Новый дизайн для автомобильных генераторов

    Потребность электроэнергии в автомобилях быстро возрастает на протяжении многих лет и ожидается, что повышение продолжится . Эту тенденцию стимулируют замена генераторов с вырабатыванием электроэнергии от привода двигателя версий и внедрение широкого диапазона новых функциональных возможностей в транспортных средствах.

         Потребность электроэнергии в автомобилях быстро возрастает на протяжении многих лет и ожидается, что повышение продолжится . Эту тенденцию стимулируют замена генераторов с вырабатыванием электроэнергии от привода двигателя версий и внедрение широкого диапазона новых функциональных возможностей в транспортных средствах. Непрерывное увеличение энергетических требований увеличивает пределы условной автомобильной энергетической генерации и управляющих технологий и мотивируют разработку как высокомощных, так и высоковольтных электрических систем и компонентов.

Одним из последствий резкого увеличения требований в сети электропитания является то, что границы силы обычного ландел генератора быстро приближается. Это серьезная проблема в связи с большими инвестициями в производственную инфраструктуру для этого типа генераторов и относительно высокой стоимости машин других типов. Движение в сторону двойных и высоковольтных электрических систем (например 42v систем) также создает проблему для будущего генераторов. В частности практическая реализация 42v  электрических систем потребует гораздо более жесткого переходного управления (например, для сброса нагрузки)чем в настоящее время достигнуто в ландер генераторах.

Здесь мы вводим новую конструкцию для автомобильных генераторов переменного тока, которая использует обычные ландер машины, но включает простой импульсный выпрямитель вместе с особой соответствующей нагрузкой контролирующей техники. Новая конструкция позволяет использовать значительно более высокие уровни выходной мощности и требуемая эффективность должна быть достигнута в сравнении с обычными конструкциями при сохранении низкой стоимости и простоты структуры и контроля. Это идеальное решение для ожидаемых новых нагрузок, таких как электромеханические клапаны двигателя, которые имеют большую в зависимости от скорости потребляемую мощности. Кроме того этот подход обеспечивает дополнительную производительность и функциональные улучшения, которые имеют центральное значение для будущей системы 42V, в том числе жесткого переходного контроля и возможности перехода к зарядке 42V батарей от низковольтного источника.

Рассмотрим сначала характеристики и ограничения обычных ландер генераторов. Новая конструкции генератора включает простой импульсный генератор и затем вводит согласование с нагрузкой управляющей техники. Это приводит к экспериментальной оценки новой конструкции в том числе потерь выходной мощности и эффективности. Далее рассмотрены значения новой конструкции для двойных и высоковольтных генераторов и переходного контроля и особенности прыгающей зарядки в новой конструкции. Заключаем со сводкой и общей оценкой новой технологии.

ЛАНДЕР ГЕНЕРАТОР

Ландер, или зубчато-полюсный генератор это обмотка синхронной машины в котором ротор содержит пару штампованных наконечников (коготь полюса), закрепленных вокруг цилиндрических обмоток возбуждения . Обмотка возбуждается приводом от статора посредством пары контактных колец. Статор обмотан в 3-х фазной конфигурации и мостовой диодный выпрямитель традиционно применяется для производительности машины. Выходные напряжения системы генератора управляется регулирующим током возбуждения, относительное длительное время поля постоянно и высоко реактивное реактивное сопротивление характерно для этого типа генератора и как правило доминирует в его электрической характеристики.

ПРОСТАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА ГЕНЕРАТОРА.

Ток возбуждения и прибора определяется регулятором тока возбуждения, которое относится к широкоимпульсной модуляции напряжения через поле обмотки. Среднее значение тока поля определяется полем сопротивления обмотки и средним значением напряжения регулятора. Изменение в токе возбуждения происходит с L/R полем обмотки постоянного по времени , это обычно порядка 100 или более мс. Именно эта продолжительность времени доминирует в переходной работе генератора.

Якорь смоделирован как Y-соединение синусоидального 3-х фазного обратного напряжения vsa, vsb и vsc и утекающей индуктивности Ls. Электрическая частота w пропорциональна механической скорости wm и количеству полюсов машины. Величина обратно пропорционально ЭДС напряжению и прямопропорционально частоте поля тока. Диодный мост выпрямляет переходные выходы машины в постоянное напряжение Vo, представляющего батарею и соответствующие на грузки. Это простая модель отражает многие важные характеристики ландера генератора оставаясь аналитически поддающимся обработке.