專利名稱：一體化的起動(dòng)發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種將起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)合二為一的一體化起動(dòng)發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
汽車(chē)在人們的日常生活中扮演著非常重要的角色，各汽車(chē)生產(chǎn)和科研單位為提高汽車(chē)性能而對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量的改進(jìn)。但時(shí)至今日，汽車(chē)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)仍存在著頗多不盡人意的地方。以目前市場(chǎng)上所見(jiàn)到的各種汽車(chē)來(lái)說(shuō)，其起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)都是分開(kāi)而單獨(dú)設(shè)置的，其中，起動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的一端相連，發(fā)動(dòng)機(jī)的另一端則通過(guò)皮帶與發(fā)電機(jī)相連。這種傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有如下幾點(diǎn)缺陷(1)、占用大量的空間，難以微型化；(2)、起動(dòng)機(jī)采用帶起動(dòng)磁吸開(kāi)關(guān)和軸承的有刷直流電機(jī)，啟動(dòng)噪音大、磨損嚴(yán)重且需經(jīng)常維護(hù)；(3)、發(fā)電機(jī)的支承軸承和碳刷易磨損，需經(jīng)常維護(hù)；(4)、發(fā)動(dòng)機(jī)使用皮帶傳動(dòng)的方式帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，振動(dòng)較大、穩(wěn)定性不佳、而且皮帶磨損厲害，在一定程度上降低了發(fā)動(dòng)機(jī)功率。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種取消軸承、皮帶和碳刷、將起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)合二為一的一體化的起動(dòng)發(fā)電機(jī)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型包括有定子和轉(zhuǎn)子，所述的定子通過(guò)定子連接裝置固定于發(fā)動(dòng)機(jī)尾部的缸體上，與定子配合的轉(zhuǎn)子為永磁體，并直接固定在發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的尾部；定子為三相(A相、B相以及C相)繞組，該三相繞組(A相、B相以及C相)與電子開(kāi)關(guān)裝置連接，并通過(guò)電子開(kāi)關(guān)裝置的控制而可在定子內(nèi)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；同時(shí)，所述的三相繞組(A相、B相以及C相)又與整流裝置連接；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，電子開(kāi)關(guān)裝置關(guān)閉，三相繞組(A相、B相以及C相)切割轉(zhuǎn)子磁力線所產(chǎn)生的電流即送至整流裝置進(jìn)行整流輸出。
所述的電子開(kāi)關(guān)裝置主要由起動(dòng)繼電器、CPU控制器、晶體三極管電路單元幾部分組成，其中，CPU控制器通過(guò)起動(dòng)繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)與外接電源連接，同時(shí)，CPU控制器又通過(guò)中間線路與晶體三極管電路單元連接，以控制其各個(gè)三極管的導(dǎo)通順序，晶體三極管電路單元的各個(gè)三極管的輸出端則分別與定子的三相繞組(A相、B相以及C相連接)；所述整流裝置為可控整流控制器，該可控整流控制器通過(guò)起動(dòng)繼電器的常閉觸點(diǎn)與定子的三相繞組(A相、B相以及C相)連接。
采用上述技術(shù)方案后由于本實(shí)用新型將起動(dòng)發(fā)電用的轉(zhuǎn)子和定子布置于發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸尾部，可以利用曲軸的支承作用而取消軸承和傳動(dòng)皮帶，從而消除了軸承和皮帶的磨損問(wèn)題；另外，轉(zhuǎn)子為永磁體，取消了碳刷，利用無(wú)刷直流電機(jī)技術(shù)，并通過(guò)電子開(kāi)關(guān)裝置的控制使得本實(shí)用新型可自動(dòng)協(xié)調(diào)啟動(dòng)/發(fā)電的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。既降低了起動(dòng)噪聲、提高了發(fā)電量、擴(kuò)寬了電壓范圍，又可使起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)基本免去需要經(jīng)常維護(hù)的麻煩。


以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖附圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖附圖3A～附圖3F為定子三相繞組在不同時(shí)刻的電磁場(chǎng)示意圖具體實(shí)施方式
以下所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，并不因此而限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
見(jiàn)附圖1和附圖2所示，本實(shí)用新型包括有定子10和轉(zhuǎn)子20，所述的定子10通過(guò)由兩個(gè)連接件111和112構(gòu)成的定子連接裝置11固定于發(fā)動(dòng)機(jī)100尾部的缸體110上，與定子10配合的轉(zhuǎn)子20由永磁體制成，并通過(guò)螺釘直接固定在發(fā)動(dòng)機(jī)100的曲軸120的尾部。
定子10的基本參數(shù)如下相數(shù)3(A、B、C)；定子槽數(shù)48；接線方式雙層疊繞接線；每相線圈組數(shù)16(串聯(lián))；線圈匝數(shù)6；跨度1跨4。
該三相繞組(A相、B相以及C相)與電子開(kāi)關(guān)裝置30連接，并通過(guò)電子開(kāi)關(guān)裝置30的控制而可在定子10內(nèi)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子20的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)100；同時(shí)，所述的三相繞組(A相、B相以及C相)又與整流裝置40連接；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)100起動(dòng)后，電子開(kāi)關(guān)裝置30關(guān)閉，三相繞組(A相、B相以及C相)切割轉(zhuǎn)子20磁力線所產(chǎn)生的電流即送至整流裝置40進(jìn)行整流輸出。
所述的電子開(kāi)關(guān)裝置30主要由起動(dòng)繼電器31、CPU控制器32、晶體三極管電路單元33幾部分組成，其中，CPU控制器32通過(guò)起動(dòng)繼電器J31的常開(kāi)觸點(diǎn)J1與外接電源(如蓄電池，電壓可為12V、24V、36V和42V)連接，同時(shí)，CPU控制器32又通過(guò)中間線路與晶體三極管電路單元33連接，以控制其各個(gè)三極管(1～6)的導(dǎo)通順序，晶體三極管電路單元33的各個(gè)三極管(1～6)的輸出端則分別與定子10的三相繞組(A相、B相以及C相連接)；所述整流裝置40為可控整流控制器，該可控整流控制器通過(guò)起動(dòng)繼電器的常閉觸點(diǎn)與定子10的三相繞組(A相、B相以及C相)連接。
下面簡(jiǎn)述一下本實(shí)用新型的工作原理，當(dāng)本實(shí)用新型做起動(dòng)機(jī)使用時(shí)，與直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)具有相同的結(jié)構(gòu)和工作原理，當(dāng)通過(guò)起動(dòng)開(kāi)關(guān)311控制起動(dòng)繼電器J31的常開(kāi)觸點(diǎn)J1導(dǎo)通后，CPU控制器32得電工作，它通過(guò)控制定子繞組A相、B相、C相按照A相正向、B相正向、C相正相、A相反向、B相反向和C相反相的順序輪流導(dǎo)通，從而在定子10內(nèi)產(chǎn)生“旋轉(zhuǎn)”磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子20工作，由于轉(zhuǎn)子20與發(fā)動(dòng)機(jī)100的曲軸120固定在一起，因此，曲軸120帶動(dòng)活塞環(huán)在氣缸缸體內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，壓縮缸體內(nèi)的汽油或柴油氣體，使發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火起動(dòng)。其具體工作流程為(a).CPU控制器32控制三極管(達(dá)林頓管)3和6導(dǎo)通，1、2、4和5管關(guān)斷，定子線圈中A相通電，產(chǎn)生如附圖3A所示的電磁場(chǎng)。
(b).2、3、4、6管關(guān)斷，1、5管導(dǎo)通，定子線圈中B相正向通電，此時(shí)定子線圈產(chǎn)生如附圖3B所示的電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)進(jìn)而牽引轉(zhuǎn)子20順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)7.5度。
(c).1、3、5、6管關(guān)斷，2、4管導(dǎo)通，定子線圈中C相正向通電，此時(shí)定子線圈產(chǎn)生如附圖3C所示的電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)進(jìn)而牽引轉(zhuǎn)子20在上個(gè)步驟的基礎(chǔ)上又旋轉(zhuǎn)7.5度。
(d).2、3、5、6管關(guān)斷，1、4兩管導(dǎo)通，定子線圈中A相反向通電，此時(shí)定子線圈中產(chǎn)生如附圖3D所示的電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)繼續(xù)牽引轉(zhuǎn)子20順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)7.5度。
(e).1、3、4、5管關(guān)斷，2和6管導(dǎo)通，定子線圈中B向反向通電，此時(shí)定子線圈中產(chǎn)生如附圖3E所示的電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)又牽引轉(zhuǎn)子20順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)7.5度。
(f).1、2、4、6管關(guān)斷，3和5管導(dǎo)通，定子線圈中C相反向通電，此時(shí)定子線圈中產(chǎn)生如附圖3F所示的電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)再牽引轉(zhuǎn)子20順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)7.5度。
由上述工作過(guò)程可以看出，在CPU控制器32的控制下，定子線圈按如下順序?qū)?以下為一個(gè)工作循環(huán))A→B→C→-A→-B→-C—，一個(gè)導(dǎo)通循環(huán)將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45度，即1/8圈，8個(gè)導(dǎo)通循環(huán)，轉(zhuǎn)子20轉(zhuǎn)動(dòng)一周。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完畢，起動(dòng)繼電器J31斷電，常開(kāi)觸點(diǎn)J1斷開(kāi)，其常閉觸點(diǎn)J2導(dǎo)通，在發(fā)動(dòng)機(jī)100的曲軸120的帶動(dòng)下，轉(zhuǎn)子20在定子10內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，定子10內(nèi)的A、B、C三相線圈切割轉(zhuǎn)子的磁力線，產(chǎn)生交流電(每相相位差為120度)，該三相交流電通過(guò)可控整流控制器的全波整流后，即輸出可控制的，電壓穩(wěn)定的直流電，以供車(chē)上電器使用以及對(duì)蓄電池進(jìn)行充電。
權(quán)利要求1.一體化的起動(dòng)發(fā)電機(jī)，包括有定子(10)和轉(zhuǎn)子(20)，其特征在于所述的定子(10)通過(guò)定子連接裝置(11)固定于發(fā)動(dòng)機(jī)(100)尾部的缸體(110)上，與定子(10)配合的轉(zhuǎn)子(20)為永磁體，并直接固定在發(fā)動(dòng)機(jī)(100)的曲軸(120)的尾部；定子(10)為三相(A相、B相以及C相)繞組，該三相繞組(A相、B相以及C相)與電子開(kāi)關(guān)裝置(30)連接，并通過(guò)電子開(kāi)關(guān)裝置(30)的控制而可在定子(10)內(nèi)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子(20)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(100)；同時(shí)，所述的三相繞組(A相、B相以及C相)又與整流裝置(40)連接；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)(100)起動(dòng)后，電子開(kāi)關(guān)裝置(30)關(guān)閉，三相繞組(A相、B相以及C相)切割轉(zhuǎn)子(20)磁力線所產(chǎn)生的電流即送至整流裝置(40)進(jìn)行整流輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化的起動(dòng)發(fā)電機(jī)，其特征在于所述的電子開(kāi)關(guān)裝置(30)主要由起動(dòng)繼電器(31)、CPU控制器(32)、晶體三極管電路單元(33)幾部分組成，其中，CPU控制器(32)通過(guò)起動(dòng)繼電器(31)的常開(kāi)觸點(diǎn)與外接電源連接，同時(shí)，CPU控制器(32)又通過(guò)中間線路與晶體三極管電路單元(33)連接，以控制其各個(gè)三極管的導(dǎo)通順序，晶體三極管電路單元(33)的各個(gè)三極管的輸出端則分別與定子(10)的三相繞組(A相、B相以及C相連接)；所述整流裝置(40)為可控整流控制器，該可控整流控制器通過(guò)起動(dòng)繼電器的常閉觸點(diǎn)與定子(10)的三相繞組(A相、B相以及C相)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種一體化的起動(dòng)發(fā)電機(jī)。它包括有定子和轉(zhuǎn)子，定子固定于發(fā)動(dòng)機(jī)尾部的缸體上，與定子配合的轉(zhuǎn)子為永磁體，并直接固定在發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的尾部；定子的三相繞組通過(guò)電子開(kāi)關(guān)裝置的控制而可在定子內(nèi)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；同時(shí)，所述的三相繞組又與整流裝置連接；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，三相繞組切割轉(zhuǎn)子磁力線所產(chǎn)生的電流即送至整流裝置進(jìn)行整流輸出。起到發(fā)電機(jī)的作用。本實(shí)用新型可以利用曲軸的支承作用而取消軸承和傳動(dòng)皮帶，從而消除了軸承和皮帶的磨損問(wèn)題；另外，本實(shí)用新型取消了碳刷，既降低了起動(dòng)噪聲、提高了發(fā)電量、擴(kuò)寬了電壓范圍，又可使起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)基本免去需要經(jīng)常維護(hù)的麻煩。
文檔編號(hào)H02J7/14GK2632933SQ0326774
公開(kāi)日2004年8月11日 申請(qǐng)日期2003年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月21日
發(fā)明者張家業(yè), 唐修鋼 申請(qǐng)人:張家業(yè)