安全的电机制造技术

电机(2)具有制动元件(16)和释放装置(14)，其中，电机(2)的转子(4)具有制动元件(16)和释放装置(14)。电机(2)例如位于轨道车辆(10)中。为了在驱动系统中的故障的情况下制动电机(2)的转子(4)，由电机(2)产生过载力矩。借助过载力矩触发过载离合器(12)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】安全的电机一种电机，如同步电机或异步电机例如用作驱动系统中的驱动马达。驱动系统例如用于驱动车辆，其中，驱动系统至少具有电机。此外，驱动系统可具有传动装置和/或离合器。车辆例如是道路车辆或轨道车辆，如有轨电车、机车、动车、轻轨等。也就是说，利用电机可驱动轨道车辆或道路车辆。在轨道车辆或道路车辆中例如存在一个、两个或更多个驱动系统。因此，在轨道车辆中尤其可安装许多变换器或驱动器，例如马达-传动装置组合。在一个驱动器或多个驱动器失效的情况下，没有例如由于故障而失效的剩余的驱动器可进一步运行。也可能失效的变流器，尤其是变换器也可是驱动器的一部分。在个别变换器、传动装置或马达失效的情况下，车辆可在冗余运行中和/或在紧急运行中进一步运行。为了在故障情况下避免驱动系统上的损坏，如在DE102013104558A1中那样可设置过载离合器，过载离合器在驱动系统中(例如由于滚动轴承损坏造成)的锁止时将驱动系统与轮对分离。由DE1118339已知了一种具有在马达轴上可轴向移动地布置的制动盘的电动机，制动盘与马达轴通过具有倾斜的止推面的离合器连接并且在马达接通时延续至转子芯。制动盘处于力存储器的作用下，力存储器优选布置在制动盘与转子之间并且制动盘在马达切断时远离转子地并且朝弹性预紧的制动块地挤压。通过马达轴的取决于被驱动的质量件的离心力的进一步运行，马达轴相对于制动盘转动，制动盘结合离合器的倾斜的止推面提高制动压力。力存储器例如是在制动盘与转子之间围绕马达轴布置的螺旋弹簧或例如布置在制动盘上的离心力杠杆。由DE2805863A1已知了用于轨道车辆车厢的驱动系统和用于识别驱动系统中的过载情况的方法。建议了一种用于轨道车辆车厢的驱动系统，其包括轮对轴和用于将转矩从驱动单元传递至轮对轴的大齿轮。具有预设的开关力矩的过载离合器与轮对轴抗转动地连接，并且使大齿轮与轮对轴抗转动地耦合。过载离合器在超过开关力矩时相对于轮对轴释放大齿轮。通过使用布置在驱动轮对的大齿轮上或中的优选自动的过载离合器，可避免在例如锁止驱动单元时锁止驱动系统。驱动单元包括转矩产生装置(例如电动牵引马达)和转矩传递装置(例如传动装置)。过载离合器分离来自驱动单元的驱动系统和输出侧的区域中的即在轮对轴与传动装置之间的驱动轮对。如果在驱动系统中，例如在传动装置中出现锁止，那么驱动系统通过过载离合器中断，过载离合器释放轮对轴，从而反应力矩不能够从驱动轮对导入传动装置。驱动轮对在通过过载离合器释放后在没有与轨道车辆车厢的转矩耦合的情况下作用为导轮对。本专利技术的任务在于提高电机或车辆，尤其是轨道车辆的运行安全性。该任务的解决方案在电机方面根据权利要求1实现，在轨道车辆方面根据权利要求5或在用于制动转子的方法方面根据权利要求8实现。本专利技术的扩展设计方案例如根据权利要求1至4、6、7和9至15得到。电机，如同步电机或异步电机具有制动元件和释放装置。释放装置用于释放制动元件。借助制动元件例如产生摩擦力。电机的转子具有制动元件和释放装置。同步电机例如是永磁激励的同步电机，其转子具有永磁体。电机尤其具有过载离合器或与过载离合器连接。通过释放制动元件可触发过载离合器。因为通过被释放的制动元件形成导致触发过载离合器的力矩，所以产生触发。通过释放制动元件实现从转子离开。通过从转子离开，制动元件完全或部分到达转子与定子之间的间隙。在释放后，制动元件设置用于从转子离开，并且从该转子离开。因此，制动元件可通过摩擦和/或相对于定子和/或转子的楔入有助于增加制动力矩。当通过制动力矩达到过载力矩时，通过制动力矩产生过载离合器的触发。当例如一个永磁激励的马达或多个永磁激励的马达安装在车辆中，如轨道车辆中，或另外的驱动系统中，并且这样的马达随着绕组短路而失效，就将该马达与变换器断开。在识别到绕组短路后，所述有故障的一个马达或多个马达不再继续被馈予外部电压。但在没有其它附加措施的情况下，有故障的马达或不再被馈给馈电电压的马达的转子仍然会继续旋转。在轨道车辆的情况下，这通过车轮-轨道接触发生，通过车轮-轨道接触，相应的转子即便在没有通电的情况下也继续通过行驶的车辆被置于或可被置于旋转中。这可能意味着，即使当马达与在正常运行时馈电给马达的变换器断开时，或者不再由变换器馈电时，有缺陷的定子绕组(例如存在绕组短路)也受到永磁转子的感应。这通过转子磁链造成。感应电压驱使故障电流经过定子中的故障部位。这可能导致电弧和/或高的局部的电流热损失，其可能使定子绕组的绝缘材料过热。这也可能导致定子绕组的绝缘材料燃烧和/或其电绝缘作用丧失或减小。此外，可能通过放热导致定子中的导体绕组的熔化，其中，导体绕组例如由铜或铜合金构成。这也可能向外被引导到马达(其是电机)上导致发热，形成轻微或较重的烟气等。在电机的具体设计方案中，该电机具有安全离合器。安全离合器的任务是在故障情况下分离马达与旋转部件，即例如与轨道车辆的轮对分离，从而马达的转子不再旋转。因此可实现电压不再感应到定子绕组中。由此可阻止对要停止运转的、亦即尤其在定子中出现绕组短路的马达的进一步的损害和/或加热。因此，上述的作用不再可能出现。在电机的设计方案中，安全离合器通过制动元件激活，其中，制动元件例如是永磁体或软磁元件。如果安全离合器是从特定的转矩开始松开该离合器的离合器，那么通过制动元件实现的是达到或超过必需的转矩，以便触发安全离合器和使电机的转子与进一步旋转的部件分离，部件例如是轨道车辆的轮对。在故障情况下，通过释放装置释放制动元件，以便能够制动电机的转子，并且因此增加转矩，通过转矩触发安全离合器，以便使转子与驱动系统分离。在电机的设计方案中，制动元件具有有棱角的横截面，如三角形的横截面或四边形或五边形的横截面。通过棱角能够改进制动作用。在电机的设计方案中，制动元件具有圆形的、半圆形的或椭圆形的横截面。因此能够实现的是，制动作用或在制动时的力矩曲线是更柔和的。在电机的设计方案中，释放装置具有绑箍。在电机的转子的各自的端部上，一个制动元件或大量制动元件例如在嵌有磁体的永磁转子的极隙中通过一个绑箍或多个绑箍保持。玻璃纤维绑箍和/或碳纤维绑箍例如适用于作为绑箍材料。在设计方案中，一个制动元件或多个制动元件具有和电工钢片相同的或类似的材料特性。制动元件例如可板状地实施，其中，为此例如使用电工钢片。制动元件也可具有软磁复合材料或由其构成。因此，电磁特性轴向地在转子长度上保持至少几乎相同。针对绑箍的可能的材料是以固化物(Verfestiger)浸渍的玻璃纤维垫子或碳纤维垫子。固化物的熔化温度例如在大约200℃与大约300℃之间，尤其是在大约250℃与大约280℃之间。固化物的玻璃化温度也可位于该范围内。热塑性塑料尤其适用于此。为了在故障情况下根据功率和/或转速和/或定子温度影响制动元件的释放，不同的熔化温度的固化物可用于不同的电机。所使用的垫子的纤维强度和/或纤维厚度也可根据电机选择，以便能够实现安全的触发。垫子可具有织物结构、纤维结构和/或基质结构。垫子也可实施为带。绑箍可关于为此使用的材料，在考虑到绑箍的基质和纤维中的临界温度的情况下匹配于特定的温度特性。例如可使用基质在超过玻璃化温度的情况下的明显的机械特性下降(推力负载的区域)。也可使用绑箍中的纤维在相关的温度范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机(2)，具有制动元件(16)和释放装置(14)，其中，电机(2)的转子(4)具有所述制动元件(16)和所述释放装置(14)，其特征在于，过载离合器(12)能够通过释放所述制动元件(16)被触发，其中，所述制动元件(16)设置成在释放后用于从转子(4)离开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.09 EP 16183395.91.一种电机(2)，具有制动元件(16)和释放装置(14)，其中，电机(2)的转子(4)具有所述制动元件(16)和所述释放装置(14)，其特征在于，过载离合器(12)能够通过释放所述制动元件(16)被触发，其中，所述制动元件(16)设置成在释放后用于从转子(4)离开。2.根据权利要求1所述的电机(2)，其中，释放装置(14)具有绑箍(14)。3.根据权利要求1或2所述的电机(2)，其中，制动元件是永磁体或软磁元件。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电机(2)，其中，所述触发能够被热诱导并且尤其涉及绕组短路。5.一种轨道车辆(10)，具有电机(2)和能借助电机(2)驱动的轮对(1)，其中，电机(2)与轮对(1)能够在电机(2)的故障情况下分离，其特征在于，针对故障情况设置制动元件(16)，制动元件从电机(2)的转子(4)离开进入电机(2)的空气间隙中。6.根据权利要求5所述的轨道车辆(10)，其中，轮对(1)能够通过传动装置(7)借助电机(2)驱动。7.根据权利要求5或6所述的轨道车辆(10)，其中，设计根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：C亚当，O布迪格，H弗兰克，A詹森，O科纳，
申请(专利权)人：西门子移动有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE