CN201278479Y - 新型特种车用永磁发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型特种车用永磁发电机，采用外定子内转子结构，12相完全相同的电枢绕组中的每相电枢绕组都分别跨过定子铁芯上的12个极依次嵌线，电枢绕组的尾端分别接12相半波可控整流稳压器的输入端，相数多，频率低，每相绕组匝数少，电枢绕组同步电抗小，因此无功损耗少，有效输出功率大；采用发电机转子固定在发动机曲轴上的结构，如此减少了中间传输对能量的损耗，实现了发动机所传输能量的最大利用率；特别适合于为大功率的特种车提供稳压的直流电。

Description

新型特种车用永磁发电机

技术领域

本实用新型提供一种新型特种车用永磁发电机，属于永磁发电机领域。

背景技术

随着现代特种车装备的不断升级及其本身特性要求，特种车耗电量不断增大，其对车载发电机输出功率的要求也不断增加。为了解决这一问题，科研工作者和工程师们开发出各种各样的大功率发电机。其中包括一些永磁类发电机，但这些设计大多未解决输出功率大、输出电压稳定且结构简单易于普及的问题。

如中国专利00112053.0所述稳压永磁发电机，由机壳、机座、动力轴、转子、永磁磁钢、定子、定子绕组、定子座、定子滑动套、平衡弹簧、防旋转连接螺丝、滑动块、调节转轴、定位轴承、调节转轴驱动装置及自动反馈控制电路等组成，动力转动轴通过定位轴承固定在基座上，转子固定在固定转轴上，定子滑动套的一端固定在基座上，定子滑动套沿轴向开有通槽，平衡弹簧设置与定子滑动套内，该弹簧的一端由定子滑动套的一端面阻挡，另一端推定至于定子滑动套内的滑动块，该滑动块与定子座之间有穿过滑动套通槽的防旋转连接螺钉固定连结，该滑动块中心与调节转轴的一端成螺纹活动连结，自动反馈控制电路的监测信号输入端并借与定子绕组输入端，该电路的控制信号输出端至驱动机构的受控制端。该稳压永磁电机结构复杂、成本高、使用性能有待于进一步提高。

又如中国专利ZL200410011054.4公布了一种内转子式永磁无刷同步起动发电机解决了提供大功率的问题，但随之而来出现的问题是，随转速增加电压快速升高，而且很难实现稳压控制，稳压装置复杂、成本高。

从世界来看，欧美和日本国家已有发明和研究，从其发布的部分参数和功能来看，它一般采用鼓式转子和盘式转子结构。盘式转子结构电机一般采用双定子结构，虽然它的发电机功率6KW时效率大于80％，但考虑到两个钉子的拉力等因素，使大的设计费用比较昂贵。而股市电机的最小扭矩为200Nm，而且发电机功率仅在4KW时系统效率大于80％，可见发电机效率不是很高。

现代特种车多采用燃油发动机带动，车载发电机多是通过皮带从发动机获得能量转化为电能，在皮带传递能量的同时不可避免地造成了大量的浪费，导致能量转化率低、输出功率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种全新的特种车用永磁发电机，它是通过以下内容实现的：

该发电机的特征在于采用外定子内转子结构，包括由转轴、转子铁心、永磁体、极靴、非导磁螺钉构成的转子和由定子铁心、电枢绕组、电机轴筒、前轴盖、后轴盖构成的定子，12相完全相同的电枢绕组中的每相电枢绕组都分别跨过定子铁芯上的12个极依次嵌线，上述电枢绕组的相位差为30度，上述电枢绕组的首端接于发电机的正极输出端，上述电枢绕组的尾端分别接12相半波可控整流稳压器的输入端，组成12相永磁发电机，转子上的每块永磁体与定子铁芯上的每12个极相对应，若干块永磁体通过极靴由非导磁螺钉固定在转子铁芯上，相邻永磁体的N极和S极间隔排列，组成永磁转子；所述新型特种车用永磁发电机在特种车中的应用时，所述发电机位与汽车发动机和飞轮之间，定子转轴伸出前轴盖的部分与汽车发动机曲轴连接，定子转轴伸出后轴盖的部分与飞轮连接，发动机曲轴、发电机转子与飞轮同步转动；所述新型特种车用永磁发电机在特种车中的应用时，所述定子固定在飞轮壳中，电枢绕组放置在定子上，与发电机轴筒固定安装在一起的前后轴盖分别与汽车发动机的曲轴及飞轮连接，轴筒与发动机曲轴及飞轮同步转动；永磁极由NdFeB永磁材料制成。

本实用新型比较现有技术的优点在于：

1、采用12相电枢，相数多，频率低，每相绕组匝数少，电枢绕组同步电抗小，因此无功损耗少，有效输出功率大。

2、本实用新型采用发电机转子固定在发动机曲轴上的结构，永磁体磁极放置在转子上随轴转动，如此减少了中间传输(如皮带传输)对电能的损耗，实现了发动机所传输能量的最大利用率，这也是本实用新型使输出功率增大的一个重要原因。而现有汽车发电机和发动机的位置及工作原理是发电机与发动机引出的皮带带动，发动机在工作时，通过皮带带动发电机运转，造成了很多的能量浪费。

3、本实用新型采用NdFeB磁性材料作转子磁极。优点在于，

(1)NdFeB磁性能优异，是目前稀土永磁中磁能积最高的材料，使一般所用铁氧体材料磁极的十余倍。引起磁性强，可以减少永磁材料的使用，降低了成本，改善了性能且价格低廉；

(2)NdFeB磁性材料具有高矫顽力和内稟矫顽力(分别为850KA/m和1980KA/m)(它们是抵抗磁和非磁的干扰而保持其永磁性的量度)，因此不易受外界磁性和非磁性环境因素的干扰，有助于提高系统的可靠性；

(3)与其他的稀土材料相比，NdFeB的机械性能好，不易破碎。尤其适合于汽车等震荡的环境；

(4)NdFeB磁性材料的居里温度低，为320摄氏度，因此，

A、随温度下降，永久磁铁的磁性感应上升，该材料在冷启动是更以达到很高的磁性；

B、NdFeB磁性材料材料中所含的稀土材料在我国分布广泛且蕴含量大，从而降低了其生产成本。

4、实现制动、减速能量回首，有利于发电机提高效率

由于电机直接连在发动机曲轴上，所以本机可以实现能量的回收，大大提高了发电效率。

附图说明

图1是本实用新型是实施例的结构示意图。

具体实施方式

1后端轴承  2转轴  3后端盖  4 12相半波可控整流稳压器  5转子铁芯  6永磁体  7极靴  8非导磁螺钉  9定子铁芯  10电子绕组  11前端盖  12风扇  13前端轴承  14螺母

下面结合附图对本实用新型作定一步说明：

12相完全相同的电枢10中的每相电枢绕组10都分别跨过定子铁芯9上的12个极依次嵌线，上述各电枢绕组10的相位差为30°，上述各电枢绕组10的首端接于发电机的正极输出端，上述各电枢绕组10的尾端分别接12相半波可控整流稳压器4的输入端，组成12相永磁发电机，转子上的每块永磁体6与定子铁芯9上的每12个极相对应，若干块永磁体6通过极靴7由非导磁螺钉8固定在转子铁芯5上，相邻永磁体6的N极和S极间隔排列，组成永磁转子，后端轴承1的外圈固定安装在后端盖3的轴承孔内，前端轴承13的内孔中，并与风扇12通过螺母14固定在转轴2上，通过前端盖11的安装孔把汽车用12相永磁发电机安装在汽车车架上，把发电机安装在汽车发动机和飞轮之间，定子转轴伸出前轴盖的部分与汽车发动机曲轴连接，定子转轴伸出后轴盖的部分与飞轮连接，发动机曲轴、发电机转子与飞轮同步转动；或者把所述定子固定在飞轮壳中，电枢绕组放置在定子上，与发电机轴筒固定安装在一起的前后轴盖分别与汽车发动机的曲轴及飞轮连接，轴筒与发动机曲轴及飞轮同步转动。

工作时，发电机伴随发动机的转动而转动，向外输出稳定的电流，可直接给车载用电器供电，也可直接为车载电源充电。

Claims (4)

1、一种新型特种车用永磁发电机，其特征在于：采用外定子内转子结构，包括由转轴、转子铁心、永磁体、极靴、非导磁螺钉构成的转子和由定子铁心、电枢绕组、电机轴筒、前轴盖、后轴盖构成的定子，其特征在于：12相完全相同的电枢绕组中的每相电枢绕组都分别跨过定子铁芯上的12个极依次嵌线，上述电枢绕组的相位差为30度，上述电枢绕组的首端接于发电机的正极输出端，上述电枢绕组的尾端分别接12相半波可控整流稳压器的输入端，组成12相永磁发电机，转子上的每块永磁体与定子铁芯上的每12个极相对应，若干块永磁体通过极靴由非导磁螺钉固定在转子铁芯上，相邻永磁体的N极和S极间隔排列，组成永磁转子。

2、如权利要求1所述新型特种车用永磁发电机在特种车中的应用，其特征在于：所述发电机位与汽车发动机和飞轮之间，定子转轴伸出前轴盖的部分与汽车发动机曲轴连接，定子转轴伸出后轴盖的部分与飞轮连接，发动机曲轴、发电机转子与飞轮同步转动。

3、如权利要求1所述新型特种车用永磁发电机在特种车中的应用，其特征在于：定子固定在飞轮壳中，电枢绕组放置在定子上，与发电机轴筒固定安装在一起的前后轴盖分别与汽车发动机的曲轴及飞轮连接，轴筒与发动机曲轴及飞轮同步转动。

4、如权利要求1所述新型特种车用永磁发电机，其特征在于：永磁极由NdFeB永磁材料制成。