BRPI0605520B1

BRPI0605520B1 - Sistema de máquina elétrica rotativa

Info

Publication number: BRPI0605520B1
Application number: BRPI0605520-6A
Authority: BR
Inventors: Yanagisawa Takeshi; Nakajima Hiroyuki
Original assignee: Honda Motor Co., Ltd.
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2018-04-24
Also published as: CN1992469B; JP4851184B2; ES2344573T3; EP1804373A1; KR100839883B1; TWI320823B; EP1804373B1; MXPA06014370A; JP2007181364A; MY145284A; TW200732553A; KR20070070059A; BRPI0605520A; CN1992469A

Abstract

sistema de máquina elétrica rotativa. a presente invenção refere-se a uma máquina elétrica rotativa (10) que é comutada tal que a força de acionamento quando é usada como um motor, e a quantidade de geração de energia quando é usada como um gerador, podem ser individualmente apropriadas. um sistema de máquina elétrica rotativa pode ser configurado de modo simples e conveniente. um sistema de máquina elétrica rotativa (10) inclui um relé (162) composto de bobinas de estator (163a a 163c) conectadas em uma extremidade do mesmo como seções de entrada e saída (164u a 164w) e operável para causar curtos-circuitos e desconectar as outras extremidades das duas bobinas de estator (74) para cada fase para de uma da outra, e uma ecu (100) conectada nas seções de entrada/saída (164u a 164w) e uma seção de operação (162a) do relé (162). quando um rotor externo (72) é para ser rodado, a ecu (100) causa curto-circuito em contatos (161a a 161c) através da seção de operação 162a e fornece energia para as seções de entrada/saída (164u a 164w). quando a energia está para ser gerada, a ecu (100) desconecta a (53c) do contato (161a) através da seção de operação (162a) e fornece energia obtida das seções de entrada/saída (164u a 164w) para uma carga ou uma bateria (97).

Description

(54) Título: SISTEMA DE MÁQUINA ELÉTRICA ROTATIVA (51) Int.CI.: F02N 11/04; F02N 11/08; H02P 9/02 (30) Prioridade Unionista: 28/12/2005 JP 2005-379052 (73) Titular(es): HONDA MOTOR CO., LTD.

(72) Inventor(es): TAKESHI YANAGISAWA; HIROYUKI NAKAJIMA

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA DE MÁQUINA ELÉTRICA ROTATIVA.

CAMPO TÉCNICO

Esta invenção refere-se a um sistema de máquina elétrica rotativa usado para uma aplicação como um sistema suportado por veículo, e particularmente a um sistema de máquina elétrica rotativa adequado para uso como um dispositivo de partida e um gerador.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

Como uma máquina elétrica rotativa principal para um veículo, um arranque para dar a partida em um motor e um gerador para gerar energia pela rotação do motor, estão disponíveis. Adicionalmente, também foi desenvolvido um arranque ACG capaz de ser usado como um arranque e um gerador, e a redução do custo e peso e a utilização eficaz do espaço de instalação são obtidas.

Em tal arranque ACG,a força de acionamento rotacional exigida é determinada baseada no tamanho de um motor aplicado. Por outro lado, a capacidade de geração de energia exigida é determinada baseada em uma carga suportada por veículo e uma capacidade de bateria. Portanto, algumas vezes ocorre que a força de acionamento rotacional e a capacidade de geração de energia não coincidem uma com a outra. Particularmente, algumas vezes ocorre que, em um veículo em que um motor de tamanho grande é incorporado, a força de acionamento rotacional pode ser excessivamente alta quando comparada com a capacidade de geração de energia exigida. Assim, se a geração de energia é realizada em uma configuração de conexão conformando com a força de acionamento de rotação, então existe a possibilidade de que uma desvantagem de carregamento excessivo em uma bateria ou similar pode ocorrer.

Portanto, em um gerador de partida descrito no Documento de Patente 1, relés fornecidos para fases individuais que são fornecidas de modo que, na partida de um motor, um eixo de manivela é rodado por quatro seções de conexão de fio Y mas a geração de energia é realizada por uma seção de conexão de fio Y depois de dar a partida do motor, são operados *

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• 4 • 4 • 4 4 · • · • · • · • · • · ·« • · • « * ··· · • · · ·· · • ♦ « · · • · · · para implementar a garantia de um desempenho de motor necessário para dar partida no motor, e prevenção de carga excessiva.

[Documento de Patente 11

Patente Japonesa aberta à inspeção pública N°. 2003-83209

DESCRICAO DA INVENÇÃO

Problemas a serem Solucionados pela Invenção

Incidentalmente, no gerador de partida descrito no Documento de Patente 1 mencionado acima, os relés individuais que correspondem a pelo menos duas fases são exigidos e devem ter contatos que são indepen10 dentes entre os relés individuais. Portanto, o número de partes é grande e a configuração é complicada.

A presente invenção foi feita levando tal assunto como descrito acima em consideração, e é um objetivo da presente invenção fornecer um sistema de máquina elétrica rotativa de uma configuração simples e conve15 niente que é comutada, tal que a força de acionamento, quando é usada como um motor e a quantidade de geração de energia quando é usada como um gerador, pode ser individualmente apropriada.

Meios para Solucionar o Problema

De acordo com a presente invenção, um sistema de máquina elétrica rotativa tem uma primeira característica que inclui uma máquina elétrica rotativa tendo um rotor e um estator, uma seção de conexão de fio fornecida no estator e formada a partir de uma pluralidade de bobinas fornecida para cada fase, e cada uma tendo uma extremidade conectada como uma seção de entrada e saída, um relé configurado para causar curto-circuito e desconectar alguma da pluralidade de bobinas para as fases individuais abrindo e fechando as bobinas, e uma seção de controle conectada nas seções de entrada e saída e uma seção de operação do relé, e a seção de controle causa curtos-circuitos nos contatos do relé e fornece energia na seção de entrada e saída quando o rotor está para ser rodado, mas desco30 necta os contatos do relé e fornece a energia obtida das seções de entrada e saída para uma carga predeterminada ou uma seção de carga quando a geração de energia está para ser realizada pela rotação do rotor.

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O sistema de máquina elétrica rotativa tem uma segunda característica que a seção de conexão de fio tem três fases; o relé inclui uma primeira seção de comutador e uma segunda seção de comutador; a outra extremidade de um número predeterminado das bobinas da primeira fase da seção de conexão de fio é conectada para um dos contatos da primeira seção de comutador e segunda seção de comutador; a outra extremidade do número predeterminado das bobinas da segunda fase da seção de conexão de fio é conectada no outro contato da primeira seção de comutador; e a outra extremidade do número predeterminado das bobinas da terceira fase da seção de conexão de fio é conectada no outro contato da segunda seção de comutador.

O sistema de máquina elétrica rotativa tem uma terceira característica que a seção de controle opera a primeira seção de comutador e a segunda seção de comutador de modo a realizar ações de curto-circuito e desconexão em sincronismo uma com a outra. O sistema de máquina elétrica rotativa tem uma quarta característica que a seção de controle mede as voltagens nas outras extremidades das bobinas conectadas no relé e emite um sinal de alarme predeterminado baseado em uma diferença potencial. EFEITOS DA INVENÇÃO

De acordo com a primeira característica da presente invenção, quando a máquina elétrica rotativa está para ser usada como um motor, a energia magnética é gerada por todas as bobinas para obter alta força de acionamento. Conseqüentemente, por exemplo, o eixo de manivela de um motor grande pode ser rodado para dar partida no motor com segurança. Por outro lado, quando a máquina elétrica rotativa está para ser usada como um gerador, o número predeterminado de bobinas de cada fase é desconectado nas outras extremidades do mesmo pelo relé. Portanto, as bobinas não são usadas para geração de energia e a capacidade de geração de energia é suprimida. Conseqüentemente, energia excessivamente alta pode ser impedida de ser fornecida para a carga ou a seção de carregamento.

De acordo com a segunda característica da presente invenção, desde que a primeira seção de comutador e a segunda seção de comutador **· ··· • · • · · ♦ · · • * · * · · · * ···

• · • « » · • · » « * • · • · « « realizam operações de abertura e fechamento, uma seção de comutador do tipo de dois contatos tendo versatilidade podem ser usados.

De acordo com a terceira característica da presente invenção, desde que seja estabelecido sincronismo, o procedimento de controle pode ser simplificado e se tornar conveniente, e a mudança entre os estados efetivos e não-efetivos das bobinas da seção de conexão de fio pode ser realizada com segurança.

De acordo com a quarta característica da presente invenção, o operador pode realizar um processo de contramedida predeterminado em resposta ao sinal de alarme.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma vista em elevação lateral de uma motocicleta.

A Figura 2 é uma vista plana em seção de uma unidade de balanço.

A Figura 3 é uma vista plana em seção parciaímente aumentada da unidade de balanço.

A Figura 4 é um diagrama de bloco de um circuito elétrico da motocicleta.

A Figura 5 é um diagrama de bloco de um sistema elétrico rotati20 vo de acordo com a presente modalidade.

A Figura 6 é um fluxograma ilustrando um procedimento de ação de um sistema de máquina elétrica rotativa.

A Figura 7 é uma vista mostrando um relé e um esquema de conexão do relé de acordo com uma primeira modificação.

A Figüra 8 é uma vista mostrando um relé e um esquema de conexão do relé de acordo com uma segunda modificação.

MELHOR MODO DE REALIZAR A INVENÇÃO

A seguir, é descrita uma modalidade de um sistema de máquina elétrica rotativa de acordo com a presente invenção, com referência à Figura

1 à Figura 8 dos desenhos anexos. O sistema de máquina elétrica rotativa de acordo com a presente modalidade é suportado em um veículo 11 mostrado na Figura 1.

• · · · * · • · ·» «· , o veículo 11 é uma motocicleta do

Como mostrado na Figura 1 tipo scooter e inclui um garfo dianteiro 12 para suportar uma roda dianteira WF para rotação em uma parte dianteira da carroceria de veículo, e o garfo dianteiro 12 é dirigido por uma operação de um guidão 16 através de um tubo dianteiro 14. Uma parte de manipulo direito do guidão 16 serve como um acelerador rotativo.

Um tubo descendente 18 é fixado no tubo dianteiro 14 tal que se estende para trás e para baixo, e uma armação intermediária 20 se estende de modo substancialmente horizontal em uma extremidade inferior do tubo descendente 18. Uma armação traseira 22 é fornecida em uma extremidade traseira da armação intermediária 20 tal que se estende para trás e para cima.

Parte de uma unidade de balanço 24 incluindo uma fonte de energia é conectada a uma parte terminal traseira da armação intermediária

20. Uma roda traseira WR que é uma roda de acionamento é fixada para rotação no lado de parte terminal traseira da unidade de balanço 24, e a unidade de balanço 24 é suspensa por uma suspensão traseira 25 fixada na armação traseira 22.

O tubo descendente 18, a armação intermediária 20 e a armação de seção traseira 22 são cobertos com uma cobertura de carroceria de veículo 26, e um assento 28 a ser utilizado por um motorista é fixado em uma parte superior traseira da cobertura de carroceria de veículo 26. Um estribo 30 para receber os pés do motorista colocados no mesmo, é fornecido em uma parte superior da armação intermediária 20 entre o assento 28 e o tubo descendente 18.

O veículo 11 inclui uma função de parada e partida (parada e avanço) automática do motor para parar automaticamente um motor 40 na parada e para acionar automaticamente um motor de arranque para reiniciar o motor, se tal operação de partida, em que um manipulo de acelerador é operado para abrir ou um comutador de arranque é operado em um estado ligado, for realizada.

O motor 40 do tipo de quatro ciclos de cilindro único é montado

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em uma parte dianteira da unidade de balanço 24. Uma transmissão de velocidade variável do tipo correia 44 é configurada de modo a se estender para trás a partir do motor 40, e a roda traseira EW é suportada para rotação na transmissão de velocidade variável do tipo correia 44 por uma engrenagem de redução 45 fornecida em uma parte traseira da transmissão de velocidade variável do tipo correia 44 através de uma embreagem centrífuga. Uma suspensão traseira 25 é interposta entre uma extremidade superior da engrenagem de redução 45 e uma parte curvada superior da armação traseira 22. Um carburador conectado a um tubo de admissão se estendendo a partir do motor 40 e um purificador de ar conectado ao carburador são dispostos em uma parte dianteira da unidade de balanço 24.

A Figura 2 é uma vista em seção mostrando a unidade de balanço 24 tomada ao longo do eixo de manivela 52, e a Figura 3 é uma vista plana de topo em seção parcial aumentada da unidade de balanço 24. Nas Figuras 2 e 3, elementos iguais àqueles descritos aqui acima são indicados pelos mesmos caracteres de referência ou similares.

A unidade de balanço 24 é conectada e suportada para movimento de oscilação para braço de suspensão 19a através de um elemento de ligação predeterminado. A unidade de balanço 24 é coberta com uma caixa de eixo de manivela 54 formada integrando caixas de eixo de manivela esquerda e direita 54L e 54R, e o eixo de manivela 52 é suportado para rotação por um mancal 56 fixado na caixa de eixo de manivela direita 54R. Uma haste de conexão (não mostrada) é conectada ao eixo de manivela 52 através de um pino de manivela 58.

A caixa de eixo de manivela esquerda 54L serve também como uma caixa de transmissão de velocidade variável do tipo correia, e uma polia de acionamento de correia 60 é fornecida para rotação no eixo de manivela 52 que se estende para a caixa de eixo de manivela esquerda 54L. A polia de acionamento de correia 60 é formada a partir de uma metade de polia do lado fixo 60L e uma metade de polia do lado móvel 60R. O corpo de polia lateral fixa 60L é fixado para uma parte terminal esquerda do eixo de manivela 52 através de uma saliência 62, e o corpo de polia do lado móvel 60R é • · * · * · • · · · · ·· · · · • · · · • · · · · • · · · · • · · • · · • · · · • · · · • · · · • · encaixado em nervura com o eixo de manivela 52 no lado direito do corpo de polia do lado fixo 60L para movimento na direção e para longe da metade de polia lateral fixa 60L. Uma correia em V 64 se estende entre e em torno das metades de polia 60L e 60R.

Uma placa de came 66 é fixada no eixo de manivela 52 no lado direito da metade de polia do lado móvel 60R. Uma peça deslizante 66a fornecida em uma extremidade periférica externa da placa de came 66 é engatada para movimento deslizante com uma parte de saliência deslizante de placa de came 60Ra formada em uma direção axial em uma extremidade periférica externa da metade de polia do lado móvel 60R. A placa de came 66 tem uma face afunilada inclinada em uma parte da mesma em vez de perto da periferia externa na direção do lado da placa de came 66, e uma esfera de peso seco 68 é acomodada em um espaço entre a face afunilada e a metade de polia do lado móvel 60R.

Se a velocidade de rotação do eixo de manivela 52 aumenta, então a esfera de peso seco 68 mantida entre a metade de polia do lado móvel 60R e a placa de came 66 e rodada junto com o eixo de manivela 52 é movida em uma direção centrífuga por força centrífuga. Por isso, a metade de polia do lado móvel 60R é pressionada pela esfera de peso seco 68 para mover em uma direção esquerda para a metade de polia de lado fixo 60L. Como resultado, a correia V 64 intercalada entre as metades de polia 60L e 60R move em uma direção centrífuga e o diâmetro de invólucro da mesma aumenta.

Uma polia acionada (não mostrada) que corresponde à polia de acionamento de correia 60 é fornecida em uma parte traseira do veículo, e a correia em V 64 é enrolada em torno da polia de acionamento. Por este mecanismo de transmissão de correia, a energia do motor 40 é automaticamente ajustada e transmitida à embreagem centrífuga para acionar a roda traseira RW através da engrenagem de redução 45 e assim por diante.

Um arranque ACG (máquina elétrica rotativa) 70 formado combinando um motor de arranque e um gerador CA é disposto na caixa de eixo de manivela direita 54R. O arranque ACG 70 é uma máquina elétrica rotativa

• · · · ·«· • · · • · · · · • « · • · · incluindo um estator 74 fornecido de modo a circundar o estator 74. O estator 74 é fixado na caixa de eixo de manivela 54, e o rotor externo 72 é fixado em uma parte de afunilamento em uma parte terminal do eixo de manivela

52.

Uma pluralidade de ímãs 72a são fornecidos em uma relação igual mente espaçada em uma periferia interna do rotor externo 72 e são rodados por força magnética gerada pelo estator 74, e o arranque ACG 70 atua como um motor de arranque. Adicionalmente, o rotor externo 72 pode ser rodado junto com o eixo de manivela 52 de modo a aplicar fluxos magnéticos variáveis no estator 74 para desse modo gerar energia elétrica, e o arranque ACG 70 atua como um gerador de CA.

Uma ventoinha 80 fixada por um parafuso é fornecida no rotor externo 72. Um radiador 82 é fornecido adjacente à ventoinha 80 e coberto com uma cobertura de ventoinha 84.

Como mostrado em uma escala aumentada na Figura 3, um invólucro de sensor 86 é encaixado em uma periferia interna do estator 74. No invólucro de sensor 86, um sensor de ângulo de rotor (sensor de pólo magnético) 88 e um sensor de pulsador (pulsador de ignição) 90 são fornecidos em uma relação igualmente espaçada ao longo de uma periferia externa da saliência 72b do rotor externo 72. O sensor de ângulo de rotor 88 é um elemento para realizar controle de energização de bobinas de estator 163a a 163c do arranque ACG 70 e é fornecido um por um para uma fase U, uma fase V e uma fase W do arranque ACG 70. O pulsador de ignição 90 é para controle de ignição do motor, e somente um pulsador de ignição 90 é fornecido.O sensor de ângulo de rotor 88 e o pulsador de ignição 90 podem ser formados a partir de IC de lacuna ou um dispositivo de resistência magnética (MR).

Fios do sensor de ângulo de rotor 88 e o pulsador de ignição 90 são conectados a um painel 92, e um chicote de fio 94 é acoplado ao painel 92. Um anel magnético magnetizado em dois estágios 96 é encaixado na periferia externa da saliência 72b do rotor externo 72 de modo que forneça ação magnética ao sensor de ângulo de rotor 88 e ao pulsador de ignição • ·*· · ·· · ······ · • · · · ·· · · ·· ·· · · · • ······· · ····

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90.

Em uma das bandas magnetizadas do anel magnético 96 que corresponde ao sensor de ângulo de rotor 88, pólos N e pólos S dispostos de modo alternado em uma relação espaçada por uma largura de 30° um do outro em uma direção circunferencial são formados correspondendo aos pólos magnéticos do estator 74. Na outra banda magnetizada do anel magnético 96 que corresponde ao pulsador de ignição 90, uma parte magnetizada é formada em uma faixa de 15° ou 40° em um lugar em uma direção circunferencial.

O arranque ACG 70 funciona como um motor de arranque (motor síncrono) na partida do motor, e é acionado por corrente fornecida no mesmo a partir de uma bateria (seção de carga, refere-se à Figura 4) 97 de modo que o eixo de manivela 52 seja rodado para dar partida no motor 40. O arranque ACG 70 funciona como um gerador síncrono depois que o motor é iniciado, e carrega a corrente gerada na bateria 97 e fornece a corrente para as seções de equipamento elétrico.

Referindo-se novamente à Figura 2, uma roda dentada 98 é fixada no eixo de manivela 52 entre o arranque ACG 70 e o mancal 56, e uma corrente para acionar um eixo de carne (não mostrado) do eixo de manivela 52 é enrolada na roda dentada 98. É para ser notado que a roda dentada 98 é formada integralmente com uma engrenagem 99 para transmitir energia para uma bomba para circular óleo lubrificante.

Como mostrado na Figura 4, uma ECU 100 inclui um circuito de ponte de retificação de onda completa 102 para retificar a onda completa à corrente alternada trifásica gerada pelo arranque ACG 70, um regulador 104 para restringir uma saída do circuito de ponte de retificação de onda completa 102 a uma voltagem de regulagem predeterminada (por exemplo, 14,5 V), e uma seção de controle de parada e avanço 106 para automaticamente parar o motor quando o veículo paára e automaticamente reiniciar o motor quando uma condição de partida predeterminada é satisfeita. Adicionalmente, a ECU 100 inclui uma seção de controle de rotação reversa de partida 110 para rodar de modo reverso o eixo de manivela 52 para uma posição

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predeterminada na partida do motor por um comutador de arranque 108, uma seção de controle de rotação reversa de parada 112 para rodar de modo reverso o eixo de manivela 52 para uma posição predeterminada depois que o motor é parado automaticamente pelo controle de parada e avanço, uma seção de controle de supressão de ignição 114, uma seção de monitoramento de voltagem 116 para monitorar a voltagem em ponto neutro formando linhas 165U a 165W, e uma seção de controle de relé 118 para realizar as ações de abrir e fechar através de uma seção de operação 162a de um relé 162.A seção de controle de relé 118 aciona, quando o rotor externo 72 e o eixo de manivela 52 estão para serem rodados, uma seção de comutador 162b do relé 162 através da seção de operação 162a para os contatos de curto-circuito 161a, 161b e 161c. Por outro lado, quando a geração de energia é para ser realizada por rotação do eixo de manivela 52, a seção de controle de relé 118 desconecta os contatos 161a, 161b e 161c da seção de comutador 162b. A seção de controle de supressão de ignição 114 tem uma função de causar falha de ignição por um número predeterminado de vezes em um sincronismo de ignição na partida do motor 40 e uma outra função de limitar a velocidade de rotação N do motor 40 a um valor predeterminado.

O circuito de ponte de retificação de onda completa 102 é um circuito de ponte que inclui um acionador 102a e seis dispositivos de comutação semicondutores 102b para realizar a operação de abrir e fechar sob a ação do acionador 102a. Com o circuito de ponte de retificação de onda completa 102, a energia gerada pela seção de conexão de fio 160 pode ser convertida em corrente direta e fornecida a uma carga predeterminada ou carregada na bateria 97, e o rotor externo 72 e o eixo de manivela 52 podem ser rodados convertendo a energia da bateria 97 em corrente alternada e fornecendo a corrente alternada para a seção de conexão de fio 160. Como o dispositivo de comutação semicondutor 102b, por exemplo um FET (Transistor de Efeito de Campo), um IGBT (Transistor Bipolar de Porta Isolada), um tiristor ou similar é listado.

Uma bobina de ignição 117 é conectada à ECU 100 e uma vela de ignição 119 é conectada ao lado secundário da bobina de ignição 117.

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Adicionalmente, um sensor de acelerador 130, um sensor de combustível 132, um comutador de assento 134, um comutador inativo 136, um sensor de temperatura de água de resfriamento 138, um comutador de acelerador 140, uma campainha de alarme 142, o sensor de ângulo de rotor 88 e o pulsador de ignição 90 são conectados à ECU 100. Assim, os sinais de detecção são introduzidos a partir deles para a ECU 100.

Adicionalmente, um relé de arranque 144, o comutador de arranque 108, um comutador de parada de roda dianteira 146, um comutador de parada de roda traseira 147, um indicador de espera 150, um indicador de combustível 152, um indicador de alarme 153, um sensor de velocidade 154, um auto bistar 156, e um farol 158 são conectados á ECU 100. Um comutador de redutor de luz 159 é fornecido para o farol 158. Adicionalmente, um terminal da bobina de estator do arranque ACG 70 é conectado ao relé 162. Uma lâmpada de parada 148 é conectada de modo a ser ligada quando pelo menos um do comutador de parada de roda dianteira 146 e do comutador de parada de roda traseira 147 é ligado. A energia é fornecida da bateria 97 para a ECU 100 através de um fusível principal 166 e um comutador principal 167. Adicionalmente, quando o motor 40 está para ser iniciado, a energia é fornecida para o circuito de ponte de retificação de onda completa 102 através do relé de arranque 144 em resposta a uma operação do comutador de arranque 108.

Como mostrado nas Figuras 4 e 5, o sistema de máquina elétrica rotativa 10 de acordo com a modalidade presente inclui a ECU 100, arranque ACG 70, e relé 162. Como descrito acima, o arranque ACG 70 inclui um rotor externo 72 e estator 74.

O relé 162 inclui a seção de operação 162a que é excitada por energízação e a seção de comutador 162b cujos contatos são abertos ou fechados pela seção de operação 162a. A seção de comutação 162b tem os contatos 161a, 161b e 161c, que estão em curto-circuito um com o outro quando a seção de operação 162a é excitada por energização mas são desconectados um do outro quando a seção de operação 162a não é excitada de modo que sejam isolados um do outro. Em particular, o relé 162 é do tipo • ·

13.

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• * · · . · · · * · · • · · · · normalmente aberto.

O estator 74 tem a seção de conexão de fio 160 do tipo de conexão em Y trifásica. A seção de conexão de fio 160 inclui três bobinas de estator 163a, 163b e 163c para cada uma das fases U, V e W, e cada uma das bobinas de estator 163a, 163b, 163c de cada fase é conectada em uma extremidade da mesma como as seções de entrada e saída 164U, 164V ou 164W. (Os sufixos U, V, e W indicam as fases correspondentes. Esta similaridade se aplica à descrição seguinte). As seções de entrada e saída 164U a 164W são conectadas ao circuito de ponte de retificação de onda completa 102.

As bobinas de estator 163b das fases são conectadas na outra extremidade uma da outra e formam um primeiro ponto neutro 01. As bobinas de estator 163a e 163c da fase U são conectadas na outra extremidade da mesma uma na outra para formar a linha de formação de ponto neutro 165U e conectados ao contato 161a do relé 162. As bobinas de estator 163a e 163c da fase V são conectadas na outra extremidade da mesma uma na outra para formar a linha de formação de ponto neutro 165V e conectadas ao contato 161b do relé 162. As bobinas de estator 163a e 163c da fase W são conectadas na outra extremidade da mesma uma na outra para formar a linha de formação de ponto neutro 165W e conectadas ao contato 161c do relé 162.

Adicionalmente, as linhas de formação de ponto neutro 165U a 165W são conectadas também na seção de monitoramento de voltagem 116. A seção de monitoramento de voltagem 116 mede as voltagens das linhas de formação de ponto neutro 165U a 165W e emite um sinal de alarme predeterminado quando o relé 162 está desligado e a diferença potencial se torna menor que um valor limite predeterminado (por exemplo, aproximadamente 5V).

Agora, a ação do sistema de máquina elétrica rotativa 10 do veículo 11 tendo a configuração descrita acima é descrita com referência à Figura 6.

Primeiro, na etapa S1, quando o veículo 11 é para ser acionado, •· ·«· · ·· · ·· · ··· ··· · ···· • · · ···· ···· ·· ··· ·* · «····· · · · · · • 13· · · · *·* · ··· ·»· ο motorista ligaria ο comutador principal 167 para iniciar a ECU 100. Neste estado inicial, a seção de controle de relé 118 mantém o relé 162 em um estado não-excitado, e os contatos do contato 161b estão abertos.

Na etapa S2, o motorista operaria o comutador de arranque 108 para dar partida no motor 40. Neste momento, a seção de controle de relé 118 detecta um sinal em resposta à operação do comutador de arranque 108 para excitar a seção de operação 162a do relé 162 para causar curtocircuito nos contatos da seção de comutador 162b. Conseqüentemente, as outras extremidades das bobinas de estator 163a e 163b das fases individuais são conectadas uma na outra para desse modo formar um ponto neutro da conexão Y. Na descrição seguinte, o ponto neutro é identificado como o segundo ponto neutro 02 do primeiro ponto neutro 01.

Enquanto isto, o acionador 102a do circuito de ponte de retificação de onda completa 102 recebe energia do relé de arranque 144 que opera em resposta à operação do comutador de arranque 108, e controla os dispositivos de comutação semicondutores 102b entre os estados aberto e fechado para reformar a energia, e fornece energia CA para a seção de conexão de fio 160. Conseqüentemente, o arranque ACG 70 pode atuar como um motor de arranque para rodar o eixo de manivela 52.

Neste momento, desde que o segundo ponto neutro 02 seja formado, as bobinas de estator 163a a 163c das fases U a W, são colocadas em uma configuração em que são conectadas substancialmente em paralelo uma com a outra. Conseqüentemente, o torque aproximadamente igual a três vezes que o gerado por uma conexão Y, em um estado em que as bobinas do estator 163b são conectadas uma na outra somente no primeiro ponto neutro 01, pode ser gerado. Desde que o arranque ACG 70 possa gerar alto torque desta maneira, o eixo de manivela 52 pode ser rodado diretamente sem intervenção de uma engrenagem de redução.

Quando o eixo de manivela 52 roda, uma faísca é gerada na vela de ignição 119, em um sincronismo de ignição predeterminado baseado em um sinal do sensor de pulsador 90. O combustível vaporizado na câmara de combustão é expandido por ignição e aciona o eixo de manivela 52 atra14:.

.···.· · . · ··.········ • · · · ·.··· vés da haste de conexão para dar partida no motor 40.

Na etapa S3, o motorista reconhecería a partir do som do motor, do tacômetro e assim por diante que a partida do motor foi dada, e o comutador de arranque 108 aberto. A seção de controle de relé 118 detecta que o comutador de arranque 108 está aberto, e coloca a seção de operação 162a do relé 162 em um estado não-excitado para abrir a seção de comutador 162b. Conseqüentemente, o segundo ponto neutro 02 desaparece e as bobinas de estator 163a e 163c são desenergizadas enquanto o primeiro ponto neutro 01 permanece e as bobinas de estator 163b efetivamente mantêm a conexão Y. É para ser notado que os sincronismos de abertura e fechamento do relé não precisam necessariamente ser sincronizados com o comutador de arranque 108 somente se forem sincronizados com a partida do motor 40, e por exemplo, o relé 162 pode ser aberto quando é detectado por meios adequados que o motor 40 é colocado em um estado de explosão completa.

Desde que o relé 162 seja do tipo de abertura normal e seja excitado basicamente somente quando motor 40 for iniciado, o período de tempo dentro do qual o relé 162 será energizado com corrente de excitação é curto, e a energia consumida pelo relé 162 é muito baixa.

O acionador 102a do circuito de ponte de retificação de onda completa 102 detecta que o comutador de arranque 108 está aberto, e controla os dispositivos de comutação semicondutores 102b para mudar a direção de energização da corrente de modo que a energia alternada, gerada pelas bobinas de estator 163b por rotação do eixo de manivela 52 e o rotor externo 72, seja convertida em energia CC. A energia CC é fornecida a uma carga e é carregada na bateria 97 através do comutador principal 167 e o fusível 166.

Desta maneira, na geração de energia pelo arranque ACG 70 (em resumo, exceto quando o motor 40 é iniciado), desde que as bobinas de estator 163a e 163c da seção de conexão de fio 160 sejam ineficazes e somente as bobinas de estator 163b gerem energia, a quantidade de geração de energia é suprimida e a bateria 97 não é sobrecarregada.

• · ·

d.

• ·· • · · • · · · * · · · ···««« · · • · · · · · ·· ·* · · · • · · · ♦ • · ··· ·

Na etapa S4, a seção de monitoramento de voltagem 116 começa sua ação sob a condição que é dada a partida do motor 40 para abrir o relé 162. A seção de monitoramento de voltagem 116 mede as voltagens de CA (por exemplo, valores efetivos ou valores máximos) geradas nas linhas de formação de ponto neutro 165U a 165W e emite um sinal de alarme quando a diferença potencial entre os terminais se toma menor que um valor limite predeterminado. Baseado na emissão do sinal de alarme, o indicador de alarme 153 é aceso e a campainha de alarme 142 é acionada para emitir som para chamar a atenção do motorista.

Embora a seção de comutador 162b seja controlada de modo que, na geração de energia, seja desligada a fim de suprimir a quantidade de geração de energia da seção de conexão de fio 160 como descrito acima, mesmo se a seção de operação 162a for colocada no estado não-excitado, se a seção de comutador 162b permanecer em curto circuito a partir de uma situação inesperada, então as diferenças de potencial entre as linhas de formação de ponto neutro 165U, 165V e 165W exibem zero ou um valor muito baixo. Conseqüentemente, detectando tal estado como apenas descrito sob a ação da seção de monitoramento de voltagem 116 e emitindo um sinal de alarme, a atenção do motorista pode ser atraída.

Ou, o sinal de alarme pode ser fornecido à seção de controle de supressão de ignição 114 de modo que a velocidade rotacional N do motor 40 seja restringida de modo escalonado em uma relação de travamento com uma cronometragem predeterminada. Por exemplo, a seção de controle de supressão de ignição 114 restringe a velocidade rotacional N a 6.500 rpm até que transcorra um período de tempo predeterminado depois que o sinal de alarme for fornecido, e então restringe a velocidade rotacional N a 4.500 rpm depois que outro período de tempo predeterminado transcorra. Depois disto, quando um período de tempo predeterminado adicional transcorre, a seção de controle de supressão de ignição 114 pára o motor 40.

Conseqüentemente, o motorista pode reconhecer a partir de uma queda da velocidade rotacional N que ocorre alguma falha, e desde que esteja disponível tempo suficiente antes que o motor 40 pare, o motorista ··« *· · <·«««« r « • · · * · · · · «*«· * * »··« · * ·· «« *·· • ······« * « · v *

1fí· « *♦* *»· *·* *»* ··· * * pode realizar tal processo de contramedíção adequado de modo a parar o veículo 11 em um lugar adequado ou dirigir o veículo 11 a uma oficina de manutenção predeterminada.

É para ser notado que o relé 162 pode ser substituído por um par de relés 200 ou um relé 210 de acordo com uma modificação mostrada na Figura 7 ou 8.

Como mostrado na Figura 7, o par de relés 200 de acordo com a primeira modificação inclui um primeiro relé (primeira seção de comutador) 202 e um segundo relé (segunda seção de comutador) 204. O primeiro relé 202 e o segundo relé 204 têm a mesma estrutura e têm um par de contatos 206a e 206b, uma seção de comutador 208 para causar curto-circuito e desconectar os contatos 206a e 206b, e uma seção de operação 209 para operar a seção de comutador 208.

Os contatos 206a do primeiro relé 202 e do segundo relé 204 são conectados na linha de formação de ponto neutro 165U. O contato 206b do primeiro relé 202 é conectado na linha de formação de ponto neutro 165V e o contato 206b do segundo relé 204 é conectado na linha de formação de ponto neutro 165W. Adicionalmente, as seções de operação 209 são conectadas em paralelo na seção de controle de relé 118, e o primeiro relé 202 e o segundo relé 204 operam em sincronismo um com o outro enquanto o par de relés 200 funciona substancialmente como um relé único e atua de modo similar ao relé 162 descrito aqui acima. O primeiro relé 202 e o segundo relé 204 podem ser incorporados em um pacote.

Desde que as seções de comutador 208 do primeiro relé 202 e do segundo relé 204 operem em sincronismo uma com a outra, podem ser controladas através de uma linha de sinal única de modo simples e conveniente em que não existe necessidade de distinguir um procedimento de controle de cada relé. Adicionalmente, desde que o primeiro relé 202 e o segundo relé 204 operem em sincronismo um com o outro, o estado de energização das bobinas de estator 163a e 163c de cada fase é mudado simultaneamente e com segurança.

Como mostrado na Figura 8, o relé 210 de acordo com a segun• · »*· · ·· · ·»« ·«« r · «· · * * · · · * · «··· • · * · · ·· · · ·· ·· · * · ·· ····«·· * · · · • 12·· * · *· *·* *·* ··* ·»* da modificação inclui dois pares de contatos 212a, 212b e 214a, 214b, uma primeira seção de comutador 216 para causar curto-circuito e desconectar os contatos 212a e 212b, uma segunda seção de comutador 218 para causar curto-circuito e desconectar os contatos 214a e 214b, e uma seção de operação única 220 para fazer a primeira seção de comutador 216 e a segunda seção de comutador 218 operar em sincronismo uma com a outra. A seção de operação 220 é energizada e controlada pela seção de controle de relé 118.

Os contatos 212a e 214a são conectados na linha de formação de ponto neutro 165U. O contato 212b é conectado à linha de formação de ponto neutro 165V enquanto o contato 214b é conectado à linha de formação de ponto neutro 165W. Por tal conexão, o relé 210 exibe ação similar àquela do relé 162 descrito aqui acima.

Adicionalmente, o relé 210, o primeiro relé 202 e o segundo relé 204 são mais universais que o relé 162 descrito aqui acima e são amplamente usados e além disso menos dispendiosos.

Como descrito acima, com o sistema de máquina elétrica rotativa 10 de acordo com a modalidade presente, quando o arranque ACG 70 é usado como um motor, todas as bobinas de estator 163a a 163c geram energia magnética para obter alta força de acionamento, e o eixo de manivela 52 do motor 40 pode ser iniciado com segurança. Por outro lado, quando o arranque ACG 70 é usado como um gerador, as outras extremidades das duas bobinas de estator 163a e 163c para cada fase são abertas pelo relé 162, e conseqüentemente, as bobinas de estator 163a e 163c não são usadas para geração de energia e a capacidade de geração de energia é suprimida. Conseqüentemente, a energia excessivamente alta pode ser impedida de ser fornecida para a carga ou a bateria 97.

Adicionalmente, desde que o relé 162 cause curto-circuito e desconecte o lugar servindo como o segundo ponto neutro 02 da seção de conexão de fio 160, os relés independentes um do outro para as fases individuais não são exigidos, mas substancialmente um relé pode ser usado para o relé 162. Portanto, a configuração é simples e conveniente.

♦· ··· « « · • · * ·· · • 14S· * ·· · ··· ··· · · • · · ··· · ···· • ♦ ·· · · ·· · ··· ······ · ··« • · · · «·· ·

É para ser notado que, enquanto, no exemplo descrito acima, as bobinas de estator 163a a 163c são conectadas ao relé 162 tal que as bobinas de estator 163b, entre as bobinas de estator 163a e 163c são conectadas no primeiro ponto neutro 01 e as bobinas de estator 163a e 163c formam o segundo ponto neutro 02, a relação entre os números de bobinas que são para serem conectadas no primeiro ponto neutro 01 e no segundo ponto neutro 02 podem ser adequadamente determinadas dependendo das condições de desenho.

Adicionalmente, enquanto, na modalidade presente descrita acima, um relé é usado como uma seção de abertura e fechamento de contato para uma bobina, a seção de abertura e fechamento de contato não é limitada a isto.

O sistema elétrico rotativo, de acordo com a presente invenção, não é limitado à modalidade descrita aqui acima, mas pode naturalmente tomar várias configurações sem se afastar da matéria da presente invenção. LISTAGEM DE REFERÊNCIA

100

102

102b

108

114

116

153

160

161a a 161c, 206a, sistema de máquina elétrica rotativa veículo motor arranque ACG (máquina elétrica rotativa) rotor externo estator bateria

ECU circuito de ponte de retificação de onda completa dispositivo de comutação semicondutor comutador de arranque seção de controle de supressão de ignição seção de monitoramento de voltagem indicador de alarme seção de conexão de fio ··« *·· *

206b, 212a, 212b, 214a, 214b 162,202, 204, 210 162a,209, 220

162b, 208, 216,218

163a a 163c 164Ua 164W 165Ua 165W 200

01 02 contato relé seção de operação seção de comutador bobina de estator seção de entrada e saída linha de formação de ponto neutro par de relés primeiro ponto neutro segundo ponto neutro

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de máquina elétrica rotativa (10), que compreende:

uma máquina elétrica rotativa (10) incluindo um rotor (72) e um estator (74);

5 uma seção de conexão de fio (160) fornecida no dito estator (74) e formada a partir de uma pluralidade de bobinas (163a a 163c) fornecida para cada fase, e cada uma tendo uma extremidade conectada como uma seção de entrada e saída (164u a 164w);

um relé (162, 202, 204, 210) configurado para causar curto10 circuito e desconectar alguma da dita pluralidade de bobinas (163a a 163c) para as fases individuais abrindo e fechando as bobinas (163a a 163c); e uma seção de controle (118) conectada nas seções de entrada e saída (164u a 164w) e uma seção de operação (162a, 209, 220) do dito relé (162, 202, 204, 210),

15 em que a dita seção de controle (118) causa curtos-circuitos nos contatos (161a a 11c, 206a, 206b, 212a, 212b, 214a, 214b) do dito relé (162, 202, 204, 210) e fornece energia na seção de entrada e saída (164u a 164w) quando o dito rotor (72) está para ser rodado, mas desconecta os contatos (161a a 161c, 206a, 206b, 212a, 212b, 214a, 214b) do dito relé (162, 202,

20 204, 220) e fornece a energia obtida das seções de entrada e saída (164u a

164w) para uma carga predeterminada ou uma seção de carga quando a geração de energia está para ser realizada pela rotação do dito rotor (72), caracterizado pelo fato de que:

a dita seção de conexão de fio (160) tem três fases,

25 o dito relé (162, 202, 204, 210) inclui uma primeira seção de comutador (162b) e uma segunda seção de comutador (218), a outra extremidade de um número predeterminado das bobinas (163a a 163c) da primeira fase da dita seção de conexão de fio (160) é conectada para um dos contatos (212a, 212b, 214a, 214b) da dita primeira se30 ção de comutador (216) e da dita segunda seção de comutador (218), a outra extremidade do número predeterminado das bobinas (163a a 163c) da segunda fase da dita seção de conexão de fio (160) é coPetição 870180011275, de 09/02/2018, pág. 4/10 nectada no outro contato (212a, 212b) da dita primeira seção de comutador (216), e a outra extremidade do número predeterminado das bobinas (163a a 163c) da terceira fase da dita seção de conexão de fio (160) é co5 nectada no outro contato (214a, 214b) da dita segunda seção de comutador (218).
2. Sistema de máquina elétrica rotativa, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

a dita seção de controle (118) opera a dita primeira seção de 10 comutador (216) e a dita segunda seção de comutador (218) de modo a realizar ações de curto-circuito e desconexão em sincronismo uma com a outra.
3. Sistema de máquina elétrica rotativa (10), de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que:

a dita seção de controle (118) mede as voltagens nas outras ex15 tremidades das bobinas (163a a 163c) conectadas no dito relé (162, 202, 204, 210) e emite um sinal de alarme predeterminado baseado em uma diferença de potencial.

Petição 870180011275, de 09/02/2018, pág. 5/10 *· ·

F16.2

3/8