[发明专利]电机特别是交流电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机，特别涉及根据权利要求1的类型的带有多相定子绕 组的交流电机。

在用于汽车的交流发电机中绝大多数使用具有通过直流激励的齿形电极转 子的电机，以便各汽车的直流车身电网在驱动电动机空转时也能够供给足够的 电力。在对于发电机的大量其他的要求之外，还要求衰减发电机的所谓的磁体 噪声，其特别在电机的低转速区域是可听得见的干扰。为抑制磁体噪声，已知 在发电机的三相定子绕组上如此分配单个的绕组分支，使得它们部分在相邻的 绕组分支的槽中使用。然而通过该种措施降低了发电机的功率输出并且增加了 损失。此外，由于输出的直流的波动性，在汽车的电缆分支中在驱动电动机的 规定的转速区域内能够出现振荡噪声。

此外已知给交流发电机装备一种六相系统，以便使整流的频率翻倍，并由 此减小通过整流器组件向汽车车身电网的蓄电池供给的直流的波动性。关于这 点从EP 0454 039 B1(图6)获知，一种交流发电机的定子绕组由两个绕组系统 组成，每一绕组系统各具有三个彼此连接成星形的绕组分支。绕组分支在星形 电路中彼此各错开120°的电角度。这两个绕组系统彼此彼此错开约30°的电角 度。然而该电机由此产生的磁体噪声特别在低的区域未能充分衰减。此外这里 的缺点是这种电机的电压和转矩的波动性更大，这特别对于大功率电机无论是 发电机运行还是电动机运行都是这样。

最后从DE 102 09 054 A1获知，为衰减磁体噪声和减小汽车发电机的电流 波动性，使用一种七相定子绕组，它的七个在定子叠片铁芯的槽中毗邻设置的 相段连接成星形或者串联成七边形。这样的解决方案相对于六相系统虽然具有 较小的电流波动性和较小的磁体噪声，然而其在低转速区域仍然不能充分衰减。 此外，在低转速区域电机功率特性曲线的增加太小，因为在汽车中经常正好在 内燃机的空转区域出现车身电网的高的功率需求。

通过本解决方案力求在电机的低转速区域能够既强烈衰减磁体噪声也改善 电功率。

发明内容

本发明的具有权利要求1的特征的电机具有这样的优点，即通过七相定子 绕组的新颖的接线相对于已知的实施形式能够实现更好的电磁的利用，由此减 小电压和转矩的波动性，提高功率特性曲线，在很大程度上抑制由磁决定的噪 声特别是在电机的下转速区域的噪声。作为另外的优点应该看到，特别在大功 率交流电机中通过电压和转矩的波动性的减小也减小了电机的机械负荷。

通过在从属权利要求中说明的措施给出在权利要求1中给出的特征的适当 的改进和扩展。

为尽可能简单地制造和均匀加载电机，下述措施是适当的，亦即所有七个 相段的大小相等，由至少一个线圈组成，并且彼此错开电角度α连接，所述电 角度在180°/7≈25.7°和180°*4/7≈102.9°之间。此外在四极或者更多极的电机中更 有利的是，为制造定子绕组而使单个相段由多个优选串联的线圈组成。在位于 电机的工作气隙的圆周上具有相等大小的齿距的定子叠片铁芯的情况下，当相 段彼此错开180°/7*3≈77.3°的电角度α连接时可以得到对于磁体噪声以及电压和 转矩的波动性的优化衰减。在齿距不相等时电角度α的单独要确定的优化角度 在60°和100°之间。在此当在七个相段串联时各跳过一个电气上后继的相段时能 够得到特别好的衰减，其中相段优选以P1-P3-P5-P7-P2-P4-P6的相序连接。也 可能每次跳过两个电气上后继的相段。

在本发明的应用中在用于汽车的交流发电机的情况下通过下述方式能够特 别适当地形成定子绕组，即相段的连接部朝向一个变流器特别是朝向一个具有 七个整流器桥的整流器组件引出。这里相段在电机的两个绕组端部之一上以适 当的方式彼此错开连接，使得从相段之间的连接部每次向七个整流器桥的一个 引出仅一个连接。

在定子绕组可用一根线圈导线制造的电机中，当每一相段的线圈用该线圈 导线绕制时是适宜的。在这种情况下当相段为形成串联以成本适宜的方式也用 一根线圈导线绕制时也是有利的。

关于该电机作为汽车中的14V的车身电网中的交流发电机的应用，当定子 槽中的相段或者线圈的导体数大于5而小于10优选为8时产生特别好的对于噪 声的衰减。

此外，当相段在定子叠片铁芯的槽中以大于50％的槽填充系数嵌入时，关 于噪声衰减是适宜的。

附图说明

本发明的另外的单元下面根据附图举例详细说明。这里，