摘  要  主要闡述車(chē)用永磁發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)、性能特點(diǎn)、研制現(xiàn)狀，并指出我國(guó)發(fā)展車(chē)用永磁發(fā)電機(jī)的優(yōu)勢(shì)及前景。

敘  詞  永磁電機(jī)發(fā)電機(jī)特點(diǎn)現(xiàn)狀發(fā)展

 

    汽車(chē)發(fā)電機(jī)是汽車(chē)電器系統(tǒng)中的重要部件，為了適應(yīng)汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的需要，從60年代使用硅整流發(fā)電機(jī)到現(xiàn)在，其結(jié)構(gòu)形式已發(fā)生了很大變化，因?yàn)樵絹?lái)越多的汽車(chē)要求發(fā)電機(jī)具有比功率大、高效節(jié)能、可靠性高、使用方便等特點(diǎn)，所以，現(xiàn)在使用的硅整流發(fā)電機(jī)普遍采用內(nèi)裝調(diào)節(jié)器，無(wú)刷或內(nèi)裝雙風(fēng)扇等結(jié)構(gòu)，但始終不能滿足現(xiàn)代汽車(chē)的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

    近年，隨著稀土永磁材料的發(fā)展，高性能永磁材料的出現(xiàn)，以及永磁發(fā)電機(jī)穩(wěn)壓?jiǎn)栴}的解決，為汽車(chē)發(fā)電機(jī)向大功率、小體積、高效、高可靠性方面發(fā)展提供了條件。

“九五”******重點(diǎn)推廣項(xiàng)目

    由于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)變速機(jī)構(gòu)，相應(yīng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速也在很大范圍內(nèi)變化，通常要求發(fā)電機(jī)在1 000～10000r/min甚至更寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)能正常工作。根據(jù)電磁原理可知，永磁發(fā)電機(jī)輸出交流電勢(shì)e—k，可見(jiàn)，感應(yīng)電勢(shì)與輸出轉(zhuǎn)逮、有效磁通成正比。因此，無(wú)論轉(zhuǎn)速變化還是有效磁通變化（負(fù)載變化引起的電樞反應(yīng)，會(huì)造成有效磁通變化）均會(huì)造成電

壓波動(dòng)，且波動(dòng)范圍很大，高速時(shí)，交流電壓往往在100v以上，而標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定汽車(chē)發(fā)電機(jī)輸出電壓僅為14v或28v，顯然，像這樣的高電壓是不適應(yīng)汽車(chē)需要的。如何實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，已成為永磁發(fā)電機(jī)能否用于汽車(chē)的關(guān)鍵。

    摩托車(chē)、拖拉機(jī)、農(nóng)用車(chē)等均采用永磁發(fā)電機(jī)，絕大部分還配有電子穩(wěn)壓器，通常采用的電路有兩種，如圖1、圖2所示。實(shí)質(zhì)都是能耗穩(wěn)壓，并沒(méi)有科學(xué)的解決穩(wěn)壓?jiǎn)栴}，所以，這種電路不可能用于汽車(chē)永磁發(fā)電機(jī)。

    小四輪農(nóng)用車(chē)一般采用第一種穩(wěn)壓電路[1]，而摩托車(chē)常用后一種穩(wěn)壓電路[2]，例如，qmioo（野馬）、k100（雄風(fēng)）等均采用后一種方案。從電路分析可知，這兩種穩(wěn)壓方式.

    目前，有成熟的穩(wěn)壓電路已用于生產(chǎn)實(shí)踐，且該電路還設(shè)有短路、錯(cuò)接保護(hù)裝置，電路框圖見(jiàn)圖3。

    該電路通過(guò)控制晶體管的導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，無(wú)論轉(zhuǎn)速和負(fù)載怎么變化，在發(fā)電機(jī)輸出端，始終能保證14v或28v電壓，并且，這種電路穩(wěn)壓精度極高，通過(guò)測(cè)試可知，調(diào)節(jié)電壓能力，負(fù)載特性，轉(zhuǎn)速特性方面均滿足汽車(chē)使用要求。

    由于永磁發(fā)電機(jī)采用****永磁體（釹鐵硼），磁能積高，材料消耗少，整機(jī)體積和重量明顯減小，500w車(chē)用永磁發(fā)電機(jī)與350w硅整流發(fā)電機(jī)重量相當(dāng)。

    電機(jī)轉(zhuǎn)子采用永磁結(jié)構(gòu)，不存在激磁損耗、碳刷與滑環(huán)的摩擦損耗，效率高。圖4為兩種電機(jī)效率測(cè)試曲線。比較可知，永磁發(fā)電機(jī)比硅整流發(fā)咆機(jī)效率高百分之15～20，節(jié)能效果甚為明顯，可使汽車(chē)減少燃油消耗，降低排放污染。

  

    永磁發(fā)電機(jī)無(wú)碳刷、滑環(huán)、激磁繞組，不存在轉(zhuǎn)子發(fā)熱、線圈及滑環(huán)的損壞，機(jī)內(nèi)****磨損件僅有軸承，適宜惡劣環(huán)境下工作。

    車(chē)用永磁發(fā)電機(jī)在高溫、高速、拋負(fù)載工況下的穩(wěn)壓現(xiàn)已****解決，標(biāo)志著主要研究工作已經(jīng)結(jié)束，工藝也日趨完善，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面基本定型，通常采用爪極式和切向式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，但在優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的工作，還比較欠缺，如何做到合理選擇磁鐵工作點(diǎn)，使之在滿足電機(jī)性能的前提下，做到****的幾何尺寸和最少的材料消耗。