调节器、车用交流发电机及其转速检测方法技术

本发明专利技术提供一种调节器、车用交流发电机及其转速检测方法。车用交流发电机包括转子线圈、定子线圈部、整流器电路及调节器。调节器控制流经转子线圈的电流。转子线圈与定子线圈部协同运作以将机械能转换为交流电能。整流器电路将来自定子线圈部的交流电能转换为直流电能。当车用交流发电机以残磁进行自激磁启动运作时，调节器检测转子线圈的转子电压信号的频率，以作为计算车用交流发电机的转速的依据。本发明专利技术可在车用交流发电机以残磁进行自激磁启动时，通过检测转子线圈端的感应电压信号的振幅及频率，正确地计算出车用交流发电机的转速。

Regulator, vehicle alternator and its speed detection method

The invention provides a regulator, a vehicle alternator and a speed detection method thereof. Vehicle alternator includes rotor coil, stator coil part, rectifier circuit and regulator. The regulator controls the current flowing through the rotor coil. The rotor coil cooperates with the stator coil to convert mechanical energy into alternating current power. The rectifier circuit will convert the alternating current energy of the sub coil part to DC power in the future. When a motor alternator is operated with a residual magnetic field, the regulator detects the frequency of the rotor voltage signal of the rotor coil as the basis for calculating the rotational speed of the alternator used in the vehicle. The invention can correctly calculate the rotational speed of the alternator for the vehicle by detecting the amplitude and frequency of the induction voltage signal at the rotor coil end when the motor alternator is starting with the residual magnetism for self excitation.

【技术实现步骤摘要】
调节器、车用交流发电机及其转速检测方法
本专利技术涉及一种发电机电路，且特别涉及一种车用交流发电机的调节器、车用交流发电机及其转速检测方法。
技术介绍
已知车用交流发电机是由转子(rotor)线圈与定子(stator)线圈所构成。在正常的运作下，当激磁电流通过转子线圈时，转子线圈可以提供磁场给定子线圈。当汽车之内燃引擎带动转子线圈转动时，此转子线圈即会产生旋转磁场，使得定子线圈产生交流电能。车用交流发电机的整流器可接受来自定子线圈的交流电能，予以整流后产生直流电能。此直流电能可以对蓄电池充电或是供电给负载。此蓄电池也可以经由车用交流发电机中的调节器提供激磁电流给转子线圈。一般来说，现行的调节器乃是检测定子线圈端的感应电压信号的振幅及频率，以计算出车用交流发电机的正确转速。另外，当车用交流发电机由静止状态(即停机状态)启动时，转子线圈并无电流流通，转子线圈需借由残留于其磁芯(rotorcore)内之残磁(或称剩磁，residualmagnetism)来建立磁场，以让车用交流发电机进行自激磁启动(autostart)。详细来说，当车用交流发电机以残磁进行自激磁启动运作时，转子线圈借由机械能转动，转子线圈磁芯内的残磁可交链定子线圈，以使定子线圈产生感应电压信号。由于转子线圈磁芯内之残磁通常都很微弱，因此定子线圈所产生的感应电压信号也很微弱，倘若此感应电压信号的振幅低于临界电压值，则调节器将无法检测出此感应电压信号的频率，当然也无法计算出车用交流发电机的转速。除此之外，定子线圈的微弱的感应电压信号也容易因整流器的二极管的漏电现象而导致电位飘移或信号衰减，使得调节器不易检测出定子线圈端的感应电压信号的振幅及频率，从而增加取得车用交流发电机之转速的困难度，并导致车用交流发电机的自激磁启动功能不佳。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种车用交流发电机的调节器、车用交流发电机及其转速检测方法，可在车用交流发电机以残磁进行自激磁启动时，通过检测转子线圈端的感应电压信号的振幅及频率，以正确地计算出车用交流发电机的转速。本专利技术的调节器包括控制电路及检测电路。控制电路耦接至车用交流发电机的转子线圈，以控制流经转子线圈的电流。检测电路耦接至转子线圈以接收转子线圈的转子电压信号。当车用交流发电机进行自激磁启动运作时，检测电路检测转子电压信号的频率，以作为计算车用交流发电机的转速的依据。在本专利技术的一实施例中，上述的检测电路还耦接至车用交流发电机的定子线圈部与整流器电路间的节点，以接收定子线圈部的定子电压信号。当上述的车用交流发电机完成自激磁启动运作之后，检测电路变更为检测定子电压信号的频率，以作为计算车用交流发电机的转速的依据。本专利技术的车用交流发电机包括转子线圈及调节器。调节器包括控制电路及检测电路。控制电路耦接至转子线圈，以控制流经转子线圈的电流。检测电路耦接至转子线圈以接收转子线圈的转子电压信号。当车用交流发电机进行自激磁启动运作时，检测电路检测转子电压信号的频率，以作为计算车用交流发电机的转速的依据。本专利技术的车用交流发电机的转速检测方法包括以下步骤。判断车用交流发电机是否进行自激磁启动运作。若判断车用交流发电机进行自激磁启动运作，则通过调节器检测转子线圈的转子电压信号的频率，以作为计算车用交流发电机的转速的依据。基于上述，在本专利技术实施例所提出的调节器、车用交流发电机及其转速检测方法中，可在车用交流发电机以残磁进行自激磁启动时，通过检测转子线圈的转子电压信号的振幅及频率，以作为计算车用交流发电机的转速的依据。由于转子电压信号并无电位偏移的现象，且不会受到整流器电路漏电或是负载效应的影响，故转子电压信号的频率易于检测。如此一来，除了可正确地计算出车用交流发电机的转速以提升自激磁启动的性能，还能简化调节器的电路复杂度。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所示附图作详细说明如下。附图说明下面的所示附图是本专利技术的说明书的一部分，显示了本专利技术的示例实施例，所示附图与说明书的描述一起说明本专利技术的原理。图1是依照本专利技术一实施例所显示的车用交流发电机的电路方块示意图；图2是依照本专利技术一实施例说明图1所示车用交流发电机的范例电路示意图；图3是依照本专利技术一实施例说明图1所示检测电路的范例电路示意图；图4是依照本专利技术另一实施例说明图1所示检测电路的范例电路示意图；图5是依照本专利技术一实施例说明图4的快速傅立叶变换电路将时域信号转换为频域信号的示意图；图6为依照本专利技术一实施例所显示的车用交流发电机的转速检测方法的步骤流程图。附图标记说明：100：车用交流发电机110：转子线圈120：定子线圈部120U：U相线圈120V：V相线圈120W：W相线圈123：共同节点130：整流器电路130U：U相交流端130V：V相交流端130W：W相交流端140：调节器141：控制电路142、142’：检测电路20：蓄电池231U：U相上二极管231V：V相上二极管231W：W相上二极管232U：U相下二极管232V：V相下二极管232W：W相下二极管242：开关243：二极管244：场控制器341：输入选择电路342：电阻器343：比较器344：低通滤波器345：频率计算器443：快速傅立叶变换电路444：频谱分析电路B+：功率端CMPS：比较信号DS：检测信号FS：滤波信号FQS：频域信号GND：接地端PS：定子电压信号S600、S610、S620、S630、S640：步骤SEL：选择信号SR：转子电压信号Vth：临界电压信号具体实施方式为了使本专利技术的内容可以更容易明了，以下特举实施例作为本专利技术确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的组件/构件，系代表相同或类似部件。以下请参照图1，图1是依照本专利技术一实施例所显示的车用交流发电机100的电路方块示意图。车用交流发电机100可包括转子线圈110、定子线圈部120、整流器电路130及调节器140，但不限于此。转子线圈110可与定子线圈部120协同运作以将机械能转换为交流电能。整流器电路130耦接至定子线圈部120，用以将交流电能转换为直流电能。此直流电能可以被储存于蓄电池20，也可以供电给一或多个负载电路(未显示)。调节器140可包括控制电路141及检测电路142。控制电路141耦接至转子线圈110，以控制流经转子线圈110的电流。更进一步来说，当车用交流发电机100正常运作时，控制电路141可接收来自蓄电池20的直流电能，并据以控制转子线圈110的电流。当电流通过转子线圈110时，转子线圈110可产生磁场。另外，当机械能带动转子线圈110转动时，定子线圈部120可反应于转子线圈110所产生的旋转磁场而产生交流电能给整流器电路130，使得整流器电路130将来自定子线圈部120的交流电能转换为直流电能。检测电路142耦接至转子线圈110，以接收转子线圈110运作时所产生的转子电压信号SR。此外，检测电路142还耦接至定子线圈部120与整流器电路130间的节点，以接收定子线圈部120运作时所产生的定子电压信号PS。特别的是，当车用交流发电机100进行自激磁启动(autostart)运作时，检测电路142可检测转子电压信号SR的频率，以作为计算车用交流发电机1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调节器，用于车用交流发电机，其特征在于，包括：控制电路，耦接至所述车用交流发电机的转子线圈，以控制流经所述转子线圈的电流；以及检测电路，耦接至所述转子线圈以接收所述转子线圈的转子电压信号，当所述车用交流发电机进行自激磁启动运作时，所述检测电路检测所述转子电压信号的频率，以作为计算所述车用交流发电机的转速的依据。

【技术特征摘要】
1.一种调节器，用于车用交流发电机，其特征在于，包括：控制电路，耦接至所述车用交流发电机的转子线圈，以控制流经所述转子线圈的电流；以及检测电路，耦接至所述转子线圈以接收所述转子线圈的转子电压信号，当所述车用交流发电机进行自激磁启动运作时，所述检测电路检测所述转子电压信号的频率，以作为计算所述车用交流发电机的转速的依据。2.根据权利要求1所述的调节器，其特征在于：当所述车用交流发电机进行所述自激磁启动运作时，所述控制电路为禁能状态，致使所述转子线圈的所述电流为零。3.根据权利要求1所述的调节器，其特征在于：所述检测电路还耦接至所述车用交流发电机的定子线圈部与整流器电路之间的节点，以接收所述定子线圈部的定子电压信号；以及当所述车用交流发电机完成所述自激磁启动运作之后，所述检测电路变更为检测所述定子电压信号的频率，以作为计算所述车用交流发电机的所述转速的依据。4.根据权利要求3所述的调节器，其特征在于：所述定子电压信号的所述频率与所述转子电压信号的所述频率的关系为fr＝fs×P；以及所述定子电压信号的所述频率与所述车用交流发电机的所述转速的关系为N＝60×fs÷P，其中，fr为所述转子电压信号的所述频率，单位为赫兹；fs为所述定子电压信号的所述频率，单位为赫兹；P为所述车用交流发电机的极对的数量；以及N为所述车用交流发电机的所述转速，单位为每分钟转速。5.根据权利要求3所述的调节器，其特征在于，所述检测电路包括：输入选择电路，用以接收选择信号、所述转子电压信号及所述定子电压信号，且根据所述选择信号而选择所述转子电压信号与所述定子电压信号的其中一者以作为检测信号，其中所述选择信号用以指示所述车用交流发电机进行所述自激磁启动运作；电阻器，耦接在所述输入选择电路的输出端与接地端之间；比较器，耦接至所述输入选择电路的所述输出端以接收所述检测信号，用以将所述检测信号与临界电压信号进行比较，并据以产生比较信号；低通滤波器，耦接至所述比较器以接收所述比较信号，并对所述比较信号进行低通滤波处理以产生滤波信号；以及频率计算器，耦接至所述低通滤波器以接收所述滤波信号，用以计算所述滤波信号的频率以作为计算所述车用交流发电机的所述转速的依据。6.根据权利要求3所述的调节器，其特征在于，所述检测电路包括：输入选择电路，用以接收选择信号、所述转...

【专利技术属性】
技术研发人员：游家崧，
申请(专利权)人：朋程科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71