时间：2022-07-17 05:16:11
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摘要：汽车用无刷交流发电机由于没有电刷和集电环，所以不会因为电刷和集电环的磨损和接触不良造成励磁不稳定或发电机不发电等故障，同时工作时无火花，也减小了无线电干扰。文章阐述了汽车用爪级式无刷交流发电机的结构及其检测方法。
关键词：汽车用爪级式无刷交流发电机；检测方法；电刷；集电环；无线电干扰
锅炉燃烧是火电厂发电的主要能源，也是主要的能量来源，火力发电是我国的主要能源之一，在实际的工作中，火力发电主要就是以蒸汽为主要的动力，通过燃烧锅炉所产生的蒸汽热量来产生大量的能量。这样锅炉的金属外壁通过良好的热传性能将水转化为蒸汽并通过压力作用传输到汽轮机的内部，进而使得汽轮机可以实现正常的运转。而锅炉燃烧的效率对于汽轮机的正常运转而言是非常重要的，高效率的锅炉燃烧可以有助于提升火力发电的工作效率。为了更好地提高锅炉燃烧的效率和质量，应该对现有的锅炉燃烧技术进行创新，将一些先进的技术理念和科学创新思维引入到现如今的锅炉燃烧中，避免出现环境污染和浪费的现象，这样才会更好地实现火电厂锅炉燃烧的可持续发展。
1 火电厂锅炉燃烧优化的意义
火电厂锅炉燃烧需要具有一定的稳定性和可持续性，在我国的火电厂锅炉燃烧中，为了更好地确保火电厂锅炉燃烧的高效性，应该定期地对其锅炉的燃烧和配风参数进行调整，只有符合锅炉燃烧方式的参数才是适合应用于实际发电中的设备。从目前的情况来看，我国在火力发电方面的技术与国外的一些国家相比还存在着欠缺之处，笔者建议只有不断引进一些新技术和新设备，才能更好地实现锅炉燃烧的高效率。首先，需要通过优化锅炉燃烧效能，使锅炉内具有稳定的气压和气温，这样就会保证锅炉内部可以产生足够的热量，可以在很大程度上避免燃烧器和过热器的破损；其次，在锅炉燃烧的时候选择合适的发电机和设备进行运行，还可以尽可能地降低环境的污染，现阶段环保这一理念对于很多人来说都是非常重要的，降低污染物的排放有利于环保理念的实施，所以采用合理的技术进行火力锅炉燃烧是现阶段人们最为关注的一项问题，只有不断引进新的技术，才会更好地实现火力发电的可持续发展战略。
2 锅炉燃烧优化的主要技术
2.1 试验优化锅炉燃烧技术
为了更好地实现锅炉的高效率燃烧，可以采用试验优化的方式燃烧锅炉。需要调整风煤比例，选择合适的风煤比例是确保锅炉正常燃烧的最基本条件。有关的技术人员可以通过试验燃烧的方式来对锅炉进行优化设计，在对锅炉进行优化设计的过程中，不仅要对锅炉内部的参数进行仔细的分析，还需要对计算机内部的曲线运行方式进行观察，选择最为合理的燃烧方式是确保锅炉燃烧高效的重要途径之一。但是由于试验优化锅炉燃烧在实际的运行中需要运用大量的人力、物力和财力，所以很多时候人们都选择在改变旧机组和运行新机组的时候运用该技术。试验优化锅炉燃烧技术在现如今的很多火力发电企业中都已经投入了使用，通过试验燃烧技术可以选择适合自身的方式，这样会更有助于提升火力发电的效率，与此同时也会降低环境的污染程度。
2.2 建模优化锅炉燃烧技术
建模优化锅炉燃烧技术是现如今很多火力发电企业常用的一种技术手段，建模优化锅炉燃烧可以通过运用建模分析法来实现对于锅炉燃烧效率的分析和研究。与传统的锅炉燃烧技术相比，现如今的建模优化技术可以更好地对锅炉的燃烧效率进行分析。但是与其他的优化技术相比，建模技术所需要花费的时间和人力、财力都是较多的，难度系数也是较高的。在实施建模优化技术之前，需要对锅炉的燃烧机理进行仔细的分析和了解，只有明确了锅炉燃烧的机理，才能针对其工作原理进行建模优化设计，否则不能够对锅炉进行建模分析。从目前的情况来看，我国很多火力发电企业在建模优化燃烧技术方面还存在着很多欠缺之处，只有不断深入研究，并且将建模优化研究应用于离线分析和仿真研究上，才会更有助于提升锅炉燃烧的效率。
2.3 设计改造锅炉燃烧优化技术
针对于不同的火力发电厂应该设置不同的锅炉燃烧技术，只有不断发现自身的问题，并且在原有的基础上对其加以改正才能更好地实现锅炉燃烧技术的优化。所以笔者建议有关技术人员在对锅炉燃烧技术进行优化的过程中需要考虑锅炉内部的构造，因为只有清楚地了解锅炉内部的构造才能够更好地发现现如今锅炉燃烧中存在的问题，进而积极地采取合理的措施去解决问题。有关技术人员在对锅炉进行燃烧效率计算的时候一定要根据锅炉内部的构造进行仔细的分析，通过改造燃烧设备来进行优化锅炉燃烧效率是可行的。合理的优化方案不仅可以实现优化锅炉燃烧效率的提高，还可以实现锅炉稳定性的燃烧。但是在优化过程中还应该充分考虑不同燃料和制粉系统对于锅炉燃烧效率带来的影响，在改进传统锅炉燃烧技术的同时还需要注意采用科学合理的
技术。
2.4 根据检测技术优化锅炉燃烧技术
为了更好地实现优化锅炉燃烧这一项目，有关企业还设置了检测技术，通过对锅炉内部燃烧技术、燃烧火焰、风煤进行测量，通过对这些数据和参数的测量可以发现锅炉内部的燃烧效率和燃烧情况，进而更好地采取针对性的措施对锅炉进行改进。从实际的情况上来看，影响锅炉燃烧的因素有很多，风煤测量、火焰、燃烧排放物等可以充分地反映锅炉的燃烧情况。在锅炉燃烧的时候，技术人员可以通过对锅炉燃烧排放气体的检测和分析来确定锅炉燃烧存在的问题，进而采取进一步的优化措施。一般情况下，有关工作人员可以通过对燃烧物的氧含量、燃烧后的煤粉浓度等进行分析，经过对这些参数的分析，可以更好地选择有利于锅炉燃烧的方式，进而实现高效的优化策略。
2.5 根据火焰检测技术优化锅炉燃烧技术
在火电厂锅炉燃烧技术中，采用火焰检测技术优化锅炉燃烧已经成为了一项较为普遍的项目，很多火电厂已经将这一技术应用于检测锅炉燃烧，并且取得了很好的效果。火电厂对于锅炉燃烧的检测可以通过火焰检测来实现，这样就可以对锅炉内部出现的点火不当或者是锅炉炉膛爆炸情况进行很好的控制。该项技术在优化锅炉燃烧中占据着非常重要的地位，近些年随着科学技术的不断发展和进步，我国火力发电厂内部也出现了很多新技术，而火焰检测技术在现如今的社会中正在不断发展，现如今这一技术已经在火力发电厂中得到了广泛的发展。技术在进步，科技在发展，火焰检测技术将会有更好的成就。
3 火电厂锅炉燃烧优化技术的实际应用
从目前的情况来看，我国火力发电中锅炉的燃烧效率已经得到了很大程度的提升，并且锅炉各项优化技术在锅炉燃烧中也取得了骄人的成绩，这足以说明我国在该项技术中正在不断进步。为了更好地实现火电厂锅炉燃烧的优化，应该对技术人员进行科学理念的培养，通过培养技术人员的理念，进而促进我国火电厂内部的工作效率。工作人员需要对火电厂内部的设备等有所了解，只有充分了解火电厂内部的机械设备才会实现熟练地操作，才能为高效的工作奠定坚实的基础。到目前为止，我国仍然在讨论锅炉燃烧器和继续燃烧技术，该项技术将会有助于提升我国现有的锅炉燃烧技术。锅炉燃烧的效率关系着火电厂的工作效率，只有不断引进先进的技术和管理理念，才会更好地提升现如今我国的锅炉燃烧技术。在信息化的社会中，笔者认为只有不断在创新中探索，才会更好地实现可持续的发展战略。
4 结语
综上所述，笔者简单地论述了火电厂锅炉燃烧优化技术等方面的内容，通过分析可以发现在火电厂锅炉燃烧中，我国现如今仍然存在着很多的不足，只有不断引进先进的技术和科学理念才会提升现有的锅炉燃烧效率，深入研究锅炉燃烧优化技术对于火电厂发展和环境污染控制都会有着很大的促进性作用。在未来的发展中，火电厂燃烧优化技术将会成为人们关注和探讨的重要话题，这也是历史发展的必然趋势。
摘要：汽车发电机的电力需求会伴随着汽车的舒适度的变化而变化，因此根据汽车整车技术的发展方向，对汽车发电机技术的要求进行分析，并进一步结合上述要求对整车设局与汽车交流发电机相关特性之间的匹配关系进行了分析，最后针对整车中使用存在的问题提出了相应的解决方案，希望能够有效地提高汽车的舒适性。
关键词：汽车；交流发电机；适应性；故障诊断；电力需求；整车技术
1 整车技术的环境要求
汽车发电机的需求会根据汽车的舒适度进行相应的变化，并且当交通较为拥堵时发电机的使用频率会明显增加，这就要求发电机在汽车低转速的状态下进行给电，因此二极管整流的交流发电机得到了广泛的推广与使用。近几年来，随着我国经济的进步与科学技术的迅猛发展，汽车发动机的使用性能以及使用功率都得到了显著的提高，各种新型的机械传动装置也越来越多，这就进一步造成了汽车发动机室的拥挤。另外，随着汽车线控技术逐渐发展电动动力转向、数字式仪表、电子控制悬架系统以及电子控制的燃料喷射装置等，负载情况相应增大，但是由于存在空间上的限制，就需要交流发电机进行高密度化发展。为了有效地满足该项要求，不仅需要将冷却风扇安装在发电机的内部，而且还必须设计出更加合理的散热方案。
2 整车的匹配评估
供电系统电量平衡设计的主要目的是对充放电的比例进行优化，一个成熟的整车供电系统不仅需要对匹配电能管理、起动机、发电机以及蓄电池进行综合的考虑，确保整车供电系统充放电的平衡，有效杜绝夏季发电机不能进行启动的风险，从而达到延长电池使用寿命的目的。
2.1 工况输出的具体分析
对汽车发电机的设计必须要适用于常怠速、高热等严酷的工作环境，同时在进行供电系统的设计时还需要对汽车在各种路况下的电能输出进行全面、系统的考虑。当轮速的比值为2.5时，交流发电机的电流输出与发动机转速之间的关系如图1所示，假设发动机的转速为Ni时，交流发电机的输出的电流为I，发动机的频度为λi，则该交流发电机供给的电流的能量表示为：
2.2 电量匹配平衡的分析
在汽车电能系统的设计中，蓄电池对过充现象十分敏感，甚至过充还会造成蓄电池出现起泡的现象。因此交流发电机不仅需要满足整车在电量匹配上的要求，同时还应该适应各种技术上的要求，为了能够有效地对充放电的收支进行评价，根据汽车自身开发经历以及汽车企业的经营经验，总结出了以下三种评价的方法：（1）应该确保交流发电机能够在热带地区以及焊带地区等不同环境温度下的正常使用；（2）应该尽量满足立体收音机、车载空调等提高汽车的整体舒适性的电气的负载条件；（3）当汽车的发动机处于空转的情况时的输出应该在燃料系统以及点火系统所需要的电流之上。
3 整车中的使用以及相应的故障诊断
3.1 整车使用
对于整车中的使用，当进行汽车交流发电机的卸载时，由于交流发电机的输出线是与蓄电池进行连接的，因此在进行卸载时应该注意卸载的金属工具与蓄电池之间的短接。另外，当进行输出线或者是插头的分离时，一定要适当控制操作的力度，防止操作力度过大造成相应故障的发生。当交流发电机安装到汽车的发电机时，一定要确保发动机的安装面与安装的支座之间不存在任何杂质，并且螺母的紧固必须使用规定的力矩，如果使用工具进行张紧皮带，一定要防止用力过大对端盖造成的损伤。在进行装备以及分解时，需要特别注意螺母、螺栓紧固的值，杜绝电器的连接面存在异物等一系列状况的发生。
3.2 主要的故障分析
通过研究分析，汽车充电系统出现问题，主要可以分为以下四种情况：
3.2.1 充电灯显示存在异常。充电灯显示存在异常，该种情况的主要表现形式为发动机启动后灯不灭或者是接通点火开关以后灯不亮，造成该种现象的原因多与汽车的交流发电机的电气性能方面存在的故障有关。例如整流器断线或者是接地、集电环、电刷磨损较大、调节器检出现报警、转子线圈接地等。
3.2.2 蓄电池用尽。造成蓄电池用尽的原因有很多，除了长时间的道路堵塞情况下的放电过多以外，负荷开关的不规范操作、蓄电池的恶化以及交流发电机发生故障等都是造成蓄电池用尽的可能因素。如果是交流发电机故障所造成的，一般情况下该故障属于励磁电路故障，例如调节器的操作异常、插头接触不良以及电刷的使用寿命等。
3.2.3 异响。当汽车的轴承出现故障时，常常会发出一些响声，引起汽车轴承故障的原因多与皮带的张紧程度有着较大的关系，如润滑不良、载荷过大等。
3.2.4 蓄电池过充电。造成蓄电池出现过充电的原因也有很多，如果该故障是由交流发电机所引起的，则可能是由于交流发电机的发电电压的升高造成连线、插头或者是调节器等设备出现故障。
3.3 系统全面地检车
针对整车中使用存在的故障，为了有效地防止以上故障的出现，提高汽车的适应性，增加汽车的使用寿命，提出了以下检查方法：（1）应该对汽车皮带进行全面细致的检查，应当确保皮带不存在偏槽、打滑、断裂以及松动的情况；（2）对于汽车接线装配中存在的故障，应该仔细地检查所有的连接线路是否存在短路、松动的情况；（3）对于汽车交流发电机安装方面存在的故障，应该对交流发电机、驱动皮带等进行细致的检查，确保皮带槽不存在歪斜的状况，并且所有的安装栓不存在松动的情况；（4）还应该对蓄电池进行定期的检查，确保蓄电池不会出现蓄电池用尽以及蓄电池过充电的现象。
4 结语
总而言之，汽车的交流发电机在汽车中有着重要的作用，是汽车电器中的重要部件，为了能够有效地满足人们对汽车舒适性的要求，应该在设计的过程中尽量地适应维修简易化、微型集成化、高效率化以及低热低噪化等方面的要求。
[摘要] 该文通过对现今国内外汽车交流发电机实际应用的调查和分析，对汽车交流发电机在设计过程中，影响可靠性的常见问题进行归纳与分类，并从使用的角度，分别对其各部件（定子、转子、轴承、风扇、调节器、整流器等）进行分析与总结，有针对性地提出对常见问题的解决办法和措施，以使汽车交流发电机的机械强度、热负荷、电磁兼容性、噪音、密封防护等满足更优化的功能要求。
[关键词] 汽车 交流发电机 可靠性 改进
0 引言
随着国内汽车工业的发展和汽车市场的日益成熟，尤其是加入WTO后，国外先进标准、产品的示范效应和国内同行业产品的竞争压力，使国内汽车工业包括汽车电气行业也发生了深刻的变化，产品更新速度加快、产品功能和外观更加多样化和人性化、产品可靠性要求显著提高。本文就汽车交流发电机的设计，结合在生产上的实践应用，对如何提高其可靠性进行探讨。
1 汽车发电机的结构与功能
汽车交流发电机的结构主要由定子、转子、轴承、风扇、调节器、整流器等组成[1]，这些部件必须满足机械强度、热负荷、电磁兼容性、噪音、密封防护等方面的功能要求。
因此，从失效后带来的后果来讲，定子、转子，轴承、调节器、整流器等任何一个零部件的早期失效（这些失效形式往往和机械强度、热负荷、密封防护等有关），都会带来电机整个功能的丧失，它们的危害程度是第一位的。而风扇、绝缘件、皮带轮等零部件失效（它们往往也和机械强度有关），虽不会造成电机整个功能的丧失，但会给用户造成不必要的麻烦，它们重要性是第二位的。而涉及到电磁兼容性、噪音等功能问题，只会给用户造成不适，因此应属于第三位[2]。提高电机的可靠性必须从这些方面入手，有针对性地进行设计完善，做到既保证功能又满足可靠性要求。
2 汽车发电机各机构部件的可靠性探讨与改进
2.1 汽车发电机定子的可靠性探讨与改进
影响定子可靠性的因素主要有：定子的通风散热能力、机械连接强度以及其热负荷，漆包线、槽绝缘、浸漆的热级[3]。对于内风扇电机，由于大部分热量均需从绕组端部散出，绕组端部需保证一定长度（一般为22～25mm) [4]，端部长度过短会因散热不畅引起电机温升过高，过长则同样会因铜耗过多引起电机温升过高。而对于外风扇电机，因其定子散热主要通过铁心进行，则没有必要增加绕组端部长度。不过调整绕组端部长度只是一种辅助的方法，较有效的方法是在定子外径一定的前提下，配对加大爪极及铁芯长度，从而减少绕组匝数，增加绕组线径，降低定子的线负荷，从而内部降低定子温升。此外，在机械连接方面，可采用止口压紧或螺栓定位的方式来防止定子在受热状态下，因和端盖热膨胀系数不同而产生的松动、打转现象。
2.2 汽车发电机转子的可靠性探讨与改进
影响转子的可靠性因素主要有机械强度、电磁或气动噪音、激磁绕组的电流密度以及各组成部件的绝缘性能等[5]。内风扇发电机和外风扇发电机由于结构不同，对电机可靠性的影响也有所不同。对于外风扇发电机，影响其可靠性的因素主要为爪极强度、热处理状态以及其与轴的配合状况，只要在上述方面得到保证，一般不会产生严重影响可靠性的问题。而对于内风扇电机来说，除了需对以上问题考虑外，还必须对爪极的气动和电磁噪音、激磁线圈的防转措施、滑环的可靠性进行综合控制。
常见问题与改进措施：爪极的气动噪音可以用常用的12极电机为例进行分析，由于爪极电机定子均采用每极3槽的方法进行设计，每个爪极便对应定子的36个槽，此36槽经嵌线后便在绕组端部两边各形成36个不规则孔洞，此36个孔洞刚好在位置上对应着爪极的爪根部。对于12极电机来说，每个磁极有6个极爪和6个间隔，刚好类似于一个有6个均布叶片的风扇，当爪极高速旋转时，爪极根部形成的气流就穿过绕组端部的孔洞，引起电机的啸叫，形成噪音[5]。因此需在端面增加挡风板以阻断风路(如图1左所示），或者在爪极根部增加倒角（如图1右示），以降低其风扇效应。而爪极的电磁噪音是由于电机的电枢反应引起的，这除了保证电机的气隙以外（一般0.35mm以上），还需对爪极侧面倒角,以增大电枢反应路径长度，削弱电枢反应强度，最后便形成菱形爪极（图1右所示）。对于激磁线圈来说，由于电机高速旋转带来的惯性力，激磁线圈会相对于导磁轭发生转动，从而拉断激磁线引起电机故障。激磁线圈的转动可分为两种，即激磁线圈架的转动、激磁绕组的转动，激磁线圈架的转动可以通过在激磁线圈架上增加卡于爪极底部的止动凸起来限制，但激磁绕组的转动必须通过在爪极增加浸漆导向槽和在线圈加上增加浸漆导向孔来限制，在加热状态下，漆流通过此导向孔使激磁绕组整体得到浸泽，最后和激磁线圈架形成一个整体，从而使绕组不能发生相对滑动而拽断引线。对于滑环来说，先采用酚醛压塑料制作成整体形式，再将其压于转轴上后进行接线是一种可靠的方式，它可以避免塑压过程形成的短路故障，增加电机的可靠性。
2.3 汽车发电机轴承的可靠性探讨与改进
轴承作为电机上的必不可缺部件，其失效形式也必须引起重视，尤其是其固定方式值得探讨。一般电机上由于结构设计需要，位于整流器端的轴承轴相必须处于自由状态。在高温状态下，由于轴承（钢件）和端盖（铝件）线膨胀系数的差异，常温下配合良好的轴承外圈和端盖会处在间隙配合状态，轴承高速旋转的摩擦力会带动轴承外圈发生旋转，长期工作后就会磨损轴承室，最终引起电机失效。
解决该问题，就需要采用措施将轴承外圈固定，避免其在高温状态下旋转。最简单的方法是调整轴承室公差带及公差等级，如某电机轴承室采用K6级公差后，使轴承处于轻过盈状态，轴承室磨损问题即被解决。该方法的缺点是加工公差要求过高。另一种方法是轴承室和轴承采用过渡配合，但轴承室内开有圆环槽，圆环槽内嵌有长圆形截面O型橡胶密封圈，该密封圈和轴承形成过盈配合，增加轴承旋转阻力，阻碍轴承打转。此种方法增加了工序但降低了加工精度。第三种方法是塑料轴承衬套，其内圈和轴承外圈采用过盈配合，其外圈和轴承室采用间隙配合。其原理是利用塑料的塑性在轴承外圈形成以紧固环，在光滑的轴承外圈上增加了限位装置，利用轴承衬套和轴承室的轴向径向限位配合或者将轴承衬套滚铆于端盖上防转。第四种方法是采用聚四氟乙烯轴承衬套防磨，其固定方式和第三种方法相似，但其内圈和轴承外圈采用间隙配合，其原理是利用聚四氟乙烯的自润滑性能形成的耐磨性来避免轴承的磨损。上述方法均通过了实际应用，防磨损效果均满足了电机的使用要求。
