[发明专利]同步电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种特别是作为驱动装置用于汽车技术应用中的同 步电机，该同步电机包括定子和转子，该定子具有用于产生旋转磁 场的通电绕组装置，该转子具有用于产生转子磁通量的磁通量发生 装置，旋转磁场与该磁通量发生装置相互作用。

背景技术

在传统的同步电机中，转子磁通量是由用直流线圈磁化的磁极产 生。在这里，励磁电流通常是通过滑环传递到转子上。

在传统的同步电机中，由定子绕组产生的旋转磁场是通过交流电 的三个相产生。

然而，转子磁通量也可以通过永磁铁产生。这种同步电机可以构 造成无滑环。在这里，定子绕组的供电通常是由控制和功率电子装 置来实现，该控制和功率电子装置例如是由直流电压供应系统(比 如汽车电源)提供。这种电机也被称作电子换向直流电机或EC-电机。 这些电机可以具有长的使用寿命，通常是免维修的，且可以设计成 用在高的防护级。通常，借助电子控制系统，可以实现转速的无级 调节。

同步电机通常是针对一定的额定转速而设计。在转速大于额定转 速的情况下，由磁通量发生装置产生的转子磁通量通过减弱电场强 度来减小。

永磁励磁同步电机通常是针对高转矩而设计。在这种情况下，转 子磁通量通常比较大。作为替代方案，这种电机也可针对高转速而 设计，其中，转子磁通量通常较小。

然而，由于转子磁通量恒定，系统一般是针对一定的额定驱动位 置而确定。对于此外不断增加的转速，电场强度减弱程度变得如此 之大，使得馈入定子绕组装置的功率中只有相对较小的部分用作驱 动功率。因此，通常在很高转速的范围内不能再使用。这特别适用 于这样的同步电机，在这些电机中，通过相应设计的磁通量发生装 置(例如永磁铁)产生高的转子磁通量。如果想要产生更高转速， 特别是更大的可用转速范围，这通常只要用较小的转子磁通量来实 现。但是，这产生的结果是减小了最大转矩。

DE 36 09 835 A1公开了一种带有用永磁转子和电磁激励定子的 单相电机，其中，该转子具有两个在轴向上相互隔开地、抗扭转地 安装在转子轴上的永磁铁盘片，这两个永磁铁盘片具有横向于转子 轴线定向且相互平行的磁化方向。

DE 34 20 370 C2公开了另一种单相电机，该单相电机带有两部 件构造的转子，该转子具有一个自由转动地支撑在驱动轴上的永磁 转子内部件和一个能够导电的转子外部件。

文献DE 33 23 297 C2公开了一种带有小惯量的感应电动机，其 中，在定子和转子之间设有磁轭，该磁轭可转动地支撑在定子框架 内并具有通风机叶片。

发明内容

面对这一背景，本发明的任务在于提出一种改进的同步电机，该 电机可以覆盖大的转速范围并可以施加较高的最大转矩。

该任务是在开头所述的同步电机中通过如下方式得到解决：转子 具有带有第一磁通量发生装置的第一转子部分和带有第二磁通量影 响装置的第二转子部分，其中，两个转子部分能够至少在第一和第 二相对位置之间彼此相对运动，使得在这两个相对位置上由转子提 供的转子磁通量的大小不同。

因此，通过本发明的同步电机设计可以通过机械方式改变转子磁 通量。通过促使两个转子部分布置在第一或第二相对位置上，可以 提供较高或较低的转子磁通量，从而一个相对位置是为高转速而设 计，而另一个相对位置是为高转矩而设计。

在这里，第一转子部分产生转子磁通量。由第一转子部分的磁通 量发生装置产生的转子磁通量可以通过磁通量影响装置来影响，使 得在两个相对位置上由转子提供的总转子磁通量的大小不同。

因此，本发明的同步电机既可以在高转速下工作，也可以提供高 转矩。

一般地，这两个转子部分可以仅仅是能够在第一和第二相对位置 之间彼此相对运动。但是，同样可行的是，将这两个转子部分设计 成能够在多个相对位置之间相对运动。同样可想到的是，将这两个 转子部分设计成能够在两个相对位置之间连续地调节，从而能够设 置无数个相对位置。

以这种方式，完全解决了本发明所要解决的问题。

第二转子部分的磁通量影响装置可以被设计成磁通量衰减装置， 该衰减装置在一个相对位置上作用较大，而在另一个相对位置上作 用较小。

但是，特别优选的是，第二转子装置的磁通量影响装置是由第二 磁通量发生装置构成。