CN102904387A - 汽车用交流发电机及其冷却方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车用交流发电机及其冷却方法，是针对解决现有同类产品散热结构欠佳、噪音较大的技术问题而设计。其包括驱动端盖、发电机转子总成、发电机定子总成、电机轴、电刷端盖，电刷端盖外端连接塑料罩盖，塑料罩盖内设有整流器总成、调节器总成。其设计要点在于电刷端盖的外周面无散热排气孔，电刷端盖端部与发电机定子总成端面对应设有散热孔，该散热孔与整流器总成、调解器总成、塑料罩盖内部形成的散热通道相通，散热通道与塑料罩盖外部相通，电刷端盖内设有连接电机轴的内置辅助散热风扇，且内置辅助散热风扇位于发电机定子总成内。本发明结构简单，散热效果好，工作效率高，噪音低，适合作为车用发电机使用，或同类产品的结构改进。

Description

汽车用交流发电机及其冷却方法
技术领域
本发明涉及汽车发电机，是一种汽车用交流发电机及其冷却方法。
背景技术
汽车用交流发电机是一种遵循电磁感应原理和能量守恒定律的能量转换构件，为汽车降低损耗、提升效率、强化冷却，其效果较为突出，是不错的选择。高效汽车用交流发电机在同等发电输出的工作状况下，相对于普通汽车用交流发电机能减少汽车发动机的能量输入要求，故有一定的节能效果。
目前，各汽车制造企业对乘用车的舒适性要求越来越重视，对汽车用交流发电机的噪声要求日趋严格，汽车用交流发电机的噪声主要由机械噪声、电磁噪声和风摩噪声混合而成。其中，机械噪声是汽车用交流发电机中的运动件与静止件存在机械接触相互摩擦产生，这在电机制造和应用中是被严格禁止的；电磁噪声是汽车用交流发电机工作时由于磁链交联进行机械能与电能转换引起绕组振动引起，在电机制造和应用中无法避免，只能通过隔离和消除共振进行改善；风摩噪声是汽车用交流发电机工作时散热风扇驱动冷却气流通过冷却风道产生的气动噪声，及汽车用交流发电机中的轴承运转产生的噪声，在电机制造和应用中必然存在，只能通过改进风道和风扇结构，及采用低噪声的轴承加以改善。
同时，目前普遍应用的汽车用交流发电机从散热方式不同分为外置风扇式、内置双风扇式和混合式。外置风扇式汽车用交流发电机在电机驱动端安装一只散热风扇，其电机特点为噪声较低，但同时电机效率也相对偏低；内置双风扇式汽车用交流发电机在发电机转子的爪极两端各安装一只散热风扇，其电机特点为电机效率较高，但噪声偏大；混合式汽车用交流发电机为驱动端盖端安装一只外置散热风扇，在发电机转子的电刷端盖端安装一只内置散热风扇，电刷端盖采用内置双风扇式的端盖结构，其电机特点为效率居中但噪声仍偏大。
因此，上述同类汽车用交流发电机的散热结构欠佳、噪音较大，其结构有待进一步改进。
发明内容
为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种汽车用交流发电机及其冷却方法，使其解决现有同类产品散热结构欠佳、噪音较大的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。
一种汽车用交流发电机，该交流发电机包括皮带轮、电机轴、驱动端盖、发电机转子总成、发电机定子总成、电机轴、电刷端盖、整流器总成、调节器总成、塑料罩盖，发电机定子总成、发电机转子总成置于由驱动端盖、电刷端盖构成的腔室内，驱动端盖的端部设有排气孔，发电机转子总成置于发电机定子总成内并连接电机轴，发电机转子总成与发电机定子总成之间设有气隙，电机轴两端分别通过轴承连接驱动端盖、电刷端盖，电机轴穿过驱动端盖的一端连接外置散热风扇和皮带轮，电刷端盖外端连接塑料罩盖，塑料罩盖内设有整流器总成、调节器总成；其特征在于所述电刷端盖的外周面无散热排气孔，电刷端盖端部与所述发电机定子总成端面对应设有散热孔，该散热孔与所述整流器总成、调解器总成、塑料罩盖内部形成的散热通道相通，散热通道与塑料罩盖外部相通，电刷端盖内设有连接所述电机轴的内置辅助散热风扇，且内置辅助散热风扇位于所述发电机定子总成内。上述结构，实质上是对现有混合风扇式汽车用交流发电机进行了改进，主要是改进了电刷端盖部分，取消了电刷端盖周面的散热排气孔，并在电刷端盖内部曾设了一个相对于外置散热风扇呈辅助作用的内置辅助散热风扇，该内置辅助散热风扇一方面用于将冷却气流从塑料罩盖端沿散热通道、散热孔进入驱动端盖和电刷端盖构成的腔室内，另一方面是转动时在腔室内形成紊乱气流，以提高散热效率，从而提高电机效率，同时能够降低发电机的噪声。
所述内置辅助散热风扇与所述发电机定子总成的径向之间设有5～6mm的间隙。该间隙相比现有混合风扇式汽车用交流发电机中内置散热风扇与发电机定子总成的间隙大的多，能够提高散热气流或紊乱气流的流通能力，提高散热效率。
该种汽车用交流发电机的冷却方法为：首先，在内置辅助散热风扇和外置散热风扇共同作用下，从塑料罩盖的后部吸进冷却气流，冷却气流经所述散热通道、散热孔引入所述腔室内，该过程中，冷却气流首先对所述整流器总成、调节器总成进行冷却，进入所述腔室内的冷却气流在内置辅助散热风扇作用下，冷却气流吹向所述电刷端盖内发电机定子总成的绕组表面，经绕组表面和电刷端盖内端面反射形成紊乱气流，该紊乱气流在外置散热风扇的作用下沿所述发电机定子总成与发电机转子总成之间的气隙流经发电机定子总成的内表面及另一端的绕组表面对发电机定子总成进行散热，最后紊乱气流由外置散热风扇从驱动端盖的排气孔引出。
本发明结构简单，工作可靠，在保证发电机效率的同时，亦能降低噪音，提高使用寿命，达到节能减排的目的，适合作为车用发电机使用，或同类产品的结构改进。
附图说明
图1是本发明剖视结构示意图，图中箭头表示冷却气流方向。
图中序号的名称为：1、皮带轮，2、电机轴，3、外置散热风扇，4、驱动端盖，5、发电机转子总成，6、发电机定子总成，7、电刷端盖，701、散热孔，8、腔室，9、内置辅助散热风扇，10、整流器总成，11、调节器总成，12、塑料罩盖，13、散热通道。
具体实施方式
现结合附图，对本发明作进一步描述。
该汽车用交流发电机包括皮带轮1、电机轴2、外置散热风扇3、驱动端盖4、发电机转子总成5、发电机定子总成6、内置辅助散热风扇10、电刷端盖7、整流器总成10、调节器总成11、塑料罩盖12，发电机定子总成、发电机转子总成置于由驱动端盖、电刷端盖装配形成的腔室8内，发电机转子总成置于发电机定子总成内并连接电机轴，发电机转子总成与发电机定子总成之间设有气隙，电机轴两端分别通过轴承连接驱动端盖和电刷端盖，驱动端盖端面设有排气孔，驱动端盖外端通过电机轴连接外置散热风扇和皮带轮，电刷端盖周面无散热排气孔，电刷端盖端部设有与电刷端盖内发电机定子总成端面对应的散热孔701，电刷端盖端部连接塑料罩盖，塑料罩盖内安装整流器总成和调节器总成，电刷端盖的散热孔与整流器总成、调节总成、塑料罩盖三者内部形成的散热通道13相通，散热通道与塑料罩盖外部相通。电刷端盖内设有连接电机轴的内置辅助散热风扇，该内置辅助散热风扇置于发电机定子总成内，且内置辅助散热风扇与发电机定子总成在径向之间设有较大的间隙。
该种汽车用交流发电机的冷却方式为：在外置散热风扇和内置辅助散热风扇作用下，冷却气流从塑料罩盖处吸入，首先经散热通道对整流器和调节器进行冷却，后经电刷端盖散热孔进入由电刷端盖、驱动端盖构成的腔室内，在内置辅助散热风扇的作用下，一部份冷却气流被吹向发电机定子总成的绕组，吹向定子绕组的冷却气流被绕组和电刷端盖内端面阻挡后返回形成紊乱气流，该紊乱气流可提高散热效率，紊乱气流在外置散热风扇作用下，经发电机定子总成与发电机转子总成之间的气隙对发电机定子总成进行散热，后经驱动端盖的排气孔排出腔室。

Claims (3)

1. 一种汽车用交流发电机，该交流发电机包括皮带轮（1）、电机轴（2）、驱动端盖（4）、发电机转子总成（5）、发电机定子总成（6）、电机轴（2）、电刷端盖（7）、整流器总成（10）、调节器总成（11）、塑料罩盖（12），发电机定子总成、发电机转子总成置于由驱动端盖、电刷端盖构成的腔室（8）内，驱动端盖的端部设有排气孔，发电机转子总成置于发电机定子总成内并连接电机轴，发电机转子总成与发电机定子总成之间设有气隙，电机轴两端分别通过轴承连接驱动端盖、电刷端盖，电机轴穿过驱动端盖的一端连接外置散热风扇和皮带轮，电刷端盖外端连接塑料罩盖，塑料罩盖内设有整流器总成、调节器总成；其特征在于所述电刷端盖（7）的外周面无散热排气孔，电刷端盖端部与所述发电机定子总成（6）端面对应设有散热孔（701），该散热孔与所述整流器总成（10）、调解器总成（11）、塑料罩盖（12）内部形成的散热通道（13）相通，散热通道与塑料罩盖外部相通，电刷端盖内设有连接所述电机轴（2）的内置辅助散热风扇（9），且内置辅助散热风扇位于所述发电机定子总成内。
2. 根据权利要求1所述汽车用交流发电机，其特征在于所述内置辅助散热风扇（9）与所述发电机定子总成（6）的径向之间设有5～6mm的间隙。
3. 一种如权利要求1所述汽车用交流发电机的冷却方法，其特征在于该冷却方法为：首先，在内置辅助散热风扇（9）和外置散热风扇（3）共同作用下，从塑料罩盖（12）的后部吸进冷却气流，冷却气流经所述散热通道（13）、散热孔（701）引入所述腔室（8）内，该过程中，冷却气流首先对所述整流器总成（10）、调节器总成（11）进行冷却，进入所述腔室内的冷却气流在内置辅助散热风扇作用下，冷却气流吹向所述电刷端盖（7）内发电机定子总成（6）的绕组表面，经绕组表面和电刷端盖内端面反射形成紊乱气流，该紊乱气流在外置散热风扇的作用下沿所述发电机定子总成与发电机转子总成（5）之间的气隙，流经发电机定子总成的内表面及另一端的绕组表面对发电机定子总成进行散热，最后紊乱气流由外置散热风扇从驱动端盖（4）的排气孔引出。
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PB01 Publication
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