專利名稱：摩托車發(fā)動機的無刷磁電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及摩托車發(fā)動機領(lǐng)域，特別涉及一種兼有點火、發(fā)電和啟動功能 的無刷磁電機。
背景技術(shù)：
近年來，隨著科技的發(fā)展進步，產(chǎn)生了永磁無刷電機。無刷電機釆用三相 逆變電源技術(shù)，用功率型開關(guān)晶體管切換電流方向，取代了原有電機的電刷， 由此消除了因電刷原因而影響電機使用壽命和可靠性的因素，使電機的使用壽 命和可靠性得到提高。以前摩托車發(fā)動機的磁電機的主要功能是供發(fā)動機點火，隨后又在其點火 功能的基礎(chǔ)上增加了發(fā)電功能，以提供車輛用電源，再后又增加了啟動功能， 由此產(chǎn)生了摩托車發(fā)動機的無刷磁電機，即一種兼有點火、發(fā)電和啟動功能的 無刷磁電機，根據(jù)其最后增加的啟動功能，因此摩托車制造業(yè)內(nèi)也把這種無刷 磁電機稱為啟動磁電機。將無刷磁電機用于摩托車發(fā)動機的好處在于，取消了 原有發(fā)動機單獨設(shè)置的電啟動機構(gòu)，包括電機、單向器、減速齒輪，以及一些 相應的支撐、密封、潤滑等零件和外殼，使發(fā)動機的結(jié)構(gòu)能夠得到簡化，制造 成本能夠降低，工作可靠性得到提高。專利公開號為CN1316587A的《起動機兼發(fā)電機》專利，公開了一種發(fā)動機 的具有啟動兼發(fā)電功能的無刷磁電機，這種結(jié)構(gòu)的啟動機兼發(fā)電機是在發(fā)動機 的曲軸部上設(shè)置無刷旋轉(zhuǎn)電機，備有檢測上述旋轉(zhuǎn)電機的旋轉(zhuǎn)角度的轉(zhuǎn)子角度 傳感器，安裝在上述旋轉(zhuǎn)電機的定子上，上述轉(zhuǎn)子角度傳感器配置在上述定子 的靠發(fā)動機一側(cè)，同時，具有將上述定子從面對上述發(fā)動機一側(cè)的相反則的表 面安裝在發(fā)動機一側(cè)的固接裝置，上述轉(zhuǎn)子角度傳感器通過上述固接裝置安裝。 其將上述定子從面對上述發(fā)動機一側(cè)的相反則的表面安裝在發(fā)動機一側(cè)的固接 裝置即指固定定子的支架，該支架一端固定在發(fā)動機上， 一端位于曲軸與定子200810070016.4說明書第2/5頁之間，轉(zhuǎn)子角度傳感器和脈沖傳感器則固定在該支架位于曲軸與定子之間一端。 這種結(jié)構(gòu)的無刷磁電機，因其傳感器固定在與發(fā)動機固接的定子支架上，且位 于曲軸與定子之間，發(fā)動機的熱量能夠直接通過定子支架傳給傳感器，使傳感器的溫度達到120度左右，半導體材料的傳感器長時間處于灼熱溫度的環(huán)境下，其性能容易失效，由此影響發(fā)動機的工作。并且，因這種結(jié)構(gòu)的無刷磁電機的 傳感器位置靠近轉(zhuǎn)子圓心，距離轉(zhuǎn)子圓周設(shè)置的磁鐵相對較遠，檢測磁場的效 果極差，因此還需在轉(zhuǎn)子靠近圓心的位置設(shè)置磁環(huán)作為傳感器的磁場，以靠近傳感器，使傳感器能夠^r測到轉(zhuǎn)子磁場。同時，由于傳感器位置靠近轉(zhuǎn)子圓心， 各相傳感器之間的距離很小，對設(shè)計、安裝的精度要求極高，稍有偏差就會導 致極大的檢測誤差，由此影響發(fā)動機的性能。由于上述原因?qū)е逻@種結(jié)構(gòu)的無 刷磁電機存在零部件增多，裝配難度加大，制作成本也增大，而且，傳感器性 能容易失效，檢測的準確性還會受到嚴重影響等不足。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種摩托車發(fā)動機的 無刷磁電機，它將磁場相位傳感器設(shè)置在定子上，在飛輪的軸向端壁設(shè)有多個 對磁場相位傳感器散熱的通風孔，使磁場相位傳感器位于合適的溫度環(huán)境，其 性能不容易失效，檢測的準確性得到提高，并且能夠在具備點火、發(fā)電功能的 基礎(chǔ)上，滿足中小排量發(fā)動機的啟動要求。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的磁電機轉(zhuǎn)子為飛輪，飛輪的圓周內(nèi)壁設(shè)置磁 鐵，飛輪周向固定連接在曲軸端部，風扇固定連接在飛輪的軸向端，磁電機定 子固定在曲軸箱設(shè)置的支架上，定子的鐵心圓周均勻分布繞制繞組的齒槽，所 述定子上設(shè)置i茲場相位傳感器，石茲場相位傳感器的三個-茲感應元件分別嵌入在 鐵心圓周的齒槽中的三個相鄰的齒槽，每個磁感應元件的中心位于齒槽中與鐵 心圓周相切的對稱中心平面，三個磁感應元件與電聘_板連4姿，電路板通過支架 固定在定子的一軸向端面，飛輪的軸向端壁設(shè)有多個對磁場相位傳感器散熱的 通風孑L。所述支架上設(shè)有兩個定位銷，支架通過兩定位銷與鐵心上對應設(shè)置的定位孔配合定位，并用螺釘緊固在鐵心上。所述定子采用分數(shù)槽短距繞組，極對數(shù)2p-12，槽數(shù)z-18,相數(shù)111=3, 每極每相槽數(shù)q-O. 5。由于采用了上述方案，使本摩托車發(fā)動機的無刷磁電機具有以下優(yōu)點將磁場相位傳感器設(shè)置定子上，磁場相位傳感器的三個磁感應元件與電路 板連接，電路板通過支架固定在定子的一軸向端面，在飛輪的軸向端壁設(shè)有多 個對磁場相位傳感器散熱的通風孔。這樣使安裝傳感器的支架不與具有灼熱溫 度的發(fā)動機箱體連接，而定子溫升不超過60K，通常溫度在85度左右，使半導 體材料制作的磁感應元件在一個合適的溫度環(huán)境中工作，不會因溫度過高失效， 而飛輪壁上的通風孔還能進一步對磁場相位傳感器工作的環(huán)境溫度散熱，為磁 感應磁場相位傳感器創(chuàng)造適宜的溫度環(huán)境。磁場相位傳感器的三個磁感應元件分別嵌入在鐵心圓周的齒槽中的三個相 鄰的齒槽，每個磁感應元件的中心位于齒槽中與鐵心圓周相切的對稱中心平面。 這樣使磁感應元件與設(shè)置在飛輪圓周壁的磁場接近，磁感應元件能夠直接檢測 到飛輪圓周壁的磁場，不需再在飛輪的圓心設(shè)置磁環(huán)，既減少了零部件，降低 成本，便于安裝，又增大了三個磁感應元件之間的間隔距離，安裝的誤差可以 得到忽略，而相對于將磁感應元件設(shè)于靠近轉(zhuǎn)子圓心的磁電機，本磁電機的磁 場相位傳感器檢測的準確度反而得到提高。所述支架上設(shè)有兩個定位銷，支架通過兩定位銷與鐵心上對應設(shè)置的定位 孔配合定位，并用螺釘緊固在鐵心上。通過在支架上設(shè)置定位銷，在安裝時采 用先定位后緊固的方式，能夠保證磁場相位傳感器位置的準確性，安裝時不需 進行調(diào)整，使安裝更加快速。所述定子采用分數(shù)槽短距繞組，極對數(shù)2p-12，槽數(shù)z-18，相數(shù)m-3， 每極每相槽數(shù)q = 0. 5，形成18槽/3相，每相6槽的繞組結(jié)構(gòu)，使其具有較多 的約數(shù)(6、 3、 2、 1),具備較多的連接方式，從而容易獲得一定電壓下所需要 的內(nèi)阻與匝數(shù)，達到最佳匹配，滿足中小排量發(fā)動機的啟動要求。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為^t場相位傳感器安裝的位置示意圖；圖3為繞組連接圖。附圖中，l為支架，2為磁感應元件，3為電路板，4為螺釘，5為密封絕緣 層，6為定位銷，7為風扇，8為通風孔，9為飛輪，IO為磁鐵，ll為繞組，12 為鐵心，13為固定夾，14為線束，15為螺母，17為點火觸發(fā)器，18為曲軸箱 體，19為螺釘，20為曲軸，21為軸承，22為鉚釘。
具體實施方式
參見圖1至圖3，為摩托車發(fā)動機的無刷磁電機的一種實施例。發(fā)動機的曲 軸20通過軸承21支撐在曲軸箱體18上，磁電機轉(zhuǎn)子為飛輪9，飛輪9的圓周 內(nèi)壁均布設(shè)置有18塊磁鐵10，飛輪9通過鍵周向固定連接在曲軸20端部，并 用螺母15軸向鎖定。風扇7通過鉚釘22固定連接在飛輪9的軸向端。磁電機 定子通過螺釘19固定在曲軸箱設(shè)置的支架上，定子的鐵心12圓周均勻分布繞 制繞組的齒槽，本實施例的鐵心12上均布設(shè)置18個齒槽。定子采用分數(shù)槽短 距繞組,極對數(shù)2p-12,槽數(shù)z-18，相數(shù)m-3，每極每相槽數(shù)q = 0. 5,形成 18槽/3相，每相6槽的繞組結(jié)構(gòu)，使其具有較多的約數(shù)(6、 3、 2、 1),有較 多的連接方式(比如6個繞組串聯(lián)，或者6個繞組并聯(lián)，或者2串3并，或者2 并3串)，從而容易獲得一定電壓下所需的內(nèi)阻和匝數(shù)，達到最佳匹配。本實施 例的分數(shù)槽短距繞組的連摔為2串3并方式，每槽配置合適的匝數(shù)，在UV8Ah 電瓶供電下，除去電^各壓降后，可吸入130A以上電流，^吏啟動扭矩達到16Nm 以上，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速1000r/min,輸出功率大于450W,滿足中小排量發(fā)動機啟動要 求。所述分數(shù)槽短距繞組的每一個繞組11為單根線繞制的繞組，便于機器作業(yè) 繞制。所述定子上設(shè)置》茲場相位傳感器，^磁場相位傳感器的三個/f茲感應元件2 分別嵌入在鐵心12圓周的齒槽之中三個相鄰的齒槽中，每個磁感應元件2的中 心位于齒槽中與鐵心圓周相切的對稱中心平面，三個^茲感應元件2與電路板3 連接，電路板3具有與鐵心12圓周齊平的圓弧邊，三個^f茲感應元件2順序排列在圓弧邊，使》茲感應元件2遠離灼熱的曲軸箱體和曲軸，并且不與曲軸箱體沒 有連接關(guān)系，使曲軸箱的熱量不能傳導給磁感應元件2;同時，將磁感應元件2 設(shè)于鐵心12的圓周，容易做到相位角的準確性。所述^t感應元件2為霍爾集成 電路。電路板3卡緊固定在一個支架1上，表面覆蓋密封絕緣層5，密封絕緣層 5采用硅膠效果較好，電路板3通過支架1固定在定子鐵心12的一軸向端面。 所述支架1上設(shè)置的兩個定位銷6與鐵心12上對應設(shè)置的定位孔配合定位，支 架1通過螺釘4緊固在鐵心12上。電路板3通過線束14與處理控制器和電源 連接，線束用導線夾13夾緊，導線夾13用螺釘固定在鐵心12上，通過線束13 傳輸拾取的信號和給磁感應元件2供電。飛輪9的軸向端壁設(shè)有多個對磁場相 位傳感器散熱的通風孔8，飛輪9帶動風扇7旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的風，從通風口 8進入吹 向磁場相位傳感器，降低磁場相位傳感器的環(huán)境溫度。發(fā)動機的點火脈沖觸發(fā) 器17對應飛輪9，與飛輪9外圓存在一定間隙，點火脈沖觸發(fā)器17通過導線連 接點火控制器。開始工作時，本磁電機通過蓄電池提供的電源啟動旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，位 于定子鐵心圓周的三個磁感應元件依次各檢測一個相位的信號，從而控制定子 繞組的通電順序，實現(xiàn)電子換相，磁電機連續(xù)運轉(zhuǎn)。與此同時，點火脈沖觸發(fā) 器產(chǎn)生觸發(fā)信號，控制發(fā)動機點火，發(fā)動機工作后通過曲軸帶動磁電機轉(zhuǎn)子旋 轉(zhuǎn)，磁電機自動轉(zhuǎn)換到發(fā)電工作狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種摩托車發(fā)動機的無刷磁電機，磁電機轉(zhuǎn)子為飛輪，飛輪的圓周內(nèi)壁設(shè)置磁鐵，飛輪周向固定連接在曲軸端部，風扇固定連接在飛輪的軸向端，磁電機定子固定在曲軸箱設(shè)置的支架上，定子的鐵心圓周均勻分布繞制繞組的齒槽，其特征在于所述定子上設(shè)置磁場相位傳感器，磁場相位傳感器的三個磁感應元件分別嵌入在鐵心圓周的齒槽中三個相鄰的齒槽，每個磁感應元件的中心位于齒槽中與鐵心圓周相切的對稱中心平面，三個磁感應元件與電路板連接，電路板通過支架固定在定子的一軸向端面，飛輪的軸向端壁設(shè)有多個對磁場相位傳感器散熱的通風孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩托車發(fā)動機的無刷磁電機，其特征在于所述 電路板具有與鐵心圓周齊平的圓弧邊，三個磁感應元件順序排列在圓弧邊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的摩托車發(fā)動機的無刷磁電機，其特征在于 所述磁感應元件為霍爾集成電路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩托車發(fā)動機的無刷磁電機，其特征在于所述 支架上設(shè)有兩個定位銷，支架通過兩定位銷與鐵心上對應設(shè)置的定位孔配合定 位，并用螺釘緊固在鐵心上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩托車發(fā)動機的無刷磁電機，其特征在于所述 定子采用分數(shù)槽短距繞組，極對數(shù)2p-12，槽數(shù)z-18，相數(shù)m-3，每極每相 槽數(shù)q-O. 5。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的摩托車發(fā)動機的無刷磁電機，其特征在于所述 分數(shù)槽短距繞組的每一個繞組為單根線繞制的繞組。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種摩托車發(fā)動機的無刷磁電機，磁電機轉(zhuǎn)子為設(shè)有磁鐵的飛輪，飛輪固接在曲軸端部，風扇固接在飛輪上，磁電機定子通過支架固定在曲軸箱上，定子的鐵心圓周均勻分布齒槽，定子上設(shè)置磁場相位傳感器，該傳感器的三個磁感應元件分別嵌入在鐵心圓周的齒槽之中三個相鄰的齒槽中，每個磁感應元件的中心位于齒槽中與鐵心圓周相切的對稱中心平面，三個磁感應元件與電路板連接，電路板用支架固定在定子的一軸向端面，飛輪的軸向端壁設(shè)有多個對磁場相位傳感器散熱的通風孔。本發(fā)明使磁場相位傳感器位于合適的溫度環(huán)境，其性能不容易失效，檢測的準確性得到提高，并且能夠在具備點火、發(fā)電功能的基礎(chǔ)上，滿足中小排量發(fā)動機的啟動要求。
文檔編號H02K1/18GK101330237SQ20081007001
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日
發(fā)明者楊世國 申請人:重慶宗申發(fā)動機制造有限公司