[发明专利]6KW-15KW小功率发电机

说明书

技术领域

本发明涉及发电机技术领域，具体涉及一种6KW-15KW小功率发电机。

背景技术

发电机包括定子和转子，发电机定子由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成，转子由转子轴、转子铁芯和永磁体组成。铁芯由高导磁材料冲片重叠组合而成，冲片的结构直接影响发电机的效率、寿命、性能和电机的组装生产效率等。现有技术中的发电机冲片在设计过程中一般只注重齿槽的大小、齿槽所能穿入线圈匝数的多少，而忽略了齿宽和齿槽度的比例。另外在设计冲片的过程中都是采用宽齿窄槽的设计方式，然而此种宽齿窄槽的设计方式存在以下问题：因为齿宽过宽，造成齿磁密较低，轭部磁密也较低，且槽型面积较小，总体能承载的功率电流受限制，最终造成功率密度过小。因为冲片槽较小，无法形成磁场的密度饱和片槽较小，所以现有技术电机设计必须加长定子铁芯长度，从而会增加生产成本。此外，现有技术的发电机磁瓦磁场密度较低，且因极弧覆盖面积不够，造成漏磁过大，气隙磁场较低，从而相应造成转子铁心长度必须增加，从而会增加生产成本。显然，现有技术发电机冲片存在功率密度过小和无法形成磁场密度饱和以及现有技术发电机磁瓦存在磁场密度较低，且因极弧覆盖面积不够，造成漏磁过大、气隙磁场较低的问题。

发明内容

为解决现有技术发电机冲片存在功率密度过小和无法形成磁场密度饱和以及现有技术发电机磁瓦存在磁场密度较低，且因极弧覆盖面积不够，造成漏磁过大、气隙磁场较低的问题，本发明提供一种6KW-15KW小功率发电机。

本发明6KW-15KW小功率发电机包括转子和定子；所述转子包括转轴、转子铁芯和相对固定在所述转子铁芯上的两组磁瓦，所述磁瓦的截面呈扇形结构，所述磁瓦的极弧度为55°至60°，所述磁瓦的极弧系数为0.635至0.75；所述定子包括由若干环状结构的冲片组成的定子铁芯，所述冲片上设置有多个线圈槽和线圈齿；所述线圈槽为梯形槽，其包括槽口、槽顶部和槽底部；所述线圈齿为矩形齿，所述槽底部的宽度与所述线圈齿的宽度比为1.8:1至2.3:1，所述槽顶部的宽度与所述线圈齿的宽度比为1.2：1至1.7:1，所述磁瓦的极弧系数是磁瓦的实际弧度和发电机转子的极距之比。

进一步的，每组磁瓦包括六块磁瓦，且该六块磁瓦沿转子铁芯轴向按两列三行布置固定在所述转子铁芯上。

进一步的，在所述磁瓦上设置有阶梯形安装孔，所述磁瓦的长度为40mm至50mm；所述磁瓦的磁化方向厚度为7mm至21.6mm。

进一步的，磁化方向厚度由公式H=σ*K计算得出，其中σ为气隙数值，其取值范围为0.7至1.2；K为经验参数，其取值范围为10至18。

进一步的，所述槽口的宽度为线圈齿宽度的0.7至0.8倍。

进一步的，所述槽顶部和所述槽底部之间的高度是所述槽口的高度的3至3.5倍。

进一步的，所述冲片的外圆直径为180mm-200mm，所述冲片的内圆直径为90mm-110mm。

进一步的，所述线圈槽的数量为24个。

进一步的，在片体的外环上设置有焊接缺口，所述焊接缺口的截面形状呈“W”形。

进一步的，所述焊接缺口的数量为6个。

本发明6KW-15KW小功率发电机具有以下有益技术效果：（1）冲片通过线圈槽和线圈齿的特殊设计，使其拥有高的齿磁密，让最终的气隙磁势和总磁势比较，占的比重不大，最终形成磁饱和现象，这样可以实现功率体积的缩小，压缩了传统发电机功率体积，提高了其功率密度，从而将发电机部分重量降的更轻，最终使总机组重量降低。

（2）通过磁瓦设计增加了发电机定子受磁面积，这样无形的增加了气隙磁密，且能有效的增加齿磁密。

附图说明

图1为本发明6KW-15KW小功率发电机结构示意图。

图2为图1中6KW-15KW小功率发电机转子结构示意图。

图3为图2中转子磁瓦结构示意图。

图4为图1中6KW-15KW小功率发电机的冲片结构示意图。

图5为图4中冲片局部放大示意图。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

1为转轴，2为转子铁芯，3为磁瓦，4为冲片，5为定子铁芯，41为线圈槽，42为线圈齿，411为槽口，412为槽顶部，413为槽底部，31为阶梯形安装孔，414为焊接缺口。