[0001] 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

[0002] 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。

技术问题

[0003] 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。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 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。

[0005] 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。

[0006] 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 50 mm; 所述磁瓦的磁化方向厚度为 7mm至 21.6mm。

[0007] 进一步的， 磁化方向厚度由公式 Η=σ*Κ计算得出， 其中 _σ 为气隙数值， 其取值 范围为 0.7至 1.2; Κ为经验参数， 其取值范围为 10至 18。

[0008] 进一步的， 所述槽口的宽度为线圈齿宽度的 0.7至 0.8倍。

[0009] 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

[0010] 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 90m

[0011] 进一步的，

[0012] 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 形。

[0013] 进一步的， 所述焊接缺口的数量为

发明的有益效果

有益效果

[0014] 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 [0015] (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。

对附图的简要说明

附图说明

[0016] 图 1为本发明 6KW- 15KW小功率发电机结构示意图。

[0017] 图 2为图 1中 6KW-15KW小功率发电机转子结构示意图。

[0018] 图 3为图 2中转子磁瓦结构示意图。

[0019] 图 4为图 1中 6KW-15KW小功率发电机的冲片结构示意图。

[0020] 图 5为图 4中冲片局部放大示意图。

[0021] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说 明。

本发明的实施方式

[0022] 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。

[0023] 请参阅图 1至图 3， 本发明 6KW-15KW小功率发电机包括转子和定子。 转子包括 转轴 1、 转子铁芯 2和相对固定在转子铁芯 2上的两组磁瓦 3， 磁瓦 3的截面呈扇形 结构， 磁瓦 3的极弧度为 55°至 60°， 磁瓦 3的极弧系数为 0 .635至 0 .75， 磁瓦 3的极 弧系数是磁瓦 3的实际弧度和发电机转子的极距之比。

[0024] 请一并结合图 4至图 5， 定子包括由若干环状结构的冲片 4组成的定子铁芯 5， 定 子铁芯 5的长度按 40mm_50mm的整数倍取值。 冲片 4上设置有多个线圈槽 41和 线圈齿 42。 线圈槽 41为梯形槽， 其包括槽口 411、 槽顶部 412和槽底部 413， 槽口 411与槽顶部 412相邻， 槽底部 413与槽顶部 412相对设置。 线圈齿 42为矩形齿， 槽底部 413的宽度与线圈齿 42的宽度比为 1.8:1至 2.3:1， 槽顶部 412的宽度与线圈 齿 42的宽度比为 1 .2: 1至 1.7:1。 冲片 4通过线圈槽 41和线圈齿 42的特殊设计， 最 终形成磁饱和现象， 由此在同功率情况下， 与现有技术发电机相比， 可以减小 定子铁芯 5百分之二十以上的长度， 而若定子铁芯 5在同一长度上， 本发明发电 机相对于现有技术功率可增加 30_40%左右。 上述槽顶部 412是指线圈槽 41的宽 度尺寸最宽的部分， 即相当于梯形的下底； 上述槽底部 413是指线圈槽 41的宽度 尺寸最窄的部份， 即相当于梯形的上底。

[0025] 请再次参阅图 2和图 3， 每组磁瓦 3包括六块磁瓦 3， 且该六块磁瓦 3沿转子铁芯 2 轴向按两列三行布置固定在转子铁芯 2上。 在磁瓦 3上设置有阶梯形安装孔 31， 磁瓦 3的长度为 40mm至 50mm。 磁瓦 3的磁化方向厚度为 7mm至 21 .6mm。 磁化方 向厚度由公式 Η=σ*Κ计算得出， 其中 _σ 为气隙数值， 其取值范围为 0 .7至 1 .2; Κ 为经验参数， 其取值范围为 10至 18。 气隙为定子内径和转子外径之间的缝隙， 本发明突破传统观念， 在小功率发电机上选取了较大气隙， 这样可以有效的降 低电枢反应的强度， 降低电压调整率， 再配合冲片 4仍然能做到高功率密度。 附 图中， L为磁瓦 3的长度， Η为磁化方向厚度， a为极弧度。

[0026] 进一步的， 槽口 411的宽度为线圈齿 42宽度的 0.7至 0.8倍。 槽顶部 412和槽底部 4 13之间的高度是槽口 411的高度的 3至 3

.5倍。 冲片 4的外圆直径 D为 180mm-200mm， 冲片 4的内圆直径 d为 90mm-110mm

。 线圈槽 41的数量为 24个。 如此便使线圈槽 413的槽型是明显的宽幵口潜底槽， 槽体积较大， 使槽漏电抗较大， 同吋拥有较高的齿磁密， 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， 提 高其功率密度， 保证发电机在额定负载运行吋的去磁反应能被 有效的遏制。 进 一步的， 在片体的外环上设置有焊接缺口， 焊接缺口的截面形状呈" W"形。 焊接 缺口的数量为 6个。

[0027] 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。

[0028] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的 技术人员来说， 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。