一種用于機動車的交流發(fā)電機及其自我保護方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種交流發(fā)電機，具體地說，是涉及一種用于機動車的具有自我保護功能的交流發(fā)電機。本發(fā)明還涉及一種用于機動車的交流發(fā)電機的自我保護方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，用于機動車的交流發(fā)電機，其電壓控制裝置具有充電指示燈端、與車輛ECU連接端、一個供測量發(fā)電機轉(zhuǎn)速的相端等端子，具有過壓、欠壓警示和/或保護功能，輸出小直流供車用繼電器使用等功能，能比較好的實現(xiàn)發(fā)電機的自我保護以及車輛用電器的保護。但是，如圖1中，當發(fā)電機的整流橋3的整流二極管(正管或負管)出現(xiàn)擊穿短路時，發(fā)電機的定子繞組4會流過大電流，從而燒毀失效，嚴重影響車輛的正常使用?，F(xiàn)有發(fā)電機沒有對該故障進行探測并防止定子繞組4失效的功能。
[0003]現(xiàn)有機動車交流發(fā)電機的整流橋3的整流二極管由于分組導致的二極管過電流不一致，加上在正負極散熱板上的壓裝差異，導致某個二極管的過電流高于其他二極管，這個二極管的長時間大電流，導致二極管自身溫升過高而被擊穿失效。另外，二極管自身的質(zhì)量問題也是導致二極管被早期擊穿失效的原因之一。尤其是炎熱的夏天，發(fā)電機運行環(huán)境溫度高，加上車上用電量增加，發(fā)電機長時間滿負荷工作，導致二極管長時間在高溫環(huán)境下持續(xù)經(jīng)過大電流而被擊穿失效。
[0004]上述整流二極管擊穿，會對定子繞組4造成嚴重損害:整流二極管擊穿后，本該輸出的電流通過擊穿的二極管回流到定子繞組4，導致定子繞組4內(nèi)部電流過大，發(fā)熱量急劇上升，定子繞組4的絕緣層、槽絕緣紙等高溫熔化失效，定子繞組4燒毀。
[0005]如圖2，當與4a相端相連的正整流管3al短路后，從二極管3a2和3a3流出的電流從3al返流至定子繞組4，由于定子繞組4的阻值很小，導致與4a相端連接的兩個繞組電流過大，使這兩個繞組的絕緣層高溫氧化變黑，最終導致絕緣層熔化失效，定子繞組4失效。
[0006]同理，當4a相端的負整流管短路后，定子繞組4內(nèi)部形成大電流環(huán)流，也能將定子繞組4燒毀。
[0007]從質(zhì)量反饋也能驗證這點，在失效后早期的定子繞組4，三角形連接的定子繞組4，其與被擊穿的二極管相連兩相繞組發(fā)黑，而另一相繞組完好，星形連接的定子繞組4，其與被擊穿的二極管相連的一相繞組發(fā)黑，而另兩相繞組完好。
[0008]由于上述高溫定子繞組4的絕緣材料熔化，定子繞組4會冒煙，發(fā)電機無法正常供電；定子繞組4冒煙失效后停車，熔化的絕緣材料會環(huán)繞轉(zhuǎn)子爪極的外圈，停車后，絕緣材料冷卻，導致將轉(zhuǎn)子抱死，發(fā)電機皮帶輪上的皮帶無法轉(zhuǎn)動。
[0009]假設(shè)整流橋3上連接定子4a相的負整流二極管短路失效后，4a相端的電流和電壓的波形分別如圖3a和圖3b。
[0010]從電流波形來看，短路后4a相端的電流振幅增大為短路前的2倍，且電流基準值偏離原基準值，最大值變成原來的4倍。
[0011]從電壓波形來看，短路后4a相端的電壓變成了低電壓。
[0012]假設(shè)整流橋上連接定子4a相端的正整流二極管短路失效后，4a相端的電流和電壓的波形分別如圖3c和圖3d:
[0013]從電流波形來看，短路后4a相端的電流振幅增大為短路前的2.5倍，且基準值偏離原基準值，最大值變成原來的5倍。
[0014]從電壓波形來看，短路后4a相端的電壓瞬間變成了高電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的車用交流發(fā)電機在整流二極管擊穿短路時無法自我保護的問題，提供一種車用交流發(fā)電機，該發(fā)電機可以在整流橋的任意至少一個整流二極管擊穿短路時，能關(guān)閉磁場回路開關(guān)管起自我保護，避免二極管擊穿短路后，發(fā)電機長時間運行導致定子繞組高溫燒毀。本發(fā)明還提供一種用于機動車的交流發(fā)電機的自我保護方法。
[0016]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的用于機動車的交流發(fā)電機，包括提供旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)子、產(chǎn)生交流電的定子繞組、將交流電整流成直流電的整流橋、電壓控制裝置以及蓄電池，所述電壓控制裝置包括:
[0017]相信號監(jiān)測單元，與所述定子繞組的各相端分別電連接；
[0018]微處理器，與所述相信號監(jiān)測單元電連接；以及
[0019]磁場回路開關(guān)管，與所述轉(zhuǎn)子和所述微處理器電連接；
[0020]其中，所述相信號監(jiān)測單元監(jiān)測所述定子繞組的各相端電信號，當至少一個相信號出現(xiàn)異常相信號時，所述微處理器關(guān)閉所述磁場回路開關(guān)管，所述交流發(fā)電機停止發(fā)電。
[0021]上述的用于機動車的交流發(fā)電機，其中，所述相信號監(jiān)測單元監(jiān)測所述定子繞組的各相端的頻率信號或電壓信號。
[0022]上述的用于機動車的交流發(fā)電機，其中，所述磁場回路開關(guān)管為MOS管或達林頓管。
[0023]上述的用于機動車的交流發(fā)電機，其中，所述異常相信號包括周期發(fā)生變化的相信號或振幅發(fā)生變化的相信號。
[0024]上述的用于機動車的交流發(fā)電機，其中，所述定子繞組的接法包括三角形連接和星形連接。
[0025]上述的用于機動車的交流發(fā)電機，其中，還包括電容盒和負載控制開關(guān)，所述電容盒和所述負載控制開關(guān)連接在與所述蓄電池和所述發(fā)電機的B+輸出端之間。
[0026]上述的用于機動車的交流發(fā)電機，其中，還包括激磁二極管，所述激磁二極管的正極與所述定子繞組的相端電連接，所述激磁二極管的負極形成激磁端。
[0027]上述的用于機動車的交流發(fā)電機，其中，所述激磁二極管的數(shù)量與所述定子繞組的相端數(shù)量相對應(yīng)，且所述激磁二極管與所述定子繞組的相端一一對應(yīng)連接。
[0028]上述的用于機動車的交流發(fā)電機，其中，所述整流橋包括正整流管和負整流管，所述定子繞組的相端連接在所述正整流管和所述負整流管之間。
[0029]本發(fā)明還提供一種用于機動車的交流發(fā)電機的自我保護方法，其中，包括如下步驟:
[0030]SlO:使用一相信號監(jiān)測單元監(jiān)測定子繞組的各相端電信號；
[0031]S20:當監(jiān)測出至少一個相信號出現(xiàn)異常時，微處理器關(guān)閉磁場回路開關(guān)管，交流發(fā)電機停止發(fā)電。
[0032]上述的用于機動車的交流發(fā)電機的自我保護方法，其中，相信號監(jiān)測單元監(jiān)測的是定子繞組的各相端的頻率信號或電壓信號。
[0033]上述的用于機動車的交流發(fā)電機的自我保護方法，其中，定子繞組的接法是三角形連接或星形連接。
[0034]上述的用于機動車的交流發(fā)電機的自我保護方法，其中，所述步驟S20還包括:
[0035]當各相端輸入的信號同時均為振幅不變的周期波動信號時為正常信號；
[0036]當各相端輸入的信號至少一個相端出現(xiàn)上述正常信號以外的信號時，判斷為異常信號。
[0037]本發(fā)明的有益功效在于，應(yīng)用上述電壓控制裝置的發(fā)電機和自我保護方法，在運行過程中二極管短路或客戶接線過程中誤將相信號W端與發(fā)電機B+端或B-端短接，導致的定子繞組長時間處于大電流環(huán)流狀態(tài)而燒毀的故障，提高了發(fā)電機的可靠性。
[0038]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
【附圖說明】
[0039]【附圖說明】
[0040]圖1為現(xiàn)有交流發(fā)電機接線圖；
[0041]圖2為圖1中3a 二極管短路后發(fā)電機內(nèi)部環(huán)流電流流向示意圖；
[0042]圖3a為4a相端對發(fā)電機B-端短路時4a相端的電流波形圖；
[