[发明专利]爪极式变极发电机转子

权利要求书

1.一种爪极式变极发电机转子，其特征在于所述发电机转子包括转轴(1)、转子励磁部件、滑环部件一、滑环部件二；转子励磁部件包括隔磁套(4)、转子铁芯一(5)、励磁线圈一(6)、线圈骨架一(7)、转子铁芯二(8)、转子铁芯三(14)、励磁线圈二(15)、线圈骨架二(16)、转子铁芯四(17)；滑环部件一包括滑环一(2)、滑环二(3)、绝缘套一(11)、接线柱一(12)、绝缘管一(13)、接线柱二(20)；滑环部件二包括滑环三(9)、滑环四(10)、接线柱三(18)、绝缘套二(19)、绝缘管二(21)、接线柱四(22)；滑环部件一、转子励磁部件、滑环部件二依次安装在转轴(1)径向外侧；

转子励磁部件的励磁线圈二(15)使转子铁芯三(14)的若干个爪极三(34)磁极极性与转子铁芯四(17)的若干个爪极四(35)磁极极性互为异性磁极，并且在所述发电机转子运行过程中，爪极三(34)和爪极四(35)磁极极性不变；

转子励磁部件的励磁线圈一(6)使转子铁芯一(5)的若干个爪极一(32)磁极极性与转子铁芯二(8)的若干个爪极二(33)磁极极性互为异性磁极，并且在所述发电机转子运行过程中，根据所述发电机转子的转速，同时改变爪极一(32)和爪极二(33)磁极极性，使所述发电机转子处于低转速运行状态时转子磁极数多，使所述发电机转子处于高转速运行状态时转子磁极数少；同时使与所述发电机转子配合使用的定子部件的定子磁极数与转子磁极数相同；所述发电机转子处于高转速运行状态时减少转子磁极数，促使与所述发电机转子配合使用的定子部件的定子绕组产生的交流电频率下降；

转轴(1)呈圆柱形；隔磁套(4)呈圆筒形，隔磁套(4)轴向端面中间是隔磁套轴孔(23)，隔磁套(4)径向外侧中间是定位轴肩(25)，定位轴肩(25)两端分别是轴段一(24)、轴段二(26)；

线圈骨架一(7) 径向截面呈环形，线圈骨架一(7)轴向端面中间是骨架中心孔(36)，线圈骨架一(7)径向外侧中间是骨架线槽，励磁线圈一(6)安装在线圈骨架一(7)的骨架线槽中，线圈骨架一(7)轴向端面上有两个出线槽(37)；励磁线圈一(6)的两根线圈接线从线圈骨架一(7)的出线槽(37)中穿过；线圈骨架一(7)、励磁线圈一(6)组成励磁绕组部件一；线圈骨架二(16)与线圈骨架一(7)结构相同；线圈骨架二(16) 径向截面呈环形，线圈骨架二(16)轴向端面中间是骨架中心孔(36)，线圈骨架二(16)径向外侧中间是骨架线槽，励磁线圈二(15)安装在线圈骨架二(16)的骨架线槽中，线圈骨架二(16)轴向端面上有两个出线槽(37)；励磁线圈二(15)的两根线圈接线从线圈骨架二(16)的出线槽(37)中穿过；线圈骨架二(16)、励磁线圈二(15)组成励磁绕组部件二；

转子铁芯一(5)轴向中间是环形铁芯一(29)，环形铁芯一(29)中间是铁芯轴孔(31)，环形铁芯一(29)轴向左侧一端的径向外侧是环形磁轭一(30)，环形磁轭一(30)径向外侧均布有若干个磁轭隔磁槽(28)，相邻两个磁轭隔磁槽(28)之间是柱形磁轭一(27)，每一个柱形磁轭一(27)径向外侧有一个瓦片形的爪极一(32)，转子铁芯一(5)的柱形磁轭一(27)径向外侧与爪极一(32)轴向左侧一端的径向内侧连接在一起；

转子铁芯二(8)轴向中间是环形铁芯二(41)，环形铁芯二(41)中间是铁芯轴孔(31)，环形铁芯二(41)轴向右侧一端的径向外侧是环形磁轭二(42)，环形磁轭二(42)径向外侧均布有若干个磁轭隔磁槽(28)，相邻两个磁轭隔磁槽(28)之间是柱形磁轭二(43)，每一个柱形磁轭二(43)径向外侧有一个瓦片形的爪极二(33)，转子铁芯二(8)的柱形磁轭二(43)径向外侧与爪极二(33)的径向内侧连接在一起，并且是爪极二(33)轴向中心向左侧移动定位轴肩(25)轴向长度的径向内侧位置与柱形磁轭二(43)径向外侧连接在一起；

转子铁芯三(14)轴向中间是环形铁芯三(44)，环形铁芯三(44)中间是铁芯轴孔(31)，环形铁芯三(44)轴向左侧一端的径向外侧是环形磁轭三(45)，环形磁轭三(45)径向外侧均布有若干个磁轭隔磁槽(28)，相邻两个磁轭隔磁槽(28)之间是柱形磁轭三(46)，每一个柱形磁轭三(46)径向外侧有一个瓦片形的爪极三(34)，转子铁芯三(14)的柱形磁轭三(46)径向外侧与爪极三(34)的径向内侧连接在一起，并且是爪极三(34)轴向中心向右侧移动定位轴肩(25)轴向长度的径向内侧位置与柱形磁轭三(46)径向外侧连接在一起；

转子铁芯四(17)轴向中间是环形铁芯四(47)，环形铁芯四(47)中间是铁芯轴孔(31)，环形铁芯四(47)轴向右侧一端的径向外侧是环形磁轭四(48)，环形磁轭四(48)径向外侧均布有若干个磁轭隔磁槽(28)，相邻两个磁轭隔磁槽(28)之间是柱形磁轭四(49)，每一个柱形磁轭四(49)径向外侧有一个瓦片形的爪极四(35)，转子铁芯四(17)的柱形磁轭四(49)径向外侧与爪极四(35)轴向右侧一端的径向内侧连接在一起；

转子励磁部件在装配时，把转子铁芯二(8)的铁芯轴孔(31)安装在隔磁套(4)的轴段一(24)径向外侧，并且使转子铁芯二(8)的环形磁轭二(42)右侧端面与隔磁套(4)的定位轴肩(25)左侧端面相互接触；然后把励磁绕组部件一安装在转子铁芯二(8)的环形铁芯二(41)与爪极二(33)之间；把转子铁芯一(5)的铁芯轴孔(31)安装在隔磁套(4)的轴段一(24)径向外侧，使励磁绕组部件一安装在转子铁芯一(5)的环形铁芯一(29)与爪极一(32)之间；使转子铁芯一(5)的环形铁芯一(29)右侧端面与转子铁芯二(8)的环形铁芯二(41)左侧端面相互接触；并且使转子铁芯一(5)的爪极一(32)安装在转子铁芯二(8)的磁轭隔磁槽(28)径向外侧，使转子铁芯二(8)的爪极二(33)安装在转子铁芯一(5)的磁轭隔磁槽(28)径向外侧；并且使每一个转子铁芯一(5)的爪极一(32)与转子铁芯二(8)的爪极二(33)在圆周方向相邻，爪极一(32)与爪极二(33)在圆周方向相隔一个爪极隔磁间隙(38)距离；

把转子铁芯三(14)的铁芯轴孔(31)安装在隔磁套(4)的轴段二(26)径向外侧，并且使转子铁芯三(14)的环形磁轭三(45)左侧端面与隔磁套(4)的定位轴肩(25)右侧端面相互接触；然后把励磁绕组部件二安装在转子铁芯三(14)的环形铁芯三(44)与爪极三(34)之间；把转子铁芯四(17)的铁芯轴孔(31)安装在隔磁套(4)的轴段二(26)径向外侧，使励磁绕组部件二安装在转子铁芯四(17)的环形铁芯四(47)与爪极四(35)之间；使转子铁芯四(17)的环形铁芯四(47)左侧端面与转子铁芯三(14)的环形铁芯三(44)右侧端面相互接触；并且使转子铁芯三(14)的爪极三(34)安装在转子铁芯四(17)的磁轭隔磁槽(28)径向外侧，使转子铁芯四(17)的爪极四(35)安装在转子铁芯三(14)的磁轭隔磁槽(28)径向外侧；并且使每一个转子铁芯三(14)的爪极三(34)与转子铁芯四(17)的爪极四(35)在圆周方向相邻，爪极三(34)与爪极四(35)在圆周方向相隔一个爪极隔磁间隙(38)距离；

转子励磁部件装配后，转子铁芯二(8)的环形磁轭二(42)右侧端面与转子铁芯三(14)的环形磁轭三(45)左侧端面之间轴向间隙是轴肩隔磁间隙(39)，所有转子铁芯相邻的爪极之间圆周方向间隙是爪极隔磁间隙(38)，每一个转子铁芯的爪极与其他转子铁芯的磁轭隔磁槽(28)之间径向间隙是槽间隔磁间隙(40)；每一个转子铁芯的磁轭隔磁槽(28)径向外侧分别安装有三个其他转子铁芯的爪极；爪极一(32)、爪极二(33)、爪极三(34)、爪极四(35)在转子励磁部件径向外侧沿着顺时针或者逆时针依次排列；

接线柱一(12)呈圆柱形；接线柱二(20)呈圆柱形；绝缘管一(13)呈环形，绝缘套一(11)呈圆筒形，绝缘套一(11)轴向端面中间是绝缘套轴孔；滑环二(3)呈环形，滑环二(3)轴向端面分别有一个接线柱固定孔和一个绝缘管固定孔，绝缘管一(13)安装在滑环二(3)的绝缘管固定孔中，接线柱二(20)的一端安装在滑环二(3)的接线柱固定孔中；滑环一(2)呈环形，滑环一(2)轴向端面有一个接线柱固定孔，接线柱一(12)的一端安装在滑环一(2)的接线柱固定孔中，接线柱一(12)中间位置安装在绝缘管一(13)中；滑环部件一装配时，把滑环一(2)、滑环二(3)依次安装在绝缘套一(11)径向外侧，滑环一(2)、滑环二(3)之间有绝缘间隙；接线柱一(12)、接线柱二(20)另一端分别位于滑环二(3)的轴向外侧；

接线柱三(18)呈圆柱形；接线柱四(22)呈圆柱形；绝缘管二(21)呈环形，绝缘套二(19)呈圆筒形，绝缘套二(19)轴向端面中间是绝缘套轴孔；滑环三(9)呈环形，滑环三(9)轴向端面分别有一个接线柱固定孔和一个绝缘管固定孔，绝缘管二(21)安装在滑环三(9)的绝缘管固定孔中，接线柱三(18)的一端安装在滑环三(9)的接线柱固定孔中；滑环四(10)呈环形，滑环四(10)轴向端面有一个接线柱固定孔，接线柱四(22)的一端安装在滑环四(10)的接线柱固定孔中，接线柱四(22)中间位置安装在绝缘管二(21)中；滑环部件二装配时，把滑环三(9)、滑环四(10)依次安装在绝缘套二(19)径向外侧，滑环三(9)、滑环四(10)之间有绝缘间隙；接线柱三(18)、接线柱四(22)另一端分别位于滑环三(9)的轴向外侧；

所述发电机转子在装配时，把转轴(1)中间部分依次插入绝缘套一(11)的绝缘套轴孔和隔磁套(4)的隔磁套轴孔(23)以及绝缘套二(19)的绝缘套轴孔中，使滑环部件一、转子励磁部件、滑环部件二依次安装在转轴(1)径向外侧，并且使励磁线圈一(6)的两根线圈接线分别与接线柱一(12)和接线柱二(20)的另一端焊接在一起，使励磁线圈二(15)的两根线圈接线分别与接线柱三(18)和接线柱四(22)的另一端焊接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种爪极式变极发电机转子，其特征在于所述发电机转子与能够改变磁极极数的定子部件配合应用于汽车发电机时，其工作过程是：

所述发电机转子应用于十二极/六极变极汽车发电机，并且处于低转速运行状态时，励磁线圈二(15)接通直流电源，励磁线圈二(15)使转子铁芯三(14)的三个爪极三(34)径向外表面呈现S极磁极极性，励磁线圈二(15)使转子铁芯四(17)的三个爪极四(35)径向外表面呈现N极磁极极性；与此同时，励磁线圈一(6)正向接通直流电源，励磁线圈一(6)使转子铁芯一(5)的三个爪极一(32)径向外表面呈现s极磁极极性，励磁线圈一(6)使转子铁芯二(8)的三个爪极二(33)径向外表面呈现n极磁极极性；任意相邻两个爪极径向外表面呈现互为异性磁极极性，爪极一(32)、爪极二(33)、爪极三(34)、爪极四(35)共组成十二个转子磁极；

所述发电机转子应用于十二极/六极变极汽车发电机，并且处于高转速运行状态时，励磁线圈二(15)接通直流电源，励磁线圈二(15)使转子铁芯三(14)的三个爪极三(34)径向外表面呈现S极磁极极性，励磁线圈二(15)使转子铁芯四(17)的三个爪极四(35)径向外表面呈现N极磁极极性；与此同时，励磁线圈一(6)反向接通直流电源，励磁线圈一(6)使转子铁芯一(5)的三个爪极一(32)径向外表面呈现n极磁极极性，励磁线圈一(6)使转子铁芯二(8)的三个爪极二(33)径向外表面呈现s极磁极极性；相邻爪极一(32)和爪极四(35)组成一个N极转子磁极，相邻爪极二(33)和爪极三(34)组成一个S极转子磁极，爪极一(32)、爪极二(33)、爪极三(34)、爪极四(35)共组成六个转子磁极。