用作内燃机的起动发电机的改进的电机制造技术

本主题提供了具有定子(40)的电机(100)，该定子包括分到两个或更多个顺序区域(A，B，C)中的多个齿(40T)。定子绕组(90)包括以三角形连接的三相，定子绕组缠绕到所述多个齿(40T)上。所述定子绕组的每相设有通过串联连接的两个或更多个线圈((1,13,7),(10,4,16),(2,14,8),(11,5,17),(12,6,18),(3,15,9))形成的两个或更多个并联线圈组。两个或更多个线圈((1,13,7),(10,4,16),(2,14,8),(11,5,17),(12,6,18),(3,15,9))缠绕到两组或更多组齿(40TS)上。所述组齿(40TS)中的至少一个齿从所述两个或更多个顺序区域(A，B，C)中的每个顺序区域中选出。

【技术实现步骤摘要】
用作内燃机的起动发电机的改进的电机
本专利技术涉及用作内燃机的起动发电机的改进的电机。
技术介绍
从US1770468中已知一种起到用于起动内燃机的电动机和用于对车辆电池充电的发电机的作用的单个电机。然而，该机器使用电刷段和换向器段，这会降低耐用性，并且该机器要求复杂的齿轮系统来与发动机曲轴相连接。标题为“Startergeneratorelectricalsystemutilizingphasecontrolledrectifierstodriveadynamoelectricmachineasabrushlessdcmotorinthestartermodeandtoprovidefrequencyconversionforaconstantfrequencyoutputinthegeneratingmode”的US3902073A公开了一种起动发电机电机，其在起动运转期间通过使用回旋转换器而作为无刷电动机被驱动。尽管如此，该机器具有增大机器尺寸的励磁绕组并且不需要用来驱动车辆电负载的恒频输出。标题为“Startermotor-alternatorapparatus”的US4219739A公开了一种起动发电机电机，其在起动运转期间作为电刷DC电动机工作且在运转的发电机模式期间作为单独励磁的同步电机工作。然而，该机器需要将电刷段和换向器段分离的机构。标题为“Enginestarterandelectricgeneratorsystem”的US5132604A公开了一种起动发电机电机，其通过传动装置来与发电机曲轴连接，传动装置进而能够在两个减速齿轮速比之间切换。对于起动模式和发电模式，致动器机构不同地设定减速齿轮速比。尽管如此，致动器机构和减速齿轮增大了发动机的尺寸和复杂度。在发动机起动期间需要高磁通量，但是在发电运转模式期间以及尤其在高转子速度下，高磁通量导致高的铁芯损耗，这会使得车辆燃料经济性变劣。标题为“Startergenerator”的印度专利公开343/CAL/1999[专利号212133]公开了一种电机，其带有永磁体和附加磁场绕组，以适当地控制气隙通量用于起动和发电运转模式。然而，该附加磁场绕组增大了机器的尺寸，这进而将增大发动机的尺寸。标题为“Startergeneratorforinternalcombustionengine”的US6392311A公开了一种作为起动发电机运转的电机，其中机器的全部线圈在起动模式期间被供应电流以实现所要求的高扭矩，且仅一组线圈连接用于对电池充电且因此防止了过度充电电流。尽管如此，该系统要求控制器中的大量的半导体开关且增加了系统的总成本。标题为“Engineprovidedwithgenerator/motor,anditscontroller”的日本申请第20020265659号公开了一种具有无级变速器(CVT)的发动机，其中CVT的动滑轮充当了起动发动机的电机的转子且还起到用于对车辆电池充电的发电机的作用。在发电运转期间，随着曲轴速度增加，滑轮远离电机的定子轴向地移动且因此实现了所要求的磁通量的减小以限制铁芯损耗。但是，该机器需要CVT系统或者离心机构来实现磁通量调节且可能不能够在发电机运转模式期间供应给大的电负载。起到起动发电机作用而不增加磁通量密度和机器尺寸且不需要附加的离心机构或传动齿轮而同时实现起动期间的期望的高扭矩和发电期间的充足充电电压的电机是当前的需要。低成本铁氧体磁体能够用于最小化成本，而且还最小化铁芯损耗。但是，高电流需要建立在定子线圈中以在起动运转模式期间实现高扭矩。定子线圈电阻需要较低，这又将增大线圈直径。利用大直径线圈，可以填充在定子齿内的匝数减少，这使得发电机运转模式期间的电压产生变劣。利用低成本永磁体实现高起动扭矩以及在发电机运转模式期间实现所要求的充电电压而不增加机器尺寸是当前的需要。印度授权专利IN203814公开了用于多相电动机或发电机的线圈绕组布置，其中每相包括并联连接的至少两组线圈，并且每组具有缠绕到定子的不同齿上的线圈而使得不同组线圈缠绕到定子的周向上分离的区域中。虽然具有这种设计的起动发电机能够由于减小的有效线间电阻而实现高起动扭矩，但是由于转子不平衡导致的在每组周向上分离的线圈中产生的反电动势的不平衡将导致沿着并联连接的线圈组循环电流且增加铜损耗。定子线圈电流中不平衡也会导致转子振动，如果与连接构件的谐振频率匹配，该振动将又会导致令人不悦的噪声。因此，对于这样的改进的多相电机存在需求：具有并联连接的线圈组，能够解决现有技术中的上述问题和其它问题，同时应当能够产生相等的反电动势。专利技术概述用作内燃机的起动发电机的电机包括：转子，所述转子具有用于与发动机曲轴连接的永磁体；定子，所述定子用于与发动机曲轴箱连接且与转子同心，以允许转子永磁体磁通量与定子齿链接；以及用于载流从而产生用于在发动机起动期间旋转转子的扭矩的定子上的三相绕组。而且，电机用于产生电压从而在发动机起动后供应给车辆电负载。定子具有定子绕组，其在每相中具有并联连接的线圈组，并且各相优选地以三角形连接而连接以实现低线间电阻(line-lineresistance)。而且，绕组允许产生高起动扭矩的大电流。线圈绕组还包括在每个并联线圈组中串联连接的线圈组以通过沿着定子周向分布每个并联组中的线圈来产生相等的反电动势。定子齿分成两个或更多个顺序区域。串联连接的线圈缠绕到定子的所述多个齿的两组或更多组齿上，其中所述两组或更多组齿中的至少一个齿从所述两个或更多个顺序区域中的每个顺序区域中选出。每个并联线圈组的串联连接的线圈选择性地缠绕到定子的齿上并且沿着定子的圆周分布式地选择齿用于所述选择性的绕组。换言之，每个并联线圈组中的两个或更多个线圈缠绕到定子的多个齿中的两组或更多组齿上。两组或更多组齿中的至少一个齿从所述两个或更多个顺序区域中的每个顺序区域中选出。这使得能够绕组定子圆周沿周向分布线圈。本主题的一个方面在于，电机能够提供高的起动扭矩。优点是减少了有效线间电阻。本主题的一个特征在于，该电机提供了每组周向分离线圈中所产生的反电动势的平衡。又一优点是，减少了沿着并联连接的线圈组的循环电流。进一步的优点是减少了铜损耗。附加的特征是，还减少由于反电动势不平衡导致的任何转子不平衡。特征在于，每个并联线圈组的串联连接的线圈选择性地缠绕到定子的齿上，并且以一顺序沿着圆周分布式地选择齿。特征在于，每个并联线圈组中的串联连接的线圈选择性地缠绕到定子的齿上，并且以非顺序方式沿着圆周分布式地选择齿。又一附加特征在于，实现了发动机的平稳起动性。又一附加特征在于，转子振动也减少。优点在于，系统的噪声也减少。另一优点在于该电机是紧凑的。又一优点在于半导体开关的最优数量因此改善了系统成本。本主题是用于两轮或三轮紧凑型车辆。附图说明图1示出了依照本主题的实施例的电机的前视绘图。图2示出了依照本主题的一个实施例的具有控制器和车辆电池的定子绕组的电连接示意图。专利技术详述图1示出了电机100的前视图。电机100包括用于与发动机曲轴(未示出)连接的外转子20。转子20具有以交替北极-南极的式样绕其内周布置的多个永磁体30。与转子20同心布置的、包括多个定子齿40T的定子40通过小气隙与转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够充当电动机和发电机的电机(100)，所述电机(100)在功能上与内燃机的曲轴耦合，所述电机(100)包括：具有周向布置的多个永磁体(30)的转子(20)，所述转子与所述曲轴连接；定子(40)，其包括绕所述定子(40)周向布置的多个齿(40T)，并且所述多个齿(40T)面向所述转子(20)，所述多个齿(40T)分成两个或更多个顺序区域(A，B，C)；以及定子绕组(90)，其缠绕到所述定子(40)的所述多个齿(40T)上，并且所述定子绕组(90)包括以三角形连接所连接的三相(RB,RY和BY)，其中所述定子绕组(90)的每相(RB,RY和BY)设有两个或更多个并联线圈组(P1,P2,P3,P4,P5,P6)，所述两个或更多个并联线圈组(P1,P2,P3,P4,P5,P6)的每个并联线圈组(P1,P2,P3,P4,P5,P6)包括串联连接的两个或更多个线圈((1,13,7),(10,4,16),(2,14,8),(11,5,17),(12,6,18),(3,15,9))，并且所述并联线圈组(P1,P2,P3,P4,P5,P6)的所述两个或更多个线圈((1,13,7),(10,4,16),(2,14,8),(11,5,17),(12,6,18),(3,15,9))缠绕到所述多个齿(40T)的两组或更多组齿(40TS)上，其中所述组齿(40TS)中的至少一个齿从所述两个或更多个顺序区域(A，B，C)中的每个顺序区域中选出。...

【技术特征摘要】
2015.11.23 IN 6280/CHE/20151.一种能够充当电动机和发电机的电机(100)，所述电机(100)在功能上与内燃机的曲轴耦合，所述电机(100)包括：具有周向布置的多个永磁体(30)的转子(20)，所述转子与所述曲轴连接；定子(40)，其包括绕所述定子(40)周向布置的多个齿(40T)，并且所述多个齿(40T)面向所述转子(20)，所述多个齿(40T)分成两个或更多个顺序区域(A，B，C)；以及定子绕组(90)，其缠绕到所述定子(40)的所述多个齿(40T)上，并且所述定子绕组(90)包括以三角形连接所连接的三相(RB,RY和BY)，其中所述定子绕组(90)的每相(RB,RY和BY)设有两个或更多个并联线圈组(P1,P2,P3,P4,P5,P6)，所述两个或更多个并联线圈组(P1,P2,P3,P4,P5,P6)的每个并联线圈组(P1,P2,P3,P4,P5,P6)包括串联连接的两个或更多个线圈((1,13,7),(10,4,16),(2,14,8),(11,5,17),(12,6,18),(3,15,9))，并且所述并联线圈组(P1,P2,P3,P4,P5,P6)的所述两个或更多个线圈((1,13,7),(10,4,16),(2,14,8),(11,5,17),(12,6,18),(3,15,9))缠绕到所述多个齿(40T)的两组或更多组齿(40TS)上，其中所述组齿(40TS)中的至少一个齿从所述两个或更多个顺序区域(A，...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·库马尔，D·马宗达，A·西瓦库马，
申请(专利权)人：TVS电机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：印度,IN