專利名稱：特種車用十相永磁發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種特種車用十相永磁發(fā)電機(jī)，屬于永磁發(fā)電機(jī)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)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(fā)電機(jī)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(fā)出各種各樣的大功率發(fā)電機(jī)。其中包括一些永磁類發(fā)電機(jī)， 但這些設(shè)計(jì)大多未解決輸出功率大、輸出電壓穩(wěn)定且結(jié)構(gòu)簡單易于普及的問題。
如中國專利00112053.0所述穩(wěn)壓永磁發(fā)電機(jī)，由機(jī)殼、機(jī)座、動(dòng)力軸、轉(zhuǎn) 子、永磁磁鋼、定子、定子繞組、定子座、定子滑動(dòng)套、平衡彈簧、防旋轉(zhuǎn)連 接螺絲、滑動(dòng)塊、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸、定位軸承、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)裝置及自動(dòng)反饋控制電 路等組成，動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過定位軸承固定在基座上，轉(zhuǎn)子固定在固定轉(zhuǎn)軸上， 定子滑動(dòng)套的一端固定在基座上，定子滑動(dòng)套沿軸向開有通槽，平衡彈簧設(shè)置 與定子滑動(dòng)套內(nèi)，該彈簧的一端由定子滑動(dòng)套的一端面阻擋，另一端推定至于 定子滑動(dòng)套內(nèi)的滑動(dòng)塊，該滑動(dòng)塊與定子座之間有穿過滑動(dòng)套通槽的防旋轉(zhuǎn)連 接螺釘固定連結(jié)，該滑動(dòng)塊中心與調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸的一端成螺紋活動(dòng)連結(jié)，自動(dòng)反饋 控制電路的監(jiān)測信號(hào)輸入端并借與定子繞組輸入端，該電路的控制信號(hào)輸出端 至驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的受控制端。該穩(wěn)壓永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、使用性能有待于 進(jìn)一步提高。
又如中國專利ZL200410011054. 4公布了一種內(nèi)轉(zhuǎn)子式永磁無刷同步起動(dòng)發(fā) 電機(jī)解決了提供大功率的問題，但隨之而來出現(xiàn)的問題是，隨轉(zhuǎn)速增加電壓快速升高，而且很難實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓控制，穩(wěn)壓裝置復(fù)雜、成本高。
從世界來看，歐美和日本國家已有發(fā)明和研究，從其發(fā)布的部分參數(shù)和功 能來看，它一般采用鼓式轉(zhuǎn)子和盤式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。盤式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機(jī)一般采用雙
定子結(jié)構(gòu)，雖然它的發(fā)電機(jī)功率6KW時(shí)效率大于80。/。，但考慮到兩個(gè)釘子的拉力 等因素，使大的設(shè)計(jì)費(fèi)用比較昂貴。而股市電機(jī)的最小扭矩為200Nm，而且發(fā)電 機(jī)功率僅在4KW時(shí)系統(tǒng)效率大于80%，可見發(fā)電機(jī)效率不是很高。
現(xiàn)代特種車多采用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，車載發(fā)電機(jī)多是通過皮帶從發(fā)動(dòng)機(jī)獲 得能量轉(zhuǎn)化為電能，在皮帶傳遞能量的同時(shí)不可避免地造成了大量的浪費(fèi)，導(dǎo) 致能量轉(zhuǎn)化率低、輸出功率低。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種全新的特種車用永磁發(fā)電機(jī)，它是通過以
下內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的
該發(fā)電機(jī)的特征在于采用外定子內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、永 磁體、極靴、非導(dǎo)磁螺釘構(gòu)成的轉(zhuǎn)子和由定子鐵心、電樞繞組、電機(jī)軸筒、前 軸蓋、后軸蓋構(gòu)成的定子，十相完全相同的電樞繞組中的每相電樞繞組都分別
跨過定子鐵芯上的十個(gè)極依次嵌線，上述電樞繞組的相位差為36度，上述電樞
繞組的首端接于發(fā)電機(jī)的正極輸出端，上述電樞繞組的尾端分別接十相半波可 控整流穩(wěn)壓器的輸入端，組成十相永磁發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子上的每塊永磁體與定子鐵 芯上的每十個(gè)極相對應(yīng)，若干塊永磁體通過極靴由非導(dǎo)磁螺釘固定在轉(zhuǎn)子鐵芯
上，相鄰永磁體的N極和S極間隔排列，組成永磁轉(zhuǎn)子;所述特種車用十相永磁
4發(fā)電機(jī)在特種車中的應(yīng)用時(shí)，所述發(fā)電機(jī)位與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和飛輪之間，定子轉(zhuǎn) 軸伸出前軸蓋的部分與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸連接，定子轉(zhuǎn)軸伸出后軸蓋的部分與飛 輪連接，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與飛輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)；所述特種車用十相永磁發(fā) 電機(jī)在特種車中的應(yīng)用時(shí)，所述定子固定在飛輪殼中，電樞繞組放置在定子上， 與發(fā)電機(jī)軸筒固定安裝在一起的前后軸蓋分別與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸及飛輪連
接，軸筒與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸及飛輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)；永磁極由NdFeB永磁材料制成。 本實(shí)用新型比較現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于
1、 采用十相電樞，相數(shù)多，頻率低，每相繞組匝數(shù)少，電樞繞組同步電抗 小，因此無功損耗少，有效輸出功率大。
2、 本實(shí)用新型采用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子固定在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上的結(jié)構(gòu)，永磁體磁極放 置在轉(zhuǎn)子上隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如此減少了中間傳輸(如皮帶傳輸)對電能的損耗，實(shí) 現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)所傳輸能量的最大利用率，這也是本實(shí)用新型使輸出功率增大的一 個(gè)重要原因。而現(xiàn)有汽車發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的位置及工作原理是發(fā)電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī) 引出的皮帶帶動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，通過皮帶帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，造成了很多的 能量浪費(fèi)。
3、本實(shí)用新型采用NdFeB磁性材料作轉(zhuǎn)子磁極。優(yōu)點(diǎn)在于，
(1) NdFeB磁性能優(yōu)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余倍。引起磁性強(qiáng)，可以減少永磁材料的使用，降低了 成本，改善了性能且價(jià)格低廉；
(2) NdFeB磁性材料具有高矯頑力和內(nèi)稟矯頑力(分別為850KA/m和1980KA/m)(它們是抵抗磁和非磁的干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(huán)境因素的干擾，有助于提高系統(tǒng)的可靠性；
(3) 與其他的稀土材料相比，NdFeB的機(jī)械性能好，不易破碎。尤其適合 于汽車等震蕩的環(huán)境；
(4) NdFeB磁性材料的居里溫度低，為320攝氏度，因此，
A、 隨溫度下降，永久磁鐵的磁性感應(yīng)上升，該材料在冷啟動(dòng)是更以達(dá)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(yùn)含量大，從 而降低了其生產(chǎn)成本。
4、實(shí)現(xiàn)制動(dòng)、減速能量回首，有利于發(fā)電機(jī)提高效率 由于電機(jī)直接連在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上，所以本機(jī)可以實(shí)現(xiàn)能量的回收，大大提 高了發(fā)電效率。。
圖1是本實(shí)用新型是實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
l后端軸承 2轉(zhuǎn)軸 3后端蓋 4十相半波可控整流穩(wěn)壓器 5轉(zhuǎn)子 鐵芯 6永磁體 7極靴 8非導(dǎo)磁螺釘 9定子鐵芯 10電子繞組 ll前端蓋 12風(fēng)扇 13前端軸承14螺母
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作定一步說明
十相完全相同的電樞10中的每相電樞繞組10都分別跨過定子鐵芯9上的十個(gè)極依次嵌線，上述各電樞繞組10的相位差為36° ，上述各電樞繞組10的 首端接于發(fā)電機(jī)的正極輸出端，上述各電樞繞組10的尾端分別接十相半波可控 整流穩(wěn)壓器4的輸入端，組成十相永磁發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子上的每塊永磁體6與定子 鐵芯9上的每十個(gè)極相對應(yīng)，若干塊永磁體6通過極靴7由非導(dǎo)磁螺釘8固定 在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子，后端 軸承1的外圈固定安裝在后端蓋3的軸承孔內(nèi)，前端軸承13的內(nèi)孔中，并與風(fēng) 扇12通過螺母14固定在轉(zhuǎn)軸2上，通過前端蓋11的安裝孔把汽車用十相永磁 發(fā)電機(jī)安裝在汽車車架上，把發(fā)電機(jī)安裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和飛輪之間，定子轉(zhuǎn)軸 伸出前軸蓋的部分與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸連接，定子轉(zhuǎn)軸伸出后軸蓋的部分與飛輪 連接，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與飛輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)；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(fā)電機(jī)軸筒固定安裝在一起的前后軸蓋分別 與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸及飛輪連接，軸筒與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸及飛輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
工作時(shí)，發(fā)電機(jī)伴隨發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，向外輸出穩(wěn)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(quán)利要求1、一種特種車用十相永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于采用外定子內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、永磁體、極靴、非導(dǎo)磁螺釘構(gòu)成的轉(zhuǎn)子和由定子鐵心、電樞繞組、電機(jī)軸筒、前軸蓋、后軸蓋構(gòu)成的定子，其特征在于十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十個(gè)極依次嵌線，上述電樞繞組的相位差為36度，上述電樞繞組的首端接于發(fā)電機(jī)的正極輸出端，上述電樞繞組的尾端分別接十相半波可控整流穩(wěn)壓器的輸入端，組成十相永磁發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子上的每塊永磁體與定子鐵芯上的每十個(gè)極相對應(yīng)，若干塊永磁體通過極靴由非導(dǎo)磁螺釘固定在轉(zhuǎn)子鐵芯上，相鄰永磁體的N極和S極間隔排列，組成永磁轉(zhuǎn)子。
2、 如權(quán)利要求l所述特種車用十相永磁發(fā)電機(jī)在特種車中的應(yīng)用，其特征在于所述發(fā)電機(jī)位與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和飛輪之間，定子轉(zhuǎn)軸伸出前軸蓋的部分與 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸連接，定子轉(zhuǎn)軸伸出后軸蓋的部分與飛輪連接，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與飛輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
3、 如權(quán)利要求l所述特種車用十相永磁發(fā)電機(jī)在特種車中的應(yīng)用，其特征 在于定子固定在飛輪殼中，電樞繞組放置在定子上，與發(fā)電機(jī)軸筒固定安裝 在一起的前后軸蓋分別與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸及飛輪連接，軸筒與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸及 飛輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
4、 如權(quán)利要求1所述特種車用十相永磁發(fā)電機(jī)，其特征在于永磁極由NdFeB永磁材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型在于提供一種特種車用十相永磁發(fā)電機(jī)，采用外定子內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，十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十個(gè)極依次嵌線，電樞繞組的尾端分別接十相半波可控整流穩(wěn)壓器的輸入端，相數(shù)多，頻率低，每相繞組匝數(shù)少，電樞繞組同步電抗小，因此無功損耗少，有效輸出功率大；采用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子固定在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上的結(jié)構(gòu)，如此減少了中間傳輸對能量的損耗，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)所傳輸能量的最大利用率；特別適合于為大功率的特種車提供穩(wěn)壓的直流電。
文檔編號(hào)H02K3/12GK201270441SQ20082017281
公開日2009年7月8日 申請日期2008年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日
發(fā)明者徐達(dá)進(jìn) 申請人:徐達(dá)進(jìn)