[发明专利]双激励电机,尤其是汽车的交流发电机

说明书

本发明涉及诸如汽车交流发电机之类的旋转电机。

作为单相或多相发电机的典型的汽车交流发电机通常包括一个定子，一个配备了激励线圈的转子在该定子中转动。该激励线圈由一些电刷供电，电刷则与设置在转子轴的凸出部分上的两个集电环相接触。

人们已经获知，尤其是通过欧洲专利EP0707374了解了一些旋转电机。在这些机器中，定子线圈的激励是同时由一些永久磁体和一些线圈进行的；并且，通过换向而对一个或几个激励线圈所感应出的电流进行控制。激励电流的换向用于在多种速度下减小永磁体的磁通。

在这种类型的机器中，由于激励电流本身就是双向的交流电，这种换向仍需要借助于一个“H”型的切换电桥，这就增加了成本。

本发明目的在于克服这些缺陷，以及提出一种旋转电机，尤其是一种交流发电机。在该机器中，激励时能够实现对输出电流的调节，并且尽管采用了一些永久磁体来实现这种激励，但仍可以在无激励(或基本上无激励)和最大激励之间改变这个激励。

本发明的另一个目的是要实现这样的一个机器，在该机器中，通过提供同样是在零和一个最大值之间变化的激励电流，使得激励在前述的两个极限之间变化。

本发明的另一个目的是提供一种单转子双磁体间隙结构的旋转电机，它轴向尺寸紧凑并且具有很高的功率重量比。

因此，本发明提出了一种磁通换向的电机，它包括定子和转子，定子包括位于至少一对凹槽中的至少一个感应线圈，转子具有一些元件，这些元件能够有选择地建立起围绕着一个或一些感应线圈的闭合磁路，其特征在于，所述的这些元件包括至少一个永久磁体，该永久磁体能够建立起沿着转子圆周方向的自身成环形的磁通，这些元件还包括至少一个激励线圈，它能够建立起与上述永磁体所产生的磁通相反的圆周方向的可调节的局部磁通。

这样的调节结构实际上能够允许断路器采用传统的调节器来调节激励，这样，与交流电的机器相比，这些断路器的成本仅为1/4。

转子的周向长度上最好具有一些交替的永久磁体和激励线圈。

尤其是转子最好具有一些交替的永久磁体和H形构件，这些H形构件确定了用以装纳激励线圈的凹槽。

这些H形结构能够使线圈端部的长度减小，这就减小了阻抗，进而也减少了激励的焦耳损失，因而提高了效率。

该机器最好具有一个内定子和一个外定子。

这种结构与双转子旋转电机的传统结构相比，其优点之一在于转子的惯性很小。

这种结构的轴向尺寸紧凑，并且由它的两个定子可以输出很大的功率，它被有利地应用于功率重量比很高的交流发电机起动器。

本发明还涉及上述类型的双激励混合电机的转子。

在结合附图阅读了下面作为举例的对本发明较佳实施例的详细说明后，本发明的其它特征、目的和优点将变得更加清楚；其中：

图1是根据本发明简单实施例的旋转电机中的转子和定子组件的展开示意图；

图2是根据本发明的三相电机中的转子和定子组件的局部横截面视图；

图3是根据本发明另一实施例的旋转电机中的转子和定子组件的展开示意图；

图4是根据本发明另一实施例的同一电机中的转子和定子组件的局部横截面视图。

首先参见图1，图中表示了能够配备于本发明的单相交流电机的定子和转子。

定子1包括一个环形构架2，它由两部分构成，这两部分确定出了一个连续的环形构件。在该构件的内周面上设有装纳着感应线圈组4的一些凹槽3。这些凹槽3呈偶数并且均匀地分布在定子的周边上。

转子5由一系列H形的构件6构成，这些构件6与一些装有永久磁体8的凹槽7相互交替。

限定出H形构件6的内外槽6a、6b中装纳着激励线圈9，这些线圈与装置10相连，以便用可调节的激励电流向它们供电。

这些H形构件6和永久磁体8均匀地分布在转子5上。磁体8和H形构件6两者的数量都对应着该旋转电机的极对的数量，也就是说是凹槽3数量的一半。更准确地说，磁体8和H形构件6这样分布，使得当某个外槽6a正对着一个定子槽3时，该H形构件两边的磁体8也都分别正对着上述这个槽3两边的凹槽3。

永久磁体8的N/S极的取向是这样的：当线圈9中没有电流时，这些磁体在转子5上产生出基本上沿圆周的、如图1中箭头所示方向的磁通。

因此，在没有激励电流时，没有任何磁场会穿过定子1形成环路(或者说仅有可以忽略的一小部分)，无论转子5的角位置如何都是如此，因此在感应线圈4中不会产生任何电流(一些可忽略的电流除外)。

因而该装置未受激励。