具有负载突降保护器的旋转电机制造技术

本发明专利技术涉及具有负载突降保护器的旋转电机。一种用于车辆的旋转电机配备有负载突降保护器。负载突降保护器用于选择性地执行第一和第二负载突降保护操作以抑制由负载突降引起的电压冲击。当确定来自旋转电机的输出电压的速率为小于给定值时，负载突降保护器等待开始第一负载突降保护操作直到期望抑制由旋转电机的整流器模块的开关器件的改变引起的电压冲击的时间为止，并接着执行第一负载突降保护操作。当该速率大于给定值时，负载突降保护器立即开始第二负载突降保护操作。这确保了消除由负载突降引起电压冲击的风险的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
具有负载突降保护器的旋转电机
本公开一般涉及要安装在诸如客车或货车的机动车辆中的旋转电机。
技术介绍
安装在机动车辆中的典型发电机或交流发电机用于通过耦合至其输出端子的充电线将充电功率或工作功率供给至蓄电池或各种类型的电负载。在交流发电机的发电模式期间从电池意外移除输出端子或断开电池端子将导致被称为负载突降(loadbump)的电压冲击。这样的冲击(surge)的峰值可能根据来自交流发电机的输出电流的程度而高达100V以上，这将成为导致电负载或交流发电机的电气部件损坏的因素。因此，需要采取针对这样的电压冲击的措施。例如，转让给与本申请的受让人相同的受让人的日本专利首次公布第2012-16158号教导了一种配备有负载突降保护器的机动车交流发电机。具体地，交流发电机包括低侧开关器件是MOS晶体管的桥接电路，并且当由于负载突降而产生的来自交流发电机的输出电压超过了参考电压时，在期望不产生由MOS晶体管的接通而产生的电压尖峰时接通MOS晶体管，从而消除电压冲击的风险。从交流发电机的输出端子断开充电线的一端或者从电池端子断开充电线的另一端被认为是负载突降的原因。当充电线从电池端子断开时，由于其他负载连接到充电线或者充电线本身的阻抗，从负载突降产生的来自交流发电机的输出电压的上升将相对小。如在上述公布中所教导的，机动车交流发电机等待电压尖峰不会发生并接着接通MOS晶体管的机会，从而避免将电压尖峰施加至连接到充电线的电负载。替选地，当从交流发电机的输出端子断开充电线时，这将导致从交流发电机断开所有电负载，从而导致来自交流发电机的输出电压由于负载突降而大幅度上升。因此，当如在上述公布中所教导的交流发电机中那样等待期望电压尖峰不发生的时间时，这会导致过高电压出现在交流发电机的输出端子处的时间长度增加。这可能使得超过击穿电压的电压施加到MOS晶体管或电力控制电路，使得其损坏，从而导致交流发电机的操作的可靠性降低。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供了一种用于机动车辆的旋转电机的结构，其被设计为快速地抑制由负载突降引起的电压冲击的出现并确保其操作的可靠性。根据本专利技术的一方面，提供了一种可用作车辆用发电机的旋转电机。该旋转电机包括：(a)电枢绕组，包括两相绕组或更多相绕组；(b)开关单元，用于对在电枢绕组中所感应的电压进行整流，该开关单元配备有桥接电路，该桥接电路包括开关器件，开关器件具有与之并联的二极管，该开关器件用作下臂开关器件，下臂开关器件构成桥接电路的下臂；(c)控制器，用于接通或关断下臂开关器件；(d)电容器，并联连接至开关单元的输出端；(e)电压改变监测器，用于监测来自开关单元的输出电压以确定输出电压改变的速率；以及(f)负载突降保护器，用于选择性地执行第一负载突降保护操作和第二负载突降保护操作以抑制由负载突降引起的电压冲击的发生。当由电压改变监测器确定的速率小于给定值时，负载突降保护器按照期望抑制电压冲击的发生的时间来开始第一负载突降保护操作，而当由电压改变监测器确定的速率大于给定值时，负载突降保护器开始第二负载突降保护操作，而不考虑期望抑制电压冲击的发生的时间。例如，当由旋转电机从具有接合至旋转电机的电负载的电池断开旋转电机而产生的负载突降已发生并且具体地输出电压的电平增大或减小的速率小于给定值时，可以等待开始负载突降保护，直到在有效地抑制了电压冲击的发生的时间为止。因此，在这样的情况下，负载突降保护器按照期望抑制电压冲击的时间来开始第一负载突降保护操作，从而最小化电压冲击对电负载的不利影响。替选地，当旋转电机的输出端子的断开已发生时，负载突降将导致输出电压的电平快速上升。因而，负载突降保护器立即开始第二负载突降保护操作，而无需考虑期望抑制电压冲击的时间。在本实施例的优选模式中，在第一负载突降保护操作的模式下，负载突降保护器监测来自开关单元的输出电压，并且当输出电压超过了第一阈值时，向控制器发布接通指令以在期望消除电压冲击的发生的时间接通下臂开关器件。当输出电压超过了第一阈值并接着下降到第二阈值以下时，负载突降保护器向控制器发布关断指令以在期望消除电压冲击的出现的时间关断下臂开关器件。当进入第二负载突降保护操作的模式时，负载突降保护器监测来自开关单元的输出电压，并且当输出电压超过了第一阈值时，向控制器发布接通指令以接通下臂开关器件。当输出电压在超过第一阈值之后下降到第二阈值以下时，负载突降保护器向控制器发布关断指令以关断下臂开关器件。在第二负载突降保护操作的模式下，当输出电压已下降到第二阈值以下时，负载突降保护器向控制器输出关断指令以在第一时间段内关断下臂开关器件，并接着在经过了第一时间段之后向控制器输出接通指令以接通下臂开关器件。当来自开关单元的输出电压从第二阈值上升到第一阈值所需的时间段大于或等于第二时间段时，确定由电压改变监测器确定的速率小于给定值。当来自开关单元的输出电压从第一阈值下降到第二阈值所需的时间段长于或等于第三时间段时，确定由电压改变监测器确定的速率小于给定值。附图说明根据以下给出的详细描述以及根据本专利技术的优选实施例的附图，将更全面地理解本专利技术，然而，该详细描述和附图不应被认为将本专利技术限制为具体实施例，而是仅为了说明和理解的目的。在附图中：图1是用作根据实施例的用作机动车辆的交流发电机的旋转电机的电路图；图2是示出安装在图1的旋转电机中的磁励控制器的内部结构的电路图；图3是示出安装在图1的旋转电机中的整流器模块的内部结构的电路图；图4是示出安装在图3的整流器模块中的控制电路的内部结构的电路图；图5是示出安装在图4的控制电路中的负载突降保护器的内部结构的电路图；图6是示出阈值与来自图1的旋转电机的输出电压的改变之间的关系的图；图7是表明来自图1的旋转电机的输出电压与由安装在图5的负载突降保护器中的电压改变确定器作出的确定的结果之间的关系的图；图8(A)是表示在电池处出现的端子电压改变的图示；图8(B)是表明在由图1的旋转电机的输出端子的断开而引起负载突降的情况下在定子的相绕组处出现的电压改变的图示；图9是表示用以实现整流和负载突降保护的图1的旋转电机的操作的序列的图示；图10是表示源漏极电压与由安装在图5的负载突降保护器中的MOS电压检测器放大的电压之间的关系的曲线图；图11是表示在由旋转电机的输出端子的断开而引起负载突降的情况下图1的旋转电机的操作序列的图示；图12是表示在由图1的旋转电机的输出端子的断开而引起负载突降的情况下的负载突降保护操作的时序图；图13是在由图1的旋转电机的输出端子的断开而引起负载突降的情况下的负载突降保护操作的变型的时序图；图14是在由图1的旋转电机的输出端子的断开而引起负载突降的情况下的负载突降保护操作的第二变型的时序图；以及图15是示出图2的磁励控制器的变型形式的内部结构的电路图。具体实施方式参照附图，其中在几幅图中相同附图标记是指相同部分，具体参照图1，示出了根据实施例的旋转电机1，其被设计为用于机动车辆的发电机或交流发电机。交流发电机1配备有两个定子绕组(即，电枢绕组)2和3、磁励绕组4、两个整流器模块群5和6、磁励控制器7、齐纳二极管20和30以及二极管22。整流器模块群5和6中的每一个均用作用于定子绕组2和3之一的开关单元。定子绕组2是例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆的旋转电机，包括：电枢绕组，包括两相绕组或更多相绕组；开关单元，用于对在所述电枢绕组中所感应的电压进行整流，所述开关单元配备有桥接电路，所述桥接电路包括开关器件，所述开关器件具有与之并联连接的二极管，所述开关器件用作下臂开关器件，所述下臂开关器件构成所述桥接电路的下臂；控制器，用于接通或关断所述下臂开关器件；电容器，并联连接至所述开关单元的输出端；电压改变监测器，用于监测来自所述开关单元的输出电压以确定所述输出电压改变的速率；负载突降保护器，用于选择性地执行第一负载突降保护操作和第二负载突降保护操作以抑制由负载突降引起的电压冲击的发生，当由所述电压改变监测器确定的速率小于给定值时，所述负载突降保护器按照期望抑制电压冲击的发生的时间来开始所述第一负载突降保护操作，而当由所述电压改变监测器确定的速率大于所述给定值时，所述负载突降保护器开始所述第二负载突降保护操作而不考虑期望抑制电压冲击的发生的时间。

【技术特征摘要】
2012.08.21 JP 2012-1819941.一种用于车辆的旋转电机，包括：电枢绕组，包括两相绕组或更多相绕组；开关单元，用于对在所述电枢绕组中所感应的电压进行整流，所述开关单元配备有桥接电路，所述桥接电路包括开关器件，所述开关器件具有与之并联连接的二极管，所述开关器件用作下臂开关器件，所述下臂开关器件构成所述桥接电路的下臂；控制器，用于接通或关断所述下臂开关器件；电容器，并联连接至所述开关单元的输出端；电压改变监测器，用于监测来自所述开关单元的输出电压以确定所述输出电压改变的速率；负载突降保护器，用于选择性地执行第一负载突降保护操作和第二负载突降保护操作以抑制由负载突降引起的电压冲击的发生，当由所述电压改变监测器确定的速率小于给定值时，所述负载突降保护器按照期望抑制电压冲击的发生的时间来开始所述第一负载突降保护操作，而当由所述电压改变监测器确定的速率大于所述给定值时，所述负载突降保护器开始所述第二负载突降保护操作而不考虑期望抑制电压冲击的发生的时间，其中，在所述第一负载突降保护操作的模式下，所述负载突降保护器监测来自所述开关单元的输出电压，并且当所述输出电压超过了第一阈值时，向所述控制器发布接通指令以在期望消除电压冲击的时间接通所述下臂开关器件，当所述输出电压在超过所述第一阈值之后下...

【专利技术属性】
技术研发人员：丸山敏典，猪口誉敏，木村明佐香，中西诚也，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：