[其他]永久磁鐵勵磁的同步電機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86108448
• 申請日: 1986-12-11
• 公開（公告）號: CN86108448A
• 公開（公告）日: 1987-07-01
• 發(fā)明（設計）人: 赫爾穆特·黑雷爾;克勞斯·哈姆斯;西格弗里德·舒斯特克
• 申請（專利權）人: 羅伯特-博希股份公司
• 主分類號: H02K21/02
• 分類號: H02K21/02;H02P6/00;H02P7/36
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 董江雄

本發(fā)明涉及一種永久磁鐵勵磁的同步電機，特別是用于汽車的該種電機，它具有一個嵌置在電樞中的電樞繞組，該電樞繞組是由構(gòu)成一個對稱多相繞組的多個繞組支路組成的。

較長時間以來同步電機在汽車中作為三相交流電的照明發(fā)電機得到應用。所期望的緊湊的汽車具有寬敞的駕駛室位置及小型的尺寸，這就迫使汽車運行所需的輔助機組的體積構(gòu)造越來越小。此外這些機組應作到耐磨損并在極大程度上作到無需維修。

永久磁鐵勵磁的同步電機由于其本身體積小及旋轉(zhuǎn)部件少在汽車中用作發(fā)電是注定的趨勢。現(xiàn)今所能提供的永久磁體材料也能使同步電機的設計滿足汽車要求的能量需要。

本發(fā)明的同步電機，相對現(xiàn)有技術而言，具有下述優(yōu)點：它無需結(jié)構(gòu)上的變化，僅通過從電樞繞組引出的繞組端部的相應連接就不僅可用作汽車的發(fā)電機或照明用發(fā)電機，而且也可用作為慣性輪起動裝置的驅(qū)動電機。這種同步電機結(jié)構(gòu)緊湊，耐磨損、可具有多方面的應用。由于上述后一理由該同步電機能以極大批量地生產(chǎn)致使成本降低。

根據(jù)本發(fā)明電機的電樞多相繞組分配成每相繞組具有兩個部分繞組，這樣就使得同步電機的設計能滿足12伏電壓汽車設備用的照明發(fā)電機的要求，以及對于用作驅(qū)動電機時能夠作到電壓大約減半并且由此使可達到的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速大約提高一倍。這點作為優(yōu)點是因為慣性輪起動裝置需要大約1000至1200轉(zhuǎn)/分的相當高的發(fā)動轉(zhuǎn)速才能使內(nèi)燃機可靠地起動，另一方面在內(nèi)燃機空轉(zhuǎn)時該照明發(fā)電機在轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分時即可輸出超過汽車蓄電池電壓（12V）的充電電壓（大約為14V）。此外由于有部分繞組在同步電機運行時可能產(chǎn)生磁續(xù)流通路，因而使得在電動機運行時所需的大功率電子部件無需或使用花費很少的保護電路。

利用在其余權利要求中提出的那些方法和措施就使在權利要求1中所描述的同步電機能夠進一步合理地構(gòu)成與改進。

在權利要求2中給出了本發(fā)明的一種合適的實施方案。利用電樞繞組的這種結(jié)構(gòu)，即對稱的多相繞組分配成每相繞組具有兩個部分繞組就能夠以簡單的方式實現(xiàn)屬于同一相部分繞組間的同時緊密的磁耦合。這個電樞繞組既可制成單層或雙層繞組也可作成環(huán)形的或波形的繞組。還可以根據(jù)權利要求9利用旋轉(zhuǎn)勵磁磁鐵的軟鐵極靴來實現(xiàn)磁耦合。

在權利要求3中也給出了本發(fā)明的另一種合適的實施方案。利用繞組端部的連接使該同步電機在發(fā)電機運行時能作為汽車照明發(fā)電機應用。

在權利要求4中也給出了一種本發(fā)明的合適的實施方案。利用繞組端部的這樣的連接使該同步電機在電動機運行時能作為驅(qū)動電機運行在汽車的直流電壓網(wǎng)路上。與繞組各相所相應的電路利用一種適合的調(diào)制方法，例如脈寬調(diào)制法進行這樣的調(diào)節(jié)：使得在一個電周期內(nèi)，部分繞組中的每一個中能流過持續(xù)時間為360°/2m電角度的電流，其中對于二相繞組m取為2，對于三相繞組m取為3。

在權利要求5中給出了本發(fā)明的另一種合適的實施方案。利用這樣的同步電機結(jié)構(gòu)就能使其同時在汽車中作為照明用發(fā)電機及作為慣性輪起動裝置的驅(qū)動電機而被采用。這樣就可以省去一個附設的慣性輪起動裝置專用的驅(qū)動電機，從而既節(jié)約了結(jié)構(gòu)空間又節(jié)省了費用。在電動機運行中所需的電子電路在發(fā)電機運行中則可轉(zhuǎn)用成電壓調(diào)節(jié)電路，并且這些調(diào)節(jié)電路組成了根據(jù)“交叉調(diào)節(jié)”原理工作的電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)機構(gòu)。這樣就極大地降低了用于發(fā)電機及電動機運行的大功率電子電路的需要量。并且用在譬如作為接觸器構(gòu)成的轉(zhuǎn)換開關上的費用也是非常低的。

在權利要求6中也給出了本發(fā)明的一種合適的實施方案。該實施方案能獲得與根據(jù)權利要求5中的同步電機實施方案中同樣的優(yōu)點。這個實施方案與根據(jù)權利要求5中的實施方案相比有這樣的區(qū)別：它在轉(zhuǎn)換開關方面需要較高的費用（這里用了6個轉(zhuǎn)換開關取代權利要求5實施方案中的3個轉(zhuǎn)換開關），但是為此在作為電壓調(diào)節(jié)的照明發(fā)電機的運行中其損耗產(chǎn)生得小，這是因為在所述的可調(diào)節(jié)的電子電路結(jié)構(gòu)上使用交叉調(diào)節(jié)時并非所有的繞組支路中的每一個支路均產(chǎn)生短路，而每次只是繞組支路中的某一個部分繞組產(chǎn)生短路。

本發(fā)明將根據(jù)說明實施方案的附圖在以下的描述中作進一步的闡明，其附圖為：

圖1：具有永久磁鐵勵磁的磁極轉(zhuǎn)子及二相對稱電樞繞組的一個同步電機的示意圖;

圖2：圖1中電樞繞組的實施例的展開圖;

圖3及圖4：圖1中的同步電機根據(jù)第一個及第二個實施例可以選擇作發(fā)電機運行及電動機運行的兩種電路圖。