同步马达制造技术

本实用新型专利技术涉及一种同步马达(1)，该同步马达包括定子和永久磁铁转子，定子具有三个绕组相(2、3、4)，这些绕组相具有绕组端子(U、V、W)，这些绕组相在星形电路的星形接点(S)处连接并且与控制电子部件(10)连接，其中另外设置探测元件(20)，该探测元件构造为，用于直接或间接地探测至少一个所述绕组相(2、3、4)的温度或温度相关的马达特性，其中探测元件(20)电气地串联到星形接点(S)并且以第四绕组端子(T)的形式实施并且该绕组端子(T)与控制电子部件(10)连接。通过该同步马达能够以简单并可靠的方式实现绕组温度的监控并因此实现工作状态的监控。

【技术实现步骤摘要】
同步马达
本技术涉及一种电路、该电路的布置和一种方法并特别涉及一种永磁同步马达以及用于测定非常规工作状态、特别是测定在马达绕组中的过高温度的方法。
技术介绍
通过将电流引导流经马达线圈而在马达中以及马达驱动装置中产生驱动扭矩。当大电流持续流过马达线圈时，马达线圈产生热量，这个热量能够达到高温并且可能引起故障，以及引起马达线圈的损坏或者马达磁铁的去磁化。因此在现有技术中为了防止马达线圈过热而存在多种例如为了限制通过马达线圈的电流而测量该线圈的温度的解决方案，以及存在与中断整流和纠正故障相关的解决方案。在常规的用于马达驱动设备的马达线圈温度估算方法中，将在马达周围设置的温度传感器所测量的温度与借助于马达电流的平方值乘以增量系数所得数值的积分的低通滤波值相加，以便于估算出马达线圈的温度。然而因为会估算出实际上并不存在的状态，模型计算却总是导致了马达的可用性减少。现有技术中，利用温度传感器的其中使用了5个端子(3个用于马达运行并且两个用于温度监控)的解决方案也是有缺陷的，因为由此产生了更高的成本并且限制了可靠性。此外，在已知的解决方案中只有当温度传感器作用时才能够发现绕组的局部故障。从DE112012006170T5中已知一种解决方案，其中温度的测量以及绕组温度的估算通过转数和电流来实现。就此的缺点在于，这需要精确的并且因此高成本的电流测量、温度测量以及复杂的分析模型。从DE102013012861A中公开了一种温度测量的替代性方案。就此为了识别故障的绕组和/或开关而进行了阻抗的分析。为此，首先必要的是，精确地计算阻抗。为了得到相应的马达的阻抗，相应的生产监督就此以对于每个马达的过程伴随的测量为前提，这导致了更高的成本。从EP2499737A中公开了另一种用于测量温度的解决方案。该文献提及了一种基于所计算的电气功率与机械功率的差异而通过比较功率阈值来验证电气的机器的扭矩的方法，其中该电气功率由所测量的支路值而计算出并且该机械功率由所计算出的扭矩和转数来计算。就此的缺陷在于，为了计算扭矩而需要精确的参数，而这些参数却又是温度相关的，从而使得必须为每个工作区域来另外进行计算。
技术实现思路
因此，本技术的任务在于克服上述缺陷，并且提供一种同步马达以及一种方法，通过该方法能够以简单可靠的方式实现绕组温度的监控并因此实现工作状态的监控。该任务应该另外实现了，在工作状态的监控中除了可靠地避免了马达绕组过度加热(绕组损坏)或者堵转以外还实现了对于绕组的局部的故障的可靠的识别以及同时监控转子旋转。该任务通过以下特征组合而实现。本技术提供一种同步马达，其特征在于，所述同步马达包括定子和永久磁铁转子，所述定子具有三个绕组相，所述绕组相具有绕组端子，所述绕组相在星形电路的星形接点处连接并且与控制电子部件连接，其中另外设置探测元件，所述探测元件构造为，用于直接或间接地探测至少一个所述绕组相的温度或温度相关的马达特性，其中所述探测元件电气地串联到所述星形接点并且以第四绕组端子的形式实施并且所述绕组端子与所述控制电子部件连接。基本思想在于，借助于具有三个常规的绕组端子的特定的星形电路实现了在星形电路的星形接点处的用于集成探测元件的另一个绕组端子的构造，该探测元件用于实现温度特征的参数的分析，其中用于分析的绕组端子优选地直接与马达的控制电子部件和/或分析单元相连。根据本技术，建议一种包含永久磁铁转子以及定子的同步马达，该定子具有三个绕组相，这些绕组相具有绕组端子(U，V，W)，这些绕组相在星形电路的星形接点处连接并且与控制电子部件连接，其中另外设置探测元件，该探测元件构造为，用于直接地或间接地探测至少一个绕组相的温度T或者温度相关的马达特性，其中探测元件电气地串联到星形接点并且以第四个绕组端子的形式而实施，并且该绕组端子与控制电子部件连接。借助于探测元件而在第四绕组端子处分析出的特别适合的故障特征参数是在该端子上的电压值。该电压涉及到的是绕组端子上的电位与参考电位之间的电位差。在第四绕组端子处的电压由于永久磁铁转子的旋转而产生并且具有与该转子的转数相应的幅度。该电压具有最大和最小值、有效值以及交零点。替代该幅度最大值的分析，也能够采用在第四绕组端子上的电压的有效值以及其它电压值。所测量到的电压因此直接与转子的旋转运动相关联并且极大程度上无关于控制的类型和方式，也即，无关于绕组的当前电流状态。如果在第四绕组端子上测量的电位由于在测量部件中发生的事件(例如由于高温而不成比例地电阻升高或者开关切换事件)而小于在常规工作中的电位、因此小于单位电压极限值，那么控制电子部件不依赖于转子的堵转或旋转情况地将该故障识别为过热。如果在过热前发生故障，例如转子堵转，那么这根据本技术通过确定的低于阈值已经在过热前探测出，低于阈值是由于所期望的幅度值由于未发生的转动而减少造成的。这样的根据本技术的实施方式在一些马达的情况下特别有好处，这些马达的热学的时间常量特别小并且因此由于惯性而原本可能在热学的探测元件作用前就已经使得绕组的损害造成了损失。在热学的探测元件作用的情况下，由于过高温度(例如在过高的环境温度或者在超负荷工作中的过强负载条件下工作)，这同样根据减少的或消失的电压电位而探测出来。控制电子部件以马达驱动-控制电子部件的形式而构造，从而使该控制电子部件除了马达驱动装置的控制以外也能够负责监控和温度分析。前述的探测元件能够是唯一的探测元件，或者是一组这样的探测元件，就此并不在本技术的其它描述说明中分别单独地对该方面来进行说明。探测元件的数量主要取决于热耦合的质量以及实施情况。在最佳的热耦合的情况下，仅需要唯一的探测元件。如果为了热学上可靠的连接而需要多个探测元件，那么就将这些探测元件电气地串联起来。通过根据规定的串联电路，多个探测元件一起表现得像是唯一的探测元件一样。作为用于探测温度的探测元件能够有利地使用连接的部件，例如双金属开关、温度监控器或者温度开关。通过为了环境和应用而确定既定的阈值，以最大能允许的极限温度的形式来确定故障的温度特定的切换点。在本技术的替换性实施方式中能够设置为，使用耐热的探测元件，这些探测元件的电阻随着温度而变化。优选地，选择正的温度系数，这意味着，该耐热的探测元件的电阻随着温度的升高而增加。为此能够使用所谓的PTC元件。能够特别有利地使用这样一种探测元件，该探测元件表现得与开关类似并且就此而言具有一种特性，在该特性条件下在温度升高时电阻不成比例地增大。这些探测元件的另一种、也即替代性的实施方式是热电元件，这些热电元件由于热电效应而取决于温度地形成电压。该电压在故障情况下以如此大的程度上升，即，在该状态下能够看出，在第四绕组端子与星形接点之间的网点明显有别于常规的工作状态。探测元件能够有利地实施为常开触点，其中在故障状态下这些探测元件使相关电路中的电阻显著升高。替代性地，也能够设置为常闭触点，其中所述分析能够因此通过负逻辑(negativerlogik)并且可能相对于所述的常开触点而言实现了对于分析的受限的可能性。在本技术的一种有利的设计方案中设置为，除了第一探测元件以外设置至少一个其它的探测元件，优选为霍尔元件，该元件与第一探测元件电气串联地连接并且构造为具有变化的电阻或变化的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步马达，其特征在于，所述同步马达(1)包括定子和永久磁铁转子，所述定子具有三个绕组相(2、3、4)，所述绕组相具有绕组端子(U、V、W)，所述绕组相在星形电路的星形接点(S)处连接并且与控制电子部件(10)连接，其中另外设置探测元件(20)，所述探测元件构造为，用于直接或间接地探测至少一个所述绕组相(2、3、4)的温度或温度相关的马达特性，其中所述探测元件(20)电气地串联到所述星形接点(S)并且以第四绕组端子(T)的形式实施并且所述绕组端子(T)与所述控制电子部件(10)连接。

【技术特征摘要】
2016.07.11 DE 102016112693.41.一种同步马达，其特征在于，所述同步马达(1)包括定子和永久磁铁转子，所述定子具有三个绕组相(2、3、4)，所述绕组相具有绕组端子(U、V、W)，所述绕组相在星形电路的星形接点(S)处连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·莱，J·科洛奇，
申请(专利权)人：依必安派特穆尔芬根有限两合公司，
类型：新型
国别省市：德国,DE