CN100517922C - 车辆用起动发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明得到一种不增加电枢绕组的匝数、而能够提高最大转矩并兼承发动机的起动功能及发电功能的廉价的小型车辆用起动发电装置。车辆用起动发电电机包含卷绕电枢绕组的电枢铁心；以及具有配置在电枢铁心的内周侧的爪极型转子铁心和卷绕安装在爪极型转子铁心的爪形磁极内周侧的励磁绕组的转子，具有使发动机起动的起动功能及发电功能。另外，永磁体配置在相邻的爪形磁极之间。

Description

车辆用起动发电装置

技术领域

本发明涉及与车辆发动机连接、进行发动机起动及发电的车辆用起动发电装置。

背景技术

在以往的爪极(claw pole)型车辆用交流发电机中，将永磁体配置在爪形磁极之间，以提高发电特性(例如，参照专利文献1)。但是，在专利文献1中，关于将车辆用交流发电机用作为进行发动机起动及发电的车辆用旋转电机，什么也没有叙述和启发。

另外，在具有发动机起动功能及发电功能的爪极型旋转电机的以往技术中，在将永磁体配置在爪形磁极之间时，没有叙述关于兼顾起动功能及发电功能的方案。

专利文献1：特许第2548882号说明书

在车辆用起动电动机中，为了得到发动机起动时的超越转矩，同时使发动机转速起动达到高速，必须提高恒输出功率区域中的输出功率。而且，通过增加电枢绕组的匝数，从而不增大车辆用起动电动机的体积，而能够增加最大转矩。但是，在增加电枢绕组的匝数时，由于输入电压的限制，因此在恒输出功率区域中的输出功率降低，而不能够到达发动机起动目标转速。

另外，在车辆用交流发电机中，要求以高效率进行发电运转。然而，增加电枢绕组的匝数意味着电枢绕组的电阻增加，电枢绕组的铜耗增加，发电效率降低。

这样，在具有发动机起动及发电功能的旋转电机、即所谓的车辆用起动发电电机中，若增加电枢绕组的匝数，则不能高效率发电运转，若不增加电枢绕组的匝数，则不能增加发动机起动运转时的最大转矩，因此要求解决上述这样的矛盾的问题。

另外，若减少电枢绕组的匝数，在发电运转状态的所希望的转速下，发电电压达不到系统电压。在这种情况下，利用逆变器等进行斩波器升压控制等来进行发电，能够这样能够使发电电压到达系统电压。但是，在利用该逆变器进行的升压发电状态下，为了提高发电量，必须加大控制的线电流，将导致逆变器大型化。

在以往的具有发电功能的车辆用旋转电机中，尽管转速在变动，但必须将发电电压控制为一定，同时车辆侧的电气负载也变动。为了解决这一问题，就采用励磁绕组方式，利用电压调节器来控制励磁电流。

但是，在以往的励磁绕组式旋转电机中存在的问题是，由于转子铁心的磁饱和以及漏磁通的影响，不能期望磁通增加达到现状以上，在起到作为起动电动机的功能时，为了提高最大转矩，将导致体积增大，成本上升及安装性差。

本发明正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于得到廉价的小型车辆用起动发电装置，这种车辆用起动发电装置包括具有爪极型转子的车辆用旋转电机，将永磁体配置在爪形磁极之间，导致磁通增加，并且不增加电枢绕组的匝数，能够提高最大转矩，兼顾发动机起动功能及发电功能。

发明内容

本发明的车辆用起动发电装置，具有：电池；与发动机连接并在该发动机起动时利用所述电池的功率进行驱动来驱动该发动机、而且在该发动机起动后被发动机驱动以产生交流功率的车辆用旋转电机；具有多组在所述电池的正负端子之间串联连接的一对开关元件及与该开关元件并联连接的二极管、并将串联连接的开关元件的连接点与所述车辆用旋转电机连接的逆变器；以及控制装置，所述控制装置控制所述逆变器，使得在所述发动机起动时，使所述开关元件导通或关断，将所述电池的功率供给所述车辆用旋转电机，来驱动该车辆用旋转电机，在所述发动机起动后，控制上述开关元件，利用所述二极管组，使所述车辆旋转电机产生的交流功率整流，对所述电池进行充电，其中，所述车辆用旋转电机包含：卷绕电枢绕组的电枢铁心；以及具有配置在所述电枢铁心的内周侧的爪极型转子铁心、和卷绕安装在该爪极型转子铁心的爪形磁极内周侧的励磁绕组的转子，再有，永磁体配置在相邻的所述爪形磁极之间。

根据本发明，由于将永磁体配置在爪形磁极之间，从而对转子附加磁通，因此能够不增加电枢绕组的匝数，而提高最大转矩。另外，由于为了提高转矩，而不需要增加电枢绕组的匝数，因此能够抑制因增加电枢绕组的匝数而引起的在一定输出区域中的特性降低，同时能够抑制旋转的体积增大，谋得实现小型及低成本。

附图说明

图1所示为本发明实施形态1有关的车辆用起动发电电机的纵向剖视图。

图2所示为本发明实施形态1有关的车辆用起动发电电机的转子立体图。

图3所示为本发明实施形态1有关的车辆用起动发电装置的概念图。

图4所示为作为比较例的车辆用起动发电电机在起动运转时的驱动特性图。

图5所示为作为比较例的车辆用起动发电电机在发电运转时的发电特性图。

图6所示为本发明实施形态1有关的车辆用起动发电电机在起动运转时的驱动特性图。

图7所示为本发明实施形态1有关的车辆用起动发电电机在发电运转时的发电特性图。

图8所示为本发明实施形态2有关的车辆用起动发电电机在发电运转时的发电特性图。

图9所示为本发明实施形态3有关的车辆用起动发电电机的励磁电流与驱动特性的关系图。

图10所示为本发明实施形态4有关的车辆用起动发电电机在起动运转时的驱动特性图。

图11所示为本发明实施形态5有关的车辆用起动发电电机的励磁磁通势与有效磁通的关系说明图。

具体实施方式

图1所示为本发明实施形态1有关的车辆用起动发电电机的纵向剖视图，图2所示为本发明实施形态1有关的车辆用起动发电电机的转子立体图，图3所示为本发明实施形态1有关的车辆用起动发电装置的概念图。

在图1及图2中，作为车辆用旋转电机的车辆用起动发电电机1，具有由分别是近似碗状的铝制前端盖2及后端盖3构成的机壳4、通过轴承5a及5b支持在该机壳4中并可自由旋转的轴6、固定在机壳4的前端侧伸出的轴6的一端上的皮带轮7、固定在该轴6上并配置在机壳4内可自由旋转的转子8、保持在机壳4的内壁面以包围该转子8的电枢9、固定在轴6的另一端部的一对滑环10、配置在滑环10的外周的刷握11、以及配置在刷握11内与各滑环10滑动接触的电刷12。

电枢9具有被前端盖2及后端盖3夹在当中并包围转子8而配置的电枢铁心13、以及在该电枢铁心13上卷绕的电枢绕组14。

转子8具有流过电流而产生磁通的励磁绕组15、以及覆盖该励磁绕组15而设置并利用该磁通形成磁极的爪极型(兰德尔型)转子铁心16。该转子铁心16利用铁制的一对磁极铁心17及18构成，该一对磁极铁心17及18的各自的爪形磁极17a及18a在圆柱状的轴毂部分17b及18b的外周边缘部分沿圆周方向以等角间距突出设置。另外，各爪形磁极17a是从轴毂部分17b的轴向一端的外周边缘部分，向径向外侧延伸设置，然后向轴向另一端延伸设置而形成。另外，各爪形磁极18a是从轴毂部分18b的轴向另一端的外周边缘部分，向径向外侧延伸设置，然后向轴向一端延伸设置而形成。然后，一对磁极铁心17及18使轴毂部分17b的轴向另一端端面与轴毂部分18b的轴向一端端面面对面，使得爪形磁极17a与18a互相咬合，再将轴6压入轴毂17b及18b的轴心位置，并形成一体。另外，风扇19固定在转子8的轴向两端。再有，永磁体20分别沿圆周方向配置在相邻的爪形磁极17a，18a之间，各永磁体20例如用铁氧体永磁体制成，然后进行磁化，使得形成与相接的爪形磁极17a及18a的极性相同的极性，即在与N极磁极相接的一侧形成N极，在与S极磁极相接的一侧形成S极。

另外，在线圈架21上卷绕励磁绕组15，装在被爪形磁极17a及18a、永磁体20及轴毂部分17b及18b包围的空间内。

另外，旋转变压器22配置在轴承5b的轴向外侧。该旋转变压器22是检测转子8相对于电枢9的相对位置、好转子8的转速的装置。然后，将旋转变压器22的检测信号作为旋转信号(f)，向后述的控制装置28输出。

下面，参照图3说明采用这样构成的车辆用起动发电电机1的车辆用起动发电装置的构成。

车辆用起动发生电机1的转子8，利用皮带(未图示)与发动机32的曲柄轴连接。这里，电枢绕组14是将三相绕组进行Y连接而构成。

逆变器单元23，具有由多个开关元件26及与各开关元件26并联连接的二极管27构成的逆变器组件24、以及与逆变器组件24并联连接的电容器25。该电容器25具有使得流过逆变器组件24的电流平滑的作用。

逆变器组件24并联配置三个将两组并联连接的开关元件26及二极管27串联连接的电路，将这些元件26及27封入封装中，形成一体而构成。然后，电枢绕组14的Y连接各端部分别与串联连接的开关元件26的中点连接。

逆变器组件24的开关元件26的开关动作早用控制装置28进行控制。然后，对车辆用起动发电电机1供给功率，作为起动电动机动作，使发动机32起动。另外，车辆用起动发电电机1在发动机32起动后，利用发动机32进行旋转驱动，作为交流发电机动作，产生三相交流电压。

车辆用起动发电电机1的驱动用电源即36V系统的第1电池29与逆变器组件24并联连接。该车辆用起动发电电机1利用第1电池29，以高电压(36V)运转。另外，由于车辆中安装的电气负载一般是以12V作为额定，因此安装有12V系统的第2电池30。因此，与逆变器单元24并联连接有DC/DC变换器31，使得能够对电气负载驱动用的第2电池30充电。

即，在利用车辆用卢动发电电机1使发动机32起动时，必须加大车辆用起动发电电机1产生的转矩，即加大对电枢绕组14的通电电流量。而且，在利用对车辆中安装的电气负载进行驱动用的第2电池30进行运转中，布线损耗增大，进而为了减小布线电阻，而布线本身变大。因此，将电池电压升高，以降低馈电损耗。

下面，说明这样构成的车辆用起动发电装置的动作。

首先，控制装置28控制各开关元件26进行导通或关断，利用第1电池29的直流功率来产生三相交流功率。该三相交流功率供给电枢绕组14，对转子8的励磁绕组15提供旋转磁场，驱动转子8旋转。然后，转子8的旋转力通过皮带轮7及皮带(未图示)，向发动机32传递，驱动发动机32旋转、即起动。

然后，若发动机32起动，则发动机32的旋转力通过皮带及皮带轮，向车辆用起动发电电机1传递。通过这样，驱动转子8旋转，在电枢绕组14中感应出三相交流电压。因此，控制装置28使各开关元件26关断，利用交流发电模式使车辆用起动发电电机1发电。在这种发电状态下，逆变器单元24变成三相全波整流电路，它是将串联连接的一组两个二极管27并联连接三组而形成的，在电枢绕组14中感应的三相交流电压利用逆变器单元23进行整流，形成直流。然后，然后，利用由逆变器单元23整流的直流功率，对第1电池29充电。另外，由逆变器单元23整流的直流功率利用DC/DC变换器31变换为12V，供给第2电池30。

下面，参照图4及图5说明通过改变电枢绕组的匝数而引起的车辆用起动发电电机的特性变化。图4所示为作为比较例的车辆用起动发电电机在起动运转时的驱动特性图，图中的曲线A1是设电枢绕组的匝数为4匝时的驱动特性，曲线A2是设电枢绕组的匝数为5匝时的驱动特性。图5所示为作为比较例的车辆用起动发电电机在发电运转时的发电特性图，图中的曲线B1是设电枢绕组的匝数为4匝时的交流发电模式下的发电特性，曲线B2是设电枢绕组的匝数为5匝时的交流发电模式下的发电特性。这里，作为比较例的车辆用起动发电电机除了没有配置永磁体20这一点以外，与上述的车辆用起动发电电机1同样地构成。另外，各图的横轴表示车辆用起动发电电机(轴6)的转速。

在图4中，如曲线A1及A2所示，在从转速0r/min延伸的水平区域是由被控制的逆变器的电流容量所决定的恒转矩区域，若设逆变器最大电流容量相同，则产生与电枢绕组的匝数成正比的转矩。然后，若转速增加，则车辆用起动发电电机的端电压不能超过输入的电压，则随着转速的增加而同时转矩下降(恒输出功率区域)。

根据图4可知，若增加电枢绕组的匝数，则最大转矩增加，但恒输出功率区域下降。即，同一转速的驱动转矩在恒转矩区域中成为曲线A1＜曲线A2，而在恒输出功率区域中成为曲线A1＞曲线A2。而且，通过增加电枢绕组的匝数，恒转矩区域变窄。

这样可知，作为起动电动机，虽然希望到达起动转速要高，但仅单单增加电枢绕组的匝数，不能得到理想的功能。

在图5中，如曲线B1及B2所示可知，通过增加电枢绕组的匝数，充电开始转速向低转速侧移动，在低转速区域的发电量增加。但是，通过增加电枢绕组的匝数，相对于同一转速的反电动势也增大，再由于电枢绕组电阻增大，因此在高转速区域的发电量降低。

这样，作为发电机，仅单单增加电枢绕组的匝数，不能得到理想的功能。

即，在没有配置永磁体的作为比较例的励磁绕组式起动电动发电机中，提高驱动特性与提高发电特性是相反的，问题在于解决的方案。

下面，参照图6及图7说明通过配置永磁体20而引起的车辆用起动发电电机的特性变化。图6所示为本发明实施形态1有关的车辆用起动发电电机在起动运转时的驱动特性图，图中的曲线A1是作为比较例的车辆用起动发电电机的驱动特性，曲线A3是车辆用起动发电电机1的驱动特性。图7所示为本发明实施形态1有关的车辆用起动发电电机在发电运转时的发电特性图，图中的曲线B1是作为比较例的车辆用起动发电电机的发电特性，曲线B3是车辆用起动发电电机1的发电特性。另外，车辆用起动发电电机1的电枢绕组的匝数与作为比较例的车辆用起动发电电机的电枢绕组的匝数(4匝)相同。

由图6可知，在将永磁体20配置在爪形磁极17a与18a之间的车辆用起动发电电机1中，与作为比较例的车辆用起动发电电机相比，恒转矩区域中的最大转矩增大，可以抑制在恒输出功率区域中的特性下降(参照曲线A1及A3)。该最大转矩的提高可以认为是由于对转子8附加了永磁体20的磁通。另外，由于电枢绕组14的匝数相同，因此可以抑制因增加电枢绕组14的匝数而引起的在恒输出功率区域中的特性下降。

根据图7可知，在车辆用起动发电电机1中，充电开始转速向低转速侧移动，在低转速区域的发电量增加。再有，可以抑制在高转速区域的发电特性下降(参照曲线B1及B3)。该充电开始转速向低转速侧移动可以认为是由于因附加了永磁体20的磁通而引起总磁通的增加。另外，由于电枢绕组14的匝数相同，因此不会有因增加电枢绕组14的匝数而引起的相对于同一转速的反电动势增大及电枢绕组14的电阻增大的情况，可以抑制在高转速区域的特性下降。再有，由于对励磁绕组15产生的磁通势附加了永磁体20产生的磁通势，因此励磁磁通势增大，在运转转速的整个区域中能够增加输出功率。

这样，根据本实施形态1，由于将永磁体20配置在相邻爪形磁极17a与18a之间，因此能够实现可兼顾起动发电装置所要求的起动特性提高及发电特性提高的车辆用起动发电装置。

而且，由于对转子8附加了永磁体20的磁通，因此能够不增大转子8的体积而增加最大转矩，能够抑制成本上升及安装性差。

另外，在上述实施形态1中，作为永磁体20是假设采用铁氧体永磁体，但也可以采用永磁体中的高剩磁通型的永磁体，例如采用钕铁永磁体。在这种情况下，能够减少电枢绕组14的线电流，能够实现逆变器小型化，能够将成本上升抑制为最低限度。

实施形态2

图8所示为本发明实施形态2有关的车辆用起动发电电机在发电运转时的发电特性图，图中的曲线B1是表示电枢绕组的匝数为4匝而且设有配置永磁体的作为比较例的车辆用起动发电机在交流发电模式下的发电特性，曲线B3是表示电枢绕组的匝数为4匝、而且配置了永磁体的车辆用起动发电电机在交流发电模式下的发电特性，曲线B4是表示电枢绕组的匝数为6匝、而且没有配置永磁体的作为比较例的车辆用起动发电电机在交流发电模式下的发电特性，曲线B5是表示电枢绕组的匝数为4匝、而且没有配置永磁体的作为比较例的车辆用起动发电电机在逆变器发电模式下的发电特性。

另外，在逆变器发电模式的情况下，控制装置28对控制各开关元件26的导通或关断，将电枢绕组14中感应的三相交流电压整流为直流。

一般的车辆用交流发电机，由于重视发电时的低速区发电量，因此将电枢绕组14的匝数设定为6匝左右。即，一般的车辆用交流发电机的发电特性表示有与曲线B4所示的车辆用起动发电电机相同的发电特性。

而且，若将电枢绕组14的匝数从6匝设定为4匝，则如曲线B1所示可知，充电开始转速向高转速侧移动，但在高转速区域的发电量增加。

另外，若对于将电枢绕组14的匝数设定为4匝的车辆用起动发电电机配置永磁体20，则如曲线B3所示可知，充电开始转速向低转速侧移动，同时在低转速区域的发电量增加。

再有，若使将电枢绕组14的匝数设定为4匝的车辆用起动发电电机从逆变器发电模式发电，则如曲线B5所示可知，与电枢绕组14的匝数为6匝的车辆用起动发电电机相比，充电开始转速降低，而且在低转速区域的发电量增加。

因此，通过使将电枢绕组14的匝数设定为4匝的车辆用起动发电电机在低转速区域以逆变器发电模式发电，在高转速区域以交流发电模式发电，能够得到比电枢绕组14的匝数为6匝的车辆用起动发电电机、即一般的车辆用交流发电机要好的发电特性。

再有，通过使配置永磁体20、而且将电枢绕组14的匝数设定为4匝的车辆用起动发电电机在低转速区域以逆变器发电模式发电，在高转速区域以交流发电模式发电，能够得到更好的发电特性。这时，由于通过配置永磁体20而使励磁磁通提高，因此以逆变器发电模式的发电量大于曲线B5。但是，由于以逆变器发电模式的发电量只要得到与曲线B5相同的发电量即可，因此能够减少流过电枢绕组14的线电流，能够谋得实现逆变器的小型化及低成本。

这样，在将永磁体20配置在爪形磁极17a与18a之间的车辆用起动发电电机中，控制装置28根据旋转变压器22的输出，在低转速区域时，控制各开关元件26的导通或关断，以逆变器发电模式发电，在高转速区域时，将各开关元件26关断，以交流发电模式发电，通过这样能够实现在遍及全部速度区域可以得到良好发电特性的车辆用起动发电装置。另外，由于配置了永磁体20，因此能够减少电枢绕组14的匝数，谋得小型化，同时能够减少流过电枢绕组14的线电流，谋得实现逆变器的小型化及低成本。

再有，由于能够在一般的车辆用交流发电机的基础上制造车辆用起动发电电机，因此能够以低成本制成车辆用起动发电电机。

另外，在图8中，曲线B3与曲线B5的交点约为1750r/min。另外，由于车辆用旋转电机的转矩传递皮带轮比为2.5左右，因此若将轴6的转速1750r/min换算为发动机32的转速，则相当于700r/min。另外，发动机常用转速区域为700～3000r/min。因此，例如控制装置28在发动机32起动后，只要如下那样控制即可，即在到达常用转速区域之前(低转速区域)，以逆变器发电模式发电，而在到达常用转速区域之后(高转速区域)，以交流发电模式发电。

实施形态3

图9所示为本发明实施形态3有关的车辆用起动发电电机的励磁电流与驱动特性的关系图。另外，图中对励磁绕组15通电的励磁电流为曲线C1＜曲线C2＜曲线C3。

根据图9可知，输出转矩在转速小于300rpm时，为曲线C1＜曲线C2＜曲线C3，在转速大于等于300rpm而小于600rpm时，为曲线C3＜曲线C1＜曲线C2，而在转速大于等于600rpm时，为曲线C3＜曲线C2＜曲线C1。

因而，控制装置28根据旋转变压器22的输出，来监视车辆用起动发电电机1的转速，在转速小于300rpm时，控制为形成曲线C3的励磁电流，在转速大于等于300rpm而小于600rpm时，控制为形成曲线C2的励磁电流，在转速大于等于600rpm时，控制为形成曲线C1的励磁电流，通过这样，能够提高恒输出功率区域的输出功率。

在附加了永磁体20的车辆用起动发电电机中，若对励磁绕组15通过与没有永磁体20的车辆用起动发电电机相同的励磁电流，则由于附加永磁体20而产生的反电动势，在恒输出功率区域的输出功率下降。

但是，通过这样控制对励磁绕组15通电的励磁电流，使得与车辆用起动发电电机1的转速相对应，即转速越快越降低，能够解决因附加永磁体20而产生的反电动势所引起的在恒输出功率区域的输出功率下降的问题。

实施形态4

图4所示为本发明实施形态4有关的车辆用起动发电电机在起动运转时的驱动特性图，图中的曲线1是作为比较例的车辆用起动发电电机的驱动特性，曲线A3是车辆用起动发动电机1的驱动特性，曲线A4是加大对励磁绕组15通电的励磁电流时的车辆用起动发电电机1的驱动特性。

根据图10可知，在将永磁体20配置在爪形磁极17a与18a之间的车辆用起动发电电机1中，与作为比较例的车辆用起动发电电机相比，在恒转矩区域的最大转矩增大(参照曲线A1及A3)。再有，通过增加对励磁绕组15通电的励磁电流，能够再进一步增大恒转矩区域的最大转矩(参照A3及A4)。

这里，励磁绕组15的热设计是考虑到车辆用起动发电电机1的运转状态进行的。而且，起动运转的运转时间与连续运转的发电转动时间相比，是明显要短，因此起动运转时对励磁绕组15通电的最大励磁电流可以设定为大于发电运转时对励磁绕组15通电的最大励磁电流。

在本实施形态4中，着眼于上述的起动运动转时及发电运转时的励磁电流标称值的不同，控制装置28在起动运转时进行控制，使对励磁绕组15通电的励磁电流大于发电运转时对励磁绕组15通电的励磁电流。通过这样，能够增加起动运转时的励磁磁通势，能够得到大的最大转矩。另外，由于发电运转时对励磁绕组15通电的励磁电流是考虑到励磁绕组15的热设计来设定的，因此能够抑制励磁绕组15的过度温升。

这样，根据本实施形态4，由于使起动运转时的励磁电流大于发电运动时的励磁电流，因此能够实现抑制励磁绕组15的过度温升、并提高驱动特性的车辆用起动发电装置。

实施形态5

图11为本发明实施形态5有关的车辆用起动发电电机的励磁磁通势与有效磁通的关系说明图。图中的曲线D1是作为比较例的车辆用起动发电电机的特性，曲线D2是车辆用起动发电电机1的特性。即，曲线D1是表示省略了永磁体的车辆用起动发生电机的励磁磁通势与有效磁通的关系，曲线D2是表示配置了永磁体的车辆用起动发电电机的励磁磁通势与有效磁通的关系。另外，图中的横轴是励磁磁通势，即1400AT(安匝数)相当于以励磁电流控制占空比80％对励磁绕组15通过励磁电流时得到的励磁磁通势，1800AT相当于以励磁电流控制占空比100％对励磁绕组15通过励磁电流时得到的励磁磁通势。另外，纵轴是电枢9的每1极1匝的有效磁通。

一般在车辆用旋转电机中，在励磁磁通势使磁路达到饱和程度的情况下运行。若磁路成为饱和状态，则往往即使利用励磁电流来增加励磁磁通势，有效磁通也不再继续增加上去。特别是在励磁绕组式的车辆用旋转电机中，在转子铁心16的部分处于磁饱和状态下，由于与励磁电流产生的损耗增加相比，有效磁通不变化，因此可以说处于效率差的运转状态。即，如图11的曲线D1所示，在以控制100％占空比接通励磁电流时，与以100％附近的例如占空比80％进行控制的情况相比，特性提高即有效磁通的增加ΔΦ1少。因此，以往为了仅抑制产生损耗，以励磁电流控制占空比80％附近来控制起动运转时的最大励磁磁通势。

另一方面，在将永磁体20配置在爪形磁极17a与17b(18a)之间的车辆用起动发电电机中，如图11中的曲线D2所示可知，在以控制10％占空比接通励磁电流时，与例如以占空比80％控制励磁电流的情况相比，有效磁通的增加ΔΦ2大，特性的变化大。这可以认为是由于将永磁体20配置在爪形磁极17a与17b(18a)之间，引起转子铁心16的部分的磁饱和减缓。

在本实施形态5中，与上述实施形态4相同，着眼于励磁电流的标称值不同，通过将短时间标称值即起动运转时的励磁磁通势设定为大于连续标称值即发电运转时的励磁磁通势，而且配置永磁体20，则起动运转时的励磁磁通势以该励磁电流控制占空比100％运转。通过这样，提高起动运转时的最大驱动转矩。

另外，在上述各实施形态中，是作为采用相邻的爪形磁极17a及17b(18a)沿圆周方向完全分离的爪极型转子铁心16的电机进行说明的，但本申请即使用于相邻的爪形磁极在外周部分利用薄的磁性体形成连接结构件进行连接的转子铁心，也有同样的效果。即，对于相邻的爪形磁极在外周部分利用薄的连接结构件进行连接的转子铁心，由于薄的连接结构件磁饱和，相邻的爪形磁极之间磁隔离，因此起到作为本申请的爪极磁极在外周部分利用薄的连接结构件进行连接的转子铁心，由于爪形磁极的外周部分利用连接结构件进行连接，因此转子铁心的外周面构成光滑的圆筒面，能够降低因转子铁心外周面的凹凸而引起的风噪声。

Claims (1)

1.一种车辆用起动发电装置，具有

电池；

与发动机连接并在该发动机起动时利用所述电池的功率进行驱动来起动该发动机、而且在该发动机起动后被该发动机驱动以产生交流功率的车辆用旋转电机；

具有多组在所述电池的正负端子之间串联连接的一对开关元件及与该开关元件并联连接的二极管、并将串联连接的开关元件的连接点与所述车辆用旋转电机连接的逆变器；以及

控制装置，所述控制装置控制所述逆变器，使得在所述发动机起动时，使所述开关元件导通或关断，将所述电池的功率供给所述车辆用旋转电机，来驱动该车辆用旋转电机，在所述发动机起动后，控制所述开关元件，利用所述二极管组，使所述车辆旋转电机产生的交流功率整流，对所述电池进行充电，其特征在于，

所述车辆用旋转电机包含

卷绕电枢绕组的电枢铁心；以及

具有配置在所述电枢铁心的内周侧的爪极型转子铁心、和卷绕安装在该爪极型转子铁心的爪形磁极内周侧的励磁绕组的转子，

再有，永磁体配置在相邻的所述爪形磁极之间，

所述控制装置在所述发动机起动后控制所述逆变器，使得在到达常用转速区域之前，使所述开关元件导通或关断，以逆变器发电模式发电，在到达常用转速区域之后，使所述开关元件关断，以交流发电模式发电，而且在起动运转时进行控制，使得对所述励磁绕组以励磁电流控制占空比100％通过所述励磁电流。

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