本发明属于无刷发电机领域，涉及到机动车辆，特别是汽车用发电机。 同步整流发电机是当前国内、外通用的汽车发电机。该发电机由于电刷的接触，降低了发电机运行的可靠性。美国通用汽车公司1983年生产的30-SI/TR交流无刷发电机，工作原理与爪极有刷同步整流发电机大同小异，皆属于内磁路式。激磁绕组装在固定于后端盖的中心园筒托架上，由此使爪极转子磁回路增加了两个气隙，需要消耗较多的激磁电流。后端盖有一提升一倍系统电压的变压器。该电机的体积和重量都较大。
本发明的目的，是变爪极激磁系统内磁路式为外磁路式，电枢绕组按三角形或星形连接方式，使系统电压提升一倍，提供一种无刷、体积小、功率大、重量轻、可靠性高，以适应现代汽车所要求的发电机。
本发明的特点在于同轴的初级和次级转子的槽中绕组互为逆相序连接，与爪极激磁定子对应的初级转子起电枢作用，与电枢定子对应的次级转子则产生旋转磁场。当转子以转速n1旋转时，爪极定子磁场相对于初级转子的转速则为-n1。设爪极定子磁极和对应的初级转子极对数为p1，绕组中的电势频率为：
f1＝n1p1（1）
次级转子绕组中的电流频率f2与f1相等：
f2＝f1（2）
设次级转子和对应的定子电枢绕组的极对数为p2，相对于次级转子的旋转磁场转速为：
n2＝f2/p2（3）
相对于电枢定子的磁场转速n′2为n2与n1之和。由（1）、（2）、（3）式得出：
n′2＝n1+n2＝（1+p1/p2）n1
式中（1+P1/P2）为磁场转速n′2与转子转速n1之比的倍数，以此称该电机为倍步发电机。对于导条转子，两转子地极对数必须相等p1＝p2，则磁场转速为转子转速的2倍。初级转子产生的电功率，以增加次级转子磁场转速的方式由电枢定子集中输出。由于初级转子与爪极激磁定子既是激磁系统，也是产生电磁功率的系统，使发电机的体积大大缩小。
如果电枢定子三相绕组按星形连接，其最低额定转速起电电压为28伏，三角形连接时则为16.2伏，为14伏系统电压的1.16倍。但在电压调节器的控制下，将其稳定在14伏额定值上，并可在低于最低额定转速下获得14伏起电电压。
从电流关系看，设星形连接时额定功率的线电流为1倍，三角形连接时电压低一倍，线电流需增至2倍，而相电流则必须增至1.16倍，导线面积增加0.16倍就能满足同功率两种系统电压的需要。因此，仅增加少量用铜量，却扩大了发电机适应两种系统电压的通用性。
本发明的实施方案用以下附图给予说明。
图1是倍步整流发电机的电路详图;
图2是图1中电压调节电路详图;
图3是整体结构简图;
图4是后端盖轴视图。
本发明的一个实施方案示于图1。图中爪极定子中的激磁绕组（1）以“·”表示正极端两组线圈的四个接线端子m、n、o、p按异名端n、o串连，以适应28伏系统电压激磁的需要。激磁绕组正极端m，续流二极管（11）的阴极端，换向接线端子（10），电容（12）的正极与接线端子L连接。激磁绕组（1）的负极端p与电压调节电路（9），续流二极管（11）的阳极连接。开关（6）的一端与接线端子L连接，另一端与蓄电池（7）的正极，三相全波整流器（5）的正极端连接。电压调节电路（9）的负极，电容（12）的负极，三相全波整流器（5）的负极，蓄电池（7）的负极与接地端子D连接。接线端子F为外接触点调节器时备用。电压调节电路（9）的电压输入端（9a）适用于28伏系统电压，（9b）适用于14伏系统电压。三相电枢绕组（3）的首端A、B、C与尾端X、Y、Z的接线端子固定在电路板（4）中。三相全波整流器（5）与A、B、C接线端子连接，尾端X、Y、Z短接时，按星形连接形式以满足28伏系统电压需要，按A-Y、B-Z、C-X连接成三角形以满足14伏系统电压需要。同轴的初级转子绕组（2）与次级转子绕组（2′）按每极对四槽四相导条两者互为逆相序连接，经端环（30）、（31）短接。
电压调节装置（8）由电压调节电路（9），激磁绕组串、并连接线端子m、n、o、p，续流二极管（11），换向接线端子（10）、（9a）、（9b），滤波电容（12）组成。
由上述组成的电路，当接通开关（6），初始电流经激磁绕组（1），电压调节电路（9）使激磁绕组（1）与电源负极之间导通，爪极定子产生磁场。当发电机转动时，初级转子相对于爪极定子磁场运动产生电流。通过逆相序次级转子产生一相对于次级转子的旋转磁场，其转速与转子转速相加，使两级转子产生的电功率集中由电枢定子输出。
当发电机转速增加使电压达到预定值时，电压调节电路（9）使激磁绕组（1）负极与电源负极之间断开，激磁绕组连续性电流经续流二极管（11）闭合，耗散磁能。当磁场减弱使电压低于预定值时，重复上述过程，使电压保持恒定。
当需用外接机械触点调节器时，只需将内装电压调节装置（8）去掉，激磁绕组（1）的负极接地，接线端子F、L、D接至触点调节器的磁场、正极、负极的接线端子上。
图2是图1中电压调节电路（9）的一种实施方案。图中电阻R1、R2、R3为分压电路，与二极管D1，稳压管DW组成电压选择电路。晶体管T1、T2、T3，二极管D2，电阻R4、R6组成开关电路。电阻R5、R7，电容C组成正反馈电路，以加速开关电路的阻断与导通。
图3是本发明整体结构的一种实施方案简图，按图4后端盖轴视方向A-A、B-B剖视表示。凡顺序号与图1相同者，其组件名称亦相同。前端盖（23），爪极定子（22），定子衬套（21），电枢定子（19），后端盖（14）由四个均布螺栓（18）紧固。爪极定子（22）由南、北爪极环扣合而成，环内空腔放有两组激磁绕组（1）。由前端盖轴承（28），后端盖轴承（16）支承的转轴（13）有初级转子（20），轴衬（29），次级转子（17）。由螺母（27）紧固在前端盖轴上的有垫圈（25），风扇（24），皮带盘（26）。后端盖盖板（15）便于开启，使固定在后端盖（14）内的组件便于折修。
图4是后端盖盖板去掉后的轴向视图，其顺序号的组件名称与图1、图3名称相同。