[發明專利]特別用于機動車的電動機

在審

• 申請號: 201480030751.6
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN105247768A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 貝恩德·麥克
• 申請（專利權）人: 馬勒國際有限公司
• 主分類號: H02K23/04
• 分類號: H02K23/04;H02K23/08;H02K23/12;H02P7/282
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 翟國明

技術領域

本發明涉及一種電動機，特別是用于機動車的電動機，以及具有這種電動機的機動車。本發明還涉及一種用于操作這種電動機的方法。

背景技術

通常以直流電的小設備方式構建常規的電動機，以得到永久激發，即定子或這種電動機通常包括一個或多個定子永久磁鐵。因此，可相當于定子圍繞旋轉軸線旋轉的轉子具有轉子永久磁鐵，在該轉子永久磁鐵上可布置有轉子繞組。在較大的DC直流電電機中，定子永久磁鐵通常用定子繞組來替代。這意味著電動機由此具有轉子繞組和定子繞組，它們可以各種方式彼此連接。在所謂的串聯設備中，定子繞組與轉子繞組串聯電連接。這使得電動機也能夠在低的轉子旋轉速度下提供較高的扭矩。另一種變體的串聯電機，所謂的并激電機，另一方面，定子繞組與轉子繞組并聯電連接。與串聯電機相比，由這種電機提供的扭矩與旋轉速度無關，并且與提供之電動機的電源電壓成正比。因此，這種電動機特別適用于旋轉速度可變的驅動器。最后，DC直流電機還可作為所謂的單獨激發的電機操作，這意味著對兩個繞組各自獨立地供應電能。通過所謂的激發電流，可對電動機的機動特性產生影響。

已經提供的電動機目前通常實際用于主動旋轉操作中，在主動旋轉操作中轉子相對于定子旋轉，而且還通常用于所謂的保持操作中，在保持操作中轉子相對于定子保持靜止，并且對抗外部的反作用力或者機械擋塊。例如，在機動車排氣系統中的這種電動機保持操作中，布置在排氣管中的閥裝置可被保持在對抗廢氣產生的廢氣壓的封閉狀態下。在保持操作期間，施加至電動機的電能不能被轉化成旋轉轉子的動能，而是必須被完全轉化成熱。為了防止廢熱引起的電動機組件，特別是轉子的過熱對電動機的損壞甚至破壞，轉子僅僅通過轉子軸與電動機的外罩熱聯接，施加至電動機的電流可例如通過脈沖寬度調制(PWM)被限定為最大值。然而，這種電流限值導致不期望地限定了電動機提供的最大扭矩。

發明內容

本發明致力于提供一種發展電動機，特別是機動車的發動機的新途徑的問題。

通過獨立權利要求的主題解決了前述問題。有利的實施方式是從屬權利要求的主題。

本發明基于以下總體思想：提供一種電動機，包括定子和轉子，所述轉子可相對于定子旋轉，其中所述電動機以如下方式設計，使得它能在第一操作狀態和第二操作狀態之間切換，在第一操作狀態下，電流流過電動機的定子繞組和轉子繞組以分別產生相應的磁場，即除了相對于定子的永久磁鐵產生的磁場是額外的磁場，在第二操作狀態下，電流不流過定子繞組，使得定子繞組不產生額外的磁場。

如果電動機處于第一操作狀態，通過定子繞組產生的額外的磁場產生額外的扭矩，作用于轉子，該扭矩例如在特別高的外部扭矩要求的情況下可在電動機中獲得。因此，當電動機的轉子處于停止狀態時，即電動機處于保持操作，或者只以較低的旋轉速度旋轉并且存在巨大的外部扭矩要求，即轉子將被強力加速(這根據本發明可利用定子產生的額外的扭矩在第一操作狀態下實現)，電動機能夠一直從第二操作狀態切換至第一操作狀態。此時在定子處產生的額外的廢熱可從定子直接排放至電動機的外罩。

對于高旋轉速度的情況，電動機可切換至第二操作狀態，在該第二操作狀態電流不流過定子繞組，因此不產生額外的磁場。在該操作狀態下，由于沒有電流流過定子繞組，與第一操作狀態相比，電動機產生的廢熱減少。

總而言之，相對于最大可變的旋轉速度下電動機能提供的扭矩以及不同的外部扭矩要求，根據本發明的電動機由此能進行彈性應用。

在優選實施方式中，上述電動機可包括控制單元，所述控制單元在超過預定的閾值旋轉速度時從所述第一操作狀態切換電動機至所述第二操作狀態，并且在降低至所述閾值旋轉速度以下時從所述第二操作狀態切換電動機至所述第一操作狀態。以此方式，如前文所解釋的，實現了，在必要時，在靜置或者轉子的低于閾值旋轉速度的相應的較低旋轉速度下，由所述電動機提供相對于第二操作狀態增大了的扭矩。一旦超過預定的閾值旋轉速度，額外的定子磁場通過從第一操作狀態切換至第二操作狀態被再次關閉。文中例如可利用電動機中安裝的旋轉速度傳感器來確定電動機的即時旋轉速度。然而，或者，還可意在，不進行旋轉速度的測定，而是由控制單元根據各種參數(例如通過定子或者相應地轉子的電流)來計算，或者在超過現有的閾值轉子電流或者降至低于現有的閾值轉子電流時在操作狀態之間進行切換。