[實用新型]一種與發動機連接成一體的發電機

有效

• 申請號: 201020105258.5
• 申請日: 2010-02-02
• 公開（公告）號: CN201904687U
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 陳致初;李華湘;朱嘉;胡勇峰;元約平
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H02K7/18
• 分類號: H02K7/18;H02K9/04;H02K1/20
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本實用新型涉及一種應用于車輛領域的發電裝置，尤其是一種應用于混合動力車且與發動機直接連接成一體，具有兩套固定繞組輸出電能的永磁發電機，本實用新型也可以應用于其他類似領域。

背景技術

發動機通過傳動軸（或連接器）與發電機機械連接，固定在同一底座上，發動機帶動發電機旋轉，發動機的機械能轉換成發電機的電能，對外供電，這一類發電機組在目前的市場上有很多產品，容量從1000VA到1000kVA。常用的柴油發電機組一般采用電勵磁發電機，固定電壓和固定頻率輸出電能，在應急電源方面，如野外施工和移動作業中有廣泛的應用。在串聯式混合動力客車中，受安裝空間的限制，可供選擇的電勵磁發電機是單轉速發電機，體積較大，輸出特性單一且轉速受到限制，不能完全轉換發動機的能量，特別是不能通過提高發動機的轉速提高電能輸出，使客車中的電力供電受到諸多限制，在整車設計時通過安裝大容量的動力電池，并以動力電池供電為主、發電機輔助供電的策略來解決電驅動系統的電力需求。現有的串聯式混合動力客車的發電機組體積較大，連接器占用空間也較大，性能匹配差，尤其轉速適應差，發電機容量偏低，額定轉速時效率較高，其它轉速輸出能力降低、效率也較低，這不利電動客車的節能降耗。雖然用永磁發電機可以提高機組的電輸出能力以及和發動機的匹配性能，但發電機的傳統結構使得體積依然較大，有限的安裝空間使得永磁發電機的輸出并不能完成滿足整車對發電機的供電能力需求，尤其負荷大時，發電機電樞反應使得輸出能力下降很多，效率也大幅下降；轉速升高時發電機自身損耗加大，效率下降很多，適用性差。

目前串聯式混合動力客車上的發電機組占用空間較大，主要是發電機與發動機的傳統連接方式軸向長度過長，高效的轉速范圍很窄，其它轉速區域效率普遍偏低：低速時輸出電壓較低，高速時輸出電壓偏高，輸出大電流時輸出電壓降幅較大，極大的影響和動力電池并聯協同供電，限制發動機的運行速度，從而影響客車節能效果。

因此可以看出目前和發動機配套的發電機尚存在一些不足，尤其是占用空間大、性能不能完成滿足串聯式混合動力客車的需求，因此有必要進一步對永磁發電機的結構加以改進，基本和發動機的性能匹配，提高其適用性和輸出能力，在有效的轉速范圍內，高效輸出。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服傳統結構的發電機輸出能力小，與發動機匹配性較差、效率低等缺點，提供一種新型結構的與發動機連成一體的永磁發電機，使發電機組的安裝長度縮短。該發電機具有空間利用好，體積較小，容量較大的優點，并且發電機的特性可以很好地與發動機匹配，從而使“提高發動機轉速而增大電功率輸出”成為可能。

按照本實用新型，上述技術問題是通過下述技術方案來實現的：

一種與發動機連接成一體的發電機，包括外定子、轉子和內定子，內定子包括內定子繞組，外定子包括外定子繞組，外定子的機殼固定在發動機飛輪罩上，內定子的支架固定在軸上，軸固定在連接盤上，轉子固定在發動機飛輪上，轉子上布置永磁體，采用徑向激磁結構，永磁體通過內、外氣隙和內、外定子鐵芯形成磁場閉合回路，。轉子隨飛輪旋轉，帶動永磁體旋轉，旋轉的磁場在內定子繞組和外定子繞組中產生感應電勢，對外提供電能。

作為本實用新型進一步的實施方式，所述轉子采用橫臥式杯體結構，轉子的杯體由不導磁和不導電的材料制成，兩端留有風道，杯底布置有輻射狀加強筋，加強筋上布置有風葉，轉子轉動時在電機內部的內定子和外定子間形成循環風。

作為本實用新型進一步的實施方式，所述的內定子和外定子都采用水冷卻結構，水道相互連通。

作為本實用新型進一步的實施方式，所述的內定子繞組和外定子繞組單獨對外提供電能；或者內定子繞組用來調控電機磁場，外定子繞組單獨對外提供電能。

作為本實用新型的另一種實施方式，所述的內定子繞組和外定子繞組通過外部連線成串聯方式一起對外提供電能，這樣可以極大地提高輸出電壓。

作為本實用新型的另一種實施方式，所述的內定子繞組和外定子繞組通過外部連線成并聯方式一起對外提供電能，這樣可以極大地提高輸出電流。

作為本實用新型進一步的實施方式，所述的內定子繞組和外定子繞組均采用分布式繞組結構。

作為本實用新型的另一種實施方式，所述的外定子繞組采用分布式繞組結構，內定子繞組采用集中繞組結構。

作為本實用新型的另一種實施方式，所述的外定子繞組采用集中繞組結構，內定子繞組采用分布式繞組結構。

作為本實用新型的另一種實施方式，所述的外定子繞組和內定子繞組均采用集中繞組結構。