ES2234436A1 - Generador ca polifasico sin escobillas y aparato de control de excitacion para el mismo. - Google Patents
Generador ca polifasico sin escobillas y aparato de control de excitacion para el mismo.Info
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Abstract
La presente invención se refiere a un generador CA polifásico sin escobillas que es adecuado para la excitación para avance de ángulo y a un aparato de control de excitación para uso con él. Un generador CA polifásico sin escobillas sensores de polo magnético, cada uno para detectar la posición rotativa de un rotor e incluyendo una pluralidad de fases a cada una de las cuales se suministra una corriente de fase, teniendo la corriente de fase su temporización de suministro avanzada en ángulo una cantidad predeterminada de ángulo según la señal de detección del sensor de polo magnético, donde cada uno de los sensores de polo magnético está dispuesto de manera que la temporización con que la corriente de fase se suministra para avance de ángulo pueda coincidir con la temporización con que se cambia el campo magnético detectado por el sensor de polo magnético.
Description
Generador CA polifásico sin escobillas y aparato
de control de excitación para el mismo.
La presente invención se refiere a un generador
CA polifásico sin escobillas y un aparato de control de excitación
para el mismo y, más en particular, a un generador CA polifásico sin
escobillas y su aparato de control de excitación que son adecuados
para la excitación realizada para producir el avance del ángulo
objetivo.
Convencionalmente, un motor de arranque y un
generador para uso en un motor de combustión interna se montaban
individualmente por separado. Sin embargo, por ejemplo, el boletín
oficial de la Solicitud de Patente japonesa publicada número
Hei-10-148142 describe un sistema
de dispositivo de arranque/generador en el que la función del
dispositivo de arranque y la del generador se han integrado entre
sí.
Por otra parte, como un motor de arranque para
uso en el motor de combustión interna se conoce una máquina
eléctrica rotativa del tipo de imán permanente de rotación externa
que tiene un rotor cilíndrico que gira alrededor de la periferia
exterior del estator. Además, en tal máquina eléctrica rotativa del
tipo de imán permanente, para mitigar la distorsión del flujo
magnético entre el rotor y el estator y por lo tanto evitar la
aparición de las vibraciones de par, por ejemplo el boletín oficial
de la Solicitud de Patente japonesa publicada número
Hei-8-275476 describe una máquina
eléctrica rotativa del tipo de imán permanente donde se forma una
porción interpolos entre dos imanes adyacentes de los imanes
permanentes.
En la máquina eléctrica rotativa convencional del
tipo de imán permanente equipada con las porciones interpolos,
dichas porciones interpolos funcionan también como parte de los
imanes permanentes. Por esta razón, con respecto a la temporización
a la que se produce excitación de la máquina eléctrica rotativa, es
preferible que el ángulo objetivo se avance un ángulo
correspondiente a la anchura en la dirección de rotación de la
porción interpolos.
En la técnica anterior, la temporización de
excitación estándar (ángulo objetivo de 0º) se detecta como el
cambio en la señal de detección de un sensor de polo magnético y,
según esta temporización de excitación estándar, la posición en que
se ha de avanzar el ángulo objetivo se determinó mediante la
realización de un cálculo relevante. Por lo tanto, especialmente en
una banda de rotación baja en la que el número de rotaciones del
rotor resulta inestable, la posición de avance de ángulo objetivo
no se podía obtener con precisión.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un generador CA polifásico sin escobillas y su aparato
de control de excitación que se han dispuesto de manera que la
corriente de fase suministrada a cada fase permita avanzar con
precisión solamente un ángulo predeterminado.
Para alcanzar el objetivo anterior, la presente
invención tiene las características de que se han tomado las
medidas siguientes.
(1) Un generador CA polifásico sin escobillas
incluyendo sensores de polo magnético, cada uno para detectar la
posición rotativa de un rotor, e incluyendo una pluralidad de fases
a cada una de las cuales se suministra una corriente de fase,
teniendo la corriente de fase su temporización de suministro
avanzada en ángulo una cantidad predeterminada de ángulo según la
señal de detección del sensor de polo magnético. Cada uno de los
sensores de polo magnético está dispuesto de manera que la
temporización con la que se suministra la corriente de fase para
avance de ángulo pueda coincidir con la temporización con la que se
cambia el campo magnético detectado por el sensor de polo
magnético.
(2) Un aparato de control de excitación para el
generador CA polifásico sin escobillas que tiene sensores de polo
magnético, y según la señal de salida de dichos sensores de polo
magnético, una rotación completa del rotor se divide en una
pluralidad de etapas, por lo que las respectivas corrientes de fase
son controladas en unidades de la etapa. La fase de la corriente de
fase suministrada a cada fase se avanza en ángulo la mitad de la
banda angular correspondiente a la etapa.
Según la característica antes descrita (1),
cuando la posición de rotación del rotor ha llegado a la
temporización de cambio para la excitación realizada para hacer el
avance del ángulo objetivo, la señal de detección del sensor de
polo magnético cambia en respuesta a ella. Por lo tanto, la
temporización de cambio para el avance del ángulo de retardo puede
ser detectada con precisión según la señal de detección del sensor
de polo magnético.
Según la característica antes descrita (2),
cuando la posición de rotación del rotor ha llegado a la
temporización de cambio para la excitación realizada para hacer el
avance del ángulo objetivo no solamente al tiempo de la rotación
normal del rotor, sino también al tiempo de su rotación inversa, la
señal de detección del sensor de polo magnético se desplaza en
respuesta a ella. Por lo tanto, es posible detectar con exactitud
la temporización de cambio para el avance de ángulo.
La figura 1 es una vista lateral completa de un
vehículo de motor de dos ruedas tipo scooter de la presente
invención.
La figura 2 es una vista en sección de una unidad
oscilante mostrada en la figura 1, tomada a lo largo de un
cigüeñal.
La figura 3 es una vista en planta parcialmente
cortada tomada a lo largo de un plano perpendicular a un eje
rotativo (cigüeñal) de un dispositivo de arranque/generador
combinado (una máquina eléctrica rotativa del tipo de imán
permanente).
La figura 4 es una vista lateral en sección de la
figura 3.
La figura 5 es una vista en planta de un yugo de
rotor.
La figura 6 es una vista lateral del yugo de
rotor.
La figura 7 es una vista parcial ampliada del
yugo de rotor.
La figura 8 es una vista que ilustra el
funcionamiento (durante el suministro de la potencia) de las
porciones de intervalo dispuestas en el yugo de rotor.
La figura 9 es una vista que ilustra el
funcionamiento (durante la generación) de las porciones de intervalo
dispuestas en el yugo de rotor.
La figura 10 es una vista parcialmente ampliada
de la figura 9.
La figura 11 es una vista parcialmente ampliada
de la figura 10.
La figura 12 es un diagrama de bloques de un
sistema de control para el dispositivo de arranque/generador
combinado.
La figura 13 es una vista que representa
típicamente la temporización del funcionamiento en una realización
de la presente invención con la que se controla la excitación.
La figura 14 es un diagrama de forma de onda de
señal que ilustra un caso donde la excitación para rotación normal
en un ángulo de 120° se ha ejecutado con el avance de ángulo
objetivo de 5º.
La figura 15 es un diagrama de forma de onda de
señal que ilustra un caso donde la excitación para rotación normal
en un ángulo de 180° se ha ejecutado con el avance del ángulo
objetivo de 10°.
Y la figura 16 es un diagrama de forma de onda de
señal que ilustra un caso donde la excitación para rotación inversa
en un ángulo de 120° se ha ejecutado con el avance del ángulo
objetivo de 5°.
La presente invención se describirá aquí con
detalle con referencia a las figuras. La figura 1 es una vista
lateral completa de un vehículo de motor de dos ruedas tipo scooter
al que se aplica la unidad de control de generación de potencia para
vehículo de la presente invención.
Porciones delantera y trasera de una carrocería
de vehículo están conectadas mediante una porción de suelo bajo 4.
Un bastidor de carrocería que sirve como una estructura de la
carrocería de vehículo se compone en general de tubos descendentes 6
y tubos principales 7. Un depósito de combustible y un
compartimiento portaobjetos (no mostrados) se soportan por los
tubos principales 7 y un asiento 8 está dispuesto encima.
En la porción delantera de la carrocería de
vehículo, un manillar 11 se soporta por y encima de un tubo
delantero de dirección 5 mediante un eje, mientras que una
horquilla delantera 12 se extiende hacia abajo desde el tubo
delantero de dirección y una rueda delantera FW se soporta mediante
un eje en un extremo inferior de la horquilla delantera 12. El
manillar 11 se cubre por arriba con una cubierta de manillar 13 que
también sirve como un panel de instrumentos. Soportes 15 sobresalen
de extremos inferiores de porciones ascendentes de los tubos
principales 7 y soportes sustentadores 18 de una unidad basculante 2
están conectados respectivamente a y soportados por los soportes 15
de forma basculante mediante elementos de articulación 16.
Un motor de combustión interna monocilindro de
dos tiempos E está montado en una porción delantera de la unidad
basculante 2. Una transmisión continuamente variable del tipo de
correa 10 está constituida hacia atrás del motor E y un mecanismo
reductor 9 está conectado a una porción trasera de la transmisión
de variación continua 10 mediante un embrague centrífugo,
soportándose una rueda trasera RW por el mecanismo reductor 9
mediante un eje. Un amortiguador trasero 3 está dispuesto entre un
extremo superior del mecanismo reductor 9 y una porción superior
curvada de un tubo principal 7. En la porción delantera de la
unidad basculante 2 están dispuestos un carburador 17 conectado a
un tubo de entrada 19 que se extiende desde el motor E y un filtro
de aire 14 conectado al carburador 17.
La figura 2 es una vista en sección de la unidad
basculante 2 tomada a lo largo de un cigüeñal 201, en la que los
mismos números de referencia o marcas que antes representan
porciones idénticas o equivalentes.
La unidad basculante 2 se cubre con un cárter 202
que está constituido combinando entre sí cárteres izquierdo y
derecho 202L, 202R. El cigüeñal 201 se soporta rotativamente por
cojinetes 208 y 209 que están fijados al cárter 202R. Una biela (no
representada) está conectada al cigüeñal 201 mediante un bulón
213.
El cárter izquierdo 202L también sirve como un
cárter de transmisión de variación continua del tipo de correa, y
una polea de accionamiento de correa 210 está montada rotativamente
en el cigüeñal 201 que se extiende hasta el cárter izquierdo 202L.
La polea de accionamiento de correa 210 comprende una mitad de
polea fija 210L y una mitad de polea móvil 210R. La mitad de polea
fija 210L está fijada a una porción de extremo izquierdo del
cigüeñal 201 mediante un saliente 211, y la mitad de polea móvil
210R está enchavetada al cigüeñal 201 en el lado derecho de la mitad
de polea fija 210L de manera que se pueda aproximar y alejar de la
mitad de polea fija. Una correa en V 212 es arrastrada entre ambas
mitades de polea 210L y 210R.
Una chapa excéntrica 215 está fijada al cigüeñal
201 en el lado derecho de la mitad de polea móvil 210R y una pieza
deslizante 215a dispuesta en un extremo periférico exterior de la
chapa excéntrica 215 se engancha deslizantemente con una porción
saliente deslizante de chapa excéntrica 210Ra formada axialmente en
un extremo periférico exterior de la mitad de polea móvil 210R. La
chapa excéntrica 215 situada en el lado derecho de la mitad de
polea móvil 210R tiene una superficie periférica exterior ahusada
inclinada hacia la mitad de polea móvil 210R y una bola de peso en
seco 216 se aloja en un espacio formado entre la superficie ahusada
y la mitad de polea móvil 210R.
A medida que aumenta la velocidad rotacional del
cigüeñal 201, la bola de peso en seco 216 situada entre la mitad de
polea móvil 210R y la chapa excéntrica 215 y adaptada para girar
con ellas se mueve en una dirección centrífuga con una fuerza
centrífuga, y la mitad de polea móvil 210R es empujada por la bola
de peso en seco 216 y se mueve hacia la izquierda, aproximándose a
la mitad de polea fija 210L. Como resultado, la correa en V 212
intercalada entre ambas mitades de polea 210L y 210R se mueve en
una dirección centrífuga y su diámetro de devanado resulta más
grande.
En la porción trasera del vehículo se ha
dispuesto una polea accionada (no representada) en una relación
correspondiente a la polea de accionamiento de correa 210 y la
correa en V 212 es arrastrada en la polea accionada. Con este
mecanismo de transmisión por correa, la potencia del motor E se
regula automáticamente y se transmite a un embrague centrífugo para
mover la rueda trasera RW mediante el mecanismo reductor 9.
Un dispositivo de arranque/generador combinado 1
como una combinación de un motor de arranque y un generador CA está
dispuesto dentro del cárter derecho 202R. En el dispositivo de
arranque/generador combinado 1, un rotor exterior 60 está fijado
con un tornillo 253 a una porción de extremo delantero ahusado del
cigüeñal 201 y un estator interior 50, que está dispuesto dentro del
rotor exterior 60, está fijado al cárter 202 a rosca con pernos
279. En cuanto a la construcción del dispositivo de
arranque/generador combinado 1, se describirá con detalle más
adelante con referencia a las figuras 3 a 7.
Un ventilador 280 tiene una porción cónica
central 280a, cuya porción de faldilla está fijada al rotor
exterior 60 con pernos 246, y el ventilador 280 se cubre con una
cubierta de ventilador 281 mediante un radiador 282.
Un piñón 231 está fijado al cigüeñal 201 en una
posición entre el dispositivo de arranque/generador combinado 1 y el
cojinete 209, y una cadena para activar un eje de excéntrica (no
representado) desde el cigüeñal 201 es arrastrada en el piñón 231.
El piñón 231 es solidario con un engranaje 232 que sirve para la
transferencia de potencia a una bomba de circulación de aceite
lubricante.
Las figuras 3 y 4 son respectivamente una vista
en planta parcialmente cortada tomada a lo largo de un plano
perpendicular a un eje rotativo (cigüeñal 201) del dispositivo de
arranque/generador combinado 1 (una máquina eléctrica rotativa del
tipo de imán permanente) y su vista lateral en sección, y las
figuras 5 y 6 son respectivamente una vista en planta de un yugo de
rotor y su vista parcialmente ampliada, en las que los mismos
números de referencia o marcas que antes representan las mismas
porciones o equivalentes.
Como se muestra en las figuras 3 y 4, el
dispositivo de arranque/generador 1 según esta realización se
compone de un estator 50 y un rotor exterior 60 adaptado para girar
a lo largo de una periferia externa del estator 50. El rotor
exterior 60 está formado por un yugo de rotor 61 formado laminando
láminas de acero al silicio en forma de aro en una forma
generalmente cilíndrica, como se muestra en las figuras 4 y 5,
imanes permanentes de polo N 62N e imanes permanentes de polo S 62S
introducidos alternativamente dentro de múltiples agujeros 611 que
se forman en la dirección circunferencial del yugo de rotor 61,
como se muestra en las figuras 3 y 7, y una carcasa de rotor en
forma de copa 63 que conecta el yugo de rotor 61 al cigüeñal 201,
como se muestra en las figuras 3 y 4.
La carcasa de rotor 63 está provista de una
porción de trinquete 63a en su extremo circunferencial. Curvando
la porción de trinquete 63a hacia dentro, el yugo de rotor 61 de
dicha estructura laminada se sujeta con agarre en su dirección
axial y los imanes permanentes 62 (62N, 62S) introducidos en los
agujeros 611 del yugo de rotor 61 se mantienen en posiciones
predeterminadas en el yugo de rotor 61.
El estator 50 está constituido laminando láminas
de acero al silicio e incluye un núcleo de estator 51 y un
saliente de estator 52, como se muestra en la figura 3. Un devanado
de estator 53 es arrastrado en cada saliente de estator 52 de
manera concentrada de polo único y una superficie principal del
estator 50 se cubre con una cubierta protectora 71.
Como se muestra en las figuras 5 y 6, se ha
formado doce agujeros 611 para la introducción axial de imanes
permanentes 62 a intervalos de 30° en la dirección circunferencial.
La porción entre agujeros adyacentes 611 funciona como un interpolo
613.
Como se muestra en la figura 7, imanes
permanentes 62, teniendo cada uno una sección generalmente en forma
de tambor, se introducen en los agujeros 611, respectivamente. En
esta realización, la forma de cada agujero 611 y la forma en
sección de cada imán permanente 62 no son las mismas. Con los
imanes permanentes 62 introducidos en los agujeros 611, se forman
primeros intervalos 612 en ambas porciones laterales en la
dirección circunferencial de cada imán permanente 62 y se forman
segundos intervalos 614 en el lado de estator en ambas porciones de
extremo de cada imán permanente 62.
La acción de la porción hendida 614 dispuesta en
el yugo de rotor 61 y la de la porción de intervalo 612 formada
entre el yugo de rotor 61 y el imán permanente 62 se explicará a
continuación con referencia a las figuras 8 y 9.
La figura 8 es una vista que ilustra la
distribución de densidad de flujo magnético cuando se ha hecho que
el dispositivo de arranque/generador 1 funcione como un motor de
arranque, mientras que la figura 9 es una vista que ilustra la
distribución de densidad de flujo magnético cuando se ha hecho que
este dispositivo 1 funcione como un generador.
Cuando se hace que el dispositivo de
arranque/generador 1, que funciona como un dispositivo de arranque
y como un generador, funcione como el motor de arranque, el
suministro de una corriente de excitación de la batería 42 a cada
devanado de estator 53 mediante la unidad de control 40 va
acompañado por la acción siguiente. A saber, como se ilustra en la
figura 8, una línea de fuerza magnética que se ha generado a partir
de un polo saliente de estator 52N, que ha sido excitado de manera
que tenga un polo N, en la dirección radial atraviesa la superficie
anversa de lado de estator del imán permanente de polo S 62S a su
superficie inversa. Después, la mayor parte de ella pasa por la
porción de núcleo 615 del yugo de rotor 61 y su interpolo 613 y
después a través del polo saliente de estator 52S que está adyacente
al polo saliente de estator 52N y que ha sido excitado a un polo S.
Después pasa a través del núcleo de estator 51 para volver al polo
saliente de estator 52N que ha sido excitado al polo N.
Las porciones de intervalo 612 se forman entonces
en ambas porciones laterales que existen en la dirección periférica
de cada imán permanente 62, de manera que se disminuya el flujo
magnético de fuga desde la porción lateral de cada imán permanente
62 al interpolo 613. Por lo tanto, la mayoría de las líneas de
fuerza magnética van desde cada imán permanente 62 a la porción de
núcleo 615 del yugo de rotor 61, y además pasan a través del
interpolo 613 y llegan al lado de estator 50. Como consecuencia,
aumentan las componentes verticales del flujo magnético que pasan a
través de los intervalos de aire entre el rotor exterior 60 y el
estator 50, y por lo tanto el par motor se puede incrementar más
que en el caso sin porciones de intervalo 612.
Además, en esta realización, puesto que tanto en
el lado de estator como también en ambas porciones laterales del
imán permanente 62 se forman las hendiduras 614 para limitar el
trayecto magnético existente en la dirección periférica, también se
disminuye el flujo magnético de fuga que pasa por el lado interior
del yugo de rotor 61.
Como se ha ilustrado en la figura 10 a escala
ampliada, el interior de un círculo indicado con una línea
discontinua en la figura 8, una (614A) de las hendiduras 614
obstruye la entrada del flujo magnético B1 que pasa por el
interpolo 613 del yugo de rocor 61 a las porciones periféricas de
lado interior 616 del yugo de rotor 61. Por lo tanto, dicha
hendidura 614 actúa de manera que guíe de forma altamente eficiente
más del flujo magnético B1 al polo saliente de estator 52S. La otra
(614B) de las hendiduras 614 obstruye la entrada a los interpolos
613 del flujo magnético B2 que pasa desde el imán permanente 62N a
través de la porción periférica de lado interior 616 del yugo de
rotor 61. Por lo tanto, dicha hendidura 614B actúa de manera que
guíe de forma altamente eficiente más del flujo magnético B2 al polo
saliente de estator 52S. En consecuencia, aumentan más las
componentes verticales del flujo magnético que pasa por los
intervalos de aire entre el rotor exterior 60 y el estator 50. En
consecuencia, se puede incrementar más el par motor como el motor
de arranque.
Al hacer que el dispositivo de arranque/generador
1 funcione como un generador, como se ilustra en la figura 9, el
flujo magnético que se genera a partir de cada imán permanente 62
forma un circuito magnético cerrado junto con el polo saliente de
estator y el núcleo de estator. Por lo tanto, es posible generar en
el devanado de estator una corriente de generador correspondiente al
número de rotaciones del rotor.
En esta realización, el voltaje de regulación que
va a ser regulado por un regulador 100 como se describe más
adelante, se pone al valor de 14,5 V. Cuando, habiendo hecho que el
dispositivo de arranque/generador 1 funcione como el generador, el
voltaje de salida que se genera llega a dicho voltaje de regulación,
se hace que la corriente de fase se cortocircuite. En consecuencia,
fluye corriente de cortocircuito a cada devanado de estator 53 con
la fase de retardo. En consecuencia, disminuyen las líneas de fuerza
magnética que pasan por el estator 50, con el resultado de que
aumenta el flujo magnético de fuga que conecta entre sí dos imanes
adyacentes de los imanes permanentes 62. Por lo tanto, disminuye el
par accionado del dispositivo de arranque/generador 1. Por lo tanto,
la carga del motor de combustión interna E disminuye.
A saber, como se ha ilustrado en la figura 11 a
escala ampliada, un círculo indicado por una línea discontinua en la
figura 9, se generan los flujos magnéticos siguientes entre imanes
permanentes adyacentes 62S y 62N. Un flujo magnético B3 que pasa a
través de la porción periférica de lado exterior 617 del yugo de
rotor 61; un flujo magnético B4 que pasa a través del interpolo 613
del yugo de rotor 61; un flujo magnético B5 que pasa a través de
la porción periférica de lado interior 616 del yugo de rotor 61; y
un flujo magnético B6 que pasa a través de la porción periférica
lateral interior 616 del yugo de rotor 61, el entrehierro, y el polo
saliente de estator 52N.
Según esta realización, en la máquina eléctrica
rotativa del tipo de imán permanente donde el yugo de rotor 61 del
rotor exterior 60 tiene las porciones interpolos 613 entre los
respectivos imanes permanentes 62, los intervalos 612 y las
hendiduras 614 se han dispuesto entre los respectivos imanes
permanentes 62 y el yugo de rotor 61. Por lo tanto, disminuye el
flujo magnético de fuga entre cada dos imanes adyacentes de los
imanes permanentes y aumenta el flujo magnético que intersecta
verticalmente las porciones de entrehierro entre el rotor exterior
60 y el estator 50. Por consiguiente, es posible aumentar el par
motor cuando se hace que la máquina eléctrica rotativa del tipo de
imán permanente funcione como un motor de arranque sin aumentar el
par movido cuando se la hace funcionar como un generador.
La figura 12 es un diagrama de bloques de un
sistema de control para el dispositivo de arranque/generador
combinado 1, en el que los mismos números de referencia que antes
representan porciones idénticas o equivalentes.
Se ha dispuesto en una UCE (unidad de control
eléctrico) un rectificador trifásico de onda completa 300 para
rectificar en onda completa una corriente trifásica alterna
producida por la función de generador del dispositivo de
arranque/generador combinado 1 y un regulador 100 que restringe una
salida del rectificador de onda completa 300 a un voltaje regulador
predeterminado (un voltaje operativo del regulador: por ejemplo,
14,5 V).
A la UCE están conectados un sensor de ángulo de
rotor 29, una bobina de encendido 21, un sensor de acelerador 23, un
sensor de combustible 24, un conmutador de asiento 25, un
interruptor loco 26, un sensor de temperatura del agua refrigerante
27, y un pulsador de encendido 30, y se introducen señales de
detección desde estas porciones a la UCE. Una bujía 22 está
conectada a un lado secundario de la bobina de encendido 21.
También están conectados a la UCE un relé de
dispositivo de arranque 34, un interruptor de dispositivo de
arranque 35, interruptores de parada 36 y 37, un indicador de espera
38, un indicador de combustible 39, un sensor de velocidad 40, un
dispositivo de arranque automático secundario 41, y un faro 42. Se
ha dispuesto un conmutador regulador 43 en el faro 42.
Se suministra una corriente eléctrica a las
varias porciones anteriores desde una batería 46 mediante un
fusible principal 44 y un interruptor principal 45. La batería 46
está conectada directamente a la UCE mediante el relé de
dispositivo de arranque 34, mientras que tiene un circuito para
conexión a la UCE mediante el fusible principal 44 solo.
A continuación se explicará un método de
controlar la excitación para avanzar el ángulo objeto según esta
realización con referencia a los diagramas de forma de onda de las
figuras 13 a 16.
En esta realización, una rotación completa del
rotor se divide en una pluralidad de etapas (n° 0, n° 1, n° 2,...)
según las señales de detección de los respectivos sensores de polo
magnético 29U, 29V y 29W, y las respectivas corrientes de fase son
controladas en unidades de la etapa.
Como se ilustra en la figura 13, en esta
realización, la porción, correspondiente a 60° (ángulo mecánico),
del rotor se establece de manera que tenga un ángulo eléctrico de
360°, que se divide en seis etapas (n° 0 a n° 5). Por consiguiente,
una etapa corresponde al ángulo mecánico de 10°. En la banda de
rotación baja, y en el tiempo de rotación inversa del rotor, la
excitación para rotación normal (rotación inversa) realizada a
través del ángulo eléctrico de 120° se ejecuta con el avance de 5°
(ángulo mecánico). En la banda de rotación alta del rotor, la
excitación para rotación normal realizada a través del ángulo
eléctrico de 180° se ejecuta con el avance de 10° (ángulo
mecánico).
La figura 14 es un diagrama de forma de onda de
señal que ilustra un caso donde la excitación para rotación normal
del ángulo de 120° se ejecuta con el avance del ángulo de 5°. La
figura 15 es un diagrama de forma de onda de señal que ilustra un
caso donde la excitación para la rotación normal del ángulo de 180°
se ejecuta con el avance del ángulo de 10°. La figura 16 es un
diagrama de forma de onda de señal que ilustra un caso donde la
excitación para la rotación inversa del ángulo de 120° se ejecuta
con el avance del ángulo de 5°.
En esta realización, se ha dispuesto que cada uno
de los respectivos sensores de polo magnético 29U, 29V y 29W
detecte el cambio en el campo magnético y que, con la temporización
a la que dicha señal de detección es desplazada por ello, cambie la
temporización a la que la excitación se hace con respecto a cada
correspondiente fase.
En términos más concretos, en el caso de la
figura 14 donde la excitación para rotación normal del ángulo de
120° se ejecuta con el avance del ángulo de 5°, se lleva a cabo la
operación siguiente. Con la temporización a la que cae la señal de
detección del sensor de fase V (el sensor de polo magnético 29V),
es decir, con la temporización a la que la etapa n° 0 se cambia a la
etapa n° 1, se inicia la excitación en la dirección normal con
respecto a la fase V mientras que, en esta temporización, la
excitación en la dirección normal con respecto a la fase U se
mantiene parada. Igualmente, con la temporización a la que aumenta
la señal de detección del sensor de fase U (el sensor de polo
magnético 29U), es decir, con la temporización a la que la etapa n°
1 se cambia a la etapa n° 2, se inicia la excitación en la
dirección inversa con respecto a la fase U mientras que, en esta
temporización, la excitación en la dirección inversa con respecto a
la fase W se mantiene parada. Igualmente, con la temporización a la
que cae la señal de detección del sensor de fase W (el sensor de
polo magnético 29W), es decir, con la temporización a la que la
etapa n° 2 se cambia a la etapa n° 3, se inicia la excitación en la
dirección normal con respecto a la fase W mientras que, en esta
temporización, la excitación en la dirección normal con respecto a
la fase V se mantiene parada.
Igualmente, incluso en el caso del avance de
ángulo de 10° por la excitación de rotación normal de 180°
ilustrada en la figura 15, con la temporización a la que la etapa
n° 0 se cambia a la etapa n° 1, la excitación en la dirección
normal con respecto a la fase U se conmuta a la excitación en la
dirección inversa. Igualmente, con la temporización a la que la
etapa n° 1 se cambia a la etapa n° 2, la excitación en la dirección
inversa con respecto a la fase W se conmuta a la excitación en la
dirección normal. Igualmente, con la temporización a la que la
etapa n° 2 se cambia a la etapa n° 3, la excitación en la dirección
normal con respecto a la fase V se conmuta a la excitación en la
dirección inversa.
En otros términos, en esta realización, los
respectivos sensores de polo magnético 29U, 29V, y 29W están
dispuestos en sus posiciones predeterminadas de manera que puedan
detectar el cambio en el campo magnético con la temporización para
el suministro de avance de ángulo de cada corriente de fase y que,
por lo tanto, se pueda variar la salida de su señal de
detección.
En esta realización, los respectivos sensores de
polo magnético se han dispuesto en sus posiciones predeterminadas de
manera que la temporización para conmutar el suministro de avance
de ángulo de la corriente de fase pueda coincidir con la
temporización para el desplazamiento de la señal de detección del
sensor de polo magnético 29. Por lo tanto, resulta posible realizar
el control exacto de la excitación cuando se usa la corriente de
fase para avanzar la fase angular.
Además, en esta realización, puesto que los
grados de ángulo para el avance de la fase angular se han
establecido de manera que sean 5°, que es la mitad de los 10°
correspondientes a la fase angular monoetápica. Por lo tanto,
incluso en el caso del avance de ángulo de 5° por la excitación de
rotación inversa de 120°, ilustrada en la figura 16, usando el
mismo sensor de polo magnético 29 que en el caso de la rotación
normal, se obtiene la ventaja siguiente. A saber, es posible hacer
que la temporización para conmutar la excitación de ángulo de avance
coincida con la temporización para el desplazamiento de la señal
de sensor de polo magnético. Por consiguiente, según esta
realización, no solamente al tiempo de la rotación normal, sino
también al tiempo de la rotación inversa, resulta posible controlar
con precisión la excitación cuando se usa la corriente de fase para
el avance de ángulo.
Según la presente invención se obtienen los
efectos siguientes:
(1) Dado que la temporización a la que se conmuta
la excitación cuando se controla el avance de ángulo, coincide con
la temporización a la que el cambio en el campo magnético es
detectado por el sensor de polo magnético, resulta posible
controlar con precisión la excitación cuando se controla el avance
de ángulo.
(2) Dado que los grados de ángulo para el avance
de la fase angular se han establecido de manera que sean la mitad
del ángulo correspondiente a la fase angular monoetápica, incluso en
el caso del avance del ángulo de 5° por la excitación de rotación
inversa de 120°, es posible hacer que la temporización para
conmutar la excitación de ángulo de avance coincida con la
temporización para la detección del cambio en el campo magnético
por la señal de sensor de polo magnético.
Claims (7)
1. Un generador CA polifásico sin escobillas,
incluyendo el generador CA polifásico sin escobillas:
un estator (50) y su devanado (53);
un rotor cilíndrico (60) que tiene una pluralidad
de imanes permanentes (62) dispuesto cada uno en la dirección
circunferencial y girando con relación al estator;
sensores de polo magnético (29) para detectar la
posición rotativa de un rotor, caracterizado porque se
suministra una corriente de fase a cada fase de los devanados para
avance de ángulo según la señal de detección del sensor de polo
magnético,
el rotor tiene una porción interpolos (613) entre
cada dos imanes adyacentes de los imanes permanentes, donde la
corriente de fase suministrada a cada fase se avanza en ángulo una
cantidad de ángulo que representa una anchura circunferencial de la
porción interpolos para posibilitar que la temporización con que se
suministra la corriente de fase, coincida con la temporización con
que se cambia el campo magnético detectado por el sensor de polos
magnéticos.
2. Un generador CA polifásico sin escobillas
según la reivindicación 1, que es un motor de arranque que está
conectado a un cigüeñal (201) de un motor de combustión interna
para arrancar por lo tanto el motor de combustión interna.
3. Un aparato de control de excitación para el
generador CA polifásico sin escobillas según la reivindicación 1 ó
2, teniendo el aparato de control de excitación para el generador
CA polifásico sin escobillas los sensores de polo magnético, y
según la señal de salida de cada uno, una rotación completa del
rotor se divide en una pluralidad de etapas, por lo que las
respectivas corrientes de fase son controladas en unidades de
etapa,
la fase de la corriente de fase suministrada a
cada fase se avanza en ángulo la mitad de la banda angular
correspondiente a la etapa.
4. Un aparato de control de excitación para el
generador CA polifásico sin escobillas según la reivindicación 3,
entre el tiempo de rotación normal y el tiempo de rotación inversa
la cantidad de avance de ángulo es la misma.
5. Un aparato de control dé excitación para el
generador CA polifásico sin escobillas según la reivindicación 3 ó
4, cuando la velocidad de rotación del rotor excede de un valor
predeterminado de una velocidad estándar, la cantidad de avance de
ángulo se cambia al ángulo correspondiente a la fase
monoetápica.
6. Un aparato de control de excitación para el
generador CA polifásico sin escobillas según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 5, cuando la velocidad de rotación del rotor
es inferior al valor predeterminado de una velocidad estándar, se
hace para cada fase una excitación para avance de ángulo de 120°
(ángulo eléctrico).
7. Un aparato de control de excitación para el
generador CA polifásico sin escobillas según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 6, cuando la velocidad de rotación del rotor
excede del valor predeterminado de una velocidad estándar, se hace
para cada fase una excitación para avance de ángulo de 180° (ángulo
eléctrico).
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---|---|---|---|---|
JP4578142B2 (ja) * | 2004-04-22 | 2010-11-10 | 日本電産シバウラ株式会社 | ブラシレスdcモータの駆動装置 |
JP2005354810A (ja) * | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Nidec Shibaura Corp | ブラシレスdcモータの駆動装置 |
JP4592435B2 (ja) * | 2005-02-01 | 2010-12-01 | 日本電産サンキョー株式会社 | エンコーダ付き小型モータ |
US10036359B2 (en) * | 2016-05-19 | 2018-07-31 | GM Global Technology Operations LLC | Hybrid vehicle engine starter control systems and methods |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3783359A (en) * | 1971-12-23 | 1974-01-01 | Bendix Corp | Brushless d. c. motor using hall generators for commutation |
US3908130A (en) * | 1974-08-30 | 1975-09-23 | Gen Electric | Starter-generator utilizing phase controlled rectifiers to drive a dynamoelectric machine as a brushless motor in the starting mode to increase the torque output of the machine through phase angle control by reducing the machine counter EMF |
US4720638A (en) * | 1986-07-31 | 1988-01-19 | Briggs & Stratton Corporation | Electronically commutated coaxial starter motor/alternator for an internal combustion engine |
EP0406182A1 (en) * | 1989-06-30 | 1991-01-02 | INDUSTRIE MAGNETI MARELLI S.p.A. | An electric generator-motor system, particularly for use as a generator and starter motor in a motor vehicle |
JP2000104650A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-11 | Kokusan Denki Co Ltd | 内燃機関始動装置 |
DE10014626A1 (de) * | 1999-03-25 | 2000-10-19 | Toyoda Automatic Loom Works | Synchronmotoren und Steuerungsschaltungen dafür |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04183253A (ja) * | 1990-11-14 | 1992-06-30 | Sony Corp | 鉄芯型ブラシレスモータの駆動回路 |
JP3518922B2 (ja) * | 1995-03-30 | 2004-04-12 | 株式会社日立製作所 | 外転型永久磁石回転電機及び外転型永久磁石回転電機を用いた電動車両 |
JPH11346497A (ja) * | 1998-06-02 | 1999-12-14 | Fujii Seimitsu Kaitenki Seisakusho:Kk | Dcブラシレスモータ及びその制御方法 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3783359A (en) * | 1971-12-23 | 1974-01-01 | Bendix Corp | Brushless d. c. motor using hall generators for commutation |
US3908130A (en) * | 1974-08-30 | 1975-09-23 | Gen Electric | Starter-generator utilizing phase controlled rectifiers to drive a dynamoelectric machine as a brushless motor in the starting mode to increase the torque output of the machine through phase angle control by reducing the machine counter EMF |
US4720638A (en) * | 1986-07-31 | 1988-01-19 | Briggs & Stratton Corporation | Electronically commutated coaxial starter motor/alternator for an internal combustion engine |
EP0406182A1 (en) * | 1989-06-30 | 1991-01-02 | INDUSTRIE MAGNETI MARELLI S.p.A. | An electric generator-motor system, particularly for use as a generator and starter motor in a motor vehicle |
JP2000104650A (ja) * | 1998-09-28 | 2000-04-11 | Kokusan Denki Co Ltd | 内燃機関始動装置 |
DE10014626A1 (de) * | 1999-03-25 | 2000-10-19 | Toyoda Automatic Loom Works | Synchronmotoren und Steuerungsschaltungen dafür |
Non-Patent Citations (1)
Title |
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[en linea]. Recuperado de: EPO PAJ Database & JP 2000104650 A (KOKUSAN DENKI) 11.04.2000, todo el documento. * |
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