汽车用稀土永磁发电机研究与展望

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1、汽车用稀土永磁发电机的研究与展望马建伟(邢台职业技术学院，河北邢台054035)摘要：介绍汽车用发电机的现状，论述稀土永磁发电机结构简单、高效率、高性能的特点，分析稀土永磁发电机的结构和稳压原理．指出汽车用稀土永磁发电机的应用前景。关键词：稀土；永磁发电机；无刷中图分类号：U463．631文献标识码：A文章编号：1003—8639(2010)08-0023-03ResearchandProspectonRare-earthPermanent-magnetGeneratorforVehiclesMAJian—wei(Xingt

2、aiPolytechnicCollege，Xingtai054035，China)AbsWa~：eauthorintroducesthestatusofvehiclegenerator，elaboratesthefeaturesofsimplestructure，higheficiencyandhigh—performanceoftherare—earthpermanent—magnetgeneratorbyanalyzingitsstructureandvoltage·regulationprinciple，andpoin

3、tsoutitsapplicationprospect．Keywords：rareearth；permanent—magnetgenerator；brushless1目前汽车用发电机现状的缺点。其中南京航空航天大学设计了永磁体磁场目前，汽车使用的发电机主要是硅整流发电为主磁场，电励磁为辅助磁场的混合励磁发电机，机．它通过电励磁绕组的励磁电流产生磁场，通过它能够较好地调整发电机的输出电压．运行可靠性励磁绕组的电能只有很少一部分转换为用于发电的较高．但发电机电励磁部分的水平磁极的两侧都为磁能，电能利用率低，电能的消耗大；转子的励

4、磁长度较小气隙，加工和装配精度要求非常高，这显绕组易出现烧毁、断线等故障，这样势必增加了汽然增加了装配工时和制造成本。湖南大学提出了双车维护成本。硅整流发电机有两种类型，其一是有电压复合励磁同步发电机励磁控制器的设计方案，刷硅整流发电机，该发电机存在电刷滑环结构，因但这种方案结构使用了单片机、霍尔传感器等价格电刷滑环容易磨损．因而大大缩短了发电机的使用比较高的元件，增加了控制系统的成本，而且结构寿命，故其故障率较高；其二是无刷硅整流发电比较复杂。俄罗斯和日本研制的发电机大都采用永机，该发电机取消了电刷滑环结构，解决了有刷硅磁

5、磁场和电励磁磁场耦合的方式来进行磁场调节，整流发电机寿命短、故障率高的问题，但是它增加发电机结构比较复杂。这些研究主要是在实验阶了磁路气隙的长度，所以使发电机的效率降低，增段，提出很多新的想法，但未见在汽车上使用，主加了励磁电能的消耗。此外，硅整流发电机还存在要原因在于很难在汽车变转速变负载的情况下实现以下的问题，在交通拥挤的城市，车辆开不快，发较好的稳压输出，结构复杂和制造成本较高。电机输出电压和输出功率达不到额定值，这样，发电机既不能为蓄电池补充充电。也无力向点火系统2稀土永磁发电机的优点和其它用电设备供电，整个汽车所需

6、要的电能只能1)我国稀土资源丰富，储量占全世界43％以由蓄电池来提供，导致需要频繁更换蓄电池，增加上，稀土产量占世界88％左右，均居世界首位，因了充电次数，缩短了蓄电池的使用寿命。而且往往而我国稀土价格远低于国际市场，为稀土永磁发在汽车行驶途中，因为蓄电池的电力不足，造成汽电机的发展提供了物质保障。车抛锚，带来了许多麻烦⋯。2)稀土永磁材料具有高剩磁密度、高矫顽力、国内外许多科研单位、企业投入了大量资金进高磁能积和线性退磁曲线的优异磁性能，特别适合行车用混合励磁发电机的开发研制工作。混合励磁于制造电机。发电机磁场主要由永磁体

7、提供，励磁绕组只起调节3)结构简单，工作可靠。永磁发电机避免了磁场作用，克服了硅整流发电机带有电刷滑环装置普通硅整流发电机的励磁绕组易烧毁、断线，以及修改稿收稿日期：2010—05—28作者简介：马建伟(1981一)，男，河北迁安人，硕士研究生，邢台职业技术学院汽车工程系教师。●一个人只有时刻保持幸福快乐的感觉，才会使自己更加热爱生命，热爱生活·《汽车电器》2o1o年第8期洒电刷、滑环易磨损等问题，可靠性提高。2)径向励磁转子制造工艺简单．但生产效率4)效率高。发电机用稀土永磁材料励磁．不较低，不适用于大批量生产。另外，由于

8、极间漏磁需电励磁绕组的电能消耗，仅此一项即可提高发电较大，充磁较为困难，容易造成永磁体的不均匀磁效率l0％～15％。转子的设计采用永磁转子，无需励化，并且使转子直径增大，导致发电机外径加大【5】。磁电流即可提供旋转磁场．转子也没有电励磁转子径向励磁转子结构示意如图4所示。电刷与滑环之间的机