摘要：介绍了车用永磁发电机的研制过程，阐述了设计特点、关键技术及其解决办法，其中提出了两个技术方案：单极隔磁永磁转子的磁路结构，采用桥式半控整流稳压电路来控制永磁发电机的输出电压。并对其技术的可行性作了相应的论证．简要介绍了单极隔磁结构的磁路设计方法。

关键词：电机}永磁发电机}车用发电机}磁路；整流稳压

中图分类号：tm313    文献标识码：a    文章编号：1001-6848(2000)01-0049-05

    永磁发电机以其结构简单、工作可靠、效率高、经济性好等优点，早在非电起动的摩托车、拖拉机等机动车上广泛应用。但由于稳压性能极差，发电机要做成多个相对独立的电枢绕组，相当于多个独立的小发电机，如图1所示，每个绕组对应于一个负载并联连接，形成独立的供电回路，而且负载与发电机的功率还要相互匹配，否则会因负载轻、发电机功率大、端黾压升高而导致用电器被烧坏；或者负载大，发电机功率小，端电压偏低，造成工作不正常。尽管将发电机做得如此复杂，而且严格按要求匹配负载，其发电机的输出端电压仍会随发电机转速的变化而变化。在实际使用中，摩托车和小型拖拉机的大灯，在发动机怠速时灯光很暗，不能满足照明要求，发动机高速运转时灯光很亮，又容易烧毁灯泡。车用发电机，在这里主要是指汽车上使用的发电机，也包括各种电起动车辆及固定动力用发电机，由于使用中的转速和负载变化范围都很大，而且还与蓄电池并联工作，因此，对其输出端电压的稳定性有很高的要求。所以，长期以来电起动车辆都是采用电励磁发电机，即直流发电机（早期）和硅整流交流发电机，通过调节励磁磁场实现对输出端电压的调节。而以前的永磁发电机，由于稳压性能差而一直不能用于电起动车辆。贵州大科达技术实业公司研制的车用永磁发电机，成功地解决了永磁发电机在变转速变负载工况下的电压稳定的重大难题，而且还设有短路和极性错接保护。于1993年4月通过省级技术鉴定：“属国内空白”，其“中试”系贵州省科技“八五”攻关计划项目，1996年6月通过“中试”鉴定：“属国内****水平”，1998年被国家科委列入“九五”国家科技成果重点推广计划指南项目。

    主要技术指标如表1所示。

    选择钕铁硼稀土永磁材料

    剩余磁通密度：br=l. 08～1.12t

    内矫顽力：hcj=2t

    ****磁能积：[bh]max=222. 88～238. 8kj/m3

    回复磁导率：u rec =1.1

    韦氏硬度；hv=600

    密度：d=7.5×l03kg/m3

    工作温度：to=120摄氏度

    车甩发电机一般都采用爪极式转子，因为爪极式结构的强度较高，容易满足发电机高速工作的强度要求。爪极式转子的漏磁较大，纵轴电枢反应对永体的去磁作用较小，具有较强的过载能力。本课题采用的爪极式永磁转子如图2所示，由转子轴1、隔磁套2、隔磁爪极3、隔磁圈4、永磁体5和爪极6构成。

    一般的永磁转子轴都采用不导磁材料如青铜、镍基不锈钢等制成，以免磁短路，但这些不导磁材料的刚性和强度都很差，且成本高，我们采用钢轴加单极隔磁的结构，可提高强度，降低成本。该轴的另一特点是结构上采用台肩后置，装配后如图3所示，拧紧前端的螺母8，由螺母和轴的台肩1将皮带轮7、风扇6、外衬套5、轴承（内圈）4、内衬套3和爪极2全部夹紧，这种结构可有效防止爪极在轴上打滑，提高转子的工作可靠性，还提高了转子组件的刚性。