[发明专利]在交流发电机中提供励磁电流的桥式整流器的结构和装配

说明书

本发明一般涉及其中从装配在发电机转轴上或邻近的功率整流器模块获得发电机主绕组的直流励磁电流的交流发电机。特别是，本发明涉及在三相交流发电机中用于提供主绕组励磁电流的桥式整流器组件的新结构和装配。

旋转磁场交流(AC)发电机在本领域中是熟知的。它们用来产生单相或三相交流输出电压。在一个典型的三相交流发电机中，由缠绕在装配到发电机轴上的励磁转子上的励磁线圈对发电机主绕组励磁。励磁绕组激励励磁电枢或转子。然后在整流电路中对励磁转子的输出整流以产生直流电压。从整流器输出的直流电流用来对发电机主绕组励磁。然后发电机主绕组的旋转在发电机定子中感应交流电压。

现有技术中用来将交流励磁机输出转换成供发电机的主绕组使用的直流电流的整流器电路是每相使用两个二极管的全波电桥。另外，这种全波桥式整流电路一般以两种方式构成。在一种结构中，六个整流器中的每一个是与一个浪涌保护器组合的分离器件。六个二极管装配在分开的散热片上，然后连到发电机的转轴。然后，诸如齐纳二极管之类的浪涌抑制器并联在整流电路的直流输出端。

在第二种结构中，整流电路包括装配在一个电路板上的六个整流二极管管芯和一个浪涌抑制器，然后以常规方式封装形成一集成器件。然后将功率整流模块装配在一个散热片上或直接装配到发电机轴上。

这种典型现有技术的整流器结构和装配布局具有许多缺陷。在上述第一种结构中，每个分离的整流二极管需要一个单独的散热片，因此布线较多。上述第二种结构仅需要一个散热片并因此减少了布线以及整流模块的成本。

然而，即使是第二种结构也会使作为整体的交流发电机明显增加成本。如果二极管整流模块装配在励磁转子外部，它必须连到一个散热片。然后，将散热片拧入一个装配在发电机轴上的金属垫圈中，将励磁铁心压向一个轴肩。如果二极管整流模块装配在励磁转子内侧，二极管模块将拧入发电机轴。然而，为允许这种类型的连接，必须对轴进行机加工以提供一平坦区并开孔以容纳装配螺钉，机加工一个平坦区和对轴开孔是一种较昂贵的操作。

最后，现有技术中采用的整流模块结构和装配技术要求延长发电机轴以便在轴上容纳模块的装配并且增加了平衡转子本身的难度。

据信过去其他人已尝试过在一个围绕轴的环形布局中布置整流模块组件的六个二极管以减小所占用的空间。然而，申请人相信部分是由于在二极管组件中产生的过热使这些尝试未能成功。

相关的公开包括：第5,013,948号美国专利“高功率旋转整流组件”，第4,321,664号美国专利“具有热沉的整流组件”和第5,008,800号美国专利“高电压电源”。根据第5,013,948号美国专利的摘要，公开了一种“放置在电机内的绕旋转轴随之旋转的旋转整流组件，用于通过在励磁转子内的多个绕组整流多相交流信号”。

本发明的目的在于提供一种用于对交流发电机的主绕组励磁的整流组件的结构和装配，这种结构和装配具有以下一个或多个优点：成本低、要求更少的元件和/或布线，避免产生过多的热量、使轴的长度最小化、省去对轴的机加工或其它改变操作、并使其更便于平衡转子。

根据本发明的一个实施例，提供了一种整流模块组件，其具有装配板和整流电路，其结合旋转场交流发电机使用，该发电机具有一个轴、一个装配到该轴的主转子、一个缠绕在主转子上的主绕组、和一个包括一个缠绕在转子上的励磁线圈的励磁转子，励磁转子装配在轴上，其特征在于，该整流模块组件包括：a.一个第一整流模块，包括制成为月牙形的第一导热装配板、一个连到第一装配板的第一整流电路、至少一个连到第一装配板的整流输入端、和一个连到第一装配板的整流正输出端；b.一个第二整流模块，包括制成为月牙形的第二导热装配板、一个连到第二装配板的第二整流电路、至少一个连到第二装配板的整流输入端、和一个连到第二装配板的整流负输出端；c.相互电连接第一和第二整流电路的第一电路连接装置，将正和负整流输出端连接到发电机主绕组的第二电路连接装置，和将整流输入端连接到励磁机线圈的第三电路连接装置；以及d.第一和第二装配板机械地连到励磁转子并与励磁转子热接触，并绕轴排列以形成一个大致的环形组件，从而使励磁转子起到整流模块组件的散热片的作用。