[发明专利]一种降低汽车爪极发电机电磁振动噪声的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低汽车爪极发电机电磁振动噪声的方法，特别是一种基于减少汽车爪极发电机齿槽转矩来降低其电磁振动噪声的方法。

背景技术

汽车发电机齿槽转矩主要由其气隙磁场与定子齿槽相互作用产生的。齿槽转矩引起的转矩脉动是汽车发电机振动和噪声产生的重要原因，当转矩脉动频率与定子或转子的机械共振频率一致时，齿槽转矩产生的振动和噪声将被放大。目前控制汽车爪极发电机电磁方面的振动和噪声的方法主要从气隙的径向电磁力波和定子模态频率着手，分析各种极槽配合可能存在的电磁力波次数并预测电机结构各阶径向模态频率，在保证力能指标要求的前提下尽量选择各次电磁力波最高频率低于并远离电机结构相应径向各阶模态频率的极槽配合。但是在现有的汽车发电机中，即便是选择了合理的极槽配合还是存在着较大的电磁振动和噪声，原因是无法单独改变电机的磁极参数或电枢参数来进一步削弱电机的齿槽转矩，因而还留有较大的转矩脉动存在。所以，如何进一步削弱汽车发电机气隙磁场与定子齿槽相互作用所引起的齿槽转矩，减少电机的转矩脉动，降低其电磁振动和噪声已成为制造高性能汽车发电机的迫切需要，但是，迄今还没有相关技术方案的公开报导。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种降低汽车爪极发电机电磁振动噪声的方法，通过对原有的汽车发电机爪极进行合理开槽加工，改变电机的磁极参数，影响气隙磁场空间分布，从而削弱气隙磁场与定子齿槽之间相互作用所引起的齿槽转矩，减少电机的转矩脉动，控制汽车发电机的电磁和噪声。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种降低汽车爪极发电机电磁振动噪声的方法的特点是：在爪极发电机的N极和S极的各爪极的上表面、沿电机轴向设有长条状矩形凹槽，所述各爪极上的长条状矩形凹槽的形状和尺寸均为相同。

本发明降低汽车爪极发电机电磁振动噪声的方法的特点也在于：

所述长条状矩形凹槽的槽长度l₀与爪极上表面等长，槽宽度b₀为爪极极尖前端宽度b的0.9/5至1.1/5，槽深度h₀为槽宽度的0.9/2至1.1/2。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明通过在汽车发电机转子爪极上表面开有矩形辅助槽，来改变电机的磁极参数，影响气隙磁场空间分布，削弱气隙磁场与定子齿槽相互作用所引起的齿槽转矩，从而降低电机的转矩脉动，进而减少汽车爪极发电机的电磁噪声和振动。

2、本发明通过开槽增大了爪极的表面积，增加了电机的散热性能。

附图说明

图1为本发明汽车发电机转子爪极展开图；

图2为本发明汽车发电机爪极侧视开槽示意图；

图3为本发明汽车发电机爪极俯视开槽示意图；

图中标号：1a为N极爪极；1b为S极爪极；2a为N极法兰盘；2b为S极法兰盘；3a为N极爪极辅助槽；3b为S极爪极辅助槽；4侧视长条状矩形凹槽；5俯视长条状矩形凹槽。

具体实施方式

参见图1，本实施例中降低汽车爪极发电机电磁振动噪声的方法是在爪极发电机的各N极爪极1a的上表面、沿电机轴向设有长条状矩形凹槽，即N极爪极辅助槽3a，在各S极爪极1b的上表面、沿电机轴向同样设有长条状矩形凹槽，即S极爪极辅助槽3b，各N极爪极辅助槽3a和各S极爪极辅助槽3b的形状和尺寸均为相同；N极法兰盘2a和S极法兰盘2b相互对合使所有长条状矩形凹槽沿圆周均匀分布。

如图2和图3所示的侧视长条状矩形凹槽4和俯视长条状矩形凹槽5，具体实施中，长条状矩形凹槽的槽长度l₀与爪极上表面等长，槽宽度b₀为爪极极尖前端宽度b的0.9/5至1.1/5，槽深度h₀为槽宽度的0.9/2至1.1/2。

本实施例通过在转子爪极上表面开有长条状矩形凹槽，改变电机磁极参数，影响气隙磁场空间分布，削弱气隙磁场与定子齿槽相互作用所引起的齿槽转矩，使其转矩脉动小，振动和噪声得以控制，并且通过开辅助槽增大爪极表面积,使其散热性能得到改善。

通过对一台14V/1Kw的常规汽车发电机进行实验分析，该汽车发电机爪极极尖宽度为6.5mm，爪极长度为27.2mm。按本发明方法在其各爪极的上表面开出长条状矩形凹槽，该长条状矩形凹槽的槽长度为27.2mm、槽宽度为1.3mm，槽深度为0.6mm，电机工作在额定转速6000r/min时，电磁噪声降低了3dB。