[发明专利]高温高速废气涡轮电动发电机

说明书

高温高速废气涡轮电动发电机，属于汽车工程领域，包括轴、废气涡轮、励磁绕组、励磁铁心、励磁极、转子铁心、电枢绕组、电枢极和电枢铁心等，其特征在于：励磁铁心和电枢铁心分别位于转子铁心的轴向两侧；转子铁心圆周上有若干个均布的扇形通孔；励磁铁心朝向转子铁心的一侧均布有4个扇形凸出的励磁极，朝向转子铁心的一侧均布有6个扇形凸出的电枢极；相邻的两个励磁极上绕有一个励磁线圈，每个电枢极上都绕有集中式的电枢线圈。本发明的技术转子铁心转动惯量小，定转子极数少，可以高速旋转；既可以作为电动机运行又可以作为发电机运行，因此非常适合作为废气涡轮电动发电机。

技术领域

本发明涉及一种高温高速废气涡轮电动发电机，属于汽车工程领域。

背景技术

目前，燃料在汽车发动机的气缸内燃烧总能量的25%～40%转化为有效功，其余60%～75%都损失掉，其中废弃带走的能量为25%～35%，废弃能量回收具有现实意义。汽车发电机大多是由皮带轮驱动的交流发电机，该发电机发电效率在50%左右。因此发动机带动发电机发电的总效率仅由17.5%左右。这远远小于汽轮发电机的发电效率。因此利用发动机排出的废气直接驱动发电机发电，可有效利用汽轮发电机发电效率高的特点，提高汽车的燃油利用率。

废气涡轮发电机是国内外研究的热点，例如专利号为201410814049.0的授权发明专利：废气透平发电机组，（透平即turbo、涡轮的意思）提出了一种包括透平、永磁发电机和逆变器的发电机组。所述透平用以接收废气以被所述废气驱动旋转。该永磁发电机被所述透平的旋转驱动用以发电。

授权的美国发明专利：Exhaust energy recovery and generator for use withan engine，专利号：4694694，也公开了一种发动机废气回收用的发电机，其电机采用永磁转子，不能适应废气涡轮所处的高温、高速运转环境。类似的还有授权的发明专利：发动机废气涡轮驱动永磁发电机，专利号：201310473600.5。

申请号为200910231550.3的发明专利申请，废气涡轮驱动复合励磁发电机，包括废气涡轮机，前、后端盖，转子和定子，其特征在于转子包括永磁转子和电励磁转子，两者共用同一个电枢绕组，产生的磁场在磁路中并联合成。上述申请专利电机所使用的永磁转子，不能适应废气涡轮所处的高温、高速运转环境。

申请号为2016102561230的发明专利申请，一种废气涡轮驱动电励磁发电机，由轴、废气涡轮、废气涡轮壳、两套励磁绕组、两个定子铁心、两套电枢绕组、转子铁心和电机外壳组成。该发明的技术转子为一体成型制造，无励磁绕组，采用通电线圈励磁可适应废气涡轮所处的高温、高速的工作环境。

随着研究的进行，申请人发现废气涡轮电动发电机应具备较低的转动惯量和质量，以快速提供增压效果。另外还应创新励磁绕组和电枢绕组的配置方式，可以径向集中式励磁，励磁绕组总的绕线长度较小，励磁效率高。因此本发明提出了一种新型的拓扑结构，可以实现上述方案。

本申请的创新点还在于电枢绕组是是绕轴向绕制的集中式绕组，因此电枢绕组绕线长度也较小。采用通电线圈励磁可适应废气涡轮所处的高温、高速的工作环境。

发明内容

为了发明一种高温高速废气涡轮电动发电机，实现回收发动机废气能量，本发明采用如下技术方案：

高温高速废气涡轮电动发电机，由轴、废气涡轮、废气涡轮壳、励磁绕组、励磁铁心、励磁极、转子铁心、电枢绕组、电枢极、电枢铁心和电机外壳，其特征在于：

所述轴上固定有废气涡轮和转子铁心；皆呈圆盘状励磁铁心、转子铁心和电枢铁心同轴顺序排列，励磁铁心和电枢铁心固定在电机外壳上；励磁铁心和电枢铁心的圆盘中心有穿过轴的孔；

励磁铁心和电枢铁心分别位于转子铁心的轴向两侧；