車發(fā)電機(jī)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上，需要其在強(qiáng)烈震動(dòng)、多灰塵、高溫的環(huán)境下都能正常工作，因此汽車用發(fā)電機(jī)必須具備很高的穩(wěn)定性和可靠性。

隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的發(fā)展和車載設(shè)備用電需求的增長(zhǎng)，不僅要求增加電源系統(tǒng)的功率容量，而且對(duì)電源系統(tǒng)質(zhì)量和可靠性提出了越來越高的要求。目前，爪極式發(fā)電機(jī)在汽車上應(yīng)用最為普及，爪極式發(fā)電機(jī)有其固有的缺點(diǎn)：制造工藝難度大、成本高、效率低，因此已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代汽車電氣技術(shù)發(fā)展的要求。因此，研究高性能、高可靠性的新型汽車發(fā)電機(jī)已經(jīng)成為新一代汽車電源技術(shù)發(fā)展和設(shè)計(jì)的重要課題。

在目前公開的技術(shù)中，已有相關(guān)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01310473599.6的發(fā)明專利申請(qǐng)：汽車廢氣渦輪驅(qū)動(dòng)軸向勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，該發(fā)明提供一種軸向勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，由廢氣渦輪機(jī)、電勵(lì)磁系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子、前端蓋、后端蓋組成。其轉(zhuǎn)子為法蘭盤結(jié)構(gòu)，既沒有電勵(lì)磁繞組，也沒有永磁體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，渦輪機(jī)通過螺栓固定在發(fā)電機(jī)前端蓋上，渦輪機(jī)的軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸為同一條軸，結(jié)構(gòu)緊湊，占據(jù)空間小，安裝方便，并且由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排出的高溫高壓廢氣驅(qū)動(dòng)，節(jié)約能源，降低成本。

由于現(xiàn)代汽車用發(fā)電機(jī)對(duì)電機(jī)的可靠性提出了更高的要求，而采用多相繞組可提高電機(jī)的可靠性。在多相發(fā)電機(jī)中，已有的相關(guān)申請(qǐng)主要有專利號(hào)為：201010290905.9的發(fā)明專利：多相電機(jī)，提出了一種多相電機(jī)，具有圍繞轉(zhuǎn)子的環(huán)形定子，多個(gè)電繞組位于槽中，以限定沿周邊隔開的磁極。該發(fā)明能夠減弱傳動(dòng)系速度振蕩，減輕車輛振動(dòng)和噪音。

傳統(tǒng)的五相電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)存在各相不對(duì)稱問題，為了解決上述問題，本申請(qǐng)第一發(fā)明人發(fā)表的論文《各相對(duì)稱的五相電勵(lì)磁雙凸極發(fā)電機(jī)電磁特性分析》. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)2016. 36 (10)）提出了一種30槽24極結(jié)構(gòu)的五相電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)，不可避免的是該電機(jī)極數(shù)較多，電機(jī)換向過于頻繁且槽間漏磁較大。同時(shí)勵(lì)磁繞組跨三個(gè)極繞制，多達(dá)10個(gè)勵(lì)磁線圈也增加了勵(lì)磁繞組的銅耗和漆包線的用量。

為了解決研究中發(fā)現(xiàn)的上述問題，本發(fā)明提出了一種五相容錯(cuò)汽車發(fā)電機(jī)，定子鐵心由5個(gè)沿圓周均布的子鐵心組成，子鐵心利用不導(dǎo)磁的定子固定塊均勻的固定在外殼內(nèi)側(cè)，其定子極按照極弧機(jī)械角大小不同分為寬定子極和窄定子極。本發(fā)明的各個(gè)定子鐵心之間被不導(dǎo)磁的定子固定塊隔離，使得定子相繞組在物理和電磁上都是彼此隔離的，這大大降低了相間故障的可能性，而且采用五相繞組，即使有缺相故障時(shí)系統(tǒng)仍能維持工作，容錯(cuò)能力強(qiáng)。

目前申請(qǐng)人經(jīng)國(guó)內(nèi)外檢索，尚未檢索到本發(fā)明所涉及各相隔離的五相容錯(cuò)汽車發(fā)電機(jī)的高容錯(cuò)、高效率的要求所提出一種新型結(jié)構(gòu)的電機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

所要解決的技術(shù)問題：提供一種高效率、高可靠性的各相隔離的五相容錯(cuò)汽車發(fā)電機(jī)。

為了實(shí)現(xiàn)以上功能，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

各相隔離的五相容錯(cuò)汽車發(fā)電機(jī)，包括定子鐵心(1)、轉(zhuǎn)子鐵心(2)、勵(lì)磁繞組(4)、電樞繞組(5)、定子固定塊(6)、外殼(7)和軸(3)，軸(3)旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子鐵心(2)旋轉(zhuǎn)，其特征在于：

定子鐵心(1)由5個(gè)沿圓周均布的子鐵心組成，子鐵心利用定子固定塊(6)均勻的固定在外殼(7)內(nèi)側(cè)；定子固定塊(6)不導(dǎo)磁，使各個(gè)子鐵心的磁路隔離；

每個(gè)子鐵心有三個(gè)凸型結(jié)構(gòu)的定子極，中間的一個(gè)定子極極弧機(jī)械角為14度，稱為寬定子極；在寬定子極兩側(cè)對(duì)稱分布的兩個(gè)定子極極弧機(jī)械角為10度，稱為窄定子極；寬定子極和窄定子極之間有定子槽，所述定子槽槽口的機(jī)械角為12度；

轉(zhuǎn)子鐵心(2)有18個(gè)凸型結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子極，轉(zhuǎn)子極沿圓周方向均布；

每個(gè)寬定子極上繞有勵(lì)磁繞組(4)，所有勵(lì)磁繞組(4)的繞向一致；

每個(gè)窄定子極上繞有電樞繞組(5)，所有電樞繞組(5)的繞向和勵(lì)磁繞組(4)的繞向一致。

如上所述各相隔離的五相容錯(cuò)汽車發(fā)電機(jī)，其特征在于：通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小能夠調(diào)節(jié)氣隙磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，從而實(shí)現(xiàn)所述發(fā)電機(jī)輸出電壓的穩(wěn)定。

如上所述各相隔離的五相容錯(cuò)汽車發(fā)電機(jī)，其特征在于：沿圓周方向的第1個(gè)電樞繞組和第6個(gè)電樞繞組串聯(lián)組成A相電樞繞組，第7個(gè)電樞繞組和第12個(gè)電樞繞組串聯(lián)組成B相電樞繞組，第3個(gè)電樞繞組和第13個(gè)電樞繞組串聯(lián)組成C相電樞繞組，第4個(gè)電樞繞組和第9個(gè)電樞繞組串聯(lián)組成D相電樞繞組，第10個(gè)電樞繞組和第15個(gè)電樞繞組串聯(lián)組成E相電樞繞組。

本發(fā)明的有益效果是：

1電機(jī)的五相繞組互相隔離，可以把故障限制在一相內(nèi)，以減小故障相對(duì)其它相造成負(fù)面影響，防止故障傳播；

2電機(jī)具有獨(dú)立的定子子鐵心，繞線方便，制造工藝簡(jiǎn)單；

3轉(zhuǎn)子無勵(lì)磁繞組，工作可靠；

4總的磁鏈較短，硅鋼片磁阻小，鐵耗少；

5繞組皆為集中式繞組，內(nèi)阻小，效率高。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明各相隔離的五相容錯(cuò)汽車發(fā)電機(jī)縱剖圖。其中，1、定子鐵心，2、轉(zhuǎn)子鐵心，3、軸，4、勵(lì)磁繞組，5、電樞繞組， 6、定子固定塊，7、外殼。

圖2是本發(fā)明各相隔離的五相容錯(cuò)汽車發(fā)電機(jī)子鐵心結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明各相隔離的五相容錯(cuò)汽車發(fā)電機(jī)嵌線圖。

圖4 是本發(fā)明各相隔離的五相容錯(cuò)汽車發(fā)電機(jī)各相磁鏈圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供各相隔離的五相容錯(cuò)汽車發(fā)電機(jī)，為使本發(fā)明的技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以及參照附圖并舉實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示的各相隔離的五相容錯(cuò)汽車發(fā)電機(jī)，由定子鐵心(1)、轉(zhuǎn)子鐵心(2)、勵(lì)磁繞組(4)、電樞繞組(5)、定子固定塊(6)、外殼(7)和軸(3)組成。軸(3)旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子鐵心(2)旋轉(zhuǎn)，定子鐵心(1)由5個(gè)沿圓周均布的子鐵心組成，子鐵心利用定子固定塊(6)均勻的固定在外殼(7)內(nèi)側(cè)；定子固定塊(6)不導(dǎo)磁，使各個(gè)子鐵心的磁路隔離；每個(gè)子鐵心有三個(gè)凸型結(jié)構(gòu)的定子極。轉(zhuǎn)子鐵心(2)有18個(gè)凸型結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子極，轉(zhuǎn)子極沿圓周方向均布。

在每個(gè)寬定子極上繞有勵(lì)磁繞組(4)，所有勵(lì)磁繞組(4)的繞向一致；在每個(gè)窄定子極上繞有電樞繞組(5)，所有電樞繞組(5)的繞向和勵(lì)磁繞組(4)的繞向一致。

如上所述各相隔離的五相容錯(cuò)汽車發(fā)電機(jī)，其特征在于：通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小能夠調(diào)節(jié)氣隙磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，從而實(shí)現(xiàn)所述發(fā)電機(jī)輸出電壓的穩(wěn)定。

圖2是本發(fā)明各相隔離的五相容錯(cuò)汽車發(fā)電機(jī)子鐵心結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，定子鐵心的子鐵心中間的一個(gè)定子極極弧機(jī)械角為14度，稱為寬定子極；在寬定子極兩側(cè)對(duì)稱分布的兩個(gè)定子極極弧機(jī)械角為10度，稱為窄定子極；寬定子極和窄定子極之間有定子槽，所述定子槽槽口的機(jī)械角為12度。

圖3沿圓周方向的第1個(gè)電樞繞組和第6個(gè)電樞繞組串聯(lián)組成A相電樞繞組，第7個(gè)電樞繞組和第12個(gè)電樞繞組串聯(lián)組成B相電樞繞組，第3個(gè)電樞繞組和第13個(gè)電樞繞組串聯(lián)組成C相電樞繞組，第4個(gè)電樞繞組和第9個(gè)電樞繞組串聯(lián)組成D相電樞繞組，第10個(gè)電樞繞組和第15個(gè)電樞繞組串聯(lián)組成E相電樞繞組。

圖4 是本發(fā)明各相隔離的五相容錯(cuò)汽車發(fā)電機(jī)各相磁鏈圖。

本發(fā)明提供的各相隔離的五相容錯(cuò)汽車發(fā)電機(jī)工作原理為：勵(lì)磁繞組通電產(chǎn)生磁場(chǎng)；電機(jī)定子鐵心是由5個(gè)子鐵心組成，每個(gè)子鐵心上的勵(lì)磁繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)經(jīng)過該子鐵心、氣隙以及轉(zhuǎn)子極都能形成一個(gè)獨(dú)立的閉合磁路。子鐵心是利用定子固定塊均勻的固定在外殼內(nèi)側(cè)，由于定子固定塊不導(dǎo)磁，使各個(gè)子鐵心的磁路隔離，減少漏磁。當(dāng)外加機(jī)械力傳動(dòng)轉(zhuǎn)子使其按某一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于每相電樞繞組所匝鏈的磁鏈發(fā)生變化，繞組將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)繞組與外接負(fù)載連接時(shí)，則電機(jī)發(fā)電，向負(fù)載輸送電能。當(dāng)負(fù)載或轉(zhuǎn)速變化時(shí)，可通過調(diào)壓器調(diào)節(jié)勵(lì)磁繞組的電流大小來維持恒定電壓輸出。

可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。