[发明专利]一种周绕式高散热率汽车发电机定子绕线布置方法

说明书

一种周绕式高散热率汽车发电机定子绕线布置方法，包括轴向开槽的定子磁芯以及定子绕组，定子磁芯呈圆形结构、圆形结构的内圆一侧沿轴向开有若干内槽路，圆形结构的外圆一侧沿轴向开有若干外槽路，或圆形结构的外圆一侧套有沿轴向布设若干外槽路的绝缘支架、绝缘支架上的外槽路用于对绕置于其上的线圈进行支撑限位，定子绕组布置方法为线圈沿内槽路和外槽路绕置于圆形结构的圆周上、且绕组的内层线圈穿过定子磁芯的内槽路和外槽路、以及绕组的内层线圈贴紧定子磁芯圆形结构的轴向两个端面的圆周用于提高定子绕组的散热效率，定子绕组内槽路两侧的磁极用于与汽车发电机转子磁极形成运转时的磁通量交变磁路。

技术领域

本发明属于汽车发电机先进制造技术领域，尤其一种周绕式高散 热率汽车发电机定子绕线布置方法。

背景技术

随着科技进步和人类社会交通事业的发展，汽车已经成为社会生 产和人民生活的必备交通工具。

汽车发电机作为汽车中主要的能源转换部件，由于需要承受高 温、振动、大电流冲击、长时间连续工作等较为恶劣的工作环境需要， 汽车发电机的温升成为制约其使用寿命是重要技术因素。

现有技术的汽车发电机一般采用圆形结构的定子磁芯，磁芯内圆 一侧开有沿轴向的绕线槽，如常用的汽车发电机多维36槽定子结构， 槽内设置定子绕组，如相邻槽距60°电角度布设定子绕组，一周总 共有60°×36＝2160°电角度，分设三相绕组。如某一相的一个线圈 参数为10匝、跨2槽，即第一和第四槽分别嵌入该线圈的一侧直导 体部分和另一侧的直导体部分，直导体之间的连接部分即线圈端部跨 过第二和第三槽。

如附图1和附图2所示，定子铁心(也称为定子磁芯)101的内 圆周均匀开有36个槽路，为局部显示清晰，图1仅截取了定子铁心 圆周上的一部分(截面151～截面152之间的部分)，并对截取的部分 槽路编号为①～⑩，其中一相绕组的几把线圈如图所示的分别槽内嵌 入链式绕组160、161、162等，为便于显示，另外相位的线圈在图1 中未予示出。转子磁极的有效部分201、202、203与定子磁芯上的绕 组磁极对应时，其磁场达到最大值时刻的磁力线如图1中230、231 等所示，转子磁极上的磁场通过定子磁芯上的磁极在定子磁芯圆周上形成方向分化，如图1中130、131、132、133所示，槽路①-④之间 为定子绕组中某一相的一把线圈160，设其绕向为顺时针，槽路④- ⑦之间为该相绕组另一把线圈161，则其绕向为逆时针，槽路⑦-⑩ 之间为定子绕组中该相的又一把线圈162，其绕向又为顺时针。

设转子磁极201为N级，则转子磁极201的磁力线通过绕组160 后在定子磁芯圆周上“兵分两路”，一路向上为图中130所示、另一 路向下为图中131所示；转子磁极203亦为N级，其磁力线通过绕组 162后亦“兵分两路”，一路向下为图中133所示、另一路向上为图 中132所示，两路磁力线131和132共同通过线圈161汇入N极性的 转子磁极202，图中未画出其余定子磁极与转子磁极关系与上述相同， 在转子旋转过程中，转子磁极与定子磁极位置不断变化，在定子磁芯 的每一把线圈上产生与磁感应强度及其变化率成正比的感生电压E＝n △φ/△t。

这就是现有技术的汽车发电机基础原理，可见，其定子绕组端部 较长、并且由于端部整形需要，端部伸出不能过短，导线无效部分过 长使阻性发热增加(即铜损增加)，这样就使得定子磁芯磁场泄露、 磁密降低、磁场利用率降低、端部发热大部分只有依靠气流实现散热、 致使端部温升过高，容易烧毁。需要槽签阻挡和压紧槽内导体、并且 在端部整形时常常使伸入槽内的直导体根数之间错层或扭曲，漆包线 错位绝缘易于破损、磁场波形畸变、降低有效磁场利用率、降低能量 转化效率、增加发电机温升、成本和缩短使用寿命。

综上所述，这样的设计，导致如下技术问题：