[发明专利]电压调节器及配置该电压调节器的机动车交流发电机

说明书

本发明公开了一种电压调节器及配置该电压调节器的机动车交流发电机，包括：磁场正极(F+)和磁场负极(F‑)连接于转子磁场线圈(9)的两端，指示灯端子(L)与磁场正极(F+)连接，电压调节器中设置有自由启动模块、调压控制模块和启动优化磁场钳制模块。通过启动优化磁场控制模块，在发动机启动阶段，强制将发电机对外发电能力进行有效控制，减小所需发动机拖动扭矩，同时，在发电机端信号达到设定转速后，及时开启开关管(Q2)，指示灯端子(L)电压抬升，使得车辆仪表识别高电位，及时将车辆充电指示灯熄灭，避免对交流发电机的状态误判断，特别适合在高寒、高原空气稀薄地区应用。

技术领域

本发明涉及一种在机动车辆上使用的交流发电机，还涉及一种配置在该交流发电机上的电压调节器。

背景技术

机动车辆发动机输出扭矩的大小，与燃油燃烧具有直接关系，对于高原应用的发动机，因为高寒因素，机油和润滑油阻力矩增强，同时，伴随空气稀薄，都会造成初期发动机输出扭矩不充分，启动后，无法快速顺利进入怠速工作状态。个别情况下，从发动机启动成功到顺利进入怠速温度耗时近30秒，30秒内燃油燃烧不充分，导致发动机冒黑烟，同时，车辆无法立即运行，等都会造成客户抱怨。机动车交流发电机作为发动机拖动轮系中的一种负载，其所需旋转拖动扭矩的改善，在一定程度上，可以协助发动机顺利进入怠速状态。

对于现有交流发电机而言，如图1所示，通常包括：前端盖1，后端盖2，定子3，转子4，电压调节器5a，整流元件6，护罩7，皮带轮8。

如图2所示，从机械结构上看，电压调节器5a至少包含正极端子接口B+、相端输入端子P、负极端子接口B-、指示灯端子L、磁场正极F+以及磁场负极F-。

如图3所示，从电路结构上看，所述电压调节器5a通常至少包含自由启动模块和调压控制模块。根据所述交流发电机的实际应用，车辆接线线路会通过所述指示灯端子L为发电机转子提供初始励磁电流，该励磁电流根据实际车辆线路配置不同，电流大小不同。在实际车辆中，所述指示灯端子L还存在不接线的情况，此时外界不为发电机转子提供初始励磁电流。外部不提供励磁时，发电机启动将依据转子剩磁来实现。

发动机启动运转后，会拖动所述交流发电机运转，所述定子3中线圈会产生相信号，所述相信号提供给所述相端输入端子P。当所述相端输入端子P频率达到设定频率值时，所述自由启动模块驱动所示开关管Q2导通，正极端子接口B+提供励磁电流到所述发电机转子4。所述正极端子接口B+提供给所述转子4的励磁电流，大小为所述磁场正极F+电压除以所述转子4磁场绕组电阻。发电机磁场场强加强后，所述相端输入端子P电压上升、正极端子接口B+电压上升。所述交流发电机通过图3中所示调压控制模块，参考正极端子接口B+电压，动态控制开关管Q1的导通和关闭，实现对所述F+电压进行调节，以控制所述转子4的场强，控制所述交流发电机对外输出电压B+稳定。

配置交流发电机车辆整车上电后，初始励磁电流流经所述转子4的磁场绕组、开关Q1，因为初始励磁电流非常小，此时L将处于低电位。车辆仪表采样判断后，车辆仪表盘充电指示灯点亮，指示此时交流发电机不发电状态。所述开关管Q2导通后，所述指示灯端子L电压为正极端子接口B+电位减去开关管Q2和正向二极管压降损耗，达到高电位，车辆仪表盘充电指示灯熄灭，以此指示所述交流发电机状态正常。

电压调节器5a作为发电机的电压稳压控制部件，会根据外界负载需求及车辆系统电压高低，实现对所述转子4流经电流的开关控制，保证所述交流发电机对外输出电压稳定。测试所述磁场正极F+，其电压以矩形方波占空比形式执行，如图4所示。车辆外界电流需要越大，所述交流发电机对外输出功率越大，同时所述调节器5a控制流经所述转子4的电流时间也越长，对应所述磁场正极F+矩形方波高电位时间占比越高。所述电压调节器5a完全开启时，即，所述磁场正极F+电压始终为高电位时，所述转子4磁场达到最强，此时所述交流发电机达到能够对外输出的最大值。所述交流发电机对外输出功率越大，需要外接输入的拖动扭矩也越大。