CN103973036A - 车辆废气涡轮驱动复合励磁发电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆废气涡轮驱动复合励磁发电机，属于汽车电机电器技术领域，由发动机、涡轮机、复合励磁发电机、稳压控制器、蓄电池组成，涡壳通过螺栓固定在发电机的后端盖上，涡轮机的轴与复合励磁发电机的并联励磁转子轴为同一条轴，结构紧凑、传动效率高，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，保证复合励磁发电机在变转速、变负载工况下输出稳定电压。

Description

车辆废气涡轮驱动复合励磁发电机

技术领域

本发明提供一种车辆废气涡轮驱动复合励磁发电机，属于汽车电机电器技术领域。

背景技术

目前汽车使用的发电机主要有两种，一种是硅整流发电机，该机由电励磁绕组产生磁场，通过电励磁绕组的电能只有很少一部分转换为用于发电的磁能，大部分电能由于电励磁绕组发热而消耗掉，电能利用率低，转子的励磁绕组还容易出现烧毁、断线等故障，这样势必增加汽车的维护成本；另一种是永磁发电机，该机取消了励磁绕组，也就取消了容易出现问题的集电环和电刷，成为无刷发电机，同时具有结构简单、运行可靠、体积小、质量轻、电能消耗少等特点，但对于1kW以上的大功率发电机来说稳定输出电压比较困难，制造成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷，将永磁体和电励磁绕组两种励磁方式进行有机的结合，磁场充分利用、输出电压稳定、结构紧凑、占据空间小，使用安全可靠，由发动机排出的废气驱动，节约能源的车辆废气涡轮驱动复合励磁发电机，其技术内容为：

车辆废气涡轮驱动复合励磁发电机由发动机、涡轮机、复合励磁发电机、稳压控制器、蓄电池组成，其特征在于：发动机的废气排气出口与涡轮机的进气口相连接，永磁转子和凸极电励磁转子共用一个电枢绕组，产生的磁场在复合励磁发电机气隙中并联合成；

涡轮机由涡轮、涡壳、轴组成，涡轮与复合励磁发电机的并联励磁转子安装在同一条轴上，涡轮安装在涡壳中央并通过螺母固定在轴上，涡壳通过螺栓固定在复合励磁发电机的后端盖上；

复合励磁发电机由并联励磁转子、定子组成，并联励磁转子由永磁转子、凸极电励磁转子组成，永磁转子为径向结构，由极靴、永磁钢、转子铁芯组成，相邻的永磁钢外表面以相反的极性通过极靴由螺钉依次固定在转子铁芯的外圆上，凸极电励磁转子由凸极转子铁芯、电励磁绕组组成，电励磁绕组缠绕在凸极转子铁芯的转子齿上，凸极电励磁转子的极数与永磁转子的极数相等，并且都沿圆形均匀分布，一一相对应，定子由定子铁芯、电枢绕组组成，电枢绕组缠绕在定子铁芯的定子齿上，定子安装在并联励磁转子的外圆上，通过螺栓固定在前端盖、后端盖之间；

稳压控制器由基准电路、比较电路、触发电路、H桥控制电路组成，基准电路的输出端接比较电路，比较电路的输出端接触发电路，触发电路的输出端接H桥控制电路，H桥控制电路的两端接电励磁绕组。

工作原理：发动机排出的高温高压废气通过涡轮机的进气口驱动涡轮旋转，涡轮通过轴带动复合励磁发电机的并联励磁转子转动，即磁场旋转电枢绕组切割磁力线，产生电动势，当复合励磁发电机的输出电压低于规定值14V时，稳压控制系统给复合励磁发电机的电励磁绕组通正向电流，复合励磁发电机气隙磁场增加，输出电压升高，当复合励磁发电机的输出电压高于规定值14V时，稳压控制系统给复合励磁发电机的电励磁绕组通反向电流，复合励磁发电机气隙磁场减少，输出电压降低，周而复始，保证复合励磁发电机在宽转速、宽负载范围内输出电压稳定的直流电，给车辆用电设备提供电能。

本发明与现有技术相比，涡壳通过螺栓固定在发电机的后端盖上，涡轮机的轴与复合励磁发电机的并联励磁转子轴为同一条轴，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，保证复合励磁发电机在变转速、变负载工况下输出稳定电压。

附图说明

图1是本发明实施例的结构框图。

图中：1、发动机 2、高温高压废气 3、涡轮机 4、复合励磁发电机 5、稳压控制器 6、蓄电池 7、涡轮 8、涡壳 9、轴 10、并联励磁转子 11、永磁转子 12、凸极电励磁转子 13、定子 14、定子铁芯 15、电枢绕组 16、基准电路 17、比较电路 18、触发电路 19、H桥控制电路 20、极靴 21、永磁钢 22、转子铁芯 23、凸极转子铁芯 24、电励磁绕组。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

车辆废气涡轮驱动复合励磁发电机由发动机1、涡轮机3、复合励磁发电机4、稳压控制器5、蓄电池6组成，其特征在于：发动机1的废气排气出口与涡轮机3的进气口相连接，永磁转子11和凸极电励磁转子12共用一个电枢绕组15，产生的磁场在复合励磁发电机气隙中并联合成；

涡轮机3由涡轮7、涡壳8、轴9组成，涡轮7与复合励磁发电机4的并联励磁转子10安装在同一条轴9上，涡轮7安装在涡壳8中央并通过螺母固定在轴9上，涡壳8通过螺栓固定在复合励磁发电机4的后端盖上；

复合励磁发电机4由并联励磁转子10、定子13组成，并联励磁转子10由永磁转子11、凸极电励磁转子12组成，永磁转子11为径向结构，由极靴20、永磁钢21、转子铁芯22组成，相邻的永磁钢21外表面以相反的极性通过极靴20由螺钉依次固定在转子铁芯22的外圆上，凸极电励磁转子12由凸极转子铁芯23、电励磁绕组24组成，电励磁绕组24缠绕在凸极转子铁芯23的转子齿上，凸极电励磁转子12的极数与永磁转子11的极数相等，并且都沿圆形均匀分布，一一相对应，定子13由定子铁芯14、电枢绕组15组成，电枢绕组15缠绕在定子铁芯14的定子齿上，定子13安装在并联励磁转子10的外圆上，通过螺栓固定在前端盖、后端盖之间；

稳压控制器5由基准电路16、比较电路17、触发电路18、H桥控制电路19组成，基准电路16的输出端接比较电路17，比较电路17的输出端接触发电路18，触发电路18的输出端接H桥控制电路19，H桥控制电路19的两端接电励磁绕组24。

Claims (1)

1.一种车辆废气涡轮驱动复合励磁发电机，由发动机（1）、涡轮机（3）、复合励磁发电机（4）、稳压控制器（5）、蓄电池（6）组成，其特征在于：发动机（1）的废气排气出口与涡轮机（3）的进气口相连接，永磁转子（11）和凸极电励磁转子（12）共用一个电枢绕组（15），产生的磁场在复合励磁发电机气隙中并联合成；

涡轮机（3）由涡轮（7）、涡壳（8）、轴（9）组成，涡轮（7）与复合励磁发电机（4）的并联励磁转子（10）安装在同一条轴（9）上，涡轮（7）安装在涡壳（8）中央并通过螺母固定在轴（9）上，涡壳（8）通过螺栓固定在复合励磁发电机（4）的后端盖上；

复合励磁发电机（4）由并联励磁转子（10）、定子（13）组成，并联励磁转子（10）由永磁转子（11）、凸极电励磁转子（12）组成，永磁转子（11）为径向结构，由极靴（20）、永磁钢（21）、转子铁芯（22）组成，相邻的永磁钢（21）外表面以相反的极性通过极靴（20）由螺钉依次固定在转子铁芯（22）的外圆上，凸极电励磁转子（12）由凸极转子铁芯（23）、电励磁绕组（24）组成，电励磁绕组（24）缠绕在凸极转子铁芯（23）的转子齿上，凸极电励磁转子（12）的极数与永磁转子（11）的极数相等，并且都沿圆形均匀分布，一一相对应，定子（13）由定子铁芯（14）、电枢绕组（15）组成，电枢绕组（15）缠绕在定子铁芯（14）的定子齿上，定子（13）安装在并联励磁转子（10）的外圆上，通过螺栓固定在前端盖、后端盖之间；

稳压控制器（5）由基准电路（16）、比较电路（17）、触发电路（18）、H桥控制电路（19）组成，基准电路（16）的输出端接比较电路（17），比较电路（17）的输出端接触发电路（18），触发电路（18）的输出端接H桥控制电路（19），H桥控制电路（19）的两端接电励磁绕组（24）。