CN114285226B - 一种增加磁通量的汽车交流发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种增加磁通量的汽车交流发电机，包括底板，所述底板上固定安装有发电机与密封箱，所述密封箱的下方设置有气压输出机构，所述密封箱的内侧设置有气动机构，通过在爪极上相邻两个级片之间设置永久磁铁，永久磁铁产生的磁场与励磁绕组通电产生的磁场形成并联磁路，另外通过发电机带动散热风扇同步转动对发电机内部风冷降温，同时发电机的输出轴带动圆盘转动，圆盘带动活塞杆往复移动，对气缸内的空气进行压缩，然后传输至第一气体腔内，使气动机构将储水腔空间压缩变小，使部分冷却液受到挤压通过进液管流出，通过喷头喷出，对发电机内部和整流桥支架本体进行冷却降温；本发明减小了输入功率，而输出功率不变，从而提高了电机的效率。

Description

一种增加磁通量的汽车交流发电机

技术领域

本发明属于发电机相关技术领域，具体涉及一种增加磁通量的汽车交流发电机。

背景技术

汽车交流发电机，发电机是汽车的主要电源，由发动机驱动，它在正常工作时，对除起动机以外的所有用电设备供电，若还有过余能量，再向蓄电池充电。当汽车高速移动时，会带动发电机快速转动，会使发电机内部产生较高的热量，由于汽车发电机整流桥支架都是安装在发电机的内部，因此发电机高速旋转产生的高温会使发电机内部的发电机整流桥支架发热。

申请号为CN201910257124.0公开了一种汽车发电机整流桥新型支架，包括固定板、发电机本体和整流桥支架本体，该发电机在高速旋转产生的高温时，会使冷却液喷出的速度变快，有效的保证了汽整流桥支架和发电机的散热效果，避免造成发电机整流桥支架发生损坏，从而影响发电机的正常使用。

现有的汽车交流发电机技术存在以下问题：现有的汽车交流发电机中电磁流通量较小，所需的输入功率较大，而输出功率较低，使得发电机的工作效率较低，另外冷却液的流速较快，对发电机的降热效果不够显著，且冷却液回流时难以将吸收的热量散发出去，影响散热效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增加磁通量的汽车交流发电机，以解决上述背景技术中提出的磁通量少发电机效率低、冷却液流速快散热效率较低问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种增加磁通量的汽车交流发电机，包括底板，所述底板上固定安装有发电机与密封箱，所述密封箱的下方设置有气压输出机构，所述密封箱的内侧设置有气动机构，所述发电机在工作时同步驱使气压输出机构对空气进行压缩，压缩后的空气通过管路输送至密封箱内，所述气动机构受到气压作用下将密封箱储存的冷却液通过管路输送至发电机的内部进行散热。

优选的，所述发电机的输出轴端固定连接有带轮，所述发电机的内部设置有两个爪极，两个所述爪极均固定套设在发电机的输出轴上，两个所述爪极上设置有相互交错咬合的级片，且相邻两个级片之间固定设置有永久磁铁，所述发电机的内部还固定设置有整流桥支架本体，所述发电机输出轴的内侧一端固定连接有散热风扇，所述散热风扇位于发电机的内部，所述发电机的下方设置有圆盘，所述发电机的输出轴向下穿过发电机并与圆盘固定连接，所述发电机的内壁上固定连接有喷头，所述喷头与整流桥支架本体对应。

优选的，所述气压输出机构包括气缸，所述气缸固定在底板上，所述气缸的内部设置有向外延伸的活塞杆，所述活塞杆的内侧一端固定连接有活塞，且活塞与气缸滑动连接，所述活塞杆的外侧一端铰接有摆杆，所述摆杆的一端与圆盘铰接，且铰接点位于圆盘的边缘位置，所述气缸的一端设有第二单向阀，所述第二单向阀和进气管连接，所述第二单向阀上设有第一单向阀。

优选的，所述气动机构包括两个旋转轴，所述密封箱的内壁上固定连接有隔板，所述隔板将密封箱的内部分隔形成上下两个空腔，两个所述旋转轴对称设置且均与隔板转动连接，两个所述旋转轴的上下两侧均固定连接有对称设置的第一密封板与第二密封板，所述隔板与旋转轴之间密封设置。

优选的，两个所述第一密封板将上空腔分隔形成一个第一气体腔与两个第二气体腔，两个所述第二气体腔位于第一气体腔的两侧，所述第一密封板和上空腔密封设置，所述第二气体腔中的气压大于密封箱外部气压，所述进气管的一端与第一气体腔相通，所述密封箱的顶部固定连接有泄气阀，所述泄气阀与第一气体腔相通。

优选的，两个所述第二密封板将下空腔分成一个储水腔与两个无水腔，两个所述无水腔位于储水腔的两侧，所述储水腔的底部连通有进液管，所述进液管的另一端与喷头连通，所述密封箱上固定连接有与储水腔相通的第三单向阀，所述第三单向阀与外部水箱连接，所述第二密封板与下空腔密封设置。

与现有汽车交流发电机技术相比，本发明提供了一种增加磁通量的汽车交流发电机，具备以下有益效果：

1、本发明通过在爪极上相邻两个级片之间设置永久磁铁，永久磁铁产生的磁场与励磁绕组通电产生的磁场形成并联磁路，这样在励磁电流很小的情况下，就可以达到使用设计的要求，相对于去掉永久磁铁后只安装励磁绕组需要较大的电流，本发明减小了输入功率，而输出功率不变，从而提高了电机的效率；

2、本发明通过发电机带动散热风扇同步转动对发电机内部风冷降温，同时发电机的输出轴带动圆盘转动，圆盘带动活塞杆往复移动，对气缸内的空气进行压缩，然后使其通过进气管传输进入第一气体腔内，使气动机构将储水腔空间压缩变小，使部分冷却液受到挤压通过进液管流出，通过喷头喷出，对发电机内部和整流桥支架本体进行冷却降温，且冷却液的流通较慢，可充分对发电机进行散热，也可以与密封箱充分接触，将冷却液吸收的热量散出，保持良好的散热效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1为本发明提出的一种增加磁通量的汽车交流发电机三维结构示意图；

图2为本发明提出的爪极三维结构示意图；

图3为本发明提出的密封箱三维剖面结构示意图；

图4为本发明提出的密封箱正视剖面结构示意图；

图5为本发明提出的储水腔压缩状态结构示意图；

图中：1、密封箱；2、带轮；3、发电机；4、底板；5、进液管；6、进气管；7、喷头；8、第一单向阀；9、第二单向阀；10、活塞杆；11、摆杆；12、圆盘；13、散热风扇；14、整流桥支架本体；15、永久磁铁；16、爪极；17、第一气体腔；18、第一密封板；19、第二气体腔；20、旋转轴；21、第二密封板；22、储水腔；23、第三单向阀；24、泄气阀；25、气缸；26、隔板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图5，本发明提供一种技术方案：一种增加磁通量的汽车交流发电机，包括底板4，底板4上固定安装有发电机3与密封箱1，发电机3的输出轴端固定连接有带轮2，发电机3的内部设置有两个爪极16，两个爪极16均固定套设在发电机3的输出轴上，两个爪极16上设置有相互交错咬合的级片，且相邻两个级片之间固定设置有永久磁铁15，永久磁铁15产生的磁场与励磁绕组通电产生的磁场形成并联磁路，这样在励磁电流很小的情况下，就可以达到使用设计的要求，相对于去掉永久磁铁15后只安装励磁绕组需要较大的电流。

另外发电机3的内部还固定设置有整流桥支架本体14，发电机3输出轴的内侧一端固定连接有散热风扇13，散热风扇13位于发电机3的内部，发电机3的下方设置有圆盘12，发电机3的输出轴向下穿过发电机3并与圆盘12固定连接，发电机3的内壁上固定连接有喷头7，喷头7与整流桥支架本体14对应，喷头7在不使用时，可防止储水腔22内的冷却液顺着进液管5流出，避免对冷却液造成浪费。

需要说明的是，密封箱1的下方设置有气压输出机构，气压输出机构包括气缸25，气缸25固定在底板4上，气缸25的内部设置有向外延伸的活塞杆10，活塞杆10的内侧一端固定连接有活塞，且活塞与气缸25滑动连接，活塞杆10的外侧一端铰接有摆杆11，摆杆11的一端与圆盘12铰接，且铰接点位于圆盘12的边缘位置，气缸25的一端设有第二单向阀9，第二单向阀9和进气管6连接，第二单向阀9上设有第一单向阀8，通过气缸25上设置的第一单向阀8和第二单向阀9，从而使活塞压缩空气时，第一单向阀8保证了压缩空气不会流出气缸25，当活塞在活塞杆10的作用下向圆盘12方向运动时，第一单向阀8则会将大气内的空气抽进气缸25内，第二单向阀9则会使进气管6内的空气不会回流进气缸25内，使其通过进气管6进入第一气体腔17内。

值得提出的是，密封箱1的内侧设置有气动机构，气动机构包括两个旋转轴20，密封箱1的内壁上固定连接有隔板26，隔板26将密封箱1的内部分隔形成上下两个空腔，两个旋转轴20对称设置且均与隔板26转动连接，两个旋转轴20的上下两侧均固定连接有对称设置的第一密封板18与第二密封板21，隔板26与旋转轴20之间密封设置。

进一步来说，两个第一密封板18将上空腔分隔形成一个第一气体腔17与两个第二气体腔19，两个第二气体腔19位于第一气体腔17的两侧，第一密封板18和上空腔密封设置，第二气体腔19中的气压大于密封箱1外部气压，使两个第一密封板18更容易向内侧旋转靠拢，进气管6的一端与第一气体腔17相通，密封箱1的顶部固定连接有泄气阀24，泄气阀24与第一气体腔17相通。

更进一步来说，两个第二密封板21将下空腔分成一个储水腔22与两个无水腔，两个无水腔位于储水腔22的两侧，储水腔22的底部连通有进液管5，进液管5的另一端与喷头7连通，密封箱1上固定连接有与储水腔22相通的第三单向阀23，第三单向阀23与外部水箱连接，第二密封板21与下空腔密封设置，通过第三单向阀23可使冷却液只能进入储水腔22不能流出。

总的来说，发电机3在工作时同步驱使气压输出机构对空气进行压缩，压缩后的空气通过管路输送至密封箱1内，气动机构受到气压作用下将密封箱1储存的冷却液通过管路输送至发电机3的内部进行散热。

本发明的工作原理及使用流程如下：初始状态下，发电机3不工作，活塞可处于气缸25任意位置，第一密封板18处于与活塞相适应位置，即活塞伸缩运动时，第一密封板18可对应在上空腔中旋转运动，储水腔22中存储有冷却液，冷却液液位可略低于第三单向阀23，冷却液能够从第三单向阀23流进储水腔22中，直到将储水腔22充满。

假设初始状态活塞杆10全部伸出，第一密封板18和第二密封板21处于如图3、4所示位置，第二密封板21所处位置为极限位置，即第二密封板21的底端被密封箱1内侧壁挡住，储水腔22中的水位在第三单向阀23处。

当发电机3开始工作，发电机3开始转动，散热风扇13同步转动对发电机3内部风冷降温，发电机3的输出轴带动圆盘12转动，圆盘12带动活塞杆10往复移动，活塞在气缸25内往复移动，对气缸25内的空气进行压缩，然后使其通过进气管6传输进入第一气体腔17内。

压缩空气进入到第一气体腔17内对第一密封板18压动，如图4所示，左右第一密封板18两个分别以旋转轴20为轴心往外侧转动，同时，左右第二密封板21两个分别以旋转轴20为轴心向内侧转动，直到第一密封板18转动到如图5所示的极限位置，即第一密封板18被密封箱1内侧壁挡住。此时，左右两第二密封板21平行，第二气体腔19中的气体被压缩，使其内部气压和第一气体腔17中的气压大致相近。

当左右第二密封板21向中间靠拢时，储水腔22空间变小，有一部分冷却液受到挤压通过进液管5流出，通过喷头7喷出，对发电机3内部和整流桥支架本体14进行冷却降温。

当发电机3一直工作，使活塞一直往复运动将空气压缩挤入到第一气体腔17中，使左右第一密封板18旋转，第一气体腔17中的空间变大，直到第一密封板18到达极限位置，如图5所示。此时储水腔22中的冷却液受到挤压将发电机3内部空间充满，第一气体腔17中的压强到达泄气阀24所设定的值，泄气阀24对第一气体腔17开始泄压。第一气体腔17与大气连通，第一气体腔17内气压降低至一个大气压强。第一气体腔17中的气压小于第二气体腔19中的气压，第二气体腔19中的气压推向第一密封板18，第一密封板18以旋转轴20为轴心向中间靠拢，直到回到初始状态，如图4所示。

假设初始状态下储水腔22中的水已经充满，压缩气体进入到第一气体腔17中，使第一密封板18往两边旋转，由于储水腔22已经被充满，所以第二密封板21缓慢旋转将储水腔22内的冷却液通过进液管5注入发电机3。从而第一密封板18旋转缓慢，当第一密封板18还未到达极限位置时，第一气体腔17中的气压就已经达到所设定的值，泄气阀24开始泄压。第一密封板18被第二气体腔19中的气压推着恢复原位。直到被第一气体腔17中的气压增大再次挤压第一密封板18旋转。

通过第一气体腔17中气压的往复变化，实现对发电机3内部的快速散热。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种增加磁通量的汽车交流发电机，包括底板(4)，所述底板(4)上固定安装有发电机(3)与密封箱(1)，其特征在于：所述密封箱(1)的下方设置有气压输出机构，所述密封箱(1)的内侧设置有气动机构，所述发电机(3)在工作时同步驱使气压输出机构对空气进行压缩，压缩后的空气通过管路输送至密封箱(1)内，所述气动机构受到气压作用下将密封箱(1)储存的冷却液通过管路输送至发电机(3)的内部进行散热；

所述气压输出机构包括气缸(25)，所述气缸(25)固定在底板(4)上，所述气缸(25)的一端设有第二单向阀(9)，所述第二单向阀(9)和进气管(6)连接；

所述气动机构包括两个旋转轴(20)，所述密封箱(1)的内壁上固定连接有隔板(26)，所述隔板(26)将密封箱(1)的内部分隔形成上下两个空腔，两个所述旋转轴(20)对称设置且均与隔板(26)转动连接，两个所述旋转轴(20)的上下两侧均固定连接有对称设置的第一密封板(18)与第二密封板(21)，所述隔板(26)与旋转轴(20)之间密封设置；

两个所述第一密封板(18)将上空腔分隔形成一个第一气体腔(17)与两个第二气体腔(19)，两个所述第二密封板(21)将下空腔分成一个储水腔(22)与两个无水腔，所述第二气体腔(19)中的气压大于密封箱(1)外部气压，所述进气管(6)的一端与第一气体腔(17)相通，所述密封箱(1)的顶部固定连接有泄气阀(24)，所述泄气阀(24)与第一气体腔(17)相通。

2.根据权利要求1所述的一种增加磁通量的汽车交流发电机，其特征在于：所述发电机(3)的输出轴端固定连接有带轮(2)，所述发电机(3)的内部设置有两个爪极(16)，两个所述爪极(16)均固定套设在发电机(3)的输出轴上，两个所述爪极(16)上设置有相互交错咬合的级片，且相邻两个级片之间固定设置有永久磁铁(15)，所述发电机(3)的内部还固定设置有整流桥支架本体(14)，所述发电机(3)输出轴的内侧一端固定连接有散热风扇(13)，所述散热风扇(13)位于发电机(3)的内部，所述发电机(3)的下方设置有圆盘(12)，所述发电机(3)的输出轴向下穿过发电机(3)并与圆盘(12)固定连接，所述发电机(3)的内壁上固定连接有喷头(7)，所述喷头(7)与整流桥支架本体(14)对应。

3.根据权利要求2所述的一种增加磁通量的汽车交流发电机，其特征在于：所述气缸(25)的内部设置有向外延伸的活塞杆(10)，所述活塞杆(10)的内侧一端固定连接有活塞，且活塞与气缸(25)滑动连接，所述活塞杆(10)的外侧一端铰接有摆杆(11)，所述摆杆(11)的一端与圆盘(12)铰接，且铰接点位于圆盘(12)的边缘位置，所述气缸(25)上设有第一单向阀(8)。

4.根据权利要求1所述的一种增加磁通量的汽车交流发电机，其特征在于：两个所述第二气体腔(19)位于第一气体腔(17)的两侧，所述第一密封板(18)和上空腔密封设置。

5.根据权利要求4所述的一种增加磁通量的汽车交流发电机，其特征在于：两个所述无水腔位于储水腔(22)的两侧，所述储水腔(22)的底部连通有进液管(5)，所述进液管(5)的另一端与喷头(7)连通，所述密封箱(1)上固定连接有与储水腔(22)相通的第三单向阀(23)，所述第三单向阀(23)与外部水箱连接，所述第二密封板(21)与下空腔密封设置。

Images