汽车交流发电机可靠性探析及改进探究

《汽车交流发电机可靠性探析及改进探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、汽车交流发电机可靠性探析及改进探究[摘要]该文通过对现今国内外汽车交流发电机实际应用的调查和分析，对汽车交流发电机在设计过程中，影响可靠性的常见问题进行归纳与分类，并从使用的角度，分别对其各部件（定子、转子、轴承、风扇、调节器、整流器等）进行分析与总结，有针对性地提出对常见问题的解决办法和措施，以使汽车交流发电机的机械强度、热负荷、电磁兼容性、噪音、密封防护等满足更优化的功能要求。[关键词]汽车交流发电机可靠性改进0引言随着国内汽车工业的发展和汽车市场的日益成熟，尤其是加入WTO后，国外先进标准、产

2、品的示范效应和国内同行业产品的竞争压力，使国内汽车工业包括汽车电气行业也发生了深刻的变化，产品更新速度加快、产品功能和外观更加多样化和人性化、产品可靠性要求显著提高。本文就汽车交流发电机的设计，结合在生产上的实践应用，对如何提高其可靠性进行探讨。1　汽车发电机的结构与功能5汽车交流发电机的结构主要由定子、转子、轴承、风扇、调节器、整流器等组成[1]，这些部件必须满足机械强度、热负荷、电磁兼容性、噪音、密封防护等方面的功能要求。因此，从失效后带来的后果来讲，定子、转子，轴承、调节器、整流器等任何一个零

3、部件的早期失效（这些失效形式往往和机械强度、热负荷、密封防护等有关），都会带来电机整个功能的丧失，它们的危害程度是第一位的。而风扇、绝缘件、皮带轮等零部件失效（它们往往也和机械强度有关），虽不会造成电机整个功能的丧失，但会给用户造成不必要的麻烦，它们重要性是第二位的。而涉及到电磁兼容性、噪音等功能问题，只会给用户造成不适，因此应属于第三位[2]。提高电机的可靠性必须从这些方面入手，有针对性地进行设计完善，做到既保证功能又满足可靠性要求。2　汽车发电机各机构部件的可靠性探讨与改进2.1汽车发电机定子的

4、可靠性探讨与改进影响定子可靠性的因素主要有：定子的通风散热能力、机械连接强度以及其热负荷，漆包线、槽绝缘、浸漆的热级[3]。对于内风扇电机，由于大部分热量均需从绕组端部散出，绕组端部需保证一定长度（一般为22～25mm)5[4]，端部长度过短会因散热不畅引起电机温升过高，过长则同样会因铜耗过多引起电机温升过高。而对于外风扇电机，因其定子散热主要通过铁心进行，则没有必要增加绕组端部长度。不过调整绕组端部长度只是一种辅助的方法，较有效的方法是在定子外径一定的前提下，配对加大爪极及铁芯长度，从而减少绕组匝

5、数，增加绕组线径，降低定子的线负荷，从而内部降低定子温升。此外，在机械连接方面，可采用止口压紧或螺栓定位的方式来防止定子在受热状态下，因和端盖热膨胀系数不同而产生的松动、打转现象。2.2汽车发电机转子的可靠性探讨与改进影响转子的可靠性因素主要有机械强度、电磁或气动噪音、激磁绕组的电流密度以及各组成部件的绝缘性能等[5]。内风扇发电机和外风扇发电机由于结构不同，对电机可靠性的影响也有所不同。对于外风扇发电机，影响其可靠性的因素主要为爪极强度、热处理状态以及其与轴的配合状况，只要在上述方面得到保证，一般

6、不会产生严重影响可靠性的问题。而对于内风扇电机来说，除了需对以上问题考虑外，还必须对爪极的气动和电磁噪音、激磁线圈的防转措施、滑环的可靠性进行综合控制。常见问题与改进措施：爪极的气动噪音可以用常用的12极电机为例进行分析，由于爪极电机定子均采用每极3槽的方法进行设计，每个爪极便对应定子的36个槽，此36槽经嵌线后便在绕组端部两边各形成36个不规则孔洞，此36个孔洞刚好在位置上对应着爪极的爪5根部。对于12极电机来说，每个磁极有6个极爪和6个间隔，刚好类似于一个有6个均布叶片的风扇，当爪极高速旋转时，

7、爪极根部形成的气流就穿过绕组端部的孔洞，引起电机的啸叫，形成噪音[5]。因此需在端面增加挡风板以阻断风路(如图1左所示），或者在爪极根部增加倒角（如图1右示），以降低其风扇效应。而爪极的电磁噪音是由于电机的电枢反应引起的，这除了保证电机的气隙以外（一般0.35mm以上），还需对爪极侧面倒角,以增大电枢反应路径长度，削弱电枢反应强度，最后便形成菱形爪极（图1右所示）。对于激磁线圈来说，由于电机高速旋转带来的惯性力，激磁线圈会相对于导磁轭发生转动，从而拉断激磁线引起电机故障。激磁线圈的转动可分为两种，即

8、激磁线圈架的转动、激磁绕组的转动，激磁线圈架的转动可以通过在激磁线圈架上增加卡于爪极底部的止动凸起来限制，但激磁绕组的转动必须通过在爪极增加浸漆导向槽和在线圈加上增加浸漆导向孔来限制，在加热状态下，漆流通过此导向孔使激磁绕组整体得到浸泽，最后和激磁线圈架形成一个整体，从而使绕组不能发生相对滑动而拽断引线。对于滑环来说，先采用酚醛压塑料制作成整体形式，再将其压于转轴上后进行接线是一种可靠的方式，它可以避免塑压过程形成的短路故障，增加电机的可靠性。图1发电机转子2.3汽车