CN2241945Y

CN2241945Y - 一种高效节能汽车交流发电机

Info

Publication number: CN2241945Y
Application number: CN 95200678
Authority: CN
Inventors: 熊希久; 熊彪; 熊伟; 关颖
Original assignee: 熊燕
Priority date: 1995-01-17
Filing date: 1995-01-17
Publication date: 1996-12-04
Anticipated expiration: 2005-01-17

Abstract

一种高效节能汽车交流发电机，其特征在于：它是由两个定子三相绕组、桥式整流电路、双向可控硅和电子控制器组成。在低速和小负载运行时，电子控制器自动将定子三相绕组接成“延边三角形”的三相桥式整流电路，中速中负载高速大负载运行时，定子三相绕组接成一个三角和三个单相整流后并联电路。本装置具有良好的低速充电性能，可提高比功和效率一倍，温升下降一半，本装置适用于有刷或无刷交流发电机。

Description

一种高效节能汽车交流发电机

本实用新型涉及一种汽车交流发电机。

传统的汽车交流发电机构造是由定子、转子和整流三大部分组成。定子绕组90％以上是采用“星形”接线方法，也有极少数采用“三角形”接线方法。上述传统的固定式定子三相绕组只能在单一的输出特性曲线内工作，如重点保证达到14伏零安的转速≤1000r/min，最大输出功率就要减少，要是想提高功率，只有加大发电机的规格，改变整机设计，加大体积，增加重量，加大材料消耗，提高制造成本，保持低效率。虽然国内外早已有不少厂家利用增加星形绕组的中性二极管来提高交流发电机的比功率，但也只能提高10％至15％，满足不了大幅度提高比功率的要求。

本实用新型的目的在于提供一种高效节能汽车交流发电机。

本实用新型由两个定子三相绕组、三组三相桥式整流电路、三个双向可控硅和电子控制器组成；所述定子三相绕组必须两根导线并绕，导线之间相互绝缘、截面积一样或相近，而且匝数、节距和嵌线角度要一样，头尾方向要一致；所述二根导线分别组成二个三相绕组A₂、B₂、C₂和A₁、B₁、C₁；将A₂相的尾与B₂相的头相连接，称为接点8，将B₂相的尾与C₂相的头相连接，称为接点9，将C₂相的尾与A₂相的头相连接，称为接点7；上述A₂、B₂、C₂构成一组固定式“三角形”绕组；由二极管D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆组成上述绕组的三相桥式整流电路，其中D₁、D₂、D₃的负极相接，构成本装置的正极输出端，D₁、D₂、D₃的正极分别与D₄、D₅、D₆的负极分别相接，D₄、D₅、D₆的正极相接，构成本装置的负极输出端；所述接点7、8、9分别与D₃、D₂、D₁的正极相连接，上述另一根导线组成的三相绕组A₁、B₁、C₁的A₁相的尾，称为接点4，分别通过双向可控硅SCR₁、正接的二极管D₉和D₁₂与上述接点7，本装置正极输出端、负极输出端相连接；A₁相的头，称为接点1，分别通过正向连接的二极管D₁₈、D₂₁与本装置的正极输出端、负极输出端相连接；B₁相的尾，称为接点5，分别通过双向可控硅SCR₂、正向连接的二极管D₈、D₁₁与上述接点8、本装置的正极输出端、负极输出端相连接；B₁相的头，称为接点2，分别通过正向连接的二极管D₁₇、D₂₀与本装置的正极输出端、负极输出端相连接；C₁相的尾，称为接点6，分别通过双向可控硅SCR₃正向连接的二极管D₇、D₁₀与接点9、本装置正极输出端、负极输出端相连接；C₁相的头，称为接点3，分别通过正向连接的二极管D₁₆、D₁₉与本装置的正极输出端、负极输出端相连接；所述双向可控硅SCR₁、SCR₂、SCR₃的阳极和触发极分别接电子控制器的三对控制端，当交流发电机的转速上升到两种输出特性曲线的交插点时，上述三对控制端形成断路；本装置还包括一个励磁线圈电路，励磁线圈L₁两端接在电子电压调节器10上，整流二极管D₁₃、D₁₄、D₁₅的正极分别与D₁₆、D₁₇、D₁₈的正极相连接，负极与电子电压调节器10的D+端相连接，在电子电压调节器两端之间接有一续流二极管D₂₂。

通过对定子三相绕组不同匝数的交流发电机输出特性曲线分析，用一台交流发电机实现定子三相绕组匝数多和匝数少的自动选点变换，经过优化设计，在两条输出特性曲线的交插处实现自动变换，就可以在≤1000r/min达到14伏零安的情况下，实现在≤6000r/min的情况下，成倍的提高比功率；成倍的提高发电机的效率，大幅度的降低发电机的满载温升、大幅度的降低发电机的励磁损耗，扩大电压调节器的选用面，实现高效节能的目的。

图面说明：

附图是本实用新型的电路原理图

本实用新型效果如下：

1.不但能使交流发电机保持良好的低速充电性能，零电流转速≤1150r/min，而且还能在≤6000r/min。以内成倍的提高交流发电机的比功率：例如：使原来仅500瓦的交流发电机，一跃成为1000瓦以上的交流发电机。

2.不但能减少交流发电机的体积、重量、降低铜线的消耗，而且还能减少励磁绕组定子三相绕组和二极管在最大输出功率时的电流密度，大幅度的降低交流发电机满载时励磁绕组定子三相绕组和整流元器件的温升，例如，原14伏500瓦交流发电机的温升75℃，而实施本专利后在输出13.5伏85安的情况下，温升只35℃左右，这将大大减缓绝缘材料的老化过程，延长交流发电机的使用寿命。

3.大幅度减少发电机的励磁电流，扩大了电压调节器的适用范围，一般14伏1000瓦无刷交流发电机的励磁电流都在5安以上，有的7安以上，而本专利实施后的励磁电流，在14伏输出1000瓦的情况下，也仅是2.9安左右。

4.国内外所有汽车交流发电机的效率都超不过40％有的仅30％左右。而本专利实施后的效率能达到50％以上28伏的能使效率提高到60％以上。

5.由于本实用新型适用于国内外的各种类型的有刷或无刷交流发电机，对从小功率向大功率过渡起到了简化过程、节省材料消耗的作用。

本实用新型的具体实施方法和步骤：

1.确定每相绕组的匝数和导线截面积。

2.三相绕组的绕制：必须两根并绕，两根导线的匝数、节距、下线角度要一样。

3.嵌线时要将定子三相绕组的九根引线的位置，安排在与整流桥和电子控制器接线方便的地方。

4.导线与定子铁芯，导线与导线(包括两根并绕的导线)，都要保持良好的绝缘。

5.三相定子绕组的接线：这是与传统的车用交流发电机有着重要区别的部分；采用的是“延边三角”和“三个单相一个三角并联”变换的定子绕组；变换是靠负载电流和发电机转速提供信号源，通过电子控制器来实现的，其原理和接线方式请看附图所示；将定子三相绕组分为两根并绕，其中一根A₂相、B₂相、C₂相，接成固定式三角形绕组；将A₂相的尾和B₂相的头相接，为8；将B₂相的尾和C₂相的头相接，为9；将C₂相的尾和A₂相的头相接，为7。另一根导线，A₁相的头，为1；A₁相的尾，为4；B₁相的头，为2；B₁相的尾，为5；C₁相的头，为3；C₁相的尾，为6。

编号是为了顺利准确的把定子三相绕组引出的九根引线与“三组三相整流桥”和“电子控制器”联接起来，D₁～D₁₂、D₁₆～D₂₁为三组三相整流桥；11为电子控制器，L₁为发电机励磁绕组，L₂为电流互感器，10为电子电压调节器，D₂₂为续流二极管。

当打开点火开关后，蓄电池正极12伏电源一路通过充电指示灯和发电机D+相接，此电流经励磁绕组和电压调节器后搭铁回蓄电池负极，充电指示灯亮；当发电机励磁发电后，充电指示灯自动熄灭；另一路去点火系统和发电机的IG接线柱，经IG供电子控制器工作，使三支双向可控硅导通，此时定子三相绕组的4和7通，5和8通，6和9通，形成延边三角形，保证交流发电机有良好的低速充电性能。

当交流发电机的负载电流上升到两种输出特性曲线的交插点时，“电子控制器”自动将三对控制端切断，此时使定子三相绕组的线与线之间的匝数是“延边三角”时的线与线之间匝数的1/3；导线截面积增加了一倍，内阻大大减少，所以交流发电机的输出功率成倍的提高。

Claims

一种高效节能汽车交流发电机，其特征在于：它由两个定子三相绕组、三组三相桥式整流电路、三个双向可控硅和电子控制器组成；所述定子三相绕组必须两根导线并绕，导线之间相互绝缘、截面积一样或相近，而且匝数、节距和嵌线角度要一样，头尾方向要一致；所述二根导线分别组成二个三相绕组A₂、B₂、C₂和A₁、B₁、C₁；将A₂相的尾与B₂相的头相连接，称为接点8，将B₂相的尾与C₂相的头相连接，称为接点9，将C₂相的尾与A₂相的头相连接，称为接点7；上述A₂、B₂、C₂构成一组固定式“三角形”绕组；由二极管D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆组成上述绕组的三相桥式整流电路，其中D₁、D₂、D₃的负极相接，构成本装置的正极输出端，D₁、D₂、D₃的正极分别与D₄、D₅、D₆的负极分别相接，D₄、D₅、D₆的正极相接，构成本装置的负极输出端；所述接点7、8、9分别与D₃、D₂、D₁的正极相连接，上述另一根导线组成的三相绕组A₁、B₁、C₁的A₁相的尾，称为接点4，分别通过双向可控硅SCR₁、正接的二极管D₉和D₁₂与上述接点7，本装置正极输出端、负极输出端相连接；A₁相的头，称为接点1，分别通过正向连接的二极管D₁₈、D₂₁与本装置的正极输出端、负极输出端相连接；B₁相的尾，称为接点5，分别通过双向可控硅SCR₂、正向连接的二极管D₈、D₁₁与上述接点8、本装置的正极输出端、负极输出端相连接；B₁相的头，称为接点2，分别通过正向连接的二极管D₁₇、D₂₀与本装置的正极输出端、负极输出端相连接；C₁相的尾，称为接点6，分别通过双向可控硅SCR₃正向连接的二极管D₇、D₁₀与接点9、本装置正极输出端、负极输出端相连接；C₁相的头，称为接点3，分别通过正向连接的二极管D₁₆、D₁₉与本装置的正极输出端、负极输出端相连接；所述双向可控硅SCR₁、SCR₂、SCR₃的阳极和触发极分别接电子控制器的三对控制端，当交流发电机的转速上升到两种输出特性曲线的交插点时，上述三对控制端形成断路；本装置还包括一个励磁线圈电路，励磁线圈L₁两端接在电子电压调节器10上，整流二极管D₁₃、D₁₄、D₁₅的正极分别与D₁₆、D₁₇、D₁₈的正极相连接，负极与电子电压调节器10的D+端相连接，在电子电压调节器两端之间接有一续流二极管D₂₂。