特種車用永磁發電機的製作方法

2023-05-28 12:33:36

專利名稱：特種車用永磁發電機的製作方法
技術領域：
本實用新型提供一種特種車用永磁發電機，屬於永磁發電機領域。
背景技術：
隨著現代特種車裝備的不斷升級及其本身特性要求，特種車耗電量不斷增 大，其對車載發電機輸出功率的要求也不斷增加。為了解決這一問題，科研工 作者和工程師們開發出各種各樣的大功率發電機。其中包括一些永磁類發電機， 但這些設計大多未解決輸出功率大、輸出電壓穩定且結構簡單易於普及的問題。
如中國專利00112053. 0所述穩壓永磁發電機，由機殼、機座、動力軸、轉 子、永磁磁鋼、定子、定子繞組、定子座、定子滑動套、平衡彈簧、防旋轉連 接螺絲、滑動塊、調節轉軸、定位軸承、調節轉軸驅動裝置及自動反饋控制電 路等組成，動力轉動軸通過定位軸承固定在基座上，轉子固定在固定轉軸上， 定子滑動套的一端固定在基座上，定子滑動套沿軸向開有通槽，平衡彈簧設置 與定子滑動套內，該彈簧的一端由定子滑動套的一端面阻擋，另一端推定至於 定子滑動套內的滑動塊，該滑動塊與定子座之間有穿過滑動套通槽的防旋轉連 接螺釘固定連結，該滑動塊中心與調節轉軸的一端成螺紋活動連結，自動反饋 控制電路的監測信號輸入端並借與定子繞組輸入端，該電路的控制信號輸出端 至驅動機構的受控制端。該穩壓永磁電機結構複雜、成本高、使用性能有待於 進一步提高。
又如中國專利ZL200410011054. 4公布了一種內轉子式永磁無刷同步起動發 電機解決了提供大功率的問題，但隨之而來出現的問題是，隨轉速增加電壓快說明書第2/5頁
速升高，而且很難實現穩壓控制，穩壓裝置複雜、成本高。
從世界來看，歐美和日本國家已有發明和研究，從其發布的部分參數和功 能來看，它一般採用鼓式轉子和盤式轉子結構。盤式轉子結構電機一般採用雙 定子結構，雖然它的發電機功率6鼎時效率大於80%，但考慮到兩個釘子的拉力
等因素，使大的設計費用比較昂貴。而股市電機的最小扭矩為200Nm，而且發電 機功率僅在4KW時系統效率大於80%，可見發電機效率不是很高。
現代特種車多採用燃油發動機帶動，車載發電機多是通過皮帶從發動機獲 得能量轉化為電能，在皮帶傳遞能量的同時不可避免地造成了大量的浪費，導 致能量轉化率低、輸出功率低。

實用新型內容
本實用新型的目的在於提供一種全新的特種車用永磁發電機，它是通過以
下內容實現的
該發電機的特徵在於採用外定子內轉子結構，包括由轉軸、轉子鐵心、永 磁體、極靴、非導磁螺釘構成的轉子和由定子鐵心、電樞繞組、電機軸筒、前 軸蓋、後軸蓋構成的定子，八相完全相同的電樞繞組中的每相電樞繞組都分別
跨過定子鐵芯上的八個極依次嵌線，上述電樞繞組的相位差為45度，上述電樞
繞組的首端接於發電機的正極輸出端，上述電樞繞組的尾端分別接八相半波可 控整流穩壓器的輸入端，組成八相永磁發電機，轉子上的每塊永磁體與定子鐵 芯上的每八個極相對應，若干塊永磁體通過極靴由非導磁螺釘固定在轉子鐵芯
上，相鄰永磁體的N極和S極間隔排列，組成永磁轉子；所述特種車用永磁發電機在特種車中的應用時，所述發電機位與汽車發動機和飛輪之間，定子轉軸伸 出前軸蓋的部分與汽車發動機曲軸連接，定子轉軸伸出後軸蓋的部分與飛輪連 接，發動機曲軸、發電機轉子與飛輪同步轉動；所述特種車用永磁發電機在特 種車中的應用時，所述定子固定在飛輪殼中，電樞繞組放置在定子上，與發電 機軸筒固定安裝在一起的前後軸蓋分別與汽車發動機的曲軸及飛輪連接，軸筒 與發動機曲軸及飛輪同步轉動；永磁極由NdFeB永磁材料製成。
本實用新型比較現有技術的優點在於
1、 採用八相電樞，相數多，頻率低，每相繞組匝數少，電樞繞組同歩電抗 小，因此無功損耗少，有效輸出功率大。
2、 本實用新型採用發電機轉子固定在發動機曲軸上的結構，永磁體磁極放 置在轉子上隨軸轉動，如此減少了中間傳輸(如皮帶傳輸)對能量的損耗，實 現了發動機所傳輸能量的最大利用率，這也是本實用新型使輸出功率增大的一 個重要原因；而現有汽車發電機和發動機的位置及工作原理是發電機與發動機 引出的皮帶帶動，發動機在工作時，通過皮帶帶動發電機運轉，造成了很多的 能量浪費。
3、本實用新型採用NdFeB磁性材料作轉子磁極。優點在於，
(1) NdFeB磁性能優異，是目前稀土永磁中磁能積最高的材料，使一般所 用鐵氧體材料磁極的十餘倍。引起磁性強，可以減少永磁材料的使用，降低了 成本，改善了性能且價格低廉；
(2) NdFeB磁性材料具有高矯頑力和內稟矯頑力(分別為850KA/m和1980KA/m)(它們是抵抗磁和非磁的幹擾而保持其永磁性的量度)，因此不易受 外界磁性和非磁性環境因素的幹擾，有助於提高系統的可靠性；
(3) 與其他的稀土材料相比，NdFeB的機械性能好，不易破碎。尤其適合 於汽車等震蕩的環境；
(4) NdFeB磁性材料的居裡溫度低，為320攝氏度，因此，
A、 隨溫度下降，永久磁鐵的磁性感應上升，該材料在冷啟動是更以達到很 高的磁性；
B、 NdFeB磁性材料材料中所含的稀土材料在我國分布廣泛且蘊含量大，從 而降低了其生產成本。
4、實現制動、減速能量回首，有利於發電機提高效率 由於電機直接連在發動機曲軸上，所以本機可以實現能量的回收，大大提 高了發電效率。


圖1是本實用新型是實施例的結構示意圖。
具體實施方式

l後端軸承 2轉軸 3後端蓋 4八相半波可控整流穩壓器 5轉子 鐵芯 6永磁體 7極靴 8非導磁螺釘 9定子鐵芯 10電子繞組 ll前端蓋 12風扇 13前端軸承 14螺母
以下結合附圖對本實用新型作定一步說明
八相完全相同的電樞10中的每相電樞繞組10都分別跨過定子鐵芯9上的八個極依次嵌線，上述各電樞繞組10的相位差為45° ，上述各電樞繞組10的 首端接於發電機的正極輸出端，上述各電樞繞組10的尾端分別接八相半波可控 整流穩壓器4的輸入端，組成八相永磁發電機，轉子上的每塊永磁體6與定子 鐵芯9上的每八個極相對應，若干塊永磁體6通過極靴7由非導磁螺釘8固定 在轉子鐵芯5上，相鄰永磁體6的N極和S極間隔排列，組成永磁轉子，後端 軸承1的外圈固定安裝在後端蓋3的軸承孔內，前端軸承13的內孔中，並與風 扇12通過螺母14固定在轉軸2上，通過前端蓋11的安裝孔把汽車用永磁發電 機安裝在汽車車架上，把發電機安裝在汽車發動機和飛輪之間，定子轉軸伸出 前軸蓋的部分與汽車發動機曲軸連接，定子轉軸伸出後軸蓋的部分與飛輪連接， 發動機曲軸、發電機轉子與飛輪同步轉動；或者把所述定子固定在飛輪殼中， 電樞繞組放置在定子上，與發電機軸筒固定安裝在一起的前後軸蓋分別與汽車 發動機的曲軸及飛輪連接，軸筒與發動機曲軸及飛輪同步轉動。
工作時，發電機伴隨發動機的轉動而轉動，向外輸出穩定的電流，可直接 給車載用電器供電，也可直接為車載電源充電。
權利要求1、一種特種車用永磁發電機，其特徵在於採用外定子內轉子結構，包括由轉軸、轉子鐵心、永磁體、極靴、非導磁螺釘構成的轉子和由定子鐵心、電樞繞組、電機軸筒、前軸蓋、後軸蓋構成的定子，其特徵在於八相完全相同的電樞繞組中的每相電樞繞組都分別跨過定子鐵芯上的八個極依次嵌線，上述電樞繞組的相位差為45度，上述電樞繞組的首端接於發電機的正極輸出端，上述電樞繞組的尾端分別接八相半波可控整流穩壓器的輸入端，組成八相永磁發電機，轉子上的每塊永磁體與定子鐵芯上的每八個極相對應，若干塊永磁體通過極靴由非導磁螺釘固定在轉子鐵芯上，相鄰永磁體的N極和S極間隔排列，組成永磁轉子。
2、 如權利要求1所述特種車用永磁發電機在特種車中的應用，其特徵在於 所述發電機位與汽車發動機和飛輪之間，定子轉軸伸出前軸蓋的部分與汽車發 動機曲軸連接，定子轉軸伸出後軸蓋的部分與飛輪連接，發動機曲軸、發電機 轉子與飛輪同步轉動。
3、 如權利要求1所述特種車用永磁發電機在特種車中的應用，其特徵在於 定子固定在飛輪殼中，電樞繞組放置在定子上，與發電機軸筒固定安裝在一起 的前後軸蓋分別與汽車發動機的曲軸及飛輪連接，軸筒與發動機曲軸及飛輪同 步轉動。
4、 如權利要求l所述特種車用永磁發電機，其特徵在於永磁極由NdFeB永磁材料製成。
專利摘要本實用新型在於提供一種特種車用永磁發電機，採用外定子內轉子結構，八相完全相同的電樞繞組中的每相電樞繞組都分別跨過定子鐵芯上的八個極依次嵌線，電樞繞組的尾端分別接八相半波可控整流穩壓器的輸入端，相數多，頻率低，每相繞組匝數少，電樞繞組同步電抗小，因此無功損耗少，有效輸出功率大；採用發電機轉子固定在發動機曲軸上的結構，如此減少了中間傳輸對能量的損耗，實現了發動機所傳輸能量的最大利用率；特別適合於為大功率的特種車提供穩壓的直流電。
文檔編號H02K3/12GK201270439SQ20082017281
公開日2009年7月8日 申請日期2008年10月7日 優先權日2008年10月7日
發明者柳小偉 申請人:柳小偉