[發明專利]在他勵電機中的預測的電刷調控

在審

• 申請號: 202210050165.4
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN115133724A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: S·基施納
• 申請（專利權）人: 奧迪股份公司
• 主分類號: H02K13/00
• 分類號: H02K13/00;H02K11/30;H01R39/42;H01R39/44
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉丹;吳鵬

本發明涉及一種用于在他勵電機中進行預測的電刷調控的設備和方法。他勵電機(10)包括具有子電刷(21)的電刷單元(20)，通過由調節馬達(23)驅動的調節機構(22)，使所述子電刷(21)能分別朝向換向器(13)運動以在子電刷(21)和換向器(13)之間以可逆的方式建立電接觸、或使所述子電刷能離開換向器(13)從而以可逆的方式斷開子電刷(21)和換向器(13)之間的電接觸，所述電刷單元(20)與控制單元連接，所述控制單元設置成如下地控制所述調節馬達(23)：僅在子電刷(10)的整體與換向器(13)之間提供為達到預測的、即將來臨的電機(10)工況點而所需的最小接觸面。

技術領域

本發明涉及一種用于在他勵電機中進行預測的電刷調控的設備和方法。

背景技術

在他勵電機中，勵磁電流經由電刷傳輸到位于轉子(動子)上的換向器或滑環。電刷經由壓緊彈簧被按壓在換向器上。這在兩個子部件之間建立了導電連接，從而電流可以流入轉子，進而激勵轉子進行轉動運動。通過電刷實現的滑動接觸的功能在直流和交流電機中是相同的，只是交流電機不需要換向器，這是因為勵磁功率經由滑環傳輸到動子。

壓緊彈簧持續地將電刷壓向換向器或滑環。因此，當電機不在電動機或發電機運行模式下工作時，也會發生摩擦損失。當車輛滑行時(即例如處于空轉時)，在車輛中進行電力驅動的情況下，存在這種工況點。滑動接觸(從電刷到換向器/滑環的過渡)會導致永久性耗損。此外，在許多工況點中，根本不需要電刷與換向器或滑環的整個碰觸面，這是因為并不總是需要傳輸最大功率(例如，在部分負載范圍中連續行駛時)。此外，由于滑動運動，滑動接觸總是會產生噪音。根據結構、使用的部件和所需的功率，這些噪音排放可能帶來困擾(車內和車外)。電刷的持續接觸還會導致持續磨損，從而導致電機內部污染，隨著時間的推移，這又會對電機的功能和效率產生負面影響。

US 2008/131 099 A1公開了一種用于自動確定電機的按規定的運行電流的方法、計算機可讀介質和系統。在該方法中，測試信號被發送到電機的輸入端并且在電機的輸出端測量對測試信號的響應。基于所測量的響應，確定電刷的位置，電刷可以通過電機的換向器傳導電流。當電刷處于第一位置時向電機供應第一輸入電流，并且當電刷處于第二位置時向電機供應第二輸入電流。

GB 2 059 686 A涉及用于電機的電刷，其中，電刷是分體式的，即包括一定數量的未接合的導電層。分體式的電刷的導電層通過絕緣層彼此間隔開。

由WO 2010/093 617 A2已知一種用于電動發電機的電刷架裝置。其包括能扣合地固定在屏蔽設備上的電刷支架。電刷元件可運動地安裝在電刷設備中并且包括凹陷區域和分流元件。具有恒定力的彈簧根據運行地連接在電刷的第二端部區段和電刷固定部之間。

發明內容

在此背景下，本發明的目的是提供一種設備和方法，通過該設備和方法可以提高車輛動力設備的電機的效率并且可以減少電機的磨損。

根據本發明，該目的通過具有權利要求1的特征的設備和具有權利要求8的特征的方法來實現。本發明的變型方案和改進方案從從屬權利要求、說明書和附圖得出。

本發明的主題是一種他勵電機，其包括具有子電刷的電刷單元，通過由調節馬達驅動的調節機構，使所述子電刷能分別朝向換向器運動以在子電刷和換向器之間以可逆的方式建立電接觸、或使所述子電刷能離開換向器從而以可逆的方式斷開子電刷和換向器之間的電接觸。根據本發明，電刷單元包括子電刷和相關的調節機構和調節馬達。根據本發明，電刷單元與控制單元連接，該控制單元設置成以如下的方式控制調節馬達，即，僅在子電刷的整體和換向器之間提供為達到電機的預測的即將來臨的工況點所需的最小接觸面。在一實施例中，控制單元集成在電機中。在另一實施例中，控制單元位于電機外部。