[发明专利]一种风冷交流发电机

说明书

本发明提出一种风冷交流发电机，包括：转子总成、定子总成、前端盖、后端盖、外风扇和皮带轮；该转子总成与该定子总成的配置组合设置于该前端盖与该后端盖围成的空间，该转子总成包括转轴、前爪极、后爪极和内风扇，该内风扇固定安装于该后爪极并与该转轴共轴；该皮带轮位于该空间外，固定于该转轴靠近该前端盖的一端；该外风扇固定安装于该转轴并与该转轴共轴；该外风扇和该内风扇的冷却风驱动方向为自该后端盖的进风口向该前端盖的出风口。

技术领域

本发明涉及交流发电技术领域，特别是涉及一种车用交流发电机。

背景技术

农用机械车辆应用环境恶劣，多尘土、多秸秆容易造成电机堵塞，甚至烧毁，因此大部分农机采用外风扇发电机来提高防护性能，但带来的问题是外风扇发电机较相同输出能力的内风扇发电机体积更大，所需较大安装空间；随着车辆用电设备的增多，主机厂要求发电机具有更高输出，更小体积以便能够装配在紧凑型发动机上；综上所述，设计一款体积小，输出高且端盖为封闭式结构的发电机才能满足市场需求，但该类型发电机面临最大的问题是如何提升散热冷却效果。该类型发电机在较小空间内产生较高输出，定子线圈以及整流桥会产生较高的热量，前后轴承也会因为热量聚集无法有效冷却造成温度升高。目前的外风扇或内风扇发电机冷却系统均无法满足散热要求。

常见双内冷风扇电机结构如图1所示。双内冷风扇电机包括皮带轮1、前端盖2、前轴承3、定子总成4、转子总成5、后轴承6、后端盖7、整流桥8和调节器9，其中，双内冷风扇的转子总成结构如图2所示。工作时，前内风扇5a和后内风扇5b分别从前端和后端把外部的空气抽到发电机内部并流过爪极槽5c，气流分别从前端盖2和后端盖7的栅格流出带走热量，如示意图3所示。传统的内风扇发电机通过内置前风扇将冷却风从发电机前端进风口吸入发电机前端并将热风沿前端盖周边散热孔排出，通过内置后风扇将冷却风从发电机后端进风口吸入发电机后端并将热风沿后端盖周边散热孔排出。但该类型发电机为提升防护性能为封闭式端盖，因此无法采用内冷双风扇发电机。

常见外风扇发电机在工作时，外风扇将冷空气从后端盖进气口抽入，流经后轴承、转子和定子之间的气隙、最后流经前轴承流出，如示意图4所示。

传统的外风扇发电机仅通过外风扇将冷却风从发电机后端进风口沿发电机轴向抽向发电机前端出风口并将热风排出。在发电机运行转速为3500rpm左右时，发电机各零部件温度达到最高，其中前、后轴承温度约为170℃，定子前端温度约为280℃，定子后端温度约为260℃，整流桥正负极板温度接近200℃；转子总成、定子总成及整流桥得不到足够的冷却，一方面会造成发电机输出降低，另一方面会造成相关零部件寿命降低。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种风冷交流发电机，包括：转子总成、定子总成、前端盖、后端盖、外风扇和皮带轮；该转子总成与该定子总成的配置组合设置于该前端盖与该后端盖围成的空间，该转子总成包括转轴、前爪极、后爪极和内风扇，该内风扇固定安装于该后爪极并与该转轴共轴；该皮带轮位于该空间外，固定于该转轴靠近该前端盖的一端；该外风扇固定安装于该转轴并与该转轴共轴；该外风扇和该内风扇的冷却风驱动方向为自该后端盖的进风口向该前端盖的出风口。

进一步的，该转子总成还包括散热圆盘，固定安装于该前爪极并与该转轴共轴；该散热圆盘沿圆周方向设置有前导热口，该前导热口的位置对应该前爪极与该后爪极之间的爪极槽，该散热圆盘通过螺栓固定于该转子总成的前爪极。

优选的，该外风扇为沿轴中心射线分布的直风扇，该外风扇通过该皮带轮压紧固定在该转轴的前轴承端面上。

优选的，该内风扇为沿轴中心射线分布的直风扇，该内风扇沿圆周方向设置有后导热口，该后导热口的位置对应该前爪极与该后爪极之间的爪极槽，该内风扇通过螺栓固定于该后爪极。

优选的，该前端盖和该后端盖的外侧壁设置有散热栅结构。