发动机废气涡轮发电机

发动机废气涡轮发电机，属于汽车电器技术领域。

背景技术：

汽车工业是现代工业的标志，是国民经济发展的主导产业，在工农业生产、交通运输、以及人类生产生活的各个方面都起着不可缺少的作用，燃料在汽车发动机汽缸内燃烧所产生总能量的25%～40%转换为有效功，其余60%～75%都损失掉，其中废气带走的能量为25%～35%，回收利用这部分废气能量具有重要的现实意义。

目前，对这部分废气能量回收的主要方式是，通过废气涡轮带动发电机，从而通过废气涡轮来发电，以对该部分能量进行回收。而目前公开的技术中，废气涡轮带动发电机来发电的过程中，由于发电机的结构的限制，导致发电机的发电效率较低，而且在废气涡轮工作时会出现各种工况，现有的发电机并不能解决在不同工况下发电机效率不高以及无法灵活的控制磁场的问题，导致能量回收率较低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够分别适应不同的工况，在不同工况下都能够实现高效工作的发动机废气涡轮发电机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该发动机废气涡轮发电机，其特征在于：包括外壳、隔套以及电机轴，电机轴、隔套以及外壳由内至外依次间隔设置，隔套由非导磁材料制成；

在外壳与隔套之间由外至内依次设置有外定子铁芯以及外转子铁芯，环绕外定子铁芯设置有若干励磁绕组，外定子铁芯上还设置有外电枢绕组，外转子铁芯与隔套相连，并随其同步转动；

在隔套与电机轴之间由外至内依次设置有内转子铁芯以及内定子铁芯，内定子铁芯上设置有内电枢绕组，内转子铁芯与隔套相连，并随其同步转动。

优选的，所述的外定子铁芯上设置有若干定子齿，并在每相邻的两定子齿之间形成定子槽，各定子槽内均设置有励磁绕组。

优选的，所述的励磁绕组包括主励磁绕组以及副励磁绕组，主励磁绕组缠绕在外定子铁芯上，各定子槽内均设置有导磁桥，导磁桥的两端分别和与其相邻的定子齿相连，副励磁绕组缠绕在导磁桥上，每相邻的两个定子槽内的主励磁绕组所通的励磁电流方向相反。

优选的，所述的外定子铁芯由硅钢片叠压制成。

优选的，所述的外转子铁芯由扇形硅钢片叠压而成。

优选的，励磁绕组的数量为6的整数倍，所述的外转子铁芯的数量为4的整数倍。

优选的，所述的内转子铁芯有若干块，各内转子铁芯环绕隔套内壁间隔均布。隔套内壁设置有燕尾槽，各内转子铁芯通过燕尾槽安装在隔套上，方便内转子铁芯的安装。

优选的，所述的内转子铁芯的数量为4的整数倍，内定子铁芯的极数为6的整数倍。

本发动机废气涡轮发电机的原理如下：在外电机中，励磁绕组产生的磁场通过定子极、气隙、转子极后形成闭合回路，电机内的磁场随转子角度的改变而发生变化，励磁绕组所产生的磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，外界输出的机械能带动转子不停转动，进而不断的产生感应电流，电机产生的电流通过绕组源源不断的输出到用电器。内发电机依据开关磁阻发电机原理工作，发电控制系统根据电机的位置检测器产生的转子位置信号控制功率开关电路中开关管的通断，改变相电流的生成位置，当转子槽轴线重合时，电感最小，当转子齿极轴线与相应定子齿极轴线重合时，电感最大，电感下降区形成电流，产生负转矩，电机吸收机械能，并把机械能转换成电能输出到用电器。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

本发动机废气涡轮发电机的隔套内外分别形成外发电机和内发电机，外发电机依据电励磁发电机的原理进行工作，发电机可以实现磁通调节，发电机的励磁绕组可以通入不同方向的电流来调控整个磁场的大小，能够方便灵活的控制磁场，内发电机依据开关磁阻发电机的原理工作，内发电机和外发电机相互配合，可以分别适应不同的工况，在不同工况下都能够实现高效的工作。

附图说明

图1为发动机废气涡轮发电机的结构示意图。

图2为图1中a处的局部放大图。

图3为图1中b处的局部放大图。

图中：1、外壳2、外电枢绕组3、副励磁绕组4、主励磁绕组5、外定子铁芯501、定子槽502、定子齿503、导磁桥6、外转子铁芯7、隔套8、内转子铁芯9、内定子铁芯10、内电枢绕组11、电机轴。

具体实施方式

图1~3是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~3对本发明做进一步说明。

发动机废气涡轮发电机，包括外壳1、隔套7以及电机轴11，电机轴11、隔套7以及外壳1由内至外依次间隔设置，隔套7由非导磁材料制成；在外壳1与隔套7之间由外至内依次设置有外定子铁芯5以及外转子铁芯6，环绕外定子铁芯5设置有若干励磁绕组，外定子铁芯5上还设置有外电枢绕组2，外转子铁芯6与隔套7相连，并随其同步转动；在隔套7与电机轴11之间由外至内依次设置有内转子铁芯8以及内定子铁芯9，内定子铁芯9上设置有内电枢绕组10，内转子铁芯8与隔套7相连，并随其同步转动。本发动机废气涡轮发电机的隔套7内外分别形成外发电机和内发电机，外发电机依据电励磁发电机的原理进行工作，发电机可以实现磁通调节，发电机的励磁绕组可以通入不同方向的电流来调控整个磁场的大小，能够方便灵活的控制磁场，内发电机依据开关磁阻发电机的原理工作，内发电机和外发电机相互配合，可以分别适应不同的工况，在不同工况下都能够实现高效的工作。

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，然而熟悉本领域的人们应当了解，在这里结合附图给出的详细说明是为了更好的解释，本发明的结构必然超出了有限的这些实施例，而对于一些等同替换方案或常见手段，本文不再做详细叙述，但仍属于本申请的保护范围。

具体的：如图1~3所示：外壳1为圆筒状，外壳1由非导磁材料制成，如铜或者铝。隔套7同轴设置在外壳1内，且隔套7的外壁与外壳1的内壁间隔设置，隔套7也由非导磁材料制成。电机轴11同轴设置在隔套7内，且电机轴11与隔套7的内壁间隔设置。

在外壳1与隔套7之间由外至内依次设置有外定子铁芯5以及外转子铁芯6。外定子铁芯5与外壳1固定连接，外定子铁芯5由硅钢片叠压制成，环绕外定子铁芯5的内壁间隔均布有若干定子齿502，每相邻的两定子齿502之间形成定子槽501，各定子槽501内均设置有导磁桥503，导磁桥503为与电机轴11同轴的弧形，导磁桥503的两端分别与对应侧的定子齿502的中部相连，导磁桥503由导磁材料制成，如铁，环绕外定子铁芯5上缠绕有外电枢绕组2。外转子铁芯6由扇形硅钢片叠压而成，外转子铁芯6由若干块拼接而成，隔套7外壁设置有燕尾槽，各外转子铁芯6通过燕尾槽安装在隔套7上，并随隔套7同步转动。

励磁绕组包括主励磁绕组4以及副励磁绕组3，主励磁绕组4和副励磁绕组3均与定子槽501一一对应，各副励磁绕组3均缠绕在对应的导磁桥503上。各主励磁绕组4均位于对应的定子槽501的底部。每相邻的两个定子槽501之间的主励磁绕组4所通励磁电流方向相反。

外定子铁芯5的定子槽501有6的整数倍个，且外转子铁芯6的数量为4的整数倍。

在隔套7与电机轴11之间由外至内依次设置有内转子铁芯8以及内定子铁芯9，内转子铁芯8由若干块拼接而成，隔套7的内壁也设置有燕尾槽，各块内转子铁芯8均通过燕尾槽安装在隔套7上，并随隔套7同步转动。内定子铁芯9同轴安装在电机轴11上，内电枢绕组10缠绕在带内定子铁芯9上。

内转子铁芯8的数量为4的整数倍，内定子铁芯9的极数为6的整数倍。

外转子铁芯6与内转子铁芯8一一对应，外转子铁芯6和内转子铁芯8均按重量分为两类，每相邻的两外转子铁芯6的重量不同，其中重量大的外转子铁芯6和重量小的外转子铁芯6间隔设置，重量大的内转子铁芯8和重量小的内转子铁芯8间隔设置。且重量大的外转子铁芯6与重量小的内转子铁芯8正对，降低了转动惯量。重量大的外转子铁芯6的极弧长度是重量小的外转子铁芯6的极弧长度的两倍，重量大的内转子铁芯8的极弧长度是重量小的内转子铁芯8的极弧长度的两倍，内转子铁芯8和外转子铁芯6减少了电压脉动增加发电精度，使磁链流通更加平稳，内转子铁芯8和外转子铁芯6配合，使转子旋转的更加平稳。

使用时，废气涡轮带动隔套7转动，外壳1与电机轴11均固定安装，从而实现了内转子铁芯8和外转子铁芯6的转动。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。