专利名称：具有双三相半波整流的车用永磁发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车用永磁发电机，可以为车辆上的用电器供电及向蓄电池充电。
背景技术：
现有的车用永磁发电机整流方式一般都采用三个可控硅和三个二极管组成三相半控全波整流电路，如图1所示，正桥为三个二极管，负桥为三个可控硅。这种结构存在的问题是1硅整流元件的损耗比较大，发热较严重，效率低；2当发电机功率需要加大时，可控硅的成本会成倍增加，例如，35A的汽车永磁发电机，可采用20A以下的塑封可控硅，单颗20A的可控硅的价格一般为2元左右，而90A的汽车永磁发电机需要采用50A以上的塑封可控硅，而50A的塑封可控硅，单颗价格一般也要10元以上，所以，成本也会增加很多。中国专利CN2483891(公开号)提出将永磁发电机定子三相分别输出，用12颗可控硅组成三个单相全波整流，这种结构虽然可降低单颗可控硅功率，但损耗比三相半控全波整流还要大，因为可控硅的电压降比二极管大很多。
发明内容
本发明的目的就是提供一种硅整流元件损耗小，不存在二极管发热和损耗，成本低、发电机效率高，输出波形平滑的车用永磁发电机。
本发明是这样实现的主要包括整流稳压装置、后端盖、永磁转子、前端盖、定子。特别之处在于定子铁心上绕有两个Y形接法的三相绕组，两个三相绕组的中性点均与发电机“+”极连接，其余六个定子接线端分别接六个共阳极的可控硅的阴极，可控硅共阳极端与发电机“-”极相连。
工作时，永磁转子在发动机带动下转动，两个Y形接法的三相绕组均产生感生电动势，通过六颗共阳极的可控硅进行整流，从而向车辆上的用电器供电及向蓄电池充电。由于六颗共阳极的可控硅分别接六个定子绕组，相当于每一颗可控硅只承担一相绕组的电流，若各绕组匝数相同，即每一颗可控硅只承受总电流的六分之一，对于90A的汽车永磁发电机来说，每一颗可控硅只承受15A的电流，所以，只需选用20A的廉价可控硅即可。
为了使输出波形更加的平滑，两个三相绕组的嵌线位置按相互180度电角度布置，于是，将第一个三相绕组的始端A、B、C与第二个三相绕组的始端A1、B1、C1分别处于同一嵌线槽内，第一个三相绕组的末端A′B′C′相连成Y形接法，第二个三相绕组的始端A1、B1、C1相连Y形接法。这样，就正好构成互为180度的电角度，若两个三相绕组的匝数相同，输出波形就和三相全波整流波形相同。
有益效果1去除了现有车用永磁发电机的正桥部分，解决了二极管的损耗和发热的问题，所以损耗小，效率高，成本低。
2对大功率车用永磁发电机而言，使用六颗共阳极的可控硅整流，可实现小功率可控硅替代大功率可控硅，进一步降低了成本。
图1为已有车用永磁发电机的电路原理示意2为本发明的永磁发电机结构示意3为本发明的定子外层绕组嵌线示意4为本发明的定子内层绕组嵌线示意5为本发明的线路连接6为本发明的定子铁心槽形7为本发明的永磁发电机外层绕组整流后的输出波形8为本发明的永磁发电机内层绕组整流后的输出波形9为两个三相绕组整流后的叠加波形中序号说明，整流控制装置1、后端盖2、永磁转子3、前端盖4、定子5、外槽6、内槽7图中英文字母说明A、B、C分别为外层三相绕组a、b、c三相的始端A′、B′、C′分别为外层三相绕组a、b、c三相的末端A1、B1、C1分别为内层三相绕组a1、b1、c1三相的始端A1′、B1′、C1′分别为内层三相绕组的末端KD1、KD2、KD3、KD4、KD5、KD6分别为六颗可控硅
具体实施例方式现结合附图和实施例对本发明作进一步描述本发明的附图和实施例均采用外转子，内定子结构，采用的外转子极数为4，定子铁心槽数为12，绕组节距为3，即每个三相绕组的电角度为120度。
本发明的永磁发电机基本结构如图2所示，主要由整流控制装置1、后端盖2、永磁转子3、前端盖4、定子5组成，整流控制装置1设置在后端盖2的后端，永磁转子3由两个轴承支撑在两端盖之间可自由转动，定子5与后端盖2紧固相连，其中定子5上绕有两个Y形接法的三相绕组，两个三相绕组的中性点均与发电机“+”极连接，其余六个定子接线端分别接六个共阳极的可控硅的阴极，可控硅共阳极端与发电机“-”极相连。
定子外层绕组和内层绕组嵌线位置如图3、图4所示，外层三相绕组的始端A、B、C与内侧三相绕组的始端A1、B1、C1分别处于同一嵌线槽内，外侧三相绕组的末端A′B′C′相连成Y形接法，内侧三相绕组的始端A1、B1、C1相连Y形接法。电路连线如图5所示，两个三相绕组的中性点N、N1接发电机“+”极，A、B、C、A′、B′、C′分别接六个共阳极可控硅的阴极，这样，两个三相绕组的输出就正好构成互为180度的电角度。
为了能使绕线机能准确将内层绕组绕到预定位置并与外层绕组隔开，本发明中将定子铁心的嵌线槽分为外槽6和内槽7，内槽7靠近圆心，外槽6靠近铁心外圆。
工作时，发动机驱动电机皮带轮，带动永磁转子转动，两个三相绕组均产生感生电动势，通过可控硅KD1、KD2、KD3、KD4、KD5、KD6整流后，向车辆上的用电器供电及向蓄电池充电。由于可控硅KD1、KD2、KD3、KD4、KD5、KD6分别接六个定子绕组，相当于每一颗可控硅只承担一相绕组的电流，所以，可控硅负荷较轻。
由于三相绕组的电角度为120度，外层绕组发出的电动势通过可控硅KD1、KD2、KD3整流，得到的半波整流波形如图5，内层绕组通过可控硅KD4、KD5、KD6整流，得到的半波整流波形如图6，由于两个三相绕组互为180度的电角度，两个三相绕组整流后波形被叠加，得到比较平滑的波形，如图6。
两个三相绕组的匝数可以相同，也可以不同。
权利要求
1一种车用永磁发电机，主要包括整流稳压装置、后端盖、永磁转子、前端盖、定子。其特征在于定子铁心上绕有两个Y形接法的三相绕组，两个三相绕组的中性点均与发电机“+”极连接，其余六个定子接线端分别与六个共阳极的可控硅的阴极相连。
2根据权利要求1所述的车用永磁发电机，其特征在于第一个三相绕组的始端A、B、C与第二个三相绕组的始端A1、B1、C1分别处于同一嵌线槽内，第一个三相绕组的末端A′B′C′相连成Y形接法，第二个三相绕组的始端A1、B1、C1相连Y形接法。
3根据权利要求1所述的车用永磁发电机，其特征在于定子铁心的嵌线槽内，又分有外槽和内槽，内槽靠近圆心，外槽靠近铁心外圆。
全文摘要
本发明涉及一种车用永磁发电机，在永磁发电机定子上绕有两个Y形接法的三相绕组，两个三相绕组的中性点均与发电机“+”极连接，其余六个接线端分别接六个共阳极的可控硅的阴极，可控硅共阳极端与发电机“－”极相连。工作时，永磁转子在发动机带动下转动，两个三相绕组均产生的感生电动势通过六颗可控硅整流，向车辆上的用电器供电及向蓄电池充电。本发明与已有技术相比，去除了现有车用永磁发电机的正桥部分，解决了整流二极管的损耗和发热问题，所以损耗小，发热少，效率高，成本低。并且，还可实现小功率可控硅替代大功率可控硅，进一步降低了成本。
文档编号H02K3/12GK101060267SQ200610035069
公开日2007年10月24日 申请日期2006年4月20日 优先权日2006年4月20日
发明者梁昌勇 申请人:梁昌勇