CN1208886C - 具有两条输出电流－转速特性曲线的交流发电机 - Google Patents

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Abstract

具有两条输出电流—转速特性曲线的交流发电机，由发电机、桥式全波整流桥电路、和电压调节器组成，设有一个控制两条输出电流—转速特性曲线的调节器，该调节器与桥式全波整流桥电路连接。本发明设计合理、结构紧凑，具有良好的超低速负载能力、大的输出功率和高功重比。按照QC/T29094标准的有关测定：零电流转速小于600r/min-800r/min区间，功重比大于280W/Kg-430W/Kg。兼备超低速充电型、大功率输出型发电机的优良电气性能和高功重比等综合指标，适用于市内缓行的公交车和高速运行的豪华车。

Description

具有两条输出电流-转速特性曲线的交流发电机
(一)技术领域
本发明涉及一种发电机，特别是一种汽车用硅整流发电机。
(二)背景技术
为了提高汽车操纵的可靠性和司乘人员的乘坐舒适性，汽车上装配的电器不断增加。为了保证车用电器在汽车怠速、缓行、加速、全速等不同的运行状态下，都处于良好的工作状态，特别在汽车处于怠速、缓行等低速运行状态时，能保证车载电器的电能消耗，对车用发电机提出了更高要求：1、具有良好的超低速输出功能；2、具有较大的额定功率输出；3、具有较大的功重比。
然而，现有的车用发电机都不能同时满足以上三项指标要求。要提高发电机的低速负载能力，必然要牺牲发电机的部分输出功率、减小发电机的功重比。虽然加大发电机的体积和质量可以改善发电机的性能，但它又影响了汽车的有效载荷、增加了能耗，同时也受安装空间和条件的限制。
(三)发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种设计合理、结构紧凑，具有良好的超低速负载能力、大的输出功率和高功重比的具有两条输出电流-转速特性曲线的交流发电机。
一种由发电机、桥式全波整流桥电路和电压调节器组成的具有两条输出电流-转速特性曲线的交流发电机，设有一个控制两条输出电流-转速特性曲线的调节器，该调节器与桥式全波整流桥电路连接。
控制两条输出电流-转速特性曲线的调节器由微处理器、稳压管、稳压器、二极管、三极管、场效应管、光电耦合器、电感和阻容元件组成，微处理器的接地端接地；微处理器的驱动输出端通过发光二极管(LED)和第三电阻(RK3)与三极管(V)的基极连接，第七电阻(RK7)与发光二极管(LED)和第三电阻(RK3)并联；三极管(V)的发射极接地；三极管(V)的集电极通过稳压管(W3)接地，同时与第四电阻(RK4)及第六电阻(RK6)连接；第四电阻(RK4)的另一端与第四电容(CK4)及二极管(DK4)连接，第四电容(CK4)的另一端接地，二极管(DK4)的另一端接桥式全波整流电路；第六电阻(RK6)的另一端通过稳压管(W4)与场效应管的栅极连接；场效应管的漏极和源极分别通过二极管和桥式全波整流电路连接；微处理器的采集信号输入端与光电耦合器(VLC)的发射极连接，同时通过第二电阻(RK2)接地；微处理器的电源正极端与第一电阻(RK1)、第三电容(CK3)及稳压器(W1)的输出端连接；第一电阻(RK1)的另一端与光电耦合器(VLC)的集电极连接；第三电容(CK3)的另一端及稳压器(W1)的接地端接地；稳压器(W1)的输入端与电感(LK1)及第二电容(CK2)连接，电感(LK1)的另一端与二极管(DK3)及第一电容(CK1)连接，第一电容(CK1)及第二电容(CK2)另一端接地；二极管(DK3)另一端与桥式全波整流电路连接，光电耦合器(VLC)的双基极跨接在稳压管(W2)两端，稳压管(W2)的一端与桥式全波整流电路连接，另一端通过电感(LK2)和第五电阻(RK5)的串联电路与桥式全波整流电路连接。
本发明可应用于变速运行的、非恒定频率发电的、变流、变压的硅整流电源输出装置。已经应用本发明进行了批量试生产，发电机全部符合设计要求。对试生产的发电机进行了热态性能测试的结果如下所示：
型号 重量kg/台 试验电压V     1000r/min输出电流A     1500r/min输出电流A     2000r/min输出电流A     3500r/min输出电流A     5000r/min输出电流A     6000r/min输出电流A
  JFZ273     6.4     27     12     26     41     65     72     73
  JFZ293     6.4     27     2     25     37     82     98     103
JFZ1931 6.4 13.5 29 51 89 122 131 135
  JFZ1932     6.4     13.5     23     49     82     132     144     149
JFZ1933 6.4 13.5 19 52 69 142 163 170
本发明的工作原理如下：
如图1和2所示，G1和G2两个电枢绕组分别经D1-1至D1-6、D2-1至D2-6全波整流，成为直流电压源U1、U2，分别加在控制两条输出电流-转速特性曲线的调节器的K1与K3端、K2与K4端，K7、K8是控制两条输出电流-转速特性曲线的调节器中控制***工作电源的正、负极，K5、K6是采样输入，供控制两条输出电流-转速特性曲线的调节器中微处理器查询。激磁绕组FW的引出端分别与电压调节器的L、F端连接，成为电枢绕组的统一激磁回路。K0是启动开关，当K0闭合时，电压调节器、控制两条输出电流-转速特性曲线的调节器和激磁绕组同时带电，控制两条输出电流-转速特性曲线的调节器微处理器通过K5、K6查询到发电机启动并在低速区运行、输出端电压低于额定电压等条件时，指令K2与K3导通，将电压U1与U2迭加，迅速提升输出端电压，在电压调节器的监控下稳定在额定电压值，从而完成第一条电流-转速特性曲线，如图3所示的O→C→A。若控制两条输出电流-转速特性曲线的调节器中微处理器通过K5、K6查询到转速继续上升，出现显著的中频发电特征，扼流现象将要发生时，在电压调节器的监控下，K3与K2被控分离，K1与K2、K3与K4导通由原来的电压迭加状态变I1与I2迭加输出状态，在原工作曲线的膝点处(图3中的C点)，复合了第二条电流-转速特性曲线，即图3中的O→C→B曲线，使输出功率沿曲线继续保持线性增加。转速与负载降低至电流-转速特性曲线膝点时，K1与K2、K3与K4分离，过渡到K3与K2导通，重建O→C→A曲线。
本发明设计合理、结构紧凑，具有良好的超低速负载能力和对电瓶的充电能力、较大的输出功率和较高功重比。按照QC/T29094标准的有关规定测定了部分热能指标：零电流转速小于600r/min-800r/min区间，功重比大于280W/Kg-430W/Kg。大量试验表明，本发明兼备超低速充电型、大功率输出型发电机的优良电气性能和高功重比等综合指标，既适用于市内缓行的公交车，也适用于高速运行的豪华车。
(四)附图说明
图1是本发明的电原理图。
图2是本发明中控制两条输出电流-转速特性曲线的调节器的电原理图。
图3是本发明的电流-转速特性曲线。
图4是两个以上绕组的本发明的电原理图。
(五)具体实施方式
实施例：本发明的结构和连接关系如图1、图2和图4所示，本发明的电流-转速特性曲线如图3所示。由发电机、桥式全波整流桥电路和电压调节器组成的具有两条输出电流-转速特性曲线的交流发电机，设有一个控制两条输出电流-转速特性曲线的调节器，该调节器与桥式全波整流桥电路连接。

Claims (1)

1、一种由发电机、桥式全波整流电路和电压调节器组成的具有两条输出电流-转速特性曲线的交流发电机，其特征在于，设有一个控制两条输出电流-转速特性曲线的调节器，该调节器与桥式全波整流电路连接，该调节器由微处理器、稳压管、稳压器、二极管、三极管、场效应管、光电耦合器、电感和阻容元件组成，微处理器的接地端接地；微处理器的驱动输出端通过发光二极管(LED)和第三电阻(RK3)与三极管(V)的基极连接，第七电阻(RK7)与发光二极管(LED)和第三电阻(RK3)并联；三极管(V)的发射极接地；三极管(V)的集电极通过稳压管(W3)接地，同时与第四电阻(RK4)及第六电阻(RK6)连接；第四电阻(RK4)的另一端与第四电容(CK4)及二极管(DK4)连接，第四电容(CK4)的另一端接地，二极管(DK4)的另一端接桥式全波整流电路；第六电阻(RK6)的另一端通过稳压管(W4)与场效应管的栅极连接；场效应管的漏极和源极分别通过二极管和桥式全波整流电路连接；微处理器的采集信号输入端与光电耦合器(VLC)的发射极连接，同时通过第二电阻(RK2)接地；微处理器的电源正极端与第一电阻(RK1)、第三电容(CK3)及稳压器(W1)的输出端连接；第一电阻(RK1)的另一端与光电耦合器(VLC)的集电极连接；第三电容(CK3)的另一端及稳压器(W1)的接地端接地；稳压器(W1)的输入端与电感(LK1)及第二电容(CK2)连接，电感(LK1)的另一端与二极管(DK3)及第一电容(CK1)连接，第一电容(CK1)及第二电容(CK2)另一端接地；二极管(DK3)另一端与桥式全波整流电路连接，光电耦合器(VLC)的双基极跨接在稳压管(W2)的两端，稳压管(W2)的一端与桥式全波整流电路连接，另一端通过电感(LK2)和第五电阻(RK5)的串联电路与桥式全波整流电路连接。
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