摘要：利用二次通用旋轉組合設計方法，對汽車用永磁恒壓發電裝置主要影響因素進行室內物理模擬試驗。采用數理統計分析、數學建模方法，建立汽車用永磁恒壓發電裝置輸出電壓、電流的模型。分析了不同轉速、頻率下對輸出電壓、電流的影響，為汽車用水磁恒壓發電裝置的研究提供了重要依據：
關鍵詞：永磁；恒壓；組合沒計；模型
中圖分類號：TM351；TM306 文獻標識碼：A 文章編號：1004—7018(2009)10一0027一03
O引 言
目前，國內有不少工程技術專家對汽車發電機的技術性能進行研究，主要集中在提高低轉速電壓
和降低高轉速電壓方面。采用永磁與電磁聯合勵磁的發電機，當發電機低轉速運轉時，永磁與電磁聯合勵磁提高輸出電壓，當發電機高轉速運轉時，主要依靠永磁發電，該方法材料利用率低，結構復雜；采用電勵磁式的硅整流發電機，具有內置碳刷滑環結構，滑環直徑大，線速度高，碳刷易磨損，故障率高，而且該發電機必須由蓄電池提供勵磁電流后才能發電，增加了汽車的成本。
國外生產和使用的永磁發電機大都采用鐵氧體永磁材料，該材料熱穩定性低，易失磁，可靠性能差剩磁感應強度低，生產出來的發電機體積大，重量大，不適合汽車用發電機。
本文采用二次通用旋轉組合設計方法，對汽車用永磁恒壓發電裝置進行試驗，分析，影響發電機
電壓與電流的參數，為汽車用永磁恒壓發電裝置的設計提供依據。
l永磁恒壓發電裝置特點
(1)結構簡單，工作可靠。如圖l所示，永磁發電機避免r電勵磁發電機的勵磁繞組易燒毀、斷線
及碳刷、滑環易磨損等問題，提高了可靠性。
圖l永磁恒壓發電裝置結構圖
(2)效率高。發電機用永磁體勵磁．不需電勵磁繞組的電能消耗，僅此一項即可提高10％～15％
的發電效率。轉子的設計采用永磁轉子．無需勵磁電流即可提供旋轉磁場，轉子也沒有電勵磁轉子碳刷與滑環之間的機械損耗，所以發電機效率又可提高5％以上。
(3)采用三相半波可控整流穩壓技術，節能效果更好。如圖2所示，主電路采用三只可控硅晶閘
管實現直流穩壓輸出，取替了硅整流發電機的六只整流管組成的三相整流橋和調節轉子勵磁電流大小的電子調節器 (4)環境適應性強。該發電機無電勵磁繞組、
無碳刷滑環結構，能在潮濕或灰塵多的惡劣條件下運行；無需外加勵磁電源，發電機只要旋轉就能發電，提高了可靠性；永磁發電機元碳刷、滑環結構，消除了碳刷與滑環之間磨擦而產生的無線電干擾，消除電火花。
2試驗方法
正交方法是多因素試驗與優選法相組合的一種試驗設計方法。二次回歸正交設計有試驗次數少、
計算簡便以及避免了回歸系數間的相關性等優點，但它也象一般回歸分析一樣，影響了不同點間的預測值的比較，使設計不能提供等精度的估計。二次回歸正交旋轉設計對回歸方程精度進行了較大的改進，但它還存在不同半徑球面上試驗點預測值y的方差不等的問題。二次回歸通用旋轉設計試驗除仍保持其旋轉性外，還具有各試驗點與中心點的距離p在因子空間編碼值0～1的范圍內，其預測值y的方差基本相等的性質，同時具有旋轉性與通用性。
采用二次回歸通用旋轉組合設計(二因素全實施)安排試驗，根據中華人民共和國機械行業標準
JB／T8582 6—2001與相關研究”。，本試驗選擇轉速和功率兩個要素作為試驗因素，同時考慮了試驗因素之間的交互作用，以電壓和電流作為試驗指標對稀土永磁發電機進行試驗。
3試驗指標的選取
試驗為二因素試驗，根據二次通用旋轉組合設計方法，本實驗的試驗次數安排如下：
  試驗因素水平值根據有關研究確定，對各因素水平進行編碼，因素水平編碼如表1所示。試驗方案與試驗數據如表2所示。其中，y1、y2分別表示電壓和電流.
 4.試驗結果及分析
試驗結果如表2所示，采用SPSS統計分析軟件對實驗數據進行處理，得到指標與試驗因素之間的數學模型：
 對回歸方程及回歸系數進行F檢驗，結果如表所示。
 由表3可知，回歸數學模型均在0.00水平上高度顯著，且回歸數學模型的各項系數也均達到不同程度的顯著水平，表明數學模型式（1）、（2）具有較高精度。
4.1 單因素分析
  5結語
(1)三相半波可控整流穩壓器主電路采用三只晶閘管實現了穩壓直流輸出，取代了硅整流發電機
的六只整流管組成的整流橋和調節器，減少了電能消耗，提高了輸出功率。
(2)通過單因素試驗該發電裝置轉速由2 000r／min變化到4 800 r／min時負載功率由280w變
化到320 w時，其輸出電壓在12 06～14．28V之間，具有良好的穩壓性能。
(3)通過交互作用分析，轉速在2 000 r／min變化到4 800 r／mill、功率從260w變化到340w、電壓和電流都變化不大。
作者簡介：白穎（1975-）， 女 ， 講師。
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