CN105186788A - 一种双整流桥双定子汽车发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双整流桥双定子汽车发电机，包括：可旋转地转子，其用于提供一旋转磁场；一个环形的定子铁芯和两组定子绕组，其中，每组定子绕组缠绕于定子铁芯的一部分以构成一个定子，并且使两个定子对应的磁路彼此不相重叠，每组定子绕组根据旋转磁场产生交流电压；两个整流桥，每个整流桥连接至一组定子绕组的输出端，用以将该定子绕组中感应的交流电压变换为直流电压；其中，两个整流桥并联连接，以使两个整流桥的直流电压并联输出。本发明减少了整流电压脉动，从而提高了发电机的输出能力，降低了发电机对整车用电设备的干扰。

Description

一种双整流桥双定子汽车发电机
技术领域
本发明涉及发电机领域，尤其涉及一种双整流桥双定子汽车发电机。
背景技术
近年来汽车电子电器发展迅速，整车配备的各种电子仪器以及各种功能的传感器越来越多，像高耗电的空调和电子缓速器基本上成了整车标配，大大提高了驾驶者的可操控性以及乘客的安全性和舒适性，但随之带来的是整车对用电的需求越来越多，对供电***的稳定性和供电质量要求(即电压的平稳性，电流波动大小以及谐波分量)也越来越高。所以大功率发电机(输出电流大于100A)应用越来越多。由于输出电流是发电机通过定转子产生三相交流经过整流桥整流后成为脉动直流电。
而整流桥的负载能力最主要就是取决于整流管的额定输出能力，现有整流管能够实现商品化并广泛应用的最大只能做到60A，如果整流管处于极限或者超负荷运行，大电流会导致整流管温度急剧上升，使整流管很快就会烧毁。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种大功率输出时降低整流桥故障率的双整流桥双定子汽车发电机。
本发明提供的技术方案为：
一种双整流桥双定子汽车发电机，包括：
可旋转地转子，其用于提供一旋转磁场；
一个环形的定子铁芯和两组定子绕组，其中，每组定子绕组缠绕于所述定子铁芯的一部分以构成一个定子，并且使两个定子对应的磁路彼此不相重叠，每组定子绕组根据所述旋转磁场产生交流电压；
两个整流桥，每个整流桥连接至一组定子绕组的输出端，用以将该定子绕组中感应的交流电压变换为直流电压；
其中，两个整流桥并联连接，以使两个整流桥的直流电压并联输出。
优选的是，所述的双整流桥双定子发电机中，所述定子铁芯沿一直径均分为两个半环部分，每组定子绕组的绕制区域由位于其中一个半环部分的所有线槽和位于另一个半环部分的两个线槽限定，且该两个线槽分别对应于所述其中一个半环部分的两端，两组定子绕组的绕组区域相对于该直径相对称。
优选的是，所述的双整流桥双定子发电机中，以该直径的中垂线为分界线，其中一组定子绕组的首端与另一个组定子绕组的末端分布在该分界线的同侧。
优选的是，所述的双整流桥双定子发电机中，每组定子绕组为三相绕组。
优选的是，所述的双整流桥双定子发电机中，每组定子绕组的节距为1～4个线槽。
优选的是，所述的双整流桥双定子发电机中，两个整流桥共用正极板和负极板。
优选的是，所述的双整流桥双定子发电机中，每组定子绕组采用星形接法或角形接法。
本发明在一个环形的定子铁芯上绕制两组定子绕组，分别形成了两个定子，两个定子在转子所提供的旋转磁场下分别提供交流电压，两个整流桥分别将这两路交流电压变换成直流电压，最终两路直流电压并联输入。本发明减少了整流电压脉动，从而提高了发电机的输出能力，降低了发电机对整车用电设备的干扰。
附图说明
图1(a)为本发明的实施例一的定子的结构示意图；
图1(b)为本发明的实施例一的定子的排线原理图；
图2为本发明的实施例一的双整流桥双定子的电路原理图；
图3为本发明的实施例二的双整流桥双定子的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1(a)、图1(b)、图2和图3所示，本发明提供一种双整流桥双定子汽车发电机，包括：可旋转地转子，其用于提供一旋转磁场；一个环形的定子铁芯1和两组定子绕组，其中，每组定子绕组缠绕于所述定子铁芯1的一部分以构成一个定子，并且使两个定子对应的磁路彼此不相重叠，每组定子绕组根据所述旋转磁场产生交流电压；两个整流桥，每个整流桥连接至一组定子绕组的输出端，用以将该定子绕组中感应的交流电压变换为直流电压；其中，两个整流桥并联连接，以使两个整流桥的直流电压并联输出。
本发明将一个定子铁芯1上绕制两组定子绕组，从而形成两个定子。这两个定子所对应的磁路是彼此不重叠的，即两个定子彼此完全是独立的，本发明可同时输出两路交流电压。相比于在一个定子铁芯上绕制一组定子绕组的现有结构，本发明在一个定子铁芯上绕制两组定子绕组，实际是减少了一组定子绕组的线圈匝数，进而减小了原有的一组定子绕组输出的交流电压，同时降低了对整流桥的负载能力的要求。
传统三相全波整流电路的整流电压脉动是：
ΔUR＝(1.73-1.5)UMax＝0.23UMax
其中UMax为交流发电机相电压最大值。
本发明将输出的脉动直流电压的波动范围减少至0.14UMax，从而提高发电机的输出能力，降低发电机对整车用电设备的干扰。
本发明最终是将两路直流电压并联输出，保证了发电机仍然可以提供大功率的输出，但同时不会对整流桥造成负担。
请看图1(a)和图1(b)，实施例一具体提供了一种定子的结构以及排线原理图。所述的双整流桥双定子发电机中，所述定子铁芯1沿一直径D1均分为两个半环部分2，3，每组定子绕组的绕制区域由位于其中一个半环部分的所有线槽和位于另一个半环部分的两个线槽限定，且该两个线槽分别对应于所述其中一个半环部分的两端，两组定子绕组的绕组区域相对于该直径相对称。具体来说，图1(a)中，定子铁芯内侧的数字为线槽的编号，图1(b)给出了各定子绕组的排线原理图。在图1(a)中，相对于直径D1而言，将位于图中靠上位置的半环部分2称为上半环，位于图中靠下位置的半环部分3称为下半环，第一个定子绕组主要绕制在上半环，其U1端和Z1端位于下半环的两个线槽内，第二个定子绕组主要绕组在下半环，其U2端和Z2端则位于上半环的两个线槽内。实际上，一组定子绕组的一相绕组的首端和另一组定子绕组的一相绕组的末端相交叉，但两个定子的磁路仍然是彼此不重叠的。该实施例尽量保证一组定子绕组具有足够的线圈匝数，进而保证输出足够大的交流电压。
具体地，所述的双整流桥双定子发电机中，以该直径D1的中垂线D2为分界线，其中一组定子绕组的首端与另一个组定子绕组的末端分布在该分界线的同侧。请看图1(a)，第一个定子绕组的各首端U1、V1和W1与第二个定子绕组的各末端都位于图1中分界线D2的右侧。
优选地，所述的双整流桥双定子发电机中，每组定子绕组为三相绕组。
优选地，所述的双整流桥双定子发电机中，每组定子绕组的节距为1～4个线槽。
优选地，所述的双整流桥双定子发电机中，两个整流桥共用正极板和负极板，从而简化双整流桥双定子发电机的结构，降低其生产成本。请看2和图3，输出接线柱B+设置在共用的正极板上，接地端E设置在负极板上。
优选地，所述的双整流桥双定子发电机中，每组定子绕组采用星形接法或角形接法。实施例一中，当两组定子绕组4，5采用角形接法时，双整流桥双定子的电路原理如图2所示，两个整流桥6，7均由三个整流单元构成，每个整流单元连接至一组定子绕组的一相，将该相输出的交流电压整流成直流电压。实施例二中，当两组定子绕组4，5采用星形接法时，双整流桥双定子的电路原理如图3所示，两个整流桥6，7均由四个整流单元构成，其中三个整流单元连接至该组定子绕组的三相，另一个整流单元连接至中性线，以将该定子绕组的输出的交流电压整流成直流电压。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种双整流桥双定子汽车发电机，其特征在于，包括：
可旋转地转子，其用于提供一旋转磁场；
一个环形的定子铁芯和两组定子绕组，其中，每组定子绕组缠绕于所述定子铁芯的一部分以构成一个定子，并且使两个定子对应的磁路彼此不相重叠，每组定子绕组根据所述旋转磁场产生交流电压；
两个整流桥，每个整流桥连接至一组定子绕组的输出端，用以将该定子绕组中感应的交流电压变换为直流电压；
其中，两个整流桥并联连接，以使两个整流桥的直流电压并联输出。
2.如权利要求1所述的双整流桥双定子发电机，其特征在于，所述定子铁芯沿一直径均分为两个半环部分，每组定子绕组的绕制区域由位于其中一个半环部分的所有线槽和位于另一个半环部分的两个线槽限定，且该两个线槽分别对应于所述其中一个半环部分的两端，两组定子绕组的绕组区域相对于该直径相对称。
3.如权利要求2所述的双整流桥双定子发电机，其特征在于，以该直径的中垂线为分界线，其中一组定子绕组的首端与另一个组定子绕组的末端分布在该分界线的同侧。
4.如权利要求3所述的双整流桥双定子发电机，其特征在于，每组定子绕组为三相绕组。
5.如权利要求1至4中任一项所述的双整流桥双定子发电机，其特征在于，每组定子绕组的节距为1～4个线槽。
6.如权利要求1至5中任一项所述的双整流桥双定子发电机，其特征在于，两个整流桥共用正极板和负极板。
7.如权利要求4所述的双整流桥双定子发电机，其特征在于，每组定子绕组采用星形接法或角形接法。
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