专利名称：双风道双风扇汽车发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种双风道双风扇汽车发电机，是一种在低转速下有优良通风性能 的、装有整流装置的汽车交流同步发电机。
背景技术：
众所周知，在不改变励磁磁场强度的条件下，发电机定子绕组匝数多一些，发 电电压会高一些，功率相应提高。功率的提高必然产生更多的热量，特别是整流器等电 子元件产生的热量，需要及时散发。但是对于风冷汽车发电机，由于同轴的风扇不能产 生足够的气流，对整流器没有足够的冷却能力，导致整流器过热损坏。同时，定子绕组 的温度上升的较高，破坏绝缘性能。究其原因，传统的发电机的冷却气流b的通道只有 定子与转子之间的间隙(参见图1)，由于该间隙很小(一般在0.2 0.5mm范围)，气流 流动阻力很大，在进风口与出风口压差较小的阶段，通过的风量很低。当转速达到一定 值时，才能满足冷却需要。在较低转速下，散热能力严重不足，整流器和定子绕组不能 得到有效散热，因而，输出受到限制，不能达到最大的发电能力。以现在普遍使用的汽 车发电机为例，当转速达到每分钟2500转以上时，允许输出额定的功率。在怠速(每分 钟1500转)时需限定在30%额定功率，以期保护整流器和定子。现在普遍应用的设计原则是，为了提高发电机的效率，提高功率体积密度。为 了提高风量，将发电机设计成大直径、短机身形状使得风扇直径加大。这样虽然能够解 决一些问题，但是需要的安装空间增加，给使用带来极大不方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种双风道双风扇汽车发电机，以解决现有技术存在的发 动机在低速阶段，由于在进风口与出风口通过的风量很低而导致不能满足冷却需要，致 使发电机输出功率过低的问题。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是包括定子、转子、外壳和外 部风扇，定子安装在由前、后端盖对接构成的外壳内，转子两端的转子轴转动支撑在该 前、后端盖的中心孔内，该转子轴的前端穿出所述的前端盖并安装外部风扇和皮带轮， 其特征在于在所述的前、后端盖与定子铁芯的外周面之间设有外风道。在所述的前、后端盖的内侧设有沿圆周均布并间隔设置的多个凸筋，该前、后 端盖的凸筋夹持定子铁芯的两端；所述的外风道由该相邻的凸筋之间和定子与前、后端 盖之间的空隙构成；在所述的前、后端盖的端部设有通透的、呈环形排列的通风口。在所述的转子的后端装有轴流型的内部风扇。所述的转子的结构为在所述的转子轴上装有两个相互对应的爪极，两个该爪 极相互对叉装配，在该两个爪极之间设有转子间隙；在两个该爪极对叉所包围的中部装 有励磁线圈，该励磁线圈的引线焊接在滑环的内面，该引线经过设在转子轴上的纵向槽 并用树脂封固，该树脂同时支撑并固定所述的滑环，使该滑环与所述的转子轴同轴。
所述的前、后端盖之间通过相互对应的企口密封连接。在所述的后端盖上装有护罩，在该护罩内装有整流器和电压调节器，在该护罩 上设有端面通风口和环面通风口。本发明的优点是通过增设外风道和内部风扇，大大提高了通风量和冷却效 果，使得本发明发电机在每分钟1500转时达到55%额定值；在每分钟1800转时达到 80%额定值；在每分钟2200转时达到额定值；并且能长期工作在95°C的环境，完全满足 使用要求。
图1是传统发电机的总体结构轴向剖视图；图2是本发明的总体结构的轴向剖视图；图3是本发明前端盖的轴向剖视图；图4是图3的左视图；图5是本发明转子结构及内部风扇安装示意图；图6是本发明内部风扇的立体结构示意图；图7是传统发电机和本发明发电机输出特性对比图。附图标记说明转子轴1，滑环1.1，绝缘材料1.2，螺母2，皮带轮3，前轴承 4，外部风扇5，压板6，前端盖7，前端盖的通风口 7.1，前端盖内的凸筋7.2，前端盖 边缘的对接企口 7.3，前端盖凸筋的止口 7.4，定子绕组8，定子铁芯9，爪极10，励磁 线圈11，引线11.1，内部风扇12，后端盖13，后端盖的通风口 13.1，后端盖内的凸筋 13.2，后端盖边缘的对接企口 13.3，护罩14，护罩的端面通风口 14.1，护罩的环面通风口 14.2，整流器15，后轴承16，电压调节器17通过转子间隙的气流A，通过定子与转子之 间的间隙的气流B，通过外风道的气流C。
具体实施例方式参见图2 图6，本发明所述的发电机结构是发电机的转子轴1上装有皮带轮 3，通过外部风扇5、前轴承4用螺母2拧紧后由压板6压紧固定在前端盖7上。前端盖 7设有通风口 7.1。转子轴1上装有两个对称或几近对称的爪极10，两个爪极10相互对 叉装配，二者之间留有转子间隙。在两个爪极10对叉组装后所包围的中部装有励磁线圈 11，后部装有内部风扇12，转子轴1的两端经前轴承4和后部轴承16分别支撑在前、后 端盖7和13上。励磁线圈11的引线11.1分别焊接在滑环1.1的内圈，引线11.1用绝缘 材料1.2固定在转子轴1的纵向槽内。后端盖13上安装有整流器15和电压调节器17以 及护罩14，护罩14罩在整流器15和电压调节器17的外面，在护罩14上有端面通风口 14.1和环面通风口 14.2。前后端盖的凸筋7.2和13.2夹持定子铁芯9的两个端面，进入 发电机的气流C首先经过整流器15，再流经前后端盖7、13与定子铁芯9之间形成的外 风道吹向定子绕组8。进入发电机的气流B经过定子与转子的间隙，冷却整流器15和定 子、转子。进入发电机的气流A经过爪极10之间的转子间隙，冷却整流器15和转子。前后端盖与定子铁芯9之间形成的外风道的截面积超过定子与转子之间的间隙 和转子爪极10之间的间隙形成的风道截面积大出4 6倍，有效降低总的风阻，提高通风量，大大增强了冷却整流器15和定子绕组8的效果。前、后端盖上的对接企口 7.3和13.3，起到密封和同轴安装的作用。转子后部的内部风扇12设计成轴流式，提高定子与转子间隙和转子爪极间隙的 通风压力，提高通风量。传统的发电机没有气流C的通道(参考图1和图2)，总的通风面积仅为本发明 所述的发电机通风面积的五分之一左右，在较低转速下，散热能力严重不足，整流器和 定子绕组不能得到有效散热，因而，输出受到限制，不能达到最大的发电能力。本发明的外风道的构成如图2所示，该外风道由前后端盖7和13内的凸筋与凸 筋之间的间隙和端盖(前、后端盖7和13)与定子铁芯9之间间隙围成的通道构成，该外 风道前后两端贯通。参见图3和图4，本发明所述的发电机的前端盖7的端部设有通风口 7.1，它是通 透的，呈环形排列。在相邻通风口 7.1之间的筋条连接轴承室和外周面。在前端盖的凸 筋7.2顶端车出止口 7.4，用于安装定子。定子与端盖之间安装用的止口 7.4由原有的完整 的环状结构改为凸筋7.2状结构，凸筋7.2与凸筋7.2之间的空隙宽度比在1 1 1 2 之间，形成气流C的通道。后端盖13与前端盖7的结构相同，亦按此加工。前、后端 盖的边缘分别车出对接企口 7.3、13.3，并相互对接，起到密封和同轴安装的作用。参见图4，转子轴1上压入一对爪极10，一对爪极中间装有励磁线圈11，励磁线 圈11的引线11.1焊接在滑环1.1内面。引线11.1经过转子轴1的纵向槽并用绝缘材料 (树脂)1.2封固。树脂1.2同时支撑固定滑环1.1与转子轴1同轴。内部风扇12用板材 制成，风向由后向前，固定在爪极10的后端。本发明所述的发电机是这样工作的外部动力带动皮带轮3转动，皮带轮3带动 转子轴1和风扇5及其爪极10、励磁线圈11、滑环1.1转动，电压调节器17加电到励磁 线圈11，产生转动的磁场，切割定子绕组8产生交流电流。交流电流经过整流器15整 流后输出。外部风扇5转动使得发电机内部产生负压，空气由风电机的后部补充形成气 流。气流A经过内部风扇12加强后经过爪极10间的转子间隙流动，气流B经转子与定 子间的间隙流动，气流C经定子铁芯9与外壳(前后端盖)间的间隙流动。这三股气流 共同由护罩14的端面通风口 14.1和环面通风口 14.2进入发电机，首先对整流器15、电压 调节器17进行冷却，再对定子线圈8和转子进行冷却。参见图7，由于本发明的前后端盖与定子铁芯9之间形成的外风道的截面积超过 定子与转子之间的间隙和转子爪极10之间的间隙形成的风道截面积4 6倍，因此有效 降低了总的风阻，提高通风量，对整流器15和定子绕组8的冷却效果大为提高。与现有 技术相比，在相同转速的前提下，其功率输出能力有明显的提高。
权利要求
1.一种双风道双风扇汽车发电机，包括定子、转子、外壳和外部风扇，定子安装 在由前、后端盖对接构成的外壳内，转子两端的转子轴转动支撑在前、后端盖的中心孔 内，该转子轴的前端穿出所述的前端盖并安装外部风扇和皮带轮，其特征在于在所述 的前、后端盖与定子铁芯的外周面之间设有外风道。
2.根据权利要求1所述的双风道双风扇汽车发电机，其特征在于在所述的前、后 端盖的内侧设有沿圆周均布并间隔设置的多个凸筋，前后端盖的凸筋夹持定子铁芯的两 个端面，相邻的该凸筋之间、定子与前、后端盖之间构成所述的外风道。
3.根据权利要求1所述的双风道双风扇汽车发电机，其特征在于在所述的转子的 后端装有轴流型的内部风扇。
4.根据权利要求1所述的双风道双风扇汽车发电机，其特征在于所述的转子的结 构为在所述的转子轴上装有两个对叉装配的爪极，在该两个爪极之间设有转子间隙； 在两个该爪极构成的中部装有励磁线圈，通过引线焊接在滑环的内面，该引线经过设在 转子轴上的纵向槽并用树脂封固，该树脂同时支撑固定滑环与转子轴同轴。
5.根据权利要求1所述的双风道双风扇汽车发电机，其特征在于所述的前、后端 盖之间通过企口密封连接。
6.根据权利要求1所述的双风道双风扇汽车发电机，其特征在于在所述的后端盖 上安装有整流器、电压调节器以及护罩，在该护罩上有端面通风口和环面通风口。
7.根据权利要求1所述的双风道双风扇汽车发电机，其特征在于在所述的前、后 端盖的端部设有通透的、呈环形排列的通风口，相邻的通风口之间的筋条连接端盖的轴 承室和外周面；在前、后端盖的凸筋车出用于安装定子的止口，该止口起到密封和同轴 安装的作用。
全文摘要
一种双风道双风扇汽车发电机，包括定子、转子、外壳和外部风扇，定子安装在有前、后端盖对接构成的外壳内，转子两端的转子轴转动支撑在前、后端盖的中心孔内，盖转子轴的前端穿出所述的前盖并安装外部风扇，其特征在于在所述的前、后端盖与定子铁芯的外周面之间设有外冷却风道。在所述的转子的后端装有轴流型的内部风扇。通过上述技术措施，本发明发电机在每分钟1500转时达到55％额定值；在每分钟1800转时达到80％额定值；在每分钟2200转时达到额定值；并且能长期工作在95℃的环境，完全满足使用要求。
文档编号H02K5/20GK102025223SQ20091016943
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月9日 优先权日2009年9月9日
发明者董国庆 申请人:董国庆