专利名称：摩托车发动机用开关磁阻电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及摩托车及电动机领域，特别是用于摩托车电起动和运行中发电的开关磁阻电动机。
目前，摩托车发动机采用永磁交流发电机为点火、照明、蓄电池充电提供能源，永磁铁是永磁交流发电机的重要组成部份，为发电机提供励磁磁场。随着发动机运行时间的增长，由于热和振动，永磁铁的磁性将逐步减弱，这将造成发电机的效率降低，最终导致发动机的效率太低或工作异常，因此，必须定期对永磁交流发电机的永磁铁充磁或更换永磁交流发电机，这使摩托车的维护量增加或故障增高。摩托车的电起动由直流电动机、减速机构、超越离合器等组成，由于直流电动机的起动电流大，是蓄电池额定电流的30～60倍，因此，在使用时对蓄电池造成巨大的伤害，缩短了蓄电池的使用寿命，加之电起动的传动机构复杂，使电起动的摩托车成本大幅度增加。
本实用新型的目的在于提供一种性能高、可靠性好、将摩托车发动机的电起动电动机和发电机的功能合为一体的摩托车发动机用开关磁阻电动机，以减少电起动摩托车发动机的传动机构，方便安装，减少成本，提高发动机的性能。
本实用新型的上述目的是通过这样的技术方案实现的，即一种摩托车发动机用开关磁阻电动机，由电动机转子、定子，位置传感器和控制器组成，其特征在于电动机采用由电工硅钢片叠成的凸极式转子和定子；工作绕组集中嵌入线槽；位置传感器由随转子旋转的位置盘和固定安装在定子上的传感头构成，传感头输出端接控制器，并为控制器提供转子位置位号，同时为发动机点火正时及较正提供信号；控制器由以单片机为中心的处理单元和以功率开关器件构成的驱动单元组成，驱动单元的驱动输出端分别与定子的工作绕组连接。
本实用新型的上述结构可以通过附图给出的实施例进一步说明。
附
图1为本实用新型的结构框图；附图2为本实用新型实施例的结构示意附图3为本实用新型位置传感器旋转盘实施例的结构示意图；附图4为本实用新型控制器处理单元的电路原理图；附图5为本实用新型控制器驱动单元的电路原理图。
参见附
图1-3，图中的摩托车发动机用开关磁阻电动机，由电动机转子1、定子2，位置传感器和控制器组成，其特征在于电动机DJ采用由电工硅钢片叠成的凸极式转子和定子；工作绕组集中嵌入线槽；位置传感器由随转子旋转的位置盘3和固定安装在定子上的传感头S1和S2构成，传感头输出端接控制器，并为控制器提供转子位置位号，同时为发动机点火正时及较正提供信号；控制器由以单片机为中心的处理单元CL和以功率开关器件构成的驱动单元QD组成，驱动单元的驱动输出端分别与定子的工作绕组连接。
附图2的实施例给出了四相8／6结构的开关磁阻电机截面，图中的电动机定子有8个齿极，四相绕组；转子有6个齿极。定子齿极之间夹角为45°，转子齿极之间为60°，定子绕组分别为A、B、C、D四相。
参见附图3图中的位置传感器由旋转的位置盘3和固定在定子上的传感头S1和S2组成，图中的S1、S2为传感头，一般选用光电耦合器；两者之间在圆心的夹角为15°；位置盘3为多齿盘，其齿极数与电动机转子凸极数相同，如四相8／6开关磁阻电动机的位置盘3采用6均分齿盘。
参见附图4图中控制器的处理单元CL由单片机IC、输入电路IC1、输出电路IC2构成，其中输入电路输入端与传感头S1和S2的输出端连接，其输出端接单片机IC的输入口，单片机的输出口接输出电路IC2。所述的输入电路IC1可采用74LS373系列的缓冲器；单片机可以采用51系列的芯片；输出电路可采用Mc1413达林顿反相器。处理单元的工作原理是通过对传感器S1和S2送来的高、低压信号进行处理，以确定发动机的工作状态和转速。当发动机运行在起动速度以下，单片机发出信号给驱动单元，使电动机工作在电动状态，此时电动机拖动发动机运行；当发动机转速超过起动转速达到怠速或超过怠速，单片机发出信号给驱动单元，使电动机工作在发电状态，对蓄电池XDC充电。单片机根据控制信号的要求，改变四相定子绕组通电的时刻，使电动机能在四相限运行，从电动状态进入再生状态，只需毫秒级就能完成，有极好的动态响应。
参见附图5，控制器的驱动单元由主开关元件和续流二极管组成，所述主开关元件可用功率晶体管、场效应管、或绝缘门极双极组晶体管；在本实施例中采用四只主开关元件Sa、Sb、Sc、Sd和四只快恢复二极管Da、Db、Dc、Dd构成，其中主开关元件Sa、Sb、Sc、Sd与处理单元的输出电路连接，由其控制导通或关断；Sa、Sb为上开关，Sc、Sd为下开关，Da、Dd为下续流二极管，Dc、Dd为上续流二极管；在主开关元件与续流二极管之间引出的输出端分别与电动机DJ的四相定子绕组A、B、C、D连接。任何时候给电机绕组通电时，必须一只上开关和一只下开关同时接通，以形成通电回路；关断时，一只上续流二极管和一只下续流二极管组成续流通路，将电流反馈给蓄电池XDC。
同现有技术相比，本实用新型由于所述结构而具有以下几个特点1、发动机结构简化，将原发动机上的起动直流电机、过轮轴、双联传动过轮、传动惰轮组合、超越离合器等电起动机构取消，由开关磁阻电动机完成电起动和发电功能；2、由于开关磁阻电动机的起动电流只有直流电动机的5％左右，这将大大减小摩托车电起动时对电瓶的伤害，延长了电瓶使用寿命；3、开关磁阻电动机由普通的电工硅钢片制成，不存在永磁发电机退磁、寿命短的问题，这将大大延长摩托车电源设备的使用寿命，降低故障率和使用成本；4、开关磁阻电动机采用单片机机控制技术，对电瓶的充电电压、电流进行监控制这将大大地延长电瓶的寿命，并对发动机点火正时和点火较正进控制，这将使发动机的效率提高。
权利要求1．一种摩托车发动机用开关磁阻电动机，由电动机转子(1)、定子(2)，位置传感器和控制器组成，其特征在于电动机(DJ)采用由电工硅钢片叠成的凸极式转子和定子；工作绕组集中嵌入线槽；位置传感器由随转子旋转的位置盘(3)和固定安装在定子上的传感头(S1和S2)构成，传感头输出端接控制器，并为控制器提供转子位置位号，同时为发动机点火正时及较正提供信号；控制器由以单片机为中心的处理单元(CL)和以功率开关器件构成的驱动单元(QD)组成，驱动单元的驱动输出端分别与定子的工作绕组连接。
2．根据权利要求1所述的摩托车发动机用开关磁阻电动机，其特征在于位置传感器中的传感头(S1和S2)一般选用光电耦合器；两者之间在圆心的夹角为15°；位置盘(3)为多齿盘，其齿极数与电动机转子凸极数相同。
3．根据权利要求1所述的摩托车发动机用开关磁阻电动机，其特征在于控制器的处理单元(CL)由单片机(IC)、输入电路(IC1)、输出电路(IC2)构成，其中输入电路输入端与传感头(S1和S2)的输出端连接，其输出端接单片机(IC)的输入口，单片机的输出口接输出电路(IC2)。
4．根据权利要求1所述的摩托车发动机用开关磁阻电动机，其特征在于控制器的驱动单元采用四只主开关元件(Sa、Sb、Sc、Sd)和四只快恢复二极管(Da、Db、Dc、Dd)构成，其中主开关元件(Sa、Sb、Sc、Sd)与处理单元的输出电路连接，由其控制导通或关断；(Sa、Sb)为上开关，(Sc、Sd)为下开关，(Da、Db)为下续流二极管，(Dc、Dd)为上续流二极管；在主开关元件与续流二极管之间引出的输出端分别与电动机(DJ)的四相定子绕组(A、B、C、D)连接。
专利摘要本实用新型涉及的摩托车发动机用开关磁阻电动机的特征是:电动机采用由电工硅钢片叠成的凸极式转子和定子;工作绕组集中嵌入线槽;位置传感器由位置盘3和传感头构成,传感头输出端接控制器,并为控制器提供转子位置位号,同时为发动机点火正时及较正提供信号;控制器由以单片机为中心的处理单元CL和以功率开关器件构成的驱动单元QD组成;驱动单元的输出端与定子的工作绕组连接。具有简化发动机结构,延长电瓶使用寿命,降低故障率和使用成本,提高发动机的效率的优点。
文档编号F02D11/10GK2428582SQ00223498
公开日2001年5月2日 申请日期2000年6月23日 优先权日2000年6月23日
发明者胡渝 申请人:重庆登峰电子电器有限公司, 胡渝