[发明专利]一种三相交流永磁同步发电机系统

说明书

技术领域

本发明涉及纯电动汽车技术领域，特别是涉及纯电动汽车的增程式发电机技术领域，具体为一种三相交流永磁同步发电机系统。

背景技术

纯电动汽车是以蓄电池为直流电源、（永磁）直（交）流电动机为驱动力的一种新燃源汽车，作为动力源的电动机，必须满足电动车在各种实际路况、工况下行驶的需要，反映到动力电动机上即是负载的波动变化，那么电动机的输出、输入功率也会随时发生变化，且变化波动不仅频繁，幅度也较大，而大“安时”动力专用蓄电池组基本能满足这一要求，但其最大的问题是：当额定电量消耗完时电动车将因此丧失动力。

而为此开发的增程器是由小型汽油机拖动专用三相交流永磁同步发电机系统；在纯电动汽车的蓄电池电量消耗完时，替代动力蓄电池而持续向电动车提供电源一套装置，用以满足纯电动汽车在相同条件下正常工作和行驶。作为增程器中的发电机系统，此时也必须满足电动车在实际工况下而引起的动力驱动系统功率的频率和峰值变化的要求，并且能适时将剩余电量对蓄电池组进行动态充电，同时还需考虑到成本、体积、重量等因素的制约。

而现有技术中的发电机系统并不能满足上述需求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种三相交流永磁同步发电机系统，用于解决现有技术中的发电机系统无法满足动力驱动系统功率的频率和峰值变化的要求，也无法为蓄电池组充电的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种三相交流永磁同步发电机系统，应用于采用蓄电池组供电的纯电动汽车中，所述发电机系统包括：发电机，向纯电动汽车提供电源，所述发电机采用稀土永磁体作为励磁源；程序分配控制器，连接在发电机和蓄电池组之间，用于控制发电机和蓄电池组向纯电动汽车供电和发电机向蓄电池组充电。

在本发明的三相交流永磁同步发电机系统中，所述程序分配控制器包括：瞬时联合供电模式控制单元，分别与发电机和蓄电池组相连，当瞬时峰值电流超过发电机瞬态短路电流倍数时，用于控制形成以发电机为主蓄电池组为辅的瞬时联合供电模式。

在本发明的三相交流永磁同步发电机系统中，所述程序分配控制器还包括：蓄电池组充电控制单元，分别与发电机和蓄电池组相连，当纯电动汽车在某时间段以低于额定功率状态下运行时，控制发电机以满足电动汽车正常运行时的功率工作并利用发电机的剩余电能为所述蓄电池组动态充电。

在本发明的三相交流永磁同步发电机系统中，所述发电机采用星形连接，星形连接时引出的中线连接到程序分配控制器中，利用星形连接时三相绕组中的中心点电压三次谐波分量，提高所述发电机的输出功率。

在本发明的三相交流永磁同步发电机系统中，所述发电机中的转子采用有极靴且具有聚磁效果的切向式转子磁路结构。

在本发明的三相交流永磁同步发电机系统中，在所述发电机中的转子上设有阻尼系统磁路结构以使瞬态电流对永磁体的去磁作用接近于稳态电流时的水平。

在本发明的三相交流永磁同步发电机系统中，在所述发电机中定子绕组采用四路并联结构。

在本发明的三相交流永磁同步发电机系统中，所述发电机的功率密度为500VA/kg。

如上所述，本发明的三相交流永磁同步发电机系统，具有以下有益效果：

1、本发明的三相交流永磁同步发电机系统中的发电机采用稀土永磁体作为励磁源可以增大发电机功率的输出，通过采用程序分配控制器可控制电压调整和瞬时大的过载能力，在为纯电动汽车提供电源的同时并可控制发电机向蓄电池组的充电。所以本发明解决了现有技术中发电机系统无法满足动力驱动系统功率的频率和峰值变化的要求，也无法为蓄电池组瞬态充电的问题。

2、本发明的发电机中因为转子不设励磁绕组，没有励磁损耗和电刷之间摩擦、接触损耗，一般情况下（功率、转速一定）小功率发电机其效率也可达到90%以上。

3、本发明的发电机因采用稀土永磁体作为励磁源，所以也就不存在励磁绕组短路、断路、绝缘损坏、电刷与滑环接触不良等一系列故障因素，同时发电机的零部件数量也相应得到减少，发电机的可靠性也就进一步得到提升，同时本发明不仅效率高，而且高效率段比较宽，这有利于在负载变化较大时，仍能保持较高的效率。

附图说明

图1显示为本发明的三相交流永磁同步发电机系统的电气结构示意图。

图2显示为本发明的三相交流永磁同步发电机系统中发电机的结构示意图。

元件标号说明

1       发电机系统

11      发电机

111     冷却风扇

112     转子