CN105703543A - 一种大功率发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大功率发电机，包括电机外壳、定子、转子及主轴，所述电机外壳由上至下的塑料外盖、后盖与前盖，所述前盖与后盖之间设置有风扇，后端盖板内表面设有向内凸起的散热筋。本发明采用内风扇内散热筋风冷技术，在大电流输出时对自身温升有效控制，采用四管并联结构进行整流，能满足不同转速状态下的输出要求，同时达到输出电压的恒定。

Description

一种大功率发电机

技术领域

本发明涉及发电机领域，具体涉及一种大功率发电机。

背景技术

传统大功率客车、房车、中大型冷藏车辆及船舶电压系统一般需配备2至4台发电机，如果用一台大功率发电机负责全车供电，省去了一个皮带传动环节，可减少拖动损失，降低整车油耗3%左右，只用空调支架一个即可安装，但是大功率的发电机就对其散热提出更高要求，且通过发电机的电流也较大，对于发电机内部部件整流桥，大电流对二极管的伤害很大，导致发电机在使用过程中故障率高。另外，目前的车用空调采用空调压缩机，耗电量大，如果采用一个大功率的发电机负责车用空调的供电，比空调压缩机省电；而且目前的汽车，在车内环境需要空调的情况下，汽车不能熄火，一旦熄火空调就停止工作，如果能在发电机熄火时空调仍可继续工作，可减少不少排放。

应环保及节能的要求，国际规定50秒起停，也即停车等待时在50秒内必须熄火，因为停车怠速是排放最大的，而现在的电压缩机空调研发刚刚起步，需要采用48V的电压缩机取代原有发动机传动的压缩机，这样就需要一个大功率的48V发动机来满足电压缩机的用电，并再输出额外的电流为电瓶充电，以备发动机熄火时电压缩机能从电瓶处取电工作。

发明内容

本发明主要提供一种散热优良，且克服了大功率大电流对二极管的伤害的大功率发电机，实现了发动机熄火时车用空调仍能工作。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大功率发电机，包括电机外壳、定子、转子及主轴，所述电机外壳包括由上至下的塑料外盖、后盖与前盖，所述前盖与后盖之间设置有风扇。

进一步，后盖包括后端盖板，后端盖板内表面设有向内凸起的散热筋，散热筋沿圆周均匀分布。

进一步，后盖与塑料外盖之间设有四管并联的整流桥，所述整流桥包括整流桥一体式支架、设置于整流桥一体式支架下方的整流桥散热片以及均匀设置在整流桥一体式支架与整流桥散热片之间的二极管。

进一步，整流桥散热片数量为两个，共同组成半圆不规则形状，其外侧面设有锯齿形的散热结构，上底面设有向上凸出的散热片结构。

进一步，二极管四个为一组，共六组均匀分布在整流桥散热片上，通过整流桥一体式支架并联连接。

进一步，整流桥一体式支架与其下方的整流桥散热片通过空心铆钉紧固连接。

进一步，整流桥一体式支架内设有与三相电相连的接线。

进一步，定子包括定子铁芯、定子线圈，所述定子线圈为一体绕制成型的矩形弹簧状绕组依次层叠三层而成，三层绕组交错层叠。

进一步，转子包括转子线架，所述转子线架包括圆管状的线圈架主体部分、设置在线圈架主体部分轴向两端的线圈限位板以及设置在线圈限位板上的若干个绕线槽，所述绕线槽上设置有方形棍状的槽签，所述槽签数量为一个，设置于线圈限位板上的绕线槽内；所述线圈限位板对应线圈架主体部分的外壁设置有若干数量的向外凸出的压紧点。

进一步，主轴在发电机主轴的爪极安装处设置有爪极锁紧结构，所述爪极锁紧结构为环绕主轴一圈的凹槽。

本发明的有益效果：

一、内风扇内散热筋，散热效果强劲。

二、四个二极管并联能适用在较大电流较大功率的发电机上。

三、整流桥支架为一体式，二极管可采用铜焊焊接，通过整流桥支架实现并联；整流桥的电线内置于一体式支架中，美观、装配简单。

四、定子线圈为一体绕制成型，节省了制备定子所需的原材料、提高了生产效率、有效降低相间短路的风险。

五、转子线架绕线槽内增设槽签以此改变绕制而成的线圈的最终形状以及转子线架外壁增设凸起的压紧点，在转子制作过程中有效地压实了线圈，大大降低了线圈在急变速状况下自转的可能，加强了转子线圈的稳固度。

六、在发电机主轴的爪极安装处设置的凹槽，在爪极安装到位后对爪极局部进行挤压时使部分爪极挤压进凹槽，从而使爪极更牢固的固定在主轴上，防止前后窜动，并有效避免了主轴在加工过程中变形。

七、可满足电压缩机的用电，并再输出额外的电流为电瓶充电，以备发动机熄火时电压缩机能从电瓶处取电工作，即使熄火空调仍可继续工作，可减少不少排放。

附图说明

图1是本发明一种大功率发电机的外壳示意图；

图2为图1沿A-A向剖开后去掉塑料外盖的示意图；

图3为图1中后盖绕水平面旋转180°后的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为大功率发电机中整流桥的立体分解图；

图6为图5的仰视图；

图7为为图5中整流桥一体式支架的结构示意图；

图8为图7的仰视图；

图9为大功率发电机中定子的绕组嵌线前的部分示意图；

图10为大功率发电机中定子的绕组绕制在定子铁芯上的示意图；

图11为图10中A-A向的展开示意图；

图12为大功率发电机中转子线架的结构示意图；

图13是图12的右视图；

图14是图12的左视图；

图15是大功率发电机中主轴的结构示意图；

图16是大功率发电机中的主轴与爪极安装总成的示意图；

图17是图16中爪极的A向的示意图；

图18是图16中爪极的右视图。

图中：1、定子2、主轴3、前盖4、后盖5、塑料外盖6、风扇7、后端盖板8、散热筋9、整流桥10、整流桥散热片11、二极管12、锯齿形的散热结构13、整流桥一体式支架14、接线15、散热片结构16、绕组17、定子铁芯18、矩形的绕线槽19、转子线架20、线圈架主体部分21、线圈限位板22、绕线槽23、槽签24、压紧点25、主轴26、爪极锁紧结构27、爪极。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的以及效果有更加清楚地了解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1至图18所示，一种大功率发电机，包括电机外壳、定子1、转子及主轴2，所述电机外壳包括由上至下的塑料外盖5、后盖4与前盖3，所述前盖3与后盖4之间设置有风扇6，风扇6内置加强了发电机的散热效果。后盖4包括后端盖板7，后端盖板7内表面设有向内凸起的散热筋8，散热筋8沿圆周均匀分布；由于发电机后盖4首先是与内风扇6吹来的冷风直接接触，因此散热筋8内置使得冷风首先直接接触后端盖板7内表面的散热筋8，即在冷风吹来接触端盖下表面（即内表面）时就增大了其传导散热面积，而不像以往的散热筋8设置于外表面（即后盖4与整流桥9相接触的那一面，如图2），冷风接触的还是散热面积小的光滑内表面，因此此种设置极大地加强了散热效果及散热速度，并且配合前述内风扇6的风冷技术进一步加强大功率发电机的散热效果，克服了大功率发电机的散热问题，实现了一台大功率发电机的设想。后盖4与塑料外盖5间设有四管并联的整流桥9，所述整流桥9包括整流桥一体式支架13、设置于整流桥一体式支架13下方的整流桥散热片10以及均匀设置在整流桥一体式支架13与整流桥散热片10之间的二极管11。整流桥散热片10数量为两个，共同组成半圆不规则形状，其外侧面设有锯齿形的散热结构12、上底面设有向上凸出的散热片结构15以此加强整流桥9的散热。二极管11四个为一组，共六组均匀分布在整流桥散热片10上，通过整流桥一体式支架13并联，不像以往需多个铜片焊接；正极板上的三组二极管11与负极板上的三组二极管11成一一对应关系，通过整流桥一体式支架13内的接线14及电线将六组二极管11连成三组正二极管11与三组负二极管11。本发明的整流桥一体式支架13，等同于原先用来并联二极管11的铜片，依靠整流桥一体式支架13就实现了四个二极管11的并联，代替了原来并联二极管11的部件—铜片，整流桥一体式支架13通过空心铆钉与下方的整流桥散热片10相连，铜焊焊接，不会出现焊点脱落，影响整流效果的情况发生。与三相电相连的接线14可直接布置在整流桥一体式支架13内，一体式的整流桥支架10也更美观且安装方便；四个二极管11并联，有效地减少了大电流对单个二极管11的伤害，故障率低；在大功率的应用场合，可以直接使用包含这种整流桥9的仅一个大功率发电机即可，相比于两至四台发电机，安装更方便。

定子1，包括定子铁芯17、定子线圈15，所述定子铁芯17上设有矩形的绕线槽18用于绕线，定子线圈15为一体绕制成型的矩形弹簧状绕组16依次层叠三层而成，三层绕组16交错层叠，先将定子线圈15绕制成型后再统一嵌到矩形的绕线槽18中，降低了相间短路的可能性且加快了量产的效率（不需过桥线）。转子包括转子线架19，所述转子线架19包括圆管状的线圈架主体部分20、设置在线圈架主体部分20轴向两端的线圈限位板21以及设置在线圈限位板21上的若干个绕线槽22，所述绕线槽22上设置有方形棍状的槽签23，所述槽签23数量为一个，设置于线圈限位板21上的绕线槽22内；所述线圈限位板21对应线圈架主体部分20的外壁设置有若干数量的向外凸出的压紧点24；转子线架19绕线槽22内增设槽签23以此改变绕制而成的线圈的最终形状（圆形变为水滴形）以及转子线架19外壁增设凸起的压紧点24，在转子制作过程中有效地压实了线圈，大大降低了线圈在急变速状况下自转的可能，加强了转子线圈的稳固度。主轴25在发电机主轴的爪极安装处设置有爪极锁紧结构26，所述爪极锁紧结构26为环绕主轴25一圈的凹槽，在爪极27安装到位后对爪极27局部进行挤压时使部分爪极27挤压进凹槽，从而使爪极27更牢固的固定在主轴25上，防止前后窜动，并有效避免了主轴25在加工过程中变形，主轴25采用SNK公司生产的重型轴承，旋转工作时间长。

本发明可用在600V、300V、110V等至少十种规格的冷藏车辆上，整体效率达75%，更宽电压输出衍生出不同规格系列产品：72V，96V，220V，380V系列产品，可运用在大型房车、中大型冷藏车辆及船舶电压系统。如可在房车96V系统，发电机规格110V/140A使用；另外，可适用在与220V、380V的电压缩机空调匹配的空调客车上。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种大功率发电机，包括电机外壳、定子、转子及主轴，其特征在于，所述电机外壳包括由上至下的塑料外盖、后盖与前盖，所述前盖与后盖之间设置有风扇。

2.根据权利要求1所述的大功率发电机，其特征在于，所述后盖包括后端盖板，后端盖板内表面设有向内凸起的散热筋，散热筋沿圆周均匀分布。

3.根据权利要求1所述的大功率发电机，其特征在于，所述后盖与塑料外盖之间设有四管并联的整流桥，所述整流桥包括整流桥一体式支架、设置于整流桥一体式支架下方的整流桥散热片以及均匀设置在整流桥一体式支架与整流桥散热片之间的二极管。

4.根据权利要求3所述的大功率发电机，其特征在于，所述整流桥散热片数量为两个，共同组成半圆不规则形状，其外侧面设有锯齿形的散热结构，上底面设有向上凸出的散热片结构。

5.根据权利要求3所述的大功率发电机，其特征在于，所述二极管四个为一组，共六组均匀分布在整流桥散热片上，通过所述整流桥一体式支架并联连接。

6.根据权利要求5所述的大功率发电机，其特征在于，所述整流桥一体式支架与其下方的整流桥散热片通过空心铆钉紧固连接。

7.根据权利要求3或6所述的大功率发电机，其特征在于，所述整流桥一体式支架内设有与三相电相连的接线。

8.根据权利要求1所述的大功率发电机，其特征在于，所述定子包括定子铁芯、定子线圈，所述定子线圈为一体绕制成型的矩形弹簧状绕组依次层叠三层而成，三层绕组交错层叠。

9.根据权利要求1所述的大功率发电机，其特征在于，所述转子包括转子线架，所述转子线架包括圆管状的线圈架主体部分、设置在线圈架主体部分轴向两端的线圈限位板以及设置在线圈限位板上的若干个绕线槽，所述绕线槽上设置有方形棍状的槽签，所述槽签数量为一个，设置于线圈限位板上的绕线槽内；所述线圈限位板对应线圈架主体部分的外壁设置有若干数量的向外凸出的压紧点。

10.根据权利要求1所述的大功率发电机，其特征在于，所述主轴在发电机主轴的爪极安装处设置有爪极锁紧结构，所述爪极锁紧结构为环绕主轴一圈的凹槽。