[发明专利]高功率密度汽车交流发电机

说明书

技术领域

本技术发明涉及汽车交流发电机。

背景技术

众所周知，汽车交流发电机的工作转速范围非常宽，汽车交流发电机的零电流转速一般在1000r/min左右，国家标准《QC/T729-2005汽车用交流发电机技术条件》规定：交流发电机的额定转速为6000r/min，12V系统的汽车交流发电机最大工作转速为15000r/min，24V系统的汽车交流发电机最大工作转速为12000r/min；也就是说12V系统的汽车交流发电机工作转速范围是1000r/min～15000r/min，24V系统的汽车交流发电机的工作转速范围是1000r/min～12000r/min。零电流转速是汽车交流发电机必须满足的重要的技术指标，所以定子绕组的匝数是以满足发电机零电流转速的要求来确定的，由于发电机定子绕组的阻抗随发电机的转速升高而增加，在接近额定转速以上时，其值较大，产生较大的内压降，另外，定子电流增加时，由于电枢反应的增强，也会使感应电动势下降，两者共同作用的结果：当发电机的转速升高且负载电流达到最大值时，输出电流几乎不随负载电阻的减小或转速的增加而增大，此时发电机的电流输出能力受到限制，效率明显降低。现有的汽车交流发电机只有一套定子绕组，无法兼顾发电机在如此宽的工作转速范围都能拥有较高的性能指标，而零电流转速的性能指标是必须要满足的，这就使发电机在中高速范围无法发挥应有的电流输出能力，所以功率密度不大。

近年有人提出在汽车交流发电机内设置两套整流电路，让发电机在低速范围时是高匝数绕组工作而在高速范围转换成低匝数绕组来工作的技术方案，也有人提出了根据发电机工作转速的变化对定子绕组进行星形(Y形)——三角形(△形)连接转换的办法。但目前已知的几种定子绕组高——低匝数转换或星形——三角形连接转换的技术方案都存在弊端，未能得到大量推广使用。如中国专利公开号CN2115683U，申请号92201281.4，公开日1992年9月9日，发明创造名称为“阻值变换交流发电机”的申请案，公开了一种采用延边△形与双△形变换的技术方案，该方案虽然可以实现既满足零电流转速的要求，又提高发电机功率密度的目的，但存在结构复杂，使用整流元件过多，转换功能靠继电器触点的分断吸合来实现导致响应速度慢、工作可靠性差等不足；中国专利公开号CN2238503Y，专利号95224578.7，公开日1996年10月23日，发明创造名称为“汽车变整流交流发电机”的申请案，公开了一种采用继电器分断吸合来进行定子绕组Y形与△形变换的技术方案，该方案的绕组产生的大电流要通过继电器的触点，继电器的体积大、质量重，不利于汽车交流发电机的小型化设计，而且，由于汽车交流发电机长期在强烈的振动工况下工作，继电器的工作可靠性低，因此，这两种技术方案都难以付诸实用。

发明内容

本技术发明的目的是克服现有汽车交流发电机只有一套定子绕组导致发电机功率密度低的不足，提出一种结构简单、工作可靠、成本低、容易进行大批量生产的高功率密度汽车交流发电机。