CN107215166A - 基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆及其控制方法，其特征是设置可调惯性质量的阻尼器是由左右端盖在圆筒形壳体的两端封闭形成圆筒体，左端盖固连左侧杆，阻尼器的中心轴的输出端自右端盖凸伸，并固定连接右侧杆，构成汽车横向稳定杆；在左侧杆和右侧杆发生扭转时，利用阻尼器在左侧杆和右侧杆之间产生扭转角和阻尼力；阻尼器中惯性质量调节机构的转动输出同时为发电机构提供驱动力并产生电能，通过半主动控制改变磁流变液属性，调节阻尼器输出特性，进而调节汽车横向稳定杆性能，其扭转刚度可调，有利于改善汽车侧倾安全性和舒适性。

Description

基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆及其控制方法，属于车辆安全和舒适性技术领域。

背景技术

横向稳定杆，是汽车悬架系统中的一种辅助弹性元件。其作用是防止车身在转弯时产生过大的侧倾角，目的是防止汽车横向倾翻，提高汽车的行驶安全性和改善驾驶平顺性。传统横向稳定杆的单一扭转刚度，使得横向稳定杆的防侧倾调节范围有限，往往难以满足车辆各种工况的要求，无法根据工况来调节横向稳定杆的防侧倾性能。尤其是汽车在大侧向加速度工况下，车身侧倾角较大容易产生危险。

主动式横向稳定杆，例如液压式主动横向稳定杆和电机式主动横向稳定杆，虽然也有在一些高档汽车和特殊车辆上应用，但是高昂的成本、复杂的控制系统和较高的能耗也影响了主动横向稳定杆的普及；半主动式横向稳定杆，能较好地结合传统横向稳定杆和主动式横向稳定杆的优点，具有适应工况范围广、控制系统简单等优点。但现有技术中的半主动执行器(例如磁流变阻尼器)和半主动控制系统在通常需要一直外接供电设备，产生额外的能量消耗并使系统结构复杂。

发明内容

本发明是为了解决上述现有的技术存在的不足之处，提出一种基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆及其控制方法，以期实现汽车横向稳定杆扭转刚度可调节，在低速转弯时横向稳定杆提供较小的扭转刚度来提高平顺性，而在高速转弯时采用较大的扭转刚度来减小车身侧倾角，提高安全性。并且装有发电机构、充电电路和储能装置。并辅以半主动控制电路和开关控制电路来实现本发明的汽车横向稳定杆的扭转刚度可调节特性。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆的特点是：

设置可调惯性质量的阻尼器，所述阻尼器是由左端盖和右端盖在圆筒形壳体的两端封闭形成圆筒体，在所述左端盖上固定连接左侧杆，阻尼器的中心轴的输出端自右端盖凸伸，并固定连接右侧杆，构成汽车横向稳定杆；在所述左侧杆和右侧杆发生扭转时，利用所述阻尼器在左侧杆和右侧杆之间产生扭转角和阻尼力；

所述阻尼器的结构形式是：在所述圆筒体中，自右端朝向左端依次设置变速机构、惯性质量调节机构、整流机构和发电机构；中心轴通过变速机构驱动惯性质量调节机构运动，产生阻尼力；利用所述惯性质量调节机构的转动输出为发电机构提供驱动力并产生电能；所述中心轴与发电机构的转子轴为同轴装配、相互之间通过轴承相连接，可相对独立转动，中心轴的右端通过轴套支承在右端盖上，转子轴的左端通过轴承支承在左端盖上。

本发明基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆的特点也在于：所述惯性质量调节机构的结构形式是：

以长套筒为内筒，以励磁外壳为外筒，在励磁外壳的两端利用螺钉固定连接环形挡板，长套筒的两端在环形挡板的中心孔中凸伸，并能在中心孔中转动，在环形挡板与长套筒之间设置密封圈，以所述长套筒、励磁外壳以及环形挡板形成封闭的环形柱腔，长套筒与中心轴以轴承同轴装配，利用变速机构的转动输出驱动所述长套筒发生转动；

在所述环形柱腔内，在长套筒的外圆周面上沿轴向间隔设置惯性质量盘，所述惯性质量盘随长套筒发生转动；在所述励磁外壳的内周面上沿轴向间隔设置固定盘，使得在环形柱腔的纵切面上，惯性质量盘和固定盘一一间隔呈叉指结构，指间间隙为充有磁流变液的磁流变液通道；各电磁线圈位于由励磁外壳、固定盘及其定位挡圈形成的环形腔内；各电磁线圈与各惯性质量盘在轴向位置上一一对应；相邻的电磁线圈其绕组绕线方向相反；剪切模式下，磁流变液对惯性质量盘的转动产生阻尼力，控制电磁线圈的工作电流实现对阻尼力的调节。

本发明基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆的特点也在于：所述变速机构采用行星齿轮机构，所述行星齿轮机构中的行星架在右侧凸伸，并与中心轴固定装配构成主动件，太阳轮与长套筒的右端固定装配构成从动件，齿圈与励磁外壳同轴且固定装配。

本发明基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆的特点也在于：所述发电机构设置为他励式发电机，包括转子总成、定子总成、整流器和端盖；

所述转子总成由转子轴、爪极、磁场绕组、磁轭和集电环组成；所述爪极是在圆盘的边缘均布六个鸟嘴形磁极的结构，两块爪极上的磁极沿圆周方向交错排布；转子轴上压装两块爪极，在爪极的空腔内设置磁场绕组和磁轭；所述集电环是两个相互绝缘的铜环，集电环压装在转子轴上并与转子轴绝缘，两个铜环分别与磁场绕组的两端相连接；所述定子总成由定子铁芯和定子绕组组成，定子铁芯由内圈带槽的硅钢片叠成，形成铁芯槽，定子绕组设置在铁芯槽中，定子绕组为三相绕组；所述整流器是由硅整流二极管组成的三相全波桥式整流电路，利用所述整流器将定子总成输出的三相交流电整流为直流输出；

本发明基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆的特点也在于：所述整流机构为机械式整流结构，位于长套筒与转子轴之间的轴向位置上，利用整流机构使惯性质量调节机构和中心轴的双向旋转转换为发电机构转子总成的单向旋转。

本发明基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆的控制方法的特点是：对于所述发电机构的输出电能进行检测和处理获得发电机构输出信号，并传送至阻尼力控制电路；对于所述阻尼器的扭转角和阻尼力进行检测和处理获得阻尼器输出信号，并传送至阻尼力控制电路；由所述阻尼力控制电路根据所述发电机构输出信号和阻尼器输出信号输出阻尼力控制信号，并通过电流控制器向所述惯性质量调节机构输出电流驱动信号，调整电流驱动信号以调整所述惯性质量调节机构中电磁线圈产生的磁场强度，进而改变磁流变液的属性，实现阻尼器输出阻尼力半主动调节。

本发明控制方法的特点也在于：在所述阻尼器投入工作的起始阶段，发电机处于起动过程，由外部电源为磁场绕组供电，整流机构带动转子轴发生转动，使发电机构得以发电；在转子轴的转速达到设定值时，发电机构的输出电能经整流器整流后为储能装置充电或通过开关控制电路直接为磁场绕组供电，从而减少或去除外部电源输入。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明采用可调惯性质量阻尼器，可以根据工况要求，半主动地控制横向稳定杆阻尼力的输出，进而调节了扭转刚度和扭转角，实现在低速转弯时横向稳定杆提供较小的扭转刚度来提高平顺性，而在高速转弯时采用较大的扭转刚度来提高安全性。

2、本发明能够解决传统主动控制或半主动控制横向稳定杆需要额外配置供电电源的问题，集半主动可控阻尼力和发电储能功能于一体，避免了外接电源的复杂系统。

3、本发明采用的整流机构安装于惯性质量调节机构的长套筒与发电机构转子总成之间：(i)通过设定行星系齿轮之间的固定方式和模数比能够实现发电机输入端运动速度的放大，增加发电量同时也增加阻尼力；(ii)通过整流机构使电机输入端无论如何旋转，输出端始终向着一个方向旋转，减少了发电机正反转时候的能量损失和产生的惯性质量冲击。

4、本发明中的可调惯性质量阻尼器尤其适用于小扭转角大扭力需求的应用场合；通过惯性质量盘和发电机构的自身惯性质量产生阻尼力；通过磁流变效应再产生并调节阻尼力；通过变速机构放大惯性质量调节机构产生的阻尼力，多个阻尼力产生来源并放大，实现了小转角工况下的大阻尼力的输出。

附图说明

图1为本发明汽车横向稳定杆的示意图；

图2为本发明可调惯性质量阻尼器结构示意图；

图3为本发明中惯性质量调节机构结构示意图；

图4a为本发明中发电机构结构示意其电路原理图；

图4b为本发明中发电机构中爪极的结构示意图；

图5a为本发明中半主动系统反馈控制框图；

图5b为基于图5a控制方法的可调惯性质量阻尼器的控制框图；

图5c为本发明汽车横向稳定杆的半主动控制框图；

图6为本发明另一实施方式；

图7为不同控制方法时，车身侧向加速度和侧倾角的关系对比图。

图中标号：1阻尼器，2左侧杆，3右侧杆，4右端盖，5左端盖，6发电机构，7整流机构，8惯性质量调节机构，9变速机构，10中心轴，61定子铁芯，62定子绕组，63端盖，64转子轴，65爪极，66磁场绕组，67磁轭，68集电环，69整流器，81挡板，82惯性质量盘，83固定盘，84电磁线圈，85定位挡圈，86通道密封螺栓，87长套筒，88长套筒轴承，89密封圈，810磁流变液，811励磁外壳。

具体实施方案

本实施例中基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆的结构形式是：

参见图1和图2，设置可调惯性质量的阻尼器1，阻尼器1是由左端盖5和右端盖4在圆筒形壳体的两端封闭形成圆筒体，在左端盖5上固定连接左侧杆2，阻尼器的中心轴10的输出端自右端盖4凸伸，并固定连接右侧杆3，构成汽车横向稳定杆；在左侧杆2和右侧杆3发生扭转时，利用阻尼器1在左侧杆2和右侧杆3之间产生扭转角和阻尼力。

如图2和图3所示，阻尼器1的结构形式是：在圆筒体中，自右端朝向左端依次设置变速机构9、惯性质量调节机构8、整流机构7和发电机构6；中心轴10通过变速机构9驱动惯性质量调节机构8运动，产生阻尼力；利用惯性质量调节机构8的转动输出为发电机构6提供驱动力并产生电能；中心轴10与发电机构6的转子轴64为同轴装配、相互之间通过轴承相连接，可相对独立转动，中心轴10的右端通过轴套支承在右端盖4上，转子轴64的左端通过轴承支承在左端盖5上，中心轴10和转子轴64可相互独立转动。

如图2和图3所示，惯性质量调节机构8的结构形式是：以长套筒87为内筒，以励磁外壳811为外筒，在励磁外壳811的两端利用螺钉固定连接环形挡板81，长套筒87的两端在环形挡板81的中心孔中凸伸，在长套筒87与中心轴10之间设置长套筒轴承88，长套筒87与中心轴10以长套筒轴承同轴装配，使长套筒87能够在中心孔中转动，实现惯性质量调节机构8与中心轴10的同轴装配，在环形挡板81与长套筒87之间设置密封圈89，以长套筒87、励磁外壳811以及环形挡板81形成封闭的环形柱腔，利用变速机构9的转动输出驱动长套筒87发生转动，通道密封螺栓86用于对设置在环形挡板81上的通孔进行密封；在环形柱腔内，在长套筒87的外圆周面上沿轴向间隔设置惯性质量盘82，惯性质量盘82随长套筒87发生转动；在励磁外壳811的内周面上沿轴向间隔设置固定盘83，使得在环形柱腔的纵切面上，惯性质量盘82和固定盘83一一间隔呈叉指结构，指间间隙为充有磁流变液810的磁流变液通道；各电磁线圈84位于由励磁外壳811、固定盘83及其定位挡圈85形成的环形腔内；各电磁线圈84与各惯性质量盘82在轴向位置上一一对应；相邻的电磁线圈其绕组绕线方向相反；当线圈通电后，形成的磁路方向为：惯性质量盘82-磁流变液810-固定盘83-励磁外壳811-固定盘83-磁流变液810-惯性质量盘82；剪切模式下，磁流变液对惯性质量盘82的转动产生阻尼力，控制电磁线圈84的工作电流即控制磁场强度，产生可控阻尼力，实现对阻尼力的调节。

如图2所示，变速机构9采用行星齿轮机构，行星齿轮机构中的行星架在右侧凸伸，并与中心轴10固定装配构成主动件，太阳轮与长套筒87的右端固定装配构成从动件，齿圈与励磁外壳811同轴且固定装配。

如图2、图4a和图4b所示，发电机构6设置为他励式发电机，包括转子总成、定子总成、整流器69和端盖63；转子总成由转子轴64、爪极65、磁场绕组66、磁轭67和集电环68组成；图4b所示的本实施例中的爪极65是在圆盘的边缘均布六个鸟嘴形磁极的结构，两块爪极65上的磁极沿圆周方向交错排布；转子轴64上压装两块爪极65，在爪极65的空腔内设置磁场绕组66和磁轭67；集电环68是两个相互绝缘的铜环，集电环68压装在转子轴64上并与转子轴64绝缘，两个铜环分别与磁场绕组66的两端相连接；定子总成由定子铁芯61和定子绕组62组成，定子铁芯61由内圈带槽的硅钢片叠成，形成铁芯槽，定子绕组62设置在铁芯槽中，定子绕组为三相绕组；整流器69是由硅整流二极管组成的三相全波桥式整流电路，利用整流器69将定子总成输出的三相交流电整流为直流输出。

图2所示的本实施例中的整流机构7为机械式整流结构，位于长套筒87与转子轴64之间的轴向位置上，整流机构7的结构形式引自公开号为CN106369101A、发明名称为《一种馈能式磁流变液能量吸收器》的发明专利申请公开文本中，如公开文本CN106369101A中图6a、图6b和图6c所示，整流机构7中第一级齿轮组行星架凸伸与惯性质量调节机构8的长套筒87的左侧固定连接，第二级齿轮组太阳轮与发电机构6的转子轴64的右侧固定连接，利用整流机构7使惯性质量调节机构8和中心轴10的双向旋转转换为发电机构转子总成的单向旋转，避免发电机构6因双向旋转形成的能量损失和惯性质量冲击。

本实施例中基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆的控制方法是：对于发电机构6的输出电能进行检测和处理获得发电机构输出信号，并传送至阻尼力控制电路；对于阻尼器1的扭转角和阻尼力进行检测和处理获得阻尼器输出信号，并传送至阻尼力控制电路；由阻尼力控制电路根据发电机构输出信号和阻尼器输出信号输出阻尼力控制信号，并通过电流控制器向惯性质量调节机构8输出电流驱动信号，调整电流驱动信号以调整惯性质量调节机构8中电磁线圈84产生的磁场强度，进而改变磁流变液的属性，实现阻尼器输出阻尼力半主动调节。

本实施例中的控制方法包括：在阻尼器1投入工作的起始阶段，发电机6处于起动过程，由外部电源为磁场绕组66供电，整流机构7带动转子轴64发生转动，使发电机构6得以发电；在转子轴64的转速达到设定值时，发电机构6的输出电能经整流器69整流后为储能装置充电或通过开关控制电路直接为磁场绕组66供电，从而减少或去除外部电源输入。

图5a所示为实施例中磁流变阻尼器的半主动系统反馈控制系统，包括：磁流变执行器、被控对象、传感器、电流驱动器、系统状态控制电路和阻尼力控制电路。被控对象在输入激励后输出到传感器，系统状态控制电路输出目标值给阻尼力控制电路，目标值和磁流变执行器的输出力在阻尼力控制电路中分析处理后，电流驱动器输出控制电流给磁流变执行器，进而输出力到被控对象。

图5b所示为基于图5a的可调惯性质量阻尼器的半主动控制方法，定子总成输出经过电压幅值检测电路和信号处理后输出信号到阻尼力控制电路；阻尼器在输入激励后输出扭转角和阻尼力至力和角度传感器和发电机构6的转子；力和角度传感器输出信号至阻尼力控制电路，产生控制信号至电流控制器，电流驱动器在电流控制器作用下为惯性质量调节机构8输入控制电流；改变惯性质量调节机构8的电磁线圈84产生的磁场强度可改变磁流变液的属性，实现可调惯性质量阻尼器1输出阻尼力半主动调节。

图5c所示本发明汽车横向稳定杆的半主动控制框图，设置被控对象为横向稳定杆，输入外部激励并在半主动控制后输出阻尼力和扭转角；横向稳定杆输出的转动运动使发电机构转子总成转动产生电能；定子总成的输出可为储能装置充电或通过开关控制电路输入转子总成；横向稳定杆输出经过传感器反馈到阻尼力控制模块，并控制电流驱动器输出控制电流到惯性质量调节机构8；可调惯性质量阻尼器1在半主动控制下输出阻尼力和扭转角到横向稳定杆。

图6为本发明可调惯性质量阻尼器的另一实施方案，可调惯性质量阻尼器由左端盖5、右端盖4、惯性质量调节机构8、变速机构9和中心轴10组成；变速机构9和惯性质量调节机构8与图2和图3所示结构相同，外部电源按控制信号要求输入到惯性质量调节机构8的电磁线圈84，可改变惯性质量调节机构产生的阻尼力。图6所示实施方式是一种无发电功能的可调惯性质量阻尼器。

图7中曲线a，b，d和e分别是在惯性质量调节机构输入不同电流，产生的阻尼力是传统汽车横向稳定杆的2倍、1.5倍、1倍和0.7倍时的侧向加速度和侧倾角关系；曲线c表示对惯性质量调节机构输入变化的控制电流，并且控制电流随着侧倾角的增大而增大时的侧向加速度和侧倾角关系。惯性质量调节机构的输入电流越大，磁流变效应产生的阻尼力越大，汽车横向稳定杆的扭转刚度越大；反映在汽车车身即电流越大，在相同的侧向加速度工况下，车身侧倾角越小；单一的输入电流只能产生不变的扭转刚度。在本发明所述的控制方法的控制下，基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆相对于传统汽车横向稳定杆，可实现在较小侧向加速度工况下有较大的侧倾角；在较大侧向加速度工况下有较小的侧倾角，提高安全性。

本发明所述的可调惯性质量阻尼器及其控制方法，还可以应用到其他小扭转角大阻尼力的场合，并进行半主动控制。

Claims (7)

1.一种基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆，其特征是：

设置可调惯性质量的阻尼器(1)，所述阻尼器(1)是由左端盖(5)和右端盖(4)在圆筒形壳体的两端封闭形成圆筒体，在所述左端盖(5)上固定连接左侧杆(2)，阻尼器的中心轴(10)的输出端自右端盖(4)凸伸，并固定连接右侧杆(3)，构成汽车横向稳定杆；在所述左侧杆(2)和右侧杆(3)发生扭转时，利用所述阻尼器(1)在左侧杆(2)和右侧杆(3)之间产生扭转角和阻尼力；

所述阻尼器(1)的结构形式是：在所述圆筒体中，自右端朝向左端依次设置变速机构(9)、惯性质量调节机构(8)、整流机构(7)和发电机构(6)；中心轴(10)通过变速机构(9)驱动惯性质量调节机构(8)运动，产生阻尼力；利用所述惯性质量调节机构(8)的转动输出为发电机构(6)提供驱动力并产生电能；所述中心轴(10)与发电机构(6)的转子轴(64)为同轴装配、相互之间通过轴承相连接，可相对独立转动，中心轴(10)的右端通过轴套支承在右端盖(4)上，转子轴(64)的左端通过轴承支承在左端盖(5)上。

2.根据权利要求1所述的基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆，其特征是所述惯性质量调节机构(8)的结构形式是：

以长套筒(87)为内筒，以励磁外壳(811)为外筒，在励磁外壳(811)的两端利用螺钉固定连接环形挡板(81)，长套筒(87)的两端在环形挡板(81)的中心孔中凸伸，并能在中心孔中转动，在环形挡板(81)与长套筒(87)之间设置密封圈(89)，以所述长套筒(87)、励磁外壳(811)以及环形挡板(81)形成封闭的环形柱腔，长套筒(87)与中心轴(10)以轴承同轴装配，利用变速机构(9)的转动输出驱动所述长套筒(87)发生转动；

在所述环形柱腔内，在长套筒(87)的外圆周面上沿轴向间隔设置惯性质量盘(82)，所述惯性质量盘(82)随长套筒(87)发生转动；在所述励磁外壳(811)的内周面上沿轴向间隔设置固定盘(83)，使得在环形柱腔的纵切面上，惯性质量盘(82)和固定盘(83)一一间隔呈叉指结构，指间间隙为充有磁流变液(810)的磁流变液通道；各电磁线圈(84)位于由励磁外壳(811)、固定盘(83)及其定位挡圈(85)形成的环形腔内；各电磁线圈(84)与各惯性质量盘(82)在轴向位置上一一对应；相邻的电磁线圈其绕组绕线方向相反；剪切模式下，磁流变液对惯性质量盘(82)的转动产生阻尼力，控制电磁线圈(84)的工作电流实现对阻尼力的调节。

3.根据权利要求1所述的基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆，其特征是：所述变速机构(9)采用行星齿轮机构，所述行星齿轮机构中的行星架在右侧凸伸，并与中心轴(10)固定装配构成主动件，太阳轮与长套筒(87)的右端固定装配构成从动件，齿圈与励磁外壳(811)同轴且固定装配。

4.根据权利要求1所述的基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆，其特征是：所述发电机构(6)设置为他励式发电机，包括转子总成、定子总成、整流器(69)和端盖(63)；

所述转子总成由转子轴(64)、爪极(65)、磁场绕组(66)、磁轭(67)和集电环(68)组成；所述爪极(65)是在圆盘的边缘均布六个鸟嘴形磁极的结构，两块爪极(65)上的磁极沿圆周方向交错排布；转子轴(64)上压装两块爪极(65)，在爪极(65)的空腔内设置磁场绕组(66)和磁轭(67)；所述集电环(68)是两个相互绝缘的铜环，集电环(68)压装在转子轴(64)上并与转子轴(64)绝缘，两个铜环分别与磁场绕组(66)的两端相连接；所述定子总成由定子铁芯(61)和定子绕组(62)组成，定子铁芯(61)由内圈带槽的硅钢片叠成，形成铁芯槽，定子绕组(62)设置在铁芯槽中，定子绕组为三相绕组；所述整流器(69)是由硅整流二极管组成的三相全波桥式整流电路，利用所述整流器(69)将定子总成输出的三相交流电整流为直流输出。

5.根据权利要求1所述的基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆，其特征是：所述整流机构(7)为机械式整流结构，位于长套筒(87)与转子轴(64)之间的轴向位置上，利用整流机构(7)使惯性质量调节机构(8)和中心轴(10)的双向旋转转换为发电机构转子总成的单向旋转。

6.一种权利要求1所述的基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆的控制方法，其特征是：对于所述发电机构(6)的输出电能进行检测和处理获得发电机构输出信号，并传送至阻尼力控制电路；对于所述阻尼器(1)的扭转角和阻尼力进行检测和处理获得阻尼器输出信号，并传送至阻尼力控制电路；由所述阻尼力控制电路根据所述发电机构输出信号和阻尼器输出信号输出阻尼力控制信号，并通过电流控制器向所述惯性质量调节机构(8)输出电流驱动信号，调整电流驱动信号以调整所述惯性质量调节机构(8)中电磁线圈(84)产生的磁场强度，进而改变磁流变液的属性，实现阻尼器输出阻尼力半主动调节。

7.根据权利要求6所述的基于可调惯性质量的汽车横向稳定杆的控制方法，其特征是：在所述阻尼器(1)投入工作的起始阶段，发电机(6)处于起动过程，由外部电源为磁场绕组(66)供电，整流机构(7)带动转子轴(64)发生转动，使发电机构(6)得以发电；在转子轴(64)的转速达到设定值时，发电机构(6)的输出电能经整流器(69)整流后为储能装置充电或通过开关控制电路直接为磁场绕组(66)供电，从而减少或去除外部电源输入。