新型车用永磁发电机及其应用前景

一、车用新型永磁发电机开发应用
    目前，国内外车用发电机主要是硅整流发电机。其主要缺点如：由电励磁绕组产生磁场，
转子励磁绕组易烧毁、断线，消耗电能多，而且必须由蓄电池提供励磁电流才能发电，这
样势必增加了汽车成本。硅整流发电机带有碳刷滑环结构，滑环直径大，线速度高，碳刷
容易磨损，寿命短，故障率高；另一种是无刷发电机，它增加了磁场气隙，漏磁大，材
料利用率低，成本高。国内车用发电机主要是铁氧体永磁交流发电机，功率在 200W 以下，
不能直接给车用刮雨器、暖风机、电喇叭等提供直流电源，也不能给蓄电池充电。
    近几年国内外采用新一代稀土 NdFeB 永磁材料，改造传统的爪极汽车交流发电机，配
以大功率晶体管精密控制和稳压电路，构成技术先进的永磁汽车发电机系统。如 JFYW 系
列车用永磁交流发电机，采用钕铁硼永磁，与线绕励磁发电机相比，没有黑色金属铸
（锻）造的爪极和磁轭，没有励磁线圈，没有电刷和集电环。该产品具有结构简单、运行
可靠、寿命长、体积小、重量轻、损耗少、效率高、成本低以及提高整车电气性能等显著优点，
并对车载电器不产生干扰，减少电瓶的充、放电频率，处长电瓶的使用寿命，在电瓶完全
无电或脱离电瓶的特殊情况下，汽车仍可起动行驶。由于此系列发电机具有低转发电的独
特设计，因此，受到广大城市公交系统及长时间低速慢行，频繁起动停车用户的广泛认
可与应用。

二、永磁发电机结构
    车用永磁发电机包括机壳、转子、定子等部件。在转子钢轴的外面固定有弱导磁圆套，弱
导磁圆套外设有凹槽，凹槽上镶有导磁块和超强永磁块，导磁块和超强永磁块的数目比
为 2 1

∶

，两块导磁块和中间夹住的一块超强永磁块组成一对磁极，两对磁极之间用弱导

磁材料相隔，每个磁极的相邻极性相反。
    该发电机适用于汽车、工程机械等机动车辆以及固定动力装置作为充供电之电源。它由
永磁体励磁的三相同步发电机发电，通过整流后输出，与蓄电池并联向汽车用电设备供
电，同时也可以向蓄电池充电。该发电机在研制中不仅成功地解决了永磁发电机在变转速、
变负载工况下的稳压问题，而且解决了永磁发电机的短路、错接保护问题，具有稳压精度
高、效率高、低压充电性能好、比功率大等优点，有着广阔的应用前景。推广使用车用永磁
发电机，可节省大量能源，延长蓄电池的使用寿命，提高运营经济效益，同时还有利于
我国的稀土资源的开发利用。
三、永磁发电机系统的技术优势
    永磁发电机的优势在于它可以在 0～15000 转/分及高温环境下正常工作，其优点有：
（1）无蓄电池发电。因其转子是永磁体，无须励磁电流，只要在发动机带动下转动即可
发电，节约了能源，与相同体积的励磁式发电机相比，同等情况下可获得高出一倍的输
出功率，并且当在行进中蓄电池损坏时汽车的供电系统仍可正常工作，即使无蓄电池，
只要摇转发动机或溜车均可实现点火运行。
（2）低速供电性能好，电压调整率小。低速供电时，在电磁参数相同的情况下，硅整流

“

”

发电机 零电流 时，永磁发电机可以对外输出 3A～5A

“

”

的 励磁电流 ，大大改善了低速

供电性能。由于漏磁小，直轴和交轴电枢反应电抗小，电枢反应弱，因而电压调整率小，
其外特性较为平坦，高速供电时，输出电压稳定性也很好。
（3）结构简单，工作可靠，性能稳定。永磁发电机在转子结构上只有轴、爪极、薄片式钕
铁硼，简化了加工工序。与同功率发电机相比，重量减少 25%，延长了轴承的使用寿命，