[发明专利]用于车辆的AC发电机

说明书

技术领域

本发明涉及用于车辆的AC发电机，其被配置为生成单相或者多相交流电。

背景技术

例如，用于诸如两轮机动车之类的车辆的AC发电机包括外转子和布置在该外转子的内圆周侧上的定子，其中在该外转子中，N极永久磁铁和S极永久磁铁在圆周方向上交替地布置。通过在圆周方向上布置磁极来构造定子，线圈分别缠绕在这些磁极周围。然后，例如，当转子通过引擎的旋转功率转动时，由于N极永久磁铁的磁场和S极永久磁铁的磁场在位置上交替且重复地与这些磁极相对，因此在围着磁极缠绕的线圈中产生AC电压。

此外，例如，专利文档1描述了一种用于车辆的AC发电机的功率控制设备。增加电枢绕组的数量，直到其达到预定的旋转速度为止，并且在其达到该预定的旋转速度之后减少电枢绕组的数量。在发电机的高旋转区域中，功率控制设备限制在电枢绕组的阻抗增加时生成的输出电流的减小。因此，输出电流不仅可以在低旋转区域中增加，也可以在高旋转区域中增加。

此外，例如，专利文档2描述了一种用于内燃机的供电设备。将磁铁发电机的发电机线圈分成第一线圈和第二线圈，线圈之间的连接状态在串联和并联之间转换。在引擎的低速度范围中，线圈串联连接，而在高速度范围中，线圈并联连接。从而，在磁铁发电机中，可以在高速度范围中确保较大的负载电流，而不浪费低速度范围时的输出。

现有技术文档

专利文档

专利文档1：JP-A-06-292329

专利文档2：JP-A-10-108427

发明内容

但是，专利文档1、2没有公开定子的线圈的连接状态，以及哪个磁极要被转换以改变输出特性。此外，在专利文档1中，虽然在高旋转区域中可以增加输出电流，但是当由于所生成的电力超过车辆需要的电力而使电池的充电变得不必要时，则需要使用调节器电路来将其切断(将其放电到地)。此时，在获得高电力的同时，增加了针对转子旋转所产生的摩擦力(旋转阻力等)，使得发电机的运行效率整体上降低。

鉴于该缺点，本发明的一个目标是提供一种用于车辆的AC发电机，该发电机能够在引擎的高旋转区域中，根据车辆的需要来将发电机的运行效率维持为高。

根据本发明的示例，用于车辆的AC发电机包括：外转子；以及布置在所述外转子的内圆周侧上的定子。所述外转子具有在圆周方向上交替布置的N极磁场形成部件和S极磁场形成部件。所述定子具有中心铁芯和布置在所述中心铁芯周围的磁极。线圈分别围着所述磁极的磁极铁芯缠绕。当所述N极磁场形成部件和所述S极磁场形成部件交替地与每个所述磁极相对时，产生单相或多相AC电源。通过交替地布置右绕组线圈和左绕组线圈来构造线圈。所述右绕组线圈在联接状态中以顺时针方向围着所述磁极铁芯来缠绕。所述左绕组线圈在联接状态中以逆时针方向围着所述磁极铁芯来缠绕。所述AC发电机还包括：转换电路，其被配置为当所述外转子的旋转速度低于预定的值时，使用所有所述线圈来发电。所述转换电路还被配置为当所述外转子的旋转速度高于或者等于所述预定的值时，使包括位置彼此相邻的两个或更多个磁极的线圈的线圈组暂停，而使用剩余的线圈组来进行发电。

当所述外转子的旋转速度等于或者高于所述预定的值时，本发明的AC发电机暂停预定的线圈组的发电，使得整体地提升所述发电机的运行效率。

具体而言，本发明的AC发电机具有转换电路，该转换电路可以转换使用所有线圈进行发电的状态或者使用所述线圈组中的一个进行发电的状态。

当本发明的AC发电机运行时，如果所述外转子的旋转速度小于所述预定的值(在引擎的低旋转区域中)，则使用所有线圈进行发电。因此，可以在低旋转区域中，适当地确保发电量。

相比而言，如果所述外转子的旋转速度等于或者高于所述预定的值(在引擎的高旋转区域中)，则对于包括位置彼此相邻的两个或更多个磁极的线圈的线圈组进行暂停，并使用所述剩余的线圈组进行发电。此时，由于位置彼此相邻的两个或更多个磁极的线圈包括在所述可暂停线圈组中，因此可以有意地降低高旋转区域中的发电量。也就是说，电流并不在位置彼此相邻的两个或更多个磁极的线圈中流动，从而形成对于所述两个或更多个磁极的发电不具有贡献的磁路。因此，减少了对于发电有贡献的磁通，使得可以在高旋转区域中，对超过车辆的需求的过度发电进行限制。此外，还可以减少所述外转子旋转时产生的摩擦力(旋转阻力等)。

因此，根据本发明的AC发电机，在引擎的高旋转区域中，可以根据车辆的需要，将发电机的运行效率维持为高。