專利名稱：一種內抗自控式汽車交流發電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車交流發電機。
傳統的汽車交流發電機構造是由定子、轉子和整流三大部分組成。定子繞組90％以上是采用“星形”接線方法，少數采用三角形接線方法；上述傳統的固定式定子三相繞組只能在單一的輸出特性曲線內工作，如重點保證達到14伏零安的轉速≤1000r／min，最大輸出功率就要減少，要想提高功率，只有加大發電機的規格，改變整機設計，加大體積，增加重量，加大材料消耗，提高制造成本；保持低效率。雖然國內外早已有不少廠家利用增加星形繞組的中性二極管來提高交流發電機的比功率，但也只能提高10％至15％，滿足不了大幅度提高比功率的要求。
本實用新型的目的在于提供一種內抗自控式汽車交流發電機。
本實用新型由兩個定子三相繞組、四組三相橋式整流電路、三個雙向可控硅和電子控制器組成；所述定子三相繞組必須兩根導線并繞，導線之間有良好的絕緣，截面積一樣，而且匝樓、節距和嵌線角度要一樣，頭尾方向要一致；所述二根導線分別組成兩套三相繞組A1、B1、C1和A2、B2、C2；將A1的頭編號為1、B1的頭編號為2、C1的頭編號為3；由二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6組成上述繞組第一組三相橋式整流電路14；其中D1、D2、D3的負極相接，構成本裝置的正極輸出端，D1、D2、D3的正極分別與D4、D5、D6的負極和A1、B1、C1三相繞組的頭1、2、3、相接，D4、D5、D6的正極相接，構成本裝置的負極輸出端；將A1的尾編號為(4)、B1的尾編號為(5)、C1的尾編號為(6)；由二極管D7、D8、D9、D10、D11、D12組成上述繞組的第二組三相橋式整流電路15；其中D7、D8、D9的負極相接，并入構成本裝置的正極輸出端，D7、D8、D9的正極分別與D10、D11、D12的負極、三只雙向可控硅SCR1、SCR2、SCR3的陰極和上述三相繞組A1、B1、C1的尾(4)、(5)、(6)相接，D10、D11、D12的正極相接，并入構成本裝置的負極輸出端；上述另一根導線組成的三相繞組A2、B2、C2的A2相的頭編號為(1)、B2相的頭編號為(2)、C2相的頭編號為(3)；由二極管D13、D14、D15、D16、D17、D18組成上述繞組的第三組三相橋式整流電路16；其中D13、D14、D15的負極相接，并入構成本裝置的正極輸出端，D13、D14、D15的正極分別與D16、D17、D18的負極、三只雙向可控硅SCR1、SCR2、SCR3的陽極、電子控制器8和上述A2、B2、C2三相繞組的頭(1)、(2)、(3)相接，D16、D17、D18的正極相接，并入構成本裝置的負極輸出端；將A2的尾編號為4、B2的尾編號為5、C2的尾編號為6；由二極管D19、D20、D21、D22、D22、D24組成上述繞組的第四組三相橋式整流電路17；其中D19、D20、D21的負極相接，并入構成本裝置的正極輸出端，D19、D20、D21的正極分別與D22、D23、D24的負極和A2、B2、C2三相繞組的尾4、5、6相接，D22、D23、D24的正極相接，并入構成本裝置的負極輸出端；上述三只雙向可控硅SCR1、SCR2、SCR3的觸發極和陽極分別接電子控制器的三對控制端；當交流發電機的轉速上升到兩種輸出特性曲線的交插點以上時，上述三對控制端形成斷路；本裝置還包括一個勵磁線圈L1，勵磁線圈L1兩端接在電子電壓調節器7上；整流二極管D25、D26、D27、D28、D29、D30、D31、D32、D33的正極分別與D21、D20、D19、D15、D14、D13、D3、D2、D1的正極相連接，D25、D26、D27、D28、D29、D30、D31、D32、D33的負極與電子電壓調節器7的火線D+、續流二極管D34的負極和勵磁繞組L1的火線+相連接，勵磁線圈L1的-與D34的正極、電子電壓調節器7的F相接。電子控制器8的+(正)極與接線柱IG相接，本裝置所有-(負)極搭鐵。
通過對定子三相繞組A1和A2、B1和B2、C1和C2的串并聯變換時產生的不同匝數、不同的內抗的輸出特性曲線的分析，經過優化設計，在兩條輸出特性曲線的交插處實現自動變換，就可以使上述汽車交流發電機不僅能提高低速充電性能，更重要的是實現了在額定轉速范圍內成倍的提高比功率、成倍的提高了效率、大幅度的降低了熱損耗、在不改變散熱器件和風路的情況下大幅度降低溫升、大幅度降低發電機的勵磁損耗，擴大了電壓調節器的適用面，是一項很好的節能產品。
圖面說明附圖
是本實用新型的電路原理圖。
本實用新型效果如下1、不但能使汽車交流發電機提高和改善低速充電性能，零電流轉速≤1000r／min，更重要的是能在≤6000r／min以內成倍的提高汽車交流發電機的比功率，例如使原來輸出1500瓦的交流發電機，一躍成為能輸出3000瓦以上的交流發電機。
2．能使交流發電機的效率提高一倍，例如目前國內外普遍使用的汽車交流發電機的效率一般都在25％至30％以內，而上述裝置能使效率提高一倍，達到60％左右。是一項很好的節能產品。
3．和同功率交流發電機相比不但能減少交流發電機的體積、重量。降低銅線消耗；而且還能大幅度減少勵磁繞組、定子三相繞組和二極管在運行中的電流密度，大幅降低交流發電機的熱損耗和溫升，例如原14伏500瓦交流發電機的溫升75℃，而實施本專利技術后在輸出13．5伏85安的情況下，溫升只35℃左右，這將大大減緩絕緣材料和潤滑油的老化過程，延長交流發電機的使用壽命。
4．大幅度減少交流發電機的勵磁電流，擴大電壓調節器的適用范圍，一般14伏1000瓦無刷交流發電機的勵磁電流都在5安以上，而本專利實施后的勵磁電流，在輸出功率增加一倍的情況下，勵磁電流與原型機一樣，仍是2．9安左右，和輸出功率相同的發電機相比，減少勵磁損耗近半。
5．由于本實用新型適用于國內外目前普遍使用的各種類型的有刷和無刷汽車交流發電機，對從小功率向大功率過度起到了簡化過程。節省工時和材料消耗的作用。
本實用新型的具體實施方法和步驟1．確定每相繞組的匝數和導線截面積。
2．三相繞組的繞制必須截面積相同的兩根導線并繞，匝數、節距、下線角度要一樣。
3．嵌線和布線時要將12根引線的位置，按排在與整流橋和雙向可控硅接線方便的地方。
4．導線與定子鐵芯，導線與導線(包括兩根并繞的導線)之間，都要保持良好的絕緣。
5．三相定子繞組的接線方式這是與傳統的車用交流發電機有著重要區別的部分；采用的即不是“星形”，也不是“三角”接線方式；采用的是把A、B、C、三相繞組分成A1、A2、B1、B2、C1、C2各相兩個繞組，利用雙向可控硅的通斷使各相兩個繞組形成串聯和并聯變換的定子繞組；使其在低速時在整流橋14、17、雙向可控硅和電子控制器的配合下，形成三個單相橋式整流后并聯的電路；中高速時在整流橋14、15、16、17、雙向可控硅和電子控制器的配合下，形成六個單相橋式整流后并聯的電路。雙向可控硅的通斷是靠電子控制器控制，電子控制器是以發電機的頻率為信號源來實現的；其原理和接線方式請看附圖所示；將定子三相繞組分為兩根并繞，其中一根A1、B1、C1的頭1、2、3接第一組14三相橋式整流電路，尾(4)、(5)、(6)接第二組15三相橋式整流電路；另一根A2、B2、C2的頭(1)、(2)、(3)接第三組16三相橋式整流電路；尾4、5、6接第四組17三相橋式整流電路；A1的尾(4)和A2的頭(1)之間分別接雙向可控硅SCR1的陰極和陽極，B1的尾(5)和B2的頭(2)之間分別接雙向可控硅SCR2的陰極和陽極，C1的尾(6)和C2的頭(3)之間分別接雙向可控硅SCR3的陰極和陽極。雙向可控硅的陽極和觸發極分別接電子控制器8的控制端；L1為發電機的勵磁繞組，7為電子電壓調節器，D34為續流二極管。
當打開點火開關后，蓄電池正極12伏或24伏電源一路通過充電指示燈和發電機D+相接，此電流經勵磁繞組和電壓調節器后搭鐵回蓄電池負極，充電指示燈亮；當發電機勵磁發電后，充電指示燈自動熄滅；另一路去點火系統和發電機的IG接線柱，經IG供電子控制器工作，使三只雙向可控硅導通；此時定子三相繞組的(4)與(1)通，(5)與(2)通，(6)與(3)通，形成A1和A2串聯、B1和B2串聯、C1和C2串聯的三個單相橋式整流后并聯的電路。改善發電機的低速充電性能。
當交流發電機的負載電流上升到兩種輸出特性曲線的交插點時，“電子控制器”自動將三對控制端切斷，使雙向可控硅陰極與陽極關斷，此時使定子兩套三相繞組交流側分離，使三相繞組線與線之間匝數減少1／2；變成六個單個橋式整流后并聯的電路，內抗大大減少，所以交流發電機的輸出功率成倍的提高。
權利要求一種內抗自控式汽車交流發電機，其特征在于它是由兩套定子三相繞組、四組三相橋式整流電路、三個雙向可控硅和電子控制器組成；所述定子三相繞組必須兩根導線并繞，導線之間相互絕緣、截面積一樣，而且匝數、節距和嵌線角度要一樣，頭尾方向要一致；所述二根導線分別組成二套三相繞組A1、B1、C1和A2、B2、C2；將A1的頭編號為1，B1的頭編號為2，C1的頭編號為3；由二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6組成上述繞組第一組三相橋式整流電路14；其中D1、D2、D3的負極相接，構成本裝置的正極輸出端，D1、D2、D3的正極分別與D4、D5、D6的負極和A1、B1、C1三相繞組的頭1、2、3、相接，D4、D5、D6的正極相接，構成本裝置的負極輸出端；將A1的尾編號為(4)、B1的尾編號為(5)、C1的尾編號為(6)；由二極管D7、D8、D9、D10、D11、D12組成上述繞組的第二組三相橋式整流電路15；其中D7、D8、D9的負極相接，并入構成本裝置的正極輸出端，D7、D8、D9的正極分別與D10、D11、D12的負極、三只雙向可控硅SCR1、SCR2、SCR3的陰極和上述三相繞組A1、B1、C1的尾(4)、(5)、(6)相接，D10、D11、D12的正極相接，并入構成本裝置的負極輸出端；上述另一根導線組成的三相繞組A2、B2、C2的A2相的頭編號為(1)、B2相的頭編號為(2)、C2相的頭編號為(3)；由二極管D13、D14、D15、D16、D17、D18組成上述繞組的第三組三相橋式整流電路16；其中D13D14、D15的負極相接，并入構成本裝置的正極輸出端，D13、D14、D15的正極分別與D16、D17、D18的負極、三只雙向可控硅SCR1、SCR2、SCR3的陽極、電子控制器8和上述A2、B2、C2三相繞組的頭(1)、(2)、(3)相接，D16、D17、D18的正極相接，并入構成本裝置的負極輸出端；將A2的尾編號為4、B2的尾編號為5、C2的尾編號為6；由二極管D19、D20、D21、D22、D23、D24組成上述繞組的第四組三相橋式整流電路17；基中D19、D20、D21的負極相接，并入構成本裝置的正極輸出端，D19、D20、D21的正極分別與D22、D23、D24的負極和A2、B2、C2三相繞組的尾4、5、6相接，D22、D23、D24的正極相接，并入構成本裝置的負極輸出端；上述三只雙向可控硅SCR1、SCR2、SCR3的觸發極和陽極分別接電子控制器的三對控制端；當交流發電機的轉速上升到兩種輸出特性曲線的交插點以上時，上述三對控制端形成斷路；本裝置還包括一個勵磁線圈L1，勵磁線圈L1兩端接在電子電壓調節器7上；整流二極管D25D26、D27、D28、D29、D30、D31、D32、D33的正極分別與D21、D20、D19、D15、D14、D13、D3、D2、D1的正極相連接，D25、D26、D27、D28、D29、D30、D31、D32、D33的負極與電子電壓調節器7的火線D+、續流二極管D34的負極和勵磁繞組L1的火線+相連接，勵磁線圈L1的-與D34的正極、電子電壓調節器7的F相接。電子控制器8的+／(正)極與接線柱IG相接，本裝置所有-／(負)極搭鐵。
專利摘要一種內抗自控式汽車交流發電機,其特征在于:它由兩套定子三相A、B、C互隔120°電角度的繞組、橋式整流電路、雙向可控硅和電子控制器組成。在低速運行時,電子控制器自動將定子兩套三相繞組以三個單相橋式整流的方式串聯起來;中速以上運行時,定子A、B、C三相繞組自動轉換成A
文檔編號H02K3/28GK2426244SQ0023119
公開日2001年4月4日 申請日期2000年4月10日 優先權日2000年4月10日
發明者熊希久 申請人:熊希久