[發(fā)明專利]可電子換向的電動機

無效

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• 申請日: 2000-04-20
• 公開（公告）號: CN1302475A
• 公開（公告）日: 2001-07-04
• 發(fā)明（設計）人: 托馬斯·魏戈爾德;約翰內斯·普費澤爾;京特·里爾;馬蒂亞斯·施米茨;格爾塔·羅克拉格;托爾斯滕·海德里希
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博施有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 曾立

現有技術

本發(fā)明涉及一種可電子換向的電動機，其用于為永磁轉子產生旋轉磁場的定子的激磁繞組可以以換向頻率與一個直流電源電壓相連并且可以與其分開，其中，激磁繞組可以被半導體-輸出極接通，借助于控制單元的帶有換向頻率的控制信號，可以控制所述半導體-輸出極，而其運行條件則依賴于一個預定的或可預定的額定值進行變化。

這種類型的電動機通常都配備有一個控制單元，該控制單元借助脈沖寬度調制的控制信號對半導體-輸出極的半導體開關進行控制。供以時鐘脈沖的控制信號的時鐘頻率因此處在高頻范圍內，而控制信號的換向頻率則依賴于電動機的結構和電動機的轉速，因此是相當低的。在這種情況下，該半導體-輸出極接通所施加的直流電源電壓，例如在汽車上使用這種類型的電動機時，該直流電源由汽車蓄電池構成。在這種電動機中，功率和/或轉速的調節(jié)是通過改變時鐘脈沖控制信號的時鐘脈沖的脈沖寬度進行的。

這種電動機在使用中產生了許多問題。在控制單元中需要昂貴的半導體開關和驅動電路，此外在其中還出現了很高的損耗功率。這再次導致了在該控制單元中用于冷卻半導體的花費。由于該控制單元與直流電源、例如汽車的機載電網直接耦合，所以產生了大的EMV-干擾電平，這些干擾電平引出了費用昂貴的抗干擾電路。如果有不同規(guī)格的直流電源，則電動機要被不同地設計。由于費用昂貴的電路技術和附加的冷卻花費，該電動機的制造成本非常高。

本發(fā)明的目的在于，提供一種開頭所述類型的可電子換向的電動機，該電動機克服了激磁繞組的已知的脈沖寬度調制控制的缺點，但不增加控制和冷卻的費用。

根據本發(fā)明，是這樣實現上述目的的：所述直流電源電壓被提供給一個直流變換器，其用于帶有激磁繞組的半導體-輸出極的輸出電壓依賴于額定值進行變化，并且控制單元不依賴于額定值用帶有換向頻率的非時鐘脈沖控制信號始終對半導體-輸出極進行完全控制。

在電動機的這種結構中，換向與功率或轉速改變被分配和分開進行。所述控制單元只負責換向，而功率或轉速的調節(jié)則由一個直流變換器負責，其輸出電壓依賴于一個預定的或可預定的額定值進行變化。帶有激磁繞組的半導體-輸出極始終最大程度地由控制單元進行控制，這樣所述直流變換器的輸出電壓對功率或轉速的變化負責。

根據本發(fā)明的可電子換向的電動機由此得到許多優(yōu)點。取消了用于半導體-輸出極的控制信號的高頻的、脈沖寬度調制的時鐘脈沖。這樣就可以使用更慢的半導體開關和更簡單的驅動電路。在給定電動機功率情況下，通過由直流變換器將機載電網電壓升高，將減小電動機電流，并且由此減小在半導體開關中的損耗功率。這些半導體開關因此可以不進行費用昂貴的冷卻處理。由于所述控制單元通過直流變換器與機載電網、即直流電源分開，因此不再需要向控制單元提供高頻時鐘脈沖，由此產生了很低的EMV-干擾電平，于是只需更小的抗干擾費用。由于只負責換向功能，所述控制單元可以不用微型計算機實現，因此它還可以在更高的溫度下使用。所述直流變換器的控制也可以不用微型計算機進行，在直流變換器中只需設置帶有可能的驅動器的電子開關和一個結構簡單的調節(jié)電路。

根據一種設定的結構，直流變換器借助一個存儲電感器、一個存儲電感器、一個濾波電容器、一個退耦二極管和一個電子開關以已知的方式構造，在此，所述開關以時鐘頻率接通，并且開關脈沖(Schaltimpulse)的脈沖寬度依賴于額定值進行變化。不言而喻，還可以使用不同結構且可以不同方式控制的直流變換器。在這種情況下，調節(jié)可以這樣進行，即，給直流變換器配備一個調節(jié)器，用來為電子開關引出開關脈沖的脈沖寬度，所述額定值和直流變換器的輸出電壓被提供給該調節(jié)器。

在此，所述直流變換器的輸出電壓可以這樣依賴于額定值，即，隨著額定值的增加或減小，所述電子開關的開關脈沖的脈沖寬度將增加或減小，并且所述直流變換器的輸出電壓也因此增加或減小。

所述電動機的功率和/或轉速可借助所述直流變換器的變化的輸出電壓而被改變。

根據另一種結構，所述直流變換器還提供了另外一種變化可能性，即，所述輸出電壓大于或小于直流電源電壓，并且所述直流變換器的輸出電壓的增加和減小依賴于所述額定值的增加或減小。

下面將借助附圖中所述的實施例詳細闡述本發(fā)明。其中：

圖1是帶直流變換器和簡單控制單元的電動機的電路原理圖，和

圖2是圖1電動機實施例的示意電路圖。