《車用發(fā)電機發(fā)展研究【論文】》

車用發(fā)電機的發(fā)展與應(yīng)用研究進展目前，汽車發(fā)電機的整體應(yīng)用越來越廣泛。為了提高發(fā)電機的整體應(yīng)用效率，需要通過多種方式對發(fā)電機的整體制造系統(tǒng)進行優(yōu)化。從總體上看，發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用前景良好，但我國車用發(fā)電機的技術(shù)性能與發(fā)達國家還有一定差距。為了提高整體應(yīng)用效率，必須對勵磁系統(tǒng)進行全面優(yōu)化。汽車月球發(fā)電是汽車總成的需要，是汽車電氣系統(tǒng)的主要電源，也是汽車的組成部分。在正常運行時，它向除起動器以外的所有電氣設(shè)備供電，并對電池充電，以補充使用中的電池所消耗的電能。汽車發(fā)電機技術(shù)含量高、難度大，是保證汽車快速可靠啟動和正常運行的重要產(chǎn)品，是汽車的重要標(biāo)志之一。近年來，國內(nèi)外開發(fā)了多種性能較好的車用發(fā)電機，提高了發(fā)電機的整體能量。一、車用發(fā)電機汽車電氣設(shè)備的大部分電能是由發(fā)電機提供的。發(fā)電機作為機電能轉(zhuǎn)換設(shè)備，其機械能由發(fā)動機提供。汽車正常運行時，發(fā)電機產(chǎn)生的電能一部分供給電氣設(shè)備，另一部分供給蓄電池。蓄電池主要為起動機提供起動電流。當(dāng)電池缺電時，可配合發(fā)電機為電氣設(shè)備供電。因此，發(fā)電機是主要的供電設(shè)備。車載發(fā)電機的結(jié)構(gòu)一般包括前蓋、定子鐵芯、定子繞組、轉(zhuǎn)子總成、后蓋、整流器、滑輪和冷卻風(fēng)扇。一般情況下，車用發(fā)電機沒有機殼，前后蓋通過過盈配合與定子零件連接。為了減小輻射噪聲的振動面積，前后蓋通常采用骨架結(jié)構(gòu)。其中，皮帶輪與發(fā)動機相連。在發(fā)動機的驅(qū)動下，受激轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，定子繞組產(chǎn)生交流電。安裝在后蓋上的整流器將定子感應(yīng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電輸出。冷卻風(fēng)扇與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相連，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動也會帶動冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，從而達到冷卻效果。車用發(fā)電機結(jié)構(gòu)分解圖如下圖所示。圖1車用發(fā)電機結(jié)構(gòu)分解圖二、車用發(fā)電機分類第一種是水冷發(fā)電機，水冷發(fā)電機主要是改變傳統(tǒng)的風(fēng)冷發(fā)電機，改變風(fēng)冷裝置，從而增加水回路和供水系統(tǒng)。同時，由于循環(huán)水回路的特殊配置，該型發(fā)電機一般只適用于2000W以上發(fā)電機的用水量，而冷型發(fā)電機的體積相對較大。因此，為了節(jié)省空間，減少水回路裝置的占地面積，發(fā)電機一般安裝在發(fā)動機內(nèi)，使發(fā)電機的水循環(huán)能有效地從發(fā)動機水回路中分配出來，達到散熱的目的，無額外空間，發(fā)電機噪音低，適用于高質(zhì)量汽車的快速充電。第二臺水冷發(fā)電機為水循環(huán)，在長期的行車過程中，當(dāng)溫度過高時，水循環(huán)會降低同一道路的溫度，從而避免高溫負(fù)荷的運行。蓄電池將在一定程度上低速充電，以保證蓄電池的正常工作。第三，在水冷發(fā)電機的水系統(tǒng)中，進水管和排氣管與發(fā)動機冷卻水系統(tǒng)相連。發(fā)動機，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量會隨著冷卻水的循環(huán)帶走，同時減小發(fā)電機皮帶輪的直徑會提高發(fā)動機與發(fā)電機的傳動比，也就是說當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速恒定時，提高發(fā)電機的效率。最后，水冷發(fā)電機的噪音很低。由于水冷發(fā)電機采用水循環(huán)，所以省略了風(fēng)扇裝置，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動也不會產(chǎn)生聲音。大量實踐表明發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到一定值，水冷發(fā)電機的噪聲比其他發(fā)電機低15db，同時水冷發(fā)電機前后軸承防水，使發(fā)電機使用壽命相對較長，穩(wěn)定性高，軸承安全可靠，發(fā)電機工作時輸出功率強。第二類發(fā)電機是一種新型的復(fù)合式發(fā)電機。這種發(fā)電機的優(yōu)點是體積相對較小，輸出功率較大，結(jié)構(gòu)相對簡單。該發(fā)電機結(jié)合了永磁無刷發(fā)電機的優(yōu)點，將永磁無刷發(fā)電機有機地拼接在一起。它的另一個優(yōu)點是，該車原有的結(jié)構(gòu)不需要大的改動，只要更換幾個零件就可以了，它具有很高的使用價值。該發(fā)電機的工作原理是在傳統(tǒng)交流發(fā)電機的基礎(chǔ)上，采用定子和轉(zhuǎn)子共同工作的方式。這個轉(zhuǎn)子是永磁的。同時，轉(zhuǎn)子需要繞在定子周圍，同時需要安裝一定數(shù)量的永磁體。一般來說，需要注意的是，這種永磁材料是由目前廣泛使用的稀土高磁性材料和Ru-Fe-B磁性材料制成的。同時，通過提高永磁體的磁性能，可以在一定程度上提高發(fā)電機的工作效率。在發(fā)電機的工作過程中，整流電路的二極管采用雪崩整流管，具有防止特定過載的能力。當(dāng)汽車長時間運行時，發(fā)電機可能會出現(xiàn)電流過大的情況。此時，整流管會自動切斷電路停止工作，從而在保證車輛安全的同時逐漸降低電流，電路將恢復(fù)正常運行而不耽誤行車過程。這種整流電路既能適應(yīng)各種復(fù)雜的電氣設(shè)備，又能根據(jù)發(fā)電機調(diào)節(jié)器進行有效匹配。三、車用發(fā)電機發(fā)展趨勢近年來，汽車發(fā)電機的發(fā)展主要從以下幾個方面著手。在解決磁路結(jié)構(gòu)問題時，將采用新的設(shè)計理念，建立新的設(shè)計模式，并結(jié)合新的分析計算方法，提高小斷距發(fā)電機設(shè)計計算的精度；其次，在保持磁場不變的情況下，采用新的設(shè)計方法，使發(fā)電機的計算精度得到提高發(fā)電機的外部調(diào)節(jié)方法將得到改善，目前存在控制磁場的困難，發(fā)電機在輸出電壓波動時快速運行，其范圍將被優(yōu)化，同時，小斷開將提高電子元件的性能。再次，為了緩解發(fā)電機高速運行時產(chǎn)生的強熱量，本研究將重點研究發(fā)電機的通風(fēng)和冷卻條件，使小功率的pau-se能夠改善發(fā)電機的高速運行，對于最重要的成本問題，發(fā)電材料的研究方向?qū)⒅饕性谌绾伪ＷC發(fā)電機性能的微小變化，并不斷降低發(fā)電機的建設(shè)成本。設(shè)計新技術(shù)和材料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化成為發(fā)電機未來發(fā)展的另一個重要方向。四、車用發(fā)電機未來應(yīng)用發(fā)展趨勢（一）未來汽車供電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢未來汽車的發(fā)展速度會越來越快。為了提高汽車的整體性能，需要提高電動動能的容量。儲能能力將直接決定汽車的整體性能。因此，為了提高汽車的整體使用效率，有必要對電動機的供電電壓系統(tǒng)進行改進。如果用原來的單低電壓（12V）供電，電路中會產(chǎn)生很大的電流，使發(fā)電機的效率降低。因此，在整個供電過程中，需要對其供電系統(tǒng)的整體變化進行分析。如果電壓過高，總電流將更大。因此，在未來電機的發(fā)展中，必然更加注重節(jié)能高效型。（二）電機制造逐漸趨向于多樣化從目前的整體情況來看，汽車發(fā)動機逐漸趨于多元化?？傊鼘⒉捎枚喾N電路來協(xié)調(diào)體系結(jié)構(gòu)，從而減小發(fā)電機的體積，逐步提高發(fā)電效率。在產(chǎn)生發(fā)電機的激勵功率時，總功率因數(shù)將逐漸變化。將數(shù)字電路和集成電路集成到發(fā)動機控制系統(tǒng)中，從整體上提高發(fā)動機的效率，這樣可以省去電刷和集電環(huán)，提高發(fā)電機的可靠性，減少發(fā)電機的體積，功率密度可以增加。另一方面，發(fā)電機和電勵磁發(fā)電機最大的區(qū)別在于，它的興奮場是由一個物體產(chǎn)生的。因此，在整體應(yīng)用的過程中，有必要結(jié)合各種共性的特點進行整體應(yīng)用。因此，為了優(yōu)化電機的應(yīng)用系統(tǒng)，必須實時分析電機的尺寸、形狀和電磁變化，充分發(fā)揮電機的性能。因此，在未來的發(fā)展過程中，必然要以多種方式優(yōu)化其整體系統(tǒng)，最終