[实用新型]一种用于机动车的交流发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种交流发电机，具体地说，是涉及一种用于机动车的具有自我保护功能的交流发电机。

背景技术

目前，用于机动车的交流发电机，其电压控制装置具有充电指示灯端、与车辆ECU连接端、一个供测量发电机转速的相端等端子，具有过压、欠压警示和/或保护功能，输出小直流供车用继电器使用等功能，能比较好的实现发电机的自我保护以及车辆用电器的保护。但是，如图1中，当发电机的整流桥3的整流二极管（正管或负管）出现击穿短路时，发电机的定子绕组4会流过大电流，从而烧毁失效，严重影响车辆的正常使用。现有发电机没有对该故障进行探测并防止定子绕组4失效的功能。

现有机动车交流发电机的整流桥3的整流二极管由于分组导致的二极管过电流不一致，加上在正负极散热板上的压装差异，导致某个二极管的过电流高于其他二极管，这个二极管的长时间大电流，导致二极管自身温升过高而被击穿失效。另外，二极管自身的质量问题也是导致二极管被早期击穿失效的原因之一。尤其是炎热的夏天，发电机运行环境温度高，加上车上用电量增加，发电机长时间满负荷工作，导致二极管长时间在高温环境下持续经过大电流而被击穿失效。

上述整流二极管击穿，会对定子绕组4造成严重损害：整流二极管击穿后，本该输出的电流通过击穿的二极管回流到定子绕组4，导致定子绕组4内部电流过大，发热量急剧上升，定子绕组4的绝缘层、槽绝缘纸等高温熔化失效，定子绕组4烧毁。

如图2，当与4a相端相连的正整流管3a1短路后，从二极管3a2和3a3流出的电流从3a1返流至定子绕组4，由于定子绕组4的阻值很小，导致与4a相端连接的两个绕组电流过大，使这两个绕组的绝缘层高温氧化变黑，最终导致绝缘层熔化失效，定子绕组4失效。

同理，当4a相端的负整流管短路后，定子绕组4内部形成大电流环流，也能将定子绕组4烧毁。

从质量反馈也能验证这点，在失效后早期的定子绕组4，三角形连接的定子绕组4，其与被击穿的二极管相连两相绕组发黑，而另一相绕组完好，星形连接的定子绕组4，其与被击穿的二极管相连的一相绕组发黑，而另两相绕组完好。

由于上述高温定子绕组4的绝缘材料熔化，定子绕组4会冒烟，发电机无法正常供电；定子绕组4冒烟失效后停车，熔化的绝缘材料会环绕转子爪极的外圈，停车后，绝缘材料冷却，导致将转子抱死，发电机皮带轮上的皮带无法转动。

假设整流桥3上连接定子4a相的负整流二极管短路失效后，4a相端的电流和电压的波形分别如图3a和图3b。

从电流波形来看，短路后4a相端的电流振幅增大为短路前的2倍，且电流基准值偏离原基准值，最大值变成原来的4倍。

从电压波形来看，短路后4a相端的电压变成了低电压。

假设整流桥上连接定子4a相端的正整流二极管短路失效后，4a相端的电流和电压的波形分别如图3c和图3d：

从电流波形来看，短路后4a相端的电流振幅增大为短路前的2.5倍，且基准值偏离原基准值，最大值变成原来的5倍。

从电压波形来看，短路后4a相端的电压瞬间变成了高电压。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有的车用交流发电机在整流二极管击穿短路时无法自我保护的问题，提供一种车用交流发电机，该发电机可以在整流桥的任意至少一个整流二极管击穿短路时，能关闭磁场回路开关管起自我保护，避免二极管击穿短路后，发电机长时间运行导致定子绕组高温烧毁。

为了实现上述目的，本实用新型的用于机动车的交流发电机，包括提供旋转磁场的转子、产生交流电的定子绕组、将交流电整流成直流电的整流桥、电压控制装置以及蓄电池，所述电压控制装置包括：

相信号监测单元，与所述定子绕组的各相端分别电连接；

微处理器，与所述相信号监测单元电连接；以及

磁场回路开关管，与所述转子和所述微处理器电连接。

上述的用于机动车的交流发电机，其中，所述磁场回路开关管为MOS管或达林顿管。

上述的用于机动车的交流发电机，其中，所述定子绕组连接呈三角形。

上述的用于机动车的交流发电机，其中，所述定子绕组连接呈星形。

上述的用于机动车的交流发电机，其中，还包括电容盒和负载控制开关，所述电容盒和所述负载控制开关连接在与所述蓄电池和所述发电机的B+输出端之间。

上述的用于机动车的交流发电机，其中，还包括激磁二极管，所述激磁二极管的正极与所述定子绕组的相端电连接，所述激磁二极管的负极形成激磁端。