用于車輛的ac發電機的制作方法

專利名稱：用于車輛的ac發電機的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于車輛的AC發電機，其被配置為生成單相或者多相交流電。
背景技術：
例如，用于諸如兩輪機動車之類的車輛的AC發電機包括外轉子和布置在該外轉子的內圓周側上的定子，其中在該外轉子中，N極永久磁鐵和S極永久磁鐵在圓周方向上交替地布置。通過在圓周方向上布置磁極來構造定子，線圈分別纏繞在這些磁極周圍。然后， 例如，當轉子通過引擎的旋轉功率轉動時，由于N極永久磁鐵的磁場和S極永久磁鐵的磁場在位置上交替且重復地與這些磁極相對，因此在圍著磁極纏繞的線圈中產生AC電壓。此外，例如，專利文檔1描述了一種用于車輛的AC發電機的功率控制設備。增加電樞繞組的數量，直到其達到預定的旋轉速度為止，并且在其達到該預定的旋轉速度之后減少電樞繞組的數量。在發電機的高旋轉區域中，功率控制設備限制在電樞繞組的阻抗增加時生成的輸出電流的減小。因此，輸出電流不僅可以在低旋轉區域中增加，也可以在高旋轉區域中增加。此外，例如，專利文檔2描述了一種用于內燃機的供電設備。將磁鐵發電機的發電機線圈分成第一線圈和第二線圈，線圈之間的連接狀態在串聯和并聯之間轉換。在引擎的低速度范圍中，線圈串聯連接，而在高速度范圍中，線圈并聯連接。從而，在磁鐵發電機中， 可以在高速度范圍中確保較大的負載電流，而不浪費低速度范圍時的輸出。現有技術文檔專利文檔專利文檔1 JP-A-06-292329專利文檔2 JP-A-10-10842
發明內容
但是，專利文檔1、2沒有公開定子的線圈的連接狀態，以及哪個磁極要被轉換以改變輸出特性。此外，在專利文檔1中，雖然在高旋轉區域中可以增加輸出電流，但是當由于所生成的電力超過車輛需要的電力而使電池的充電變得不必要時，則需要使用調節器電路來將其切斷(將其放電到地)。此時，在獲得高電力的同時，增加了針對轉子旋轉所產生的摩擦力(旋轉阻力等)，使得發電機的運行效率整體上降低。鑒于該缺點，本發明的一個目標是提供一種用于車輛的AC發電機，該發電機能夠在引擎的高旋轉區域中，根據車輛的需要來將發電機的運行效率維持為高。根據本發明的示例，用于車輛的AC發電機包括外轉子；以及布置在所述外轉子的內圓周側上的定子。所述外轉子具有在圓周方向上交替布置的N極磁場形成部件和S極磁場形成部件。所述定子具有中心鐵芯和布置在所述中心鐵芯周圍的磁極。線圈分別圍著所述磁極的磁極鐵芯纏繞。當所述N極磁場形成部件和所述S極磁場形成部件交替地與每個所述磁極相對時，產生單相或多相AC電源。通過交替地布置右繞組線圈和左繞組線圈CN 102414965 A
說明書
2/14 頁 來構造線圈。所述右繞組線圈在聯接狀態中以順時針方向圍著所述磁極鐵芯來纏繞。所述左繞組線圈在聯接狀態中以逆時針方向圍著所述磁極鐵芯來纏繞。所述AC發電機還包括轉換電路，其被配置為當所述外轉子的旋轉速度低于預定的值時，使用所有所述線圈來發電。所述轉換電路還被配置為當所述外轉子的旋轉速度高于或者等于所述預定的值時， 使包括位置彼此相鄰的兩個或更多個磁極的線圈的線圈組暫停，而使用剩余的線圈組來進行發電。當所述外轉子的旋轉速度等于或者高于所述預定的值時，本發明的AC發電機暫停預定的線圈組的發電，使得整體地提升所述發電機的運行效率。具體而言，本發明的AC發電機具有轉換電路，該轉換電路可以轉換使用所有線圈進行發電的狀態或者使用所述線圈組中的一個進行發電的狀態。當本發明的AC發電機運行時，如果所述外轉子的旋轉速度小于所述預定的值(在引擎的低旋轉區域中)，則使用所有線圈進行發電。因此，可以在低旋轉區域中，適當地確保發電量。相比而言，如果所述外轉子的旋轉速度等于或者高于所述預定的值(在引擎的高旋轉區域中)，則對于包括位置彼此相鄰的兩個或更多個磁極的線圈的線圈組進行暫停，并使用所述剩余的線圈組進行發電。此時，由于位置彼此相鄰的兩個或更多個磁極的線圈包括在所述可暫停線圈組中，因此可以有意地降低高旋轉區域中的發電量。也就是說，電流并不在位置彼此相鄰的兩個或更多個磁極的線圈中流動，從而形成對于所述兩個或更多個磁極的發電不具有貢獻的磁路。因此，減少了對于發電有貢獻的磁通，使得可以在高旋轉區域中，對超過車輛的需求的過度發電進行限制。此外，還可以減少所述外轉子旋轉時產生的摩擦力(旋轉阻力等)。因此，根據本發明的AC發電機，在引擎的高旋轉區域中，可以根據車輛的需要，將發電機的運行效率維持為高。根據本發明的一個示例，用于車輛的AC發電機包括外轉子；以及布置在所述外轉子的內圓周側上的定子。所述外轉子具有在圓周方向上交替布置的N極磁場形成部件和 S極磁場形成部件。所述定子具有中心鐵芯和布置在所述中心鐵芯周圍的磁極。線圈分別圍著所述磁極的磁極鐵芯纏繞。當所述N極磁場形成部件和所述S極磁場形成部件交替地與每個所述磁極相對時，產生單相或多相AC電源。通過交替地布置右繞組線圈和左繞組線圈來構造線圈。所述右繞組線圈在聯接狀態中以順時針方向圍著所述磁極鐵芯來纏繞。所述左繞組線圈在聯接狀態中以逆時針方向圍著所述磁極鐵芯來纏繞。此外，所述AC發電機還包括轉換電路，其被配置為如果所述外轉子的旋轉速度高于或者等于預定的值時所述旋轉速度在減速，則暫停多個磁極的線圈，而不對位置上彼此相鄰的兩個或更多個磁極的線圈進行暫停，并使用所述剩余的線圈來進行發電，并且被配置為如果所述外轉子的旋轉速度低于所述預定的值時所述旋轉速度在減速，或者如果在所述旋轉速度的整個區域內所述旋轉速度在加速或者恒定，則使用所有線圈來進行發電。在本發明的AC發電機中，當所述外轉子的旋轉速度等于或者高于所述預定的值， 并且當所述旋轉速度在減速時，暫停特定線圈組的發電。從而，整體上提升發電機的運行效率。具體而言，本發明的AC發電機具有轉換電路，該轉換電路可以在下面兩種狀態之間轉換發電機的狀態使用所有線圈進行發電的狀態和使用線圈的一部分進行發電的狀態。當本發明的AC發電機運行時，在所述外轉子的旋轉速度等于或者高于所述預定的值的情況中(在引擎的高旋轉區域中)，如果旋轉速度減速，則通過暫停磁極的線圈而不暫停位置彼此相鄰的兩個或更多個磁極的線圈，并使用剩余的線圈進行發電。此時，通過多個位置處一個接一個的磁極的線圈來限定所述可暫停線圈組，所述可暫停組的線圈位于進行發電的磁極之間。也就是說，所述可暫停線圈組由所有右繞組線圈或者較大數量的右繞組線圈、或者所有左繞組線圈或者較大數量的左繞組線圈來構成。因此，當旋轉速度提升時，可以限制整個線圈的阻抗的增加。此外，在引擎的高旋轉區域中，具有輸出電流的線圈的磁極和不具有輸出電流的線圈的磁極在位置上彼此相鄰，使得可以在所有磁極中形成對發電有貢獻的磁路。因此，可以增加整個線圈的發電量。此外，此時，當所述外轉子旋轉時，摩擦力(旋轉阻力等)增加。但是，由于現在正在對引擎的旋轉進行減速，因此摩擦力的增加對于引擎旋轉的減速來說是有利的。相比而言，當所述外轉子的旋轉速度小于所述預定的速度(在引擎的低旋轉區域中)時，如果所述旋轉速度在減速，或者如果所述旋轉速度在該旋轉速度的整個區域中加速或者恒定，則使用所有線圈來進行發電。因此，除上面所描述的特定情況(其中在旋轉速度等于或者高于所述預定的值的時候執行減速)之外，可以適當地確保發電量。此外，在本發明中，在車輛減速時，可以增加發電量，從而減少車輛加速或者低速行駛時的發電量。因此，可以減小發電時的損耗。根據本發明的AC發電機，在引擎的高旋轉區域中，可以基于車輛所需要的電量， 將整個發電機的運行效率維持為高。在右繞組線圈和左繞組線圈之間的繞組方向相反時，線圈的繞組方向并不受此限制。此外，發電機可以被配置為對車輛的電池進行充電。當測量的電池電壓等于或者高于預定的值時，則可以使用所述轉換電路來執行轉換控制。通過纏繞磁線來連接多個連續線圈組來構造整個線圈，其中，在所述多個連續線圈組中，線圈是通過連接線來連續地連接的，所述多個連續線圈組中的一個與發電時可暫停的線圈組相對應。在該情況下，可以通過形成這些連續線圈組來容易地形成這些線圈，并可以容易地形成可暫停的線圈組。可暫停線圈組的數量可以是不同于一個的多個。在該情況下，根據所述外轉子的旋轉速度的提升，逐步地增加發電時暫停的線圈組的數量。 轉換電路可以對使用所有線圈來進行發電的全部發電狀態或者暫停所述可暫停線圈組的發電并使用所述剩余的線圈組來進行發電的部分發電狀態進行轉換。在所述外轉子的旋轉速度的整個區域中，與車輛所需要的電量相比，所述全部發電狀態中的發電量更大。在所述外轉子的旋轉速度的整個區域中，與所述全部發電狀態相比，所述部分發電狀態中的發電量更小。所述轉換電路在所述預定的旋轉速度處執行所述轉換，所述預定的旋轉速度被設置為比其中所述部分發電狀態中的發電量變得大于車輛所需要的電量時的旋轉速度大。
在該情況下，如果構成所述可暫停線圈組的線圈的布置是適當的，則當車輛所需要的電量足夠時，所述轉換電路選擇所述部分發電狀態，并且控制電池的充電的調節器電路減少切斷(或者放電到地)的電量。因此，可以有效地減少所述轉子旋轉時所產生的摩擦力，并整體上提高發電機的運行效率。與所述部分發電狀態的發電量變得比車輛所需要的電量更大時的旋轉速度相比， 將所述轉換電路執行所述轉換的預定旋轉速度設置得稍微更大。所述AC發電機產生單相電，并且通過以聚集(gathered)狀態在圓周方向的一部分中的位置彼此相鄰的三個或更多個磁極來構造所述可暫停的線圈組。所述AC發電機產生單相電，所述可暫停線圈組包括位置彼此相鄰的兩個磁極的線圈和在圓周方向中與所述兩個磁極相距一個或兩個磁極的一個磁極的線圈，所述可暫停線圈組具有所述右繞組線圈和所述左繞組線圈通過連接線來連續地連接的部分和所述右繞組線圈連續地連接的一部分。所述AC發電機產生單相電，在所述定子中交替地布置構成所述可暫停線圈組的磁極和構成所述剩余的線圈組的磁極。在這些情況下，在產生單相電的發電機中，在引擎的高旋轉區域中，可以有效地減少所述外轉子旋轉時所產生的摩擦力。所述AC發電機產生三相電。將U相、V相和W相線圈分別纏繞在U相、V相和W相磁極的磁極鐵芯上，其中所述U相、V相和W相磁極以相同順序圍著所述定子的中心鐵芯重復地布置。所述可暫停線圈組由位置上彼此相鄰且聚集在所述圓周方向的一部分中的一組 U相、V相和W相磁極構成。所述AC發電機產生三相電。將U相、V相和W相線圈分別纏繞在U相、V相和W相磁極的磁極鐵芯上，其中所述U相、V相和W相磁極以相同順序圍著所述定子的中心鐵芯重復地布置。構成所述可暫停線圈組的U相、V相和W相磁極和構成所述剩余的線圈組的U 相、V相和W相磁極交替地布置在所述定子中。在這些情況下，在產生三相電的發電機中，在引擎的高旋轉區域中，可以有效地減少所述外轉子旋轉時所產生的摩擦力。 轉換電路對使用所有線圈來進行發電的全部發電狀態或者暫停所述可暫停線圈組的發電并使用所述剩余的線圈組來進行發電的部分發電狀態進行轉換。在所述外轉子的旋轉速度的整個區域中，與車輛所需要的電量相比，所述全部發電狀態中的發電量更大。當所述外轉子具有與預定的臨界值相比更小的旋轉速度時，所述部分發電狀態中的發電量小于所述全部發電狀態中的發電量，當所述外轉子具有等于或者高于所述預定的臨界值的旋轉速度時，所述部分發電狀態中的發電量大于所述全部發電狀態中的發電量。可以將所述轉換電路執行所述轉換的所述預定旋轉速度設置為所述預定的臨界值或者其鄰近值。在該情況下，構成所述可暫停線圈組的線圈的布置是適當的。由于所述轉換電路， 當所述旋轉速度等于或者大于所述預定的臨界值或者其鄰近值同時所述旋轉速度在減速時，可以有效地增加整個線圈的發電量。通過所述連接線連接所有所述左繞組線圈，或者通過所述連接線連續地連接除所述左繞組線圈的一部分之外的剩余左繞組線圈，來限定所述可暫停線圈組，通過所述連接線連接所有所述右繞組線圈，或者通過所述連接線連接所有所述右繞組線圈和所述左繞組線圈的一部分，來限定所述剩余的線圈組。在該情況下，在引擎的高旋轉區域中，當所述旋轉速度減速時，可以有效地增加整個線圈的發電量。


圖1是示出了根據第一實施例的用于車輛的AC發電機的定子的說明性視圖。圖2是示出了第一實施例的AC發電機的說明性視圖。圖3是示意性示出了第一實施例的AC發電機的電流輸出狀態的圖。圖4是示出了第一實施例的AC發電機的說明性截面視圖。圖5是示意性示出了第一實施例的轉換電路和調節器電路的電路視圖。圖6是示出了第一實施例的另一個定子示例的說明性視圖。圖7是示出了第一實施例的另一個定子示例的說明性視圖。圖8是示出了第一實施例的另一個定子示例的說明性視圖。圖9是示出了第一實施例的另一個定子示例的說明性視圖。圖10是示意性示出了第一實施例的另一轉換電路示例的電路視圖。圖11是示出了根據第二實施例的定子的說明性視圖。圖12是示出了第二實施例的另一個定子示例的U相連續線圈組的形成狀態的說明性視圖。圖13是示出了第二實施例的另一個定子示例的V相連續線圈組的形成狀態的說明性視圖。圖14是示出了第二實施例的另一個定子示例的W相連續線圈組的形成狀態的說明性視圖。圖15是示意性示出了根據第三實施例的用于車輛的AC發電機的電流輸出狀態的圖。圖16是示出了第三實施例的定子的說明性視圖。圖17是示出了第三實施例的另一個定子示例的說明性視圖。圖18是示出了第三實施例的另一個定子示例的說明性視圖。圖19是示出了根據確認測試的每一個AC發電機的輸出電流的改變的圖。圖20是示出了所述確認測試的每一個AC發電機的摩擦力的改變的圖。圖21是示出了根據效果說明，對這些實施例的磁極中的磁通量的值進行改變的說明性視圖。圖22是示出了在效果說明中，當磁通的通過狀態改變時，對這些實施例的磁極中的磁通量的值進行改變的說明性視圖。圖23是示出了在效果說明中，對比較產品的磁極中的磁通量的值進行改變的說明性視圖。圖M是示出了在效果說明中，在考慮鐵損的情況下，對這些實施例的磁極中的磁通量的值進行改變的說明性視圖。圖25是示出了在效果說明中，在考慮鐵損的情況下，當磁通的通過狀態改變時， 對這些實施例的磁極中的磁通量的值進行改變的說明性視圖。
圖沈是示出了在效果說明中，在考慮鐵損的情況下，對比較產品的磁極中的磁通量的值進行改變的說明性視圖。圖27是示出了在效果說明中，由鐵損產生的這些實施例和比較產品之間的輸出電流的差的圖，其中該圖的橫軸指示旋轉速度，該圖的縱軸指示輸出電流。
具體實施例方式(第一實施例)下面，關于本發明的用于車輛的AC發電機，參照附圖來描述第一實施例。如圖2 所示，第一實施例的車輛的AC發電機1 (下面簡稱為AC發電機1)包括外轉子2和布置在外轉子2的內圓周側上的定子3，其中在外轉子2中，N極磁場形成部件22N和S極磁場形成部件22S在圓周方向C上交替地布置。通過將磁極30布置在中心鐵芯31周圍來構造定子3，線圈4分別纏繞在這些磁極的磁極鐵芯32周圍。N極磁場形成部件22N和S極磁場形成部件22S被定位為交替地與每個磁極30相對，從而發電機1被配置為產生單相AC電功率。如圖1所示，通過交替地布置右繞組線圈4A和左繞組線圈4B來構造定子3的線圈4。線圈4A在聯接狀態中以順時針方向R圍著磁極鐵芯32纏繞，線圈4B在聯接狀態中以逆時針方向L圍著磁極鐵芯32纏繞。如圖3所示，當外轉子2的旋轉速度小于預定的旋轉速度m時，AC發電機1使用所有線圈4來發電。相比而言，發電機1具有轉換電路6，當外轉子2的旋轉速度高于或者等于預定的旋轉速度W時，轉換電路6停止線圈組5B處的發電，并且在剩余的線圈組5A 處進行發電。線圈組5B包括位置彼此相鄰的兩個或更多個磁極30的線圈4。下面，將參照圖1-圖10來說明AC發電機1的細節。該實施例的AC發電機1是用于兩輪機動車的單相磁式AC發電機，并且其響應于引擎的旋轉來發電。所產生的電流用于對電池73進行充電和使燈74變亮。如圖4所示，外轉子2與引擎的機軸11相連，并且其被配置為響應于引擎的旋轉來旋轉。通過在柱形軛21的內圓周側上交替地布置構成N極磁場形成部件22N的永久磁鐵和構成S極磁場形成部件22S的永久磁鐵，來構造外轉子2。此外，定子3被固定到連接至引擎等的殼體10上。例如，中心鐵芯31和磁極鐵芯32由軟磁鐵材料制成。將絕緣樹脂制成的線軸布置到每一個磁極30的外圍，并且每一個線圈4纏繞在該線軸周圍。此外，構成線圈4的磁線由諸如用絕緣層覆蓋的銅線等的導體制成。在同一附圖中，L指示發電機1 的軸方向。如圖1所示，通過連接多個(在該實施例中為兩個)連續線圈組5來構造線圈4， 通過纏繞磁線來構造線圈組5，以便通過連接線41連接線圈4。為了容易理解圖1和圖2， 省略了線圈4的纏繞狀態，并用示意性線來指示連接線41。使用一個磁線通過連續地連接線圈4，來形成連續線圈組5。連接線41連接磁極 30的線圈4，并且在軸方向上在中心鐵芯31或者磁極鐵芯32的端面上在磁極30之間交叉。 線圈組5通過布置在中心鐵芯31中的金屬連接器等(沒有示出)相互連接。通過兩個線圈組5來構造整個的線圈4，線圈組5中的一個與在發電時可暫停的可暫停線圈組5B相對應。
圖1中的陰影圓指示在線圈4的一部分暫停發電的部分發電狀態W2中發電的線圈(磁極30)。可暫停線圈組5B包括位置彼此相鄰的兩個磁極30的線圈4、以及在圓周方向C上與這兩個磁極相距一個或兩個磁極30的磁極30的線圈4。可暫停線圈組5B具有右繞組線圈4A和左繞組線圈4B通過連接線41連續連接的連接部分、以及右繞組線圈4A彼此連續連接的連接部分。剩余線圈組5A包括位置彼此相鄰的兩個磁極30的線圈4、以及在圓周方向C上與這兩個磁極相距一個或兩個磁極30的磁極30的線圈4。剩余線圈組5B具有右繞組線圈4A和左繞組線圈4B通過連接線41連續連接的連接部分、以及左繞組線圈4B彼此連續連接的連接部分。這里，在纏繞方向在右繞組線圈4A和左繞組線圈4B之間是相反的情況下，纏繞方向并不受此限制。在圖1中，R示出了右繞組線圈4A的順時針方向，L示出了左繞組線圈 4B的逆時針方向。圖5是說明具有轉換電路6和調節器電路7的AC發電機1的電組成的圖，其中轉換電路6和調節器電路7對所產生電力的充電/放電進行控制。轉換電路6可以在部分發電狀態W2和全部發電狀態Wl之間對發電機1的發電狀態進行轉換。在部分發電狀態W2中，暫停線圈組5B處的發電，并且在剩余線圈組5A處進行發電。在全部發電狀態Wl中，使用這兩個線圈組5(所有的線圈4)來執行發電。在本實施例的定子3中，通過串聯地連接這兩個線圈組5來形成單相線圈4。通過將第一組5A設置在地側并始終發電，將第二組5B(可暫停發電線圈組5B)設置在電池73 的正極上并可暫停發電，來構造這兩個線圈組5。具體而言，如圖1和圖5所示，該實施例的定子3具有16個磁極(16個塊)的磁極30。通過每個連接線41，以連續連接鏈接到地的導引部件42A、三個右繞組線圈4A、位置彼此相鄰的右繞組線圈4A和左繞組線圈4B、一個右繞組線圈4A、位置彼此相鄰的右繞組線圈4A和左繞組線圈4B、第一組5A和第二組5B之間的中間連接器43的順序，來使用一個磁線構造剩余線圈組(第一線圈組)5A。此外，通過每個連接線41，以連續連接中間連接器 43、位置彼此相鄰的右繞組線圈4A和左繞組線圈4B、三個右繞組線圈4A、位置彼此相鄰的右繞組線圈4A和左繞組線圈4B、一個左繞組線圈4B、以及連接到電池73的正極的導引部件42B的順序，來使用一個磁線構造與第二線圈組5B相對應的可暫停線圈組5B。在該示例中，通過AC發電機1、轉換電路6和調節器電路7來構造對電池73進行充電和使燈74變亮的發電系統。如圖5中所示，調節器電路7具有電池充電電路71和燈照明電路72，其中，電池充電電路71使用由AC發電機1產生的電力來控制電池73的充電， 燈照明電路72使用由AC發電機1產生的電力來使燈74變亮。電池充電電路71具有在AC發電機1的線圈4和電池73之間連接的轉換組件711， 并且被構造為在轉換組件711開啟時進行電池73的電壓的調節器控制。此外，燈照明電路 72具有在AC發電機1的線圈4和燈74之間連接的轉換組件721，并且被構造為在轉換組件721開啟時進行燈74的照明的調節器控制。此外，例如，燈74可以是照明設備或者速度計。此外，諸如各種輔助機械和儀表之類的負載75連接到電池73。該示例的AC發電機1產生單相AC電壓。單相正弦電壓的正極用于對電池進行充電，該電壓的負極用于使燈變亮。
此外，轉換電路6具有分別與第一線圈組5A和第二線圈組5B對應的轉換組件 61A、61B (例如，半導體閘流管)，并且被構造為對這些轉換組件61A、61B進行轉換控制。轉換電路6執行轉換組件61A、61B(例如，半導體閘流管)的轉換控制，從而在全部發電狀態 Wl和部分發電狀態W2之間進行轉換。在全部發電狀態Wl中，第一線圈組5A和第二線圈組 5B均電連接到電池73。在部分發電狀態W2中，僅第一線圈組5A電連接到電池73。第一線圈組5A和第二線圈組5B分別通過轉換組件61A和61B (例如，半導體閘流管)連接至電池73的正極和負載75。轉換電路6開啟高電壓側的轉換組件61A，并關閉低電壓側的轉換組件61B，以便形成全部發電狀態W1。轉換電路6關閉高電壓側的轉換組件 61A，并開啟低電壓側的轉換組件61B，以便形成部分發電狀態W2。轉換電路6被構造為響應于來自ECU (引擎控制單元)8的信號進行操作。圖3是示意性示出了發電機1的電流輸出狀態的圖。沿著橫坐標軸來表示外轉子 2的旋轉速度，沿著縱坐標軸來表示來自定子3的輸出電流。該圖示出了在外轉子2的旋轉速度的整個區域中，全部發電狀態Wl情況下的輸出電流11和部分發電狀態W2情況下的輸出電流12。此外，還示出了車輛的AC發電機1所需要的需求電流Ir。此外，例如，在AC發電機1的調節器電路7中，使用炭質電阻在恒壓狀態中對電池73充電。如圖3所示，在發電機1的外轉子2的旋轉速度的整個區域中，與車輛所需要的需求電流Ir相比，全部發電狀態Wl時的電流11更大。此外，在外轉子2的旋轉速度的整個區域中，與全部發電狀態Wl時的電流11相比，部分發電狀態W2時的電流12更小。在預定的旋轉速度W處，通過轉換電路6來轉換全部發電狀態Wl和部分發電狀態W2。預定的旋轉速度W設置為比部分發電狀態W2的電流12變得大于需求電流Ir時的旋轉速度稍大。從而，在引擎的低旋轉區域中，全部發電狀態Wl滿足需求電流Ir。另一方面，在引擎的高旋轉區域中，與需求電流Ir相比，由于部分發電狀態W2，可以限制所產生電流的過量輸出°此外，圖1中示出了部分發電狀態W2中的電流12的流動，圖2中示出了全部發電狀態Wl中的電流11的流動。只要本實施例的定子3的可暫停線圈組5B(第二組5B)包括位置彼此相鄰的兩個或更多個磁極30的線圈4，其就可以具有其它布置。下面示出了可暫停線圈組5B的其它布置的一些示例。例如，如圖6所示，在定子3中布置16個磁極(16個塊)的磁極30的情況下，使用一個磁線，通過連接兩組位置彼此相鄰的三個磁極30中的三個線圈4、一組位置彼此相鄰的兩個磁極30的兩個線圈4、以及一個磁極30的一個線圈4，來構造與第一組5A對應的剩余線圈組5A。在該情況下，使用一個磁線，通過連接三組位置彼此相鄰的兩個磁極30的兩個線圈4、以及一個磁極30的一個線圈4，來構造與第二組5B對應的可暫停線圈組5B。此外，如圖7和圖8所示，在定子3中布置20個磁極(20個塊)的磁極30的情況下，使用一個磁線，通過連接位置彼此相鄰的十三個(或者十二個)磁極30的線圈4，來構造與第一組5A對應的剩余線圈組5A。在該情況下，使用一個磁線，通過連接位置彼此相鄰的七個(或者八個)磁極30的線圈4，來構造與第二組5B對應的可暫停線圈組5B。此外，可以將具有線圈4的磁極鐵芯32在軸方向上安裝到中心鐵芯31。此時，可以將第一組5A的連接線41在軸方向上布置到中心鐵芯31或者磁極鐵芯32的端面，將第二組5B的連接線41在軸方向上布置到中心鐵芯31或者磁極鐵芯32的另一個端面。此外，如圖9所示，在定子3中布置20個磁極(20個塊)的磁極30的情況下，使用一個磁線，通過連接四組位置彼此相鄰的三個磁極30的三個線圈4，來構造與第一組5A 對應的剩余線圈組5A。在該情況下，使用一個磁線，通過連接四組位置彼此相鄰的兩個磁極 30的兩個線圈4，來構造與第二組5B對應的可暫停線圈組5B。此外，在該情況下，在定子3 中，與第一組5A對應的三個磁極30和與第二組5B對應的兩個磁極30被交替地布置4次。在該示例的AC發電機1中，當外轉子2的旋轉速度等于或者大于預定的旋轉速度 Nl時，暫停特定的線圈組5中的發電。從而，整體上提升發電機的運行效率。具體而言，AC發電機1具有轉換電路6，該轉換電路6可以轉換使用所有線圈4發電的狀態，或者使用一個線圈組5發電的狀態。當該示例的AC發電機1運行時，如果外轉子2的旋轉速度小于預定的旋轉速度 Nl (在引擎的低旋轉區域中)，則使用所有的線圈4來發電。從而，在低旋轉區域中可以適當地確保發電量。另一方面，當外轉子2的旋轉速度大于或等于預定的旋轉速度m時(在引擎的高旋轉區域中)，則停止可暫停線圈組(第二組)5B處的發電，并且使用第一組5A來執行發電，其中可暫停線圈組5B包括位置彼此相鄰的兩個或更多個磁極30的線圈4。此時，由于可暫停線圈組5B包括位置彼此相鄰的兩個或更多個磁極30的線圈4，因此在高旋轉區域中可以有意地降低發電量。也就是說，電流不在位置彼此相鄰的兩個或更多個磁極30的線圈4中流動，從而形成沒有對該兩個或更多個磁極30的發電做出貢獻的磁路。因此，貢獻于發電的磁通減少。在高旋轉區域中，可以減少與車輛所需的量相比的過度的發電，并且可以減小外轉子2旋轉時的摩擦力(旋轉阻力等)。因此，根據該示例的AC發電機1，在引擎的高旋轉區域中，發電機的運行效率可以基于車輛的電量需求在整體上維持為高。此外，可暫停線圈組5B的數量可以是不同于一個的多個。例如，如圖10所示，可以限定兩個可暫停線圈組5B。當外轉子2的旋轉速度變得等于或者大于第一預定旋轉速度時，停止一個線圈組5BQ)中的發電。當外轉子2的旋轉速度變得等于或者大于第二預定旋轉速度時，停止兩個線圈組5B(1)、5BQ)中的發電，其中第二預定旋轉速度高于第一預定旋轉速度。通常，一個趨勢是隨著外轉子2的旋轉速度變高，發電量提高。在該情況下， 可能會相應地使發電量變為過量程度的量。轉換電路6和調節器電路7的組成與圖5中的組成相同。(第二實施例)該實施例是將第一實施例中的單相AC發電機的結構應用于車輛的三相AC發電機中的示例。如圖11所示，在三相AC發電機1的定子3中，圍著中心鐵芯31以相同順序重復地布置U相、V相和W相磁極30，U相、V相和W相線圈4分別圍繞磁極鐵芯32纏繞。該示例的定子3具有18個磁極(18個塊)的磁極30。以相同順序將U相、V相和 W相的磁極30重復地布置6次。該示例的第一連續線圈組5Α由三組具有U相、V相和W相的磁極30構成，其中這些U相、V相和W相的磁極30以聚集(gathered)狀態在圓周方向C的一部分中在位置上彼此相鄰。發電時可暫停的連續線圈組(第二組)5B由三組具有U 相、V相和W相的磁極30構成，其中這些U相、V相和W相的磁極30以聚集狀態在圓周方向 C的另一部分中在位置上彼此相鄰。第一組5A和第二組5B中的每一個具有為U相、V相和W相的三個相。關于每個相位，第一組5A和第二組5B以串聯方式連接。此外，如圖12-圖14所示，可以通過對構成可暫停組(第二組)5B的U相、V相和 W相磁極30和構成第一組5A的U相、V相和W相磁極30進行交替布置，來構造三相AC發電機1的定子3。圖12示出了第一組5A和第二組5B的U相形成狀態。圖13示出了第一組5A和第二組5B的V相形成狀態。圖14示出了第一組5A和第二組5B的W相形成狀態。此夕卜，在圖11-圖14中，UR指示U相的順時針線圈4A的順時針繞組方向。UL指示U相的逆時針線圈4B的逆時針繞組方向。VR指示V相的順時針線圈4A的順時針繞組方向。VL指示V相的逆時針線圈4B的逆時針繞組方向。WR指示W相的順時針線圈4A的順時針繞組方向。WL指示W相的逆時針線圈4B的逆時針繞組方向。在本實施例的三相發電機1中，在引擎的高旋轉區域中，可以有效地減少外轉子2 旋轉時所產生的摩擦力。第二實施例中的其它組成與第一實施例中的組成相同，并且可以獲得與第一實施例幾乎相同的效果。(第三實施例)在該實施例中，在單相AC發電機中，構成可暫停線圈組5B的線圈的布置與第一實施例中的布置不同，并且改進了引擎的高旋轉區域中的發電量。本實施例的AC發電機1具有轉換電路6，該轉換電路對使用所有線圈4進行發電的狀態或者使用線圈4的一部分進行發電的狀態進行轉換。如圖15和圖16所示，在外轉子2的旋轉速度等于或者高于預定的值N2的情況下，如果旋轉速度減速，則轉換電路6被配置為在位置彼此相鄰的兩個或更多個磁極30的線圈4沒有暫停的狀態下暫停磁極30的可暫停線圈組5B的發電，并且使用剩余線圈組5A來進行發電。相比而言，在外轉子2的旋轉速度低于預定的值N2的情況下，如果旋轉速度減速，或者如果在整個旋轉速度區域中旋轉速度加速或保持不變，則轉換電路6被配置為使用所有線圈4進行發電。如圖15所示，通過纏繞磁線連接兩個連續線圈組5來構造線圈4，在該連續線圈組 5中經由連接線41來連續地連接線圈4。該兩個線圈組5串聯連接，并且通過設置在地側處并且始終發電的第一組5A和設置在電池73的正極側并且可暫停發電的第二組5B(可暫停發電線圈組5B)來構造(參見圖5)。轉換電路6可以在全部發電狀態Wl和部分發電狀態W2之間轉換發電機1的發電狀態。在全部發電狀態Wl中，使用所有的線圈4來執行發電。在部分發電狀態W2中，暫停線圈組5B(第二組5B)處的發電，并且在剩余線圈組5A處進行發電。圖15是示意性示出了發電機1的電流輸出狀態的圖。沿著橫坐標軸來表示外轉子2的旋轉速度，沿著縱坐標軸來表示來自定子3的輸出電流。該圖示出了在外轉子2的旋轉速度的整個區域中，全部發電狀態Wl情況下的輸出電流11和部分發電狀態W2情況下的輸出電流12。此外，還示出了車輛的AC發電機1所需的需求電流Ir。在AC發電機1的調節器電路7中，例如，使用炭質電阻在恒壓狀態中對電池73進行充電。如圖15所示，在發電機1中，當外轉子2具有小于預定的臨界旋轉速度N2的旋轉速度時，與全部發電狀態Wl時的電流11相比，部分發電狀態W2時的電流12更小，當外轉子2具有等于或者高于預定的臨界旋轉速度N2的旋轉速度時，與全部發電狀態Wl時的電流11相比，部分發電狀態W2時的電流12更大。轉換電路6在預定的值N2處執行轉換，并且該預定的值N2被設置為臨界旋轉速度N2或者其鄰近值。從而，在引擎的低旋轉區域中，全部發電狀態Wl滿足需求電流Ir。另一方面，在引擎的高旋轉區域中，由于部分發電狀態W2，電流12變得更大。如圖16所示，該實施例的定子3具有使用一個磁線，通過連接線41連續地連接所有的右繞組線圈4A來形成的第一線圈組5A，以及使用一個磁線，通過連接線41連續地連接所有的左繞組線圈4B來形成的第二線圈組5B(可暫停線圈組5B)。在定子3中，始終發電的磁極30和可暫停發電的磁極30 —個接一個地交替布置。此外，該圖指示了定子3具有 16個磁極(16個塊)的磁極30的情況。只要可以暫停多個磁極30的線圈4處的發電而不暫停位置彼此相鄰的兩個或更多個磁極30的線圈4，定子3的可暫停線圈組(第二組)5B就可以具有其它布置。下面示出了可暫停線圈組5B的一些布置示例。例如，如圖17所示，在定子3具有16個磁極(16個塊)的磁極30的情況下，使用一個磁線，通過連接線41來連續地形成所有(8塊)右繞組線圈4A和兩個左繞組線圈4B， 以便形成第一線圈組5A。此外，使用一個磁線，通過連接線41來連續地形成剩余的(6塊) 左繞組線圈4B，以便形成第二線圈組5B(可暫停組5B)。此外，例如，如圖18所示，在定子3具有20個磁極(20塊)的磁極30的情況下， 使用一個磁線，通過連接線41來連續地形成所有(10塊)左繞組線圈4B和兩個右繞組線圈4A，以便形成第一線圈組5A。此外，使用一個磁線，通過連接線41來連續地形成剩余的 (8塊)右繞組線圈4A，以便形成第二線圈組5B(可暫停組5B)。在該示例的AC發電機1中，當外轉子2的旋轉速度等于或者高于預定的臨界值 N2，并且當旋轉速度減速時，暫停特定的線圈組5中的發電。從而，整體上提升發電機的運行效率。當該示例的AC發電機1運行時，在外轉子2的旋轉速度等于或者高于預定的臨界速度N2的情況下(在引擎的高旋轉區域中)，如果旋轉速度減速，則使用第一組5A來進行發電，并暫停第二組5B。此時，以進行發電的磁極30位于組5B的線圈的兩側的方式，用一個接一個位于多個位置的磁極30的線圈4來限定可暫停線圈組5B。(也就是說，可暫停線圈組5B是由所有左繞組線圈4B或較大數量的左繞組線圈4B來構成的，或者是由所有右繞組線圈4A或較大數量的右繞組線圈4A來構成的。)從而，當提升旋轉速度時，可以限制線圈4的阻抗增加。此外，在引擎的高旋轉區域中，具有輸出電流的線圈4的磁極30和不具有輸出電流的線圈4的磁極30在位置上彼此相鄰，使得可以在所有磁極30中形成對發電有貢獻的磁路。因此，可以增加整個線圈4 的發電量。此外，此時，當外轉子2旋轉時，摩擦力(旋轉阻力等)增加。但是，由于現在對引擎的旋轉進行減速，因此該摩擦的增加對于引擎旋轉減速來說變得有利。
相比而言，如果外轉子2的旋轉速度小于預定的速度N2時(在引擎的低旋轉區域中)，旋轉速度在減速，或者如果在旋轉速度的整個區域中旋轉速度在加速或者保持不變， 則使用所有線圈4(第一組5A和第二組5B)來進行發電。因此，除上面所描述的特定情況 (其中，在旋轉速度等于或者高于預定的值N2時，執行減速)之外，可以適當地確保發電量。此外，在該示例中，可以在車輛減速時增加發電量，還可以減少車輛加速或者低速行駛時的發電量。因此，可以減少發電時的損耗。根據該示例的AC發電機1，在引擎的高旋轉區域中，可以基于車輛需求的電量，將發電機的運行效率整體上維持為高。此外，在本實施例中，轉換電路6和調節器電路7的組成與圖5中的組成相同。其它組成類似于第一實施例中的組成，并可以獲得與第一實施例相同的優勢。雖然省略了附圖，但可以將該實施例的磁極30的布置應用于三相AC發電機1。例如，在具有其中U相、V相和W相磁極30以相同順序重復布置6次的十八個磁極30的定子 3中，可以將第一組U相磁極30、第二組V相磁極30、第三組W相磁極30、第四組U相磁極 30、第五組V相磁極30和第六組W相磁極30限定為可暫停線圈組5B。此外，在該實施例中，特別是在單相AC發電機1中，可以形成多個可暫停線圈組 5B，并且，隨著旋轉速度的增加，調節器電路6可以增加暫停的組5B的數量。(確認測試)在確認測試中，在第一實施例或者第三實施例的AC發電機1中，關于全部發電狀態Wl和關于部分發電狀態W2，測量外轉子2的旋轉速度的整個區域中的輸出電流(發電量)的改變以及摩擦力的改變。圖19是示出了發電機1的發電量的改變的圖。沿著橫坐標軸來表示外轉子2的旋轉速度(rpm)，沿著縱坐標軸來表示來自定子3的輸出電流(A)。此外，圖20是示出了發電機1的摩擦力的改變的圖。沿著橫坐標軸來表示外轉子2的旋轉速度(rpm)，沿著縱坐標軸來表示在外轉子2中產生的摩擦力(旋轉阻力)(W)。此外，在每一個發電機1中，將定子3的輸出電壓設置為常量(14V)。在圖19和圖20中，模式1(全部發電狀態)表示使用所有20個磁極的全部發電狀態Wl(參見第一實施例的圖7)。模式2(部分發電狀態1)表示使用十三個磁極的部分發電狀態W2，其中七個位置上彼此相鄰的磁極30不進行發電(第一實施例的圖7)。模式 3(部分發電狀態1)表示使用十二個磁極的部分發電狀態W2，其中八個位置上彼此相鄰的磁極30不進行發電(第一實施例的圖8)。模式4(部分發電狀態1)表示部分發電狀態W2， 其中，不進行發電的兩個磁極30和進行發電的三個磁極30交替地布置(第一實施例的圖 9)。模式5 (部分發電狀態幻表示以不進行發電的兩個或更多個磁極在位置上彼此不相鄰的方式，來形成磁極30的狀態(第三實施例的圖18)。在圖19和圖20中，隨著外轉子2的旋轉速度的增加，輸出電流和摩擦力二者均增加。當旋轉速度增加時，摩擦力增加，同時輸出電流增加。在圖19中，在旋轉速度的整個區域中，與車輛所需要的需求電流Ir相比，將全部發電狀態Wl(模式1)的輸出電流11設置為變得更大。相比而言，在等于或高于大約 2000 (rpm)的旋轉速度的區域中，與需求電流Ir相比，第一實施例的部分發電狀態W2 (模式 2-4)的輸出電流12變得更大。在響應來自車輛的信號，調節器電路7將高于需求電流Ir的輸出電流切斷的情況下，如果輸出電流沒有變得遠高于需求電流Ir，則可以減少損耗，使得可以限制摩擦力增加。因此，在第一實施例中所示的具有20個磁極的定子3的發電機1中，在旋轉速度稍微高于2000 (rpm)的區域中，將全部發電狀態Wl轉換為部分發電狀態W2，從而限制摩擦力增加，使得可以整體上提升發電機的運行效率。此外，在旋轉速度等于或者高于大約3400 (rpm)的區域中，第三實施例中所示的部分發電狀態W2(模式5)的輸出電流12變得大于全部發電狀態Wl (模式1)的輸出電流 11。當響應于來自車輛的信號，需要使輸出電流變得比需求電流Ir更高，以便提升電池73 的充電速度時，更好的方式是提升輸出電流。因此，在第三實施例中所示的具有20個磁極的定子3的發電機1中，當車輛在減速時，在旋轉速度高于大約3400 (rpm)的區域中，將全部發電狀態Wl轉換到部分發電狀態 W2，從而增加整個線圈4的發電量，使得可以整體上提升發電機的運行效率。此外，在該情況下，由于摩擦力的增加有利于對引擎的旋轉進行減速，因此摩擦力的增加是有利的。(本發明效果的說明)下面通過與作為示例的使用具有八個磁極30的定子3的比較產品的比較，來說明第一實施例和第二實施例中所示的單相AC發電機的良好效果。當執行部分發電時，在所述實施例和比較產品之間暫停相同數量的磁極30。在效果說明中，當通過暫停線圈組4B并使用剩余線圈組4A來執行發電時，使用特定的值來描述在該實施例中發電量有效減少的原因，其中線圈組4B包括位置上彼此相鄰的兩個或更多個磁極30的線圈4。圖21是示出了在使用該實施例中八個磁極30之中的四個磁極30進行發電，而其它四個位置彼此相鄰的磁極30暫停的情況下，表示在磁通從這些磁極30中的任何一個到達其相鄰磁極30時，磁通量的改變的值的視圖。這里，進行發電的磁極用陰影圓來指示。此外，假定在磁極30中進行發電時，磁通量的1/5轉換成電能(電流)并使用。在該圖中，如果假定100的磁通量進入磁極30中的任何一個，并且在該磁極30 中，20的磁通量被轉換成電能(電流)并使用，則80的磁通量跑出該磁極30之外。該80 的磁通量進入與所述磁極30相鄰的磁極30。當16的磁通量被轉換成電能(電流)并使用時，64的磁通量跑出該相鄰磁極30之外。此時，相同數量的磁通量用于任何另一磁極30及其相鄰磁極30的發電。因此，用于發電的整個定子3的全部磁通量變成20X2+16X2 = 72。也就是說，72的磁通量執行了發電。圖22是示出了在圖21的實施例中，當通過外轉子2的旋轉來改變磁通通過磁極 30的狀態時，表示磁通量的改變的值的視圖。在該情況下，20的磁通量轉換成電能并用于三個磁極30中，16的磁通量轉換成電能并用于一個磁極30中。因此，用于發電的整個定子 3的全部磁通量變成20X3+16X1 = 76。也就是說，76的磁通量執行了發電。相比而言，圖23是示出了在對比產品中使用八個磁極之中的位置彼此間隔一個磁極的四個磁極30進行發電，而其它四個磁極30暫停的情況下，表示在磁通從這些磁極30 中的任何一個到達其相鄰磁極30時，磁通量的改變的值的視圖。這里，進行發電的磁極30 用陰影圓來指示。此外，假定當在磁極30中進行發電時，磁通量的1/5轉換成電能(電流) 并使用。
在該圖中，如果假定100的磁通量進入磁極30中的任何一個，并且在該磁極30 中，20的磁通量被轉換成電能(電流)并使用，則80的磁通量跑出該磁極30之外。該80 的磁通量進入與所述磁極30相鄰的磁極30，并直接跑出該相鄰的磁極30而沒有用于發電。 在其它三組磁極30及其相鄰磁極30中，相同數量的磁通量用來進行發電。因此，用于發電的整個定子3的全部磁通量變成20X4 = 80。也就是說，80的磁通量執行了發電。即使類似于圖22，通過外轉子2的旋轉來改變磁通通過磁極30的狀態，用于發電的整個定子3的全部磁通量也變成20X4 = 80。因此，當執行部分發電狀態時，在比較產品中，80的磁通量進行了發電，而在所述實施例中，(72+76)/2 = 74的磁通量進行了發電。與所述比較產品的發電量相比，所述實施例的發電量更小。因此，當暫停剩余線圈組4B時，減少了對于發電有貢獻的磁通。在高旋轉區域中， 限制了過度的發電，并在外轉子2旋轉時，減少了摩擦力(旋轉阻力等)。此外，隨著旋轉速度變得更高，中心鐵芯31中的鐵損也增加。根據該實施例，隨著旋轉速度變得更高，可以通過如下所示的鐵損的增加，使發電量的減少量變得更大。這里，在旋轉速度變得更高的情況下，當磁通從磁極30中的任何一個到達其相鄰磁極30時，假定由于20的磁通的鐵損，通過中心鐵芯31的磁通減小。圖M示出了當在圖21的實施例中，旋轉速度變得更高時，考慮鐵損的情況。在圖 24中，當磁通從這些磁極30中的任何一個到達其相鄰磁極30時，由于鐵損而在中心鐵芯 31中減少了 20的磁通，60的磁通進入了相鄰的磁極30。與其1/5相對應的12的磁通用于進行發電。因此，用于發電的整個定子3的全部磁通量變成20X2+12X2 = 64，使得64 的磁通量進行了發電。圖25示出了當在圖22的實施例中，旋轉速度變得更高時，考慮鐵損的情況。在圖25中，當磁通從這些磁極30中的任何一個到達其相鄰磁極30時，由于鐵損而在中心鐵芯31中減少了 20的磁通，80或者60的磁通進入了相鄰的磁極30。與其1/5相對應的16或者12的磁通用于進行發電。因此，用于發電的整個定子3的全部磁通量變成 20X2+16X1+12X1 = 68，使得68的磁通量進行了發電。相比而言，圖沈示出了當在圖23的比較產品中，旋轉速度變得更高時，考慮鐵損的情況。在圖26中，當磁通從這些磁極30中的任何一個到達其相鄰磁極30時，由于鐵損而在中心鐵芯31中減少了 20的磁通，并且在相鄰磁極30中沒有進行發電，使得用于發電的整個定子3的全部磁通量變成20X4 = 80，使得發電量與中心鐵芯31沒有鐵損的情況中的發電量相同。因此，由于在中心鐵芯31中所產生的鐵損，當進行部分發電時，所述實施例中的發電量可以遠低于比較產品中的發電量。隨后，如圖27所示，隨著旋轉速度變得更高，中心鐵芯31中的鐵損增加，使得在定子3的輸出電流中，與所述比較產品的輸出電流IB相比，所述實施例的輸出電流IA中的減少量更大。因此，根據所述實施例，隨著旋轉速度變得更高，發電量可以降得更低。此外，隨著旋轉速度變得更高，可以有效地減少過度發電，并且在外轉子2旋轉時可以有效地減少摩擦力(旋轉損耗等)。
權利要求
1.一種用于車輛的AC發電機(1)，包括外轉子O)；以及布置在所述外轉子的內圓周側上的定子(3)，所述外轉子具有在圓周方向(C)上交替布置的N極磁場形成部件(22N)和 S極磁場形成部件02S)，所述定子具有中心鐵芯(31)和布置在所述中心鐵芯周圍的磁極 (30)，線圈(4)分別纏繞在所述磁極的磁極鐵芯(32)周圍，當所述N極磁場形成部件和所述S極磁場形成部件交替地與每個所述磁極相對時，單相或多相AC電源產生，其中整個所述線圈是通過交替地布置右繞組線圈(4A)和左繞組線圈GB)來構造的，所述右繞組線圈在聯接狀態中以順時針方向(R)纏繞在所述磁極鐵芯周圍，所述左繞組線圈在聯接狀態中以逆時針方向(L)纏繞在所述磁極鐵芯周圍，其中所述AC發電機還包括轉換電路(6)，其被配置為當所述外轉子的旋轉速度低于預定的值時，使用所有的所述線圈來進行發電，所述轉換電路還被配置為當所述外轉子的旋轉速度高于或者等于所述預定的值時，暫停線圈組(5B)并使用剩余的線圈組(5A)來進行發電，其中所述線圈組(5B)包括位置彼此相鄰的兩個或更多個磁極的所述線圈。
2.根據權利要求1所述的AC發電機，其中整個所述線圈是通過纏繞磁線來連接多個連續線圈組構造的，在所述多個連續線圈組中所述線圈是通過連接線Gl)連續地連接的，以及可暫停發電的所述線圈組是由所述多個連續線圈組中的一個來構造的。
3.根據權利要求2所述的AC發電機，其中所述轉換電路對使用所有的所述線圈來進行發電的全部發電狀態(Wl)或者暫停所述可暫停線圈組中的發電并使用所述剩余的線圈組來進行發電的部分發電狀態(W2)進行轉換，在所述外轉子的旋轉速度的整個區域中，所述全部發電狀態中的發電量大于所述車輛需要的電量，在所述外轉子的旋轉速度的整個區域中，所述部分發電狀態中的發電量小于所述全部發電狀態中的發電量，以及所述轉換電路在所述預定的值處執行所述轉換，所述預定的值被設置為大于其中所述部分發電狀態中的發電值變得大于所述車輛需要的電量處的旋轉速度。
4.根據權利要求2或3所述的AC發電機，其產生單相電，其中所述可暫停線圈組是通過以聚集狀態在所述圓周方向的一部分中位置彼此相鄰的三個或更多個磁極來構造的。
5.根據權利要求2或3所述的AC發電機，其產生單相電，其中所述可暫停線圈組包括位置彼此相鄰的兩個磁極的所述線圈和在所述圓周方向上與所述兩個磁極相距一個或兩個磁極的一個磁極的所述線圈，并且所述可暫停線圈組具有 所述右繞組線圈和所述左繞組線圈通過所述連接線連續地連接的部分和所述右繞組線圈連續地連接的部分。
6.根據權利要求2或3所述的AC發電機，其產生單相電，其中構成所述可暫停線圈組的所述磁極和構成所述剩余的線圈組的其它磁極是交替地且重復地布置在所述定子中的。
7.根據權利要求2或3所述的AC發電機，其產生三相電，其中具有U相、V相和W相的所述線圈分別纏繞在具有U相、V相和W相的所述磁極的所述磁極鐵芯周圍，其中所述具有U相、V相和W相的磁極以相同的順序重復地布置在所述定子的所述中心鐵芯周圍，以及所述可暫停線圈組是由位置彼此相鄰且聚集在所述圓周方向的一部分中的具有U相、 V相和W相的一組磁極構成的。
8.根據權利要求2或3所述的AC發電機，其產生三相電，其中具有U相、V相和W相的所述線圈分別纏繞在具有U相、V相和W相的所述磁極的所述磁極鐵芯周圍，其中所述具有U相、V相和W相的磁極以相同的順序重復地布置在所述定子的所述中心鐵芯周圍，以及構成所述可暫停線圈組的所述U相、V相和W相磁極和構成所述剩余的線圈組的所述U 相、V相和W相磁極交替地布置在所述定子中。
9.一種用于車輛的AC發電機(1)，包括外轉子O)；以及布置在所述外轉子的內圓周側上的定子(3)，所述外轉子具有在圓周方向(C)上交替布置的N極磁場形成部件(22N)和 S極磁場形成部件02S)，所述定子具有中心鐵芯(31)和布置在所述中心鐵芯周圍的磁極 (30)，線圈(4)分別纏繞在所述磁極的磁極鐵芯(32)周圍，當所述N極磁場形成部件和所述S極磁場形成部件交替地與每個所述磁極相對時，單相或多相AC電源產生，其中整個所述線圈是通過交替地布置右繞組線圈(4A)和左繞組線圈GB)來構造的，所述右繞組線圈在聯接狀態中以順時針方向(R)纏繞在所述磁極鐵芯周圍，所述左繞組線圈在聯接狀態中以逆時針方向(L)纏繞在所述磁極鐵芯周圍，其中所述AC發電機還包括轉換電路(6)，其被配置為如果所述外轉子的旋轉速度高于或者等于預定的值時所述旋轉速度在減速，則暫停多個磁極的所述線圈而不暫停位置彼此相鄰的兩個或更多個磁極的所述線圈，并且使用剩余的線圈來進行發電；以及被配置為如果所述外轉子的旋轉速度低于所述預定的值時所述旋轉速度在減速，或者如果在所述旋轉速度的全部區域中所述旋轉速度在加速或者恒定，則使用所有的所述線圈來進行發電。
10.根據權利要求9所述的AC發電機，其中整個所述線圈是通過纏繞磁線來連接多個連續線圈組構造的，其中在所述多個連續線圈組中所述線圈是通過連接線Gl)連續地連接的，以及可暫停發電的所述線圈組是由所述多個連續線圈組中的一個來構造的。
11.根據權利要求10所述的AC發電機，其中所述轉換電路對使用所有的所述線圈來進行發電的全部發電狀態(Wl)或者暫停所述可暫停線圈組中的發電并使用所述剩余的線圈組來進行發電的部分發電狀態(W2)進行轉換，在所述外轉子的旋轉速度的整個區域中，所述全部發電狀態中的發電量大于所述車輛需要的電量，當所述外轉子具有小于預定的臨界速度的旋轉速度時，所述部分發電狀態中的發電值小于所述全部發電狀態中的發電值，當所述外轉子具有等于或者高于所述預定的臨界速度的旋轉速度時，所述部分發電狀態中的發電值大于所述全部發電狀態中的發電值，以及所述轉換電路在所述預定的值處執行所述轉換，所述預定的值被設置為所述預定的臨界速度或者所述預定的臨界速度的鄰近速度。
12.根據權利要求10或者11所述的AC發電機，其中所述可暫停線圈組是通過經由所述連接線連接所有的所述左繞組線圈，或者經由所述連接線連續地連接除了部分所述左繞組線圈之外的所述左繞組線圈來限定的，所述剩余的線圈組是通過經由所述連接線連接所有的所述右繞組線圈，或者經由所述連接線連續地連接所有的所述右繞組線圈和部分所述左繞組線圈來限定的。
全文摘要
用于車輛的AC發電機(1)具有外轉子(2)和通過布置磁極(30)而構成的定子(3)，線圈(4)分別纏繞在這些磁極周圍。右繞組線圈(4A)和左繞組線圈(4B)交替地布置在定子(3)中。AC發電機(1)包括轉換電路(6)，當外轉子的旋轉速度低于預定的值時，所述轉換電路使所有的線圈(4)用于發電。相比而言，當外轉子的旋轉速度高于或者等于預定的值時，所述轉換電路使線圈組(5B)暫停而使用剩余的線圈組(5A)來進行發電，其中線圈組(5B)包括位置彼此相鄰的兩個或更多個磁極(30)的線圈(4)。
文檔編號H02K21/22GK102414965SQ20108001769
公開日2012年4月11日 申請日期2010年4月19日 優先權日2009年4月22日
發明者土井真, 小藪忠勝 申請人:株式會社電裝