用于电机的定子绕组系统及电机技术方案

提出了一种用于电机(12)的定子(11)的绕组系统(10)。绕组系统(10)包括至少两个第一导体段(13)和至少两个第二导体段(14)、至少两个半桥(15)、至少一个第一短路装置(16)和至少一个第二短路装置(17)。每个半桥(15)至少连接到一个第一导体段(13)和一个第二导体段(14)，每个第一导体段(13)连接到第一短路装置(16)，并且每个第二导体段(14)连接到第二短路装置(17)。此外，提出了一种具有绕组系统(10)的电机(12)。

Stator winding system and motor for motor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电机的定子绕组系统及电机本申请涉及电机的定子绕组系统和电机。电机可以包括定子和相对于定子可移动地安装的转子。电机可以作为马达或发电机运行。定子可以在槽中包括由导电材料构成并且例如具有条形的电绕组。电绕组连接到可以是多相的电源单元。每相需要一个自身的开关或单独的半桥。在每个槽具有其自身的相的情况下，则需要与槽一样多的开关或半桥。由定子产生的旋转场的磁动势的分布取决于槽的数量或相的数量。定子包括的槽或相越多，磁动势的分布越接近正弦函数的形状。因此，可以通过增加槽或相的数量来提高旋转场的质量。然而，这也增加了半桥的数量，从而导致绕组系统的复杂性增加以及更高的成本。待解决的目的是提供一种电机的定子的有效绕组系统。待解决的另外的目的是提出一种能够高效运行的电机。这些目的通过独立权利要求和从属权利要求的主题来解决。在从属权利要求中提出了有利的构造和改进。根据用于电机的定子的绕组系统的至少一个实施方式，该绕组系统包括至少两个第一导体段和至少两个第二导体段。第一导体段和第二导体段可以包括例如铜或铝的导电材料。例如，定子可以包括槽，导体段位于每个槽中。定子可以包括一个或多个定子叠片，槽被引入其中。优选地，定子包括多个槽。例如，第一和第二导体段可以是导电条。绕组系统还包括至少两个半桥，其中，每个半桥至少连接到一个第一导体段和一个第二导体段。半桥可以连接到电源单元，并设置为提供自身的相电流。半桥可以是双极电子开关，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或双极型晶体管(IGBT)。每个半桥与第一导体段和第二导体段中的至少一对相关联，使得每个半桥电至少电连接到一个第一导体段和一个第二导体段。绕组系统还包括至少一个第一短路装置和至少一个第二短路装置，其中每个第一导体段连接到第一短路装置，并且每个第二导体段连接到第二短路装置。第一导体段经由第一短路装置在定子的第一侧彼此导电连接。另外，第二导体段经由第二短路装置在定子的第一侧上彼此导电连接。因此，第一导体段在定子的第一侧上彼此连接，使得它们形成短路。此外，第二导体段在定子的第一侧上彼此连接，使得它们形成短路。导体段在定子的背离第一侧的第二侧上连接到半桥。绕组系统优选地包括多个第一和第二导体段。第一导体段和第二导体段可以彼此交替地布置。即，如果导体段例如围绕定子的圆周布置，则第一导体段一起沿着圆周分别在两个方向上布置第二导体段。同样，两个第一导体段与每个第二导体段一起布置，其中，第一导体段与第二导体段一起以一个方向沿圆周布置，并且另外的第一导体段与第二导体段一起以相反的方向沿圆周布置。因此，可以沿着定子的圆周布置导体段对，导体段对各自包括一个第一导体段和一个第二导体段。每两个导体段的对与连接到第一导体段和第二导体段的半桥相关联。半桥可以设置为分别向一对第一和第二导体段提供相电流。绕组系统可以配置成产生具有可设定的极数的时变旋转场。如果电机的转子能够与旋转场的极对数相互作用，则可以通过旋转场产生的转矩来驱动转子。对于仅包括一个短路装置的绕组系统，需要与绕组系统的导体段一样多的半桥。然而，已经表明，包括至少两个短路装置和导体段一半数量的半桥的绕组系统能够产生与仅具有一个短路装置的绕组系统产生的旋转场类似的旋转场。有利地，这里描述的绕组系统因此需要更少的半桥。如果绕组系统正好包括两个短路装置，则需要的半桥是导体段的一半。如果绕组系统包括两个以上的短路装置，则每个短路装置分别需要一个半桥。由于具有一个短路装置的绕组系统的旋转场的质量类似于这里所描述的绕组系统的旋转场的质量，因此在近似恒定的质量下需要的半桥更少。因此，能够降低绕组系统的复杂性和成本。因此，绕组系统更加高效。根据绕组系统的至少一个实施例，每个导体段包括单个的导体，或者分别包括彼此平行布置并且并联电连接的多个导体丝。因此，导体段可以分别包括单个导电线或导电条，或者使用一种或多种导电材料形成。导体段也可以分别包括彼此平行布置的多个导电线、导电条或导体丝。一些导体段也可以分别包括单个的导体并且其他导体段分别包括彼此平行布置并且并联电连接的多个导体丝。因此，可以分别对每个导体段提供其自身的电相，使得定子能够产生旋转场。另外，如果导体段分别包括单个导体或彼此平行布置并且并联电连接的多个导体丝，则定子的制造被简化。根据绕组系统的至少一个实施例，导体段设计成直线状并且彼此平行地布置。例如，每个导体段具有条形。因此，定子可以构造为类似于笼式转子，其中短路装置仅附接在定子的第一侧。由于导体段设计成直线的，因此简化了条和槽的制造。根据绕组系统的至少一个实施例，导体段沿着定子的圆周分布。例如，如果定子具有圆柱体的形状，则导体段能够沿着圆柱体的纵轴的方向延伸。导体段沿着定子的圆周彼此相邻地布置。例如，导体段到定子的中心可以具有相同的径向距离。优选地，导体段彼此等距地布置。由于导体段沿着定子的圆周分布，因此定子可以在电机运行期间产生旋转场。旋转场在电机运行期间能够驱动转子，该转子可以布置成内转子或外转子。根据绕组系统的至少一个实施例，连接到同一半桥的导体段的数量对应于绕组系统的短路装置的数量。这意味着如果绕组系统包括两个短路装置，则绕组系统还包括都连接到第一短路装置的至少两个第一导体段，并且绕组系统包括都连接到第二短路装置的至少两个第二导体段。因此，同一半桥总是正好连接一个第一导体段和一个第二导体段桥。如果绕组系统包括更多的短路装置，则短路装置的数量对应于连接到同一个半桥的导体段的数量。因此，总的来说，与每个半桥仅连接到一个导体段的情况相比，所需的半桥总数更少。因此能够降低绕组系统的复杂性和成本。根据绕组系统的至少一个实施例，绕组系统包括至少一个第三导体段和至少一个第三短路装置，其中，每个第三导体段连接到第三短路装置。因此，每个半桥连接到一个第一导体段、一个第二导体段和一个第三导体段。已经表明，即使是绕组系统具有第三短路装置，也能够产生与仅具有一个短路装置的绕组系统产生的磁动势类似的磁动势。由于与具有一个短路装置的绕组系统相比，在具有三个短路装置的绕组系统中仅需要三分之一的半桥，因此降低了具有三个短路装置的绕组系统的复杂性和成本。根据绕组系统的至少一个实施例，至少两个半桥连接到电源单元。该至少两个半桥连接到电源单元，以向绕组系统提供相电流。例如，电源单元可以是直流电源。在这种情况下，半桥可以包括两个开关，这两个开关分别交替地打开和闭合，以便向连接到半桥的导体段施加交流电压。通过在导体段上施加了交流电压，因此定子能够通过绕组系统产生旋转场。根据绕组系统的至少一个实施例，设置至少两个半桥中的每一个以提供其自身的相电流。因此，半桥的每一个都设置为产生其自身的相电流。由于半桥的每一个都连接到至少两个导体段，因此各个半桥的相电流在分别连接的导体段之间分配。绕组系统的相电流可以产生旋转场。根据绕组系统的至少一个实施例，相电流彼此异相。这意味着相电流时间上彼此偏移或在时间上相移。因此，绕组系统的相电流产生时变的旋转场，使得在转子与定子的极对数相互作用的情况下，能够在电机的转子中产生转矩。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电机(12)的定子(11)的绕组系统(10)，包括：/n-至少两个第一导体段(13)和至少两个第二导体段(14)，/n-至少两个半桥(15)，/n-至少一个第一短路装置(16)和至少一个第二短路装置(17)，其中/n-每个半桥(15)至少连接到一个第一导体段(13)和一个第二导体段(14)，/n-每个第一导体段(13)连接到所述第一短路装置(16)，并且/n-每个第二导体段(14)连接到所述第二短路装置(17)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170718 DE 102017116145.71.一种用于电机(12)的定子(11)的绕组系统(10)，包括：
-至少两个第一导体段(13)和至少两个第二导体段(14)，
-至少两个半桥(15)，
-至少一个第一短路装置(16)和至少一个第二短路装置(17)，其中
-每个半桥(15)至少连接到一个第一导体段(13)和一个第二导体段(14)，
-每个第一导体段(13)连接到所述第一短路装置(16)，并且
-每个第二导体段(14)连接到所述第二短路装置(17)。


2.根据权利要求1所述的绕组系统(10)，其中，所述导体段(13、14)中的每个导体段包括单个的导体，或者每个导体段包括彼此平行布置并且并联地电连接的多个导体丝。


3.根据前述权利要求中任一项所述的绕组系统(10)，其中，所述导体段(13、14)被设计为直线的并且彼此平行地布置。


4.根据前述权利要求中任一项所述的绕组系统(10)，其中，所述导体段(13、14)沿着所述定子(11)的圆周分布。


5.根据前述权利要求中任一项所述的绕组系统(10)，其中，连接到同一半桥(15)的导体段(13、14)的数量对应于所述绕组系统(10)的短路装置(16、17)的数量。


6.根据前述权利要求中任一项所述的绕组系统(10)，其中，所述绕组系统(10)包括至少一个第...

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