用于电机的转子和转子电路制造技术

本发明专利技术涉及一种用于电机的转子。所述转子具有转子体和偶数n个设置在转子体上的极对，所述极对包括各一个转子绕组。所述极对的转子绕组在转子的用于导入或导出穿过转子绕组的励磁电流的两个电连接端之间串联连接，所述电连接端尤其可以是滑环连接端。在此所述串联电路具有第一区段，从所述连接端中的第一连接端出发在串联电路中首先设置的n/2个转子绕组属于所述第一区段，并且所述串联电路具有第二区段，在串联电路中剩余的在所述连接端中的第二连接端之前设置的另n/2个转子绕组属于所述第二区段。转子绕组和串联电路以这样的方式实施，即，在所述两个连接端之间施加直流电压时，在串联电路中出现的直流电流通过相应的转子绕组的径向分量在第一区段的每个所述转子绕组中总体上从转子绕组的外侧延伸至所述转子绕组的内侧，而在第二区段的每个所述转子绕组中相反地总体上从转子绕组的外侧延伸至所述转子绕组的内侧。

Rotor and Rotor Circuit for Motor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电机的转子和转子电路
本专利技术涉及一种用于电机、尤其是他励同步电机的转子、一种包括这样的转子的、用于对所述转子操控的转子电路以及一种包括这样的转子的他励同步电机。
技术介绍
在许多电气系统中，电机针对最为不同的任务使用。在电气运行的车辆、尤其是机动车、例如客车中，电机作为牵引机使用。在电机中已知最为不同的结构型式，尤其是所谓的“同步电机”。其理解为在电机运行中的单相和三相电流同步电机，其中通常恒定磁化的转子(转动部分)在正常运行中(无过载地)同步被定子中运动的转动磁场带动。转子可以借助至少一个永磁体或电磁铁构成。在第一情况中涉及“自励的”(同步)电机，而在第二情况中涉及“他励的”(同步)电机，其中，与定子磁场相互作用的转子磁场首先借助穿过在转子上至少一个励磁线圈(转子绕组)的相应的电流而产生。借助在定子和转子之间的磁性相互作用提供的能量可以通过与转子经由其转子体连接的或与其一件式构成的转子轴获取并且例如用于驱动机动车或其他机器。在大多数情况中，转子体和转子轴由导电的材料、尤其是由金属构成。这导致，在他励的电机中，在一方面转子体和转子轴与另一方面至少一个包围其的转子绕组之间可能出现寄生电容，从而在电机的运行期间、尤其是也在脉冲宽度调制的供应电压时，在转子绕组中基于容性耦合可能出现在转子体和转子轴中的寄生电流。这样的电流一方面导致不希望的能量损耗并且另一方面也可能导致对转子轴本身或其轴承的损害。为了减少这样的轴承损坏，典型地设置用于对转子轴接地的轴承保护装置，所述轴承保护装置将轴承“短接”并且这样应该避免穿过轴承的电流通过。
技术实现思路
本专利技术的任务是，将与转子绕组与转子体或转子轴之间这样的容性耦合关联的缺点进一步减少。该任务的解决按照独立权利要求的教导通过一种按照权利要求1所述的用于电机的转子、一种按照权利要求6所述的转子电路以及一种包括这样的转子的他励同步电机来实现。本专利技术的不同的实施形式和进一步扩展方案是从属权利要求的技术方案。本专利技术的第一方面涉及一种用于电机、尤其是他励同步电机的转子。所述转子具有转子体和偶数n个设置在转子体上的极对，所述极对包括各一个转子绕组。所述极对的转子绕组在转子的两个用于导入或导出穿过转子绕组的励磁电流的电连接端之间串联连接，所述电连接端尤其可以是滑环连接端。所述转子绕组尤其是可以这样构成，使得串联相继的极对的极性交替。在此，所述串联电路具有第一区段，从所述连接端中的第一连接端出来在串联电路中首先设置的n/2个转子绕组属于所述第一区段，并且所述串联电路具有第二区段，在串联电路中剩余的设置在所述连接端中的第二连接端之前的另n/2个转子绕组属于所述第二区段。所述转子绕组和所述串联电路以这样的方式实施，即，在所述两个连接端之间施加直流电压时，在串联电路中出现的穿过相应的转子绕组的直流电流的径向分量在第一区段的每个所述转子绕组中总体上从转子绕组的外侧延伸至所述转子绕组的内侧，而在第二区段的每个所述转子绕组中相反地总体上从转子绕组的外侧延伸至所述转子绕组的内侧。“极对”按本专利技术的意义、如在电工技术中常见的那样可理解为包括北磁极和所属的南磁极的一对。所述极对尤其是可以如在这里借助电磁铁产生，所述电磁铁为此典型地具有缠绕的励磁线圈，所述励磁线圈通常围绕铁磁材料(例如铁)的芯缠绕，所述芯用于引导并且加强由励磁线圈产生的磁场。所述芯尤其可以是转子体的部分。“转子绕组”按本专利技术的意义可理解为转子的励磁线圈，所述励磁线圈在电流通过其时产生这样的极对，所述极对设置用于与由所属的定子产生的磁场为了电机的电动的驱动的目的而共同作用。在串联电路中在转子运行时出现的穿过相应的转子绕组的直流电流的“径向分量”按本专利技术的意义可理解为通过转子绕组的直流电流的方向分量，所述方向分量(与转子绕组的横截面的形状无关，所述横截面尤其是可以采用至少基本上圆形的、矩形的、椭圆形的形状亦或其他形状)对应于转子绕组的缠绕高度的方向。因为通常转子绕组分层地实施，所以在该情况中径向分量尤其是对应于垂直于转子绕组的相继的层延伸的方向。穿过相应的转子绕组的电流因此总体上在如下情况从转子绕组的外侧延伸至其内侧(或反之)，即，沿缠绕高度的方向延伸的净电流从转子绕组的外侧延伸至其内侧(或反之)，所述净电流能够作为沿极对的整个转子绕组的电流的径向分量的总和或积分来确定，其中不排除，转子绕组也具有一个或多个单独的区域，在所述区域中，径向的电流分量沿反向的方向延伸。各个转子绕组的绕组优选螺旋形或正柱状地实施。然而杂乱的绕组也是可能的。为了理解本专利技术及其优点而有用的是，考察以下两个在这里共同作用的物理效果：一方面，转子的各个串联连接的转子绕组(励磁线圈)的相应的总的电阻抗Z(也称为视在阻抗或阻抗)实际上由励磁线圈的(通常欧姆的)有效阻抗及其感性的无功阻抗组成。如果现在串联电路施加到供应电压上，则因此在每个所述转子绕组上产生电压降，从而电压降的总和对应于供应电压。因此例如相对于接地测量的电压电位在转子绕组的指向供应电压的正点的端部上高于在指向负极的端部上。另一方面在转子体和尤其是其转子轴和围绕转子体或转子轴设置的转子绕组之间此外常常出现寄生电容，所述寄生电容可能导致在转子绕组与转子体或转子轴之间的容性耦合并且因此基于该耦合导致在转子体或转子轴中产生的电流。该容性耦合在此尤其是可以通过转子绕组的相应的线圈芯促成，所述线圈芯尤其是可以是转子体的集成的组成部分。基于电容的一般的距离相关性(在平板电容中如已知的适用：C～A/d，其中C是电容，A是电极面各并且d是电极(板)的距离)，在此转子绕组的沿径向方向靠近转子绕组的中心设置的份额(尤其是绕组层)比处于更远地外面的份额(尤其是绕组层)更多地对容性耦合做出贡献。此外该耦合的效果尤其是与电压相关的，从而在电压更高时在转子体或轴中造成更高的电流。这两个技术效果组合地引起，对于容性耦合存在区别，即，电流在转子绕组的内侧进入转子绕组中并且从那里沿径向方向(例如一层层地)向外流或反之。在第一种情况中，转子绕组的强烈容性耦合的内部部分具有更高的电压电位，所述电压电位因此可以引起在转子体或转子轴中的更强的电流。在后来说明的情况中与此相反地，转子绕组的强烈耦合的内部部分基于转子绕组的总阻抗Z处于更低的电位上，从而基于耦合产生的电流也在转子体或转子轴中更小。通过转子的所提出的构造，共模电流的高度可以相对于不对称的情况减少，因为现在成对地在其串联的布置结构中对应的、具有相反的极性的转子绕组(例如两个直接与连接端连接的转子绕组，或两个围绕中点成一行的转子绕组)彼此基于类似强烈的容性耦合至少类似地引起相反方向的大的漏泄电流，所述漏泄电流因此相应地至少部分地相互抵消。因此可以进一步减少与在转子绕组和转子体或转子轴之间的这样的容性耦合相关联的缺点。另一个可能的优点在于，此外在借助这样的转子构造的电机中也可以实现电磁兼容性(EMV)的改善。以下说明转子及其进一步扩展方案的优选的实施形式，只要不被明确地排除，所述实施形式可以分别任意相互以及与本专利技术的下面说明的其他方面组合。按照转子的优选的第一实施形式，在所述串联电路的范围中，第一区段和第二区段在连接点处这样连接，使得两个直接相继的并且越过连接点连接的转子绕组分别从处于其相应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.转子(R)，其用于电机(EM)、尤其是他励同步电机，具有：转子体(K)；以及偶数n个设置在转子体(K)上的极对，所述极对包括各一个转子绕组(L1，...，L6)，其中，所述极对的转子绕组在转子(R)的用于导入或导出穿过转子绕组的励磁电流的两个电连接端(a1、A2)之间串联连接；其中，所述串联电路具有第一区段，从所述连接端中的第一连接端出来在串联电路中首先设置的n/2个转子绕组(L1，...，L3)属于所述第一区段，并且所述串联电路具有第二区段，在串联电路中剩余的设置在所述连接端中的第二连接端之前的另n/2个转子绕组(L4，...，L6)属于所述第二区段；并且其中，所述转子绕组(L1，...，L6)和所述串联电路以这样的方式实施，即，在所述两个连接端(A1、A2)之间施加直流电压时，在串联电路中出现的穿过相应的转子绕组(L1，...，L3)的直流电流的径向分量在第一区段的每个所述转子绕组中总体上从转子绕组(L1，...，L3)的外侧延伸至所述转子绕组的内侧，而在第二区段的每个所述转子绕组(L4，...，L6)中相反地总体上从转子绕组(L4，...，L6)的外侧延伸至所述转子绕组的内侧。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.14 DE 102016224916.91.转子(R)，其用于电机(EM)、尤其是他励同步电机，具有：转子体(K)；以及偶数n个设置在转子体(K)上的极对，所述极对包括各一个转子绕组(L1，...，L6)，其中，所述极对的转子绕组在转子(R)的用于导入或导出穿过转子绕组的励磁电流的两个电连接端(a1、A2)之间串联连接；其中，所述串联电路具有第一区段，从所述连接端中的第一连接端出来在串联电路中首先设置的n/2个转子绕组(L1，...，L3)属于所述第一区段，并且所述串联电路具有第二区段，在串联电路中剩余的设置在所述连接端中的第二连接端之前的另n/2个转子绕组(L4，...，L6)属于所述第二区段；并且其中，所述转子绕组(L1，...，L6)和所述串联电路以这样的方式实施，即，在所述两个连接端(A1、A2)之间施加直流电压时，在串联电路中出现的穿过相应的转子绕组(L1，...，L3)的直流电流的径向分量在第一区段的每个所述转子绕组中总体上从转子绕组(L1，...，L3)的外侧延伸至所述转子绕组的内侧，而在第二区段的每个所述转子绕组(L4，...，L6)中相反地总体上从转子绕组(L4，...，L6)的外侧延伸至所述转子绕组的内侧。2.按照权利要求1所述的转子(R)，其中，在所述串联电路的范围中，第一区段和第二区段在连接点(V)处连接为使得两个直接相继的并且越过连接点(V)连接的转子绕组(L3、L4)分别从处于其相应的绕组的外侧上的绕组区段出发与连接点(V)连接。3.按照权利要求1所述的转子(R)，其中，在所述串联电路的范围中，第一区段和第二区段在连接点(V)处连接为使得两个直接相继的并且越过连接点(V)连接的转子绕组(L3、L4)分别从处于其相应的绕组的内侧上的绕组区段出发与连接点(V)连接。4.按照上述权利要求之一所述的转子(R)，其中，所述转子绕组(L1，...、L6)和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·赫尔曼，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE