CN101247056A - 起动发电机 - Google Patents

Abstract

一种起动发电机，包括其绕电枢线圈的定子和连接于发动机曲轴的可绕定子转动的转子。起动发动时起动发电机用作电动机，在起动后则用作发电机。转子上装有励磁装置，该装置具有许多同样极性的磁体和许多可控磁极，可控磁极配置在磁体之间的间隔内。与控制磁极一起形成闭合磁路的励磁线圈用螺栓固定于定子。可控制励磁线圈中的电流强度，从改变其产生的磁通。改变转子和定子之间的有效磁通量，以消除电动机输出和发电机输出之间的不平衡。

Description

起动发电机

本申请是申请号为99105240.4号专利申请的分案申请。

本发明涉及起动发电机，该起动发动机既可用作起动机又可用作发电机，可供小型摩托车的发动机使用或供通用发动机使用，本发明具体涉及可直接连接于发动机不需减速齿轮装置的起动发电机。

各种小型发动机例如摩托车的发动机和轻便发电机的发动机一般均单独装有起动发动机的起动电动机和由发动机驱动的发电机。然而，电动机和发电机在基本结构方面彼此有很多共同之处，起动电动机仅用于起动发动机，而永磁发电机是用在起动发动机之后。在轻便发动机领域已经对起动发电机(自马达发电机(sel-motordynamos))进行开发，在这种发电机中发电机的转子定子还被作成用作励磁装置和起动电动机的电枢。

作为起动发电机，众所周知外转子型的起动发电机，在这种发电机中带有永磁体(以后简称为磁体)的转子配置在定子外边。小摩托车以及轻便发电机等通常将用永磁发电机。在这种装置中，转子连接于发动机的曲轴并适于在定子的外边转动，定子上绕有发电绕组，因而当转了转动时便发电。

当用这种起动发电机作起动电动机时，从电源向起动绕组输送电力便可以产生磁场，通常这种磁场和转子磁体产生的磁场之间的相互作便可以产生转动力，由此驱动曲轴转动，使发动机起动。另一方面，在发动机起动后用起动发电机作永磁发电机时，转子磁体的磁通作用在发电机绕级上，由此产生电动势。

然而当转子直接连接于发动机，而且起动发电机被作成不仅用作起动电动机而且还用作发电机时，这种装置在可能应用于摩托车的条件下会伴随以下困难。即，当供摩托车使用的现行起动电动机被配置成相对于发动机曲轴具有总的减速比为20～30时，在发动机被驱动操作时发电机直接连接发动机。因此，当适于既作起动机又作发电机的起动发电机应用在摩托车上并像一般发电动机一样直接连接于发动机时，在起动电动机所需的机体尺寸和作为发电机所需的机体尺寸之间便会产生严重不平衡。

电动机的转矩基本上正比于电动机的机身尺寸(或重量)，因此减速比为20的用作起动电动机的起动发电机的重量将达到60kg，如果在用它来产生力矩时，该产生的力矩用直接连接于发动机(减速比为1)的重量仅为0.3kg的普通马达便可以达到。还应注意到，当其用作发电机时，只需重量1kg，便可得到期望的发电量，与其它普通发电机一样，而重量达6kg的发电机所发的电是实际所需的电力的6倍，因而任何多余的电力只得浪费掉。

下面的表1示出对已知起动发电机的不平衡进行试验的结果。表1中“发电量”是指用起动电动机的绕组所得到的最大值。从表1所看出，当起动发电机被设计成产生起动机所需要的输出时，发电机(供电器)的输出将比要求的输出高出10倍以上。

表1

	要求输出	实际输出
			起动机	起动转矩：1千克力·米	起动转矩：1千克力·米
发电机	照明输出：80W	照明输出：80W
				供电输出：70W	供电输出：800W

从上面的表看出，当应用满足起动机体尺寸的起动发电机作发电机时，在电动机所需的磁通量和发电机所需的磁通量之间便会产生很大的不平衡，这种事实导致发电机产生过多的输出。另外，还应当采取一些防范措施来处理多余的电力，这又导致因功率损耗而增加发动机的摩擦，结果是发动机输出降低，燃料消耗率恶化。在这种情况下一般有两种方法处理过剩的输出：短路式调节系统，在这种系统中使发电机线圈短路；打开式调节系统，在这种系统中脱开线圈。然而前者可能引起铜绕组损耗，而后者可能造成铁芯损耗，因而无论那种方法在处理过剩输出时均不得不产生巨大损耗。

在这种情况下，如果应用励磁线圈来产生只需要的磁通，例如在交流发电机中那样，则可以避免过大输出的问题。在交流发电机的装置中励磁电流可以反复地改变而控制电动机的特性和发电量。采用这种装置可以控制电动机的操作性能和发电的变化率(rate ofpower generation)，从而达到适当平衡。然而还要求设计用于摩托车的起动发电机解决“反冲起动(kice start)”的问题。在四轮汽车上不设置这种反冲起动，因此装置不能容易地应用于摩托车上。用在通用发动机中以及具有反冲起动器的发动机中的轻便发电机也可能产生类似问题；该反冲起动器可以用绳索起动装置手动起动。

换言之，在小型摩托车上，蓄电池不一定需要保持在良好状态，发动机起动系统的设计应当考虑到摩托车可能发生蓄电池断开的情况。为此，即使蓄电池已失效或接线端子已脱离蓄电池，也要求摩托车可以用反冲动作(kick action)或压钩动作(press-and-hookaction)起动其发动机，从而起动摩托车。因此，要求操作摩托车发动机的起动发电机的环境完全不同于四轮汽车的环境，在汽车中电气设备基本上是基于蓄电池总是正常运行的假设进行设计的。

在这些情况下，普遍采用永磁式发电机作摩托车的发电机，永性发电机适合地用磁体形成磁场，结果是，一旦曲轴受到反冲动作或某些其它合适的动作的驱动而转动时，便可以进行发电。因此可以用反冲动作和某些其它合适的动作点燃和起动发电机而不管蓄电池的状况。换言之，励磁式的起动发电机不能用在摩托车，上述不平衡的问题仍得不到解决。类似的问题也存在于各种机器中，包括用绳索起动器起动的发动机中，因为该发动机也采用永磁式发电机。

因此本发明的目的是提供一种起动发电机，该发电机可以用反冲动作和某些其它合适的动作起动，但不存在过大输出的问题。

按照本发明，提供一种起动发电机，该发电机包括其上绕有电枢线圈的定子和直接连接于发动机曲轴的转子，该转子装在定子的外侧或内侧，使得可相对于定子转动，该起动发电机适合于选择功能，在起动发动机时可起电动机功能，在发动机起动后可起发电机功能。该起动发电机的特征在于配置在转子上的励磁装置，该励磁装置包括许多在极性方面以同样方式磁化的永磁体和许多用磁性材料作的可控磁体，该可控磁体分别配置在永磁体之间，该励磁装置还包括通过可控磁体形成闭合磁路的励磁线圈和有效磁通控制装置，该控制装置用于控制流过励磁线圈的电流，从而改变由励磁线圈产生的磁通量，由此可根据选择的功能控制在转子和定子之间作用的有效磁通量。

上述装置，作用在定子和转子之间的有效磁通量依赖于起动发电机所起的作用而改变。因此它可以调节电动机输出和发电机输出的不平衡。因而其转子被设计成直接连接于发动机的发电机可以有效地起起动电动机的作用，从而提供一种可供摩托车发动机或通用发动机使用的起动发电机，这些发动机可以用反冲法起动或绳索起动。

另外，有效磁通量控制装置可以配置成使励磁线圈激磁，从而在起动发动机时增加有效磁通量，并在起动发动机后同样地对励磁线圈激磁，以降低有效磁能量。

再则，有效磁通量控制装置可配置成使励磁线圈激磁，从而在起动发动机时增加有效磁通量，并在发动机起动后同样地使励磁线圈激磁，从而视发动机的转速调节有效磁通量。在这种情况下，在发动机起动后，有效磁通控制装置被配置成可以控制输送到励磁线圈的电流，因而当发动机的转速增加时，可以减小有效磁通量。

另外，一种装置可以这样制作，使得在转子在定子的外侧转动；形成在转子一部分上的毂部分沿转动轴线插入到定子的中心部分：毂部分装有待检测的磁体；霍尔元件装在定子上，位于面向被检测磁体的位置。

在这种情况下，一种装置可以这样制作，使得转子通过毂部分连接于发动机的曲轴；定子固定在支架外壳上，该支架外壳又装在发动机的外壳上；基上装有霍尔元件的端部支架也装在支架外壳上。另外被检测的磁体可利用非磁性材料作的衬垫配置在毂部分上。

再则，一种装置可以这样制作，使得绕在绕线管上的励磁线圈形成在定子的一个端面上；定子具有沿轴向方向镗出进入通孔、嵌入引线部件的绝缘支架插入到该进入通孔，由此引线部件的一端电连接于励磁线圈，而其另一端电连接于向励磁线圈输送电流的电线上。在这种情况下，连接于向励磁线圈输送电流的电线的匹配引线部件可连接于该进入通孔中的引线部件。

再则，一种装置可以这样制作，使得定子上形成沿轴向方向延伸的夹紧部件插入孔；装在定子的一个端部的励磁线圈和装在定子另一端部的支架外壳彼此相连接，从而利用连接部件将定了夹在中间，该连接部件插入到该连接部件插入孔。在这种情况下，绕在线圈管上的励磁线圈可以装在定子的端表面上，形成在线圈管上螺母部分中拧入夹紧部件，该夹紧部件从支架外壳的外侧插入到该夹紧部件插入孔中。

另外，起动发电机可以配置成一种可以用在摩托车上的起动发电机，该摩托车可以用反冲起动法起动，还可配置为一种可以用在通用发动机上的起动发电机，该通用发动机可以用绳索起动。

从下面结合附图的说明可以明显看出本发明的上述目的、其它目的以及新颖的特征。

图1是横截面图，示出本发明的用在摩托车上的起动发电机实施例的主要部分。

图2示意示出图1所示起动发电机的实施例，图中示出转子定子间的位置关系。

下面参照附图说明本发明的实施例。图1是示意横截面图，示出本发明的用在摩托车上的起动发电机实施例的主要部分，图2示意地例示说明图1所示起动发动机的实施例，图中示出转子和定子之间的位置关系。

图1所示起动发电机实施例整体连接于发动机，被配置成可用在摩托车上，既可用作发动机的起动机，又可用作发电机，该起动发电机在要起动发动时用作起动电动机，而在发动机起动后则用作发电机。

发电机2以图1所示方式装在发动机外壳1上。发电机2的转子4整体装在发动机曲轴3上，该曲轴伸到发动机1外壳的外面。转子4具有有底的用磁性材料例如铁做的短圆筒叉臂架4a和圆筒的毂部分4b，该毂部分与叉臂架4a共轴线配置并与其形成整体，而且从叉臂架4a底壁的内表面沿转子4的转动轴线延伸，毂部分4b通过螺母4c的螺栓/螺母啮合沿曲轴3的锥形外周面连接于该曲轴3。许多用作为转子4励磁装置部件的磁体5a以及许多用磁性材料作的控制磁极5b围绕叉臂架4a圆筒壁的内周面，间隔开一定距离。转子4作为一个整体的惯性质量被设计为可使转子4满意地起发动机飞轮的作用。

应注意到，当在整个内周面上只配置磁体时，提供在转子4上的磁体数目将变成磁体数目的一半。因此，如果调节励磁电流，则在起动反冲式摩托车的反冲起动器时或起动通用的发动机时要施加的负载将比用常规起动发电机进行起动操作时的负载小。

还可用作电动机的发电机2装在支架外壳6a内，该支架外壳被固定，从而从发动机外壳1的外侧覆盖曲轴3，该支架外壳用螺栓1a固定在发动机外壳1上。端部支架6b利用螺栓1b从外侧固定在该支架外壳6a上。发电机2的定子9上绕有电枢线圈7，该线圈可以用作起动机绕组和发电机绕组。总的装置基本上是环形形状。定子9装在支架外壳6a内，使其与转子4共轴线，并利用螺栓(固定件)10固定在支架外壳6a上。

转子4具有毂部分4b，该毂部分4b配置于定子9的内周表面，使得定子9靠近毂部分4b的外周表面。另外，定子9的外周面也靠近转子4的磁体5a和可控磁极5b的内表面。即当转子4的毂部分4b插入定子9的中心部分并通过曲轴由发动机驱动时，配置在叉臂架4a内周面上的磁体5a和可控磁极5b便被驱动而绕定子9转动。

在定子9的端面上装有励磁线圈11，使得励磁线圈11面向叉臂架4a的底壁。在向励磁线圈11输送电流时，该电流形成包括可控磁极5b的闭合磁路，因而这些控制磁极5b被磁激励。采用上述装置时，因为控制磁极5b的磁阻小于磁体5a的磁阻，并且控制磁极5b的磁导率小于磁体5a的磁导率，所以由励磁线圈11产生的磁通倾向于集中到可控磁极5b。因此如果流过励磁线圈11的电流量和方向改变时，由可控磁极5b产生磁通量和磁通方向均改变。控制磁极5b的磁极的强度和方向由此发生相应变化。因而利用永磁体的磁体5a和控制磁极5b可以改变磁单元的状态，由此可以适当地控制作用在转子4和定子9之间的有效磁通量。

励磁线圈11绕在绕线管12上，该绕线管12用螺栓10固定在定子9上。定子9的定子芯15具有许多螺栓插入通孔(固定部件插入孔)17，该孔沿圆周隔开一定距离，该螺栓插入孔沿轴线方向延伸。另一方面，励磁线圈11的绕线管12在图1所示的左端面上形成许多螺母部分16，使其对应于相应的螺栓插入通孔17。当从支架外壳6a的外侧将螺栓10插入相应的螺栓插入通孔17并与相应的螺母部分16啮合时，励磁线圈11便随同定子9一起固定于支架外壳6a。

如果装置被作成使电枢线圈7和励磁线圈11装在定子9中，则会看到，装置将包括许多部件，从而不可避免地要求许多组装步骤。另外，因为转子4配置成在定子9的外边转动，所以如果由枢线圈7装在转子4内，将使整个装置也倾向于变得很大。

为此，按照起动发电机的上述实施例，为了减少装置部件的数目和组装的步骤，所以在定子9上形成轴向螺栓插入通孔17。随后用嵌入螺栓插入通孔17的螺栓(固定部件)10将励磁线圈11和配置在定子9端面上的支架外壳6a固定在一起，将定子9夹在中间。因此，励磁线圈11和定子9可以同时固定于支架外壳6a。这样便可以减少装置部件的数目和组装步骤的数目。与先将励磁线圈11和定子9夹紧在一起然后再使定子9固定于支架外壳6a的这种装置相比，可以减少同时固定它们所需要的空间。所以装置可以作得很紧凑而重量轻。

另外，在上述实施例中，将励磁线圈11绕线管12上，然后将组合装在定子9的端面上。随后从支架外壳6a的外侧将螺栓10嵌入相应螺栓插入通孔17并拧入相应的螺母部分16。由此便同时使励磁线圈11、定子9和支回外壳6a固定在一起。另外，从外面操作便可完成此项工作。因而显著改进组装过程。

励磁线圈11的绕线管12的一部分上具有馈电部分18。馈电部分18包括由电绝缘树脂材料制的杆形支架19和插头引线部件20，该部件20电连接于励磁线圈11。插头引线部件20插入到支架19中，沿该支架的轴线方向延伸并固定于其中。具体是，当支架19插入到定子15中镗出的馈电部分通孔18a时，插头引线部件20便被引导到定子9在支回外壳6a侧面的端面。在引入插头引线部分20的定子9的一侧，插头引线部20电连接于插口引线部件21，该行口引线部件21又电连接于励磁线圈控制单元41a，该控制单元是有效磁通强度的控制装置。

通过线线部件20、21流过励磁线圈11的电流流量(folw rate ofelectric current)由励磁线圈控制单元41a控制。通过控制流过励磁线圈11的电流流量可以改变励磁线圈11产生的磁通量，由此可以改变可控磁极5b的磁激发状态和控制作用在转子4和定子9之间的有效磁通量。

在组装馈电部分18时，首先将励磁线圈11的绕线管12和定子9的定子芯15固定于支架外壳6a。然后将绕线管12和定子芯15装在叉臂架4a内并将支架外壳6a固定在发动机外壳1上。这样，励磁线圈11和定子9便随同支架外壳6a一齐固定于发动机外壳1。

如果将励磁线圈11装在定子9的端面上，位于起动发电机的发动机外壳1的侧面，则最后的配置是，将励磁线圈11的连接部分引导到定子9的另一侧。这种配置是需要进行麻烦的接线操作的复杂布线配置。因为励磁线圈11位于定子9的一侧，在该处还配置电枢线圈7，因此要将电枢线圈7的线端引到励磁线圈11的一侧将有一些困难。因而一种可能的配置是使得电枢线圈7和励磁线圈11的线端沿相反方向引出，然后在组件内彼此连接。然而，这种配置要求很大的布线空间，而且很难将两个31线端从同一位置引到装置的外侧。

鉴于此，在本发明的起动发电机的上述实施例中，为简化定子绕组线端和励磁线圈线端的布线配置，定子9上形成沿轴向方向延伸的馈电通孔18a，使得绕在绕线管12上的励磁线圈11可以容易地装在定子9的端面上。然后将具有绝缘性的其中穿过插头引线部件20的支架19插入馈电通孔18a。插头引线部件20的一端民连接于励磁线圈11，而其另一端连接于将电流输送到励磁线圈11的电线。采用这种配置，可将励磁线圈11的电引线端拉到定子9的相反于励磁线圈一侧的端面，并在支架外壳6b的一侧完成励磁线圈11的电连接。结果，励磁线圈11的电连接以及电枢线圈的电连接可以配置在定子9的同一端面的一侧。

按另一种方式，使插头引线部件20以及馈送电流的励磁线圈11的电线相连接的匹配引线部件可以在馈送通孔18a上连接于插头引线部件20。采用这种配置，在励磁线圈11一侧的插头引线部件20和在电源一侧的插口引线部件在馈电通孔18a内连接。因此电连接励磁线圈11和电源不需要另外的空间。

在此实施例中，电枢线圈7被驱动而实现三相无刷电动机和发电机，该电动机和发电机由半导体开关控制。本发明实施例的发电机2装有转子位置检测器23，该检测器用于控制半导体开关的开/关操作。转子位置检测器23包括具有被检测对象的检测单元24和检测对象的检测单元27。检测单元24装在转子4上，而检测单元27而装在支回外壳6b上。

检测单元24包括衬垫25和被检测磁体26。衬垫25装在转子4毂部分4b的端面上，该端面位于支架外壳6b的一侧。衬垫25用非磁性材料制作，形成为环形。衬垫25通常用粘接剂等粘接在毂部分4b的端部。被检测磁体26为环形，具有许多磁极，这些磁极沿圆周间隔开一定距离。被检测磁体26共轴地装在衬垫25的位于支架外壳6b一侧的端面上并用粘接剂等牢固地固定。或者该磁体可以用模制法与衬垫整体成形。

检测器27包括霍尔元件29和其上有电动机控制电路41b的电路基片31，该控制电路包括电子器件、半导体开关的布线以及励磁线圈控制单元41a等。三个堆尔元件29在电路基片31的端部上沿圆周以相等的相位差间隔开。这些部件如此配置，使得在端部支回6b固定于支架外壳6a上时，堆尔元件29靠近被检测磁体26，其间具有预定的空气间隙。另外，堆尔元件29用导线(未示出)电连接于半导体开关。

如果用堆尔元件来检测由装在外转子式转子上的磁体施加的磁场，例如以日本专利申请公开No.8-266084所述的方式进行检测，则霍尔元件配置在转子内的定子附近，因为霍尔元件倾向于拾取由流过起动机绕组的电流和流过发电机绕组的电流产生的噪声，所以很可能不能准确检测磁体的转动位置。另一方面，如日本专利申请公开No.8-256464所述，如果霍尔元件配置在转子外侧，则包括其上有霍尔元件的电路基片的检测单元将形成一种检测单元凸出于转子外侧的配置。这将加大轻便发电机总的尺寸。

因此，在本发明的起动发电机实施例中，为避免装置体积过大，同时防止流过绕组电流的影响，一部分转子4插入定子9的中央部分，并使被检测磁体26配置在转子4的插入部分上。另外，霍尔元件29装在面向位于转子4上的被检测磁体26的位置。换言之，构成本实施例的起动发电机转子位置检测器的被检测磁体26和霍尔元件29装在转子4和定子9的相应中央部件上。因此在检测转子4的位置时，所以避免由转子4磁体5a的磁场和流过定子9绕组的电流产生的噪声的影响，因而可以用霍尔元件更准确地检测位置。

在本发明的上述起动发电机实施例中，转子4的毂部分4b装在发动机的曲轴3上，被检测的磁体2配置在毂部分4b上。另外，定子9装在支架外壳6a上，该支回外壳又连接于发动机外壳1，而霍尔元件29装在固定于支回外壳6a的端部支回6b上。被检测磁体26和堆尔元件29可以很容易地配置，形成丰对的关系。另外，在组装方式上可以进行更合理的安排，即被检测的磁体26固定在转子4上，而具有电连接霍尔元件29的电路基片装在定子9上。

再则，因为被检测磁体26通过非磁性材料制的衬垫25装在转子4上，所以可以有效地防止检测单元受到转子4的磁体5a的磁场的影响和励磁线圈11的影响。

下面说明上述实施例的操作。当采用用作电动机的发电机2起动发动机时，向定子9a的电枢线圈9提供电压，该电压的相位对应于驱动器输出的无刷电动机驱动信号的相位，该驱动器装在起动发电机的电动机控制电路41b上。转子4由于在电流通过电枢线圈31起的旋转磁场和磁体5a及电枢线圈7的可控磁极5b所产生磁场之间的相互作用而被驱动转动。可以在任何时刻检测正在转动转子4的角位置，检测方式是，固定在端部支加6b一侧的霍尔元件29检测固定于毂部分4b的被检测磁体26的位置，然后将检测的转子4的转动位置的信息输送到电路基片31的半导体开关上，由此驱动器驱动转子4连续稳定地转动。

在这种情况下，以这样的方式向励磁线圈11输送电流，即使得转子4的可控磁极5b所处的磁状态不同于磁体5a的磁状态。具体是，在转子4的内周面上使N极和S极交替间隔开，由于这种配置，在起动发动机时，使励磁线圈11激发磁性，从而造成作用在定子9的电区线圈7上的有效磁通量增加。换言之，在本发明的上述起动发电机实施例中，当连接于转子4的发动机曲轴3要转动时，电动机通过电流，使有效磁通量达到最大，因而产生的转矩增加。这样便可靠地起动发动机。

一旦发动机起动，驱动器便根据检测信号自动停止传送驱动信号，该检测信号是根据对被检测磁体26的检测上霍尔元件29产生的。在发动机已起动时，连接于曲轴3的转子4达到绕定子9的稳定转动。随后，在磁体5a、转子4的可控磁极5b和定子9的电枢线圈7所产生的旋转磁场之间引起磁互连，结果是在电枢线圈7上产生电动势。在线圈7上产生的电动势通过连接于电枢线圈7的导线引出并输送到某些需要的负载。

在发动机起动后，驱动器停止向电枢线圈7供电，起动发电极便从其电动机的角色改变到发动机。此时，在起动发电机中，输送到励磁线圈11的电流其方向和量均变化，使得可以适当控起动发电机的发电变化主(rate of power generation)。换言之，如果停止向励磁线圈11输送电流或将电流输送到励磁线圈11，使得可控磁极5b的磁状态达到与磁体5a的磁状态相同，则可以适当改变作用在电枢线圈7上的有效磁通。

在发动机起动后，如果励磁线圈11在有效磁通量减小的方向被激磁，则可以相应地抑制发电变化率。(rate of power generation)。另外，如果励磁线圈11中电流流量变化率随发动机的转速变化，则可以优选发电变化率(rate of power generation)。在这种情况下，可以如此控制励磁线圈11的电流强度(magnitude of electriccurrent)，使得有效磁通量随发动机转速减小。例如，如果发动机转速降低，则停止向励磁线圈11供电，从而使有效磁通量降低到低于起动发动机时的水平。随后，当发动机的转速增加时，励磁线圈11被如此激磁，使得可以进一步减小有效磁通量。从而抑制发电变化率(rate of power generation)。

如上所述，根据本发明的上述起动发电机实施例可以利用励磁线圈11控制所控磁极5b的磁激励状态。因此作用在定子9和转子4之间的有效磁通量可“+→0→-”地改变。因此，即使本发明的起动发电机直接连接于发动机，使其作为发电机，它也可以消除用起动发电机作电动机时产生的力矩量和用起动发电机作发电机时所产生的发电量之间的不平衡。另外，本发明的起动发电机可以用在任何可用反冲起动法起动或绳索起动的摩托车、轻便发电机等上。

应当注意到，本发明不限于上述实施例，可以进行各种改变和变型而不违背本发明的精神和范围。例如，尽管本发明是在将本发明的起动发电机用在摩托车和起动发电机的情况下进行说明的，但本发明可以应用在任何一种起动发电机上例如轻便发电机或用通用发动机驱动的无电池化学扩散器，或者例如外转子式的风扇电动机，这种电动机需要转子侧有磁体的起动发电机。

另外，虽然在上述实施例中，电枢线圈7被配置成既可作起动机绕组又可作发电机绕组，但可以分开形成起动机绕组和发电机绕组。

如上所述，按照本发明的起动发电机，可以控制励磁线圈中的电流强度(magnitude of electric current)，从而改变由励磁线圈产生的磁通量，该励磁线圈同可控磁极5b形成闭合的磁路。因此可以根据所起的作用控制作用在转子和定子之间的有效磁通量。换言之，依赖于操作模式，例如依赖于起动发电机是用作电动机还是用作发电机而可以恰当地改变作用在定子和转子之间的有效磁通量。因而可以调节电动机输出和发电机输出之间的不平衡。即使本发明的起动发电机应用在转子直接连接于发动机的系统，该起动发电机事实上也能有效地用作电动机和发电机。另外，还可以实现用在任何摩托车及通用发动机上的起动发动机，这些发动机均可以用反冲起动法或绳索起动。

再则，在本发明的起动发电机中，构成激磁装置的磁体数目与激磁装置完全由永磁体组成时的磁体数目相比减少一半。因此如果适当调节激磁电流，则在用反冲起动起动反冲式电动机时可以减小所加的负载，或在用绳索起动通用发动时可以减小所加的负载。

Claims (14)

1.一种起动发电机，包括其中绕电枢线圈的定子和转子，该转子直接连接于发动机曲轴并装在定子的外侧或内侧，使其可相对于定子转动，该起动发电机适合于在起动发动机时选作为电动机，而在起动发动机后选择为发电机，该起动发动机的特征在于包括：

装在转子上的励磁装置，包括许多在极性方面的相同方式磁化的永磁体和许多用磁性材料作的可控磁体，可控磁体分别配置在永磁体之间；

励磁线圈，该线圈通过可控磁体形成封闭的磁路；以及

有效磁通控制装置，用于控制励磁线圈中电流(flow of electriccurrent)，从而使励磁线圈产生的磁通变化，由此可以依赖所选择的作用控制作用在转子和定子之间的有效磁通。

2.如权利要求1所述的起动发电机，其特征在于，有效磁通控制装置可激磁励线圈，使得起动发动机时增加有效磁通，而在发动机起动后，使励磁线圈去磁。

3.如权利要求1所述的起动发电机，其特征在于，有效磁通控制装置可使励磁线圈激磁，使得起动发动机时增加有效磁通，并在发动机起动后同样地使励磁线圈激磁，以减少有效磁通。

4.如权利要求1所述的起动发电机，其特征在于，有效磁通控制装置可使励磁线圈激磁，使得在起动发电机进增加有效磁通，而在发动机起动后同样地使励磁线圈激磁，从而可依发动机的转速调节有效磁通。

5.如权利要求4所述的起动发电机，其特征在于，在发动机起动后，有效磁通控制装置可以控制励磁线圈中的电流量，使得当发动机转速增加时减小有效磁通量。

6.如权利要求1～5中任一项所述的起动发电机，在转子的一部分上形成的毂部分插入到在转动轴线上的定子中央部分中，该毂部分带有被检测的磁体，霍尔元件装在定子上，位于面向被检测磁体的位置。

7.如权利要求6所述的起动发电机，其特征在于，转子的毂部分装在曲轴上，定子固定于支架外壳，该支承外壳又固定于发动机外壳，在该支回外壳上还固定有其上装有霍尔元件的端部支架。

8.如权利要求6或7所述的起动发电机，其特征在于，被检测磁体通过非磁性材料制的衬垫配置在毂部分上。

9.如权利要求1～5中任一项所述的起动发电机，其特征在于，绕在绕组管上的励磁线圈装在定子的一个端面上，定子具有沿其轴线方向镗出的馈电通孔，其中插入引线部件的绝缘支架插入到该馈电通孔中，由此，引线部件的一端电连接于励磁线圈，而其另一端电连接于将电能输送到励磁线圈的电线上。

10.如权利要求9所述的起动发电机，其特征在于，与输送电通到励磁线圈的电线相连接的匹配引线部件连接于馈电通孔中的引线部件。

11.如权利要求1～5中任一项所述的起动发电机，其特征在于，定子具有沿其轴线方向延伸的固定部件插入孔，并且装在定了一个端部的励磁线圈和装在定子另一端部的支回外壳彼此连接，使得利用固定部件将定子夹在中间，该固定部件插入到固定部件插入孔中。

12.如权利要求1所述的起动发电机，其特征在于，绕在绕线管子上的励磁线圈配置在定子的一个端面上，在绕线管上形成的螺母部分中拧入固定部件，该固定部件从支架外壳的外侧插入固定部件插入孔中。

13.如权利要求1～12所述的起动发电机，其特征在于，起动发电机适合于应用在可以用反冲起动法起动的摩托车上。

14.如权利要求1～12所述的起动发电机，其特征在于，起动发电机适合于连接到可以用绳索起动的通用发动机。

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