专利名称：交流发电机的改进结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发电机，特别是涉及一种交流发电机的改进结构。
背景技术：
车用发电机的定子绕组一般选用绕组系数较好的整距绕组，并采用与爪极极距相等的π节距嵌线。因为是三相绕组，各相的相位差为2π/3，所以，各相绕组必然要重叠π/3，具体来说(如图1A-1D所示)，因为需将很多线圈1’依次从内圆侧嵌入铁心2’中，所以，先插入的线圈1’与后插入的线圈1’会有重叠。结果，槽22’内就会出现图1所示的死区3’或称中立区，此区阻碍了绕组导线截面积的增加。此外，为了避免重叠部分导线之间产生接触应力，需要保证线圈1’端部要有足够的长度，整个绕组的变长造成定子绕组电阻的增加。可以用槽满率表示嵌线后导线在定子铁心槽内的状况，如下式表示槽满率＝A1/A2式中A1--定子铁心槽内电线的总截面积；A2--定子铁心槽的截面积。
近些年来，槽满率的演变状况(如图2所示)，从图2可以看出，虽然几经改进，槽满率的提高已近于顶点。为了减少绕组的内阻，即使是想缩短绕组的长度，增大绕组导线的截面积，但前述的绕组端部的重叠已成为难以解决的问题。为了减少磁振动力，传统的方法是将分别产生反作用磁动势6次谐波的2套三相绕组以30°的相位差嵌线，使两者产生的反作用磁动势相互抵消，以达到在发生源采取措施降低噪声的目的(如图3A-3D所示)。就传统的绕组来说，采用2套三相绕组的话，结构就变得复杂，进一步加剧了线圈端部的重叠，而且，发电机的特性还有可能变坏；但一旦采用了端部线圈无重叠的嵌线方式及2套三相绕组，就可以提高发电机的性能并可以降低磁噪声。若想用连续嵌线方式实现无重叠嵌线是非常困难的，这是因为，传统方式嵌线是从内圆一侧插入绕组的，所以，只有小于槽口宽度的较细导线才能嵌入。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种满槽率高、磁振动力小的交流发电机的改进结构。
为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是本实用新型是一种交流发电机的改进结构，它包括定子和转子。所述的定子线圈伸出铁心端面的线圈端部，在距出线槽π/2处，下层线圈翻转，在距离进线槽π/2处嵌入上层线圈。
所述的线圈导线为扁铜线。
所述的各个线圈分别成型，制成可从轴向插入铁心的形状。
所述的线圈形状为U字形，在该U字形线圈的两敞开端臂的端部向外弯曲。
所述的转子的爪数为7或8个。
采用上述方案后，由于本实用新型定子采用双层嵌线法，即，在所述的U字形线圈伸出铁心端面的线圈端部，距出线槽π/2处，下层线圈翻转；在距离进线槽π/2处嵌入上层线圈。以这种嵌入所有的线圈，线圈端部彼此之间没有干涉，而且可以缩短绕组端部的高度，即可以消除铁心槽内的死区，满槽率大大提高，可达到70％(详见表1)。此外，本实用新型定子的每个线圈分别成型，从铁心的轴向插入的嵌线方式，有效的减少磁振动力。
表1 2种绕组的结果对比
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1A-1D是习用定子绕组线圈端部示意图；图2是满槽率的演变情况；图3A-3D是习用的2套三相绕组结构图；图4是本实用新型定子线圈端部图；图5是本实用新型定子线圈的结构示意图；图6是本实用新型U字形线圈与铁心装配图；图7是本实用新型U字形线圈连接图；图8是本实用新型U字形线圈绕组组装示意图；图9是传统型发电机与本实用新型发电机的尺寸和重量对比图；图10是传统型发电机与本实用新型发电机输出特性对比图；图11是传统型发电机与本实用新型发电机效率对比图；图12是传统型发电机与本实用新型发电机电磁噪声对比图；
图13是本实用新型转子的主视图。
具体实施方式
如图6所示，本实用新型是一种交流发电机的改进结构，它包括定子和转子。本实用新型定子的线圈1的导线采用扁铜线，该每个线圈1分别成型，被制成可从轴向插入铁心2的U字形形状(该线圈1也可被制成其它可从轴向插入的铁心2的形状)。
如图7所示，该U字形线圈1的两敞开端臂11的端部压弯后，形成向外弯曲状。
如图7、图8所示，将各个U字形线圈1伸出铁心2端面的线圈端部15压弯，将各U字形线圈1的敞开端臂11的端部12两两通过特殊焊接工艺连接在一起，整个就会形成定子绕组10。为了确保连接部位的绝缘性能，需进行绝缘处理。在绕线时，将一套U字形线圈1迭放整理后，就可以从轴向插入铁心2的槽中。
如图4、图5所示，本实用新型定子采用双层嵌线法，即，在所述的U字形线圈1伸出铁心2端面的线圈端部15，距出线槽21的π/2处，下层线圈13翻转；在距离进线槽22的π/2处嵌入上层线圈14。以这种嵌入所有的线圈1，线圈端部15彼此之间没有干涉，而且可以缩短绕组端部的高度，即可以消除铁心2槽内的死区。
如图6所示，利用本实用新型技术制造的发电机与传统型产品相比，新型的发电机在外径、全长及质量等项目上都得到了改善。而且，性能也得到了提高，即如图7所示，由于定子绕组内阻的降低以及散热性能的改善，与传统的型产品相比，发动机怠速下的发电机输出提高了50％。
从效率来看，如图8所示，由于定子绕组内阻的降低，发电时的铜损大幅度降低，以及铁心的改善而降低了铁损，与传统型产品相比，效率的绝对值提高了10％。
电磁噪声的对比如图9所示，通过配置相位相差30°的2套绕组，与传统型产品相比，磁噪声减少了10dB；此外，散热性能也得到了改善。综合来看，每年约可节省燃油2％。
如图13所示，在本实用新型中与定子配合的所述的转子的爪数为7或8个。
权利要求1.一种交流发电机的改进结构，它包括定子和转子；其特征在于所述的定子的线圈伸出铁心端面的线圈端部，在距出线槽π/2处，下层线圈翻转，在距离进线槽π/2处嵌入上层线圈。
2.根据权利要求1所述的交流发电机的改进结构，其特征在于所述的线圈导线为扁铜线。
3.根据权利要求1所述的交流发电机的改进结构，其特征在于所述的各个线圈分别成型，制成可从轴向插入铁心的形状。
4.根据权利要求1所述的交流发电机的改进结构，其特征在于所述的线圈形状为U字形，在该U字形线圈的两敞开端臂的端部向外弯曲。
5.根据权利要求1所述的交流发电机的改进结构，其特征在于所述的转子的爪数为7或8个。
专利摘要本实用新型公开了一种交流发电机的改进结构，它包括定子和转子。所述的定子线圈伸出铁芯端面的线圈端部，在距出线槽π/2处，下层线圈翻转，在距离进线槽π/2处嵌入上层线圈。以这种嵌入所有的线圈，线圈端部彼此之间没有干涉，而且可以缩短绕组端部的高度，即可以消除铁芯槽内的死区，满槽率大大提高。此外，本实用新型定子中的每个线圈分别成型，从铁芯的轴向插入的嵌线方式，有效的减少磁振动力。
文档编号H02K3/12GK2694595SQ20042001471
公开日2005年4月20日 申请日期2004年1月8日 优先权日2004年1月8日
发明者陈孙艺 申请人:陈孙艺