DISPOSITIVO DE ALIMENTACIÓN PARA UN ALTERNADOR DE VEHÍCULO AUTOMÓVIL Y ALTERNADOR QUE EMPLEA A UN TAL DISPOSITIVO.

Dispositivo de alimentación eléctrica, en especial para la red de a bordo de un vehículo automóvil,

caracterizado por el hecho de que comprende un conjunto de el hecho de que dichos devanados están conectados a un único puente rectificador provisto de un conjunto de elementos controlables que permiten la conmutación entre un primer modo de funcionamiento en el cual determinados devanados de inducido están eléctricamente conectados en serie y un segundo modo de funcionamiento en el cual todos dichos devanados de inducido están eléctricamente conectadas en paralelo

La presente invención se refiere al ámbito de los alternadores para vehículos automóviles, y concierne más especialmente a un dispositivo de alimentación y a los modos de funcionamiento que tiene asociados para estos alternadores. También se extiende a un alternador provisto de un tal dispositivo de alimentación y que emplea estos modos de funcionamiento. [0002] De manera clásica, un alternador montado en un vehículo automóvil está constituido por un estator en el cual está colocado un rotor del cual un árbol es accionado en rotación por el motor de combustión interna del vehículo mediante un dispositivo adecuado. De manera también clásica, el estator comprende al menos dos devanados de inducido conectados a un dispositivo de rectificación para formar dos fuentes de alimentación eléctrica. [0003] Del modo de accionamiento del rotor resulta que las prestaciones de un tal alternador son variables con el régimen del motor de combustión interna. Sin embargo, las redes de a bordo del vehículo necesitan una alimentación eléctrica de tensión constante. [0004] Con el fin de dar remedio a este inconveniente, es en especial conocido realizar dos devanados trifásicos independientes al nivel del estator, y adjuntar un circuito electrónico de conexión entre dichos devanados que permite, según el régimen del motor de combustión interna del vehículo, conectar dichos devanados en serie o en paralelo. Más concretamente, dicho circuito electrónico de conexión realiza una conexión en serie de dichos devanados cuando el régimen del motor es reducido con la finalidad de obtener una tensión de vacío elevada y una corriente elevada a reducida velocidad a la salida del alternador, y una conexión en paralelo en régimen elevado de dicho motor de combustión interna, con la finalidad de aumentar la corriente suministrada por dicho alternador. [0005] De manera conocida, cada uno de los devanados trifásicos está asociado a un dispositivo de rectificación de diodos, y varias soluciones son conocidas en el estado de la técnica para realizar el circuito electrónico de conexión precitado como, por ejemplo, el documento FR 224 8641. El documento FR2807232 propone asociar cada uno de los dispositivos de rectificación de diodos de los dos devanados trifásicos a un puente rectificador auxiliar también compuesto por diodos, y conectar dichos puentes auxiliares mediante medios conmutables tales como, a título no exhaustivo, un transistor, un diodo controlado, o un interruptor. El documento US6005786 propone, por otro lado, colocar directamente en las salidas de los dos devanados trifásicos, asociados cada uno a su dispositivo de rectificación, un conjunto de medios conmutables que permiten conectar entre sí determinadas de las salidas de dichos devanados según el número y la naturaleza de los medios conmutables activados. [0006] Estos modos de acoplamiento, que permiten obtener prestaciones de alternador satisfactorias, implican sin embargo la utilización de un número relativamente importante de componentes electrónicos, lo cual aumenta su ocupación de espacio. Al estar el alternador, en el vehículo automóvil, situado en un espacio reducido, las restricciones ligadas a su ocupación de espacio implican por otro lado que dichos componentes electrónicos quedan relativamente cerca unos de otros. De ello resulta que es entonces necesario adjuntarles un conjunto de medios que permitan la disipación térmica de las calorías liberadas durante el funcionamiento (ventiladores, dispositivos de refrigeración por circulación de líquido, ...), lo cual aumenta la complejidad del alternador, y, por ello, su coste. [0007] La presente invención tiene como objetivo el de proponer un dispositivo de rectificación para un alternador destinado a un vehículo automóvil, en el cual el número de componentes electrónicos se reduzca, que permita así reducir la ocupación de espacio de dicho alternador, conservando al mismo tiempo prestaciones elevadas en términos de tensión y de corriente suministradas cualquiera que sea el régimen del motor de combustión interna del vehículo. [0008] Con este objetivo, la presente invención tiene por objeto principal un dispositivo de alimentación eléctrica, en especial para la red de a bordo de un vehículo automóvil, caracterizado por el hecho de que comprende un conjunto de devanados de inducido ensamblados según un modo de acoplamiento poligonal y por el hecho de que dichos devanados están conectados a un único puente rectificador provisto de un conjunto de elementos controlables que permiten la conmutación entre un primer modo de funcionamiento en el cual determinados devanados de inducido están eléctricamente conectados en serie y un segundo modo de funcionamiento en el cual todos estos devanados de inducido están eléctricamente conectados en paralelo. [0009] Según un modo de realización preferido de la invención, el dispositivo de alimentación comprende seis devanados de inducido, ensamblados según un acoplamiento hexagonal. En lo que sigue, la invención será preferentemente descrita según este modo de realización preferido, sin embargo no exclusivo. [0010] En este modo de realización preferido, según una característica de la invención, los elementos controlables del dispositivo de rectificación están constituidos por un conjunto de seis tiristores, y están colocados en los bornes de los devanados de inducido en alternancia con un conjunto de diodos. Más concretamente, según un modo de realización ventajoso de la invención, uno de los bornes de cada uno de las devanados de inducido está conectado a un conjunto de dos tiristores, estando el otro borne conectado a un conjunto de dos diodos. [0011] Según otra característica de la invención, dicho borne de cada uno de las devanados de inducido conectado a dichos dos tiristores está conectado al ánodo de uno de ellos, llamado entonces tiristor positivo, y el cátodo del otro, consecuentemente llamado tiristor negativo. Lo mismo ocurre con los conjuntos de dos diodos precitados, que están así formados cada uno por un diodo llamado positivo ya que está conectado por su ánodo a la bobina de inducido y por un diodo llamado negativo al estar conectado por su cátodo a dicha bobina. [0012] Ventajosamente, los ánodos de los diferentes elementos de rectificación llamados negativos están conectados a la masa, y los cátodos de los diferentes elementos de enderezamiento llamados positivos están conectados a la línea de alimentación de la red de a bordo del vehículo automóvil. [0013] De lo precedente resulta que, cuando los elementos conmutables (aquí los tiristores) no están activados, los devanados de inducido están conectados en serie dos a dos. teniendo en cuenta el desfase temporal de 120 grados existente, debido al acoplamiento hexagonal, entre dos devanados consecutivos, el conjunto suministra entonces una fuerza electromotriz igual a la fuerza electromotriz suministrada por uno de los devanados multiplicada por un factor igual a raíz de tres. En la hipótesis en que los devanados de inducido están constituidos por N espiras, todo ocurre por lo tanto como si dichos devanados tuviesen un número superior de espiras, más concretamente el dispositivo de alimentación según la invención se entiende como si sus devanados de inducido estuviesen formados por N x √3 espiras. De ello resulta que la potencia suministrada por el dispositivo de alimentación según la invención es superior a la potencia que suministraría el mismo dispositivo si los devanados de inducido que lo constituyen tuviesen N espiras. En el marco de la aplicación de la invención a la realización de un alternador para un vehículo automóvil, esta situación será la que se buscará para regímenes bajos de funcionamiento del motor de combustión interna, regímenes para los cuales la invención permitirá obtener una corriente superior para velocidades reducidas de rotación del rotor. [0014] Inversamente, cuando se activan los elementos conmutables (aquí los tiristores), los devanados de inducido del dispositivo de alimentación según la invención están eléctricamente conectados en paralelo, lo cual permite incrementar la corriente total suministrada. En el marco de la aplicación de la invención a la realización de un alternador para un vehículo automóvil, esta situación será la que se busque preferentemente para regímenes elevados de funcionamiento del motor de combustión interna, regímenes para los cuales la invención permitirá obtener una corriente más elevada a la salida del alternador. [0015] Por lo tanto, la invención permite, gracias al acoplamiento poligonal de los devanados de inducido y a la colocación de elementos de rectificación controlables tales como unos tiristores, realizar un dispositivo de alimentación simple que permite una conmutación rápida...

1. Dispositivo de alimentación eléctrica, en especial para la red de a bordo de un vehículo automóvil, caracterizado por el hecho de que comprende un conjunto de devanados de inducido ensamblados según un modo de acoplamiento poligonal y por el hecho de que dichos devanados están conectados a un único puente rectificador provisto de un conjunto de elementos controlables que permiten la conmutación entre un primer modo de funcionamiento en el cual determinados devanados de inducido están eléctricamente conectados en serie y un segundo modo de funcionamiento en el cual todos dichos devanados de inducido están eléctricamente conectadas en paralelo.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los devanados de inducido son seis (1, 2, 3, 4, 5, 6) y por el hecho de que están ensamblados según un modo de acoplamiento hexagonal.

3. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por el hecho de que dichos elementos controlables comprenden unos tiristores.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que los tiristores están ensamblados en tres pares (T1, T2, T3) conectados a los bornes de los devanados (1, 2, 3, 4, 5, 6) en alternancia con tres pares de diodos (D1, D2, D3), de tal manera que en ausencia de activación de dichos tiristores (T1, T2, T3), dichos devanados están eléctricamente conectados en serie dos a dos.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que cada uno de dichos devanados (1, 2, 3, 4, 5, 6) está conectado, por uno de sus bornes, respectivamente al ánodo de uno de los diodos de los pares de diodos (D1, D2, D3) y al cátodo del otro diodo de dicho par (D1, D2, D3), y, por su otro borne, respectivamente al ánodo de uno de los tiristores de uno de los pares de tiristores (T1, T2, T3) y al cátodo del otro tiristor de dicho par (T1, T2, T3), estando los ánodos de dichos tiristores o diodos conectados por su cátodo a los devanados conectados a la masa, y estando los cátodos de dichos tiristores y diodos conectados por su ánodo a los devanados conectados a la línea de alimentación de la red de a bordo del vehículo.

6. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que dichos tiristores están ensamblados en cuatro pares (T1, T2, T3, T4) y el dispositivo comprende unos diodos que están ensamblados en dos pares (D1, D2), estando los tiristores (T1, T2, T3, T4) y los diodos (D1,D2) conectados a los bornes de

5 los devanados (1, 2, 3, 4, 5, 6) de tal manera que, en ausencia de activación de dichos tiristores, dichos devanados están eléctricamente conectados en serie tres de tres.

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado por el

hecho de que dichos tiristores son reemplazados parcialmente o en totalidad por unos 10 elementos controlables de transistor.

8. Alternador para un vehículo automóvil, caracterizado por el hecho de que comprende un dispositivo de alimentación según cualquiera de las reivindicaciones 1 a

7.

9. Alternador según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que unos elementos controlables positivos, conectados por su ánodo a los bornes de los devanados, están colocados, así como los otros elementos del dispositivo de alimentación conectados por sus ánodos a dichos devanados, a un disipador conectado a una línea de alimentación del vehículo, y por el hecho de que unos elementos controlables negativos, conectados por su cátodo a los bornes de los devanados, están colocados, así como los otros elementos del dispositivo de alimentación conectados por sus cátodos a dichos devanados, en un disipador conectado a la masa del vehículo.