[实用新型]同步马达

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电路、该电路的布置和一种方法并特别涉及一种永磁同步马达以及用于测定非常规工作状态、特别是测定在马达绕组中的过高温度的方法。

背景技术

通过将电流引导流经马达线圈而在马达中以及马达驱动装置中产生驱动扭矩。当大电流持续流过马达线圈时，马达线圈产生热量，这个热量能够达到高温并且可能引起故障，以及引起马达线圈的损坏或者马达磁铁的去磁化。因此在现有技术中为了防止马达线圈过热而存在多种例如为了限制通过马达线圈的电流而测量该线圈的温度的解决方案，以及存在与中断整流和纠正故障相关的解决方案。

在常规的用于马达驱动设备的马达线圈温度估算方法中，将在马达周围设置的温度传感器所测量的温度与借助于马达电流的平方值乘以增量系数所得数值的积分的低通滤波值相加，以便于估算出马达线圈的温度。然而因为会估算出实际上并不存在的状态，模型计算却总是导致了马达的可用性减少。

现有技术中，利用温度传感器的其中使用了5个端子(3个用于马达运行并且两个用于温度监控)的解决方案也是有缺陷的，因为由此产生了更高的成本并且限制了可靠性。此外，在已知的解决方案中只有当温度传感器作用时才能够发现绕组的局部故障。

从DE 11 2012 006 170 T5中已知一种解决方案，其中温度的测量以及绕组温度的估算通过转数和电流来实现。就此的缺点在于，这需要精确的并且因此高成本的电流测量、温度测量以及复杂的分析模型。

从DE 10 2013 012 861 A中公开了一种温度测量的替代性方案。就此为了识别故障的绕组和/或开关而进行了阻抗的分析。为此，首先必要的是，精确地计算阻抗。为了得到相应的马达的阻抗，相应的生产监督就此以对于每个马达的过程伴随的测量为前提，这导致了更高的成本。

从EP 2499 737 A中公开了另一种用于测量温度的解决方案。该文献提及了一种基于所计算的电气功率与机械功率的差异而通过比较功率阈值来验证电气的机器的扭矩的方法，其中该电气功率由所测量的支路值而计算出并且该机械功率由所计算出的扭矩和转数来计算。就此的缺陷在于，为了计算扭矩而需要精确的参数，而这些参数却又是温度相关的，从而使得必须为每个工作区域来另外进行计算。

实用新型内容

因此，本实用新型的任务在于克服上述缺陷，并且提供一种同步马达以及一种方法，通过该方法能够以简单可靠的方式实现绕组温度的监控并因此实现工作状态的监控。

该任务应该另外实现了，在工作状态的监控中除了可靠地避免了马达绕组过度加热(绕组损坏)或者堵转以外还实现了对于绕组的局部的故障的可靠的识别以及同时监控转子旋转。

该任务通过以下特征组合而实现。

本实用新型提供一种同步马达，其特征在于，所述同步马达包括定子和永久磁铁转子，所述定子具有三个绕组相，所述绕组相具有绕组端子，所述绕组相在星形电路的星形接点处连接并且与控制电子部件连接，其中另外设置探测元件，所述探测元件构造为，用于直接或间接地探测至少一个所述绕组相的温度或温度相关的马达特性，其中所述探测元件电气地串联到所述星形接点并且以第四绕组端子的形式实施并且所述绕组端子与所述控制电子部件连接。

基本思想在于，借助于具有三个常规的绕组端子的特定的星形电路实现了在星形电路的星形接点处的用于集成探测元件的另一个绕组端子的构造，该探测元件用于实现温度特征的参数的分析，其中用于分析的绕组端子优选地直接与马达的控制电子部件和/或分析单元相连。

根据本实用新型，建议一种包含永久磁铁转子以及定子的同步马达，该定子具有三个绕组相，这些绕组相具有绕组端子(U，V，W)，这些绕组相在星形电路的星形接点处连接并且与控制电子部件连接，其中另外设置探测元件，该探测元件构造为，用于直接地或间接地探测至少一个绕组相的温度T或者温度相关的马达特性，其中探测元件电气地串联到星形接点并且以第四个绕组端子的形式而实施，并且该绕组端子与控制电子部件连接。

借助于探测元件而在第四绕组端子处分析出的特别适合的故障特征参数是在该端子上的电压值。该电压涉及到的是绕组端子上的电位与参考电位之间的电位差。

在第四绕组端子处的电压由于永久磁铁转子的旋转而产生并且具有与该转子的转数相应的幅度。该电压具有最大和最小值、有效值以及交零点。替代该幅度最大值的分析，也能够采用在第四绕组端子上的电压的有效值以及其它电压值。

所测量到的电压因此直接与转子的旋转运动相关联并且极大程度上无关于控制的类型和方式，也即，无关于绕组的当前电流状态。