[01758502]汽车用42V飞轮离心式钕铁硼永磁起动发电集成装置的研制

本课题来源于山东省科技发展计划,编号：2010GGX10401。 目前汽车使用的14V电源系统越来越不满足现代汽车电气设备对用电量的要求,而42V汽车电源系统可大幅度提高发电机、起动机的效率,显著降低汽车线束传输损耗及功率元件的电能消耗,是未来汽车电源系统的发展趋势。 QDF-500型汽车用42V飞轮离心式钕铁硼永磁起动发电装置集起动机、发电机、飞轮于一体,结构紧凑,占据空间小。采用导磁性能高、绝缘涂层好的冷轧硅钢片降低磁滞损耗,采用分数槽绕组,降低气隙磁场中的高次谐波含量,减少定子铁耗,缩短电枢绕组端部长度、提高槽满率、增加齿部磁密,减少电枢绕组铜耗。当起动发电机电枢绕组通电时,飞轮转动起动发动机工作,当发动机正常运行时,磁场旋转,电枢绕组切割磁力线,产生电动势,给汽车用电设备和蓄电池提供输出电压稳定的42V电源。该集成装置充分利用我国丰富的稀土永磁材料,减少我国匮乏铜材的消耗,实现了对传统汽车上独立安装的硅整流发电机和起动机的集成,具有结构紧凑、故障率低、电能消耗少、发电效率高等特点。 起动发电机的输出电压不仅与其转速成正比,而且还与磁性材料性能、发电机结构有关。采用高剩磁感应强度的钕铁硼永磁材料,对发电机结构进行优化设计,增加极对数、电枢绕组匝数等提高低速时的输出电压。随着发电机转速升高,输出电压也升高,当输出电压低于设置的目标稳压值时,比较电路给触发电路提供信号,使晶闸管导通,三只整流管与三只晶闸管组成三相桥式整流电路,输出直流电。当输出电压高于设定的目标稳压值时,触发电路使三相半控桥式整流电路的三只晶闸管桥臂瞬时断开,输出电压下降;当输出电压低于设置的目标稳压值时,三相半控桥式整流电路再恢复工作,输出电压再升高。周而复始,通过移相、削波、整流,输出电压稳定的直流电,解决永磁起动发电装置的磁场不可调节、输出电压直线上升以及在宽转速、宽负载范围内的输出电压不稳定问题,保证用电设备的安全性和可靠性。 主要技术性能指标：①额定电压：42V;②额定功率：500W;③额定转速：4000r/min;④工作制：连续工作;⑤绝缘等级：E级;⑥防护等级：IPX3;⑦工作温度：－40℃～＋75℃;⑧最大起动扭矩：32Nm。