[发明专利]一种外转子式汽车永磁发电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车用永磁发电机，可以为车辆上的用电器供电及向蓄电池充电。

背景技术

现有的汽车永磁发电机均采用外定子，内转子结构，该结构存在的问题有：

1定子铁心的中心部分有相当于转子直径大小的材料得不到利用，浪费大。

2定子铁心槽口向内，嵌线比较困难，生产效率低，成本高。

3由于转子被定子包围，定子传递给转子的热不容易散发，转子温度高，易造成永磁体退磁，使发电机性能下降。

4常见的汽车永磁发电机转子一般有两种，一种是切向式转子，如图1，该结构必须要考虑永磁体和极靴的固定，所以，人们想了很多固定永磁体和极靴的方法，有的用胶粘、也有的在永磁体两端用端板夹紧等方法，由于结构复杂，现使用较少。另一种是爪极式转子，是目前使用较多的一种，如图2，这种结构的磁路路径为：永磁体N极→爪背1→爪根2→爪尖3→定转子之间的气隙→定子铁心→定转子之间的气隙→另一个爪极的爪尖4→爪根5→爪背6→永磁体S极，形成回路。很明显，磁路路径较长，再加上爪根和爪尖受尺寸限制，截面积较小，产生的磁压降较大，所以，该结构磁能利用率不高。

若简单地将汽车永磁发电机更改为类似于摩托车磁电机的技术方案，即内定子、外转子结构，似乎就不存在上述问题，但由于汽车发电机定子电流很大，整流稳压装置和定子发热极严重，若不进行强制散热，电机就无法正常工作，而安装常规风扇又有一定难度，所以，至今也未有内定子、外转子式的汽车永磁发电机产品出现。

发明内容

本发明的目的就是提供一种定子铁心利用率高，定子绕线方便，成本低，转子结构简单，散热好，永磁体易固定，磁路压降小，磁能利用率高，并且，能彻底解决整流稳压装置和定子散热问题的外转子式汽车永磁发电机。

本发明的目的是这样实现的：主要包括罩盖、整流稳压装置、后端盖、定子、转子、前端盖、回转轴、皮带轮、离心风扇。罩盖轴向有通风孔，前端盖和后端盖轴向、径向均有通风孔，转子和定子均安装在由前端盖和后端盖形成的壳体内，定子紧固安装在后端盖上，定子绕组的引出线穿过后端盖与整流稳压装置连接，整流稳压装置设置在后端盖的后边，设有罩盖防护，其特征在于：转子是置于定子外部，并紧固安装在电机中心的回转轴上，回转轴穿过定子中心并由两个设置在前端盖和后端盖内的轴承支撑，在转子的后端，与转子固接有一离心风扇。

转子是由转子外壳和瓦形永磁体构成，瓦形永磁体安装在转子外壳内圆面，转子外壳的前端，加工有类似百叶窗的拱形风孔。

转子外壳的内圆面，加工有向内鼓出的凸缘作为磁极，凸缘数量与瓦形永磁体数量相同。若转子极数是4，转子外壳就加工出两个向内鼓出的凸缘作为磁极，并按180度布置，极性相同的两块永磁体也按180度布置，并与凸缘构成的磁极成互为90度，鼓出的两个凸缘实质上就替代了两个瓦形永磁体，这样，就正好构成转子极数为4的永磁转子，若永磁体内表面为N极，则构成的磁路路径为：永磁体N极→定转子之间的气隙→定子铁心→定转子之间的气隙→凸缘构成的磁极→转子外壳→永磁体S极，最终形成回路。显然，磁路路径较短，再加上凸缘构成的磁极和转子外壳为一体，截面积也较大，所以，产生的磁压降比较小，磁能利用率高。

工作时，转子在发动机带动下高速旋转，转子外壳前端的拱形风孔就相当于杯形扇叶，将冷空气强迫注入转子内部，对定子进行散热，又因转子后端有离心风扇，将空气进一步加压，使空气流速加快，这样，冷空气就源源不断的从转子前端进，后端出，所以，定子散热效果较好。这里的离心风扇还起有对整流稳压装置及靠近后端盖的定子绕组起散热作用，工作原理是：在离心风扇的作用下，冷空气从罩盖的轴向通风孔被吸入，冷却整流稳压装置，然后通过后端盖的轴向通风孔进入离心风扇的中心，一部分冷却定子后被排走，另一部分直接被离心风扇排出。

有益效果：

1由于是内定子结构，铁心的中心去除部分很小，所以，材料利用率很高。

2由于内定子铁心槽口向外，绕线非常方便，尤其适合绕线机嵌线，生产效率高，成本低。

3由于前端盖和后端盖轴向、径向均有通风孔，转子相当于直接与冷空气接触，散热好，转子温度低，永磁体不易退磁。

4瓦形永磁体处于转子外壳内表面，电机转速越高，在离心力的作用下，永磁体就贴得越紧，所以，可以直接靠永磁体的吸力或用少量胶粘即可，而无需夹紧永磁体，结构简单，成本低。

5由于在转子上的磁路路径较短，再加上转子外壳截面积大，允许通过的磁通量多，产生的磁压降小，永磁体磁能利用率高。