內(nèi)燃機(jī)的多極磁鐵型發(fā)電機(jī)制造技術(shù)

一旋轉(zhuǎn)電動機(jī)器如一發(fā)電機(jī)，它能被用來在一緊湊的結(jié)構(gòu)情況下提供高效率和高輸出。通過具有多個間隔開的極性相反的永久磁鐵和與之合作的電樞線圈能實現(xiàn)這一點。諸電樞線圈繞在諸芯齒上，這些芯是由一具有在０．２５－０．６５毫米厚度的電磁鋼板制成。諸永久磁鐵沿外圓周間隔設(shè)置，其定向使相對于相對轉(zhuǎn)動軸線成一在１２０－１４０°的磁鐵電角度θ。（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)是申請?zhí)枮?9/742751于2000年12月20日提交、名稱為“車輛的單相多極磁鐵型發(fā)電機(jī)”，并已轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人的申請的部分續(xù)展申請。本專利技術(shù)涉及一種多極磁鐵型機(jī)器，如內(nèi)燃機(jī)的發(fā)電機(jī)，更具體涉及這種類型的改進(jìn)的緊湊的高輸出且高效率的發(fā)電機(jī)。許多類型的發(fā)動機(jī)關(guān)聯(lián)著旋轉(zhuǎn)電動機(jī)器。例如，發(fā)動機(jī)驅(qū)動一發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生電力供發(fā)動機(jī)工作之用，并供電給相關(guān)車輛的附件。通常，這些類型的發(fā)電機(jī)采用相對可旋轉(zhuǎn)的永久磁鐵和包圍著電樞的線圈繞組。該種相對旋轉(zhuǎn)在繞組里感應(yīng)一電流，由于該電流的交流特性，該電流被取出經(jīng)整流后用于對與該發(fā)動機(jī)和/或車輛有關(guān)的直流電元件進(jìn)行供電。通常，諸永久磁鐵轉(zhuǎn)動，而攜帶電樞繞組的構(gòu)件是固定的，盡管可能有其他類型的關(guān)系。在這類裝置方面和按照現(xiàn)代的實踐，對發(fā)電機(jī)的需求持續(xù)增長。因此，為了提供較大的輸出功率，必須加大發(fā)電機(jī)的尺寸，因此，這樣就導(dǎo)致必須增大從發(fā)動機(jī)到該發(fā)電機(jī)的驅(qū)動動力。在許多應(yīng)用這樣的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)應(yīng)用場合，該發(fā)動機(jī)也驅(qū)動事實上十分緊湊的一車輛，如船、摩托車等。因此，增大該發(fā)電機(jī)的尺寸是不可接受的。此外，如果該發(fā)電機(jī)的尺寸和重量增大，那么，驅(qū)動它的發(fā)動機(jī)的輸出必須類似地增大。這樣就導(dǎo)致從該發(fā)動機(jī)的排放增大，并能由于被該發(fā)電機(jī)消耗的功率使該發(fā)動機(jī)的性能不能令人滿意。因此，本專利技術(shù)的主要目的是提供一種這種類型的改進(jìn)而緊湊的旋轉(zhuǎn)電動機(jī)器。本專利技術(shù)的又一目的是提供一種改進(jìn)的發(fā)電機(jī)，該機(jī)具有一緊湊的結(jié)構(gòu)、較高的效率和高的輸出功率。按常規(guī)，線圈繞組和具體地說電樞是由多塊冷軋鋼板坯料層壓而制成的。該冷軋鋼板是通過將酸洗過的熱軋帶卷軋制為一薄的軋制鋼板而成。此后的工序是退火和表皮光軋。材料根據(jù)JIS標(biāo)準(zhǔn)可分為標(biāo)記為SPCC、SPCD和SPCE的三種規(guī)格，這取決于可加工性的程度。SPCC板用于一般的工作，被廣泛地用于低加工性的零件，并且也不貴。在常規(guī)的發(fā)電機(jī)里，壁厚為1.0毫米的SPCC板用于電樞芯。本專利技術(shù)的諸專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的輸出及其尺寸能通過對電樞芯層壓件的厚度的最佳化得以改進(jìn)。一較薄的電磁鋼板減少了損耗，因此提高了效率，但較小的厚度將減小占據(jù)于定子芯的橫截面積里的諸芯板的總橫截面積的比例(空間系數(shù))。所以，按照本專利技術(shù)，諸專利技術(shù)人確定了最佳厚度，以使實現(xiàn)最大的輸出功率。在最佳厚度使用方面，為實現(xiàn)最高效率和性能的結(jié)果，另外的因數(shù)是重要的。還發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的輸出特別與永久磁鐵的一個極的磁化角(magnetization angle)相關(guān)，對此將在下文作出限定。又發(fā)現(xiàn)這個因數(shù)明顯影響了該發(fā)電機(jī)的性能，這是因為在該發(fā)電機(jī)的非線性正弦輸出。該機(jī)器的諸永久磁鐵一般是在環(huán)形件上形成并可粘接于它，或可通過將一未磁化的環(huán)形磁性材料結(jié)合于該轉(zhuǎn)子并在此后將它磁化而形成，使提供為提供沿外圓周間隔開的諸磁極所必須的諸交替的極。安裝后的磁化是不被優(yōu)先采用的。另發(fā)現(xiàn)在磁化角、由一磁鐵相對于該永久磁鐵的一極的旋轉(zhuǎn)中心占據(jù)的角之間存在一種關(guān)系，該發(fā)電機(jī)的輸出波造成變形，該變形的大小取決于被包含在輸出波形里的諧波分量。這一點在三次諧波或更大的諧波分量方面尤其如此。這種輸出波的變形被發(fā)現(xiàn)它提高了熱形成并減少了該發(fā)電機(jī)的效率。所以，按照本專利技術(shù)的另一特點，諸專利技術(shù)人確定了最佳的磁電角比，使實現(xiàn)最大的功率輸出而功率損耗、熱量產(chǎn)生和變形最小。本專利技術(shù)適于在一旋轉(zhuǎn)機(jī)器上實施，該機(jī)器具有一永久磁鐵，該磁鐵沿著一外圓周方向具有有規(guī)則地間隔開的變化的極性，還具有一個可相對旋轉(zhuǎn)的相關(guān)的構(gòu)件，該構(gòu)件具有多個電樞，圍著電樞形成有諸線圈繞組。按照本專利技術(shù)的一主要特點，電樞芯由多塊電磁鋼板形成層壓結(jié)構(gòu)，該鋼板的厚度在0.25-0.65毫米范圍內(nèi)。按照本專利技術(shù)的另一特點，該永久磁鐵的諸極的磁化角相對于旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)定，該角度在120°-140°電角度范圍內(nèi)。附圖說明圖1是沿著按照本專利技術(shù)一實施例構(gòu)作的一旋轉(zhuǎn)電動機(jī)器的旋轉(zhuǎn)軸線剖切的一橫截面圖。圖2是總的沿著圖1中的箭頭“2”方向看的視圖，它表示了電樞芯與諸永久磁鐵的關(guān)系。圖3是一圖表，表示了一電樞芯板的厚度t(毫米)與定子芯的空間因數(shù)(α)的指數(shù)(％)間的關(guān)系。圖4是一圖表，表示了一電樞芯板的厚度t(毫米)與組成的該發(fā)電機(jī)的效率(η)指數(shù)(％)間的關(guān)系。圖5是一圖表，表示了一電樞芯板的厚度t(毫米)與空間因數(shù)(α)×效率=(αη)的指數(shù)(％)間的關(guān)系。圖6是一表格，表示了諸永久磁鐵磁極的機(jī)械角、和在諸磁鐵間的磁電角、電氣角以及輸出的諧波變化之間的關(guān)系。圖7是一圖表，表示了按照該磁電角的該機(jī)器的效率的實際變化?，F(xiàn)在先看圖1和2，標(biāo)號11總的表示按照本專利技術(shù)一實施例構(gòu)作的一旋轉(zhuǎn)電動機(jī)器。在所示的實施例里，該機(jī)器11包括一總的用標(biāo)號“12”表示的定子組合件和一總的用標(biāo)號“13”表示的轉(zhuǎn)子組合件。在圖示的實施例里，該機(jī)器11是一發(fā)電機(jī)，但應(yīng)理解的是本專利技術(shù)能與其他類型的旋轉(zhuǎn)電動機(jī)器和那些由轉(zhuǎn)子和/或定子攜帶諸永久磁鐵的機(jī)器一起使用。該電氣機(jī)器特別適于結(jié)合一內(nèi)燃機(jī)使用，如用作一發(fā)電機(jī)，則從用標(biāo)號“14”表示的一發(fā)動機(jī)輸出軸的旋轉(zhuǎn)供應(yīng)一電功率輸出。標(biāo)號14表示一小位移量的一發(fā)動機(jī)曲軸，該曲軸延伸通過該發(fā)動機(jī)本體的一部分，該電動機(jī)器11以下面將介紹的方式固定于該本體。轉(zhuǎn)子13包括一轂部分15，該轂部分具有收置該曲軸14的一端的一開孔。在該曲軸14上形成一鍵槽，該鍵槽內(nèi)收置一鍵17，該鍵17具有與轂15的一內(nèi)孔18的花鍵連接，使在曲軸與轂之間提供一非旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動關(guān)系。螺旋連接在該曲軸14的螺紋端上的一螺母20將這個裝配保持在一起。轂部分15是借助于多個沿外圓周間隔開的鉚釘19固定于一攜帶飛輪的環(huán)形件21。該環(huán)形件21是與多個沿外圓周間隔開的磁鐵22一起形成，磁鐵22包括6個具有相對設(shè)置和交替安放的極，使提供總共12個極。該磁鐵22被保持得通過一隔圈24與攜帶飛輪的環(huán)形件21的一沿徑向延伸的內(nèi)壁23之間間隔開。如需要的話，可在該攜帶飛輪的環(huán)形件21的該內(nèi)表面上形成一保護(hù)涂層25，該保護(hù)涂層包圍于諸永久磁鐵22，使提供對其的保護(hù)。諸轉(zhuǎn)子磁鐵22由固定結(jié)合于飛輪件21在其內(nèi)部外圓周表面上的盤狀磁性材料(鐵氧體、永磁合金等)形成。然后用一磁化器(未圖示)對這一環(huán)以30°(360°/12)角度間隔進(jìn)行磁化，使0°＜θ＜30°，這里的θ是磁化角(機(jī)械角)，如圖2所示。諸相鄰的被磁化部分的極性是相反的。或者，具有磁化角θ=30°的諸磁鐵可以30°角度間隔結(jié)合。后面將結(jié)合附圖6和7對此結(jié)構(gòu)作詳細(xì)描述。一起動器齒輪26利用一單相離合器連接于轂部分15，該離合器包括用螺紋緊固器29固定于該轂部分15的一托架28。一合適的電動機(jī)(未圖示)關(guān)聯(lián)于該起動器齒輪26，用來利用曲軸14的轉(zhuǎn)動起動有關(guān)的發(fā)動機(jī)。定子組合件12包括一具有多個齒的層壓環(huán)，這些齒形成為諸電樞極31。諸單個線圈繞組32形成在圍繞這些極31延伸的諸線圈架30上，并連接于一合適的外部電路，用于提供電輸出。定子12是由多塊厚度為0.25-0.65毫米的層壓電磁鋼板制成。這些鋼板利用壓力加工沖壓并用樹脂涂復(fù)以在層壓之前進(jìn)行絕緣。這個厚度基本上小于以前使用的，因為這樣的薄鋼板是撓性的，可能容易被彎曲。這能導(dǎo)致在壓力加工的沖壓期間諸齒部分31會向上翹起，諸芯板會在層壓時間不太緊密地互相連接在一起，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種旋轉(zhuǎn)機(jī)器，該機(jī)器具有：多個永久磁鐵，這些磁鐵沿著一外圓周方向具有有規(guī)則地間隔開的變化的極性；以及，一個可相對旋轉(zhuǎn)的相關(guān)的構(gòu)件，該構(gòu)件具有多個電樞，圍著電樞形成有諸線圈繞組，電樞芯由多塊電磁鋼板形成層壓結(jié)構(gòu)，該鋼板的厚度在０．２５－０．６５毫米范圍內(nèi)。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朝枝史郎，安間達(dá)也，高橋秀明，
申請(專利權(quán))人：株式會社萌利克，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]