感应式电激励同步电机的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的感应式电激励同步电机。

背景技术：

1、同步电机是旋转式电机，其中，在运行期间，转子或者转动部与定子的或者静止部的转动场同步地旋转或运行。通常，同步电机可以作为马达或者作为发电机运行。此外，在电激励的或者外部激励的同步电机的情况下，在转子上以电的方式产生磁场。在此，使用至少一个转子线圈，为了产生转子侧的磁场，必须给该转子线圈供给电能，该电能尤其呈直流电流的形式。在感应式电激励同步电机的情况下，以无刷的方式、即借助感应来给相应的转子线圈供应电能。在此，感应式电激励同步电机相应于无刷式外部激励同步电机。

2、根据本类属的同步电机例如由de 10 2016 207 392 a1已知。根据本类属的同步电机包括转子，该转子具有至少一个转子线圈，用于产生转子磁场。此外，同步电机具有定子，转子以能够围绕旋转轴线转动的方式支承在该定子上，并且该定子具有至少一个定子线圈，用于产生定子磁场。此外，同步电机配备有转动变压器，借助该转动变压器可以将电能感应式地传输到至少一个转子线圈上。为此目的，转动变压器具有与定子固定的变压器初级线圈和与转子固定的变压器次级线圈。变压器次级线圈适宜地经由整流器与相应的转子线圈电连接。另外，同步电机配备有机器控制部，该机器控制部与相应的定子线圈并且与相应的变压器初级线圈耦合，用于运行作为马达和/或作为发电机的同步电机。

3、在同步电机的部件中的一个部件中，例如在转子和定子的线圈内或者在机器控制部的电子装置(包括逆变器在内)内，可能出现机器故障，在机器故障的情况下，将同步电机关断或停用。这可以例如通过结束对相应的定子线圈以及对相应的变压器初级线圈的电能供应来实现。在此，为了避免转子在定子中突然卡住或为了避免在线圈中的超临界的电流和电压，在机器故障的情况下，需要将相应的转子线圈消磁。

4、在已知的、上文提到的de 10 2016 207 392 a1中提出，在转子侧设置制动电路，该制动电路包括切换元件、操控电路和负载元件。如果在机器故障的情况下，例如由于停用定子线圈，电压大于预确定的极限值，则切换元件打开并且经由负载元件将电能导出，在该负载元件中，电能被转换为热量。这种类型的转子侧的制动电路的反应时间相对较长，因为电压必须首先升高到极限值。另外，高功率的同步电机本来就承受高的热负载，使得在负载元件上附加地产生的热量不能够或者只能够不充分地被导出，使得能够发生制动电路的电子部件的热过载并且因此发生转子的或同步电机的热过载。

技术实现思路

1、本发明涉及如下问题：为感应式电激励同步电机展示一种改进的或者至少一个不同的实施方式，在该实施方式中，在机器故障的情况下，尤其可以快速地并且在无过热的情况下执行相应的转子线圈的消磁。

2、根据本发明，该问题通过独立权利要求的主题解决。有利的实施方式是从属权利要求的主题。

3、本发明基于如下基本构思：在机器故障的情况下，感应式地执行相应的转子线圈的消磁。为此，在定子上布置有至少一个发电机绕组，该发电机绕组附加于相应的定子线圈并且附加于相应的变压器初级线圈设置在定子上。由此，转子的转子场可以感应式地以电能的形式从转子导出。由此，例如可能的是，将通过至少一个转子线圈的消磁被导出的能量在转子之外转换为热量或者将其存储。因此，可以避免到转子的电子部件中的附加的热量输入。除此之外可能的是，有针对性地借助马达控制部引起该功能，即与同步电机的停用几乎同时。因此，该消磁可以更快速地响应并且该消磁可以在整体上更快速地执行。换言之，根据本发明，如此构型该机器控制部，使得该机器控制部在同步电机的机器故障的情况下将相应的转子线圈消磁。

4、具体而言，本发明提出，给同步电机配备定子侧的消磁回路，该消磁回路在定子上具有至少一个发电机绕组。在此，附加于相应的定子线圈并且附加于相应的变压器初级线圈，相应的发电机绕组存在于定子上。相应的发电机绕组如此构型和布置，使得转子场在相应的发电机绕组中可以感应出电压，由此最终能够使转子消磁。适宜地，可以设置有多个发电机绕组，所述发电机绕组以在周向方向上分布的方式布置在定子上、尤其是均匀地布置。在此，相应的发电机绕组可以在径向内侧或者在径向外侧布置定子上。周向方向环绕旋转轴线。旋转轴线限定平行于旋转轴线的纵向方向。径向方向垂直于该旋转轴线。

5、优选地，同步电机构型为用于机动车的驱动马达或者牵引马达，该驱动马达或者牵引马达尤其可以承受100kw至240kw的、优选120kw至160kw的、尤其是大约140kw的电功率。

6、尤其是，对于每个定子线圈，可以分别设置有发电机绕组，该发电机绕组以在周向方向上分布的方式布置在定子上、尤其是均匀地布置。在此，特别有利的是如下实施方式：在该实施方式中，对于每个定子线圈，可以分别设置有发电机绕组，该发电机绕组布置在相应的定子线圈上。然后，相应的发电机绕组恰好位于应避免能量传输(即到相应的定子绕组中的能量传输)的部位上。然后，在1个、2个、3个或者n个定子线圈的情况下，设置有1个、2个、3个或者n个发电机绕组。然后，发电机绕组的数量相应于定子线圈的数量。

7、除此此外，消磁回路配备有用于电能的至少一个消耗器和/或配备有用于电能的至少一个存储器。此外，在此提出的消磁回路配备有至少一个切换装置，用于激活和停用消磁回路或相应的发电机绕组。在当前背景下，“激活”相应的发电机绕组意味着，将相应的发电机绕组与相应的消耗器或存储器连接的电流回路闭合，使得电流可以在其中流动，而“停用”相应的发电机绕组意味着，将相应的发电机绕组与相应的消耗器或存储器连接的电流回路断开，使得电流不能够在其中流动。就这方面而言，这等同于，切换装置构型为用于激活和停用消磁回路。在消磁回路内，相应的消耗器或相应的存储器经由相应的切换装置与相应的发电机绕组互连，使得经由相应的激活的发电机绕组通过感应而馈入到消磁回路中的电能被供应给相应的消耗器或相应的存储器。因此，在激活的发电机绕组的情况下，可以在那里将通过感应而馈入的电能导出至相应的消耗器或存储器。马达控制部与相应的切换装置耦合并且如此配置，使得在同步电机正常运行时，该机器控制部操控相应的切换装置，用以停用消磁回路或相应的发电机绕组，而在机器故障的情况下，该机器控制部操控相应的切换装置，用以激活消磁回路或相应的发电机绕组。因此，在出现机器故障时，机器控制部可以例如通过结束电流供应来停用相应的定子线圈和/或相应的变压器初级线圈，并且同时激活相应的发电机绕组，使得消磁回路在故障情况下立即激活并且可以从转子导出能量。

8、通常，定子具有多个定子绕组，使得于是也设置有多个发电机绕组。适宜地，发电机绕组在消磁回路内彼此互连，使得所述发电机绕组可以共同地给相应的消耗器或相应的存储器供给电能。这简化消磁回路的构造。

9、原则上，对于每个发电机绕组，可以设置有单独的切换装置。同样地，一个切换装置可以配属于多个发电机绕组。适宜地，可以设置有用于所有发电机绕组的共同的切换装置。

10、在一种有利的实施方式中，相应的发电机绕组可以在径向内侧布置在相应的定子线圈上。径向方向垂直于旋转轴线。通过将相应的发电机绕组在径向内侧定位在相应的定子线圈上，相应的发电机绕组在径向上位于定子与转子之间，并且可以直接被转子场加载。然后，在相应的发电机绕组上的感应是特别高效的。

11、在另一种有利的实施方式中可以设置，相应的发电机绕组在径向外侧布置在相应的定子线圈上。由此，相应的发电机绕组位于定子的外侧上，这简化电能从相应的发电机绕组到相应的消耗器或存储器的导出。

12、在另一种有利的实施方式中，同步电机可以多相地、优选三相地构型，其中，每个相配属有至少一个定子线圈。与此相应地，同步电机具有多个定子线圈。因此，消磁回路也具有多个发电机绕组，即每个定子线圈各一个发电机绕组。

13、在另一种有利的实施方式中，同步电机可以单相地或者多相地构型，其中，每个相配属有具有两个或者更多个定子线圈的线圈组。在相同相的恰好两个定子线圈形成线圈组的特殊情况下，该线圈组形成线圈对，在该线圈对中尤其可以设置，两个配属的定子线圈径向对置。每个定子线圈配属有各一个发电机绕组。然后，每个线圈对也配属有两个发电机绕组，即对于线圈对的每个定子线圈各一个发电机绕组。

14、适宜地，上述两种实施方式也能够组合，使得同步电机多相地、优选三相地构型，其中，每个相配属有由两个径向对置的定子线圈组成的至少一个线圈对。在此，定子线圈的数量也相应于发电机绕组的数量。例如，因此，三相的同步电机具有三个线圈对，所述线圈对具有总共六个定子线圈，使得该同步电机也具有六个发电机绕组。

15、在另一种实施方式中可以设置，相应的消耗器和/或相应的存储器在外侧布置在定子上或者布置在定子之外。由此可以有效地避免同步电机的过热。

16、在另一种实施方式中，相应的消耗器可以是热电元件，该热电元件将电能转换为热量。例如，相应的消耗器可以具有至少一个热负载元件。适宜地，相应的消耗器具有多个这种类型的负载元件。这种类型的负载元件可以是例如电阻、抑制二极管或者齐纳二极管。

17、在一种优选的实施方式中，在机器故障的情况下，机器控制部可以结束对相应的定子线圈和/或对相应的变压器初级线圈的电能供应。在此，为了关断同步电机，近似地关断电能到定子侧线圈的供应。

18、为了可以在故障情况下快速地减小定子场，根据一种有利的实施方式可以设置，为了结束对相应的定子线圈的电能供应或在结束该电能供应时，机器控制部使相应的定子线圈短路。通过这样的定子线圈短路，定子场在能量方面中性地快速减小。可选地，为了结束对相应的变压器初级线圈的电能供应或在结束该电能供应时，机器控制部可以使相应的变压器初级线圈短路。

19、由从属权利要求、绘图和与此有关的根据绘图的附图描述得到本发明的其他重要特征和优点。

20、显而易见的是，上文提到的和下文待阐述的特征不仅可以按相应给出的组合使用，还可以按其他的组合来使用或者单独使用，而不脱离本发明的框架。上级单元(例如装置、设备或者组件)的上面提到的和下面仍待提到的单独标记的组成部分可以形成该单元的单独的构件或部件或者可以是该单元的构成整体地的区域或区段，即使这在附图中以别的方式示出。

21、本发明的优选的实施例在绘图中示出并且在下面的描述中更详细地阐述，其中，相同的附图标记指的是相同的或者类似的或者具有相同功能的部件。