專利名稱：雙風道雙風扇汽車發(fā)電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種雙風道雙風扇汽車發(fā)電機，是一種在低轉(zhuǎn)速下有優(yōu)良通風性能 的、裝有整流裝置的汽車交流同步發(fā)電機。
背景技術：
眾所周知，在不改變勵磁磁場強度的條件下，發(fā)電機定子繞組匝數(shù)多一些，發(fā) 電電壓會高一些，功率相應提高。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，需要及時散發(fā)。但是對于風冷汽車發(fā)電機，由于同軸的風扇不能產(chǎn) 生足夠的氣流，對整流器沒有足夠的冷卻能力，導致整流器過熱損壞。同時，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)電機的冷卻氣流b的通道只有 定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙(參見圖1)，由于該間隙很小(一般在0.2 0.5mm范圍)，氣流 流動阻力很大，在進風口與出風口壓差較小的階段，通過的風量很低。當轉(zhuǎn)速達到一定 值時，才能滿足冷卻需要。在較低轉(zhuǎn)速下，散熱能力嚴重不足，整流器和定子繞組不能 得到有效散熱，因而，輸出受到限制，不能達到最大的發(fā)電能力。以現(xiàn)在普遍使用的汽 車發(fā)電機為例，當轉(zhuǎn)速達到每分鐘2500轉(zhuǎn)以上時，允許輸出額定的功率。在怠速(每分 鐘1500轉(zhuǎn))時需限定在30%額定功率，以期保護整流器和定子?，F(xiàn)在普遍應用的設計原則是，為了提高發(fā)電機的效率，提高功率體積密度。為 了提高風量，將發(fā)電機設計成大直徑、短機身形狀使得風扇直徑加大。這樣雖然能夠解 決一些問題，但是需要的安裝空間增加，給使用帶來極大不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙風道雙風扇汽車發(fā)電機，以解決現(xiàn)有技術存在的發(fā) 動機在低速階段，由于在進風口與出風口通過的風量很低而導致不能滿足冷卻需要，致 使發(fā)電機輸出功率過低的問題。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案是包括定子、轉(zhuǎn)子、外殼和外 部風扇，定子安裝在由前、后端蓋對接構(gòu)成的外殼內(nèi)，轉(zhuǎn)子兩端的轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動支撐在該 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有外風道。在所述的前、后端蓋的內(nèi)側(cè)設有沿圓周均布并間隔設置的多個凸筋，該前、后 端蓋的凸筋夾持定子鐵芯的兩端；所述的外風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、后端蓋的端部設有通透的、呈環(huán)形排列的通風口。在所述的轉(zhuǎn)子的后端裝有軸流型的內(nèi)部風扇。所述的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)為在所述的轉(zhuǎn)子軸上裝有兩個相互對應的爪極，兩個該爪 極相互對叉裝配，在該兩個爪極之間設有轉(zhuǎn)子間隙；在兩個該爪極對叉所包圍的中部裝 有勵磁線圈，該勵磁線圈的引線焊接在滑環(huán)的內(nèi)面，該引線經(jīng)過設在轉(zhuǎn)子軸上的縱向槽 并用樹脂封固，該樹脂同時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、后端蓋之間通過相互對應的企口密封連接。在所述的后端蓋上裝有護罩，在該護罩內(nèi)裝有整流器和電壓調(diào)節(jié)器，在該護罩 上設有端面通風口和環(huán)面通風口。本發(fā)明的優(yōu)點是通過增設外風道和內(nèi)部風扇，大大提高了通風量和冷卻效 果，使得本發(fā)明發(fā)電機在每分鐘1500轉(zhuǎn)時達到55%額定值；在每分鐘1800轉(zhuǎn)時達到 80%額定值；在每分鐘2200轉(zhuǎn)時達到額定值；并且能長期工作在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)部風扇安裝示意圖；圖6是本發(fā)明內(nèi)部風扇的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是傳統(tǒng)發(fā)電機和本發(fā)明發(fā)電機輸出特性對比圖。附圖標記說明轉(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，外部風扇5，壓板6，前端蓋7，前端蓋的通風口 7.1，前端蓋內(nèi)的凸筋7.2，前端蓋 邊緣的對接企口 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，勵磁 線圈11，引線11.1，內(nèi)部風扇12，后端蓋13，后端蓋的通風口 13.1，后端蓋內(nèi)的凸筋 13.2，后端蓋邊緣的對接企口 13.3，護罩14，護罩的端面通風口 14.1，護罩的環(huán)面通風口 14.2，整流器15，后軸承16，電壓調(diào)節(jié)器17通過轉(zhuǎn)子間隙的氣流A，通過定子與轉(zhuǎn)子之 間的間隙的氣流B，通過外風道的氣流C。
具體實施例方式參見圖2 圖6，本發(fā)明所述的發(fā)電機結(jié)構(gòu)是發(fā)電機的轉(zhuǎn)子軸1上裝有皮帶輪 3，通過外部風扇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設有通風口 7.1。轉(zhuǎn)子軸1上裝有兩個對稱或幾近對稱的爪極10，兩個爪極10相互對 叉裝配，二者之間留有轉(zhuǎn)子間隙。在兩個爪極10對叉組裝后所包圍的中部裝有勵磁線圈 11，后部裝有內(nèi)部風扇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 及護罩14，護罩14罩在整流器15和電壓調(diào)節(jié)器17的外面，在護罩14上有端面通風口 14.1和環(huán)面通風口 14.2。前后端蓋的凸筋7.2和13.2夾持定子鐵芯9的兩個端面，進入 發(fā)電機的氣流C首先經(jīng)過整流器15，再流經(jīng)前后端蓋7、13與定子鐵芯9之間形成的外 風道吹向定子繞組8。進入發(fā)電機的氣流B經(jīng)過定子與轉(zhuǎn)子的間隙，冷卻整流器15和定 子、轉(zhuǎn)子。進入發(fā)電機的氣流A經(jīng)過爪極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之間形成的外風道的截面積超過定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙 和轉(zhuǎn)子爪極10之間的間隙形成的風道截面積大出4 6倍，有效降低總的風阻，提高通風量，大大增強了冷卻整流器15和定子繞組8的效果。前、后端蓋上的對接企口 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)部風扇12設計成軸流式，提高定子與轉(zhuǎn)子間隙和轉(zhuǎn)子爪極間隙的 通風壓力，提高通風量。傳統(tǒng)的發(fā)電機沒有氣流C的通道(參考圖1和圖2)，總的通風面積僅為本發(fā)明 所述的發(fā)電機通風面積的五分之一左右，在較低轉(zhuǎn)速下，散熱能力嚴重不足，整流器和 定子繞組不能得到有效散熱，因而，輸出受到限制，不能達到最大的發(fā)電能力。本發(fā)明的外風道的構(gòu)成如圖2所示，該外風道由前后端蓋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 風道前后兩端貫通。參見圖3和圖4，本發(fā)明所述的發(fā)電機的前端蓋7的端部設有通風口 7.1，它是通 透的，呈環(huán)形排列。在相鄰通風口 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接企口 7.3、13.3，并相互對接，起到密封和同軸安裝的作用。參見圖4，轉(zhuǎn)子軸1上壓入一對爪極10，一對爪極中間裝有勵磁線圈11，勵磁線 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同時支撐固定滑環(huán)1.1與轉(zhuǎn)子軸1同軸。內(nèi)部風扇12用板材 制成，風向由后向前，固定在爪極10的后端。本發(fā)明所述的發(fā)電機是這樣工作的外部動力帶動皮帶輪3轉(zhuǎn)動，皮帶輪3帶動 轉(zhuǎn)子軸1和風扇5及其爪極10、勵磁線圈11、滑環(huán)1.1轉(zhuǎn)動，電壓調(diào)節(jié)器17加電到勵磁 線圈11，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的磁場，切割定子繞組8產(chǎn)生交流電流。交流電流經(jīng)過整流器15整 流后輸出。外部風扇5轉(zhuǎn)動使得發(fā)電機內(nèi)部產(chǎn)生負壓，空氣由風電機的后部補充形成氣 流。氣流A經(jīng)過內(nèi)部風扇12加強后經(jīng)過爪極10間的轉(zhuǎn)子間隙流動，氣流B經(jīng)轉(zhuǎn)子與定 子間的間隙流動，氣流C經(jīng)定子鐵芯9與外殼(前后端蓋)間的間隙流動。這三股氣流 共同由護罩14的端面通風口 14.1和環(huán)面通風口 14.2進入發(fā)電機，首先對整流器15、電壓 調(diào)節(jié)器17進行冷卻，再對定子線圈8和轉(zhuǎn)子進行冷卻。參見圖7，由于本發(fā)明的前后端蓋與定子鐵芯9之間形成的外風道的截面積超過 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道截面積4 6倍，因此有效 降低了總的風阻，提高通風量，對整流器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
1.一種雙風道雙風扇汽車發(fā)電機，包括定子、轉(zhuǎn)子、外殼和外部風扇，定子安裝 在由前、后端蓋對接構(gòu)成的外殼內(nèi)，轉(zhuǎn)子兩端的轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動支撐在前、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有外風道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙風道雙風扇汽車發(fā)電機，其特征在于在所述的前、后 端蓋的內(nèi)側(cè)設有沿圓周均布并間隔設置的多個凸筋，前后端蓋的凸筋夾持定子鐵芯的兩 個端面，相鄰的該凸筋之間、定子與前、后端蓋之間構(gòu)成所述的外風道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙風道雙風扇汽車發(fā)電機，其特征在于在所述的轉(zhuǎn)子的 后端裝有軸流型的內(nèi)部風扇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙風道雙風扇汽車發(fā)電機，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子的結(jié) 構(gòu)為在所述的轉(zhuǎn)子軸上裝有兩個對叉裝配的爪極，在該兩個爪極之間設有轉(zhuǎn)子間隙； 在兩個該爪極構(gòu)成的中部裝有勵磁線圈，通過引線焊接在滑環(huán)的內(nèi)面，該引線經(jīng)過設在 轉(zhuǎn)子軸上的縱向槽并用樹脂封固，該樹脂同時支撐固定滑環(huán)與轉(zhuǎn)子軸同軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙風道雙風扇汽車發(fā)電機，其特征在于所述的前、后端 蓋之間通過企口密封連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙風道雙風扇汽車發(fā)電機，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)器以及護罩，在該護罩上有端面通風口和環(huán)面通風口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙風道雙風扇汽車發(fā)電機，其特征在于在所述的前、后 端蓋的端部設有通透的、呈環(huán)形排列的通風口，相鄰的通風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
一種雙風道雙風扇汽車發(fā)電機，包括定子、轉(zhuǎn)子、外殼和外部風扇，定子安裝在有前、后端蓋對接構(gòu)成的外殼內(nèi)，轉(zhuǎn)子兩端的轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動支撐在前、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有外冷卻風道。在所述的轉(zhuǎn)子的后端裝有軸流型的內(nèi)部風扇。通過上述技術措施，本發(fā)明發(fā)電機在每分鐘1500轉(zhuǎn)時達到55％額定值；在每分鐘1800轉(zhuǎn)時達到80％額定值；在每分鐘2200轉(zhuǎn)時達到額定值；并且能長期工作在95℃的環(huán)境，完全滿足使用要求。
文檔編號H02K5/20GK102025223SQ20091016943
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者董國慶 申請人:董國慶