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：
本實用新型涉及一種雙風道雙風扇汽車發(fā)電機，是一種在低轉速下有優(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。功率的提高必然產生更多的熱量，特別是整流器等電子元件產 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子之間的間 隙(參見圖1)，由于該間隙很小(一般在O. 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。當轉速達到一定值時，才能滿足冷卻需要。在 較低轉速下，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，當轉速達到每分鐘2500 轉以上時，允許輸出額定的功率。在怠速(每分鐘1500轉)時需限定在30%額定功率，以 期保護整流器和定子。 現(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)明內容本實用新型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。 本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是包括定子、轉子、外殼和外部 風扇，定子安裝在由前、后端蓋對接構成的外殼內，轉子兩端的轉子軸轉動支撐在該前、后 端蓋的中心孔內，該轉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、后端蓋的內側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。 在所述的轉子的后端裝有軸流型的內部風扇。 所述的轉子的結構為在所述的轉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)的內面，該引線經過設在轉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)與所述的轉子軸同軸。[0009] 所述的前、后端蓋之間通過相互對應的對接企口密封連接。 在所述的后端蓋上裝有護罩，在該護罩內裝有整流器和電壓調節(jié)器，在該護罩上 設有端面通風口和環(huán)面通風口 。 本實用新型的優(yōu)點是通過增設外風道和內部風扇，大大提高了通風量和冷卻效 果，使得本實用新型發(fā)電機在每分鐘1500轉時達到55%額定值；在每分鐘1800轉時達到 80%額定值；在每分鐘2200轉時達到額定值；并且能長期工作在95t:的環(huán)境，完全滿足使 用要求。
圖1是傳統(tǒng)發(fā)電機的總體結構軸向剖視圖； 圖2是本實用新型的總體結構的軸向剖視圖； 圖3是本實用新型前端蓋的軸向剖視圖； 圖4是圖3的左視圖； 圖5是本實用新型轉子結構及內部風扇安裝示意圖； 圖6是本實用新型內部風扇的立體結構示意圖； 圖7是傳統(tǒng)發(fā)電機和本實用新型發(fā)電機輸出特性對比圖。 附圖標記說明轉子軸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IO，勵磁線圈11，引線11. 1， 內部風扇12，后端蓋13，后端蓋的通風口 13. 1，后端蓋內的凸筋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. l，護罩的環(huán)面通風口 14.2，整流器15，后軸承16， 電壓調節(jié)器17，通過轉子間隙的氣流A，通過定子與轉子之間的間隙的氣流B，通過外風道 的氣流C。
具體實施方式參見圖2 圖6，本實用新型所述的發(fā)電機結構是發(fā)電機的轉子軸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。轉子軸1上裝有兩個對稱或幾近對稱的爪極IO，兩個爪極10相互對叉裝 配，二者之間留有轉子間隙。在兩個爪極10對叉包圍的中部裝有勵磁線圈ll，后部裝有內 部風扇12，轉子軸1的兩端經前軸承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的內圈，引線11. 1用絕緣材料1. 2固定在轉子 軸1的縱向槽內。后端蓋13上安裝有整流器15和電壓調節(jié)器17以及護罩14，護罩14罩 在整流器15和電壓調節(jié)器17的外面，在護罩14上有端面通風口 14. l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首先經過整 流器15，再流經前后端蓋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經過定子與轉子的間隙，冷卻整流器15和定子、轉子。進入發(fā)電機的氣流A經 過爪極10之間的轉子間隙，冷卻整流器15和轉子。 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子之間的間隙 和轉子爪極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。 轉子后部的內部風扇12設計成軸流式，提高定子與轉子間隙和轉子爪極間隙的
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實用新
型所述的發(fā)電機通風面積的五分之一左右，在較低轉速下，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。 本實用新型的外風道的構成如圖2所示，該外風道由前后端蓋7和13內的凸筋與
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的端部設有通風窗7. 1，它是通 透的，呈環(huán)形排列。在相鄰通風窗7. l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)狀結構改為沿圓周均布并間隔設置的多個凸筋7. 2狀結構，凸筋7. 2與凸筋7. 2之間的 空隙寬度比在l : 1 1 : 2之間，形成氣流C的通道。后端蓋13與前端蓋7的結構相同， 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，轉子軸1上壓入一對爪極IO，一對爪極中間裝有勵磁線圈ll，勵磁線圈 11的引線11. 1焊接在滑環(huán)1. 1內面。引線11. 1經過轉子軸1的縱向槽并用絕緣材料(樹 脂)l. 2封固。樹脂1. 2同時支撐固定滑環(huán)1. 1與轉子軸1同軸。內部風扇12用板材制成， 風向由后向前，固定在爪極IO的后端。 本實用新型所述的發(fā)電機是這樣工作的外部動力帶動皮帶輪3轉動，皮帶輪3帶 動轉子軸1和風扇5及其爪極10、勵磁線圈11、滑環(huán)1. 1轉動，電壓調節(jié)器17加電到勵磁 線圈ll，產生轉動的磁場，切割定子繞組8產生交流電流。交流電流經過整流器15整流后 輸出。外部風扇5轉動使得發(fā)電機內部產生負壓，空氣由風電機的后部補充形成氣流。氣 流A經過內部風扇12加強后經過爪極10間的轉子間隙流動，氣流B經轉子與定子間的間 隙流動，氣流C經定子鐵芯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. l和環(huán)面通風口 14. 2進入發(fā)電機，首先對整流器15、電壓調節(jié)器17進 行冷卻，再對定子線圈8和轉子進行冷卻。 參見圖7，由于本實用新型的前后端蓋與定子鐵芯9之間形成的外風道的截面積 超過定子與轉子之間的間隙和轉子爪極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，在相同轉速的前提下，其功率輸出能力有明顯的提高。
權利要求一種雙風道雙風扇汽車發(fā)電機，包括定子、轉子、外殼和外部風扇，定子安裝在由前、后端蓋對接構成的外殼內，轉子兩端的轉子軸轉動支撐在該前、后端蓋的中心孔內，該轉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)權利要求l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 的內側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 。
3. 根據(jù)權利要求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子的后 端裝有軸流型的內部風扇。
4. 根據(jù)權利要求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子的結構 為在所述的轉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)的內面，該引線經過設在轉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)與所述的轉子軸同軸。
5. 根據(jù)權利要求l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 間通過相互對應的對接企口密封連接。
6. 根據(jù)權利要求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 裝有護罩，在該護罩內裝有整流器和電壓調節(jié)器，在該護罩上設有端面通風口和環(huán)面通風 □。
專利摘要一種雙風道雙風扇汽車發(fā)電機，包括定子、轉子、外殼和外部風扇，定子安裝在有前、后端蓋對接構成的外殼內，轉子兩端的轉子軸轉動支撐在前、后端蓋的中心孔內，蓋轉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。在所述的轉子的后端裝有軸流型的內部風扇。通過上述技術措施，本實用新型發(fā)電機在每分鐘1500轉時達到55％額定值；在每分鐘1800轉時達到80％額定值；在每分鐘2200轉時達到額定值；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H02K5/20GK201478944SQ20092016994
公開日2010年5月19日 申請日期2009年9月9日 優(yōu)先權日2009年9月9日
發(fā)明者董國慶 申請人:董國慶