行驶发电机结构设计.pdf

第4期(总第173期)
机械工程与自动化
2012年8月
MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION
文章编号:1672-6413(2012)04-0083-02
驻车/行驶发电机结构设计
周红薇,徐剑萍
(江西清华泰豪三波电机有限公司,江西南昌330096)
摘要:针对驻车/行驶发电机无剧结构,提出了绕组切换式主机和切换励磁源的结枘设计模式,重点介绍了
花鍵式轴伸、主发电机、无刷励磁机、通风散热等结构的设计特点。
关键词:驻车/行驶发电机;结枘设计;轴伸;通风散热
中图分类号:TM341
文献标识码:A
1驻车/行驶发电机无刷结构概述
的发电机很少,大功率的发电机使用花键轴伸的就更
驻车/行驶发电机属于同步发电机,其转速范围为少。无刷同步发电机一般通过弹性联轴器与原动机联
750r/min~2300r/min,可实现驻车时(转速为接,从而导致无刷同步发电机的轴向长度增长。因此
1500r/min)为设备提供30kW、380V、50Hz三相交本文采用花键联接方式的发电机。
流电源,行驶时(转速在750r/min~2300r/min之
采用花键轴伸的驻车/行驶发电机,其轴伸长度为
间)提供15kW、380V、变频三相交流电源,其整个运普通无刷同步发电机轴伸长度的1/3,安装简单、容
行过程都是无刷化状态。
易,系统的同轴度容易得到保证,同时此发电机的振动
驻车/行驶发电机主要采用正交谐波励磁技术,由小,噪声低,运行平稳可靠。
主发电机、无刷励磁机、转轴、风扇、机座、端盖、轴承等3主发电机结构设计
组成。驻车/行驶发电机为绕组切换式主机和多励磁源
主发电机由定子和转子组成,定子包括定子铁芯、
结构,其总体结构如图1所示。在机座内布置有定子和主绕组和谐波绕组;转子包括转子铁芯、磁极绕组、阻
励磁机定子,在转轴上对应布置有转子和励磁机转子。尼条和阻尼板。
定子侧的机座止口安装前端盖,前端盖与转轴间通过轴
定子铁芯由6片扇形定子冲片(见图2)叠压而成,铁
承安装;励磁机定子侧的机座止口安装后端盖,后端盖芯叠压时斜1槽,以消除齿谐波。定子冲片由0.5mm冷
与转轴间通过轴承安装。机座内定子侧安装有内风扇,轧硅钢片冲制而成,整圆均布有36个梨形槽
后端盖外侧安装有外风扇,机座园周外侧带有导风罩。
导风、转子
励磁机励磁机
内风扇
定子机座定子转子外风扇
ン2
2定子冲片
主绕组和谐波绕组均由H级绝缘的圆形电磁线
绕制而成。主绕组为同心式正弦绕组,按主绕组展开
图分布于槽底,设有两套主绕组,用于转速变化时绕组
图1驻车/行驶发电机总体结构示意图
切换,保持电压恒定;谐波绕组按谐波绕组展开图分布
花键轴伸设计
于主绕组上层,并与主绕组正交分布。定子主绕组及
花键轴伸电机一般为小功率电机,使用花健轴伸谐波绕组展开图见图3。
收稿日期:2012-02-22;修回日期:2012-03-17
作者简介:周红薇(1981-),女,吉林舒兰人,工程师,硕士,从事发电机结构设计方面的研究。
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机械工程与自动化
2012年第4期
转子铁芯由1mm冷轧钢板的转子冲片(见图4)影响发电机的绝缘性能、供电品质,严重时会将发电机
叠压而成,圆周装有阻尼条,两端面装有阻尼板,阻尼直接烧损。因此针对发电机的通风散热问题主要采取
条和阻尼板焊接为一体。
了以下措施
(1)转子冲片采用整体冲片形式,同时取消了铁
皮线圈框架,将励磁绕组直接绕在整体转子冲片上,减
种少了传热环节,增加了散热面积。同时在磁极绕组端
部和铁芯上增加通风道,使其散热面积大、通风好。转
子通风散热结构见图6。
(2)机座外壳设计为羽片式环形散热片结构,增
大传导面积。其羽片式机座见图7。
(3)设计内外两个风扇,形成双风道散热系统。发
图3定子主绕组及请波绕组展开图
电机内部转轴上安装内风扇,在机座内壳与定子铁芯间
设计有内风道和接触相间分布结构,形成内风路散热系
统;发电机外側尾端转軸上安装外风扇,外风扇有进风
罩,机座外装导风罩,形成外风路散热系统。发电机转
子产生的热量,通过内风扇和内风道传递到机座外壳
上,同时定子产生的热量,通过接触传导到机座外壳上
机座外亮上的热量,通过外风扇和外风道向外散发。
图4转子冲片
励磁机结构设计
励磁机由励磁机定子、励磁机转子、旋转整流器等
组成。励磁机定子包括励磁机定子铁芯和一套励磁绕
图6转子通风散热结构
组,此励磁绕组设有多个抽头,以用于调整励磁源能6结语
量,其绕组展开图见图5。励磁机定子铁芯由1.0mm
汽车自行发电是我国现化化武器装备系统的发展
Q235钢板励磁定子冲片叠压而成,共12个励磁磁极。趋势,也符合军用电源的发展方向,同时发电机具有高
励磁机铁芯由0.5mm硅钢板励磁机转子冲片叠压而
效散热的特点,外形尺寸可以做到更小,与汽车地盘结
成,励磁机转子由励磁机铁芯和励磁机电枢绕组组成。合更湊,增强丁武器装备的机动性
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图5励磁机定子绕组展开图
5通风散热结构设计
图7羽片式机座
驻车/行驶发电机安装于汽车底盘之下,其工作环参考文献
境较差,因此设计为全封闭发电机结构以满足其工作[1]陈世坤,电机设计[M].北京:机械工业出版社,2000
环境的需要。全封闭结构易产生过高温升,故在产品[2]黄国治?傳丰礼,中小型旋转电机手册[M].北京:中国电
设计过程中必须要考虑到发电机温升,温升过高将会
力出版社,·2007.
Structure Design of Parking/Running Generator
ZHOU Hong-wei, XU Jian-ping
Jiangxi Tsinghua Tellhow Sanbo Electric Machinery Co. Ltd, Nanchang 330096, China)
Abstract: In view of brushless structure of parking/running generator, this paper proposed the structure design pattern of winding
switching main generator and switching excitation source, and put emphasis on the design features of the splined shaft extension, the
main generator, the brushless exciter, ventilation structure, etc
Key words: parking/running generator; structure design; shaft extension; ventilation and heat dispersion