ES2234436B2 - Generador ca polifasico sin escobillas y aparato de control de excitacion para el mismo. - Google Patents

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.

Campo técnico de la invención

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.

Antecedentes de la invención

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.

Descripción de la invención

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.

Breve descripción de las figuras

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 120º 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 180º se ha ejecutado con el avance del ángulo objetivo de 10º.

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 120º se ha ejecutado con el avance del ángulo objetivo de 5º.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

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 30º 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 (nº 0, nº 1, nº 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 60º (ángulo mecánico), del rotor se establece de manera que tenga un ángulo eléctrico de 360º, que se divide en seis etapas (nº 0 a nº 5). Por consiguiente, una etapa corresponde al ángulo mecánico de 10º. 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 120º se ejecuta con el avance de 5º (ángulo mecánico). En la banda de rotación alta del rotor, la excitación para rotación normal realizada a través del ángulo eléctrico de 180º se ejecuta con el avance de 10º (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 120º se ejecuta con el avance del ángulo de 5º. 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 180º se ejecuta con el avance del ángulo de 10º. 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 120º se ejecuta con el avance del ángulo de 5º.

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 120º se ejecuta con el avance del ángulo de 5º, 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 nº 0 se cambia a la etapa nº 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 nº 1 se cambia a la etapa nº 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 nº 2 se cambia a la etapa nº 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 10º por la excitación de rotación normal de 180º ilustrada en la figura 15, con la temporización a la que la etapa nº 0 se cambia a la etapa nº 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 nº 1 se cambia a la etapa nº 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 nº 2 se cambia a la etapa nº 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 5º, que es la mitad de los 10º correspondientes a la fase angular monoetápica. Por lo tanto, incluso en el caso del avance de ángulo de 5º por la excitación de rotación inversa de 120º, 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 5º por la excitación de rotación inversa de 120º, 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 (3)

1. Un aparato de control de excitación para 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, suministrando una corriente de fase a cada fase de los devanados para avance de ángulo según la señal de detección del sensor de polo magnético correspondiente,

teniendo el rotor una porción interpolos (613) entre cada dos imanes permanentes adyacentes, donde la corriente de fase suministrada a cada fase se avanza un ángulo que representa la anchura circunferencial de la porción interpolos para posibilitar que el instante en el que se suministra la corriente de fase, coincida con el instante en el que cambia el campo magnético detectado por el sensor de polos magnéticos,

se excita cada fase en la temporización avanzada en el ángulo de excitación de 120º cuando la velocidad de rotación del rotor sea inferior al valor predeterminado del valor estándar y excitada en la temporización avanzada en el ángulo de excitación de 180º cuando la velocidad de rotación del rotor exceda el valor predeterminado de la velocidad estándar, de manera que la cantidad de avance en el momento dé excitación de 180º sea superior a la cantidad de avance en el momento de excitación de 120º,

caracterizado porque cuando el ángulo de excitación es de 120º, el instante en el que se excita cada una de las fases se hace coincidir con el cambio en la polaridad del detector de polo magnético en esa fase y el paso por cero en la tensión inducida en esa misma fase.

2. Un aparato de control de excitación para 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 un generador CA polifásico sin escobillas, según la reivindicación 1, donde en el tiempo de rotación normal y en el tiempo de rotación inversa la cantidad de avance de ángulo es la misma.