专利名称：一种内抗自控式汽车交流发电机的制作方法
技术领域：
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，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内抗自控式汽车交流发电机。
本实用新型由两个定子三相绕组、四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，导线之间有良好的绝缘，截面积一样，而且匝楼、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两套三相绕组A1、B1、C1和A2、B2、C2；将A1的头编号为1、B1的头编号为2、C1的头编号为3；由二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6组成上述绕组第一组三相桥式整流电路14；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的负极和A1、B1、C1三相绕组的头1、2、3、相接，D4、D5、D6的正极相接，构成本装置的负极输出端；将A1的尾编号为(4)、B1的尾编号为(5)、C1的尾编号为(6)；由二极管D7、D8、D9、D10、D11、D12组成上述绕组的第二组三相桥式整流电路15；其中D7、D8、D9的负极相接，并入构成本装置的正极输出端，D7、D8、D9的正极分别与D10、D11、D12的负极、三只双向可控硅SCR1、SCR2、SCR3的阴极和上述三相绕组A1、B1、C1的尾(4)、(5)、(6)相接，D10、D11、D12的正极相接，并入构成本装置的负极输出端；上述另一根导线组成的三相绕组A2、B2、C2的A2相的头编号为(1)、B2相的头编号为(2)、C2相的头编号为(3)；由二极管D13、D14、D15、D16、D17、D18组成上述绕组的第三组三相桥式整流电路16；其中D13、D14、D15的负极相接，并入构成本装置的正极输出端，D13、D14、D15的正极分别与D16、D17、D18的负极、三只双向可控硅SCR1、SCR2、SCR3的阳极、电子控制器8和上述A2、B2、C2三相绕组的头(1)、(2)、(3)相接，D16、D17、D18的正极相接，并入构成本装置的负极输出端；将A2的尾编号为4、B2的尾编号为5、C2的尾编号为6；由二极管D19、D20、D21、D22、D22、D24组成上述绕组的第四组三相桥式整流电路17；其中D19、D20、D21的负极相接，并入构成本装置的正极输出端，D19、D20、D21的正极分别与D22、D23、D24的负极和A2、B2、C2三相绕组的尾4、5、6相接，D22、D23、D24的正极相接，并入构成本装置的负极输出端；上述三只双向可控硅SCR1、SCR2、SCR3的触发极和阳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以上时，上述三对控制端形成断路；本装置还包括一个励磁线圈L1，励磁线圈L1两端接在电子电压调节器7上；整流二极管D25、D26、D27、D28、D29、D30、D31、D32、D33的正极分别与D21、D20、D19、D15、D14、D13、D3、D2、D1的正极相连接，D25、D26、D27、D28、D29、D30、D31、D32、D33的负极与电子电压调节器7的火线D+、续流二极管D34的负极和励磁绕组L1的火线+相连接，励磁线圈L1的-与D34的正极、电子电压调节器7的F相接。电子控制器8的+(正)极与接线柱IG相接，本装置所有-(负)极搭铁。
通过对定子三相绕组A1和A2、B1和B2、C1和C2的串并联变换时产生的不同匝数、不同的内抗的输出特性曲线的分析，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，就可以使上述汽车交流发电机不仅能提高低速充电性能，更重要的是实现了在额定转速范围内成倍的提高比功率、成倍的提高了效率、大幅度的降低了热损耗、在不改变散热器件和风路的情况下大幅度降低温升、大幅度降低发电机的励磁损耗，扩大了电压调节器的适用面，是一项很好的节能产品。
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、不但能使汽车交流发电机提高和改善低速充电性能，零电流转速≤1000r／min，更重要的是能在≤6000r／min以内成倍的提高汽车交流发电机的比功率，例如使原来输出1500瓦的交流发电机，一跃成为能输出3000瓦以上的交流发电机。
2．能使交流发电机的效率提高一倍，例如目前国内外普遍使用的汽车交流发电机的效率一般都在25％至30％以内，而上述装置能使效率提高一倍，达到60％左右。是一项很好的节能产品。
3．和同功率交流发电机相比不但能减少交流发电机的体积、重量。降低铜线消耗；而且还能大幅度减少励磁绕组、定子三相绕组和二极管在运行中的电流密度，大幅降低交流发电机的热损耗和温升，例如原14伏500瓦交流发电机的温升75℃，而实施本专利技术后在输出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和润滑油的老化过程，延长交流发电机的使用寿命。
4．大幅度减少交流发电机的励磁电流，扩大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，而本专利实施后的励磁电流，在输出功率增加一倍的情况下，励磁电流与原型机一样，仍是2．9安左右，和输出功率相同的发电机相比，减少励磁损耗近半。
5．由于本实用新型适用于国内外目前普遍使用的各种类型的有刷和无刷汽车交流发电机，对从小功率向大功率过度起到了简化过程。节省工时和材料消耗的作用。
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截面积相同的两根导线并绕，匝数、节距、下线角度要一样。
3．嵌线和布线时要将12根引线的位置，按排在与整流桥和双向可控硅接线方便的地方。
4．导线与定子铁芯，导线与导线(包括两根并绕的导线)之间，都要保持良好的绝缘。
5．三相定子绕组的接线方式这是与传统的车用交流发电机有着重要区别的部分；采用的即不是“星形”，也不是“三角”接线方式；采用的是把A、B、C、三相绕组分成A1、A2、B1、B2、C1、C2各相两个绕组，利用双向可控硅的通断使各相两个绕组形成串联和并联变换的定子绕组；使其在低速时在整流桥14、17、双向可控硅和电子控制器的配合下，形成三个单相桥式整流后并联的电路；中高速时在整流桥14、15、16、17、双向可控硅和电子控制器的配合下，形成六个单相桥式整流后并联的电路。双向可控硅的通断是靠电子控制器控制，电子控制器是以发电机的频率为信号源来实现的；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A1、B1、C1的头1、2、3接第一组14三相桥式整流电路，尾(4)、(5)、(6)接第二组15三相桥式整流电路；另一根A2、B2、C2的头(1)、(2)、(3)接第三组16三相桥式整流电路；尾4、5、6接第四组17三相桥式整流电路；A1的尾(4)和A2的头(1)之间分别接双向可控硅SCR1的阴极和阳极，B1的尾(5)和B2的头(2)之间分别接双向可控硅SCR2的阴极和阳极，C1的尾(6)和C2的头(3)之间分别接双向可控硅SCR3的阴极和阳极。双向可控硅的阳极和触发极分别接电子控制器8的控制端；L1为发电机的励磁绕组，7为电子电压调节器，D34为续流二极管。
当打开点火开关后，蓄电池正极12伏或24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，使三只双向可控硅导通；此时定子三相绕组的(4)与(1)通，(5)与(2)通，(6)与(3)通，形成A1和A2串联、B1和B2串联、C1和C2串联的三个单相桥式整流后并联的电路。改善发电机的低速充电性能。
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，使双向可控硅阴极与阳极关断，此时使定子两套三相绕组交流侧分离，使三相绕组线与线之间匝数减少1／2；变成六个单个桥式整流后并联的电路，内抗大大减少，所以交流发电机的输出功率成倍的提高。
权利要求一种内抗自控式汽车交流发电机，其特征在于它是由两套定子三相绕组、四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，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套三相绕组A1、B1、C1和A2、B2、C2；将A1的头编号为1，B1的头编号为2，C1的头编号为3；由二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6组成上述绕组第一组三相桥式整流电路14；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的负极和A1、B1、C1三相绕组的头1、2、3、相接，D4、D5、D6的正极相接，构成本装置的负极输出端；将A1的尾编号为(4)、B1的尾编号为(5)、C1的尾编号为(6)；由二极管D7、D8、D9、D10、D11、D12组成上述绕组的第二组三相桥式整流电路15；其中D7、D8、D9的负极相接，并入构成本装置的正极输出端，D7、D8、D9的正极分别与D10、D11、D12的负极、三只双向可控硅SCR1、SCR2、SCR3的阴极和上述三相绕组A1、B1、C1的尾(4)、(5)、(6)相接，D10、D11、D12的正极相接，并入构成本装置的负极输出端；上述另一根导线组成的三相绕组A2、B2、C2的A2相的头编号为(1)、B2相的头编号为(2)、C2相的头编号为(3)；由二极管D13、D14、D15、D16、D17、D18组成上述绕组的第三组三相桥式整流电路16；其中D13D14、D15的负极相接，并入构成本装置的正极输出端，D13、D14、D15的正极分别与D16、D17、D18的负极、三只双向可控硅SCR1、SCR2、SCR3的阳极、电子控制器8和上述A2、B2、C2三相绕组的头(1)、(2)、(3)相接，D16、D17、D18的正极相接，并入构成本装置的负极输出端；将A2的尾编号为4、B2的尾编号为5、C2的尾编号为6；由二极管D19、D20、D21、D22、D23、D24组成上述绕组的第四组三相桥式整流电路17；基中D19、D20、D21的负极相接，并入构成本装置的正极输出端，D19、D20、D21的正极分别与D22、D23、D24的负极和A2、B2、C2三相绕组的尾4、5、6相接，D22、D23、D24的正极相接，并入构成本装置的负极输出端；上述三只双向可控硅SCR1、SCR2、SCR3的触发极和阳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以上时，上述三对控制端形成断路；本装置还包括一个励磁线圈L1，励磁线圈L1两端接在电子电压调节器7上；整流二极管D25D26、D27、D28、D29、D30、D31、D32、D33的正极分别与D21、D20、D19、D15、D14、D13、D3、D2、D1的正极相连接，D25、D26、D27、D28、D29、D30、D31、D32、D33的负极与电子电压调节器7的火线D+、续流二极管D34的负极和励磁绕组L1的火线+相连接，励磁线圈L1的-与D34的正极、电子电压调节器7的F相接。电子控制器8的+／(正)极与接线柱IG相接，本装置所有-／(负)极搭铁。
专利摘要一种内抗自控式汽车交流发电机,其特征在于:它由两套定子三相A、B、C互隔120°电角度的绕组、桥式整流电路、双向可控硅和电子控制器组成。在低速运行时,电子控制器自动将定子两套三相绕组以三个单相桥式整流的方式串联起来;中速以上运行时,定子A、B、C三相绕组自动转换成A
文档编号H02K3/28GK2426244SQ0023119
公开日2001年4月4日 申请日期2000年4月10日 优先权日2000年4月10日
发明者熊希久 申请人:熊希久