[发明专利]绕组系统

说明书

公开了一种用于电机的定子(1)和/或转子(2)的绕组系统。绕组系统包括：几个导体部(3)；位于绕组系统的第一侧的两个环形导体(+，‑)，导体部(3)借助于半桥(4)耦接至所述两个环形导体(+，‑)；以及位于绕组系统的相对侧的至少一个半桥(5)，至少一个导体部(3)连接至所述至少一个半桥(5)。

技术领域

本发明涉及用于电机的转子和/或定子的绕组系统。

背景技术

在传统的电机中，具有仅几个端子(通常每个相仅具有一个或两个端子)的多相硬连线电绕组被连接至电力电子装置。在此情况下，实际电机和电力电子装置通常均被容纳在不同的外壳中。

这不仅导致整个系统的尺寸很大，而且取决于功率密度需要对电力电子装置和具有定子和转子以及电子绕组的实际电机进行单独的冷却。此外，因为电力电子装置与电机之间的电动机供电线携带具有谐波成分的高电流而使得需要额外的屏蔽测量，所以可能出现与电磁兼容有关的问题。

发明内容

本发明的目的是公开用于具有紧凑设计的电机的转子和/或定子的绕组系统。

通过根据本发明所述的绕组系统来达到所述目的。

在一种实施方式中，用于电机的定子和/或转子的绕组系统包括基本上被布置在绕组系统的相对侧之间的几个导体部。在绕组系统的第一侧设置有借助于半桥而与导体部耦接的两个环形导体。在绕组系统的相对侧设置有与至少一个导体部连接的至少一个半桥。

如在下面更加详细地描述的，半桥包括开关(特别是半导体电力开关)，导体部的相应端部借助于所述开关可以选择性地与两个环形导体之一连接。因此所提出的原理允许将电力电子装置(特别是半桥)整合至电机中。

因此，因为可以消除用于电力电子装置的额外的外壳而实现小的结构尺寸，并且整个系统会变得更加紧凑。

潜在需要的用于电机的冷却系统例如可以使用电动机的冷却气体或通过容纳在共用的水冷套中来同时冷却电力电子装置。

实际上在电绕组与电力电子装置之间不需要供电线，以使得与供电线相关联的噪声排放或噪声吸收或电动机供电线的替代性屏蔽测量也被消除。

在其之间布置有半桥的环形导体与导体部取代了设置在传统电机中的绕组和逆变器。在此情况下，环形导体取代了传统电机的端绕组。

因为在多个半桥中设置有电力电子开关，所以根据所提出的原理的各个电力电子开关会面临低到可以使用特别小的芯片表面来实现电力电子开关的电流和电压。

导体部可以均匀地分布在电机上，例如沿着旋转电机的圆周或按照不同的绕组拓扑来分布。

在一种实施方式中，电机设置有槽，以防止短路。在此情况下，导体部可以被置入相应的槽中。

如果将所提出的绕组系统用在电机的定子中，则可以在电机的操作期间改变定子侧的极对数以及气隙中的磁通势的谐波成分的分布。因此，与所有负载点的现有电机相比，这样的电机可以在其操作期间明显地得到进一步的优化。

如果将所描述的绕组系统用在定子以及PM转子中，则例如当需要高扭矩而同时可以借助于处于低负载的转子的磁通势的谐波成分来实现扭矩的产生时，定子可以复制转子的极对数。

如果选择异步转子，则所描述的绕组概念还可以利用磁阻效应来产生扭矩。为此，除了谐波成分以外，还在异步电机上调节转子同步场成分，其中所述场成分由于同步性而不与转子电流相互作用，但是可以利用转子槽与转子齿部之间电感的不同来产生扭矩。

在一种实施方式中，使用彼此平行布置的线性或直线导体部来实现绕组系统。例如，导体部可以被实现成平行于轴线或与轴线成某个角度被对准。导体部的线性和平行设计允许进行特别有成本效益的制造。