CN101454962A

CN101454962A - 同步电机

Info

Publication number: CN101454962A
Application number: CNA2007800197963A
Authority: CN
Inventors: U·C·布莱辛; A·克赖姆; U·克内德尔; M·贝克
Original assignee: Getrag Getriebe und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH and Co
Current assignee: Magna PT BV and Co KG
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2027-04-26
Also published as: US7884518B2; CN101454962B; DE102006026593B4; WO2007137657A1; EP2022158B1; DE102006026593A1; US20090140591A1; JP2009539336A; EP2022158A1

Abstract

本发明提出一种特别是作为驱动装置用于汽车技术应用中的同步电机(10)，该同步电机包括定子(12)和转子(16)，该定子具有用于产生旋转磁场(38)的通电绕组装置(14)，而该转子具有用于产生转子磁通量(36)的磁通量发生装置(22，26)，所述旋转磁场(38)与该磁通量发生装置相互作用。在这里，转子(16)具有带有第一磁通量发生装置(22)的第一转子部分(24)和带有第二磁通量影响装置(26)的第二转子部分(18)，其中，两个转子部分(24，18)能够至少在第一和第二相对位置(φ₁，φ₂)之间彼此相对运动，使得在这两个相对位置(φ₁，φ₂)上由转子(16)提供的转子磁通量(36)的大小不同。

Description

同步电机

技术领域

本发明涉及一种特别是作为驱动装置用于汽车技术应用中的同步电机，该同步电机包括定子和转子，该定子具有用于产生旋转磁场的通电绕组装置，该转子具有用于产生转子磁通量的磁通量发生装置，旋转磁场与该磁通量发生装置相互作用。

背景技术

在传统的同步电机中，转子磁通量是由用直流线圈磁化的磁极产生。在这里，励磁电流通常是通过滑环传递到转子上。

在传统的同步电机中，由定子绕组产生的旋转磁场是通过交流电的三个相产生。

然而，转子磁通量也可以通过永磁铁产生。这种同步电机可以构造成无滑环。在这里，定子绕组的供电通常是由控制和功率电子装置来实现，该控制和功率电子装置例如是由直流电压供应系统(比如汽车电源)提供。这种电机也被称作电子换向直流电机或EC-电机。这些电机可以具有长的使用寿命，通常是免维修的，且可以设计成用在高的防护级。通常，借助电子控制系统，可以实现转速的无级调节。

同步电机通常是针对一定的额定转速而设计。在转速大于额定转速的情况下，由磁通量发生装置产生的转子磁通量通过减弱电场强度来减小。

永磁励磁同步电机通常是针对高转矩而设计。在这种情况下，转子磁通量通常比较大。作为替代方案，这种电机也可针对高转速而设计，其中，转子磁通量通常较小。

然而，由于转子磁通量恒定，系统一般是针对一定的额定驱动位置而确定。对于此外不断增加的转速，电场强度减弱程度变得如此之大，使得馈入定子绕组装置的功率中只有相对较小的部分用作驱动功率。因此，通常在很高转速的范围内不能再使用。这特别适用于这样的同步电机，在这些电机中，通过相应设计的磁通量发生装置(例如永磁铁)产生高的转子磁通量。如果想要产生更高转速，特别是更大的可用转速范围，这通常只要用较小的转子磁通量来实现。但是，这产生的结果是减小了最大转矩。

DE 36 09 835 A1公开了一种带有用永磁转子和电磁激励定子的单相电机，其中，该转子具有两个在轴向上相互隔开地、抗扭转地安装在转子轴上的永磁铁盘片，这两个永磁铁盘片具有横向于转子轴线定向且相互平行的磁化方向。

DE 34 20 370 C2公开了另一种单相电机，该单相电机带有两部件构造的转子，该转子具有一个自由转动地支撑在驱动轴上的永磁转子内部件和一个能够导电的转子外部件。

文献DE 33 23 297 C2公开了一种带有小惯量的感应电动机，其中，在定子和转子之间设有磁轭，该磁轭可转动地支撑在定子框架内并具有通风机叶片。

发明内容

面对这一背景，本发明的任务在于提出一种改进的同步电机，该电机可以覆盖大的转速范围并可以施加较高的最大转矩。

该任务是在开头所述的同步电机中通过如下方式得到解决：转子具有带有第一磁通量发生装置的第一转子部分和带有第二磁通量影响装置的第二转子部分，其中，两个转子部分能够至少在第一和第二相对位置之间彼此相对运动，使得在这两个相对位置上由转子提供的转子磁通量的大小不同。

因此，通过本发明的同步电机设计可以通过机械方式改变转子磁通量。通过促使两个转子部分布置在第一或第二相对位置上，可以提供较高或较低的转子磁通量，从而一个相对位置是为高转速而设计，而另一个相对位置是为高转矩而设计。

在这里，第一转子部分产生转子磁通量。由第一转子部分的磁通量发生装置产生的转子磁通量可以通过磁通量影响装置来影响，使得在两个相对位置上由转子提供的总转子磁通量的大小不同。

因此，本发明的同步电机既可以在高转速下工作，也可以提供高转矩。

一般地，这两个转子部分可以仅仅是能够在第一和第二相对位置之间彼此相对运动。但是，同样可行的是，将这两个转子部分设计成能够在多个相对位置之间相对运动。同样可想到的是，将这两个转子部分设计成能够在两个相对位置之间连续地调节，从而能够设置无数个相对位置。

以这种方式，完全解决了本发明所要解决的问题。

第二转子部分的磁通量影响装置可以被设计成磁通量衰减装置，该衰减装置在一个相对位置上作用较大，而在另一个相对位置上作用较小。

但是，特别优选的是，第二转子装置的磁通量影响装置是由第二磁通量发生装置构成。

以这种方式，由第二转子部分占据的结构空间可以用来提供附加磁通量，该附加磁通量与由第一磁通量发生装置提供的磁通量叠加。因此，在全部使用的结构空间中，在两个相对位置的其中之一上可以提供相对比较高的转子磁通量。

通常也可想到的是，第一和/或第二磁通量发生装置是由滑环馈电的直流线圈，即具有电磁铁装置。

然而，特别优选的是，第一和/或第二磁通量发生装置分别具有永磁铁装置。

在这种实施方式中，同步电机被设计成是无滑环的。

通常也可想到的是，第一和/或第二磁通量发生装置既具有电磁铁装置也具有永磁铁装置，即具有用于产生磁通量的混合装置。

根据另一种优选的实施方式，永磁铁装置分别设置在第一和第二转子部分上，使得在相对运动时，通过改变磁通量密度而改变转子磁通量。

从定子方面看，转子磁通量基本上呈现为气隙中的转子磁通量。该气隙中的转子磁通量可简单地通过Ф＝B·Q来计算，其中，B是气隙中的磁通量密度，Q是气隙中的有效横截面积。

在本实施方式中，转子磁通量主要是通过改变磁通量密度来改变，其中，横截面积可以是基本恒定的。

根据一种替代实施方式，永磁铁装置分别设置在第一和第二转子部分上，使得在相对运动时，通过改变气隙面积来改变转子磁通量。

在本实施方式中，磁通量密度基本上保持恒定，改变基本是通过改变有效横截面积来产生。

总的来说，此外还优选的是，第一转子部分和第二转子部分沿径向彼此相嵌地设置。

这种结构设置通常在结构上可比较容易实现。

根据另一种优选的实施方式，第一转子部分和第二转子部分彼此同轴地设置。

以这种方式，可以避免由于相对运动引起的不平衡。

总的来说，此外还有利的是，第一和第二相对位置分别通过第一和第二相对转子部分的相对转动而设置。

优选地，转动在这里是围绕同一转动轴线来进行。

这样的机械调节在结构上可有利地实现。

此外，还有利的是，第一和第二转子部分分别具有磁通量发生装置，这些磁通量发生装置分别具有第一极数或第二极数，它们的商是一整数。

总的来说，同样可行的是，设计转子部分，使得它们的极数不会产生整数的商。如果商是整数，转速波动或不平衡问题可以从一开始就得到避免。

特别有利的是，第一和第二极数相同。

以这种方式，提供的结构空间得到最优的利用。

根据另一种实施方式，第一和第二转子部分能够相对转动一个角度，该角度小于或等于360°除以较大或相同的极数得到的结果。

以这种方式，可以限制调节范围，这使得相对较简单的致动机构成为可能。再者，较大的调节范围通常是没有意义的，因为电磁关系沿周向重复。

此外，优选地设有转子致动器，该致动器产生两个转子部分之间的相对运动。

通过提供专门的转子致动器，有针对性地借助上级控制电子装置可以实现从一个相对位置转换至另一个相对位置。

优选地，转子致动器是流体致动器，特别是旋转流体致动器。

由于特别是在汽车技术应用中经常实现流体驱动，在这种环境下通常可以利用已有资源。

取而代之，同样可行的是，转子致动器是电动致动器。一般地，也可想到的是，设有电磁致动器，其中，在这种情况下，可以考虑这样的致动器对转子磁通量的作用。

另外，有利的是，第一和第二转子部分至少在两个相对位置的其中之一上通过止动装置保持。

由于转子磁通量的改变是通过磁力的叠加来实现，因此至少在两个相对位置的其中之一上，在两个转子部分之间产生磁斥力。止动装置可以确保，设好的相对位置得到保持。

一般地，可以由机械止动装置(球形止动凸耳等)来作为止动装置。

然而，优选的是电磁止动装置。

在这里特别有利的是，在两个相对位置的其中一个位置上，第一和第二转子部分各自的同性磁极对置，其中，以错开一个小的角度量的方式为该相对位置设置机械终端挡块，使得同性磁极不是严格地对置且磁斥力将一个转子部分压靠到终端挡块上。

以这种方式，磁斥力可以用来在没有从外界输入能量的条件下将转子部分保持在该相对位置上。

根据另一种优选的实施方式，在两个相对位置的其中一个位置上，第一和第二转子部分各自的异性磁极相互对置，使得转子部分由于磁吸力而保持在该相对位置上。

因此，在该相对位置上一般没有必要设置止动装置。特别地，没有必要输入能量来将转子部分保持在该相对位置上。

然而，替代地，同样可以例如通过如下方式设有电磁止动装置：转子部分在该位置上也彼此错开一些，使得磁吸力将转子部分压靠到相应设置的机械最终挡块上。

总的来说，此外还有利的是，在第一和第二转子部分之间设置中间元件，该中间元件是由无磁性的低摩擦的材料制成。

以这种方式，转子部分可以以相对较小的能量消耗相对运动。此外，还避免了磁铁相互吸附的问题。

在这里，特别有利的是，该中间元件是中间套筒，该中间套筒可以简单地容纳在两个同心的转子部分之间。

该中间套筒例如可以由塑料材料制成或者也可以由非磁性的金属材料制成。

根据另一种优选的实施方式，设计第一和/或第二磁通量发生装置，使得转子的总极数是可调节的。

以这种方式，同步电机例如可以在具有第一极数或第二极数的情况下工作，这对于一些应用情况可能是有利的。

此外，总的来说是优选的是，在按照权利要求1的前序部分所述的同步电机中，转子磁通量是能够通过机械方式调节。

总的来说，借助本发明的同步电机可以实现对转子磁通量的机械影响，从而提供另一个自由度，该自由度可以有意义地用来优化同步电机，例如扩大转速范围、提高效率或者提供最大转矩。

优选地，转子部分的机械调节可以如此进行，使得对于调节过程只需要短时间地施加能量，此后可以在没有其他单独的能量输入的条件下持久地进行同步电机的工作。

容易理解，在没有离开本发明的保护范围的条件下，前面提到的和后面还要说明的特征不仅能够以分别给出的组合方式，而且也能够以其他组合方式或单独地使用。

附图说明

附图描述了本发明的实施例，下面对这些实施例进行详细说明。附图为：

图1示出了按照本发明的第一种实施方式的同步电机的示意纵向剖视图；

图2示出了按照本发明的另一种实施方式的本发明同步电机的双转子装置的横向剖视图；

图3a示出了按照本发明的另一种实施方式的双转子装置在第一相对位置上的细节的示意展开图；

图3b示出了按照本发明的另一种实施方式的双转子装置在第二相对位置上的细节的示意展开图；

图4a示出了按照本发明的另一种实施方式的双转子装置在第一相对位置上的细节的示意展开图；

图4b示出了按照本发明的另一种实施方式的双转子装置在第二相对位置上的细节的示意展开图；

图5示出了带有用于设置两个相对位置的流体致动器的双转子装置的示意图；

图6示出了按照本发明的同步电机的转速-转矩图；

图7示出了如图3所示的双转子装置的两个位置的视图；

图8示出了双转子装置的一种改变的实施方式对应于图7的视图；

图9示出了在一种与图4的双转子装置类似的双转子装置中在两个相对位置上的转子磁通量的视图；

图10示出了按照本发明的另一种实施方式的本发明同步电机的双转子装置与图2类似的视图；

图11示出了同步电机的转速-电流图，更具体地说是分别带有或没有机械电场减弱的不同电流曲线；

图12示出了按照本发明的另一种实施方式的双转子装置在第一相对位置(12a)和第二相对位置(12b)上的细节的示意展开图；以及

图13示出了另一种替代的双转子装置。

具体实施方式

在图1中，总的用10表示本发明的同步电机的第一实施方式。

同步电机10优选是被设计成为例如在汽车技术应用中的电动驱动装置。在这种环境下，所述同步电机能够用作致动器，但也作为驱动装置例如应用在混合驱动装置中或纯电动驱动装置中，等等。

总的来说，也可想到的是，同步电机10用作发电机。

同步电机10具有带有定子磁轭13的定子12，在该磁轭上设有绕组装置14。该绕组装置14以已知的方式用于产生旋转磁场。

同步电机10还具有转子16。该转子16包括转子磁轭18，该磁轭抗扭转地与轴20连接。该轴20是沿轴线21定向。定子12和转子16与该轴线21同心地设置。

另外，在转子磁轭18周围设有另一个转子部分24。在该另一个转子部分24上形成第一磁通量发生装置22。

设置在转子磁轭18周围的转子部分是在本发明中称作第一转子部分或“空心转子”。转子磁轭18在本发明中也称作第二转子部分18或“实心转子”。

这样设计的双转子16相对于定子12的转动方向在图1中用28表示。设在定子12与转子16之间的环形气隙用30表示。

定子12的绕组装置14与电子控制装置32连接，该控制装置以已知的方式向绕组装置14提供随时间变化的电流(电机电流33)，以产生沿方向28旋转的旋转磁场。

轴20此外还可以与转角传感器34连接，该转角传感器以壳体固定的定子12为参照测量轴20(或转子16)的相应的转角。该转角传感器34可以与控制装置32连接，从而可以实现以根据相应的转角(或由此派生出的变量，例如角速度)进行调节的方式来控制绕组装置14。

第一转子部分24和第二转子部分18可以彼此相对运动，更具体地说，是在至少第一和第二相对位置之间相对运动。

因此，可以改变由转子16提供的总的转子磁通量，该转子磁通量与由绕组装置14产生的旋转磁场相互作用。

特别地，可以产生总的来说高的转子磁通量，使得同步电机10可以在高的转矩下工作。另一方面，在另一个相对位置中可以减小转子磁通量，使得同步电机可以在高转速下工作。

虽然优选的是第一磁通量发生装置22由永磁铁装置构成，但是取而代之地，也可以设置直流线圈，该直流线圈通过相应的滑环馈电。

第二磁通量发生装置26用作磁通量影响装置。一般地，也可以通过设置在第二转子部分18上的无磁性的或可磁化的装置来影响第一磁通量发生装置22。

优选地，两个转子部分18，24相对彼此转动，以设置两个相对位置。但是，同样可行的是，转子部分18，24例如沿轴向相对移动，或者例如在第二转子部分18上设置可单独运动的磁通量影响装置。

由转子16产生的转子磁通量是一变量，该变量取决于在气隙30中产生的磁通量密度与气隙中的有效横截面积之间的乘积。

磁通量发生装置和相配的磁通量影响装置(例如为第二磁通量发生装置26)可以设置在两个转子部分18，24上，使得在两个相对位置上分别产生不同的磁通量密度。替代地，可这样设置，使得分别产生不同的横截面积(有效横截面积)。

下面借助图2说明一种磁通量密度被改变的实施方式。

图2示出了本发明的同步电机的一种实施方式，该同步电机的结构总的来说与图1所示的结构相对应。因此，相同的部件用相同的附图标记表示。下面，只说明不同之处。

图2的同步电机10具有双转子装置，该装置包括位于径向外部的中空转子40(第一转子部分24)，和位于径向内部的实心转子42(第二转子部分18)。

两个转子部分40、42通过无磁性的摩擦小的中间套筒相互隔开。

在图2中还可看到在气隙30中作用的转子磁通量36。此外，图2示出了由绕组装置14产生的旋转磁场38。

实心转子42能够相对于空心转子40在两个位置之间运动。这两个相对位置(图2示出了其中一个位置)以360°/p相互间隔开，其中，p是极数。

在本实施方式中，空心转子40和实心转子42分别都具有8个磁极(p22＝p26＝8)。因此，这两个相对位置以45°相互间隔开。

转子部分40，42的磁极分别由永磁铁构成，这些永磁铁沿径向被磁化。在这里，永磁铁装置22，26的磁极沿周向分别交替地颠倒。在所示的相对位置上，永磁铁装置22，26的各个永磁铁径向重叠，其中，所述永磁铁分别沿相同方向极化。因此，由永磁铁装置22，26的永磁铁产生的磁通量相互重叠(基本上相互叠加)。

只要两个转子部分40，42相对转动至第二相对位置，永磁铁装置22，26的各个永磁铁又是径向重叠，但是它们沿相反方向极化。因此，磁通量相互重叠，使得总的来说，在气隙30中提供明显较小的转子磁通量36。

下面将借助图3对此进行详细说明。

在这里，图3a示出了一种如图2所示的装置，且该装置具有第一相对位置

在该位置上，永磁铁装置22，26的永磁铁相互对置的磁极异性，从而在它们之间产生磁吸力45。因此，即使在没有从外界输入能量的条件下，由于该磁吸力45也可基本维持该相对位置

在46处示出了机械挡块，但该挡块不一定是必需的。

在图3b中，两个转子部分40、42相对转过一个总共为

的角度。

可看出，在这个装置中，永磁铁装置22、26的同性磁极基本上对置。因此，在这些磁极之间产生磁斥力47。

一般地，也可想到的是，设置第二相对位置

使得各个永磁铁分别严格对置(在这种情况下，角度偏移量只有360°/p)。但是，在这种情况下，如果想在长期工作期间放弃其他的能量输入，机械止动装置是必需的，这些机械止动装置防止磁斥力47改变设好的位置。在图3b中所示的实施方式中，通过小的附加角度偏移量

实现了一种磁性止动装置。

设有机械挡块48，该挡块对应于角度位置

在该位置上，合成的磁斥力47倾斜定向，且包含一个沿周向作用的分力，该分力将实心转子42推靠在机械挡块48上。

因此，尽管同性磁极对置，在没有其他能量输入的条件下也可在长期工作中维持这样设好的相对位置

图4示出了双转子装置的一种替代实施方式，其中，视图对应于图3的视图。空心转子40’具有永磁铁装置22’，在该永磁铁装置中，各个永磁铁是如此固定，使得它们的磁轴指向周向(转动方向28)。

永磁铁装置26’的永磁铁以相应的方式固定在实心转子42’上。

在这种情况下，此外还设有两个机械挡块46’，48’，它们设置了正好为360°/p的偏移角度范围

在图4a所示的异性磁极相互对置的位置上，磁吸力如此作用，使得实心转子42’被吸靠在机械挡块46’上。因此，设置了规定的相对位置

在这里，要容许稍微较小角度的重叠。

在第二相对位置

上(图4b)，按照与在图3b的实施方式中完全相同的方式，设有第二机械挡块48’，从而实现了磁性止动装置。

图5示出了用于相对于空心转子40转动实心转子42的致动器的例子。该致动器50被设计成旋转流体致动器，且包括第一腔室52和第二腔室54，这两个腔室通过旋转活塞56相互隔开。该旋转活塞56固定在实心转子42上。通过将流体输入第一腔室52内来设置第一相对位置

如果将流体输入第二腔室54内，实心转子42转动至在图5中右边所示的位置(第二相对位置

)。

图5在中间示出了中间位置。在本发明的范围内，优选不使用这些中间位置。

在58处示出了形式为电动机的替代转子致动器58，该转子致动器与实心转子42连接。

图6示意地示出了本发明的同步电机10的转速-转矩特征曲线60。

该特征曲线60主要由两条部分特征曲线62，64组成。

部分特征曲线62对应于传统的同步电机针对高转矩而优化的特征曲线。可看出，该特征曲线62在一个相对较低的转速(例如3000转数/分)就已经中断。具有这样高的起始转矩的传统同步电机通常不适合于较高的转速。

第二特征曲线64具有明显更小的起始转矩，但是可应用于直到相对较高的转速(例如6000转数/分)。

本发明的同步电机10现在可以实现特征曲线60，该特征曲线有利地由这两条部分特征曲线62、64组成。在低于一定的转速极限(例如2000转数/分)的范围内，设置第一相对位置

从而提供高的转子磁通量36并可实现高的转矩。图6示意地示出了在该范围内得到的过剩转矩(阴影部分66)。

在高于上述一定的转速极限的情况下，改变两个转子部分的相对位置(新的位置

)。

因此，减小了转子磁通量36，同步电机10通常也可应用于高的转速，例如直到在所示例子中的6000转数/分。

借助下面的示意图7至9，还要再次说明不同的转子磁通量如何得到实现。

在图7中，这是借助图2的同步电机10来说明。

在第一相对位置

上(图7左边)，永磁铁装置22、26的磁通量相互叠加成相对较高的转子磁通量36₁。在第二相对位置

上，永磁铁装置22，26的磁通量由于沿相反方向极化的设置而部分相消，从而提供明显更小的转子磁通量36₂。

图8示出了一种替代实施方式，其中，在第一转子部分24”上设有较大的永磁铁，而在第二转子部分18”上设有较小的永磁铁。

因此，在第一相对位置

上，总的又可以提供高的转子磁通量36₁”。在第二相对位置

上，可以提供减小的转子磁通量36₂”，但该转子磁通量不像在图7的情况那样明显更小。

一般容易理解，在这里，为了获得同步电机10在两个相对位置

上的合适特性，可以将各个永磁铁的大小、磁场强度、所用永磁铁的材料等等任意组合。

图9示出了另一种替代实施方式，其结构基本上对应于图4的结构。

可看出，在一个位置上(对应图4a)，可以提供相对高的转子磁通量36₁”’。

在第二相对位置

上，永磁铁装置22”’，26”’的作用基本相消，使得所提供的转子磁通量36₂”’趋向于零。

图10示出了双转子装置16^IV的另一种替代实施方式的与图2可比较的视图。

双转子装置16^IV具有转子磁轭18^IV或实心转子42^IV，以及第一转子部分24^IV或空心转子40^IV。

在空心转子40^IV上形成第一磁通量发生装置22^IV。磁通量发生装置包括第一磁铁和第二磁铁，第一磁铁伸进空心转子40^IV与实心转子42^IV之间的间隙内，第二磁铁沿周向设置在所述第一磁铁旁边但不伸进间隙内。

在实心转子42^IV的外周上设有同样伸进间隙内的磁铁。

在第一位置(未示出)上，实心转子42^IV的磁铁沿径向与空心转子42^IV的第二磁铁对齐。在这里，设置了沿周向的较小的第一磁极宽度80。

在所示的第二相对位置上，转子部分40^IV，42^IV相对于彼此转动，使得实心转子42^IV的磁铁分别与空心转子40^IV的磁通量发生装置22^IV沿周向偏移地设置的一个第一磁铁相邻。在该第二相对位置上，设置了较宽的第二磁极宽度82。

在双转子装置16^IV的该实施方式中，转子磁通量因此可以通过改变气隙面积来改变，该气隙面积在一种情况下例如对应于第一磁极宽度80，而在另一种情况下例如对应于第二磁极宽度82。

此外，要说明的是，可以如图所示的那样来选择磁通量发生装置22^IV和磁通量发生装置26^IV的极性，其中，在具有较大磁极宽度82的位置上设置较大的转子磁通量。在具有第一磁极宽度80的位置上，总的提供较小的转子磁通量，因为实心转子42^IV的磁铁和空心转子40^IV在径向上与之对齐的第二磁铁是沿相反方向极化。

但是，采用不同的极化也可以获得相反的效果。

图11示出了如何可以通过机械地减弱电场，即由于对转子16的机械调节，来改变按照本发明的同步电机10的电流。在图11所示的曲线图90示出了在由于机械调节而减弱电场的条件下，一方面是在第一相对位置上的电机电流33₁，另一方面是在第二相对位置上的电机电流33₂。

以相应的方式，曲线图90示出了在没有或带有机械调节的电场减弱的形成力矩的电流92₁、92₂，以及在没有或带有电场减弱的形成电场的电流94₁、94₂。

图12示出了用于本发明的同步电机的双转子装置16^V的另一种实施方式。

在这里，图12a示出了第一相对位置

，而图12b示出了第二相对位置

。

空心转子40^V的磁通量发生装置22^V和实心转子42^V的磁通量发生装置26^V是如此设置，使得它们在第一位置上沿径向相互对齐，而且分别是沿相反方向极化，从而如此设置的磁极分别被减弱。在这里，例如沿周向，两个相邻的磁极总是沿相同方向极化，如在图12a所示。

在第二位置(图12b)上，转子部分40^V，42^V相对于彼此偏移，使得转子16^V的总极数增加一倍。由于在第二相对位置上，磁通量发生装置26^V的磁铁分别位于磁通量发生装置22^V的磁铁之间，从而极数增加一倍。

以这种方式，利用双转子16^V可以设置有效极数。

图13示出了带有极数可调的双转子装置16^VI的另一种这样的变型方案。

在该实施方式中，空心转子和实心转子的磁极在两个相对位置上沿径向相互对齐。在第一(所示)相对位置上，磁铁分别是沿相同方向极化，从而磁极全部没有被减弱。磁极次序在周向上是N-N-S-S-N-N-S-S，从而设置了只有4个有效磁极(每个有效磁极由一个磁极对构成)。

在第二相对位置上，如果磁极相对转过360°/p，一些磁极保持没有被减弱，而其他磁极被减弱。磁极次序是N-s-S-n-N-s-S-n，其中，小写字母分别指示被减弱(直至不再可察觉到)的转子磁通量。

如果通过将转子部分转过2*360°/p来设置第二相对位置，那么会得到磁极次序n-s-n-s-n-s-n-s。所有磁极都被减弱。但极数增加一倍。

总的来说，对所有上述实施方式都适用的是，实心转子42的永磁铁装置26的永磁铁可以沿径向从外部嵌入凹槽内。如在传统EC电机中对于转子是必要的扎线对于实心转子42不再是必需的，因为中间套筒44和设在中间套筒44周围的空心转子40防止了装置26的永磁铁沿径向飞出。

上面提到的小的偏移角

可以位于0.5°到10°的范围内，优选在1°到4°的范围内。

适合用作转子致动器的是流体致动器或电调节致动器，正如它们例如也在凸轮轴调节或推进器调节领域中所公开的。

Claims

1.一种特别是作为驱动装置用于汽车技术应用中的同步电机(10)，该同步电机包括定子(12)和转子(16)，该定子具有用于产生旋转磁场(38)的通电绕组装置(14)，该转子具有用于产生转子磁通量(36)的磁通量发生装置(22，26)，所述旋转磁场(38)与该磁通量发生装置相互作用，

其特征在于，

所述转子(16)具有带有第一磁通量发生装置(22)的第一转子部分(24)和带有磁通量影响装置(26)的第二转子部分(18)，其中，所述两个转子部分(24，18)能够至少在第一相对位置和第二相对位置(

，)之间彼此相对运动，使得在这两个相对位置(

，

)上由所述转子(16)提供的转子磁通量(36)的大小不同。

2.如权利要求1所述的同步电机，其特征在于，所述第二转子部分(18)的磁通量影响装置(26)是由第二磁通量发生装置(26)构成。

3.如权利要求1或2所述的同步电机，其特征在于，所述磁通量发生装置(22，26)分别具有永磁铁装置(22，26)。

4.如权利要求2和3所述的同步电机，其特征在于，所述永磁铁装置(22，26)分别设置在第一转子部分和第二转子部分(24，18)上，使得在相对运动时，通过改变磁通量密度来改变转子磁通量(36)。

5.如权利要求2和3所述的同步电机，其特征在于，所述永磁铁装置(22，26)分别设置在第一转子部分和第二转子部分(24，18)上，使得在相对运动时，通过改变气隙面积(72)来改变转子磁通量(36)。

6.如权利要求1至5中任一项所述的同步电机，其特征在于，所述第一转子部分(24)和第二转子部分(18)沿径向彼此相嵌地设置。

7.如权利要求1至6中任一项所述的同步电机，其特征在于，所述第一转子部分(24)和第二转子部分(18)彼此同轴地设置。

8.如权利要求1至7中任一项所述的同步电机，其特征在于，通过将第一转子部分(24)和第二转子部分(18)相对转动，来分别设置第一相对位置

和第二相对位置

9.如权利要求1至8中任一项所述的同步电机，其特征在于，所述第一转子部分(24)和第二转子部分(18)分别具有磁通量发生装置(22，26)，所述磁通量发生装置分别具有第一极数和第二极数(p)，所述极数的商(p22/p26)是一整数。

10.如权利要求9所述的同步电机，其特征在于，所述第一极数(p22)和第二极数(p26)是相同的。

11.如权利要求9或10所述的同步电机，其特征在于，所述第一转子部分(24)和第二转子部分(18)能够相对于彼此转过一个角度(360°/p)，该角度小于或等于360°除以较大或相同的极数(p)得到的结果。

12.如权利要求1至11中任一项所述的同步电机，其特征在于，设有转子致动器(50)，该转子致动器产生两个所述转子部分(24，18)之间的相对运动。

13.如权利要求12所述的同步电机，其特征在于，所述转子致动器是流体致动器(50)，特别是旋转流体致动器(50)。

14.如权利要求12所述的同步电机，其特征在于，所述转子致动器是电动致动器或电磁致动器(58)。

15.如权利要求1至14中任一项所述的同步电机，其特征在于，所述第一转子部分和第二转子部分(24，18)至少在两个相对位置

的其中之一处通过止动装置(47，48)保持。

16.如权利要求1至15中任一项所述的同步电机，其特征在于，在所述两个相对位置

的其中一个位置

上，所述第一转子部分和第二转子部分(24，18)各自的同性磁极相互对置，其中，以错开一个小的角度量(Δ)的方式设置为该相对位置

设置机械终端挡块(48)，使得同性磁极不是严格地相互对置且磁斥力(47)将一个转子部分推靠到终端挡块(48)上。

17.如权利要求1至16中任一项所述的同步电机，其特征在于，在两个所述相对位置

的其中一个位置

上，所述第一转子部分和第二转子部分(24，18)各自的异性磁极相互对置，使得所述转子部分由于磁吸力(45)而保持在该相对位置上。

18.如权利要求1至17中任一项所述的同步电机，其特征在于，在所述第一转子部分和第二转子部分(24，18)之间设置中间元件(44)，该中间元件是由无磁性的低摩擦的材料制成。

19.如权利要求18所述的同步电机，其特征在于，所述中间元件是中间套筒(44)。

20.如权利要求1至19中任一项所述的同步电机，其特征在于，所述第一磁通量发生装置和/或第二磁通量发生装置(22^V，26^V)的构成使得所述转子(16^V；16^VI)的总极数是能够调整的。

21.如权利要求1前序部分所述或如权利要求1至20中任一项所述的同步电机，其特征在于，所述转子磁通量(36)能够通过机械方式调节。