[发明专利]高效能汽车交流发电机电气线路

说明书

本发明涉及一种高效能汽车交流发电机的电气线路。

现有汽车交流发电机实为一种爪极结构轴向激磁的三相同步发电机，定子为三相绕组联接三相桥式整流器输出。按技术条件规定，发电机要满足输出零电流的转速及额定负载转速的要求，由于发电机电流频率和转速成正比，因而绕组的电抗随转速增高，当转速到一定值时，由于电枢反应及绕组电阻、电抗压降的影响，输出电流达到饱和，限制了电机输出能力及原材料利用，同时由于电机联接桥式整流器输出，使发电机相电流相电压波形严重畸变，高次谐波电流磁势磁场，增加了电机的损耗并引起振动噪声，日本日产公司曾研制定子三相绕组双△形接法，由功率三极管开关控制的串并联输出的SP型交流发电机，能提高输出电流，但由于转换回路中的功率三极管存在一定压降，且控制电流较大，导致输出效益降低，并使转换电路及控制器结构复杂，成本增大。这种接线方式也未能消除定子绕组中谐波电流磁场产生的不利影响。

本发明的目的在于提供一种能提高汽车交流发电机的输出功率，减少损耗及振动噪声，提高汽车交流发电机的运行效率，达到高效节能、节材的要求，且结构简单，成本低廉的高效能汽车交流发电机的电气线路。

图1为本发明的汽车交流发电机的电气线路。

图2为高效能汽车交流发电机的转换控制器电路。

本发明的发电机定子电枢为六相绕组，接成双Y型、双Y绕组可做成相互空间相位移30°电角度或零电角度两种型式。两个三相整流桥由晶闸管三相半控桥联接控制其串或并联输出，晶闸管的触发信号由频率（转速）检测控制器，根据整定转速要求进行控制，当发电机运行转速低于整定转速（即在制作发电机时人为没定的某一发电机运行转速）时，晶闸管关断，双Y绕组整流桥串联输出，当转速大于整定转速时，则双桥并联输出。

本发明电气线路如图所示，1为六相双Y电枢绕组，2为励磁绕组，3为整流桥，4为晶闸管半控转换整流桥、5为电压调节器，6为蓄电池，7为转换控制器。

本发明的发电机定子为六相绕组，接成双Y型（如图1），双Y绕组可做成空间相位移30°电角度或零度电角度两种型式。两Y绕组分别连接二个三相整流桥3，并将两整流桥共阴极端或共阳极端并联，在两整流桥3中部，由晶闸管转换半控整流桥4连接，半控整流桥4的通断由转换控制器7根据整定转速要求进行控制，使发电机可能工作于两种状态。当发电机运行转速低于整定转速，相应输入的电信号的周期大于基准时间时，半控整流桥导通，双Y绕组整流桥串联输出，当发电机转速大于整定转速时，半控整流桥4关断，双Y绕组整流桥3并联输出。

转换控制器7如图2所示由整形电路8单稳电路9和10、门电路11、滤波电路12及放大电路13（这些电路均为现有技术中的基本电路）构成。反映电机运行转速的电信号由输入线14输入，经整形电路8整成方波信号，送到单稳电路9，以单稳电路9的暂稳时间（脉冲宽度）为基准时间，单稳电路9的输出送至单稳电路10，作为单稳电路10的触发信号，单稳电路10的输出送至门电路11，作为门电路11的开关信号，单稳电路10的输出为暂稳态时，门电路11关闭;单稳电路10的输出为稳态时，门电路11导通。单稳电路9的输出还经输入线15送至门电路11。门电路11导通时，单稳电路9的输出经门电路11送至滤波电路12。门电路11关闭时，单稳电路9的输出被门电路11阻断，送不到滤波电路12。在门电路11打开，单稳电路9输出为稳态时，门电路11的输出与其关闭时的输出相同，都为第一种状态;在门电路11导通，单稳电路9输出为暂稳态时，门电路11输出为第二种状态。所谓第一种状态及第二种状态是指电平的不同状态，若第一种状态为高电平，则第二种状态为低电平;反之，若第一种状态为低电平，则第二种状态为高电平。门电路11输出经滤波电路12送至放大电路13，门电路11输出经滤波电路12后为第一种状态时，放大电路13导通，输出正触发电压经二级管隔离加到转换三相半控桥4中的三个晶闸管控制极，半控桥导通，使双Y绕组整流桥串联。当门电路11经滤波电路12后输出第二种状态时，放大电路13关闭，转换三相半控桥4关断，双Y绕组整流桥并联。门电路11的输入线和单稳电路10的输入线可以和单稳电路9的同一输出端相连，也可以和单稳电路9的不同输出端相连。在门电路11与放大电路13之间插入滤波电路12，用于滤去干扰信号，提高稳定性。