本实用新型涉及车用发电机领域，尤其涉及一种车用取力发电机。
背景技术：
随着汽车市场的高速增长以及车载用电设备的不断增加，汽车电子方面的用电量也越来越高，目前，车载发电机所能提供的最大功率一般情况下只有2～4kW，现有的车载发电机输出功率已不能满足车载用电设备的需求，而小型车辆发动机舱内空间较为紧凑，不能满足安装体积较大的发电机的要求。车载取力发电机采用汽车发动机做为动力源，通过皮带将机械动能传递给发电机，发电机将传递过来的机械能转化为电能，通过智能控制器对发电机输出的三相交流电进行稳压、稳频，最终输出电压为220V、频率为50Hz的单相交流电，该新型材料的发电机具有体积小、输出功率大，能够在一般车辆上安装满足一般中型或轻型越野车用电设备的用电需求。
目前，现有的发电机一般可以为永磁发电机和电励磁发电机，永磁发电机其输出电压与转速成线性变化的，即永磁发电机磁场强度是无法进行调节的，故其输出电压是变化的无法进行调节。电励磁发电机的输出电压与转速、磁场强度均有关系，可根据转速通过调节磁场强度可以实现发电机输出电压的稳定。永磁发电机与电励磁发电机相比具有功率密度大，相同体积外形大小永磁发电机输出功率可以是电励磁发电机的1.5倍左右，由于永磁发电机采用永磁体材料因此其装配、加工等工序较为复杂。行车取力发电机设备很少安装永磁发电机，因为永磁发电机的磁场强度无法控制，若发电机负载端出现短路情况时永磁发电机会产生很大的危害，造成发电机失火甚至将车辆烧毁等现象。因此一般情况下行车取力发电设备都是安装电励磁发电机，一般电励磁发电机体积外形较大，有的车辆底盘发动机舱空间较小，无法加装个体较大的发电机，而永磁发电机其安全性存在一定的问题也不适合安装使用。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种车用取力发电机，包括：机体，机体设有中心轴，中心轴外部套设有转子，转子外部套设有定子，转子的第一端设有前平衡盘以及挡持在转子第一端和定子第一端的前端盖；前端盖外部罩设有护盖；
转子的第二端设有后平衡盘以及挡持在转子第二端和定子第二端的后端盖；
定子外部罩设有防护罩；
后端盖上连接有接线机构；
中心轴的一端延伸出护盖，在中心轴的延伸端连接有皮带轮；
定子采用硅钢材料制作；
转子采用铁钴钒合金材料制作。
优选地，前端盖，后端盖，前平衡盘，后平衡盘以及护盖分别套设在中心轴外部；
前端盖与中心轴之间设有前轴承；
后端盖与中心轴之间设有后轴承。
优选地，防护罩设有散热格栅。
优选地，中心轴的中心，转子的中心，定子的中心，前端盖的中心，后端盖的中心，前平衡盘的中心，后平衡盘的中心，皮带轮的中心以及护盖的中心均设置在同一条直线上。
优选地，前轴承外部盖设有轴承盖；
皮带轮与中心轴采用键槽配合连接，皮带轮设有中心槽，中心槽底部设置中心孔，中心轴的延伸端部设有与中心孔相适配轴孔，紧固螺栓穿入中心槽，分别中心孔和轴孔采用螺纹方式连接，将皮带轮固设在中心轴的延伸端部。
优选地，前端盖和后端盖分别采用铸铝材料制作。
从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：
车用取力发电机定子采用硅钢材料制作；转子采用铁钴钒合金材料制作。针对饱和磁感应强度不同的材料应用，发电励磁电机转子、定子分别采用饱和磁感应强度不同材料，对绕组参数进行适当调整就可以增大发电机的输出功率。相同的输出功率的发电机，采用不同的饱和磁感应强度可以减小发电机的外形尺寸与重量，可以适应发动机舱内的安装要求。
定子采用硅钢材料制作；转子采用铁钴钒合金材料制作的发电机具有与永磁发电机基本相同的功率密度，同时又能够控制其磁场强度，又具有电励磁发电机本身的特点其输出电压可调节的，是较理想的功率密度高车用取力发电机。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为车用取力发电机整体示意图；
图2为车用取力发电机实施例示意图；
图3为空载饱和电压特性曲线图。
具体实施方式
为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
本实用新型提供了一种车用取力发电机，如图1，图2所示，包括：机体 1，机体1设有中心轴2，中心轴2外部套设有转子3，转子3外部套设有定子4，转子3的第一端设有前平衡盘5以及挡持在转子3第一端和定子4第一端的前端盖8；前端盖8外部罩设有护盖18；转子3的第二端设有后平衡盘6 以及挡持在转子3第二端和定子4第二端的后端盖9；定子4外部罩设有防护罩7；后端盖9上连接有接线机构；中心轴2的一端延伸出护盖18，在中心轴2的延伸端连接有皮带轮13；定子4采用硅钢材料制作；转子3采用铁钴钒合金材料制作。前端盖8和后端盖9分别采用铸铝材料制作。
硅钢是含硅量在3％～5％左右的硅铁合金。是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金。本实施例中，定子中部分结构采用硅钢片。
硅是钢的良好脱氧剂，它与氧结合，使氧转变为稳定的不为碳还原的 SiO2，避免了因氧原子掺杂而使铁的晶格畸变。硅在α铁中成为固溶体后使电阻率增加，同时有助于将有害杂质碳分离出来。因此，一般含杂质的铁加入硅后能提高磁导率、降低矫顽力和铁损。一般硅钢片的含硅量不超过4.5％。
硅钢片沿轧制方向有优良的磁性能，不仅在强磁场中具有高饱和磁通密度和低铁损，而且在弱磁场中也有良好的磁性(初始磁导率大)。这是由于冷轧工艺过程使钢片中杂质含量降低，并在钢片中造成粗大晶粒，致使磁导率增大，磁滞损耗减小。
铁钴钒合金是指(Fe-Co-V permanent mag-netie alloy)含52％钴、9％到23％钒，其余为铁的变形永磁合金。
铁钴钒合金(Fe-Co-V permanent mag-netie alloy)含52％钴、9％-23％钒，其余为铁的变形永磁合金。1940年美国人内斯毕特(E.A.Nes-bitt)等在研究中发现，铁钴合金中加入钒能够提高矫顽力，从而发明了铁钴钒永磁合金，取名为维加洛合金(Viealloy)。1960年德国人巴朗(W.Baran)等用铬置换部分钒，开发了52％钴、8％钒和4％铬的维加洛合金，称为克虏伯KoerzitT。铁钴钒永磁合金具有良好的塑性变形能力，可以进行热锻、热轧、冷轧或冷拉丝、加工成薄板或细丝，适用于制作形状复杂的元件。
本实施例中，为减小发电机的体积，在传统的电励磁发电机的基础进行调整改进完善，在保证相同输出功率的前提条件下，将发电机的外形尺寸减小与永磁发电机尺寸基本一致。并结合了电励磁发电机的结构，整个发电机设计不发生大的变化，只是将转子的材料采用普通的硅钢片合金材料。由于硅钢片合金材料的饱和磁感应强度可达2.4T，高于一般的硅钢片1.6T，因此相关的定子、转子绕线也相应的进行调整。
现有电励磁发电机其外形尺寸相对较大，有的车辆底盘发动机舱空间较小，无法加装个体较大的发电机，而永磁发电机其安全性存在一定的问题也不适合，因此采用新材料的电励磁发电机兼顾了永磁发电机的功率密度和电励磁发电机的安全性，比较适合输出功率在2kW-6kW发电机，安装在车辆底盘上，其成本也能够让用户接受能够逐步推广安装使用。为此，提出将新磁性材料应用在车载取力发电机上，其目的是减小发电机外形尺寸、增大其输出功率。
为了验证定子4采用硅钢材料制作；转子3采用铁钴钒合金材料制作。能够提高输出功率，通过大量的试验，并采取定子4采用硅钢材料制作；转子3采用铁钴钒合金材料制作。并且分别进行空载测试、瞬时最大功率、长时带载测试，从相应的数据就可以得出结论。
如图3所示，Q1为普通型，也就是本领域常用的发电机，转子3未采用铁钴钒合金材料制作。Q2为定子4采用硅钢材料制作；转子3采用铁钴钒合金材料制作。Q3为转子3采用铁钴钒合金材料制作,定子4采用铁钴钒合金材料制作。通过图3中可以得出采用合金材料的转子加普通材料的定子其饱和电压与整个电机为合金材料基本一致。比普通材料发电机的饱和电压大于提高120V，即将饱和电压提高了25左右％。
发电机最大功率测试
测试原则：一般按照励磁比率在5％以下为设计原则，高于5％一般不采用。
从以上测试数据分析，按照励磁比率控制在5％以下的原则，在冷态下输出最大功率：
(1).普通型最大功率约： 7500W
(2).铁钴钒合金材料最大功率约： 12000W
(3).普通定子+铁钴钒合金材料转子最大功率约： 11500W
从上表可得出相应的结论，在相同转速条件下普通材料发电机的瞬时最大功率为7500W，铁钴钒合金材料发电机的瞬时最大功率为12kW，而采用铁钴钒合金材料转子和普通材料的定子的发电机瞬时最大功率可达到11.5kW，从数据可以分析得出转子采用合金材料、定子采用普通材料的发电机瞬时输出功率是普通材料发电机的1.5倍左右，大大提高了发电机的瞬时输出功率，可以利用相应的数据进行分析并通过实际测试试验进行验证。
另外瞬时输出最大功率是发电机的一个指标，但是并不能做为发电机的长期输出的恒定功率，发电机的温升是影响输出功率大小的依据，因此该项指标也需要进行实际测试得出相应的结论。如下表为3种类型发电机相应的测试数据。
发电机带载温升测试
详细记录见《励磁发电机老化测试记录表》，在此主要针对不同输出电压、不同输出功率下温升情况作比较分析，得出四种发电机在热态下输出的最大功率。详见下面总结记录表
数据分析：
1普通型发电机：
通过在2000转空载特性曲线和350V带载温升情况分析，在2000转时饱和电压在330V～360V之间，定子线包温度控制在180℃以下，结合励磁比率的大小，其输出最大功率约6400W；
2铁钴钒合金材料发电机：
通过在2000转空载特性曲线和445V带载温升情况分析，在2000转时饱和电压在450V～520V之间，定子线包温度控制在180℃以下，结合励磁比率的大小，其输出最大功率约9100W；
3普通定子+铁钴钒合金材料转子发电机：
通过在2000转空载特性曲线和435V带载温升情况分析，在2000转时饱和电压在400V～450V之间，定子线包温度控制在180℃以下，结合励磁比率的大小，其输出最大功率约7100W。
本实施例中，前端盖8，后端盖9，前平衡盘5，后平衡盘6以及护盖18 分别套设在中心轴2外部；前端盖8与中心轴2之间设有前轴承；后端盖9 与中心轴2之间设有后轴承。防护罩7设有散热格栅。
中心轴2的中心，转子3的中心，定子4的中心，前端盖8的中心，后端盖9的中心，前平衡盘5的中心，后平衡盘6的中心，皮带轮13的中心以及护盖18的中心均设置在同一条直线上。
前轴承外部盖设有轴承盖14；皮带轮13与中心轴2采用键槽配合连接，皮带轮13设有中心槽，中心槽底部设置中心孔，中心轴2的延伸端部设有与中心孔相适配轴孔，紧固螺栓穿入中心槽，分别中心孔和轴孔采用螺纹方式连接，将皮带轮13固设在中心轴2的延伸端部。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等如果存在是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。