[发明专利]一种外转子电动发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种外转子电动发电机，属于电机与电器技术领域。

背景技术

电动发电机既能当作电动机运行，又能作为发电机运行。汽车用起动发动机和驱动电机都应具有这两种功能，以在起动后为用电设备供电，或在驱动汽车后回收制动能量。

目前电励磁的同步电机由于具有故障灭磁和高速弱磁能力、且能较好的调节电压，因此在汽车上有着广泛的应用。

传统的汽车上的发电机一般采用带碳刷滑环结构的励磁方式。为了实现励磁的无刷化，技术人员提出了一种只有爪极旋转的无刷交流发电机，但这种发电机气隙较多，比功率低。永磁电机也能实现无刷励磁，例如授权的发明专利：离心式永磁起动发电装置，授权号：ZL 200510044107.7，发明了一种环绕固定在飞轮外转子内壁有多块永磁材料的起动发电机。但这种发电机调压较为困难。

授权的发明专利：轴向励磁的双凸极电机，授权号ZL2010105923645，发明了一种电励磁双凸极电机，其一半励磁绕组位于电机外侧，这会使励磁绕组产生一定的漏磁，而且这种励磁模块加工较为困难；另外，电机的整个磁路于电机的外壳基本一致，因此整个磁路磁阻较大；最后这种电机励磁绕组总的长度较长、励磁绕组电阻大，励磁损耗大。

本发明公开的技术与上述方案皆不同。首先具有外转子结构；其次励磁绕组位于电机中间、励磁绕组电阻小、励磁效率高；再次电机的磁链路径较短、磁阻小、效率高；另外该电机的大部分磁路为硅钢片，因此总的涡流损耗小，最后电机的两套定子互相互补，可以有效降低电机的转矩脉动或电压脉动。

目前申请者未检索到励磁绕组在中间励磁、且形成两套互相互补的绕组的技术方案。

发明内容

为了发明一种无刷化励磁的电励磁电动发电机，并降低电机的磁阻、励磁电阻以提高电机的效率，本发明采用如下技术方案：

一种外转子电动发电机，其特征在于：

包括轴(1)、外壳(3)、定子磁轭(4)、N极定子铁心(5)、S极定子铁心(10)、N极转子铁心(7)、S极转子铁心(11)、电枢绕组和励磁绕组(8)；

所述N极定子铁心(5)和S极定子铁心(10)极数皆为3n且轴向间隔排列，n为大于1的自然数，N极定子铁心(5)和S极定子铁心(10) 固定在定子磁轭(4)上；

N极定子铁心(5)和S极定子铁心(10)中间为围绕定子磁轭(4)绕制的励磁绕组(8)，给励磁绕组(8)通电可使N极定子铁心(5)构成N极，并使S极定子铁心(10)构成S极；

所述N极定子铁心(5)和S极定子铁心(10)由硅钢片叠压而成；所述定子磁轭为无取向导磁材料，固定在轴上(1)；

N极转子铁心(7)和S极转子铁心(11)轴向间隔排列，N极转子铁心(7)位于N极定子铁心(5) 的圆周外侧，S极转子铁心(11)位于S极定子铁心(10) 的圆周外侧；N极转子铁心(7)和S极转子铁心(11)由硅钢片叠压而成，且在圆周方向上对齐；N极转子铁心(7)和S极转子铁心(11)外侧固定在外壳(3)的内侧，外壳(3)为无取向导磁材料，可绕轴(1)旋转；

每个N极定子铁心(5)和S极定子铁心(10)的极上都绕有一个电枢线圈；电枢线圈可按相位的不同分为三相电枢绕组。

如上所述的一种飞轮式永磁起动发电机，N极定子铁心(5)和S极定子铁心(10)在圆周方向上相差360°/4n或360°/8n，N极定子铁心(5)上电枢线圈和S极定子铁心(10)的电枢线圈绕制方向相反，同一相位的电枢线圈串联组成一相电枢绕组。

如上所述的一种飞轮式永磁起动发电机，N极转子铁心(7)和S极转子铁心(11)的极数皆为4n或8n；N极转子铁心(7)的极宽为N极定子铁心(5)极宽的1.5倍；S极转子铁心(11)的极宽为S极定子铁心(10)极宽的1.5倍。

所述电动发电机定子固定在轴(1)上，工作时定子不旋转，因此电机的引线(12)通过轴中间的孔引出。

本发明的有益效果如下：

⑴励磁绕组围绕定子磁轭绕制，其圆周尺寸短、漆包线用量少且铜损小；

⑵电机的磁路路径短、磁阻小，且大部分磁路经过硅钢片，因此铁损少；

⑶N极定子极上的的线圈和S极定子极上的线圈可以有效互补，输出的电压或转矩的脉动小；

⑷与传统的三相电励磁双凸极发电机相比，各相绕组完全对称，没有各相不对称现象；

⑸可以电动和发电运行，具备外转子结构，十分适合安装于轮毂上，构成轮毂式电机。

附图说明