汽車發(fā)電機(jī)定子設(shè)計(jì)探討

1、汽車發(fā)電機(jī)定子設(shè)計(jì)探討汽車上雖然裝有蓄電池，但它存儲(chǔ)的電能十分有限。比如動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，起動(dòng)機(jī)要消耗蓄電池大量電能，若不及時(shí)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充充電就不能滿足汽車上不斷增多的用電設(shè)備的需求，也就很難保證汽車的頻繁啟動(dòng)正常運(yùn)行。所以可以說發(fā)電機(jī)是汽車電器系統(tǒng)的主要電源。而定子是汽車發(fā)電機(jī)重要的零部件之一，為提高汽車發(fā)電機(jī)的繞組性能，定子的設(shè)計(jì)和工藝制作至關(guān)重要。本文著重介紹了定子的滴漆處理；20C時(shí)的電阻；電壓測(cè)試；采用磁性槽楔等方面的設(shè)計(jì)規(guī)定及工藝制作要求。汽車發(fā)電機(jī)由于定轉(zhuǎn)子間隙不均，定子槽楔鼓出與轉(zhuǎn)子相擦，定子和內(nèi)外風(fēng)葉相擦等缺陷的存在，使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)、發(fā)生磨擦、降低使用壽命，同時(shí)也降低了汽車發(fā)電機(jī)

2、的穩(wěn)定性，而且會(huì)產(chǎn)生一定程度的噪聲。為了提高定子的工作效率，對(duì)定子的滴漆處理；電阻;電壓測(cè)試等幾方面的控制要求相當(dāng)嚴(yán)格。汽車發(fā)電機(jī)定子一般由定子鐵芯、定子線圈、槽楔和槽絕緣等組成。定子是發(fā)電機(jī)靜止不動(dòng)的部分，它的功用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生交流電。1.1.汽車發(fā)電機(jī)定子的結(jié)構(gòu)定子鐵心是構(gòu)成汽車發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路和固定定子繞組的重要部件,一般采用導(dǎo)磁率高損耗小的、內(nèi)圈帶槽的硅鋼片疊壓而成，定子繞組的導(dǎo)線就嵌放在鐵芯的槽中。1.功能：為繞組磁場(chǎng)提供回路的作用2.組成：內(nèi)圈帶槽的硅鋼片疊成。定子繞組有三相，三相繞組采用星形接法或三角形（大功率）接法，都能產(chǎn)生三相交流電。三相繞組的必須按一定要求繞制，才能

3、使之獲得頻率相同、幅值相等、相位互差120的三相電動(dòng)勢(shì)。a.每個(gè)線圈的兩個(gè)有效邊之間的距離應(yīng)和一個(gè)磁極占據(jù)的空間距離相等。b.每相繞組相鄰線圈始邊之間的距離應(yīng)和一對(duì)磁極占據(jù)的距離相等或成倍數(shù)。c.三相繞組的始邊應(yīng)相互間隔2兀+120o電角度（一對(duì)磁極占有的空間為360o電角度）1.功能：通過轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在定子上切割磁力線產(chǎn)生交變（N、S）電流，傳遞給整流橋。1. 2.組成：足夠長(zhǎng)的高溫漆包線繞制而成，共有三組功能：槽楔的作用是封槽口，壓緊絕緣紙及線圈，防止繞組松脫跑出來。主要用來固定繞組線圈、槽絕緣，防止線圈松動(dòng)損傷絕組成：環(huán)氧樹脂層壓板裁制或者定做的功能：保護(hù)線圈繞組，作為附加的電絕緣層，

4、對(duì)于電機(jī)的絕緣性能也有一定的影響。2. 組成：采用聚酯薄膜絕緣紙復(fù)合箔，制成與定子槽相似形狀的槽絕緣紙片。絕緣紙厚度一般為0.180.25毫米。1.2.汽車發(fā)電機(jī)定子的工作原理定子又稱為電樞。定子的功用是產(chǎn)生交流電。定子安裝在轉(zhuǎn)子的外面，和發(fā)電機(jī)的前后端蓋固定在一起，當(dāng)激磁電流作用于轉(zhuǎn)子繞組，轉(zhuǎn)子軸在發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)齒輪的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，引起定子繞組中磁通的變化，定子繞組中就產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。定子三相繞組的接法有兩種：星形接法的特點(diǎn)是線電流等于相電流,且三相的一端連接在一起。中性點(diǎn)電壓的平均值為發(fā)電機(jī)輸出電壓的一半，帶有中性點(diǎn)接線柱的發(fā)電機(jī)可用中性點(diǎn)電壓來控制各種用途的繼電器。三角形接法的特點(diǎn)是線

5、電流等到于相電流，且三相連接成一個(gè)閉環(huán)，無中性點(diǎn)。2.汽車發(fā)電機(jī)定子的設(shè)計(jì)2.1.定子基本尺寸的設(shè)計(jì)在不改變爪極基本結(jié)構(gòu)的前提下，計(jì)算過程中選取氣隙長(zhǎng)度、定子齒寬、定子軸高、定子齒高、定子疊長(zhǎng)為設(shè)計(jì)變量。因?yàn)檫@些變量與電機(jī)磁路的磁阻有直接的關(guān)系。當(dāng)這些變量發(fā)生變化時(shí)，相應(yīng)磁路的磁阻也會(huì)發(fā)生變化。其中氣隙長(zhǎng)度對(duì)電機(jī)磁路的影響至關(guān)重要，故通常作為設(shè)計(jì)調(diào)整變量。在改變某一結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，通過分析計(jì)算得出變化規(guī)律如下：隨著氣隙、齒高的增大，每極總磁鏈和每極有效磁鏈隨之減小，但漏磁系數(shù)隨之增大；隨著定子齒寬、軸高、定子疊長(zhǎng)的增加，每極總磁鏈和每極有效磁鏈隨之增加，但漏磁系數(shù)卻隨之減小。2.2. 定子的滴漆處

6、理定子加工精度和表面粗糙度對(duì)發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙直接影響電機(jī)性能。滴漆處理后的定子的裝配精度及絕緣強(qiáng)度得到了有效的改善，浸0840FC環(huán)氧滴浸樹脂漆，漆中可以不加溶劑、對(duì)環(huán)境不造成污染、不給操作工人帶來身體降危害、不存在火災(zāi)隱患、降低制造成本。2.3. 20C時(shí)的電阻定子繞阻絕緣電阻值與溫度存在著一定的關(guān)系，其關(guān)系式為：a.熱固性絕緣R1=RZ1.6(t2-t1)/10b.熱塑性絕緣R1=RZ2(t2-t1)/10式中R1為t1溫度時(shí)的繞阻絕緣電阻值，R2為t2溫度時(shí)的繞阻絕緣電阻值。定子繞阻絕緣電阻值是反映定子繞阻的狀態(tài)，由于接近工作溫度、熱狀態(tài)或溫升試驗(yàn)后等狀態(tài)下

7、的絕緣電阻值必然存在著差異，故設(shè)定常溫下20C時(shí)的絕緣電阻值具有科學(xué)意義。2.4. 高壓測(cè)試規(guī)定線圈是汽車發(fā)電機(jī)的心臟，一臺(tái)汽車發(fā)電機(jī)的定子有三組線圈，每組線圈有很多匝線圈，只要其中某一匝有問題，就會(huì)給發(fā)電機(jī)留下質(zhì)量隱患，所以相間或匝間進(jìn)行高壓測(cè)試是必不可少的，是在設(shè)計(jì)要求中必須規(guī)定下來的。以某一汽車發(fā)電機(jī)定子為例，設(shè)定各相之間、各相和鐵芯之間應(yīng)能承受50HZ660V交流電壓1秒鐘，其漏電流必須小于1毫安。2.5. 采用磁性槽楔采用磁性槽楔后，發(fā)電機(jī)的氣隙系數(shù)減?。ㄏ喈?dāng)于有效氣隙縮短）,可降低勵(lì)磁電流，使空載電流下降，當(dāng)發(fā)電機(jī)槽口尺寸越大時(shí)，磁性槽楔的節(jié)電效果越明顯。不論在空荷和負(fù)荷狀態(tài)下，磁楔磁導(dǎo)率加大，磁密分布都會(huì)更加均勻，脈振幅值減小，磁密最小值增加，鐵耗明顯減小。同時(shí)由于磁性槽楔內(nèi)部可流過部分磁通，使氣隙中磁密分布趨于均勻，故可降低噪聲和振動(dòng)。綜上所述定子是汽車發(fā)電機(jī)的一個(gè)核心