CN205407544U - 一种发电机的自续流励磁绕组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发电机的自续流励磁绕组，其特殊之处是所述励磁绕组上安装有续流元件，所述续流元件两端与所述励磁绕组两端分别连接，且所述续流元件的连接方向与发电机所配的电压调节器的要求一致。特别是所述发电机自续流励磁绕组用于有刷发电机可以大幅度减小续流时碳刷与滑环间的接触电弧，有利于保护碳刷和滑环，所述发电机自续流励磁绕组，用于有刷或无刷发电机内使所配电压调节器内省去续流二极管，降低电压调节器温度和减少电压调节器故障率，从而提高电压调节器和发电机的可靠性并延长使用寿命。

Description

一种发电机的自续流励磁绕组

技术领域

本发明属于电机技术领域，涉及一种发电机的自续流励磁绕组。

背景技术

有刷汽车发电机仍旧居于绝对占有量优势，如图1所示，碳刷A、B和滑环C、D是易损部件，由于碳刷和滑环之间长期滑动摩擦，并且接触面上流过励磁电流，电流一般范围在1～6A范围内，由于采用脉冲占空比③控制励磁电流，在导通期间，电流很快达到最大值，以14V为例，如在14.50v电压下，如设励磁绕组①的直流电阻为2.8Ω，直流励磁电流可达5.17A以上，特别是较大的励磁电流被切断时励磁绕组①所产生的自感电动势可达93v以上(28v发电机系统可以产生180v以上)，该自感电动势经过滑环---碳刷---调节器内的续流二极管D1，产生如图1中的续流回路电流②并很快消失，虚线框表示续流电流回路，箭头表示续流电流方向。

滑环与碳刷属于摩擦接触，处于空气环境当中，而且长期承受着发电机内部较高的温度，在励磁电流存续期间，由于毛刺、磨损、震动、碳刷运动受阻发涩、滑环失圆同心度不良、滑痕轨迹错位等原因导致接触面间存在断续性接触时，接触面之间的气隙就串联在续流电路当中，自感电动势就加在接触面间，击穿空气间隙即AC间隙和BD间隙，产生电弧，极大地加速了滑环和碳刷的烧蚀、加快磨损，并氧化接触面、增大接触电阻、发热增加、接触更加不良、断续接触几率增大、电弧加剧、恶性循环最终烧坏滑环、碳刷，甚至发热融损滑环绝缘层、绝缘层碳化漏电、融损电压调节器支架、损坏碳刷、磨料增多、引发碳刷或者滑环漏电甚至短路。

在采用没有可靠的励磁绕组过流和短路保护的电压调节器的机型上，极易因过流或短路或漏电而损坏调节器末级励磁功率管，引起电压调节器失控故障，致使发电机发电电压失控、输出电压过高，进而造成蓄电池过充电、过压烧坏保险丝、线束过热或烧坏、击穿电脑板内保护二极管、烧坏电脑板芯片、仪表板、其他电子模块、烧坏发电机整流桥、定子或转子绕组等严重故障，造成车辆抛锚、整车电器电路损坏等较大损失，甚至引发短路火灾。

对于无刷发电机，虽然没有上述的碳刷与滑环摩擦接触问题，由于续流二极管安装在调节器内，占据了调节器本来就很有限的电路空间、增加了调节器的发热量，容易导致续流二极管发热开焊等导致调节器故障，对于有刷发电机同样存在这个问题。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型采取的技术方案是，一种发电机自续流励磁绕组，其特殊之处是所述励磁绕组上安装有续流元件，所述续流元件两端与所述励磁绕组两端分别连接，且所述续流元件的连接方向与发电机所配的电压调节器的要求一致。

进一步地，所述发电机自续流励磁绕组，其特征是所述自续流励磁绕组两端分别与有刷发电机转子上的两个滑环连接，并通过碳刷与发电机调节器及外部电路连接。

进一步地，所述发电机自续流励磁绕组，其特征是所述自续流励磁绕组安装于无刷发电机内。

进一步地，所述发电机自续流励磁绕组，其特征是所述续流元件为续流二极管。

本实用新型的有益效果是：

1、有刷发电机的续流回路可以不经过滑环和碳刷，当励磁电流被切断时刻，如当接触面间存在断续性接触时，励磁绕组以上的很高的自感电动势被转子自身上续流二极管吸收，钳位在1v以下，这么低的电压与蓄电池的直流电压叠加后加在接触面间，不会产生严重危害滑环和碳刷的电弧，这样大大延长了滑环和碳刷的寿命，降低碳刷和滑环温度、同时大大降低因电弧烧蚀滑环和碳刷接触面引发的严重故障的发生率，提高发电机稳定性、可靠性和车辆运行的安全性。

2、续流二极管装在转子上，与转子一起旋转有利于二极管的散热。

3、续流二极管装在转子上，电压调节器内可以不再设置续流二极管，节省了电压调节器内部电路本来有限的电路空间；当然也可以用带有续流二极管的电压调节器，这不会影响本实用新型所述的对碳刷和滑环的保护功能，因为任何时刻的自感电动势都被转子上的续流二极管所续流钳位。

4、续流二极管装在转子上，电压调节器内减少了一只主要的发热元件，降低了电压调节器温升、使电压调节器故障率降低、延长了使用寿命，也延长了发电机使用寿命，提升了电压调节器和发电机的技术质量。

5、由于高的反压被二极管钳位，电弧明显减少，从而电弧引发的电磁干扰也随之减小，有利于车载环境中的电子设备的正常工作。

附图说明

图1是现有有刷发电机电路结构与续流电流路径示意图；

图2是本实用新型具有自续流绕组的转子结构与碳刷及电压调节器连接关系示意图；

图3是本实用新型有刷发电机的自续流绕组的电路结构与续流电流路径示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做以进一步的详细说明。

如图2和图3所示，发电机定子绕组经过整流桥后的电源正极与蓄电池正极连接为蓄电池充电，并为其他电器供电，蓄电池的正极还与电压调节器的供电端连接，蓄电池正极还通过碳刷A和转子上的滑环C连接，所述续流原件采用续流二极管D1，滑环C和励磁绕组①的一端及续流二极管D1的负极连接，励磁绕组的另一端与滑环D及续流二极管D1的正极连接，并通过碳刷B和电压调节器的励磁绕组控制端连接，且所述续流二极管D1的连接方向与发电机所陪电压调节器要求一致，电压调节器的负极接地，整流桥的负极和蓄电池的负极及发电机外壳分别接地，发电机转动时，滑环C与碳刷A滑动接触，滑环D与碳刷B滑动接触。这样，在励磁电流断开瞬间，励磁绕组①上感生的自感电动势无需电压调节器内的续流二极管完成续流作用，而是励磁绕组①本身就连接有续流二极管D1，即成为自续流励磁绕组。

和图1的续流电流回路②相比，续流电流回路④可以不经过滑环C、D和碳刷A、B：当励磁电流被切断时刻，如当AC接触面之间或BD接触面之间存在断续性接触时，励磁绕组①上的很高的自感电动势被转子自身上续流二极管D1吸收，钳位在1v以下，这么低的电压不会产生严重危害滑环和碳刷的电弧，这样大大延长了滑环和碳刷的寿命，降低碳刷和滑环温度、同时大大降低因电弧烧蚀滑环和碳刷接触面引发的严重故障的发生率，提高发电机稳定性、可靠性和车辆运行的安全性。

不仅如此，所述自续流绕组还产生如下所述的有益效果：

续流二极管和续流绕组都装在转子上，与转子一起旋转有利于二极管的散热。

续流二极管装在转子上，电压调节器内可以不再设置续流二极管，节省了电压调节器内部电路本来有限的电路空间；当然也可以用带有续流二极管的电压调节器，这不会影响本实用新型所述的对碳刷和滑环的保护功能，因为任何时刻的自感电动势都被转子上的续流二极管所续流钳位。

续流二极管装在转子上，电压调节器内减少了一只主要的发热元件，降低了电压调节器温升、使电压调节器故障率降低、延长了使用寿命，也延长了发电机使用寿命，提升了电压调节器和发电机的技术质量。

由于较高的自感电动势被二极管钳位，电弧明显减少，从而电弧引发的电磁干扰也随之减小，有利于车载环境中的电子设备的正常工作。

Claims (4)

1.一种发电机自续流励磁绕组，其特征是所述励磁绕组上安装有续流元件，所述续流元件两端与所述励磁绕组两端分别连接，且所述续流元件的连接方向与发电机所配的电压调节器的要求一致。

2.根据权利要求1所述的发电机自续流励磁绕组，其特征是所述自续流励磁绕组两端分别与有刷发电机转子上的两个滑环连接，并通过碳刷与发电机调节器及外部电路连接。

3.根据权利要求1所述的发电机自续流励磁绕组，其特征是所述自续流励磁绕组安装于无刷发电机内。

4.根据权利要求1所述的发电机自续流励磁绕组，其特征是所述续流元件为续流二极管。