[实用新型]一种与发动机连接成一体的永磁发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于车辆领域的发电机装置，尤其是一种应用于混合动力车的与发动机直接连接成一体，具有内、外两套绕组对外输出的全封闭永磁发电机，本实用新型也可以应用于其他类似领域。

背景技术

发动机通过传动轴(或连接器)与发电机机械连接，固定在同一底座上，发动机带动发电机旋转，发动机的机械能转换成发电机的电能，对外供电，这一类发电机组在目前的市场上有很多产品，容量从1000VA到1000kVA。常用的柴油发电机组一般采用电励磁发电机，固定电压和固定频率输出电能，在应急电源方面，如野外施工和移动作业中有广泛的应用。在串联式混合动力客车中，受安装空间的限制，可供选择的电励磁发电机是单转速发电机，体积较大，输出特性单一且转速受到限制，不能完全转换发动机的能量，特别是不能通过提高发动机的转速提高电能输出，使客车中的电力供应受到诸多限制，在整车设计时通过安装大容量的动力电池，并以动力电池供电为主、发电机辅助供电的策略来解决电驱动系统的电力需求。现有的串联式混合动力客车的发电机组体积较大，连接器占用空间也较大，性能匹配差，尤其转速适应差，发电机容量偏低，额定转速时效率较高，其它转速输出能力降低、效率也偏低，这不利电动客车的节能降耗。虽然用永磁发电机可以提高机组的电输出能力以及和发动机的转速匹配性能，但发电机的传统结构使得体积依然较大，有限的安装空间使得永磁发电机的输出并不能完成满足整车对发电机的供电能力需求，尤其负荷大时，电枢反应使得发电机输出能力下降很多，效率也大幅下降；转速升高时发电机自身损耗加大，效率下降很多，适用性差。

目前串联式混合动力客车上的发电机组占用空间较大，主要是发电机与发动机的传统连接方式轴向长度过长，高效的转速范围很窄，其它转速区域效率普遍偏低：低速时输出电压较低，高速时输出电压偏高，输出大电流时输出电压降幅较大，极大的影响和动力电池并联协同供电，限制发动机的运行速度，从而影响客车节能效果。

因此可以看出目前和发动机配套的发电机尚存在一些不足，尤其是占用空间大、性能不能完成满足串联式混合动力客车的需求，因此有必要进一步对永磁发电机的结构加以改进，基本和发动机的性能匹配，提高其适用性和输出能力，在有效的转速范围内，高效输出。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服传统结构的发电机输出能力小，占用空间大，与发动机匹配性较差、效率低等缺点，提供一种新型结构的与发动机连成一体全封闭的永磁发电机，该发电机具有空间利用好，体积较小，容量较大的优点，并且发电机的特性可以很好地与发动机匹配，从而使“提高发动机转速而增大电功率输出”成为可能。

按照本实用新型，上述技术问题是通过下述技术方案来实现的：

一种与发动机连接成一体的永磁发电机，包括外定子、转子和内定子，其特征在于：外定子的机壳固定在发动机飞轮罩上，内定子的支架固定在轴上，转子固定在发动机飞轮上，转子上布置永磁体，采用切向激磁结构，永磁体通过内气隙、内定子铁芯形成第一个主磁场闭合回路和通过外气隙、外定子铁芯形成第二个主磁场闭合回路，转子随飞轮旋转，带动永磁体旋转，旋转的磁场在内定子绕组和外定子绕组中产生感应电动势，对外提供电能。

作为本实用新型进一步的实施方式，所述转子采用横卧式杯体结构，转子的杯体由不导磁和不导电的材料制成，两端留有风道，杯底布置有辐射状加强筋，加强筋上布置有风叶，转子转动时在电机内部的内定子和外定子间形成循环风。

作为本实用新型进一步的实施方式，所述的发电机采用内、外整体水冷却结构，外定子和内定子都通水冷却，连接盘的水路串联内定子的水路，再与外定子的水路并联，发电机内部同时采用循环风冷结构，发电机采用全封闭安装结构。

作为本实用新型进一步的实施方式，所述的内定子绕组和外定子绕组作为两个独立的电源单独对外提供电能，两绕组之间没有电联系。

作为本实用新型的另一种实施方式，所述的内定子绕组和外定子绕组通过外部连线成串联方式一起对外提供电能，这样可以极大地提高输出电压。

作为本实用新型的另一种实施方式，所述的内定子绕组和外定子绕组通过外部连线成并联方式一起对外提供电能，这样可以极大地提高输出电流。

作为本实用新型进一步的实施方式，所述的内定子绕组和外定子绕组均采用分布式绕组结构。

作为本实用新型的另一种实施方式，所述的外定子绕组采用分布式绕组结构，内定子绕组采用集中绕组结构。

作为本实用新型的另一种实施方式，所述的外定子绕组采用集中绕组结构，内定子绕组采用分布式绕组结构。