[发明专利]带有磁通量削弱装置的电机

说明书

描述了一种电机(1)，具有：相对壳体(20)被固定的定子(3)；带有用于产生磁通量的磁场产生设备(7)的转子(5)，其中，转子(5)相对于定子(3)同轴地可转动地布置且构造有在定子与转子之间的缝隙(15)；和磁通量变化装置(17)，其具有轴向地相对于转子(5)可调节的、轴向地布置在磁场产生设备(7)之外的主体(19)，以便于取决于主体(19)相对于转子(5)的轴向位置(a)改变在缝隙(15)内的磁通量，其中，磁通量变化装置(17)包括用于轴向调节主体相对于转子的轴向位置的调节设备(29,31)，其中，该调节设备具有：促动器(29)，其经由调节元件作用到主体(19)上且调节元件如此地作用在主体(19)处且/或在促动器处，即，主体(19)的转动运动可与调节元件(31)、与壳体(20)、与转子(5)且/或与促动器(29)解耦。

技术领域

本发明涉及一种带有磁通量变化装置(Flussänderungsvorrichtung)的电机，以便于限制所感应的电压。

背景技术

在常规的转速可变的电机(例如同步电机)的运行的情形中，对于供电(Speisung)可供使用的电压可通过逆变器上限电压(Umrichterdeckenspannung)限制。带有电动机的车辆例如大多数具有直流电压蓄能器和直流电压电网，从而使得在该情况中可在电机的端子处提供的最大电压被确定。逆变器上限电压和最大的相电流(Phasenstrom)可确定逆变器的结构元件以及其成本的选择。按照所要求的转矩特征/转速特征可设置有带有恒定的最大转矩以及带有恒定的最大功率的极限范围。如果实现驱动器由这样一个直流电压源的供电，则允许的最大直流电流同样可限定该直流电压源可提供的最大功率。带有该最大功率的驱动器在转速范围(Drehzahlspektrum)的较宽部分上的运行对于整个驱动系统的良好的充分利用而言是值得期望的。

在永磁激励的同步电机的情形中，随着逐渐增加的转速且在励磁通量(简化地，由转子作用到定子绕组上的磁通量)保持相同的情形中改变电机的感应电压，也就是说在定子的导体中所感应的电压。如果达到最大的定子电压，仅当影响所感应的电压的在转子与定子之间的缝隙中的磁通量被相应地减少时，转速在功率保持相同的情形中才可被进一步增大。

电机不是一种理想的能量转换器(Energieumwandler)。在定子的绕组或者导体中和在传导磁通量的材料中的损失可形成主损失路径(Hauptverlustpfade)。特别在带有电池供电的应用(电动车和混合动力车辆)的情形中，电机的高效率是重要的，因为不仅在车辆运行期间的能量利用(Energieeinsatz)被影响，而且带有蓄能器(电池)的驱动器的最大作用范围(Reichweite)和系统成本决定性地通过该效率影响。

在常规的永磁激励电机的情形中，定子电流的所谓的预整流(Vorkommutieren)是一种已知的方法，以便于反作用于在较高转速的情形中的所感应的电压。

公开文献DE 10 2010 049 178 A1公开了一种电机和一种用于控制励磁场的定子部分的磁场强度和/或磁通量密度的方法。在此，转子的部分区域构造成空隙(Aussparung，有时也称为凹口)，其中，推入元件(Einschubelement)可被移动、尤其可被推入到该空隙中。

公开文献DE 10 2005 015 657 A1公开了一种电机和一种用于在永久激励电机的情形中的磁场调节和电枢调节的方法，其中，相对于定子可转动的转子具有可彼此相对扭转的转子区段，在其中每个转子区段承载有带有交替地径向向外指示的极性的永磁体的布置。此外设置有用于转子区段彼此相对的扭转的调节设备，其中，转子区段在变化的转动偏移中可被彼此对齐。转子区段可刚性地与主轴相连接，另一区段相对主轴可被扭转。为了转子区段彼此相对的调节，此外设置有具有促动器的调节设备。

在现有技术中所执行的方法和电机具有不同缺点。因此，当必须达到带有该形式的磁场削弱(Feldschwächung)的运行点时，例如通过预整流的磁场削弱的方法产生额外的损失。因此，在该循环中的平均效率可被明显恶化。