[发明专利]具有同步磁阻电机的地面输送机械

说明书

技术领域

本发明涉及具有同步磁阻电机的移动工作机。本发明尤其涉及一种地面输送机械，其具有作为行驶驱动装置和/或工作装置的、尤其是工作液压装置的驱动装置的同步磁阻电机，其中，所述同步磁阻电机具有定子和转子，所述定子设有至少三个相绕组用于产生旋转场以及设有由高导磁性的软磁材料作为定子材料制成的定子体，所述转子具有由高导磁性的软磁材料作为转子材料制成的转子体。

背景技术

在现有技术中公知了所谓的同步磁阻电机，这些同步磁阻电机是用于4象限运行的三相电机(Drehfeldmaschine)，其中，所述三相电机可以作为马达或发电机实施和运行以及分别在两个转动方向上实施和运行。

在作为例子观察的三相马达中，与异步电机相比，在同步磁阻电机中，定子绕组分别以120°电错开地布置，其中，对于每个相设置有一定子绕组。

通过转动体或转子的具有显著磁极的特殊成形来给所述转动体或转子施加相对磁场的强的优选取向。转动运动通过旋转的磁性场来产生，转子试图去跟随该旋转的磁性场。在稳定的运行点中，定子相应地同步跟随定子旋转场(Stadttordrehfeld)并且定子旋转场关于转子静止。转子由此由恒场通流，而定子经历周期的交变场磁化。相对于异步电机或者通过永磁体来励磁的同步电机，其中，转矩通过以穿过一导体流动的电流的磁场交变作用或通过以永磁体的交变作用来产生，在磁阻电机中的转矩产生基于在磁场中作用到转子的软磁物质上的麦克斯韦力(Maxwellschen Kraft)来进行，通过所述麦克斯韦力，磁性系统追求最小磁性电阻或磁阻的状态。该运动通过转子在通过定子线圈或者说定子绕组所产生的磁场上的取向来实现，其中，通过适当的三相变流器和所述定子线圈的感应耦接来产生转动的磁场。

与在恒定的转速和恒定的转矩情况下的稳定运行中由一恒场通流的转子相反，定子经历周期的交变场磁化，所述交变场磁化可以产生所谓的铁损，所述铁损由磁滞损耗和涡流损耗组成。所述磁滞损耗通过在定子材料的分子磁体(Elementarmagnete)的反复磁化(Ummagnetisierung)情况下的做功来产生。如果定子材料的磁化通过磁性场强来施加，那么产生一典型的曲线图，也称作磁滞回线，其关于围住的面积的积分表示对于所述做功的量度，需要所述做功用于所述分子磁体在一反复磁化周期中的反复磁化。在此，磁滞损耗成比例于所述反复磁化的频率，因此在定子的情况下成比例于定子绕组中的电流的频率。

铁损的第二分量是涡流损耗，所述涡流损耗作为由于磁感应在定子材料中引起的涡流的通过欧姆电阻的发热。所述涡流损耗在此二次方地与频率相关，由此同样与在观察定子情况下的操控定子绕组的频率相关。因此，定子绕组的形成所述定子的金属芯经常地由多个表示为电工钢片的片材的堆积来实施。通过所述定子材料的该分层来尝试结构上地减少涡流损耗。在此，相对彼此例如通过涂层被隔离的电工钢片在磁通方向上进而垂直于涡流方向被层叠。

在此，在制造过程中，定子的以及转子的电工钢片被一起冲压或例如通过激光切割方法来制造。例如通过浸漆被隔离的电工钢片接下来被堆叠成定子磁芯和转子磁芯并且机械上地彼此连接。用于转子以及定子的电工钢片因此是相同品质和厚度的。

在该现有技术上不利的是，由此，定子材料中的铁损的减少和同时转子材料中的磁阻的优化仅困难地能实现。

此外公知的是，为了减少导电能力和由此涡流损耗而将铁磁材料设有硅的合金份额。

但是在该现有技术上不利的是，该硅含量负面地影响铁的磁化，其方式是，磁性极化J随着增加的硅含量下降，也就是回到磁阻。随着涡流损耗的减少由此相反地引起磁性传导性的恶化。

替代直流电机使用三相异步电机作为工作液压装置的电的泵用马达，或者在还要更高的功率要求的情况下也使用三相永磁体同步电机，如果存在比对直流电机的要求更高的要求的话。相对于直流电机，三相同步电机或者三相异步电机在结构上更简单并且免维护，因为取消了转换器，并且他们的特色在于较高的效率。尤其在工作液压装置以三相同步电机或三相异步电机作为电的泵用马达的情况下，至少将一转向液压装置集成到所述工作液压装置中。

但是不利的是，相对于直流电机，因为所需的、受控制的三相旋转场，操控装置明显更复杂，因为需要位态或者转动速度的检测以及相应的功率电子装置。

作为地面输送机械的行驶驱动装置以及为了工作装置的、尤其是工作液压装置的驱动装置大多使用直流马达或三相异步电机，在功率要求较大的情况下也使用三相永磁体同步电机。同步磁阻电机与之相对地具有高的功率密度和紧凑的大小，但是具有较高的损耗功率。