吳繼平

（隆鑫工業(yè)有限公司，重慶 400030）

1 概述

摩托車起動時，通過起動電機組件既：啟動電機、啟動繼電器、啟動盤齒輪、超越離合器、飛輪、擋圈、啟動鏈輪、鏈條等再帶動發(fā)動機及磁電機工作進(jìn)入點火狀態(tài)。起動電機和磁電機是在摩托車上聯(lián)系緊密又相對獨立的主要部件。把起動電機和磁電機功能合為一體，只保留磁電機，減少啟動電機及其組件，采用單片計算機的電子啟動/發(fā)電控制器，控制啟動和發(fā)電。通過研究和實踐，這種“二合一啟動/發(fā)電機”，即滿足《摩托車啟動電機技術(shù)條件》又滿足了《摩托車發(fā)電機技術(shù)條件》。硅谷排在2010年幾月呢。

2 總體方案設(shè)計

2.1 總體控制方框圖及控制電路原理圖

摩托車二合一啟動發(fā)電機控方框圖

摩托車二合一啟動發(fā)電機控制電路原理圖

2.2 摩托車二合一電控起動/三相發(fā)電機工作原理

當(dāng)需要啟動車輛按下啟動按扭后，從電機轉(zhuǎn)子位置檢測器送來的轉(zhuǎn)子位置檢測信號送入MC33035，經(jīng)芯片內(nèi)部譯碼電路結(jié)合起動控制端、電流檢測端等控制邏輯信號狀態(tài)判斷，經(jīng)過運算后，產(chǎn)生逆變器三相上、下橋臂開關(guān)器件的6路原始控制信號，其中，三相下橋開關(guān)信號還要按無刷直流電機調(diào)速機理進(jìn)行脈寬調(diào)制處理。處理后的三相下橋PWM控制信號經(jīng)過驅(qū)動電路整形、放大后，施加到M1、M2、M3場響應(yīng)管柵極，使場響應(yīng)管 M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9組成的逆變器輸出PWM脈寬控制電機正常運行所需的三相方波交流電流。讓二合一電控起動/三相發(fā)電機旋轉(zhuǎn)起來。二合一電控起動/三相發(fā)電機帶動發(fā)動機曲軸運轉(zhuǎn)到一定轉(zhuǎn)速時，二合一電控起動/三相發(fā)電機觸發(fā)線圈輸出點火觸發(fā)信號，使點火系統(tǒng)工作。同時，二合一電控起動/三相發(fā)電機控制器自動判斷發(fā)動機是否點火正常。啟動結(jié)束后，啟動控制器停止工作。完成了一次工作循環(huán)。發(fā)動機進(jìn)入正常發(fā)電運轉(zhuǎn)。

2.3 主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)定

滿足《摩托車啟動電機技術(shù)條件》和《摩托車發(fā)電機技術(shù)條件》。同時適用于摩托車臥機系列發(fā)動機、踏板車發(fā)動機；起動電流：＜30-70A；起動時間：＜2s；起動有效率：＞97%；工作電壓：DC12V；最大功率：≥750W；發(fā)電性能：滿足普通125磁電機性能要求；主要器件選擇摩托車二合一電控起動/三相發(fā)電機系統(tǒng)中的主要控制單片機采用MC33035，是MOTORORA公司研制的第二代無刷直流電控制專用集成電路。它包含開環(huán)三相或四相電機控制所需的全部有效功能。該器件由具有良好整流序列的轉(zhuǎn)子位置譯碼器、可提供傳感器功率的溫度補償參考、頻率可編程的鋸齒波振蕩器、完全可訪問的誤差放大器以及三個適用于驅(qū)動大功率MOSFET的大電流推挽底部驅(qū)動器組成。經(jīng)過試驗適合作為二合一電控起動/三相發(fā)電機系統(tǒng)中主控芯片。該集成電路的典型控制功能包括PWM開環(huán)速度控制，使能控制(起動或停止)，正反轉(zhuǎn)控制和能耗制動控制，適當(dāng)加上一些外圍元件，可實現(xiàn)軟起動?？紤]到啟動電流較大。繼電器采用40A以上的汽車?yán)^電器,場響應(yīng)管選用160A以上的較為合適?；魻栐捎霉I(yè)等級，工作環(huán)境溫度須在120℃以上。

2.4 主控芯片MC33035結(jié)構(gòu)組成及主要組成功能

轉(zhuǎn)子位置傳感器譯碼電路；帶溫度補償?shù)膬?nèi)部基準(zhǔn)電源；頻率可設(shè)定的鋸齒波振蕩器；誤差放大器；脈寬調(diào)制(PWM)比較器；輸出驅(qū)動電路；欠電壓封鎖保護(hù)芯片過熱保護(hù)等故障輸出；限流電路。

3 二合一電控起動/三相發(fā)電機本體結(jié)構(gòu)

基本結(jié)構(gòu)：在普通125發(fā)動機原形磁電機的基礎(chǔ)上，按磁電機安裝部位的最大安裝位置，加大轉(zhuǎn)子高度及鐵心長度，并適當(dāng)加大永磁鐵氧體`電極厚度，電機級數(shù)增加至18極，發(fā)電/啟動繞組采用Φ1.2mm高強度漆包線。連接方式采用優(yōu)選的并聯(lián)支路及調(diào)整線圈匝數(shù)保證輸出功率。轉(zhuǎn)子位置傳感器焊接在pcb板上，用專用密封膠密封，并固定在錠子上，如圖所示。

4 裝配及試驗

4.1 二合一電控起動/三相發(fā)電機裝配

由于利用了原形磁電機裝配空間，二合一啟動發(fā)電機雖然加大了高度，但不需要擴大發(fā)動機結(jié)構(gòu)尺寸，也不需要改變發(fā)動機邊蓋。只需把原有啟動電機及其附屬部件既啟動電機、動繼電器、啟動盤齒輪、超越離合器、飛輪、擋圈、啟動鏈輪、鏈條等拆除既可。控制器采用200mm×150mm×30mm0殼體。安裝在車架上靠近發(fā)動機的通風(fēng)處便于散熱。

4.2 試驗

二合一電控起動/三相發(fā)電機系統(tǒng)不但要滿足啟動性能，而且必須要滿足了發(fā)電性能，所以，試驗必須按QC/T 225.2-1997摩托車和輕便摩托車用磁電機技術(shù)條件、QC/T 225.1-1997摩托車和輕便摩托車用起動電機技術(shù)條件等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行臺架性能試驗和耐久試驗。

摩托車二合一啟動/發(fā)電機試驗參數(shù)表

摩托車二合一啟動/發(fā)電機本體

摩托車二合一啟動/發(fā)電機控制器

5 結(jié)語

摩托車產(chǎn)業(yè)在我國已經(jīng)過了高潮時期，人們認(rèn)為摩托車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)是夕陽產(chǎn)業(yè)。所以，擺在摩托車技術(shù)工作者面前的重要任務(wù)就是怎樣提高摩托車的科技含量，達(dá)到增加車輛的買點的目的。通過本課題的研究和實踐，使摩托車啟動系統(tǒng)提高了一個等級增加了科技含量。同時適用于摩托車臥機系列發(fā)動機、踏板車發(fā)動機。而且該摩托車二合一啟動/發(fā)電機啟動系統(tǒng)，在啟動時達(dá)到了無啟動無常規(guī)啟動電機啟動時的起動燥聲，具有很好的啟動舒適性。目前試制的是針對110臥機系列發(fā)動機一款二合一電控起動/三相發(fā)電機系統(tǒng)，只適用于125cc排量以下的發(fā)動機。所以，盼望本課題的發(fā)表能起到拋磚引玉之效果，使摩托車技術(shù)工作者能研制出125發(fā)動機以上的二合一電控起動/三相發(fā)電機系統(tǒng)，讓人們認(rèn)為所謂的夕陽產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮出夕日的光芒。