CN103501096A - 汽车废气涡轮驱动混合励磁发电机 - Google Patents

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张学义
韩加蓬
李旭
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Abstract

本发明提供一种汽车废气涡轮驱动混合励磁发电机，属于汽车电机电器技术领域，由废气涡轮机、混合励磁系统、发电系统、转子、前端盖、后端盖组成，混合励磁系统的数量和发电系统的数量相等并且相互间隔分别通过螺钉固定在后端盖内腔中的同一圆周上，转子为法兰盘结构，结构简单，转动惯量小，励磁磁场由永磁体和电励磁绕组共同提供，通过调节电励磁绕组通电电流的大小和方向，使永磁磁场与电励磁磁场迭加后的磁场可以调节，保证发电机在变转速、变负载工况下输出电压保持稳定，该机由发动机排出的高温高压废气直接驱动，节约能源，减少排放。

Description

汽车废气涡轮驱动混合励磁发电机
技术领域
本发明提供一种汽车废气涡轮驱动混合励磁发电机，属于汽车电机电器技术领域。
背景技术
汽车工业是现代工业的标志，是国民经济发展的主导产业，在工农业生产、交通运输、以及人类生产生活的各个方面都起着不可缺少的作用，燃料在汽车发动机汽缸内燃烧所产生总能量的25％～40％转换为有效功，其余60％～75％都损失掉，其中废气带走的能量为25％～35％，回收利用这部分废气能量具有重要的现实意义。如已公开的发明专利：废气涡轮增压发电机，申请号：02 1 07205.1，由永磁体和线圈绕组构成，方案一：永磁体分别嵌置在压气机叶轮的对称位置上，且其磁极性排列刚好相反，而线圈绕组与永磁体之间保持一定的间隙，永磁体和线圈绕组是固定在压气机壳体的内侧；方案二：永磁体嵌置在转子主轴上，而线圈绕组也分别排列在相对称的位置上，永磁体和线圈绕组之间保持一定的间隙，线圈绕组则固定在中间壳体上；方案三：永磁体嵌置在压气机叶轮的背部，而线圈绕组固定在中间壳体的相应位置上，永磁体和线圈绕组之间保持一定的间隙。该技术方案是将多块永磁体粘接在压气机叶轮上、或者转子主轴上、或者压气机叶轮的背部，由于使用粘接剂粘接永磁体，粘接剂容易老化失效，可靠性差，容易损坏，其使用性能有待于进一步改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷，结构紧凑，占据空间小，由发动机排出的废气驱动，节约能源的汽车废气涡轮驱动混合励磁发电机，其技术内容为：
由废气涡轮机、混合励磁系统、发电系统、转子、前端盖、后端盖组成的汽车废气涡轮驱动混合励磁发电机，其特征在于：废气涡轮机通过螺栓固定在发电机前端盖上，混合励磁系统的数量和发电系统的数量相等并且相互间隔分别通过螺钉固定在后端盖内腔中的同一圆周上；
混合励磁系统由电励磁绕组、电励磁绕组铁芯、永磁体、第一螺钉、第二螺钉组成，永磁体通过第二螺钉固定在电励磁绕组铁芯的一端，电励磁绕组铁芯的另一端通过第一螺钉固定在后端盖的内腔中，电励磁绕组缠绕在电励磁绕组铁芯的外圆上，每个电励磁绕组绕线方向一致、匝数相等、电励磁绕组按通入直流电后电励磁绕组铁芯靠近后端盖的一端产生相同极性的方式接直流电源；
发电系统由电枢绕组、电枢绕组铁芯、第三螺钉组成，电枢绕组铁芯通过第三螺钉固定在后端盖的内腔中，电枢绕组缠绕在电枢绕组铁芯的外圆上，每个电枢绕组绕线方向一致、匝数相等，第一个电枢绕组的尾端接第二个电枢绕组的首端、依次类推，最后一个电枢绕组的尾端和第一个电枢绕组的首端作为汽车废气涡轮驱动混合励磁发电机的电压输出端；
转子由转子盘、轴、螺母组成，转子盘为法兰盘式结构，周边设有多个转子极，转子极的数量等于永磁体的数量与电枢绕组铁芯的数量之和，转子盘通过螺母固定在轴上，转子盘与永磁体、电枢绕组铁芯的轴向之间有一定间隙，能够相对转动。
工作原理：磁通由永磁体的N极经过气隙到一个转子极再到相邻的另一个转子极，再经过气隙、电枢绕组铁芯、后端盖、电励磁绕组铁芯到永磁体的S极，形成闭合回路，发动机排出的高温高压废气通过进气口进入涡轮机带动涡轮旋转，涡轮通过轴带动发电机转子转动，电枢绕组铁芯内的磁通不断变化，使电枢绕组产生电动势，给汽车用电设备提供电能。
本发明与现有技术相比，转子为法兰盘结构，结构简单，转动惯量小，励磁磁场由永磁体和电励磁绕组共同提供，通过调节电励磁绕组通电电流的大小和方向，使永磁磁场与电励磁磁场迭加后的磁场可以调节，保证发电机在变转速、变负载工况下输出电压保持稳定，该机由发动机排出的高温高压废气直接驱动，节约能源，减少排放。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是图1所示实施例的A-A剖面图。
图3是图1所示实施例的B-B剖面图。
具体实施方式
图中：1、电励磁绕组   2、第一螺钉   3、电励磁绕组铁芯   4、第二螺钉   5、永磁体   6、第三螺钉   7、后端盖   8、电枢绕组   9、电枢绕组铁芯   10、转子盘   11、螺母   12、前端盖   13、轴。
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由废气涡轮机、混合励磁系统、发电系统、转子、前端盖12、后端盖7组成的汽车废气涡轮驱动混合励磁发电机，其特征在于：废气涡轮机通过螺栓固定在发电机前端盖12上，混合励磁系统的数量和发电系统的数量相等并且相互间隔分别通过螺钉固定在后端盖7内腔中的同一圆周上；
混合励磁系统由电励磁绕组1、电励磁绕组铁芯3、永磁体5、第一螺钉2、第二螺钉4组成，永磁体5通过第二螺钉4固定在电励磁绕组铁芯3的一端，电励磁绕组铁芯3的另一端通过第一螺钉2固定在后端盖7的内腔中，电励磁绕组1缠绕在电励磁绕组铁芯3的外圆上，每个电励磁绕组1绕线方向一致、匝数相等、电励磁绕组1按通入直流电后电励磁绕组铁芯3靠近后端盖7的一端产生相同极性的方式接直流电源；
发电系统由电枢绕组8、电枢绕组铁芯9、第三螺钉6组成，电枢绕组铁芯9通过第三螺钉6固定在后端盖7的内腔中，电枢绕组8缠绕在电枢绕组铁芯9的外圆上，每个电枢绕组8绕线方向一致、匝数相等，第一个电枢绕组8的尾端接第二个电枢绕组8的首端、依次类推，最后一个电枢绕组8的尾端和第一个电枢绕组8的首端作为汽车废气涡轮驱动混合励磁发电机的电压输出端；
转子由转子盘10、轴13、螺母11组成，转子盘10为法兰盘式结构，周边设有多个转子极，转子极的数量等于永磁体5的数量与电枢绕组铁芯9的数量之和，转子盘10通过螺母11固定在轴13上，转子盘10与永磁体5、电枢绕组铁芯9的轴向之间有一定间隙，能够相对转动。

Claims (1)

1.一种汽车废气涡轮驱动混合励磁发电机，由废气涡轮机、混合励磁系统、发电系统、转子、前端盖（12）、后端盖（7）组成，其特征在于：废气涡轮机通过螺栓固定在发电机前端盖（12）上，混合励磁系统的数量和发电系统的数量相等并且相互间隔分别通过螺钉固定在后端盖（7）内腔中的同一圆周上；
混合励磁系统由电励磁绕组（1）、电励磁绕组铁芯（3）、永磁体（5）、第一螺钉（2）、第二螺钉（4）组成，永磁体（5）通过第二螺钉（4）固定在电励磁绕组铁芯（3）的一端，电励磁绕组铁芯（3）的另一端通过第一螺钉（2）固定在后端盖（7）的内腔中，电励磁绕组（1）缠绕在电励磁绕组铁芯（3）的外圆上，每个电励磁绕组（1）绕线方向一致、匝数相等、电励磁绕组（1）按通入直流电后电励磁绕组铁芯（3）靠近后端盖（7）的一端产生相同极性的方式接直流电源；
发电系统由电枢绕组（8）、电枢绕组铁芯（9）、第三螺钉（6）组成，电枢绕组铁芯（9）通过第三螺钉（6）固定在后端盖（7）的内腔中，电枢绕组（8）缠绕在电枢绕组铁芯（9）的外圆上，每个电枢绕组（8）绕线方向一致、匝数相等，第一个电枢绕组（8）的尾端接第二个电枢绕组（8）的首端、依次类推，最后一个电枢绕组（8）的尾端和第一个电枢绕组（8）的首端作为汽车废气涡轮驱动混合励磁发电机的电压输出端；
转子由转子盘（10）、轴（13）、螺母（11）组成，转子盘（10）为法兰盘式结构，周边设有多个转子极，转子极的数量等于永磁体（5）的数量与电枢绕组铁芯（9）的数量之和，转子盘（10）通过螺母（11）固定在轴（13）上，转子盘（10）与永磁体（5）、电枢绕组铁芯（9）的轴向之间有一定间隙，能够相对转动。
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Application publication date: 20140108

Assignee: Jun Tang Ling Ou, Shandong Automobile Manufacturing Co., Ltd.

Assignor: Shandong University of Technology

Contract record no.: 2017370000013

Denomination of invention: Automobile exhaust gas turbine drives hybrid excitation generator

Granted publication date: 20160106

License type: Exclusive License

Record date: 20170331

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