專利名稱：雙風(fēng)道雙風(fēng)扇汽車發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙風(fēng)道雙風(fēng)扇汽車發(fā)電機(jī)，是一種在低轉(zhuǎn)速下有優(yōu)良通風(fēng)性能 的、裝有整流裝置的汽車交流同步發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
眾所周知，在不改變勵(lì)磁磁場(chǎng)強(qiáng)度的條件下，發(fā)電機(jī)定子繞組匝數(shù)多一些，發(fā) 電電壓會(huì)高一些，功率相應(yīng)提高。功率的提高必然產(chǎn)生更多的熱量，特別是整流器等電 子元件產(chǎn)生的熱量，需要及時(shí)散發(fā)。但是對(duì)于風(fēng)冷汽車發(fā)電機(jī)，由于同軸的風(fēng)扇不能產(chǎn) 生足夠的氣流，對(duì)整流器沒(méi)有足夠的冷卻能力，導(dǎo)致整流器過(guò)熱損壞。同時(shí)，定子繞組 的溫度上升的較高，破壞絕緣性能。究其原因，傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)的冷卻氣流b的通道只有 定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙(參見(jiàn)圖1)，由于該間隙很小(一般在0.2 0.5mm范圍)，氣流 流動(dòng)阻力很大，在進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口壓差較小的階段，通過(guò)的風(fēng)量很低。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定 值時(shí)，才能滿足冷卻需要。在較低轉(zhuǎn)速下，散熱能力嚴(yán)重不足，整流器和定子繞組不能 得到有效散熱，因而，輸出受到限制，不能達(dá)到最大的發(fā)電能力。以現(xiàn)在普遍使用的汽 車發(fā)電機(jī)為例，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到每分鐘2500轉(zhuǎn)以上時(shí)，允許輸出額定的功率。在怠速(每分 鐘1500轉(zhuǎn))時(shí)需限定在30%額定功率，以期保護(hù)整流器和定子?，F(xiàn)在普遍應(yīng)用的設(shè)計(jì)原則是，為了提高發(fā)電機(jī)的效率，提高功率體積密度。為 了提高風(fēng)量，將發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)成大直徑、短機(jī)身形狀使得風(fēng)扇直徑加大。這樣雖然能夠解 決一些問(wèn)題，但是需要的安裝空間增加，給使用帶來(lái)極大不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙風(fēng)道雙風(fēng)扇汽車發(fā)電機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的發(fā) 動(dòng)機(jī)在低速階段，由于在進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口通過(guò)的風(fēng)量很低而導(dǎo)致不能滿足冷卻需要，致 使發(fā)電機(jī)輸出功率過(guò)低的問(wèn)題。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是包括定子、轉(zhuǎn)子、外殼和外 部風(fēng)扇，定子安裝在由前、后端蓋對(duì)接構(gòu)成的外殼內(nèi)，轉(zhuǎn)子兩端的轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動(dòng)支撐在該 前、后端蓋的中心孔內(nèi)，該轉(zhuǎn)子軸的前端穿出所述的前端蓋并安裝外部風(fēng)扇和皮帶輪， 其特征在于在所述的前、后端蓋與定子鐵芯的外周面之間設(shè)有外風(fēng)道。在所述的前、后端蓋的內(nèi)側(cè)設(shè)有沿圓周均布并間隔設(shè)置的多個(gè)凸筋，該前、后 端蓋的凸筋?yuàn)A持定子鐵芯的兩端；所述的外風(fēng)道由該相鄰的凸筋之間和定子與前、后端 蓋之間的空隙構(gòu)成；在所述的前、后端蓋的端部設(shè)有通透的、呈環(huán)形排列的通風(fēng)口。在所述的轉(zhuǎn)子的后端裝有軸流型的內(nèi)部風(fēng)扇。所述的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)為在所述的轉(zhuǎn)子軸上裝有兩個(gè)相互對(duì)應(yīng)的爪極，兩個(gè)該爪 極相互對(duì)叉裝配，在該兩個(gè)爪極之間設(shè)有轉(zhuǎn)子間隙；在兩個(gè)該爪極對(duì)叉所包圍的中部裝 有勵(lì)磁線圈，該勵(lì)磁線圈的引線焊接在滑環(huán)的內(nèi)面，該引線經(jīng)過(guò)設(shè)在轉(zhuǎn)子軸上的縱向槽 并用樹脂封固，該樹脂同時(shí)支撐并固定所述的滑環(huán)，使該滑環(huán)與所述的轉(zhuǎn)子軸同軸。
所述的前、后端蓋之間通過(guò)相互對(duì)應(yīng)的企口密封連接。在所述的后端蓋上裝有護(hù)罩，在該護(hù)罩內(nèi)裝有整流器和電壓調(diào)節(jié)器，在該護(hù)罩 上設(shè)有端面通風(fēng)口和環(huán)面通風(fēng)口。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)增設(shè)外風(fēng)道和內(nèi)部風(fēng)扇，大大提高了通風(fēng)量和冷卻效 果，使得本發(fā)明發(fā)電機(jī)在每分鐘1500轉(zhuǎn)時(shí)達(dá)到55%額定值；在每分鐘1800轉(zhuǎn)時(shí)達(dá)到 80%額定值；在每分鐘2200轉(zhuǎn)時(shí)達(dá)到額定值；并且能長(zhǎng)期工作在95°C的環(huán)境，完全滿足 使用要求。


圖1是傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的總體結(jié)構(gòu)軸向剖視圖；圖2是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)的軸向剖視圖；圖3是本發(fā)明前端蓋的軸向剖視圖；圖4是圖3的左視圖；圖5是本發(fā)明轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及內(nèi)部風(fēng)扇安裝示意圖；圖6是本發(fā)明內(nèi)部風(fēng)扇的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)和本發(fā)明發(fā)電機(jī)輸出特性對(duì)比圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明轉(zhuǎn)子軸1，滑環(huán)1.1，絕緣材料1.2，螺母2，皮帶輪3，前軸承 4，外部風(fēng)扇5，壓板6，前端蓋7，前端蓋的通風(fēng)口 7.1，前端蓋內(nèi)的凸筋7.2，前端蓋 邊緣的對(duì)接企口 7.3，前端蓋凸筋的止口 7.4，定子繞組8，定子鐵芯9，爪極10，勵(lì)磁 線圈11，引線11.1，內(nèi)部風(fēng)扇12，后端蓋13，后端蓋的通風(fēng)口 13.1，后端蓋內(nèi)的凸筋 13.2，后端蓋邊緣的對(duì)接企口 13.3，護(hù)罩14，護(hù)罩的端面通風(fēng)口 14.1，護(hù)罩的環(huán)面通風(fēng)口 14.2，整流器15，后軸承16，電壓調(diào)節(jié)器17通過(guò)轉(zhuǎn)子間隙的氣流A，通過(guò)定子與轉(zhuǎn)子之 間的間隙的氣流B，通過(guò)外風(fēng)道的氣流C。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖2 圖6，本發(fā)明所述的發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸1上裝有皮帶輪 3，通過(guò)外部風(fēng)扇5、前軸承4用螺母2擰緊后由壓板6壓緊固定在前端蓋7上。前端蓋 7設(shè)有通風(fēng)口 7.1。轉(zhuǎn)子軸1上裝有兩個(gè)對(duì)稱或幾近對(duì)稱的爪極10，兩個(gè)爪極10相互對(duì) 叉裝配，二者之間留有轉(zhuǎn)子間隙。在兩個(gè)爪極10對(duì)叉組裝后所包圍的中部裝有勵(lì)磁線圈 11，后部裝有內(nèi)部風(fēng)扇12，轉(zhuǎn)子軸1的兩端經(jīng)前軸承4和后部軸承16分別支撐在前、后 端蓋7和13上。勵(lì)磁線圈11的引線11.1分別焊接在滑環(huán)1.1的內(nèi)圈，引線11.1用絕緣 材料1.2固定在轉(zhuǎn)子軸1的縱向槽內(nèi)。后端蓋13上安裝有整流器15和電壓調(diào)節(jié)器17以 及護(hù)罩14，護(hù)罩14罩在整流器15和電壓調(diào)節(jié)器17的外面，在護(hù)罩14上有端面通風(fēng)口 14.1和環(huán)面通風(fēng)口 14.2。前后端蓋的凸筋7.2和13.2夾持定子鐵芯9的兩個(gè)端面，進(jìn)入 發(fā)電機(jī)的氣流C首先經(jīng)過(guò)整流器15，再流經(jīng)前后端蓋7、13與定子鐵芯9之間形成的外 風(fēng)道吹向定子繞組8。進(jìn)入發(fā)電機(jī)的氣流B經(jīng)過(guò)定子與轉(zhuǎn)子的間隙，冷卻整流器15和定 子、轉(zhuǎn)子。進(jìn)入發(fā)電機(jī)的氣流A經(jīng)過(guò)爪極10之間的轉(zhuǎn)子間隙，冷卻整流器15和轉(zhuǎn)子。前后端蓋與定子鐵芯9之間形成的外風(fēng)道的截面積超過(guò)定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙 和轉(zhuǎn)子爪極10之間的間隙形成的風(fēng)道截面積大出4 6倍，有效降低總的風(fēng)阻，提高通風(fēng)量，大大增強(qiáng)了冷卻整流器15和定子繞組8的效果。前、后端蓋上的對(duì)接企口 7.3和13.3，起到密封和同軸安裝的作用。轉(zhuǎn)子后部的內(nèi)部風(fēng)扇12設(shè)計(jì)成軸流式，提高定子與轉(zhuǎn)子間隙和轉(zhuǎn)子爪極間隙的 通風(fēng)壓力，提高通風(fēng)量。傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)沒(méi)有氣流C的通道(參考圖1和圖2)，總的通風(fēng)面積僅為本發(fā)明 所述的發(fā)電機(jī)通風(fēng)面積的五分之一左右，在較低轉(zhuǎn)速下，散熱能力嚴(yán)重不足，整流器和 定子繞組不能得到有效散熱，因而，輸出受到限制，不能達(dá)到最大的發(fā)電能力。本發(fā)明的外風(fēng)道的構(gòu)成如圖2所示，該外風(fēng)道由前后端蓋7和13內(nèi)的凸筋與凸 筋之間的間隙和端蓋(前、后端蓋7和13)與定子鐵芯9之間間隙圍成的通道構(gòu)成，該外 風(fēng)道前后兩端貫通。參見(jiàn)圖3和圖4，本發(fā)明所述的發(fā)電機(jī)的前端蓋7的端部設(shè)有通風(fēng)口 7.1，它是通 透的，呈環(huán)形排列。在相鄰?fù)L(fēng)口 7.1之間的筋條連接軸承室和外周面。在前端蓋的凸 筋7.2頂端車出止口 7.4，用于安裝定子。定子與端蓋之間安裝用的止口 7.4由原有的完整 的環(huán)狀結(jié)構(gòu)改為凸筋7.2狀結(jié)構(gòu)，凸筋7.2與凸筋7.2之間的空隙寬度比在1 1 1 2 之間，形成氣流C的通道。后端蓋13與前端蓋7的結(jié)構(gòu)相同，亦按此加工。前、后端 蓋的邊緣分別車出對(duì)接企口 7.3、13.3，并相互對(duì)接，起到密封和同軸安裝的作用。參見(jiàn)圖4，轉(zhuǎn)子軸1上壓入一對(duì)爪極10，一對(duì)爪極中間裝有勵(lì)磁線圈11，勵(lì)磁線 圈11的引線11.1焊接在滑環(huán)1.1內(nèi)面。引線11.1經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子軸1的縱向槽并用絕緣材料 (樹脂)1.2封固。樹脂1.2同時(shí)支撐固定滑環(huán)1.1與轉(zhuǎn)子軸1同軸。內(nèi)部風(fēng)扇12用板材 制成，風(fēng)向由后向前，固定在爪極10的后端。本發(fā)明所述的發(fā)電機(jī)是這樣工作的外部動(dòng)力帶動(dòng)皮帶輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶輪3帶動(dòng) 轉(zhuǎn)子軸1和風(fēng)扇5及其爪極10、勵(lì)磁線圈11、滑環(huán)1.1轉(zhuǎn)動(dòng)，電壓調(diào)節(jié)器17加電到勵(lì)磁 線圈11，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的磁場(chǎng)，切割定子繞組8產(chǎn)生交流電流。交流電流經(jīng)過(guò)整流器15整 流后輸出。外部風(fēng)扇5轉(zhuǎn)動(dòng)使得發(fā)電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓，空氣由風(fēng)電機(jī)的后部補(bǔ)充形成氣 流。氣流A經(jīng)過(guò)內(nèi)部風(fēng)扇12加強(qiáng)后經(jīng)過(guò)爪極10間的轉(zhuǎn)子間隙流動(dòng)，氣流B經(jīng)轉(zhuǎn)子與定 子間的間隙流動(dòng)，氣流C經(jīng)定子鐵芯9與外殼(前后端蓋)間的間隙流動(dòng)。這三股氣流 共同由護(hù)罩14的端面通風(fēng)口 14.1和環(huán)面通風(fēng)口 14.2進(jìn)入發(fā)電機(jī)，首先對(duì)整流器15、電壓 調(diào)節(jié)器17進(jìn)行冷卻，再對(duì)定子線圈8和轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻。參見(jiàn)圖7，由于本發(fā)明的前后端蓋與定子鐵芯9之間形成的外風(fēng)道的截面積超過(guò) 定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙和轉(zhuǎn)子爪極10之間的間隙形成的風(fēng)道截面積4 6倍，因此有效 降低了總的風(fēng)阻，提高通風(fēng)量，對(duì)整流器15和定子繞組8的冷卻效果大為提高。與現(xiàn)有 技術(shù)相比，在相同轉(zhuǎn)速的前提下，其功率輸出能力有明顯的提高。
權(quán)利要求
1.一種雙風(fēng)道雙風(fēng)扇汽車發(fā)電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子、外殼和外部風(fēng)扇，定子安裝 在由前、后端蓋對(duì)接構(gòu)成的外殼內(nèi)，轉(zhuǎn)子兩端的轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動(dòng)支撐在前、后端蓋的中心孔 內(nèi)，該轉(zhuǎn)子軸的前端穿出所述的前端蓋并安裝外部風(fēng)扇和皮帶輪，其特征在于在所述 的前、后端蓋與定子鐵芯的外周面之間設(shè)有外風(fēng)道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙風(fēng)道雙風(fēng)扇汽車發(fā)電機(jī)，其特征在于在所述的前、后 端蓋的內(nèi)側(cè)設(shè)有沿圓周均布并間隔設(shè)置的多個(gè)凸筋，前后端蓋的凸筋?yuàn)A持定子鐵芯的兩 個(gè)端面，相鄰的該凸筋之間、定子與前、后端蓋之間構(gòu)成所述的外風(fēng)道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙風(fēng)道雙風(fēng)扇汽車發(fā)電機(jī)，其特征在于在所述的轉(zhuǎn)子的 后端裝有軸流型的內(nèi)部風(fēng)扇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙風(fēng)道雙風(fēng)扇汽車發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子的結(jié) 構(gòu)為在所述的轉(zhuǎn)子軸上裝有兩個(gè)對(duì)叉裝配的爪極，在該兩個(gè)爪極之間設(shè)有轉(zhuǎn)子間隙； 在兩個(gè)該爪極構(gòu)成的中部裝有勵(lì)磁線圈，通過(guò)引線焊接在滑環(huán)的內(nèi)面，該引線經(jīng)過(guò)設(shè)在 轉(zhuǎn)子軸上的縱向槽并用樹脂封固，該樹脂同時(shí)支撐固定滑環(huán)與轉(zhuǎn)子軸同軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙風(fēng)道雙風(fēng)扇汽車發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的前、后端 蓋之間通過(guò)企口密封連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙風(fēng)道雙風(fēng)扇汽車發(fā)電機(jī)，其特征在于在所述的后端蓋 上安裝有整流器、電壓調(diào)節(jié)器以及護(hù)罩，在該護(hù)罩上有端面通風(fēng)口和環(huán)面通風(fēng)口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙風(fēng)道雙風(fēng)扇汽車發(fā)電機(jī)，其特征在于在所述的前、后 端蓋的端部設(shè)有通透的、呈環(huán)形排列的通風(fēng)口，相鄰的通風(fēng)口之間的筋條連接端蓋的軸 承室和外周面；在前、后端蓋的凸筋車出用于安裝定子的止口，該止口起到密封和同軸 安裝的作用。
全文摘要
一種雙風(fēng)道雙風(fēng)扇汽車發(fā)電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子、外殼和外部風(fēng)扇，定子安裝在有前、后端蓋對(duì)接構(gòu)成的外殼內(nèi)，轉(zhuǎn)子兩端的轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動(dòng)支撐在前、后端蓋的中心孔內(nèi)，蓋轉(zhuǎn)子軸的前端穿出所述的前蓋并安裝外部風(fēng)扇，其特征在于在所述的前、后端蓋與定子鐵芯的外周面之間設(shè)有外冷卻風(fēng)道。在所述的轉(zhuǎn)子的后端裝有軸流型的內(nèi)部風(fēng)扇。通過(guò)上述技術(shù)措施，本發(fā)明發(fā)電機(jī)在每分鐘1500轉(zhuǎn)時(shí)達(dá)到55％額定值；在每分鐘1800轉(zhuǎn)時(shí)達(dá)到80％額定值；在每分鐘2200轉(zhuǎn)時(shí)達(dá)到額定值；并且能長(zhǎng)期工作在95℃的環(huán)境，完全滿足使用要求。
文檔編號(hào)H02K5/20GK102025223SQ20091016943
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者董國(guó)慶 申請(qǐng)人:董國(guó)慶