[发明专利]车用交流发电机

说明书

本发明涉及一种车用交流发电机，该发电机具有伦德尔(Lundell)型转子和配置在相邻的磁极爪形极块之间的永久磁体。

例如，JP-A 61-85045中给出的常规车用交流发电机具有一个带一对伦德尔型磁极的场转子和一个绕在磁极磁心上的励磁线圈。在该交流发电机中，永久磁体配置在周边相邻的伦德尔型磁极的爪形极块之间，以通过减少穿过爪形极块的漏磁通而增大输出，从而增大对发电有效的磁通。在该现有技术的车用交流发电机中，每一个永久磁体实际上配置在大致彼此平行的爪形极块的侧表面之间的整个区域，或者说，通过适当确定永久磁体的数目和排列方式来调整永久磁体的磁场强度，使得场电流为零时输出电压不会超过适合电池充电的充电电压。

目前，在许多现代车辆中，车辆的正常电负荷已逐步增加，其与最大电负荷之差已非常小，因此，在许多情况下，对磁场强度进行的上述调整是不须要的，即使是采用强磁体也是如此。采用永久磁体增加了费用。因此须要通过增加输出来抵消由于采用永久磁体而造成的费用增加。现有技术中采用了非常多的永久磁体，或者采用了数目少于上述磁场强度调整所需要的永久磁体。

针对以上问题作出了本发明，因此，本发明的主要目的是提供一种车用交流发电机，该发电机增加了每单位重量永久磁体的输出，并可获得良好的经济效益和耐高速运转的能力。

这种交流发电机包括一个转子和若干永久磁体。转子有一对伦德尔型磁极，每个磁极上设有多个爪形磁块，磁极彼此轴向相对配置，极块彼此衔接。每个永久磁体都配置在周边相邻的爪形磁块的相对侧表面之间，并被磁化，使之能减少穿过爪形极块的漏磁通。每个永久磁体配置在爪形极块的纵向中间部位，其长度与爪形极块长度之比处在50％至80％范围。

由于垂直于转子轴线的爪形极块的截面面积朝着爪形极块末端方向减小，因此爪形极块的磁阻朝着爪形极块末端方向增大。于是，在永久磁体长度与爪形极块侧表面长度之比大于80％的区域中，磁通很难穿过相邻爪形极块的侧表面。由于在所述比例小于50％的区域磁通很容易穿过相邻爪形极块的侧表面，因此磁通能流向无永久磁体的区域。于是，如果将永久磁体配置在漏磁通密度基本上在最大值处展平的区域，并且永久磁体长度与爪形极块长度之比处在50％至80％范围，就能最有效地消除漏磁通，而用于发电的磁通就能增大。

按照本发明第一方面的交流发电机中，将每个永久磁体配置成使其重心与基本上对应于沿脊部方向的相对侧表面之间的中间位置相合。

转子转动时，有一离心力作用在永久磁体上，这时，由离心力造成的负荷也作用在按圆周方向处于永久磁体相对两侧的相邻爪形极块上。由于永久磁体的重心基本上处在相邻爪形极块侧表面的中间，因此由离心力造成的负荷大致均匀地分布到爪形极块上，于是增强了爪形极块耐受转动的强度。

参看以下的详细说明书、所附权利要求书及附图，可以更清楚地了解本发明的其他目的、特点以及本发明有关部件的功能。附图中：

图1是本发明的车用交流发电机的侧剖面图；

图2A是表明爪形极块与永久磁体之间位置关系的解说图；图2B是爪形极块和永久磁体的剖面图；

图3是用于解释漏磁通的爪形极块的平面示意图；

图4是漏磁通密度随着与爪形极块侧表面中间的距离变化的曲线图；

图5是用于说明本发明交流发电机效应的曲线图；

图6是设有永久磁体的交流发电机与不设永久磁体的同等交流发电机输出电流的比较曲线图；

图7A是表明本发明第二实施例的爪形极块与永久磁体之间位置关系的解说图；图7B是该第二实施例的爪形极块和永久磁体的剖面图；

图8A是表明本发明第三实施例的爪形极块与永久磁体之间位置关系的解说图；图8B是该第三实施例的爪形极块和永久磁体的剖面图。

以下参照附图对本发明最佳实施例的车用交流发电机进行说明。

车用交流发电机1包括一个作为电枢的定子(将在后面描述)、一个作为产生磁场装置的转子(也将在后面描述)、和一个容纳定子及转子的外壳2。

外壳2包括前盖2A和后盖2B，均用铝模制成，并以多个大头螺栓3和螺帽4在其端面将其彼此连接在一起。

定子包括压在外壳2中固定定位的定子铁心5和绕在其上的电枢绕组6。

定子铁心由多层环形薄钢片叠置而成，其内周开有多个槽(未示出)。

电枢绕组6接成Y形或Δ形，插在定子铁心5的槽中。转子相对于定子旋转时，在电枢绕组6中产生交流电压。