电机、致动单元和用于操作电机的方法技术

提供一种电机(21)，其具有定子(20)并且具有可旋转地安装到定子(20)的转子(29)。定子(20)包括定子绕组(24)、至少三个齿(23)和至少三个凹槽(22)。在每种情况下，沿定子(20)的圆周在两个凹槽(22)之间布置定子(20)的一个齿(23)，并且定子绕组(24)具有至少三个线圈(25)，其中线圈(25)中的每个围绕定子(20)的齿(23)缠绕，使得定子绕组(24)是集中绕组。另外，所有线圈(25)的缠绕方向相同，线圈(25)中的每个设计成用其自己的相电流来馈送，并且定子(20)设计成生成至少两个旋转磁场，至少两个旋转磁场特别是同时地具有彼此独立的不同数量的极对。另外，指定用于电机(21)的致动单元(40)和用于操作电机(21)的方法。

Motors, actuating units and methods for operating motors

【技术实现步骤摘要】
电机、致动单元和用于操作电机的方法
本申请涉及一种电机、致动单元和用于操作电机的方法。
技术介绍
通常，电机包括定子和相对于定子可移动的转子。电机能够作为电动机或发电机操作，其中，将电能转换成动能或相反。电机的定子通常具有导电的定子绕组。定子绕组能够由布置在定子的凹槽中的线棒形成。然而，在较高的频率下，能够在线棒中发生集肤效应，这能够导致损耗增加。另外，只能通过增加各个线棒的相电流来增加由定子生成的旋转磁场的磁动力。这能够导致较高的成本或较大体积的电力电子器件。
技术实现思路
要达到的目的是提供一种能够高效操作的电机。要达到的另一个目的是提供一种能够高效操作的致动单元。要达到的另一个目的是提供一种用于操作电机的有效方法。通过独立权利要求的主题来实现这些目的。在从属权利要求中描述了有利的实施例和进一步的发展。根据电机的至少一个实施例，电机包括定子以及可旋转地安装到定子的转子。转子例如能够由以下形成：笼式转子、具有永磁体的转子、外部激励的同步转子、用于开关磁阻电机的转子或用于同步磁阻电动机的转子。转子能够是内转子或外转子。能够在定子和转子之间布置气隙。定子包括定子绕组。定子绕组至少在合适的位置处能够导电。此外，定子绕组至少在合适的位置处能够布置在定子中。定子绕组能够连接到电力电子器件并且设计成生成旋转磁场。定子还包括至少三个齿。齿能够在定子的纵向轴线上延伸。另外，齿能够沿定子的圆周分布。定子能够具有垂直于定子的纵向轴线延伸的横截面。定子的圆周能够由围绕横截面的周围给出。定子的横截面能够是近似圆形的。齿能够沿定子的圆周均匀分布。齿能够与定子整体形成。定子还可以具有一个定子叠片或多个定子叠片。一个定子叠片或多个定子叠片能够形成齿。齿能够布置在定子的内侧上。这意味着，例如，齿布置在定子的侧上，电机的转子能够布置在该侧上。齿能够成形为使得凹部布置在沿定子的圆周的齿之间。因此，每个齿能够与另一个齿间隔开，并且凹部能够布置在每两个齿之间。还可以将齿布置为定子的外侧(例如内侧)上的突起。突起中的每个能够在定子的整个纵向轴线上均匀地延伸。齿还能够形成为尖峰或峰。定子还具有至少三个凹槽。凹槽能够是定子中的凹部。凹槽能够各自沿定子的整个纵向轴线延伸。凹槽能够完全布置在定子的内侧。在这种情况下，凹槽没有通向定子的外侧的开口。还可以的是，每个凹槽具有至少一个开口。开口能够布置在例如定子的外侧上。例如，开口能够布置在定子的侧上，电机的转子能够布置在该侧上。凹槽能够沿定子的圆周分布。例如，凹槽能够沿定子的圆周均匀分布。在每种情况下，定子的一个齿布置在沿定子的圆周的两个凹槽之间。凹槽和齿能够沿定子的纵向轴线平行延伸。凹槽能够是凹部，其能够布置在每两个齿之间。因此，齿中的每个能够布置在每两个凹槽之间。定子绕组具有至少三个线圈，其中，线圈中的每个线圈围绕定子的齿缠绕，使得定子绕组是集中绕组。用于集中绕组的另一个术语能够是齿线圈绕组。至少三个线圈能够包括导电材料。线圈中的每个能够具有多个绕组。换句话说，线圈中的每个能够具有多个导体部分，其中，至少两个导体部分布置在定子的不同凹槽中。导体部分彼此连接并形成线圈的绕组。线圈中的每个能够围绕定子的齿缠绕，使得每个线圈的至少一个导体部分平行于定子的纵向轴线延伸。线圈能够彼此电绝缘。此外，线圈中的每个能够连接到其自己的电源单元。线圈中的每个能够形成定子绕组的电相。这能够意味着能够单独驱动线圈中的每个线圈，并且线圈彼此电绝缘。因此，定子绕组能够具有用于生成旋转磁场的多个电相或至少三个电相。所有线圈的缠绕方向相同。这能够意味着所有线圈都以相同的方式缠绕。线圈中的每个能够围绕定子的齿以同一方向缠绕。线圈中的每个设计成用其自己的相电流来馈送。各种相电流能够由电力电子器件提供。线圈中的每个能够连接到其自己的电源单元，该电源单元设计成对线圈中的每个线圈用其自己的相电流来馈送。相电流能够彼此异相。此外，相电流能够具有不同的幅度。通过对线圈用它们自己的相电流来馈送，在电机的操作期间，定子绕组能够生成旋转磁场。旋转磁场能够设计成驱动电机的转子。这里描述的定子的定子绕组能够具有至少三个线圈并且因此具有至少三个电相。此外，定子绕组能够具有任何更多数量的电相。定子绕组的电相的数量不限于3的倍数。例如，定子绕组因此能够具有十个或十一个电相。定子设计成生成至少两个旋转磁场，该至少两个旋转磁场具有彼此独立的、不同数量的磁极对。定子还能够设计成同时生成至少两个旋转磁场，该至少两个旋转磁场具有彼此独立的、不同数量的磁极对。通过用彼此异相的相电流来馈送定子绕组的线圈，定子能够生成时变磁场，例如旋转磁场。极对的数量指示旋转磁场的极对的数量。极对的数量能够是可调节的。能够叠加相电流，例如，以生成第一旋转磁场和第二旋转磁场。因此，每个旋转磁场的参数能够彼此独立地改变或控制。在这种情况下，第一旋转磁场能够具有与第二旋转磁场不同数量的极对。例如，在不改变其他旋转磁场的情况下，能够改变或调整每个旋转磁场的极对的数量。也就是说，每个旋转磁场的极对的数量能够针对每个旋转磁场而单独改变或设置。因此，能够彼此独立地生成旋转磁场。还可以叠加相电流以生成多于两个的旋转磁场。通过将线圈中的每个设计成用其自己的相电流来馈送，可以进行相电流的叠加，以独立地生成不同的旋转磁场。具有定子，该定子设计成生成具有不同数量的极对的至少两个旋转磁场，的电机能够用于不同类型的电机和不同的操作状态。例如，这种电机能够用于电流激励同步机，其中，旋转磁场的工作波用于生成转矩，并且其中，工作波的高次谐波用于将能量传递到转子。在这种情况下，有利地，能够是基波的工作波和高次谐波能够彼此单独地设置和控制。此外，在异步机中，具有不同数量的极对的几个旋转磁场能够同时生成并用于生成转矩。另外，对于这里描述的电机，能够经由相电流调节旋转磁场中的每个旋转磁场对总转矩的贡献。另外，这里描述的电机能够具有包括多个永磁体的转子。在这种情况下，永磁体能够布置在转子中，使得转子能够与具有至少两个不同数量的极对的旋转磁场相互作用。因此，例如，能够在定子中生成旋转磁场，转子的该数量的极对中的仅一个极对能够与该场相互作用。还可能在定子中生成多个旋转磁场，转子的不同数量的极对能够与这些旋转磁场相互作用。类似地，这里描述的电机能够用于同步磁阻机，其中，转子设计成与多于一个的数量的极对相互作用。这里描述的电机还能够用于各种类型的电机，例如混合机。混合机能够具有各种组合的转子，例如，以下中的至少两个的组合：异步转子、具有永磁体的转子、用于开关磁阻机的转子、用于同步磁阻机的转子以及具有倍数数量的极对的转子。除了别的以外，这里描述的电机基于以下思想：定子绕组中最大可达到电流能够增加，其中，定子绕组由至少三个线圈形成，该至少三个线圈具有每个线圈的多个导体部分。与用各个导体细丝形成的电绕组相比，利用具有线圈的定子绕组，能够使每个凹槽的最大总电流可以更高。利用每个凹槽的更高的总电流，能够生成由定子绕组生成的旋转磁场的更大的磁动力。由于定子绕组包括线圈，因此能够增加每个凹槽的最大总电流，而不显着增加电力电子器件的体积或成本。因此，能够更有效地操作定子。此外，电机的定子能够具有任何数量的至少三个电相。因此，电机能够具有各种类型的转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机(21)，具有定子(20)并且具有相对于定子(20)可旋转地安装的转子(29)，其中，定子(20)包括：‑定子绕组(24)，‑至少三个齿(23)，和‑至少三个凹槽(22)，其中‑在每种情况下，沿定子(20)的圆周在两个凹槽(22)之间布置定子(20)的齿(23)，‑定子绕组(24)包括至少三个线圈(25)，其中，线圈(25)中的每个线圈围绕定子(20)的齿(23)缠绕，使得定子绕组(24)是集中绕组，‑所有线圈(25)的缠绕方向相同，‑线圈(25)中的每个设计成用其自己的相电流来馈送，以及‑定子(20)设计成生成至少两个旋转磁场，所述至少两个旋转磁场，特别是同时地，具有不同数量的彼此独立的极对。

【技术特征摘要】
2017.11.30 DE 102017128479.61.一种电机(21)，具有定子(20)并且具有相对于定子(20)可旋转地安装的转子(29)，其中，定子(20)包括：-定子绕组(24)，-至少三个齿(23)，和-至少三个凹槽(22)，其中-在每种情况下，沿定子(20)的圆周在两个凹槽(22)之间布置定子(20)的齿(23)，-定子绕组(24)包括至少三个线圈(25)，其中，线圈(25)中的每个线圈围绕定子(20)的齿(23)缠绕，使得定子绕组(24)是集中绕组，-所有线圈(25)的缠绕方向相同，-线圈(25)中的每个设计成用其自己的相电流来馈送，以及-定子(20)设计成生成至少两个旋转磁场，所述至少两个旋转磁场，特别是同时地，具有不同数量的彼此独立的极对。2.根据权利要求1所述的电机(21)，其中，相电流彼此异相。3.根据权利要求1所述的电机(21)，其中，围绕定子(20)的每个齿(23)缠绕定子绕组(24)的线圈(25)。4.根据权利要求1所述的电机(21)，其中，线圈(25)经由短路装置(28)在定子(20)的第一侧(26)上彼此电连接。5.根据权利要求1所述的电机(21)，其中，线圈(25)各自包括单个导体或者各自包括多个导体细丝，所述多个导体细丝并联电连接并且彼此平行布置。6.根据权利要求1所述的电机(21)，其中，定子(20)设计成生成至少一个旋转磁场，其中，极对的数量是可变的。7.根据权利要求1所述的电机(21)，其中，在至少一个齿(23)的第一侧(26)上的线圈(25)的导体部分(32)的数量大于在同一齿(23)的与第一侧(26)相对的第二侧(27)上的线圈(25)的导体部分(32)的数量。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：古拉克·达亚库，
申请(专利权)人：菲艾姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE