[實(shí)用新型]同步馬達(dá)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621125210.4
• 申請日: 2016-10-14
• 公開（公告）號: CN206272438U
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·萊;J·科洛奇
• 申請（專利權(quán)）人: 依必安派特穆爾芬根有限兩合公司
• 主分類號: H02K11/25
• 分類號: H02K11/25;H02K11/30;H02K11/21
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,張會華

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種電路、該電路的布置和一種方法并特別涉及一種永磁同步馬達(dá)以及用于測定非常規(guī)工作狀態(tài)、特別是測定在馬達(dá)繞組中的過高溫度的方法。

背景技術(shù)

通過將電流引導(dǎo)流經(jīng)馬達(dá)線圈而在馬達(dá)中以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置中產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩。當(dāng)大電流持續(xù)流過馬達(dá)線圈時(shí)，馬達(dá)線圈產(chǎn)生熱量，這個(gè)熱量能夠達(dá)到高溫并且可能引起故障，以及引起馬達(dá)線圈的損壞或者馬達(dá)磁鐵的去磁化。因此在現(xiàn)有技術(shù)中為了防止馬達(dá)線圈過熱而存在多種例如為了限制通過馬達(dá)線圈的電流而測量該線圈的溫度的解決方案，以及存在與中斷整流和糾正故障相關(guān)的解決方案。

在常規(guī)的用于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)設(shè)備的馬達(dá)線圈溫度估算方法中，將在馬達(dá)周圍設(shè)置的溫度傳感器所測量的溫度與借助于馬達(dá)電流的平方值乘以增量系數(shù)所得數(shù)值的積分的低通濾波值相加，以便于估算出馬達(dá)線圈的溫度。然而因?yàn)闀浪愠鰧?shí)際上并不存在的狀態(tài)，模型計(jì)算卻總是導(dǎo)致了馬達(dá)的可用性減少。

現(xiàn)有技術(shù)中，利用溫度傳感器的其中使用了5個(gè)端子(3個(gè)用于馬達(dá)運(yùn)行并且兩個(gè)用于溫度監(jiān)控)的解決方案也是有缺陷的，因?yàn)橛纱水a(chǎn)生了更高的成本并且限制了可靠性。此外，在已知的解決方案中只有當(dāng)溫度傳感器作用時(shí)才能夠發(fā)現(xiàn)繞組的局部故障。

從DE 11 2012 006 170 T5中已知一種解決方案，其中溫度的測量以及繞組溫度的估算通過轉(zhuǎn)數(shù)和電流來實(shí)現(xiàn)。就此的缺點(diǎn)在于，這需要精確的并且因此高成本的電流測量、溫度測量以及復(fù)雜的分析模型。

從DE 10 2013 012 861 A中公開了一種溫度測量的替代性方案。就此為了識別故障的繞組和/或開關(guān)而進(jìn)行了阻抗的分析。為此，首先必要的是，精確地計(jì)算阻抗。為了得到相應(yīng)的馬達(dá)的阻抗，相應(yīng)的生產(chǎn)監(jiān)督就此以對于每個(gè)馬達(dá)的過程伴隨的測量為前提，這導(dǎo)致了更高的成本。

從EP 2499 737 A中公開了另一種用于測量溫度的解決方案。該文獻(xiàn)提及了一種基于所計(jì)算的電氣功率與機(jī)械功率的差異而通過比較功率閾值來驗(yàn)證電氣的機(jī)器的扭矩的方法，其中該電氣功率由所測量的支路值而計(jì)算出并且該機(jī)械功率由所計(jì)算出的扭矩和轉(zhuǎn)數(shù)來計(jì)算。就此的缺陷在于，為了計(jì)算扭矩而需要精確的參數(shù)，而這些參數(shù)卻又是溫度相關(guān)的，從而使得必須為每個(gè)工作區(qū)域來另外進(jìn)行計(jì)算。

實(shí)用新型內(nèi)容

因此，本實(shí)用新型的任務(wù)在于克服上述缺陷，并且提供一種同步馬達(dá)以及一種方法，通過該方法能夠以簡單可靠的方式實(shí)現(xiàn)繞組溫度的監(jiān)控并因此實(shí)現(xiàn)工作狀態(tài)的監(jiān)控。

該任務(wù)應(yīng)該另外實(shí)現(xiàn)了，在工作狀態(tài)的監(jiān)控中除了可靠地避免了馬達(dá)繞組過度加熱(繞組損壞)或者堵轉(zhuǎn)以外還實(shí)現(xiàn)了對于繞組的局部的故障的可靠的識別以及同時(shí)監(jiān)控轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

該任務(wù)通過以下特征組合而實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)用新型提供一種同步馬達(dá)，其特征在于，所述同步馬達(dá)包括定子和永久磁鐵轉(zhuǎn)子，所述定子具有三個(gè)繞組相，所述繞組相具有繞組端子，所述繞組相在星形電路的星形接點(diǎn)處連接并且與控制電子部件連接，其中另外設(shè)置探測元件，所述探測元件構(gòu)造為，用于直接或間接地探測至少一個(gè)所述繞組相的溫度或溫度相關(guān)的馬達(dá)特性，其中所述探測元件電氣地串聯(lián)到所述星形接點(diǎn)并且以第四繞組端子的形式實(shí)施并且所述繞組端子與所述控制電子部件連接。

基本思想在于，借助于具有三個(gè)常規(guī)的繞組端子的特定的星形電路實(shí)現(xiàn)了在星形電路的星形接點(diǎn)處的用于集成探測元件的另一個(gè)繞組端子的構(gòu)造，該探測元件用于實(shí)現(xiàn)溫度特征的參數(shù)的分析，其中用于分析的繞組端子優(yōu)選地直接與馬達(dá)的控制電子部件和/或分析單元相連。

根據(jù)本實(shí)用新型，建議一種包含永久磁鐵轉(zhuǎn)子以及定子的同步馬達(dá)，該定子具有三個(gè)繞組相，這些繞組相具有繞組端子(U，V，W)，這些繞組相在星形電路的星形接點(diǎn)處連接并且與控制電子部件連接，其中另外設(shè)置探測元件，該探測元件構(gòu)造為，用于直接地或間接地探測至少一個(gè)繞組相的溫度T或者溫度相關(guān)的馬達(dá)特性，其中探測元件電氣地串聯(lián)到星形接點(diǎn)并且以第四個(gè)繞組端子的形式而實(shí)施，并且該繞組端子與控制電子部件連接。

借助于探測元件而在第四繞組端子處分析出的特別適合的故障特征參數(shù)是在該端子上的電壓值。該電壓涉及到的是繞組端子上的電位與參考電位之間的電位差。

在第四繞組端子處的電壓由于永久磁鐵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生并且具有與該轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)相應(yīng)的幅度。該電壓具有最大和最小值、有效值以及交零點(diǎn)。替代該幅度最大值的分析，也能夠采用在第四繞組端子上的電壓的有效值以及其它電壓值。

所測量到的電壓因此直接與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)并且極大程度上無關(guān)于控制的類型和方式，也即，無關(guān)于繞組的當(dāng)前電流狀態(tài)。