我國車用永磁發(fā)電機(jī)的發(fā)展前景及現(xiàn)狀
梁昌勇（貴州大科迭技術(shù)實業(yè)公司 貴陽550003）
摘 要 主要闡述車用永磁發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)、性能特點、研制現(xiàn)狀，并指出我國發(fā)展車用永磁發(fā)電機(jī)的優(yōu)勢及前景。
敘 詞 永磁電機(jī)發(fā)電機(jī)特點現(xiàn)狀發(fā)展
l 引 言
汽車發(fā)電機(jī)是汽車電器系統(tǒng)中的重要部件，為了適應(yīng)汽車技術(shù)發(fā)展的需要，從60年代使用硅整流發(fā)電機(jī)到現(xiàn)在，其結(jié)構(gòu)形式已發(fā)生了很大變化，因為越來越多的汽車要求發(fā)電機(jī)具有比功率大、高效節(jié)能、可靠性高、使用方便等特點，所以，現(xiàn)在使用的硅整流發(fā)電機(jī)普遍采用內(nèi)裝調(diào)節(jié)器，無刷或內(nèi)裝雙風(fēng)扇等結(jié)構(gòu)，但始終不能滿足現(xiàn)代汽車的高標(biāo)準(zhǔn)要求。
近年，隨著稀土永磁材料的發(fā)展，高性能永磁材料的出現(xiàn)，以及永磁發(fā)電機(jī)穩(wěn)壓問題的解決，為汽車發(fā)電機(jī)向大功率、小體積、高效、高可靠性方面發(fā)展提供了條件。
“九五”******重點推廣項目
2車用永磁發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)
由于汽車發(fā)動機(jī)是一個變速機(jī)構(gòu)，相應(yīng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也在很大范圍內(nèi)變化，通常要求發(fā)電機(jī)在1 000～10000r/min甚至更寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)能正常工作。根據(jù)電磁原理可知，永磁發(fā)電機(jī)輸出交流電勢e—k，可見，感應(yīng)電勢與輸出轉(zhuǎn)逮、有效磁通成正比。因此，無論轉(zhuǎn)速變化還是有效磁通變化（負(fù)載變化引起的電樞反應(yīng)，會造成有效磁通變化）均會造成電
壓波動，且波動范圍很大，高速時，交流電壓往往在100v以上，而標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定汽車發(fā)電機(jī)輸出電壓僅為14v或28v，顯然，像這樣的高電壓是不適應(yīng)汽車需要的。如何實現(xiàn)穩(wěn)壓，已成為永磁發(fā)電機(jī)能否用于汽車的關(guān)鍵。
摩托車、拖拉機(jī)、農(nóng)用車等均采用永磁發(fā)電機(jī)，絕大部分還配有電子穩(wěn)壓器，通常采用的電路有兩種，如圖1、圖2所示。實質(zhì)都是能耗穩(wěn)壓，并沒有科學(xué)的解決穩(wěn)壓問題，所以，這種電路不可能用于汽車永磁發(fā)電機(jī)。
小四輪農(nóng)用車一般采用第一種穩(wěn)壓電路[1]，而摩托車常用后一種穩(wěn)壓電路[2]，例如，qmioo（野馬）、k100（雄風(fēng)）等均采用后一種方案。從電路分析可知，這兩種穩(wěn)壓方式.
目前，有成熟的穩(wěn)壓電路已用于生產(chǎn)實踐，且該電路還設(shè)有短路、錯接保護(hù)裝置，電路框圖見圖3。
該電路通過控制晶體管的導(dǎo)通實現(xiàn)穩(wěn)壓，無論轉(zhuǎn)速和負(fù)載怎么變化，在發(fā)電機(jī)輸出端，始終能保證14v或28v電壓，并且，這種電路穩(wěn)壓精度極高，通過測試可知，調(diào)節(jié)電壓能力，負(fù)載特性，轉(zhuǎn)速特性方面均滿足汽車使用要求。
3車用永磁發(fā)電機(jī)特點
3.1比功率大
由于永磁發(fā)電機(jī)采用****永磁體（釹鐵硼），磁能積高，材料消耗少，整機(jī)體積和重量明顯減小，500w車用永磁發(fā)電機(jī)與350w硅整流發(fā)電機(jī)重量相當(dāng)。
3.2效率高
電機(jī)轉(zhuǎn)子采用永磁結(jié)構(gòu)，不存在激磁損耗、碳刷與滑環(huán)的摩擦損耗，效率高。圖4為兩種電機(jī)效率測試曲線。比較可知，永磁發(fā)電機(jī)比硅整流發(fā)咆機(jī)效率高百分之15～20，節(jié)能效果甚為明顯，可使汽車減少燃油消耗，降低排放污染。
3.3工作可靠、壽命長
永磁發(fā)電機(jī)無碳刷、滑環(huán)、激磁繞組，不存在轉(zhuǎn)子發(fā)熱、線圈及滑環(huán)的損壞，機(jī)內(nèi)****磨損件僅有軸承，適宜惡劣環(huán)境下工作。
4車用永磁發(fā)電機(jī)現(xiàn)狀
4.1研制現(xiàn)狀
車用永磁發(fā)電機(jī)在高溫、高速、拋負(fù)載工況下的穩(wěn)壓現(xiàn)已****解決，標(biāo)志著主要研究工作已經(jīng)結(jié)束，工藝也日趨完善，結(jié)構(gòu)設(shè)計方面基本定型，通常采用爪極式和切向式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，但在優(yōu)化設(shè)計方面的工作，還比較欠缺，如何做到合理選擇磁鐵工作點，使之在滿足電機(jī)性能的前提下，做到****的幾何尺寸和最少的材料消耗。
4.2開發(fā)現(xiàn)狀
|
