[发明专利]径向双极式永磁与励磁混合励磁多相发电机

说明书

技术领域

本发明提供一种径向双极式永磁与励磁混合励磁多相发电机，属于汽车电器领域。

背景技术

汽车产业作为我国的支柱产业，在社会经济中发挥着越来越重要的作用。发电机是汽车上重要的电器，也已经形成了一个很大的研究领域和产业。人们对汽车舒适性要求越来越高，所以车用发电机的功率也越来越大，现在的中高档汽车的发电机一般都在1KW左右。

随着发电机功率的增加，其定子绕组的相数从单相(150W左右)、两相(450W左右)过渡到现在普遍采用的三相(900W左右)，但是当发电机功率达到1KW左右时，就会出现电压波动太大、电枢反应加强、效率降低、整流二极管因负载太大而发热增加、寿命降低等问题。

近些年发展起来的永磁发电机，已经解决了永磁发电机随转速增加电压迅速升高、电压不可调的问题，已在低速、低功率车辆中得到广泛的应用，并取得了很大的经济和社会效益。但是，它们也存在中等功率(1KW左右)稳压困难、稳压成本太高的缺点。

如CN1677793所公开的“混合动力电动汽车用四相永磁发电机”采用CN1707938所公开的“混合动力汽车用整流稳压器”来实现整流稳压，已经完全适合低速、小功率发电机的要求；但是，面临的重要问题就是前述应用于中等功率发电机时稳压困难、稳压成本太高导致整个发电机成本太高等问题；因为每块永磁体与每四个定子铁芯极相对应，若采用瓦片状永磁体(极靴沿圆周方向厚度相同)，则加工成本高、易因加工精度低产生大的附加气隙、安装时废品率增加；若采用条形永磁体，则通过极靴在气隙里产生的磁场不均匀(因为极靴沿圆周方向两侧薄、中间厚，为了得到正弦波形)、从而导致电压波形正弦畸变率加大、效率降低(实验证明比相同表面积的瓦片状永磁体低3.5％左右)。

发明内容

本发明在于解决上述问题，提供一种磁场充分利用、在宽转速范围内输出电压稳定的直流电、整流器发热少寿命长、稳压简单可靠成本低的径向双极式永磁与励磁混合励磁多相发电机。是通过以下技术方案来实现的：

一种径向双极式永磁与励磁混合励磁多相发电机，包括前端盖，后端盖，转轴，整流器，稳压器，电励磁转子，由转子铁芯、永磁体构成的永磁转子，由定子铁芯、电枢绕组构成的定子；安装在转轴上的永磁转子和电励磁转子共用一个电枢绕组，产生的磁势在磁路中并联合成；电枢绕组的首端接于发电机的正极输出端，电枢绕组的尾端分别接整流器、稳压器的输入端，以实现整流、稳压；

所述电枢绕组为n相完全相同的电枢绕组，n相中的每相电枢绕组都分别跨过定子铁芯上的n个极依次嵌线，上述电枢绕组的相位差为360/n度，n为大于等于4的整数；

所述永磁体为2m块条形永磁体，m为大于等于2的偶数，相同极性的两块水磁体相互靠近，不同极性的每两块永磁体相互间隔、且沿圆周均匀分布；

永磁转子的每个磁极与电励磁转子的每个磁极在轴向对齐、极性相同、且均与定子铁芯上的每n个极相对应；所述永磁转子的每个磁极为每相邻两块极性相同的永磁体。

电励磁转子为爪极结构，包括爪极、法兰盘、励磁绕组；所述电励磁转子的每个磁极为每个爪极。

电励磁转子为双爪极结构，包括爪极、法兰盘、励磁绕组；励磁绕组两侧的法兰盘对合，每个法兰盘上连接2m个爪极，同一个法兰盘上的相邻两个爪极相互靠近，不同法兰盘上的每两个爪极相互错开、且沿圆周方向均匀分布；所述电励磁转子的每个磁极为同一个法兰盘上的每相邻两个爪极。

电励磁转子为凸极结构，包括凸极转子铁芯、励磁绕组；励磁绕组按通入直流电后凸极的凸面产生的极性为N极、S极相间隔的规律绕线，每个凸极上励磁绕组的匝数相等；所述电励磁转子的每个磁极为每个凸极。

所述整流器包括2n个二极管，构成n相桥式整流器。所述整流器包括3n个二极管，构成3n管整流器。所述稳压器由基准电路、比较电路、控制电路、触发电路、H桥组成。还包括真空泵；真空泵由泵体、安装在泵体内的泵转子和泵盖组成，泵转子与所述转轴的花键相配合，泵体通过螺栓安装在泵盖上，泵盖通过螺栓安装在所述后端盖上。

工作原理：

当发电机转轴旋转时，定子电枢绕组切割由永磁转子磁场、电励磁转子磁场在气隙中并联合成的径向磁场，从而由电枢绕组向外输出电能；

因为所述电枢绕组为n相完全相同的电枢绕组，n相中的每相电枢绕组都分别跨过定子铁芯上的n个极依次嵌线，上述电枢绕组的相位差为360/n度，n为大于等于4的整数；

所述永磁体为2m块条形永磁体，m为大于等于2的偶数，相同极性的两块永磁体相互靠近，不同极性的每两块永磁体相互间隔、且沿圆周均匀分布；