[發明專利]寬速無刷發電機

在審

• 申請號: 201710259067.0
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN108696082A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 孫國華
• 申請（專利權）人: 平頂山撒恩汽車電機制造有限公司;孫國華
• 主分類號: H02K19/26
• 分類號: H02K19/26;H02K19/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種寬速無刷發電機，它主要由旋轉磁極式同步發電機、硅整流器、脈沖(或開關)調節器、旋轉變壓器、旋轉整流器等構成。旋轉磁極式同步發電機輸出交流電，通過硅整流器輸出直流電。脈沖調節器根據硅整流器輸出直流電壓的高低，向旋轉變壓器輸出占空比可調的脈沖，在旋轉變壓器次級產生互感電動勢，再經旋轉整流器變成直流，加在旋轉磁極式同步發電機的勵磁繞組，實現無刷勵磁。寬速無刷發電機具有低速性好(零電流轉速低)，轉速范圍寬，體積、重量較小，成本較低等優點。

技術領域

本發明涉及一種車用硅整流無刷交流發電機，屬于汽車電機領域。

背景技術

車用發電機是機動車輛的主要電源，對車輛駕乘舒適安全有重大意義。現有的車用發電機基本都是有刷硅整流交流發電機，由于電刷、滑環間是滑動接觸，必然導致摩擦、磨損，并且電刷滑環間有電阻熱、電火花，故存在諸如轉速不能太高，不適應有粉塵、極端潮濕、極端溫度的環境，海拔高度也有限制，磨損下的石墨粉破壞絕緣壽命，電刷磨損到一定程度發電機發電不穩或不發電，維修量大等無法解決的問題。

為了避免電刷、滑環的上述問題，無刷交流發電機應運而生。但是現有的無刷交流發電機：爪極式、激磁機式、永磁式和感應子式)，因結構原因與有刷發電機相比也有不足：低速性差(零電流轉速高)，轉速范圍小，體積、重量較大，成本較高。以下是現有無刷交流發電機的存在的問題。

本發明提供一種車用無刷發電機，它具有低速性好(零電流轉速低)，可高速運轉，體積、重量較小，成本較低等優點。

發明內容

本發明這樣達到上述目的：采用旋轉變壓器、旋轉整流器代替電刷、滑環實現非接觸傳遞勵磁電流。

寬速無刷發電機主要由旋轉磁極式同步發電機1、旋轉變壓器2、旋轉整流器3、脈沖(或開關)調節器5、硅整流器4、電器罩6等構成，見附圖1、2。旋轉變壓器2的初級鐵芯(磁芯)固定在電機端蓋上，初級繞組與脈沖(或開關)調節器的輸出相連；旋轉變壓器次級鐵芯、繞組和旋轉整流器固定在電機軸上一起轉動。

旋轉變壓器2、旋轉整流器3、脈沖(或開關)調節器5構成無刷勵磁系統；脈沖(或開關)調節器根據硅整流器輸出直流電壓的高低，向旋轉變壓器輸出占空比不同的脈沖，在旋轉變壓器次級產生電動勢，再經旋轉整流器變成直流，加在交流同步發電機的勵磁繞組，實現無刷勵磁；同步發電機輸出交流電，通過硅整流器輸出直流電。附圖3是寬速無刷發電機電路結構示意圖。

無刷勵磁系統的脈沖調節器、旋轉變壓器、旋轉整流器組合方式既可以是單端式：正激式、反激式，也可以是雙端式：推挽式、橋式。

旋轉變壓器采用徑向氣隙的柱式結構(附圖4)，即使軸向有些小的竄動也能穩定工作。

旋轉變壓器的磁芯上設置散熱孔槽、引線槽，安裝方便，可靠性提高。

本發明與現有無刷交流同步發電機相比有如下優點：

1、轉速范圍寬 旋轉變壓器可以在任何轉速下傳遞電能，并且軸向尺寸小，轉子剛性大，動平衡容易，故轉速范圍寬。

2、體積小、重量輕 旋轉變壓器比勵磁機的體積小、重量輕，如果采用高頻，體積更小，重量更輕；轉速范圍寬，電機的體積小、重量輕。

3、可靠性高 現有發電機，一旦調節器功率管短路，轉子繞組一直通不變的直流，高速時發電機輸出電壓很高，損壞發電機、用電設備。寬速無刷發電機，即便是調節器功率管短路(輸出直流)，由于旋轉變壓器只能傳遞交流，發電機勵磁繞組沒有電流，不會導致高速時發電機輸出電壓很高，損壞發電機、用電設備。

4、成本較低 由于旋轉變壓器結構簡單，體積小，重量輕，材料消耗少，制造工藝容易，故整個發電機成本較低。

附圖說明