改变磁通密度对于汽车发电机效率的影响

汪晓明

（同济大学 200092)

1 发电机结构及原理

目前乘用车使用的发电机类型主要为极爪式发电机（图1）。该种类型发电机主要由以下部件组成：定子装配（产生电流）、转子装配（提供电机磁场）、整流桥装配（将交流电转为直流电）、调节器装配（用于调节输出电压）、皮带轮、前盖、后盖和保护罩盖[2]。

发电机是给汽车电气设备负载提供电流，并给蓄电池充电的发电装置。汽车上有前照灯、雾灯、电热线、空调及各种马达等用电设备，发电机给这些车辆电气负载提供电流，并给车辆上的蓄电池充电。

发电机分为2大部分：一部分是由调节器和转子组成的励磁回路；另一部分是由定子及整流桥组成的感应回路。励磁回路的作用是通过调节器给予转子励磁电流，使转子自身产生磁场，通过皮带轮的带动，使转子进行旋转，产生旋转的磁场。而感应回路中，定子被动切割转子形成的旋转磁场，定子出现交变电流，然后传递给整流桥，将交变电流转化为直流电，供应车上的用电设备，并为蓄电池进行充电[3]。

2 有限元分析发电机的磁通密度

每个发电机制造商均使用不同的外形结构来设计转子和定子位置。所以，很难通过理论计算和分析，来确定发电机磁通密度的分布情况。因此，需要建立有限元模型，比较优化前后的变化[4]。

有限元分析步骤如下：根据原方案和优化方案，通过UG软件进行实体建模，并将数模导入到磁场分析软件中（图2）；根据图纸和优化方案的定义，将对应材料赋予数模相应的零件；……