1双相半波可控整流永磁发电机原理双相半波发电机用两只可控硅取代了6只整流管组成的整流桥，实现直流输出。由于汽车发电机输出电压为14 V，功率大，输出电流大，电流每经过一个PN结下降0. 7 V电压，由Q = IU t知，电流越大，发热越多。

　　PN结的大量发热不仅浪费了发电机的有效功率，而且解决散热问题成为一个难题。在发电装置输出相同功率的情况下，此稳压电路耗电量要比整流桥电路的耗电量低，提高了发电机输出功率。因此应用这种整流稳压方式的发电机结构简单、性能可靠、成本低，在拖拉机与农用车上有着广泛的应用< 3 >.

　　双相半波可控整流稳压电路原理图如图1所示，当发电机转速低，输出电压低于目标值时，比较电路获得电压也低，不关断触发电路，这时晶闸管导通，输出的交流电经双相半波整流电路整流后变为直流电；当发电机转速升高，电压高于目标值时，比较电路获得高电双相半波可控整流稳压电路原理图Fig. 1 Schem a tic D iagram of Two - pha se Ha lf2wave Contro lled Regula to r压，截止触发电路，可控硅导通至无正向电压时关断，发电机输出电压迅速下降。当输出电压再低于目标稳压值时，可控硅恢复导通。

　　如此反复，通过控制可控硅导通角的大小，来保证发电机输出稳定的直流电< 4～5 >.稳压前后波形如图2所示。

　　图2双相半波可控整流稳压电路稳压前后输出波形图Fig. 2 Vo ltage W ave Befo re and Afte r Regula ting（stabilizing）the Vo ltage 2 S im ulink简介Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。使用Simulink来建模、分析和仿真各种动态系统（包括连续系统、离散系统和混合系统），将是一件非常轻松的事情。它提供了一种图形化的交互环境，只需用鼠标拖动的方法便能迅速地建立起系统框图，甚至一行代码也不需要编写。它和MATLAB的无缝结合使得用户可以利用MATLAB丰富的资源，建立仿真模型，监控仿真过程，分析仿真结果。另外，作为Simulink建模系统的补充，Mathworks公司还开发了专用功能块程序包，如DSP模块库（DSP Block set）和电力系统模块库PSB（Power System Block set）等。通过使用这些程序包，用户可以迅速地对系统进行建模、仿真和分析< 6 >.

　　将永磁发电机系统的状态模型用仿真软件Simulink表达出来，如图3所示。系统模型由发电机模块generator、稳压电路模块regulator和有SCR1、SCR2组成的整流电路组成。为了提高程序的可读性，对发电机模块generator和稳压电路模块regulator进行了封装。

　　以R代表负载，图中加入了电压测量模块V、电流测量模块I，其波形由示波器Scope输出。

　　永磁发电机系统模型图Fig. 3 S im ula tion D iagram of the Pe rm anentM agne t Gene ra to r稳压模块模型图如图4所示，其电路由基准电路、取样比较电路、触发电路组成< 5，9 >.发电机输出电压由输入信号In1、In2连接在由r1、r2组成的基准电路两端，经过由取样电容C和电压测量模块组成的取样电路后，被输入到由增益模块和延迟模块组成的比较电路。

　　若取样电压高于目标电压，则触发电路Out1输出为低电位；反之，则输出高电位，触发可控硅导通。

　　图4稳压电路模块模型图Fig. 4 S im ula tion D iagram of the Gene ra to r‘s Regula to r 3不同转速对稳压性能的影响为了分析不同转速对稳压性能的影响，在不同转速下对发电机模型进行仿真。

　　当电枢绕组电流工作在断续状态时，其有效值比负载电流平均值大，同时随着转速的升高，可控硅实际导通时间越小，电枢绕组电流的有效值与负载电流的平均值之间的差距也越大，使稳压值随转速的升高而有所上升< 5 >.

　　发电机输出电流在20 A时，不同转速对稳压性能的影响如图5所示。

　　发电机输出波形、取样电压、触发电压图Fig. 5 W avefo rm of O utputVo ltage，Sam p ling Vo ltage and Trigge r Vo ltage 4带蓄电池的汽车电源系统仿真根据蓄电池的特性，本模型采用一个低电阻、大电容相串联的电路来等效蓄电池<7～8 >，所示。电容C可按蓄电池容量来计算：已知蓄电池的20 h额定容量为QAh，如果蓄电池额定电压为U，放电终了电压为U 0，则系统等效电阻R = U + U 0 2 I其中：U 0 U = 1. 75 2根据蓄电池电压电容方程< 9 >：U 0 = U

　　e - t/τ其中时间常数τ= RC.

　　由此求得蓄电池的等效电容为C = - 1 R ln U 0 U = 15×3 600 Q U + U 0（F）图6蓄电池简化模型Fig. 6 Schem a tic D iagram of the Accum ula to r为了研究并联蓄电池对系统稳压性能的影响，在对带蓄电池的系统进行了仿真后，其结果如图7所示。

　　图7带蓄电池系统稳压仿真波形图Fig. 7 S im ula tion W avefo rm of the Cha rging System从图7可以看出，蓄电池的存在，使得输出电压变化明显变缓，在蓄电池快充满电的情况下，为脉冲充电。发电机并联蓄电池后，稳压精确高，这是由于并联蓄电池相当于一个大电容电压抑制器，它的存在，抑制了电压的突变，使输出电压的变化率大大低于发电机内电势的上升率，其两端电压变化平缓，电压波形比较平直，纹波较小，稳压精度高。

　　5性能试验试验样机采用Y30BH铁氧体永磁材料和16极径向励磁转子，根据机械行业标准JB /T8582. 6- 2001，在试验台上模拟车辆的各种工作状况，在负载功率分别为280，300，320 W的条件下，对样机从低速到高速进行试验，实际所测数据如表1.

　　表1的仿真结果与实测结果接近，说明了建立的永磁发电装置表1发电机输出电压的影响Tab. 1 O utputVo ltage of the Gene ra to r V转速/（r？m in - 1）280 W①②③300 W①②③320 W①②③基于SIMUL INK的双相半波车辆用永磁发电机设计与仿真齿轮的三维建模过程本文以一个轴齿轮为例，简述其三维参数化建模过程< 2 >：1）进入Pro /E零件设计环境，设置可控制参变量：tooth，m，alpha，beta，h a，c，b，e，d p，d a，d b，d f分别代表轴齿轮的：齿数、模数、压力角、螺旋角、齿顶高系数、顶隙系数、齿面宽度、变位系数、分度圆直径、齿顶圆直径、基圆直径、齿根圆直径。

　　2）建立齿形加工前的齿轮轴三维模型，并在有齿形段圆柱端面分别画出分度圆、齿顶圆、基圆、根圆曲线（尺寸可以不管）。

　　3）由<工具>菜单进入<关系>窗口，建立图2所示关系，并对已建图形中参量赋予已定义的相应参变量。

　　图2关系式的输入Fig. 2 Input of Re la tion 4）在已画曲线圆的圆柱端面，由公式（3）生成渐开线曲线，并对该曲线作镜像操作，以生成齿间槽廓形曲线。

　　5）用齿间槽廓形曲线作扫描混合操作，生成齿间槽廓形曲面。

　　6）用齿间槽廓形曲面，对齿轮轴作切减料操作，生成齿间槽。

　　7）对已生成的齿间槽作旋转复制和阵列操作，最终生成图3所示的轴齿轮。

　　图3轴齿轮参数化三维模型Fig. 3 Pa ram e tric 3D Mode l of Shaft Gea r 3不同参数齿轮的三维模型生成如果想获得与图3不同参数的三维模型，只需在图3三维模型设计界面，由Pro /E顶部菜单命令<输入>进入图4 INPUT SEL窗口，在复选框选择需要改变的参数进行修改即可。图5为修改参数tooth和m后生成的轴齿轮三维模型。

　　4结论

　　利用三维设计软件内嵌的program功能，可以方便地实现系列化通用件、标准件和具有复杂曲线廓形零件三维模型的一次设计，不同结构参数的反复输入调用，也可较好地保证具有复杂曲线廓形零件的廓形精度。因此，利用这种设计方法，企业可以建立自己的通用件和标准件模型库，从而大大简化和节约零件三维建模时间，同时为后续三维自动化编程提供精确的零件三维模型。