CN102457135A - 发动机用起动电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发动机用起动电机，包括定子和转子，所述转子直接安装至发动机的转轴。所述转子包括转盘固定安装至发动机的转轴上，所述定子固定安装至发动机的外壳。所述定子位于转盘与发动机之间的空间内。本发明的起动电机，转子直接连接至发动机的转轴，从而可省去现有技术中的齿轮箱、螺旋轴及可离合齿轮等中间传动结构。而且，电机定转子的主要部件如磁铁和绕组等收容于转盘与发动机之间的空间内，从而可节约空间。

Description

发动机用起动电机
技术领域
本发明涉及一种发动机用起动电机。
背景技术
图8所示为目前常见的一款发动机及起动电机机构。所述起动电机包括用于产生扭矩的高速直流电机1，直流电机1的输出经齿轮箱2实现减速加力后带动螺旋轴3旋转。螺旋轴3的旋转，驱动与之啮合的可离合齿轮4沿螺旋轴3向上运动直到与有齿转盘5啮合，从而带动有齿转盘5转动，并进一步减速加力。相应地，转盘5转动从而带动发动机6的转轴7实现所需转速、转矩，以起动发动机6。发动机6起动后转盘5速度升高，可离合齿轮4沿螺旋轴3下落并脱离啮合。转盘5上带有若干扇叶8，用于产生气流为发动机6散热。转盘5外圆柱面上带有磁铁(图未示)，以使感应线圈10在相应的位置产生感应电势，以供发动机点火。
然而，上述发动机及起动电机机构使用的直流电机、减速箱、离合齿轮等机构结构复杂，故障率高。元件多，安装、拆卸、维护不便、整体外观不简洁。
本发明旨在提供一种可改善上述问题的新型发动机用起动电机机构。
发明内容
本发明提供一种发动机用起动电机，包括定子和转子，所述转子直接安装至发动机的转轴从而直接驱动转轴旋转。
优选地，所述转子包括转盘固定安装至发动机的转轴上，所述定子固定安装至发动机的外壳。
优选地，所述定子位于转盘与发动机之间的空间内。
优选地，所述定子包括固定安装至发动机外壳的支撑体、固定至支撑体的定子铁心、及绕设于定子铁心上的绕组。
优选地，所述电机为无刷电机，所述转子还包括固定安装至转盘上的永久磁铁，所述永久磁铁与绕组相对。
优选地，所述电机为异步感应电机。
优选地，所述电机为开关磁阻电机，所述转子还包括固定安装至转盘上的与绕组相对的铁芯，所述铁芯内表面形成若干齿。
优选地，所述电机为空心杯直流电机，所述转子还包括固定安装至转盘的绕组和换向器，所述定子包括固定安装至发动机外壳的支撑体，所述定子还包括固定至支撑体的与绕组相对的永久磁铁，及固定至支撑体用于与换向器滑动接触的电刷。
优选地，所述支撑体包括内圈和外圈，所述磁铁安装于内圈的外表面，绕组位于磁铁与外圈之间。
优选地，所述支撑体由导磁材料制成。
本发明所举实施例具有以下有益效果：转子直接连接至发动机的转轴，从而可省去现有技术中的齿轮箱、螺旋轴及可离合齿轮等中间传动结构。而且，电机定转子的主要部件如磁铁和绕组等收容于转盘与发动机之间的空间内，从而可节约空间。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
附图中：
图1是本发明一实施例的发动机及其起动电机的截面示意图；
图2是图1所示的起动电机的立体示意图；
图3是本发明另一实施例的发动机及其异步感应起动电机的截面示意图；
图4是本发明再一实施例的发动机及其开关磁阻起动电机的截面示意图；
图5是图4所示的起动电机的转子电枢与定子磁铁的剖面示意图；
图6是本发明再一实施例的发动机及其直流有刷起动电机的截面示意图；
图7是直流有刷电机防发电控制电路；
图8是现有的发动机及其起动电机的截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
参考图1和图2，本发明的发动机用起动电机包括定子30和可相对定子旋转的转子50。
所述定子30包括支撑架32，支撑架32的外表面上装有铁芯34，铁芯34上装有绕组36。所述支撑架32固定安装至发动机70的外壳。支撑架32的内表面上安装有点火感应线圈38。
所述转子50包括倒U形转盘52，安装于转盘52侧壁内表面的磁铁54，所述磁铁54与定子绕组36相对，两者间保持一径向气隙以便转子50可相对定子30旋转。所述转盘52固定安装至发动机70的中心轴72，转盘52上表面装有扇叶56，下表面安装有点火感应磁铁58，靠近安装于定子支撑架32内表面上的点火感应线圈38，用来提供点火感应电势。在本实施例中，所述转盘52由导磁材料制成。可以理解地，所述转盘52也可以由非导磁材料制成，但转盘52内表面需安装一导磁环，然后再安装磁铁54于导磁环内。
定子绕组36通电后产生旋转磁场，转子磁铁54在电磁力作用下带动转盘52旋转，转盘52带动发动机70转轴72旋转从而起动发动机70，发动机70起动后由控制电路检测并控制电机断电。转盘52上的扇叶56旋转产生气流，对周边元件进行冷却。
上述实施例的无刷电机结构，转子直接连接至发动机70的转轴72，从而可省略现有技术中的齿轮传动结构。而且，电机定转子的主要部件(磁铁和绕组等)收容于转盘52的内部空间内，从而节约空间。
可以理解地，上述实施例的无刷电机，磁铁54与绕组36可以径向相对，也可以设计成轴向相对，即两者之间形成轴向气隙。
上述实施例的无刷电机可以是永磁同步电机、无刷直流电机、开关磁阻电机、异步感应电机、永磁直流电机以及无铁心绕组电机等。
图3所示为采用异步感应电机的实施举例。
本实施例的电机采用径向磁场，即鼠笼导体结构54与绕组36径向相对，发动机70上装有电机定子支撑架32，支撑架32上装有铁心34，铁心34上有绕组36，绕组36通电后产生旋转磁场。鼠笼导体结构54安装于转盘52内，并与定子保持一定气隙，在电磁力作用下转盘52带动发动机转轴72起动发动机，发动机起动后由控制电路检测并控制电机断电。
本实施例的电机，在发动机旋转、电子绕组断电时无铁损。
图4和图5所示为开关磁组电机的实施举例。
请参阅图4和图5，本实施例的电机转子采用铁心54代替磁铁，铁心安装于转盘52侧壁内表面，与绕组34相对并与之保持一定气隙，铁心内壁设若干齿部。绕组34通电后产生旋转磁场，铁心54在电磁力作用下带动转盘和发动机转轴72旋转从而起动发动机，发动机起动后由控制电路检测知并控制电机断电。
本实施例的电机，在发动机旋转、电子绕组断电时无铁损，且磁阻电机控制电路简单、成本低。
图6和图7所示为空心杯有刷直流电机的实施举例。
请参阅图6和图7，发动机70上装有电机定子支撑架，所述支撑架由导磁材料制成，包括沿径向间隔设置的内圈32a和外圈32b，定子磁铁34装设于支撑架的内圈32a上，支撑架外圈32b形成导磁铁轭。转子绕组54装在转盘52上，并与定子磁铁34保持一定的径向气隙，直流电经电刷39、整流子59给绕组54通电，在电磁力作用下转盘52带动发动机70的转轴72起动发动机70。电机与外接电源之间设有一二极管，用于防止电机转子在外力作用下旋转产生的电流回流至电源。
本实施例的电机，在发动机旋转、电子绕组断电时无铁损，无电子电路、成本低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机用起动电机，包括定子和转子，其特征在于，所述转子直接安装至发动机的转轴从而直接驱动发动机的转轴旋转。
2.如权利要求1所述的起动电机，其特征在于，所述转子包括转盘固定安装至发动机的转轴上，所述定子固定安装至发动机的外壳。
3.如权利要求1或2所述的起动电机，其特征在于，所述定子位于形成于转盘与发动机外壳之间的空间内。
4.如权利要求3所述的起动电机，其特征在于，所述定子包括固定安装至发动机外壳的支撑体、固定至支撑体的定子铁心、及绕设于定子铁心上的绕组。
5.如权利要求4所述的起动电机，其特征在于，所述电机为无刷电机，所述转子还包括固定安装至转盘上的永久磁铁，所述永久磁铁与绕组相对。
6.如权利要求4所述的起动电机，其特征在于，所述电机为异步感应电机，转盘内表面安装有鼠笼导体结构，与定子绕组相对。
7.如权利要求4所述的起动电机，其特征在于，所述电机为开关磁阻电机，所述转子还包括固定安装至转盘上的与绕组相对的铁芯，所述铁芯内表面形成若干齿。
8.如权利要求3所述的起动电机，其特征在于，所述电机为空心杯直流电机，所述转子还包括固定安装至转盘的绕组和换向器，所述定子包括固定安装至发动机外壳的支撑体、固定至所述支撑体的与绕组相对的永久磁铁，及固定至支撑体用于与换向器滑动接触的电刷。
9.如权利要求8所述的起动电机，其特征在于，所述支撑体包括内圈和外圈，所述磁铁安装于内圈的外表面，绕组位于磁铁与外圈之间。
10.如权利要求9所述的起动电机，其特征在于，所述支撑体由导磁材料制成。
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