一种大比功的汽车发电机及其制造方法.pdf

本发明涉及一种汽车发电机及其制造方法，采用这种方法可以制造有刷的或者无刷的交流发电机，这些发电机是与各种汽车、拖拉机配套使用的。
    随着汽车、拖拉机制造业的不断发展，对与它们配套使用的发电机性能要求也越来越高，这样促使车用发电机不断进步。但是，目前对于比功大（即功率与体积的比值大）的发电机需要迫切，实际上往往达不到要求。为此，中国专利CN  87  2  13181号  关于“一种小型的无刷发电机”中提出了一种汽车无刷交流发电机，它的转子部分的前、后爪是采用铜焊接或者用不锈钢焊接的，其内定子固定在后端盖上，这种发电机在性能上有一定的改进，体积也比较小，但是，仍然不能满足汽车对它具有比功大、超载能力强的性能要求。

    本发明的任务是提出一种大比功地汽车发电机及其制造方法，用此方法可制造出外形尺寸及定子铁芯及定子铁芯外径与原来的发电机完全相同，但它的输出功率比原来的发电机显著地提高，即有效地增加发电机的比功值，以满足各种汽车、拖拉机的配套需要。

    本发明的任务是以如下的方式完成的，当需要体积小、功率大的车用发电机时，特别是那些要求外形尺寸φ小于145mm的发电机时，这种方法是有效的，它是重新设计交流发电机的外定子结构，甚至可以在不改变外定子铁芯外径和铁芯有效长度情况下，适当地减少外定子铁芯的磁通密度增大，这样也使外定子铁芯的内径变大。与此同时，相应地增大发电机转子的直径，使外定子与转子之间的气隙长度保持不变。按这种方法设计的交流发电机，其外定子铁芯的外径D1与内径D2的比值要比原来作为参照对比的发电机两者之间比值要小一些，原来的比值为1.40，新的比值选择在1.27至1.34之间变化。依照上述方法制造的交流发电机，其比功值将显著地增大，例如，把原来额定功率为500W，外定子铁芯外径为130mm的交流发电机，适当地改变外定子结构，这样既不会增加矽钢片材料，也不用改变外形尺寸和外定子铁芯的有效长度，就可以使发电机的输出功率提高近1倍。

    下面将结合附图对本发明作进一步的阐述。

    图1是采用本发明方法设计的样机剖视图。

    图2是本发明样机的性能测试图。

    从图1可知，采用本发明提出的制造方法是：把发电机的外定子铁芯（1）的轭部（2）变窄，并且相应地缩小定子齿（3）的长度，或者是缩小定子槽（4）的深度，这样可以使外定子铁芯（1）的磁通密度增大，注意不应使它饱和，这也就等于增大外定子铁芯（1）的内径，而外定子铁芯（1）的外径和有效长度仍然保持不变，结果使外定子铁芯的外径D1与内径D2之比值减少。据有关资料统计，国内外车用的有刷交流发电机，如果外定子铁芯（1）的外径D1为130mm时，其内径D2只有91至93mm，两者比值D1/D2≈1.40，而无刷的交流发电机，其内径D2也是93mm，D1/D2＝1.39，当采用本发明提出的方法进行设计，其外定子铁芯（1）的内径D2可增大到97mm至102mm，因此D1/D2的取值范围在1.27至1.34之间变化。另外，还要适当地增大发电机转子（5）的直径，使转子（5）和外定子铁芯（1）之间的气隙（6）的长度保持原来数值。

    图2示出了采用这种方法制造的无刷交流发电机的测试结果，原来作为对照的发电机其外定子铁芯D1为130mm，外定子铁芯有效效长度L＝22mm，额定输出功率为500W，当空载转速n＝1000r/min时发电机已达到额定电压，在负载情况下转速n＝4000r/min时发电机的输出电压为14v，电流为40安，转速n＝6000r/min时输出电压为14v，电流为45安。从图中曲线可以看出，采用本发明提出方法设计的交流发电机，其外形尺寸和外定子铁芯外径、有效长度均不改变，输出电压仍为14v，当转速为4000r/min时其输出电流已达到65安，当转速为6000r/min时电流则高达78安，由此可见，这种发电机的输出功率比原来对照的发电机提高近1倍。总之，采用这种方法制造的交流发电机，不论其型式是有刷的，还是无刷的，都具有极大地提高输出功率的特性，即其具有比功大的特点。