ITTO20011074A1 - Generatore brushless di corrente alternata polifase e relativa apparecchiatura di controllo dell'eccitazione. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Generatore brushless di corrente alternata polifase e relativa apparecchiatura di controllo dell'eccitazione"

DESCRIZIONE

SFONDO DELL'INVENZIONE

Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un generatore brushless di corrente alternata polifase e ad una relativa apparecchiatura di controllo dell'eccitazione e, più in particolare, ad un generatore brushless di corrente alternata polifase ed alla relativa apparecchiatura di controllo dell'eccitazione che sono adatti per una eccitazione prodotta per provocare l'avanzamento di un angolo designato.

Descrizione della tecnica attinente Tradizionalmente, un motorino di avviamento ed un generatore utilizzabili su un motore a combustione interna erano predisposti singolarmente in modo separato. Tuttavia, ad esempio, la pubblicazione della Domanda di Brevetto giapponese a disposizione del pubblico n. Hei-10-148 .142 descrive un sistema motorino di avviamento/generatore in cui la funzione del motorino di avviamento e quella del generatore sono state integrate tra loro.

D'altra parte, quale motorino di avviamento utilizzabile su un motore a combustione interna è nota una macchina elettrica rotante del tipo a magneti permanenti a rotazione esterna avente un rotore cilindrico che ruota intorno alla periferia esterna dello statore. Inoltre, in tale macchina elettrica rotante del tipo a magneti permanenti, allo scopo di ridurre la distorsione del flusso magnetico tra il rotore e lo statore evitando così la comparsa di vibrazioni di coppia, ad esempio, la pubblicazione della Domanda di Brevetto giapponese a disposizione del pubblico n. Hei-8-275.476 descrive una macchina elettrica rotante del tipo a magneti permanenti in cui una porzione di polo di commutazione è formata tra due magneti permanenti adiacenti .

Nella macchina elettrica rotante del tipo a magneti permanenti tradizionale provvista delle porzioni di polo di commutazione, queste porzioni di polo di commutazione fungono anche da parti dei magneti permanenti. Per questa ragione, con riferimento al momento in cui viene applicata una eccitazione alla macchina elettrica rotante, è preferibile che l'angolo designato sia fatto avanzare di un angolo corrispondente alla larghezza nella direzione di rotazione della porzione di polo di commutazione.

Nella tecnica anteriore, la temporizzazione di eccitazione normale (angolo designato di 0°) è rilevata come variazione nel segnale di rilevamento di un sensore di polo magnetico e, secondo questa temporizzazione di eccitazione normale, la posizione in cui l'angolo designato deve essere fatto avanzare è stata determinata mediante l'esecuzione dì un calcolo corrispondente. Pertanto, in particolare in un campo di bassa velocità di rotazione in cui il numero di giri del rotore diventa instabile, non era possibile ottenere in modo accurato la posizione di avanzamento dell'angolo designato.

SOMMARIO DELL 'INVENZIONE

Uno scopo della presente invenzione consiste nel fornire un generatore brushless di corrente alternata polifase ed una relativa apparecchiatura di controllo dell'eccitazione che sono stati predisposti in modo che la corrente di fase applicata a ciascuna fase possa permettere l'avanzamento in modo accurato soltanto di un angolo prescritto.

Per raggiungere lo scopo precedente, la presente invenzione comprende particolarità con riferimento al fatto che sono stati realizzati i seguenti accorgimenti.

(1) Un generatore brushless di corrente alternata polifase comprendente sensori di polo magnetico ciascuno dei quali è destinato a rilevare la posizione angolare di un rotore e comprendente una molteplicità di fasi a ciascuna delle quali è applicata una corrente di fase, in cui la corrente di fase ha una temporizzazione di alimentazione anticipata di un valore di angolo prescritto in funzione del segnale di rilevamento del sensore di polo magnetico. Ciascuno dei sensori di polo magnetico è disposto in modo che la temporizzazione con cui la corrente di fase è alimentata per un avanzamento di un certo angolo possa coincidere con la temporizzazione con cui il campo magnetico rilevato dal sensore di polo magnetico cambia.

(2) Una apparecchiatura di controllo dell'eccitazione per il generatore brushless di corrente alternata polifase avente i sensori di polo magnetico secondo i cui segnali di uscita una rotazione completa del rotore è divisa in una molteplicità di stadi, in modo che le rispettive correnti di fase siano controllate in unità corrispondenti ad uno stadio. La fase della corrente di fase applicata a ciascuna fase è anticipata di un angolo pari a metà del campo angolare corrispondente ad uno stadio.

Secondo la caratteristica (1) precedentemente descritta, quando la posizione angolare del rotore ha raggiunto un istante di commutazione per l'eccitazione prodotta per provocare l'avanzamento dell'angolo designato, in risposta a questo fatto il segnale di rilevamento del sensore di polo magnetico cambia. Pertanto, l'istante di commutazione per l'avanzamento dell'angolo di ritardo può essere rilevato in modo accurato in funzione del segnale di rilevamento del sensore di polo magnetico.

Secondo la caratteristica (2) precedentemente descritta, quando la posizione angolare del rotore ha raggiunto un istante di commutazione per l'eccitazione prodotta per provocare l'avanzamento dell'angolo designato non soltanto al momento di una rotazione normale del rotore ma anche al momento di una sua rotazione inversa, in risposta a tale fatto il segnale di rilevamento del sensore di polo magnetico è spostato. Pertanto è possibile rilevare in modo accurato l'istante di commutazione per un avanzamento di un dato angolo.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La figura 1 rappresenta una vista laterale complessiva di un veicolo a motore a due ruote tipo scooter secondo la presente invenzione;

la figura 2 rappresenta una vista in sezione di un gruppo oscillante illustrato nella figura 1, lungo un albero a gomiti;

la figura 3 rappresenta una vista in pianta parzialmente interrotta lungo un piano perpendicolare ad un albero rotativo (albero a gomiti) di un motorino di avviamento/generatore combinati (macchina elettrica rotante del tipo a magneti permanenti); la figura 4 rappresenta una vista laterale in sezione della figura 3;

la figura 5 rappresenta una vista in pianta di un giogo di rotore;

la figura 6 rappresenta una vista laterale del giogo di rotore;

la figura 7 rappresenta una vista ingrandita parziale del giogo di rotore;

la figura 8 rappresenta una vista che illustra la funzione (durante l'alimentazione di energia elettrica) delle porzioni di intercapedine previste nel giogo di rotore;

la figura 9 rappresenta una vista che illustra la funzione (durante la generazione) delle porzioni di intercapedine previste nel giogo di rotore;

la figura 10 rappresenta una vista parzialmente ingrandita della figura 9;

la figura 11 rappresenta una vista parzialmente ingrandita della figura 10;

la figura 12 rappresenta uno schema a blocchi di un sistema di controllo per il motorino di avviamento/generatore combinati;

la figura 13 rappresenta una vista che illustra tipicamente la temporizzazione di funzionamento in una forma di attuazione della presente invenzione, con la quale l'eccitazione è controllata;

la figura 14 rappresenta un diagramma di forma d'onda di segnale che illustra un caso in cui l'eccitazione per una rotazione normale di un angolo di 120° è stata eseguita con l'anticipo di un angolo designato di 5°;

la figura 15 rappresenta un diagramma di forma d'onda di segnale che illustra un caso in cui l'eccitazione per una rotazione normale di un angolo di 180° è stata eseguita con l'anticipo di un angolo designato di 10°; e

la figura 16 rappresenta un diagramma di forma d'onda di segnale che illustra un caso in cui l'eccitazione per una rotazione inversa di un angolo di 120° è stata eseguita con l'anticipo di un angolo designato di 5°.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLE FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE

La presente invenzione sarà descritta in dettaglio nel seguito con riferimento ai disegni. La figura 1 rappresenta una vista laterale complessiva di un veicolo a motore a due ruote tipo scooter a cui è applicato il gruppo di controllo della generazione di energia elettrica per veicolo secondo la presente invenzione.

Porzioni anteriore e posteriore di un corpo del veicolo sono collegate tra loro attraverso una porzione di pedana ribassata 4. Un telaio del corpo che funge da ossatura del corpo del veicolo è sostanzialmente composto da tubi discendenti 6 e tubi principali 7. Un serbatoio di combustibile ed un contenitore portaoggetti (nessuno dei quali è illustrato) sono supportati dai tubi principali 7 ed una sella 8 è disposta su di essi.

Nella porzione anteriore del corpo del veicolo, un manubrio 11 è supportato da e su una testa di sterzo 5 attraverso un albero, mentre una forcella anteriore 12 si estende verso il basso dalla testa di sterzo ed una ruota anteriore FW è supportata attraverso un asse ad una estremità inferiore della forcella anteriore 12. Il manubrio 11 è ricoperto dall'alto da un rivestimento del manubrio 13 che funge anche da quadro portastrumenti . Staffe 15 sporgono da estremità inferiori di porzioni ascendenti dei tubi principali 7 e staffe di sospensione 18 di un gruppo oscillante 2 sono rispettivamente collegate alle, e supportate dalle staffe 15 in modo oscillante attraverso braccetti 16.

Un motore a combustione interna a due tempi monocilindrico E è montato su una porzione anteriore del gruppo oscillante 2. Un cambio di velocità a variazione continua del tipo a cinghia 10 è disposto dietro il motore E ed un meccanismo riduttore 9 è collegato ad una porzione posteriore del cambio di velocità a variazione continua 10 attraverso un innesto centrifugo, con una ruota posteriore RW supportata dal meccanismo riduttore 9 attraverso un asse. Un ammortizzatore posteriore 3 è disposto tra una estremità superiore del meccanismo riduttore 9 ed una porzione superiore piegata di un tubo principale 7. Nella porzione anteriore del gruppo oscillante 2 sono disposti un carburatore 17 collegato ad un tubo di aspirazione 19 che si estende dal motore E ed un filtro dell'aria 14 collegato al carburatore 17.

La figura 2 rappresenta una vista in sezione del gruppo oscillante 2 lungo un albero a gomiti 201, in cui gli stessi simboli o numeri di riferimento già precedentemente utilizzati rappresentano le stesse parti o parti equivalenti.

Il gruppo oscillante 2 è ricoperto da un basamento 202 che è costituito dalla combinazione di basamenti sinistro e destro 202L, 202R l'uno con l'altro. L'albero a gomiti 201 è supportato in moto rotativo attraverso cuscinetti 208 e 209 che sono fissati al basamento 202R. Una biella (non rappresentata) è collegata all'albero a gomiti 201 attraverso un bottone di manovella 213.

Il basamento sinistro 202L funge anche da involucro del cambio di velocità a variazione continua del tipo a cinghia ed una puleggia conduttrice 210 per una cinghia è montata in modo rotativo sull'albero a gomiti 201 che si estende fino al basamento sinistro 202L. La puleggia conduttrice per cinghia 210 comprende una semi -puleggia fissa 210L ed una semi-puleggia mobile 210R. La semi-puleggia fissa 210L è fissata ad una porzione di estremità sinistra dell'albero a gomiti 201 attraverso un mozzo 211 e la semi-puleggia mobile 210R è fissata mediante profili scanalati sull'albero a gomiti 201 sul lato destro della semi-puleggia fissa 210L in modo da essere mobile con movimenti di avvicinamento e di allontanamento rispetto alla semi-puleggia fissa. Una cinghia a V 212 è avvolta tra le due semi-pulegge 210L e 210R.

Sul lato destro della semi-puleggia mobile 210R, una piastra di camma 215 è fissata all'albero a gomiti 201 ed un elemento scorrevole 215a disposto su una estremità periferica esterna della piastra di camma 215 si impegno in modo scorrevole con una porzione in rilievo 210Ra di scorrimento della piastra di camma formata assialmente su una estremità periferica esterna della semi -puleggia mobile 210R. La piastra di camma 215 disposta sul lato destro della semi-puleggia mobile 210R ha una superficie periferica esterna convergente inclinata verso la semipuleggia mobile 210R ed una sfera pesante a secco 216 è contenuta in uno spazio formato tra la superficie convergente e la semi-puleggia mobile 210R.

Con l'aumento della velocità di rotazione dell'albero a gomiti 201, la sfera pesante a secco 216 disposta tra la semi-puleggia mobile 210R e la piastra di camma 215 e destinata a ruotare insieme con esse si sposta in una direzione centrifuga sotto l'azione di una forza centrifuga e la semi-puleggia mobile 210R è spinta dalla sfera pesante a secco 216 e si sposta verso sinistra, avvicinandosi alla semipuleggia fissa 210L. Come conseguenza, la cinghia a V 212 racchiusa tra le due semi-pulegge 210L e 210R si sposta in una direzione centrifuga ed il suo diametro di avvolgimento aumenta.

Nella porzione posteriore del veicolo è disposta una puleggia condotta (non rappresentata) in una relazione di corrispondenza con la puleggia conduttrice per cinghia 210 e la cinghia a V 212 è avvolta sulla puleggia condotta. Con questo meccanismo di trasmissione a cinghia, il moto del motore E è regolato automaticamente ed è trasmesso ad un innesto centrifugo per azionare la ruota posteriore RW attraverso il meccanismo riduttore 9, eccetera.

Un motorino di avviamento/generatore combinati 1 costituito dalla combinazione di un motorino di avviamento e di generatore di corrente alternata è disposto entro il basamento destro 202R. Nel motorino di avviamento/generatore combinati 1, un rotore esterno 60 è fissato mediante una vite 253 ad una porzione di estremità anteriore convergente dell'albero a gomiti 201 ed uno statore interno 50, che è disposto all'interno del rotore esterno 60, è fissato al basamento 202 per avvitamento mediante bulloni 279. Per quanto riguarda la costruzione del motorino di avviamento/generatore combinati 1, essa sarà descritta in dettaglio nel seguito con riferimento alle figure da 3 a 7.

Una ventola 280 ha una porzione centrale conica 280a, una cui porzione di mantello è fissata al rotore esterno 60 mediante bulloni 246, e la ventola 280 è ricoperta da un coperchio della ventola 281 con l'interposizione di un radiatore 282.

Una ruota per catena 231 è fissata sull'albero a gomiti 201 in una posizione tra il motorino di avviamento/generatore combinati 1 ed il cuscinetto 209 ed una catena per azionare un albero a camme (non rappresentato) dall'albero a gomiti 201 è avvolta sulla ruota per catena 231. La ruota per catena 231 è integrale con un ingranaggio 232 che è destinato alla trasmissione del moto ad una pompa di circolazione dell'olio di lubrificazione.

Le figure 3 e 4 rappresentano rispettivamente una vista in pianta parzialmente interrotta lungo un piano perpendicolare ad un albero rotativo (albero a gomiti 201) del motorino di avviamento/generatore combinati 1 (macchina elettrica rotante del tipo a magneti permanenti) ed una sua vista laterale in sezione, e le figure 5 e 6 rappresentano rispettivamente una vista in pianta di un giogo di rotore ed una sua vista parzialmente ingrandita, in cui gli stessi simboli o numeri di riferimento già utilizzati in precedenza rappresentano le stesse parti o parti equivalenti.

Come illustrato nelle figure 3 e 4, il motorino di avviamento/generatore 1 secondo questa forma di attuazione è composto da uno statore 50 e da un rotore esterno 60 destinato a ruotare lungo una periferia esterna dello statore 50. Il rotore esterno 60 è costituito da un giogo di rotore 61 formato mediante impilaggio di lamierini di acciaio al silicio di forma anulare in una forma generalmente cilindrica, come illustrato nelle figure 4 e 5, da magneti permanenti a polo N 62N e da magneti permanenti a polo S 62S inseriti alternativamente entro una molteplicità di aperture 611 che sono formate nella direzione circonferenziale del giogo di rotore 61, come illustrato nelle figure 3 e 7, e da un corpo di rotore a tazza 63 che collega il giogo di rotore 61 all'albero a gomiti 201, come illustrato nelle figure 3 e 4.

Il corpo di rotore 63 è provvisto di una porzione a dente 63a ad una sua estremità circonferenziale. Piegando verso l'interno la porzione a dente 63a, il giogo di rotore 61 avente la struttura impilata precedentemente menzionata è trattenuto e serrato nella sua direzione assiale ed i magneti permanenti 62 (62N, 62S) inseriti nelle aperture 611 del giogo di rotore 61 sono trattenuti in posizioni predeterminate nel giogo dì rotore 61.

Lo statore 50 è realizzato mediante impilaggio di lamierini di acciaio al silicio e comprende un nucleo di statore 51 ed una parte a poli salienti di statore 52, come illustrato nella figura 3. Un avvolgimento di statore 53 è avvolto su ciascun polo saliente di statore 52 in un modo concentrato a polo singolo ed una superficie principale dello statore 50 è ricoperta da un coperchio protettivo 71.

Come illustrato nelle figure 5 e 6, dodici aperture 611 per l'inserimento assiale in esse di magneti permanenti 62 sono formate ad intervalli di 30° nella direzione circonferenziale . La porzione tra aperture adiacenti 611 funge da polo di commutazione 613.

Come illustrato nella figura 7, magneti permanenti 62, ciascuno dei quali ha una sezione generalmente a botte, sono inseriti nelle aperture 611, rispettivamente. In questa forma di attuazione la forma di ciascuna apertura 611 e la forma in sezione di ciascun magnete permanente 62 non sono uguali. Con i magneti permanenti 62 inseriti nelle aperture 611, prime intercapedini 612 sono formate nelle due porzioni laterali nella direzione cìrconferenziale di ciascun magnete permanente 62 e seconde intercapedini 614 sono formate sul lato statore in corrispondenza delle due porzioni di estremità di ciascun magnete permanente 62.

Nel seguito, l'azione della porzione a fenditura 614 prevista nel giogo di rotore 61 e quella della porzione di intercapedine 612 formata tra il giogo di rotore 61 ed il magnete permanente 62 saranno spiegate con riferimento alle figure 8 e 9.

La figura 8 rappresenta una vista che illustra la distribuzione di densità di flusso magnetico nel momento in cui si è provocato il funzionamento del dispositivo di motorino di avviamento/generatore 1 quale motorino di avviamento, mentre la figura 9 rappresenta una vista che illustra la distribuzione di densità di flusso magnetico nel momento in cui si è provocato il funzionamento di questo dispositivo 1 quale generatore.

Quando si provoca il funzionamento del dispositivo di motorino di avviamento/generatore 1, funzio-nante sia come motorino di avviamento sia come generatore, quale motorino di avviamento, l'alimentazio-ne di una corrente di eccitazione dalla batteria 42 a ciascun avvolgimento di statore 53 attraverso l'unità di controllo 40 è accompagnata dalla seguen-te azione. In particolare, come illustrato nella figura 8, una linea di forza magnetica che è generata da un polo saliente di statore 52N, che è stato eccitato in modo da avere una polarità N, nella direzione radiale passa attraverso la superficie contrapposta lato statore del magnete permanente a polo S 62S raggiungendo la sua superficie opposta. Quindi la maggior parte del flusso passa attraverso la porzione di nucleo 615 del giogo di rotore 61 ed il suo polo di commutazione 613 e quindi attraverso il polo saliente di statore 52S che è adiacente al polo saliente di statore 52N e che è stato eccitato come polo S. Passa quindi attraverso il nucleo di statore 51 ritornando al polo saliente di statore 52N che è stato eccitato come polo N.

A questo punto, le porzioni di intercapedine 612 sono formate in corrispondenza delle due porzioni laterali che esistono nella direzione periferica di ciascun magnete permanente 62, in modo che il flusso magnetico di dispersione dalla porzione laterale di ciascun magnete permanente 62 nel polo di commutazione 613 diminuisca. Pertanto, la maggior parte delle linee di forza magnetica passa da ciascun magnete permanente 62 entro la porzione di nucleo 615 del giogo di rotore 61, ed inoltre passa attraverso il polo di commutazione 613 e raggiunge il lato dello statore 50. Di conseguenza, le componenti verticali del flusso magnetico che passano attraverso i traferri tra il rotore esterno 60 e lo statore 50 aumentano, e pertanto la coppia motrice può essere aumentata rispetto al caso in cui non sono previste porzioni di intercapedine 612.

Inoltre, in questa forma di attuazione, poiché sul lato statore nonché sulle due porzioni laterali del magnete permanente 62 sono formate le fenditure 614 per limitare il percorso magnetico esistente nella direzione periferica, il flusso magnetico di dispersione che passa attraverso il lato interno del giogo di rotore 61 è anch'esso ridotto.

Come è stato illustrato nella figura 10 in scala ingrandita nell'interno di una circonferenza indicata con una linea tratteggiata nella figura 8, una (614A) delle fenditure 614 ostacola l'ingresso, nelle porzioni periferiche lato interno 616 del giogo di rotore 61, del flusso magnetico B1 che passa attraverso il polo di commutazione 613 del giogo di rotore 61. Questa fenditura 614 opera così in modo da guidare con elevata efficienza una parte maggiore del flusso magnetico B1 verso il polo saliente di statore 52S. L'altra (614B) delle fenditure 614 ostacola l'ingresso nei poli di commutazione 613 del flusso magnetico B2 che passa dal magnete permanente 62N attraverso la porzione periferica lato interno 616 del giogo di rotore 61. Questa fenditura 614B opera così in modo da guidare con elevata efficienza una parte maggiore del flusso magnetico B2 verso il polo saliente di statore 52S. Di conseguenza, le componenti verticali del flusso magnetico che attraversano i traferri tra il rotore esterno 60 e lo statore 50 aumentano ulteriormente. Come conseguenza, è possibile aumentare ulteriormente la coppia motrice quale motorino di avviamento.

Quando si fa in modo che il dispositivo di motorino di avviamento/generatore 1 funzioni come generatore, come illustrato nella figura 9, il flusso magnetico che è generato da ciascun magnete permanente 62 forma un circuito magnetico chiuso insieme con il polo saliente di statore ed il nucleo di statore. Pertanto è possibile generare nell'avvolgimento di statore una corrente di generatore corrispondente al numero di giri del rotore.

In questa forma di attuazione, la tensione di regolazione che deve essere regolata da un regolatore 100 come descritto in seguito è impostata in modo da corrispondere al valore dì 14,5 V. Quando la tensione di uscita che è generata quando si fa in modo che il dispositivo di motorino di avviamento/generatore 1 funzioni come generatore raggiunge questa tensione di regolazione, si fa in modo che la corrente di fase sia cortocircuitata. Come conseguenza, una corrente di cortocircuito passa in ciascun avvolgimento di statore 53 con la fase di ritardo. Di conseguenza, le linee di forza magnetica che passano attraverso lo statore 50 diminuiscono con il risultato che il flusso magnetico di dispersione che collega tra loro due magneti permanenti 62 adiacenti aumenta. Pertanto, la coppia di comando del dispositivo di motorino di avviamento/generatore 1 diminuisce. Pertanto, il carico del motore a combustione interna E diminuisce.

In particolare, come è stato illustrato nella figura 11 in scala ingrandita per un cerchio indicato con una linea tratteggiata nella figura 9, tra magneti permanenti adiacenti 62S e 62N, si generano i seguenti flussi magnetici. Un flusso magnetico B3 che passa attraverso la porzione periferica lato esterno 617 del giogo di rotore 61; un flusso magnetico B4 che passa attraverso il polo di commutazione 613 del giogo di rotore 61; un flusso magnetico B5 che passa attraverso la porzione periferica lato interno 616 del giogo di rotore 61; ed un flusso magnetico B6 che passa attraverso la porzione periferica lato interno 616 del giogo di rotore 61, un traferro, ed il polo saliente di statore 52N.

Secondo questa forma di attuazione, nella macchina elettrica rotante del tipo a magneti permanenti in cui il giogo di rotore 61 del rotore esterno 60 presenta le porzioni di polo di commutazione 613 tra i rispettivi magneti permanenti 62, le intercapedini 612 e le fenditure 614 sono disposte tra i rispettivi magneti permanenti 62 ed il giogo di rotore 61. Pertanto, il flusso magnetico di dispersione è ridotto tra ciascuna coppia di magneti permanenti adiacenti ed il flusso magnetico che interseca verticalmente le porzioni di traferro tra il rotore esterno 60 e lo statore 50 aumenta. Di conseguenza, è possibile aumentare la coppia motrice quando si fa in modo che la macchina elettrica rotante del tipo a magneti permanenti funzioni come motorino di avvia-mento senza aumentare la coppia di comando quando si fa in modo che essa funzioni come generatore.

La figura 12 rappresenta uno schema a blocchi di un sistema dì controllo per il motorino di aw iamento/generatore combinati 1, in cui gli stessi numeri di riferimento già utilizzati in precedenza rappresentano le stesse parti o parti equivalenti.

In una ECU ("electric control unit" - unità elettrica di controllo) sono previsti un raddrizzatore trifase di onda completa 300 per raddrizzare ad onda completa una corrente alternata trifase prodotta dalla funzione generatore del motorino di avviamento/generatore combinati 1 ed un regolatore 100 che limita l'uscita del raddrizzatore di onda completa 300 ad una tensione di regolazione predeterminata (una tensione operativa del regolatore: ad esempio 14,5 V).

Alla ECU sono collegati un sensore di angolo del rotore 29, una bobina di accensione 21, un sensore della valvola del gas 23, un sensore di combustibile 24, un interruttore della sella 25, un interruttore di minimo 26, un sensore di temperatura dell'acqua di raffreddamento 27, ed un generatore di impulsi di accensione 30, ed i segnali di rilevamento sono alimentati da queste porzioni alla ECU. Una candela di accensione 22 è collegata ad un lato secondario della bobina di accensione 21.

Alla ECU sono inoltre collegati un relè di avviamento 34, un interruttore di avviamento 35, interruttori di arresto 36 e 37, un indicatore di sosta 38, un indicatore di combustibile 39, un sensore di velocità 40, un avviatore automatico 41, ed un proiettore 42. Un commutatore per luce anabbagliante 43 è previsto nel proiettore 42.

Una corrente elettrica è alimentata alle varie porzioni precedenti da una batteria 46 attraverso un fusibile principale 44 ed un interruttore principale 45. La batteria 46 è collegata direttamente alla ECU attraverso il relè di avviamento 34, mentre ha un circuito per la connessione con la ECU soltanto attraverso il fusibile principale 44.

Nel seguito, un procedimento per il controllo dell'eccitazione per l'avanzamento dell'angolo designato secondo questa forma di attuazione sarà spiegato con riferimento ai diagrammi di forma d'onda delle figure da 13 a 16.

In questa forma di attuazione, una rotazione completa del rotore è divisa in una molteplicità di stadi (#0, #1, #2, ....) in funzione dei segnali di rilevamento dai rispettivi sensori di polo magnetico 29U, 29V e 29W, e le rispettive correnti di fase sono controllate in unità corrispondenti ad uno stadio.

Come illustrato nella figura 13, in questa forma di attuazione, la porzione,- corrispondente a 60° (angolo meccanico), del rotore è impostata in modo da avere un angolo elettrico di 360°, che è diviso in sei stadi (da #0 a #5). Di conseguenza, uno stadio corrisponde all'angolo meccanico di 10°. Nel campo di bassa velocità di rotazione, ed al momento di una rotazione inversa, del rotore, l'eccitazione per una rotazione normale (rotazione inversa) prodotta attraverso l'angolo elettrico di 120° è eseguita con l'anticipo di 5° (angolo meccanico). Nel campo di elevata velocità di rotazione del rotore, l'eccitazione per una rotazione normale prodotta attraverso l'angolo elettrico di 180° è eseguita con l'anticipo di 10° (angolo meccanico).

La figura 14 rappresenta un diagramma di forma d'onda di segnale che illustra il caso in cui l'eccitazione per una rotazione normale dell'angolo di 120° è eseguita con l'anticipo dell'angolo di 5°. La figura 15 rappresenta un diagramma di forma d'onda di segnale che illustra il caso in cui l'eccitazione per la rotazione nonnaie di un angolo di 180° è eseguita con l'anticipo di un angolo di 10°. La figura 16 rappresenta un diagramma di forma d'onda di segnale che illustra il caso in cui l'eccitazione per la rotazione inversa di 120° è eseguita con l'anticipo di un angolo di 5°.

In questa forma di attuazione, è previsto che ciascuno dei rispettivi sensori di polo magnetico 29U, 29 V e 29W rilevi la variazione del campo magnetico e che, con la temporizzazione di spostamento del segnale di rilevamento, la temporizzazione con cui viene eseguita l'eccitazione rispetto a ciascuna fase corrispondente sia commutata.

Più concretamente, nel caso della figura 14 in cui l'eccitazione per l'angolo di rotazione normale di 120° è eseguita con l'anticipo dell'angolo di 5°, viene eseguita la seguente operazione. Nell'istante in cui il segnale di rilevamento del sensore di fase V (il sensore di polo magnetico 29V) si abbassa, ossia nell'istante in cui lo stadio #0 è commutato nello stadio #1, l'eccitazione nella direzione normale con riferimento alla fase V viene iniziata, mentre, in questo istante, l'eccitazione nella direzione normale con riferimento alla fase U è mantenu-ta bloccata. Analogamente, nell'istante in cui il segnale di rilevamento del sensore di fase U (il sensore di polo magnetico 29U) sale, ossia nel-l'istante in cui lo stadio #1 è commutato nello sta-dio #2, l'eccitazione nella direzione inversa con riferimento alla fase U viene iniziata mentre, in questo istante, l'eccitazione nella direzione inversa con riferimento alla fase W è mantenuta bloccata. Analogamente, nell'istante in cui il segnale di rilevamento del sensore di fase W (il sensore di polo magnetico 29W) si abbassa, ossia nell'istante in cui lo stadio #2 è commutato nello stadio #3, l'eccitazione nella direzione normale con riferimento alla fase W viene iniziata mentre, in questo istante, l'eccitazione nella direzione normale con riferimento alla fase V è mantenuta bloccata.

Analogamente, anche nel caso dell'anticipo dell'angolo di 10° con l'eccitazione per la rotazione normale di 180° illustrata nella figura 15, nell'istante in cui lo stadio #0 è commutato nello stadio #1, l'eccitazione nella direzione normale con riferimento alla fase U è commutata nell'eccitazione nella direzione inversa. Analogamente, nell'istante in cui lo stadio #1 è commutato nello stadio #2, l'eccitazione nella direzione inversa con riferimento alla fase W è commutata nell'eccitazione nella direzione normale. Analogamente, nell'istante in cui lo stadio #2 è commutato nello stadio #3, l'eccitazione nella direzione normale con riferimento alla fase V è commutata nell'eccitazione nella direzione inversa.

In altre parole, in questa forma di attuazione, i rispettivi sensori di polo magnetico 29U, 29V e 29W sono disposti nelle loro posizioni prescritte in modo che essi possano rilevare la variazione del campo magnetico con la temporizzazione corrispondente all'applicazione dell'angolo di anticipo di ciascuna corrente di fase ed in modo che l'uscita del loro segnale di rilevamento possa così essere variata.

In questa forma di attuazione, i rispettivi sensori di polo magnetico sono stati disposti nelle loro posizioni prescritte in modo che l'istante di commutazione dell'applicazione dell'angolo di anticipo della corrente di fase possa coincidere con l'istante di spostamento del segnale di rilevamento dal sensore di polo magnetico 29. Pertanto diventa possibile eseguire un controllo accurato dell'eccitazione utilizzando la corrente di fase per anticipare la fase angolare.

Inoltre, in questa forma di attuazione, il valore dell'angolo di antìcipo della fase angolare è stato impostato a 5°, che è metà del valore di 10° corrispondente alla fase angolare di un singolo stadio. Pertanto, anche nel caso dell'anticipo di un angolo di 5° con l'eccitazione per una rotazione inversa di 120° illustrato nella figura 16, utilizzando lo stesso sensore di polo magnetico 29 del caso della rotazione normale, si ottiene il seguente vantaggio. In particolare, è possibile fare in modo che l'istante di commutazione dell'eccitazione con l'angolo di anticipo coincida con l'istante di spostamento del segnale del sensore di polo magnetico. Di conseguenza, secondo questa forma di attuazione, non soltanto durante una rotazione normale, ma anche al momento di una rotazione inversa, diventa possibile controllare in modo accurato l'eccitazione utilizzando la corrente di fase per l'avanzamento dell'angolo .

Secondo la presente invenzione, si introducono i seguenti effetti.

(1) Poiché l'istante in cui l'eccitazione è commutata nel controllo dell'angolo di anticipo coincide con l'istante in cui la variazione del campo magnetìco è rilevata dal sensore di polo magnetico, di-venta possibile controllare in modo accurato l'ecci-tazione controllando l'angolo di anticipo.

(2) Poiché il valore dell'angolo di anticipo della fase angolare è stato impostato in modo da essere pari a metà dell'angolo corrispondente alla fase angolare di un singolo stadio, anche nel caso dell'an-ticipo di un angolo di 5° per l'eccitazione per una rotazione inversa di 120°, è possibile fare in modo che l'istante di commutazione dell'eccitazione con l'angolo di anticipo coincida con l'istante di rilevamento della variazione nel campo magnetico mediante il segnale del sensore di polo magnetico.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Generatore brushless di corrente alternata polifase, in cui il generatore brushless di corrente alternata polifase comprende sensori di polo magnetico ciascuno dei quali è destinato a rilevare la posizione angolare di un rotore e comprende una molteplicità di fasi, a ciascuna delle quali è alimentata una corrente di fase, in cui l'istante di ali-mentazione della corrente di fase è anticipato come angolo di un valore di angolo prescritto in funzione del segnale di rilevamento del sensore di polo magnetico, in cui ciascuno dei sensori di polo magnetico è disposto in modo che l'istante in cui la corrente di fase è alimentata per l'anticipo dell'angolo possa coincidere con l'istante in cui il campo magnetico rilevato dal sensore di polo magnetico cambia.
2. 2. Generatore brushless di corrente alternata polifase secondo la rivendicazione 1, che costituisce un motorino di avviamento che è collegato all'albero a gomiti di un motore a combustione interna per av-viare così il motore a combustione interna.
3. 3. Generatore brushless di corrente alternata polifase secondo la rivendicazione 1, che comprende uno statore ed il suo avvolgimento ed un rotore sostanzialmente cilindrico di forma circolare avente una molteplicità di magneti permanenti ciascuno dei quali è disposto nella direzione circonferenziale e che ruota rispetto allo statore, in modo che il rotore abbia una porzione di polo di commutazione tra ciascuna coppia di magneti permanenti adiacenti.
4. 4. Apparecchiatura di controllo dell'eccitazione per il generatore brushless di corrente alternata polifase secondo la rivendicazione 1 oppure 2, in cui l'apparecchiatura di controllo dell'eccitazione per il generatore brushless di corrente alternata polifase comprende i sensori di polo magnetico, ed una rotazione completa del rotore è divisa in una molteplicità di stadi in funzione del segnale di uscita da ciascuno di questi, in modo che le rispettive correnti di fase siano controllate in unità corrispondenti ad un singolo.stadio, in cui la fase della corrente di fase alimentata a ciascuna fase è anticipata come angolo di metà del campo angolare corrispondente ad un singolo stadio .
5. 5. Apparecchiatura di controllo dell'eccitazione per il generatore brushless di corrente alternata polifase secondo la rivendicazione 4, in cui il valore dell'angolo di anticipo è lo stesso al momento di una rotazione normale ed al momento di una rotazione inversa.
6. 6. Apparecchiatura di controllo dell'eccitazione per il generatore brushless di corrente alternata polifase secondo la rivendicazione 4 oppure 5, in cui, quando la velocità di rotazione del rotore supera un valore prescritto di velocità normale, il valore dell'angolo di anticipo è commutato nell'angolo corrispondente alla fase di un singolo stadio.
7. 7. Apparecchiatura di controllo dell'eccitazione per il generatore brushless di corrente alternata polifase secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6, in cui, quando la velocità di rotazione del rotore è inferiore al valore prescritto di velocità normale, 1'eccitazione per un avanzamento angolare di 120° (angolo elettrico) è prodotta per ciascuna fase.
8. 8. Apparecchiatura di controllo dell'eccitazione per il generatore brushless di corrente alternata polifase secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 7, in cui, quando la velocità di rotazione del rotore supera il valore prescritto di velocità normale, l'eccitazione per l'avanzamento di un angolo di 180° (angolo elettrico) è prodotta per ciascuna fase.