[发明专利]回收发动机废气能量的涡轮发电机

说明书

回收发动机废气能量的涡轮发电机，属于电气工程领域，包括轴、废气涡轮、废气涡轮壳、永磁体、永磁磁轭、转子铁心、电枢线圈、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；永磁磁轭、转子铁心和电枢铁心皆呈圆盘状，永磁磁轭和电枢铁心固定在电机外壳上；永磁磁轭和电枢铁心的圆盘中心有穿过轴的孔；永磁磁轭和电枢铁心分别位于转子铁心的轴向两侧；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

本发明涉及一种回收发动机废气能量的涡轮发电机，属于电气工程领域。

背景技术

相关研究表明，发动机工作时，一般转化为有效功的热当量约占燃料燃烧产生热量的35％～40％，冷却水带走的热量占20％～30％，尾气带走的热量为30％～40％。而发动机的排气温度高，如果能够充分利用这部分余热，将会明显提高燃料的利用率。因此汽车废气能量回收技术已成为汽车工业发展的必然趋势。

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，废气涡轮驱动符合励磁发电机，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。类似的授权发明申请号为200910232550.3的发明专利申请，一种复合励磁发电机；申请号为201110293501.X一种废气涡轮驱动的盘式双转子永磁发电机。

随着研究的进行，本申请发明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的。本发明的技术进气口温度较低能适应永磁体工作。转子铁心转动惯量小，定转子极数少，可以适应高温高速运转环境。

发明内容

为了发明回收发动机废气能量的涡轮发电机，实现回收发动机废气能量，本发明采用如下技术方案：

回收发动机废气能量的涡轮发电机，包括轴、废气涡轮、废气涡轮壳、永磁体、永磁磁轭、转子铁心、电枢线圈、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。

永磁磁轭、转子铁心和电枢铁心皆呈圆盘状，永磁磁轭和电枢铁心固定在电机外壳上；永磁磁轭和电枢铁心的圆盘中心有穿过轴的孔；永磁磁轭和电枢铁心分别位于转子铁心的轴向两侧；转子铁心圆周上均布有8k个扇形通孔，k为正整数；永磁磁轭朝向转子铁心的一侧沿圆周方向均布固定10k个扇形永磁体。

电枢铁心朝向转子铁心的一侧沿圆周方向带有10k个均布的扇形凸出的电枢极；永磁体端面的扇形和电枢极端面的扇形外形一致且在轴向上对齐；永磁磁轭、电枢铁心由绕轴线卷绕的硅钢片进行线切割制成；每相邻的5个充磁方向相同的永磁体组成一组永磁体，相邻的两组永磁体充磁方向相反；每个电枢极上都绕有集中式的电枢线圈，相邻电枢线圈的绕制方向相反。

如上所述回收发动机废气能量的涡轮发电机，其特征在于：转子铁心的扇形通孔内填充有非导磁轻质材料；扇形通孔的外侧有固定圈。