汽車永磁發電機

汽車永磁發電機，主要由風罩、整流穩壓器、後端蓋、定子、永磁轉子、前端蓋、軸承和皮帶輪組成。是汽車電系的主要電源。

基本介紹

• 中文名：汽車永磁發電機
• 外文名：Automobile permanent magnet generator
• 作用：是汽車電系的主要電源
• 原理：採用導磁材料----釹鐵硼為磁場
• 優勢：散熱好，體積小，工作可靠
• 領域：工程技術

簡介

汽車發電機是汽車裝配的必需品，是汽車電系的主要電源，更是汽車不可分割的重要組成部分，它在正常工作時，對除起動機以外的所有的用電設備供電，並向蓄電池充電，以補充蓄電池在使用中所消耗的電能。汽車發電機又集高技術、高難度於一身，是保證汽車迅速可靠起動和正常運行的至關重要的產品，是體現汽車的重要標誌之一。

套用

車用永磁交流發電機採用國際最新導磁材料----釹鐵硼為磁場，與線繞勵磁發電機相比：沒有黑色金屬鑄（鍛）造的爪極和磁厄，沒有漆包線繞制的勵磁線圈，沒有電刷和集電環。

其性能特點主要表現在，可以滿足現代汽車在多種情況下對發動機的高標準要求，而且高效節能，無碳刷，可靠性高，對車載電器不產生干擾，並減少電瓶的充、放電頻率，延長電瓶的使用壽命，在電瓶完全無電或脫離電瓶的特殊情況下，汽車仍可啟動行駛，而且功率大。 由於此系列發電機具有低轉發電的獨特設計，因此，受到廣大城市公交系統及長時間低速慢行，頻繁啟動停車用戶的廣泛認可與套用。汽車永磁發電機設計，成功的套用到各類汽油機、柴油機為動力的車輛，但根據它的低轉速發電特點，更適用於長時間低速慢行的城市公車、礦山機械、市政道路施工機械等頻繁起步停車的車輛。

組成

汽車永磁發電機，主要由風罩、整流穩壓器、後端蓋、定子、永磁轉子、前端蓋、軸承和皮帶輪組成。

特徵

汽車永磁發電機特徵在於：永磁轉子是徑向瓦片形磁鋼的磁路結構，將轉子磁軛和軸套之間的輪幅部分做成軸流風扇，軸流風扇由後端蓋的那一端進風，由前端蓋的一端出風，在永磁轉子兩端各有一個離心風扇，稱為前風扇和後風扇，前、後風扇的內徑等於磁軛內徑，外徑等於轉子直徑。發電機工作時，後風扇和軸流風扇同時給整流穩壓器散熱，所以整流穩壓器體積很小；軸流風扇和前風扇的風路串聯，前風扇給定子繞組的散熱效果也得到了加強，所以整機的體積減小，工作更加可靠。

矽整流發電機

目前汽車用發電機主要是矽整流發電機，在實踐中發現傳統勵磁矽整流發電機存在很多缺點如：

1.勵磁式發電機是通過蓄電池給作為轉子的電磁鐵線圈供電後，產生磁場，才具備發電功能。這樣在其輸出電能時自身將有20%的能源消耗；

2.勵磁式發電機用於勵磁的集電環與碳刷易磨損，壽命短，故障率高,長時間摩擦必須定期更換；

3.轉子內部的電磁鐵線圈在工作時易發生燒毀、斷線是售後服務比例中的40%的病因；

4.隨著市場上價格漆包線的上漲，其製造成本比較高；

5.勵磁式發電機的轉子是由軸、爪極、銅線繞組、尼龍骨架、碳刷、集電環、彈簧、導電板、絕緣墊等十幾種元件組裝而成。生產過程需要30幾道工序，加工難度大等等。

永磁發電機的特點

通過研發與設計實現了永磁發電機在0-15000轉及汽車高溫環境下的正常工作，其優越性非常突出如：

（1）無蓄電池發電. 因其轉子是永久性的磁體無須勵磁電流，只要其在發動機帶動下轉動即可發電，節約了能源，與相同體積的勵磁式發電機相比，同等情況下可獲得輸出的功率高出一倍，並且當汽車在行進中蓄電池損壞時汽車的供電系統仍可正常工作，即使無蓄電池只要搖轉發動機或溜車均可實現點火運行；

(2) 低速供電性能好，電壓調整率小。低速供電時，在電磁參數相同的情況下，矽整流發電機“零電流”時永磁發電機可以對外輸出3A~5A節省下來的“勵磁 電流”，對、大大改善了低速供電性能。製造工藝簡單，加工方便，漏磁小，直軸和交軸電樞反應電抗小，電樞反應弱，因而電壓調整率小，其外特性較為平坦，高速供電時，輸出電壓穩定性也很好。

（3）結構簡單，性能更加穩定。永磁發電機在轉子結構上只有軸、爪極、薄片式釹鐵硼、磁鋼，簡化了加工工序。與同功率發電機相比，重量也減少25%，延長了軸承的使用壽命，並有效的降低了電刷與集電環摩擦產生的無線電干擾，省去了由於電刷磨損而更換的煩惱；永磁發電機避免了電勵磁發電機的勵磁繞組易燒毀、斷線及碳刷、滑環易磨損等問題。電子穩壓器與發電機聯為一體，使發電機整體實現直流輸出，體積小、重量輕，使用維護方便。

(4)環境適應性強。該發電機無電勵磁繞組、無碳滑環結構，能在潮濕或灰塵塵多的惡劣條件下運行；無需外加勵磁電源，發電機只要旋轉就能發電，提高了可靠性；永磁發電機無碳刷、滑環結構，消除了碳刷與滑環之間摩擦而產生的無線電干擾，消除了電火花，也能適合在爆炸性危險程度較高的環境中工作。

(5)延長蓄電池使用壽命。首先，永磁發電機具有很好的低速充電性能，可使蓄電池經常處於充足電狀態，能有效防止蓄電池的極板硫化。第二穩壓精度高，不欠充電，也不會過充電，在充電過程中始終保持微量出氣狀態，不會產生大量的氣泡，這樣既不損耗大量的電解液和污染蓄電池表面，同時也有效地避免了因劇烈出氣而造成的活性物質脫落，從而提高了蓄電池壽命。第三，三相半波可控整流穩壓電路實質上是一個斬波式的開關穩壓器，工作時，斬掉(截止)部分波，導通部分波，截止瞬間，即停止充電，蓄電池極化迅速消除，若有負載，則蓄電池還要放電，相當於反充電，極化消除效果會更好，為導通瞬間充電提供了非常好的條件，在導通瞬間、高幅值的脈衝充電電流，可使極板上的活性物進行充分的電化學反應，有較強的去硫化和激活作用，因而蓄電池的容量可增加，從而延長了蓄電池使用壽命。

(6)體積小、重量輕、比功率大、價格合理、用途廣。採用高磁能積，高剩磁感應強度及矯頑力，去磁曲線為直線的釹鐵硼稀土永磁材料的轉子結構，使得發電機內部結構設計排列得很緊湊，體積小、重量輕。永磁轉子結構的簡化，還使得轉子轉動慣量減少，實用轉速增加，比功率(即功率、體積之比)達到一個較高的值。發電機不僅具有穩壓功能，而且還可輸出直流電，給蓄電池充電，或直接驅動需用直流電的刮雨器、暖風機、電喇叭等。

（7）採用可控矽整流穩壓技術。整流和控制系統採用可控矽與脈衝式開關穩壓器，由於車用發電機功率大，額定輸出電壓為14V或28V，因此輸出電流大，電流越大，發熱越多。經檢驗證明它的穩壓精度、負載特性及轉速特性已達到國家標準，可控矽整流穩壓電路的耗電量要比整流橋電路的耗電量低，減少發熱量，提高子輸出功率，而且該電路集穩壓、整流於一體，大大降低了成本。

（8）提高發電效率，減少工作損耗。因其設計的改進，永磁發電機採用釹鐵硼永磁體勵磁，由於不需要電勵磁繞組的電能消耗，僅此一項即可提高效率10%~15%。由於採用永磁轉子，沒有電勵磁發電機的勵磁線圈、碳刷和集電環之間的機械損耗，轉子在兩口軸承間無接觸旋轉，不在產生任何摩擦，大大延長了養護的周期及發生故障的幾率，省去了勵磁電流產生的無功損耗及電刷壓降，減小了鐵損，增大了導磁率，所以使發電機的輸出功率又可提高5%以上。

（9）永磁發電機因為磁場不可調節，高速時定子鐵芯鐵損大，發熱嚴重，效率低！

性能測試

（1）冷態工作性能實驗；

（2）熱態工作性能實驗；

（3）電壓調節性能；

（4）噪聲性能；

（5）溫度性能耐；

（6）震動性能；

（7）耐電壓性能；

（8）防護性能；

（9）耐鹽霧性能；

（10）溫度實驗；

（11）耐溶劑實驗；

（12）高溫電壓調節性能；

（13）耐溫度性能；

（14）溫度組合循環實驗；

（15）冷態特性曲線；

（16）耐久性檢驗。