CN209217919U - 一种电动汽车增程式发电机 - Google Patents
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Abstract
一种电动汽车增程式发电机，属于发电机技术领域。包括转子和定子，其特征在于：转子在定子外侧转动，在定子的外侧设置有若干定子铁心（6）以及多相电枢绕组，电枢绕组依次缠绕在不同的定子铁心（6）上；定子铁心（6）包括两个定子极，所述电枢绕组设置在其中一个定子极上，另一个定子极上设置有永磁体（7），永磁体（7）设置在每一个定子铁心（6）相同侧的定子极上；在转子的内壁上均匀设置有若干转子导磁块（3），转子导磁块（3）在转动时依次与定子铁心（6）上的永磁体（7）形成变化的磁场。在本电动汽车增程式发电机中，转子位于定子外部，并且在转子上无励磁绕组，具有结构简单、可靠性高的特点，并且适合发电机高速旋转。
Description
技术领域
一种电动汽车增程式发电机，属于发电机技术领域。
背景技术
随着全世界石油能源的日趋紧张以及环境污染的情况日益加重，电动汽车作为一种新能源汽车已经成为全世界汽车厂商和高校、研究院的重点研究项目。
目前的电动汽车一般仅仅依靠汽车自身携带的大容量动力电池作为能量来源，因此导致续航里程受到极大限制，虽然目前充电桩从技术上以及普及程度上来说发展越来越迅速，但是由于设置充电桩成本高昂，因此仅仅依靠外接电源充电仍存在极大不便。增程式发电机的出现，有效解决了电动汽车序号的问题，增程式电动汽车中的增程器由发动机和发电机组成，对汽车的动力电池进行充电。但目前增程式发电机一般采用内转子结构，发电机定子将转子包围，导致发电机散热性弱，各绕组之间相互影响，电机工作能力弱。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种转子位于定子外部，并且在转子上无励磁绕组，具有结构简单、可靠性高的特点，并且适合发电机高速旋转的电动汽车增程式发电机。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该电动汽车增程式发电机，包括定子和相对转动的转子，其特征在于：转子在定子外侧转动，在定子上设置有若干定子铁心以及多相电枢绕组，电枢绕组依次缠绕在不同的定子铁心上；
每个定子铁心包括两个定子极，所述电枢绕组设置在其中一个定子极上，另一个定子极上设置有永磁体，永磁体设置在每一个定子铁心相同侧的定子极上；在转子的内壁上均匀设置有若干转子导磁块，转子导磁块在转动时依次与定子铁心上的永磁体形成变化的磁场；转子包括转子外壳，转子导磁块内嵌在转子外壳的内壁上；转子导磁块为月牙状，其凸面与所述转子的转子外壳配合安装，其凹面朝向定子铁心。
优选的，所述的转子外壳采用非导磁材料制成。
优选的，所述的定子包括定子固定块，在定子固定块的中心处设置有定子轴，所述定子铁心均匀固定在定子固定块的外侧。
优选的，所述的定子铁心为U形状，包括定子铁心本体以及固定在定子铁心本体上的永磁体，定子铁心本体采用非导磁材料制成。
优选的，所述定子铁心的外端面以及转子导磁块内端面均为弧形面且弧长相同。
优选的，所述定子铁心设置有八个，所述电枢绕组包括有A相电枢绕组、B相电枢绕组、C相电枢绕组和D相电枢绕组，A相电枢绕组、B相电枢绕组、C相电枢绕组和D相电枢绕组依次设置在定子铁心上。
优选的，所述A相电枢绕组、B相电枢绕组、C相电枢绕组和D相电枢绕组均为集中式绕组并且分别外接整流桥电路。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：
1、在本电动汽车增程式发电机中，转子位于定子外部，并且在转子上无励磁绕组，具有结构简单、可靠性高的特点，并且适合发电机高速旋转，同时具有散热性能好的优点。
2、在本电动汽车增程式发电机中，定子铁心是由八个独立的子铁心组成，可以有效地缩小总的磁链长度，减小铁耗，达到强隔离的效果。
3、在本电动汽车增程式发电机中，采用外转子结构且各绕组之间实现了电隔离、热隔离、磁隔离等物理隔离，故障绕组不会影响非故障绕组的运行。
4、定子铁心本体由于采用非导磁材料制成，且定子铁心之间存在有空气间隙，因此各个定子铁心之间的耦合更小。
附图说明
图1为电动汽车增程式发电机横相剖视图。
图2为电动汽车增程式发电机嵌线图。
图3为电动汽车增程式发电机整流桥电路原理图。
图4为电动汽车增程式发电机四相感应电动势曲线图。
其中：1、转子外壳 2、A相电枢绕组 3、转子导磁块 4、定子固定块 5、B相电枢绕组 6、定子铁心 7、永磁体 8、C相电枢绕组 9、D相电枢绕组 10、定子轴。
具体实施方式
图1~4是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图 1~4对本实用新型做进一步说明。
如图1所示，一种电动汽车增程式发电机，包括转子外壳1以及设置在转子外壳1内部的定子。转子外壳1采用非导磁材料，在转子外壳1的内壁上均匀开设有多个拱形凹槽，在本电动汽车增程式发电机中，共开设有10个拱形凹槽。在每一个拱形凹槽中内嵌有一个转子导磁块3，转子导磁块3通过螺钉固定于转子外壳1内部。转子导磁块3截面为月牙状，其凸面与拱形凹槽配合安装，其凹面朝向转子外壳1的内部。
定子包括定子固定块4，在定子固定块4的中心处设置有定子轴10。在定子固定块4的外周圈均与设置有多个定子铁心6，定子铁心6通过其轭部固定在定子固定块4的表面，在本电动汽车增程式发电机中，共设置有八组定子铁心6。
定子铁心6包括定子铁心本体以及固定在每一个定子铁心本体上的永磁体7，定子铁心本体采用非导磁材料制成，永磁体7作为一个定子极与定子铁心本体共同组成U形状的定子铁心6，且定子铁心6的外端面为弧形面，定子铁心6外端弧形面的弧长与月牙状的转子导磁块3凹面的弧长相同。
所有定子铁心6上的永磁体7位于相应定子铁心6的同一侧，且所有永磁体7产生的磁场方向相同。定子铁心本体由于采用非导磁材料制成，且定子铁心6之间存在有空气间隙，因此各个定子铁心6之间的耦合更小。
在每一个定子铁心6中与永磁体7相对的另一个定子极的两侧设置有电枢绕组，且每个定子极上的电枢绕组绕向相反。沿定子固定块4的逆时针方向的定子铁心6上，依次设置有A相电枢绕组2、B相电枢绕组5、C相电枢绕组8和D相电枢绕组9，A相电枢绕组2、B相电枢绕组5、C相电枢绕组8和D相电枢绕组9均采用集中式绕组。
同时结合图2，字母N表示永磁体7，字母A、B、C、D分别依次表示A相电枢绕组2、B相电枢绕组5、C相电枢绕组8和D相电枢绕组9，间隔排布的永磁体7以及电枢绕组表示定子铁心6的两个定子极。在本电动汽车增程式发电机中，共设置有八组定子铁心6，因此A相电枢绕组2、B相电枢绕组5、C相电枢绕组8和D相电枢绕组9按照顺着间隔设置在八个永磁体7之间。以A相电枢绕组2为例进行说明，A相电枢绕组2从任意一个定子铁心6的定子极上绕过之后再次从与另一端该定子铁心6相对的定子铁心6的定子极上绕过，B相电枢绕组5、C相电枢绕组8和D相电枢绕组9的缠绕方式相同。
A相电枢绕组2、B相电枢绕组5、C相电枢绕组8和D相电枢绕组9分别与整流桥电路相连，整流桥电路如图3所示，包括IGBT管T1~T8，IGBT管Q1~Q8，二极管D1~D8以及二极管D1’~D8’。
电源正极同时连接IGBT管Q1、IGBT管T1、IGBT管Q3、IGBT管T3、IGBT管Q5、IGBT管T5、IGBT管Q7、IGBT管T7的集电极以及二极管D1、二极管D1’、二极管D3、二极管D3’、二极管D5、二极管D5’、二极管D7、二极管D7’的阴极。电源负极同时连接IGBT管Q2、IGBT管T2、IGBT管Q4、IGBT管T4、IGBT管Q6、IGBT管T6、IGBT管Q8、IGBT管T8的发射极以及二极管D2、二极管D2’、二极管D4、二极管D4’、二极管D6、二极管D6’、二极管D8、二极管D8’的阳极。
IGBT管Q1的发射极以及二极管D1的阳极同时连接绕组La的一端、IGBT管Q2的集电极以及二极管D2的阴极；IGBT管T1的发射极以及二极管D1’的阳极同时连接绕组La的另一端、IGBT管T2的集电极以及二极管D2’的阴极，绕组La表示上述的A相电枢绕组2。
IGBT管Q3的发射极以及二极管D3的阳极同时连接绕组Lb的一端、IGBT管Q4的集电极以及二极管D4的阴极；IGBT管T3的发射极以及二极管D3’的阳极同时连接绕组Lb的另一端、IGBT管T4的集电极以及二极管D4’的阴极，绕组Lb表示上述的B相电枢绕组5。
IGBT管Q5的发射极以及二极管D5的阳极同时连接绕组Lc的一端、IGBT管Q6的集电极以及二极管D6的阴极；IGBT管T5的发射极以及二极管D5’的阳极同时连接绕组Lc的另一端、IGBT管T6的集电极以及二极管D6’的阴极，绕组Lc表示上述的C相电枢绕组8。
IGBT管Q7的发射极以及二极管D7的阳极同时连接绕组Ld的一端、IGBT管Q8的集电极以及二极管D8的阴极；IGBT管T7的发射极以及二极管D7’的阳极同时连接绕组Ld的另一端、IGBT管T8的集电极以及二极管D8’的阴极，绕组Ld表示上述的D相电枢绕组9。
具体工作过程及原理如下：
本电动汽车增程式发电机中，由设置在定子铁心6上的永磁体7产生磁场，磁场依次经过定子铁心6装有永磁体7的定子极、气隙、转子导磁块、气隙、定子铁心6绕有电枢绕组的另一定子极、定子铁心6的轭部最后回到装有永磁体7的定子极，形成闭合磁路。
当转子转动时带动转子导磁块3转动，转子导磁块3的转动使磁链产生变化，从而在定子铁心6上的一相电枢绕组中感应出电势。该相电势经过一个单相全桥整流器连接负载，对外输出直流电。由于在本电动汽车增程式发电机中，设置有A相电枢绕组2、B相电枢绕组5、C相电枢绕组8和D相电枢绕组9等四相电枢绕组，在转子转动的过程中，各相绕组产生的电动势曲线由图4所示，在图4中，曲线Ua~Ud分别表示A相电枢绕组2、B相电枢绕组5、C相电枢绕组8和D相电枢绕组9产生的电动势，由图4中的曲线可知，A相电枢绕组2、B相电枢绕组5、C相电枢绕组8和D相电枢绕组9通过图3所示的整流桥电路，各个单相全桥整流器并联对外输出，从而实现机械能与电能之间的转换。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (7)
1.一种电动汽车增程式发电机，包括定子和相对转动的转子，其特征在于：转子在定子外侧转动，在定子上设置有若干定子铁心（6）以及多相电枢绕组，电枢绕组依次缠绕在不同的定子铁心（6）上；
每个定子铁心（6）包括两个定子极，所述电枢绕组设置在其中一个定子极上，另一个定子极上设置有永磁体（7），永磁体（7）设置在每一个定子铁心（6）相同侧的定子极上；在转子的内壁上均匀设置有若干转子导磁块（3），转子导磁块（3）在转动时依次与定子铁心（6）上的永磁体（7）形成变化的磁场；转子包括转子外壳（1），转子导磁块（3）内嵌在转子外壳（1）的内壁上；转子导磁块（3）为月牙状，其凸面与所述转子的转子外壳（1）配合安装，其凹面朝向定子铁心（6）。
2.根据权利要求1所述的电动汽车增程式发电机，其特征在于：所述的转子外壳（1）采用非导磁材料制成。
3.根据权利要求1所述的电动汽车增程式发电机，其特征在于：所述的定子包括定子固定块（4），在定子固定块（4）的中心处设置有定子轴（10），所述定子铁心（6）均匀固定在定子固定块（4）的外侧。
4.根据权利要求1所述的电动汽车增程式发电机，其特征在于：所述的定子铁心（6）为U形状，包括定子铁心本体以及固定在定子铁心本体上的永磁体（7），定子铁心本体采用非导磁材料制成。
5.根据权利要求1所述的电动汽车增程式发电机，其特征在于：所述定子铁心（6）的外端面以及转子导磁块（3）内端面均为弧形面且弧长相同。
6.根据权利要求1所述的电动汽车增程式发电机，其特征在于：所述定子铁心（6）设置有八个，所述电枢绕组包括有A相电枢绕组（2）、B相电枢绕组（5）、C相电枢绕组（8）和D相电枢绕组（9），A相电枢绕组（2）、B相电枢绕组（5）、C相电枢绕组（8）和D相电枢绕组（9）依次设置在定子铁心（6）上。
7.根据权利要求6所述的电动汽车增程式发电机，其特征在于：所述A相电枢绕组（2）、B相电枢绕组（5）、C相电枢绕组（8）和D相电枢绕组（9）均为集中式绕组并且分别外接整流桥电路。
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