一种增程式电动车燃气轮发电机

摘要

一种增程式电动车燃气轮发电机，属于电气工程领域，包括静叶栅、动叶栅、励磁铁心、励磁绕组、轴、转子铁心、电枢铁心、电枢绕组和电机外壳。其特征在于：燃气流经静叶栅后推动动叶栅和转子铁心绕轴旋转；转子铁心的一侧是励磁铁心，另一侧是电枢铁心；转子铁心圆周上有若干个均布的扇形通孔；励磁铁心沿圆周方向均布有若干个向转子铁心一侧突出的励磁极，电枢铁心沿圆周方向均布有若干个向转子铁心一侧突出的电枢极。本发明的技术可充分发挥燃气轮发电机发电效率比内燃机带动发电机发电效率高的优点；转子铁心转动惯量小，且可以高速旋转，因此非常适合作为增程式电动车燃气轮发电机。

权利要求

1.一种增程式电动车燃气轮发电机，包括静叶栅、动叶栅、励磁铁心、励磁绕组、轴、转子铁心、电枢铁心、电枢绕组和电机外壳，其特征在于：所述静叶栅、动叶栅、励磁铁心、转子铁心和电枢铁心皆呈圆盘状，静叶栅、励磁铁心和电枢铁心固定在电机外壳上，动叶栅和转子铁心固定在轴上，励磁铁心和电枢铁心的圆盘中心有穿过轴的孔；燃气流经静叶栅后推动动叶栅和转子铁心绕轴旋转；

转子铁心的一侧是励磁铁心，另一侧是电枢铁心；

转子铁心圆周上有若干个均布的扇形通孔；

励磁铁心沿圆周方向均布有若干个向转子铁心一侧突出的励磁极，励磁极的端面呈扇形，各个励磁极由励磁铁心的轭部连接；

电枢铁心沿圆周方向均布有若干个向转子铁心一侧突出的电枢极，电枢极的端面呈扇形，各个电枢极由电枢铁心的轭部连接；

励磁极和电枢极在轴向上对齐。

2.如权利要求1所述的一种增程式电动车燃气轮发电机，其特征在于：所述转子铁心的扇形通孔数量为5k，k为正整数；励磁铁心上的励磁极和电枢铁心上的电枢极数量皆为4k，每四个励磁极上绕有一个励磁绕组，相邻励磁绕组的绕制方向相反；

每个电枢极上都绕有集中式的电枢绕组，相邻电枢绕组的绕制方向相反。

3.如权利要求1所述的一种增程式电动车燃气轮发电机，其特征在于：励磁极和电枢极的内径相同，转子铁心的扇形通孔的内径比电枢极的内径小；励磁极和电枢极的外径相同，转子铁心的扇形通孔的外径比电枢极的外径大。

4.如权利要求1所述的一种增程式电动车燃气轮发电机，其特征在于：所述励磁铁心和电枢铁心由卷绕成盘状的硅钢片线切割制成。

说明书

一种增程式电动车燃气轮发电机

技术领域

[0001] 一种增程式电动车燃气轮发电机，属于电动车工程技术领域。

背景技术

[0002] 鉴于目前纯电动汽车电池续航里程不足，增程式电动车作为一种过渡技术出现在纯电动汽车领域。相较于传统电动车，增程式电动车增加了一个燃料发动机，有效改善了纯电动汽车续航里程短的问题。在电动车行驶一定里程后，电池电量降低到设定值时，可以通过发电机组以曾程模式行驶。

[0003] 在公开的专利中，少有涉及到曾程式电动车发电机的专利申请。例如申请号为201210264800.5的专利：一种增程式电动汽车用增程发电机。包括定子、转子、励磁机、整流器、水冷机壳和轴承。该申请采用电励磁双凸极无刷发电机，外接整流器即可构成直流发电系统，电动机发电状态灵活。

[0004] 相比于上述增程式发电机，本申请采用燃气轮发电机具有输出功率范围广，启动和运行可靠高、发电质量好、重量轻、体积小、维护简单、低频噪声小等优点。由于发电机工作时只有旋转运动，电调反应速度快，工作特别平稳，发电机输出电压和频率的精度高，波动小。

[0005] 专利申请号为201620449971.9的专利：一种微型燃气轮发电机。包括涡轮机、压气机、电机、2个径向轴承、1个止推轴承及燃烧室。该实用新型可实现在气浮状态下超高速稳定旋转。可以作为生活小区、酒店，医院及偏远地区的备用电源，也可作为紧急事件、野外作业的移动电源。该电机由于成本过高，不适宜用在电动汽车上。

[0006] 另外，还有一些混合动力汽车专利涉及燃气轮发电机。例如：申请号为200920010941.8的专利：串联型混合动力电动车。包括车体、微型燃气轮发电机组。动力电池组等等。微型燃气涡轮发电机组布置在车体后部。该新型结构设计合理。节省燃料、噪音小。

[0007] 燃气发电机以液化气、天然气等可燃气体作为燃烧物，是一种新型、高效的新能源发电机。本发明的技术可充分发挥燃气轮发电机发电效率比内燃机带动发电机发电效率高的优点；转子铁心转动惯量小，且可以高速旋转。

发明内容

[0008] 本发明的技术可充分发挥燃气轮发电机发电效率比内燃机带动发电机发电效率高的优点；转子铁心转动惯量小，且可以高速旋转，因此非常适合作为增程式电动车燃气轮发电机。

[0009] 采取的技术方案是：

[0010] 一种增程式电动车燃气轮发电机，包括静叶栅、动叶栅、励磁铁心、励磁绕组、轴、转子铁心、电枢铁心、电枢绕组和电机外壳，其特征在于：

[0011] 所述静叶栅、动叶栅、励磁铁心、转子铁心和电枢铁心皆呈圆盘状，静叶栅、励磁铁心和电枢铁心固定在电机外壳上，动叶栅和转子铁心固定在轴上，

[0012] 励磁铁心和电枢铁心的圆盘中心有穿过轴的孔；燃气流经静叶栅后推动动叶栅和转子铁心绕轴旋转；

[0013] 转子铁心的一侧是励磁铁心，另一侧是电枢铁心；转子铁心圆周上有若干个均布的扇形通孔；

[0014] 励磁铁心沿圆周方向均布有若干个向转子铁心一侧突出的励磁极，励磁极的端面呈扇形，各个励磁极由励磁铁心的轭部连接；

[0015] 电枢铁心沿圆周方向均布有若干个向转子铁心一侧突出的电枢极，电枢极的端面呈扇形，各个电枢极由电枢铁心的轭部连接；励磁极和电枢极在轴向上对齐。

[0016] 如上所述的一种增程式电动车燃气轮发电机，所述转子铁心的扇形通孔数量为5k，k为正整数；励磁铁心上的励磁极和电枢铁心上的电枢极数量皆为4k，每四个励磁极上绕有一个励磁绕组，相邻励磁绕组的绕制方向相反；

[0017] 每个电枢极上都绕有集中式的电枢绕组，相邻电枢绕组的绕制方向相反。

[0018] 如上所述的一种增程式电动车燃气轮发电机，励磁极和电枢极的内径相同，转子铁心的扇形通孔的内径比电枢极的内径小；励磁极和电枢极的外径相同，转子铁心的扇形通孔的外径比电枢极的外径大。

[0019] 如上所述的一种增程式电动车燃气轮发电机，所述励磁铁心和电枢铁心由卷绕成盘状的硅钢片线切割制成。

[0020] 本发明的有益效果是：

[0021] 1电机结构简单，坚固耐用，适合燃气轮机驱动的高速运行；

[0022] 2各相绕组完全隔离，励磁绕组和电枢绕组隔离，短路电流不会引起故障的传播，提高了可靠性；

[0023] 3励磁绕组和电磁绕组易于散热，能够适合高速运行环境；

[0024] 4本发明的电机绕组皆为集中式绕组，内阻小，效率高；

[0025] 5转子铁心只有一个带通孔的转盘，质量轻，转动惯量小，响应迅速；

[0026] 6转子铁心导磁面积大，在同样饱和的磁密下，本申请的技术磁通量大，反电势高，电机功率大。

附图说明

[0027] 图1是本发明增程式电动车燃气轮发电机的剖视图。其中1、轴封，2、静叶栅,3、动叶栅,4、励磁铁心,5、励磁绕组,6、轴，7、转子铁心,8、后端盖9、电枢铁心,10、电枢绕组，11、电机外壳。

[0028] 图2是励磁极示意图。其中4、励磁铁心，5、励磁绕组。

[0029] 图3是转子铁心示意图。其中6、轴，7、转子铁心。

[0030] 图4是电枢极示意图。其中9、电枢铁心，10、电枢绕组。

具体实施方式

[0031] 本发明提供增程式电动车燃气轮发电机，为使本发明的技术方案及效果更加清楚、明确，以及参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0032] 图1是本发明增程式电动车燃气轮发电机的剖视图。如图所示，所述增程式电动车燃气轮发电机由静叶栅、动叶栅、励磁铁心、励磁绕组、轴、转子铁心、电枢铁心、电枢绕组和电机外壳，其特征在于：所述静叶栅、动叶栅、励磁铁心、转子铁心和电枢铁心皆呈圆盘状，静叶栅、励磁铁心和电枢铁心固定在电机外壳上，动叶栅和转子铁心固定在轴上，励磁铁心和电枢铁心的圆盘中心有穿过轴的孔；燃气流经静叶栅后推动动叶栅和转子铁心绕轴旋转；转子铁心的一侧是励磁铁心，另一侧是电枢铁心；转子铁心圆周上有若干个均布的扇形通孔；

[0033] 励磁铁心沿圆周方向均布有若干个向转子铁心一侧突出的励磁极，励磁极的端面呈扇形，各个励磁极由励磁铁心的轭部连接；电枢铁心沿圆周方向均布有若干个向转子铁心一侧突出的电枢极，电枢极的端面呈扇形，各个电枢极由电枢铁心的轭部连接；励磁极和电枢极在轴向上对齐。

[0034] 图2是励磁极示意图，每四个励磁极上绕有一个励磁绕组，相邻励磁绕组的绕制方向相反；所述励磁铁心由卷绕成盘状的硅钢片线切割制成制成。本实施例励磁铁心上的励磁极数量是8。

[0035] 图3是转子铁心示意图，本实施例所述转子铁心的扇形通孔数量为10；所述转子铁心由导磁材料制成。

[0036] 图4是电枢极示意图，每个电枢极上都绕有集中式的电枢绕组，相邻电枢绕组的绕制方向相反。励磁极和电枢极的内径相同，转子铁心的扇形通孔的内径比电枢极的内径小；励磁极和电枢极的外径相同，转子铁心的扇形通孔的外径比电枢极的外径大。所述电枢铁心卷绕成盘状的硅钢片线切割制成制成。电枢极上的电枢极数量是8。

[0037] 其工作原理为：

[0038] 由于本发明的电励磁磁极和电枢极在轴向上对齐，因此当转子铁心能导磁的部分与电枢极对齐时，该电枢极匝链的磁阻最小、电枢绕组磁链最大；当转子铁心的扇形通孔对齐电枢极时，该电枢极匝链的磁阻最大、电枢绕组磁链最小。

[0039] 当转子铁心能导磁的部分逐渐靠近电枢极时，该相电枢绕组与励磁绕组的互感在增加；该相电枢绕组的自感也在增加。当转子铁心能导磁的部分脱离电枢极时，该相电枢绕组与励磁绕组的互感在增加；该相电枢绕组的自感也在增加。

[0040] 本申请电机电枢绕组与励磁绕组的互感、电枢绕组匝链的磁链也在不断变化，因此如果给励磁绕组通电提供励磁磁场并移动转子铁心，则电枢绕组会产生感应电动势。这就是本申请电机作为发电机运行的原理。