CN102468712A

CN102468712A - 采用三相半控桥式整流器的汽车交流发电机

Info

Publication number: CN102468712A
Application number: CN2010105373058A
Authority: CN
Inventors: 陈国弟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-10-31
Filing date: 2010-10-31
Publication date: 2012-05-23

Abstract

一种汽车交流发电机，由皮带轮、风扇、前端盖、定子总成、转子总成、后端盖、三相半控桥式整流器、触发控制器、调节器、轴承、滤波电容、后罩盖等组成。其特征在于：整流器是由三相半控桥式整流器加触发控制器组成，三相半控桥式整流器由三只共阳极的单向可控硅和三只共阴极的整流二极管组成，它的三个交流输入端分别与发电机定子输出端相连，触发控制器的正极接发电机的输出正极、负极接发电机的负极，触发控制器的控制输出端分别连接三只单向可控硅的控制极。通过触发控制器对单向可控硅进行触发和控制，使发电机具有调节器失控保护、蓄电池极性反接保护、输出端短路保护等保护功能，提高汽车交流发电机和车载用电器的工作可靠性。

Description

采用三相半控桥式整流器的汽车交流发电机

技术领域

本技术发明涉及一种汽车交流发电机，它采用由单相可控硅和整流二极管组成的三相半控桥式整流器来替代现有的三相桥式整流器，由触发控制器对可控硅进行触发和控制，使发电机具有调节器失控保护、蓄电池极性反接保护、输出端短路保护等保护功能。

背景技术

现有的汽车交流发电机都是采用由整流二极管组成的三相桥式整流器来进行整流，由调节器控制转子磁场的强弱实现发电机的稳压输出，它存在以下不足：

1.由于汽车交流发电机工作环境恶劣，容易导致调节器损坏，一旦调节器失控，转子磁场变得不可调，发电机输出电压随着转速和负载的变化而改变，尤其在高转速轻负载情况下，发电机的输出电压远高于蓄电池和车载用电器所承受的电压，会造成蓄电池由于过充损坏、用电器烧毁的严重后果。

2.接线时必须将蓄电池正极接发电机正极输出B+端子，蓄电池负极接发电机负极接线端或机壳，一旦不小心接反，蓄电池直接通过整流器的整流二极管形成回路，由于二极管的正向导通电阻很小，蓄电池几乎处于短路状态，回路中的电流很大，极易将发电机内部整流二极管和充电线路烧毁甚至引发火灾。

3.汽车行驶过程中，由于线路绝缘老化等原因导致发电机输出端短路，发电机会因输出电流过大、发热严重而烧毁。

4.有些汽车交流发电机采用雪崩型整流二极管组成三相桥式整流器，在调节器失控时，由二极管的雪崩特性限制发电机输出的最高电压，直到雪崩二极管因过电流而烧毁，使发电机无电流输出，从而保护车上用电器不会因过电压而损坏。这种保护功能的实现是以烧毁发电机为代价的，用户若不能在短时间修复或更换发电机，会很快导致蓄电池亏电，不能继续行驶，也影响行车安全。

本技术发明的目的是发明一种具有保护功能的汽车交流发电机，克服现有汽车交流发电机存在的以上不足，使发电机具有调节器失控保护、输出端短路保护、蓄电池极性反接保护等保护功能，提高汽车交流发电机和车载用电器的工作可靠性。

发明内容

本技术发明的目的是这样实现的：一种汽车交流发电机，由皮带轮、风扇、前端盖、定子总成、转子总成、后端盖、三相半控桥式整流器、触发控制器、调节器、轴承、滤波电容、后罩盖等组成。其中，皮带轮、风扇、前端盖、定子总成、转子总成、后端盖、调节器、轴承、滤波电容、后罩盖等零部件的结构和功能与现有的汽车交流发电机完全相同，三相半控桥式整流器由三只共阳极的单向可控硅和三只共阴极的整流二极管组成，替代现有汽车交流发电机的三相桥式整流器，触发控制器对三相半控桥式整流器中的单向可控硅进行触发和控制。发电机正常工作时，触发控制器使在过自然换向点后处于相电压最低的单向可控硅触发导通，此时，三相半控桥式整流器只起到整流的作用，发电机的输出电压由调节器控制；当发电机或充电系统出现故障时，触发控制器对单向可控硅的工作状态进行调节和控制，使发电机具有如下的保护功能：1.当调节器失控时，发电机转子磁场不受控制，发电机输出电压高于调节器设定的调节电压值，这一变化被触发控制器检测到后，触发控制器根据发电机转速和负载的变化自动调节可控硅的导通角，使发电机输出电压处于调节器设定的最高调节电压和蓄电池允许的最高充电电压之间的设定值，此时三相半控桥式整流器兼有整流和稳压的作用，实现了调节器失控保护功能；2.当发电机与蓄电池极性接反时，触发控制器使单向可控硅处于不触发状态，由于单向可控硅在不触发时具有正向阻断能力，蓄电池与发电机形不成电流回路，发电机也没有电流输出，从而保护了发电机、充电连接线路和蓄电池不受损坏。故障排除后，发电机又能正常工作，实现了发电机的极性反接保护功能；3.当发电机在工作过程中出现输出端短路故障时，触发控制器使可控硅处于不触发状态，由于不触发的单向可控硅具有正反向阻断能力，发电机无电流输出，保护发电机不受损坏，故障排除后，发电机仍能正常工作，从而实现发电机的输出端短路保护功能。

本技术发明产生的有益效果：

1.大部分调节器失效模式是功率管击穿导通，发电机的励磁电流失去控制，转子磁场变得不可调，发电机输出电压随着转速和负载的变化而改变，尤其在高转速轻负载情况下，发电机的输出电压远高于蓄电池和车载用电器所承受的电压，若不加以控制，会造成蓄电池由于过充损坏、用电器烧毁的严重后果。而安装雪崩整流桥的汽车交流发电机在调节器失控时，雪崩整流二极管会因反向击穿断路使发电机不发电，保护用电器不受损坏，但会导致蓄电池严重亏电而影响汽车的继续行驶。本技术发明的采用三相半控桥式整流器的汽车交流发电机具有调节器失控保护功能，在调节器失控情况下仍然确保发电机输出电压的稳定，由于发电机还能正常工作，汽车能够照常行驶，驾驶员有充分的时间将车开到维修地点。

2.与现有的汽车交流发电机相比，本技术发明的汽车交流发电机只是用三相半控桥式整流器替代了传统的三相桥式整流器，而现有电子技术很容易实现触发控制器的各种功能且体积很小，因此，几乎不增加整机的体积和重量，只增加不多的成本就使发电机具有较齐全的保护功能，克服了现有汽车交流发电机存在的不足，提高了汽车电器系统的工作可靠性，保障了行车安全。

附图说明：

图1是本技术发明汽车交流发电机的结构示意图

图2是本技术发明实施例汽车交流发电机的电原理图

附图1中序号说明：1.皮带轮，2.风扇，3.轴承，4.前端盖，5.转子总成，6.定子总成，7.后端盖，8.调节器，9.三相半控桥式整流器，10.触发控制器，11.后罩盖。

附图2中符号说明：单向可控硅SCR1~SCR3，整流二极管D1~D3，发电机三相定子绕组L1、L2、L3，发电机励磁绕组L。

具体实施方式

附图1所示的汽车交流发电机，皮带轮1、风扇2、轴承3、前端盖4、转子总成5、定子总成6、后端盖7、调节器8、后罩盖11等零部件的结构和功能与现有汽车交流发电机的完全相同，采用三相半控桥式整流器9替代了现有汽车交流发电机中的三相桥式整流器，增加了触发控制器10。

下面结合附图2对本技术发明的汽车交流发电机作进一步说明：

附图2是本技术发明实施例汽车交流发电机的电原理图，三只共阳极的单向可控硅SCR1~SCR3和三只共阴极的整流二极管D1~D3组成三相半控桥式整流器，对发电机定子绕组L1、L2、L3输出的三相交流电进行整流和控制，触发控制器的正极接发电机正极、负极接发电机负极，触发控制器的控制输出端分别与单向可控硅SCR1~SCR3的控制极连接，发电机在正常使用过程中，触发控制器依次触发过自然换向点后相电压最低的那只可控硅，使其导通，此时，三相半控桥式整流器实际上是起到三相桥式整流的作用，调节器对通过励磁绕组L的电流大小或占空比进行调节，使发电机获得稳定的输出电压，发电机输出电压是调节器设定的调节电压值。当发电机或汽车充电系统出现故障时，触发控制器对可控硅SCR1~SCR3进行触发和控制，使发电机实现如下的保护功能：

1.当调节器失控时，发电机转子磁场不受控制，发电机输出电压高于调节器设定的调节电压值，这一变化被触发控制器检测到后，触发控制器根据发电机转速和负载的变化自动调节可控硅SCR1~SCR3的导通角，使发电机输出电压处于调节器设定的最高调节电压和蓄电池允许的最高充电电压之间的设定值，此时三相半控桥式整流器兼有整流和稳压的作用，发电机仍能继续工作，实现了调节器失控保护功能；

2.当发电机与蓄电池极性接反时，触发控制器使单向可控硅SCR1~SCR3处于不触发状态，由于单向可控硅在不触发时具有正向阻断能力，蓄电池与发电机形不成电流回路，发电机也没有电流输出，从而保护了发电机、充电连接线路和蓄电池不受损坏。故障排除后，发电机又能正常工作，实现了发电机的极性反接保护功能；

3.当发电机在工作过程中出现输出端短路故障时，触发控制器使可控硅SCR1~SCR3处于不触发状态，由于不触发的单向可控硅具有正反向阻断能力，发电机无电流输出，保护发电机不受损坏，故障排除后，发电机仍能正常工作，从而实现发电机的输出端短路保护功能。

Claims

1.一种汽车交流发电机，由皮带轮、风扇、前端盖、定子总成、转子总成、后端盖、三相半控桥式整流器、触发控制器、调节器、轴承、后罩盖等组成。其特征在于：三相半控桥式整流器由三只共阳极的单向可控硅SCR、SCR2、SCR3和三只共阴极的整流二极管D1、D2、D3组成，三相半控桥式整流器的三个交流输入端分别与发电机定子输出端相连，触发控制器的正极接发电机的输出正极、负极接发电机的负极，触发控制器的控制输出端分别连接三只单向可控硅SCR1、SCR2、SCR3的控制极。

2.根据权利要求1所述的汽车交流发电机，其特征在于：发电机在正常使用过程中，触发控制器依次触发过自然换向点后处于相电压最低的单向可控硅，使其触发导通，三相半控桥式整流器起到三相全桥整流的作用，此时，发电机的输出电压由调节器控制。

3.根据权利要求1所述的汽车交流发电机，其特征在于：发电机工作过程中，当调节器失控时，触发控制器根据发电机工作转速和负载变化自动调节可控硅的导通角，使发电机输出电压处于调节器设定的最高调节电压和蓄电池允许的最高电压之间的设定值。

4.根据权利要求1所述的汽车交流发电机，其特征在于：当发电机与蓄电池极性接反时，触发控制器使单向可控硅处于不触发状态。

5.根据权利要求1所述的汽车交流发电机，其特征在于：出现发电机输出端短路故障时，触发控制器使可控硅处于不触发状态。