一种内燃机用混合励磁起动机制造技术

一种内燃机用混合励磁起动机，包括机壳、电枢和设置在该机壳内的电励磁结构和永磁结构，该电枢与该机壳同轴设置，该电励磁结构包括多个电励磁磁极和励磁线圈绕组，该电励磁磁极对应于该电枢均匀安装在该机壳上且与该电枢之间设置有空气隙，每个该电励磁磁极上分别安装有该励磁线圈绕组，该永磁结构包括多个永磁体磁极，该永磁体磁极分别对应于该电励磁磁极设置，并分别安装在该机壳或电励磁磁极上，该电励磁磁极和永磁体磁极共同耦合形成的磁势通过该机壳、电枢及该空气隙形成封闭磁链。本发明专利技术能够有效降低空载转速，并通过分别独立地调整励磁线圈绕组的参数，对起动机负载运行时的转速特性、转矩特性进行调整和优化。转矩特性进行调整和优化。转矩特性进行调整和优化。

【技术实现步骤摘要】
一种内燃机用混合励磁起动机


[0001]本专利技术涉及一种用于起动内燃机的起动机，特别是一种具有电励磁和永磁体励磁共同作用的内燃机用混合励磁起动机。

技术介绍

[0002]起动机是内燃机起动的核心部件，其工作原理是由起动机旋转并克服内燃机的阻力矩，将内燃机由静止状态拖动点火着车。现有技术起动机根据磁场建立的方式不同，分为永磁体励磁和电励磁两种：
[0003]其中永磁体励磁起动机，由永磁体磁极充磁后建立的“N”、“S”极，交替排列地安装于定子。通过蓄电池仅给电枢绕组通电，得电的电枢绕组导体在永磁体磁极形成磁场的作用下旋转，实现将磁能和电能转化为机械能。其特性为结构简单，但由于受永磁材料的磁能积不高所限，和起动机空间所限，难以实现重型内燃机所需要的高输出功率；
[0004]电励磁起动机，是把各个绕制在磁极上的单独定子线圈按串联或并联的方式联接后形成励磁线圈绕组，给励磁线圈绕组通电后在各磁极上形成的“N”、“S”极交替排列的磁场。通过蓄电池给励磁线圈绕组和电枢绕组通电，得电的电枢绕组导体在励磁线圈绕组所建立磁场的作用下旋转，实现将电能转化为机械能。参见图1，图1为现有技术的电励磁起动机结构示意图。其包括定子壳体10、磁极20、定子线圈绕组30、磁极螺钉40和电枢50。各个单独的定子线圈按串联或并联的方式联接后形成定子线圈绕组30，定子线圈绕组30装于磁极20上，磁极20由低碳钢冷拔或热锻成型，通过磁极螺钉40拧紧或铆接于定子壳体10上，电枢50与磁极20之间有空气隙δ。其特性为空载运行时工作电流小，定子线圈绕组30和电枢50上电压降小，起动机输入端的电势高。由于空载电流小，电励磁建立的磁场磁势低，气隙磁通量小，此时若在电枢50中产生与输入端电势大小相等、方向相反的感应反电动势，则需要电枢50以极高的转速旋转。空载电流越小，则空载转速越高。空载转速高的主要危害在于：
[0005]a)不利于起动机驱动齿轮啮合进入内燃机飞轮齿圈，并损坏飞轮齿圈；
[0006]b)高速运行时，由于旋转部件动不平衡所引起离心力的作用，造成起动机旋转部件及支撑机构的损坏；
[0007]c)高速运行时，对电刷、换向器等的磨损加剧，影响起动机寿命；
[0008]d)内燃机被起动机拖动点火后，内然机维持在怠速工况运行，若内燃机怠速时由飞轮齿圈传递至驱动齿轮的反拖转速高于起动机空载转速，单向离合器会处于正常反向打滑状态；但如果起动机空载转速高于内燃机由飞轮齿圈传递至驱动齿轮的反拖转速，则单向离合器由于不能打滑而造成失效。
[0009]而该电励磁起动机若要降低空载转速，可以采用增加定子线圈绕组30的匝数或增加定子线圈绕组30的铜线截面积。但进行该参数调整的缺陷在于：
[0010]a)定子空间受限，增加定子线圈绕组30的匝数或增加定子线圈绕组30铜线截面积的程度有限；
[0011]b)所述增加定子线圈绕组30的匝数或增加定子线圈绕组30铜线截面积的调整将
会增加起动机铜损，降低起动机效率，降低起动机输出功率；
[0012]或者，该电励磁起动机若要降低空载转速，也可以增加电枢50的绕组槽数，而进行该参数调整的缺陷在于：
[0013]a)电枢绕组铁芯的空间受限，不能任意增加槽数；
[0014]b)在电枢绕组铁芯空间受限的条件下，如增加槽数，必然要降低每槽截面积和电枢绕组铜线截面积，造成电枢绕组电流密度上升而烧损；
[0015]该电励磁起动机若要降低空载转速，还可以采用减小电枢绕组和磁极之间的空气隙δ，但进行该参数调整的缺陷在于：
[0016]a)由于电枢绕组在定子中高速旋转，空气隙δ越小，越容易由于机械擦铁而损坏，制造难度提高；
[0017]b)当起动机在负载运行时，由于工作电流急剧升高，空气隙δ越小，气隙磁通密度越大，易于在电枢组件铁芯上过早出现磁饱和而影响到起动机的负载特性。
[0018]综上，现有技术中无论是电励磁起动机，还是永磁体励磁起动机，由于其磁源的单一性，空载特性与负载转速、负载转矩等负载特性，不能独立地分割性地进行调整，对任意一个特性的调整会交互地影响到另外一个特性，较难取得满意的效果。

技术实现思路

[0019]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术电励磁起动机和永磁体励磁起动机只具备电励磁或永磁体励磁其中一项单磁源，不能独立分别调整起动机空载特性、负载特性的转速特性和转矩特性，提供一种具有电励磁和永磁体励磁双磁源共同作用的内燃机用混合励磁起动机。
[0020]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种内燃机用混合励磁起动机，其中，包括机壳、电枢和设置在所述机壳内的电励磁结构和永磁结构，所述电枢与所述机壳同轴设置，所述电励磁结构包括多个电励磁磁极和励磁线圈绕组，所述电励磁磁极对应于所述电枢均匀安装在所述机壳上且与所述电枢之间设置有空气隙，每个所述电励磁磁极上分别安装有所述励磁线圈绕组，所述永磁结构包括多个永磁体磁极，所述永磁体磁极分别对应于所述电励磁磁极设置，并分别安装在所述机壳或电励磁磁极上，所述电励磁磁极和永磁体磁极共同耦合形成的磁势通过所述机壳、电枢及所述空气隙形成封闭磁链，通过独立调整所述励磁线圈绕组的参数，以控制起动机空载和/或负载的转速特性和转矩特性。
[0021]上述的内燃机用混合励磁起动机，其中，所述电励磁结构和永磁结构的磁路耦合方向为永磁体磁路切向耦合，多个所述永磁体磁极分别沿所述电枢的周向均布设置，并安装在相邻的所述电励磁磁极之间，每个所述永磁体磁极分别与左右相邻的所述电励磁磁极连接，所述永磁体磁极与所述电励磁磁极的磁路并联。
[0022]上述的内燃机用混合励磁起动机，其中，所述电励磁结构和永磁结构的磁路耦合方向为永磁体磁路切向耦合，多个所述永磁体磁极分别沿所述电枢的周向均匀设置，并安装在相邻的所述电励磁磁极之间的机壳上，所述永磁体磁极与所述电励磁磁极的磁路并联。
[0023]上述的内燃机用混合励磁起动机，其中，所述电励磁结构和永磁结构的磁路耦合方向为永磁体磁路法向耦合，多个所述永磁体磁极分别沿所述电枢的径向设置，每个所述
电励磁磁极上分别对应安装一个所述永磁体磁极，所述永磁体磁极位于所述电励磁磁极的中心线上，并与所述电励磁磁极的磁路串联。
[0024]上述的内燃机用混合励磁起动机，其中，所述电励磁结构和永磁结构的磁路耦合方向为永磁体磁路法向耦合，多个所述永磁体磁极分别沿所述电枢的径向设置，每个所述永磁体磁极分别与对应的所述电励磁磁极及机壳连接，所述永磁体磁极与所述电励磁磁极的磁路并联。
[0025]上述的内燃机用混合励磁起动机，其中，所述电励磁结构和永磁结构的磁路耦合方向为永磁体磁路法向耦合，多组所述永磁体磁极分别沿所述电枢的径向设置，每个所述电励磁磁极上分别对应安装一组所述永磁体磁极，每组所述永磁体磁极以所述电励磁磁极的中心线为对称中心呈V形或平行设置，所述永磁体磁极与所述电励磁磁极的磁路串联。
[0026]上述的内燃机用混合励磁起动机，其中，所述电励磁结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内燃机用混合励磁起动机，其特征在于，包括机壳、电枢和设置在所述机壳内的电励磁结构和永磁结构，所述电枢与所述机壳同轴设置，所述电励磁结构包括多个电励磁磁极和励磁线圈绕组，所述电励磁磁极对应于所述电枢均匀安装在所述机壳上且与所述电枢之间设置有空气隙，每个所述电励磁磁极上分别安装有所述励磁线圈绕组，所述永磁结构包括多个永磁体磁极，所述永磁体磁极分别对应于所述电励磁磁极设置，并分别安装在所述机壳或电励磁磁极上，所述电励磁磁极和永磁体磁极共同耦合形成的磁势通过所述机壳、电枢及所述空气隙形成封闭磁链，通过独立调整所述励磁线圈绕组的参数，以控制起动机空载和/或负载的转速特性和转矩特性。2.根据权利要求1所述的内燃机用混合励磁起动机，其特征在于，所述电励磁结构和永磁结构的磁路耦合方向为永磁体磁路切向耦合，多个所述永磁体磁极分别沿所述电枢的周向均布设置，并安装在相邻的所述电励磁磁极之间，每个所述永磁体磁极分别与左右相邻的所述电励磁磁极连接，所述永磁体磁极与所述电励磁磁极的磁路并联。3.根据权利要求1所述的内燃机用混合励磁起动机，其特征在于，所述电励磁结构和永磁结构的磁路耦合方向为永磁体磁路切向耦合，多个所述永磁体磁极分别沿所述电枢的周向均匀设置，并安装在相邻的所述电励磁磁极之间的机壳上，所述永磁体磁极与所述电励磁磁极的磁路并联。4.根据权利要求1所述的内燃机用混合励磁起动机，其特征在于，所述电励磁结构和永磁结构的磁路耦合方向为永磁体磁路法向耦合，多个所述永磁体磁极分别沿所述电枢的径向设置，每个所述电励磁磁极上分别对应安装一个所述永磁体磁极，所述永磁体磁极位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱树杰，方彬彬，秦建旭，王彬，张卫，
申请(专利权)人：潍坊佩特来电器有限公司，
类型：发明
国别省市：