CN105164910A - 单相电机 - Google Patents
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Abstract
电机(10)具有:定子(20),其具有数目S个定子极(21,22,23,24,25,26);转子(40),其具有转子磁体(40ˊ),所述转子磁体(40ˊ)具有数目R个转子极(41,42,43,44,45,46),其中R等于S,并且其中转子(40)或定子(20)或二者具有非对称性。该电机具有:单相绕组装置(30),其具有第一绕组接线端子(11)和第二绕组接线端子(12),其中通过第一绕组接线端子(11)和第二绕组接线端子(12)能够给所述绕组装置的数目W个线圈通电;输出级(50),其被构造为实现第一绕组接线端子(11)与第二绕组接线端子(12)之间的电流。第一装置(13,13A,13B,13C,55,56;69)被构造为在与所述输出级协作的情况下使得能够给所述W个线圈中的至少一个分组(TG1,TG2)通电,其中所述至少一个分组(TG1,TG2)包括所述W个线圈中的大于零并且小于W的线圈。一种用于给电机通电的方法使用所述分组(TG1,TG2)来通电。
Description
技术领域
本发明涉及一种单相电机。
背景技术
在具有定子和转子的三相电机的情况下,定子极与转子极之间的比例总是不相等的。这样,具有彼此以间隔60°布置的六个定子极的三相电机例如具有四个转子极,这些转子极彼此以间隔90°布置。在此,给这三相中的每相都分配两个彼此相对的定子极。因此,在每个转子位置的情况下都可以通过三相中的至少两相生成转矩,因为与三相中的每相相对的是转子极的磁性上彼此不同的位置。因此,在每个转子位置的情况下可以以大转矩起动电机。
在单相电机的情况下,转子极的数目对应于定子极的数目。这导致,每当每个转子极恰好与定子极相对时,不能通过给绕组装置通电来生成转矩。此外,转子例如在风扇处于静止状态时优先地恰好占据该位置,因为该位置对应于最小能量的状态。
尽管如此,为了实现这样的电机的起动,已经公知有多种方法。
DE 8
702 271 U1示出了一种电机,其中软磁铁片被安装在转子上,使得转子在未通电的状态下占据以下位置,可从该位置进行起动。这也被称为磁阻辅助矩(Reluktanz-Hilfsmoment)的生成。
DE 3
149 766 A1示出了一种电机,其中定子极非对称地被构造,使得定子极与转子之间的间隔从周向上看减小。在此,转子磁体的转子极优选地占据以下位置,在该位置的情况下转子极居中地尽可能接近定子极。这在未通电的状态下同样导致可从其进行电机的起动的起动位置。这样的电机几百万次地用在CD播放器和硬盘中。
所述解决方案以如下电机为前提:在该电机的情况下,不出现较大外部转矩并且不出现过大摩擦,如这例如在风扇中是该情况。否则不保证可以可靠地占据起动位置。因此,这样的解决方案的应用范围是受限的。
发明内容
本发明的任务是,提供一种新型的单相电机。
该任务通过一种电机来解决,该电机具有:定子,其具有数目S个定子极;转子,其具有转子磁体,所述转子磁体具有数目R个转子极,其中R等于S,并且其中转子或定子或二者具有非对称性;单相绕组装置,其具有第一绕组接线端子和第二绕组接线端子,其中通过第一绕组接线端子和第二绕组接线端子能够给绕组装置的数目W个线圈通电;输出级,其被构造为实现第一绕组接线端子与第二绕组接线端子之间的电流;第一装置,其被构造为在与输出级协作的情况下使得能够给W个线圈中的至少一个分组通电,其中所述至少一个分组包括W个线圈中的大于零并且小于W的线圈。
该非对称性优选地被构造为在转子的每个转子位置的情况下通过下列通电过程的至少一个能够实现转矩的生成:
—给所有W个线圈通电、或者
—给所述线圈中至少一个分组通电。
优选地设置至少两个分组。
第一装置优选地具有第三绕组接线端子和开关,以便实现一方面第一绕组接线端子或第二绕组接线端子与另一方面第三绕组接线端子之间的电流。
第一绕组接线端子与第三绕组接线端子之间的线圈的数目优选地不等于第三绕组接线端子与第二绕组接线端子之间的线圈的数目。
绕组装置优选地具有多个彼此平行的子支线(Teilsträngen),并且第一装置具有开关,所述开关被构造为在不导通状态下阻止电流通过子支线的第一部分,但是不阻止电流通过其余子支线。
转子优选地具有通过如下方式生成的非对称性:R个转子极至少部分地具有彼此不同的角延伸。
转子优选地具有通过如下方式生成的非对称性:转子极的磁中心与相邻转子极的磁中心的角间隔至少部分不等于360°/R。
转子优选地具有通过转子磁体的非对称磁化生成的非对称性。
转子优选地具有通过将不同材料非对称地布置在转子的区域中实现的非对称性,其中所述不同材料具有不同磁特性。
定子优选地具有通过如下方式生成的非对称性:相邻定子极的角间隔至少部分不等于360°/S,其中优选S=2。
所述至少一个分组优选地包括W个线圈的至少一个并且最高W-1个线圈。
优选W=S。
输出级优选地具有全桥电路,以便实现第一绕组接线端子与第二绕组接线端子之间的绕组装置在两个方向上的通电。
转子磁体优选地具有永磁转子极或者电磁生成的转子极,其中在电磁生成的转子极的情况下给每个转子极分配在运行中被通电的绕阻。
该任务通过一种用于给电机通电的方法来解决,该电机具有:定子,其具有S个定子极;转子,其具有R个转子极,其中R等于S;单相绕组装置,其具有第一绕组接线端子和第二绕组接线端子,其中在第一绕组接线端子与第二绕组接线端子之间电连接有W个线圈;输出级,其被构造为实现第一绕组接线端子与第二绕组接线端子之间的电流;第一装置,其被构造为在与输出级协作的情况下使得能够给W个线圈中的至少一个分组通电,其中所述至少一个分组包括W个线圈中的大于零并且小于W的线圈,该方法具有下列步骤:
A)输出级在电机的第一状态下被激励为使得所有W个线圈通过第一绕组接线端子和第二绕组接线端子被通电;
B)输出级在电机的第二状态下被激励为使得仅仅W个线圈的所述至少一个分组被通电。
优选地检测电机的转速,并且当电机的转速低于预先给定的最小转速时从电机的第一状态切换到第二状态。
优选地在电机起动时切换到第二状态,并且接着切换到第一状态。
优选地在第一状态下根据转子的转子位置预先给定第一绕组接线端子与第二绕组接线端子之间的通电的方向。
附图说明
本发明的另外的细节和有利的改进方案从下面所描述和在附图中所示出的、不以任何方式理解为限制本发明的实施例中以及自从属权利要求中得出。其中:
图1示出了具有六个定子极的单相电机10的示意图;
图2示出了用于运行图1的电机10的电路的电路图;
图3示出了图1中的电机10的感应电压的测量;
图4示出了图3的详细视图;
图5示出了具有两个线圈的图1的电机10的输出级;
图6示出了具有两个线圈的图1的电机10的输出级;
图7示出了具有两个线圈的电机10的输出级;
图8示出了具有两个支线的图1的电机10的输出级;
图9示出了具有四个串联的线圈的图1的电机10的输出级;
图10示出了具有四个串联的线圈的图1的电机10的输出级;
图11示出了具有四个线圈的图1的电机10的输出级,所述线圈在两个支路中并联;
图12示出了具有四个线圈的图1的电机10的输出级,所述线圈在两个支路中并联;
图13示出了图1的电机10的四极转子,其中转子极具有两个不同的角延伸;
图14示出了图1的电机10的四极转子,其中转子极具有三个不同的角延伸;
图15示出了四极转子40,其中在转子极之间设置有具有不同角延伸的中性区域;
图16示出了具有两个倾斜的转子极的图1的电机10的转子40;
图17示出了图1的电机10的非对称六极定子;
图18示出了图1的电机10的非对称双极定子;
图19示出了电压常数kE的比较测量;
图20示出了齿槽转矩(Rastmoment)的比较测量;
图21示出了电压常数kE的比较测量;
图22示出了齿槽转矩的比较测量;
图23示出了在未校正转子位置信号的情况下经过图1的电机10的输出级的电流的测量;
图24示出了利用改善的转子位置信号的经过图1的电机10的输出级的电流的测量;
图25示出了用于缠绕图1的电机10的六极定子的变型方案;
图26示出了在线圈区域中具有绕组接线端子的图1的电机10的输出级;
图27示出了图1的电机10的起动方法的流程图;以及
图28示出了电磁生成的转子磁体。
具体实施方式
图1示出了具有定子20和转子40的电机10。给定子20分配绕组装置30,并且定子20具有六个定子极21至26。转子40具有转子磁体40',其同样具有六个转子极41至46,所述转子极41至46优选地被构造成永磁转子极41至46。
绕组装置30具有六个串联的线圈31至36,所述线圈31至36被串联或电连接在第一绕组接线端子11与第二绕组接线端子12之间。给定子极21至26分别分配线圈31至36之一,其中线圈31至36被缠绕为使得在通电时在相邻定子极21至26中分别交替地产生北极、然后是南极,然后再次是北极等等,因为转子极41至46也分别交替地改变方向。绕组装置30—从第一绕组接线端子11出发—开始于定子极21,从定子极21继续延伸到定子极24,并且接着延伸到定子极25、26、22和23,并且从那里延伸到第二绕组接线端子12。因此,通过第一绕组接线端子11和第二绕组接线端子12,线圈31至36能够被通电。
在绕组装置30上在定子极24和25之间设置有第三绕组接线端子13,该第三绕组接线端子13也可以被称为分接头。
图2示出了图1中的电机10的相应电路图。示出了:绕组装置30,其具有六个线圈31至36、以及第一绕组接线端子11、第二绕组接线端子12和第三绕组接线端子13;以及控制装置70和输出级50,其用于影响经过绕组装置30的电流。
设置有第一导线57(+UB)和第二导线58(地或参考电位),以便例如从直流电压源71向输出级50输送供电电压+UB。
在第一导线57与第一绕组接线端子11之间设置有开关51,并且在第一绕组接线端子11与第二导线58之间设置有开关52。
在第一导线57与第二绕组接线端子12之间设置有开关53,并且在第二绕组接线端子12与第二导线58之间设置有开关54。
具有四个开关51、52、53和54的装置也被称为全桥电路或H桥电路(英语:full bridge
circuit, H bridge)。在此,绕组装置30形成全桥电路的桥支路。
在第三绕组接线端子13与第二导线58之间设置有开关56。
导线58通过所谓的基点电阻60与导线59连接,并且开关52、54、56相应地通过导线59间接地与导线58连接。电阻60通常是低欧姆的,并且其可以附加地或替代地设置在导线57中,或者可以完全取消。
控制装置70具有五个控制线61、62、63、64和66,通过所述控制线61、62、63、64和66,控制装置70与五个开关51至54和56连接,以便将这些开关51至54和56导通或不导通地切换。
除非另行实施,作为开关51、52、53、54、56和55(参见图6和图7)优选地使用可控开关、进一步优选地使用如MOSFET、IGBT(绝缘栅双极晶体管)、双极晶体管之类的半导体开关。对于开关55、56例如也可以使用继电器。
上面的开关51、53、55亦称高侧开关(英语:high side switch),并且下面的开关52、54、56被称为低侧开关(英语:low side switch)。
给开关51至56优选地分别分配空转二极管(参见图26),以便阻止以相反的方向经过开关的电流,如该电流例如可能在被切换为不导通的开关51至56和转动的转子40的情况下由于所感应的电压而出现。在此,替代地也可以仅仅在开关51、52、53、54中设置空转二极管,并且开关56可以没有空转二极管,因为通过开关56的通电可以限制在起动过程,从而还未出现大的感应电压。
在转子40处优选地布置转子位置传感器67(例如霍尔传感器或MR(磁阻)传感器或编码器)以用于确定转子位置,并且转子位置传感器67通过导线68与控制装置70连接。
控制装置70通过导线72与导线59连接,以便测量基点电阻60处的电位。
运行方式
在正常运行中,即当转子40转动并且优选地已经达到最小转速时,通过全桥电路51、52、53、54实现绕组装置30的通电。
对此,例如交替地要么在第一状态Z1下将开关51和54切换为导通的,要么在第二状态Z2下将开关53和52切换为导通的。
在第一状态Z1下,电流从第一导线57通过开关51、绕组接线端子11、绕组装置30、第二绕组接线端子12、开关54、导线59和基点电阻60流到第二导线58。
在第二状态Z2下,电流从运行电压57通过开关53、第二绕组接线端子12、绕组装置30、第一绕组接线端子11、开关52、导线59和基点电阻60流到地58。
其余开关在第一状态Z1和第二状态Z2下被切换为不导通的。
根据转子40的转子位置,在第一状态Z1与第二状态Z2之间来回切换,以便这样驱动转子40。在此,转子位置通过转子位置传感器67来检测。但是该检测也可以无传感器地进行。
针对输出级50在运行中的正常通电的所述激励是示例性的,并且本领域技术人员熟知输出级的多种激励方案、即例如也有开关51至54的至少一部分的脉冲激励或者块换向。
基点电阻60用于测量经过输出级50的电流,以便控制装置70可以通过导线72识别过电流。
控制装置70控制开关51至53,以便驱动电机10或者必要时还制动电机10。在此,例如还可以实现转速控制、转速调节、功率控制、功率调节等等。
因为通过开关(在此为51至54)而不是换向刷进行换向,所以电机亦被称为无刷型或电子换向电机。
电机的起动
在图2中的电机10起动时,转子40可能具有不利的转子位置,在该转子位置处,绕组装置30通过开关51、54或53、52的通电不生成转矩或仅仅生成非常小的转矩。
通过第三绕组接线端子13,可以在第三状态Z3下将开关51和56切换为导通的,使得电流从第一导线57通过开关51、第一绕组接线端子11、线圈31和32、第三绕组接线端子13、开关56、导线59、基点电阻60流到第二导线58。该通电因此通过线圈31至36的仅仅包括线圈31和32的第一分组TG1进行。
同样可以在第四状态Z4下将开关53和56切换为导通的,使得电流从第一导线57通过开关53、第二绕组接线端子12、线圈36、35、34、33、第三绕组接线端子13、开关56、导线59、基点电阻60流到第二导线58。该通电因此通过线圈31至36的仅仅包括线圈33和36的第二分组TG2进行。
因此在该实施例中,在分组TG1、TG2中不包含共同的线圈,而是分别给不同的线圈通电。
针对电机10的磁(内)转矩 M_i适用:
M_i = k_m I
(1)
其中
k_m =转矩常数(亦称磁链),I = 经过绕组30的绕组电流。
针对实际转矩(英语:Output torque(输出转矩))M,还须考虑起负面作用的摩擦力矩M_R。
针对在绕组装置30中感应的(内)电压(英语: induced voltage(感应电压))U_i ,适用:
U_i = k_m omega = k_m 2 pi n/60
(2)
其中
omega = ω = 角速度
n = 每分钟转速。
施加在绕组接线端子11、12上的电压(电枢电压)U在截止的输出级或不导通的输出级晶体管51、52、53、54、56的情况下得出为:
U = I R + U_i
其中
R=绕组装置30的电阻。
在此,转矩常数k_m依赖于转子40的转子位置phi,即k_m = k_m(phi)。替代于转矩常数k_m,常常还观察电压常数kE,该电压常数kE与k_m成比例并且有时也被表示成Ke。
如从方程(1)和(2)中可以看出,转矩常数k_m既建立转矩M_i与绕组电流I之间的比例性,又建立感应电压U_i与角速度omega之间的比例性。因此,例如可以通过以恒定角速度omega外部地驱动电机40并同时测量感应电压U_i来确定转矩常数k_m,并且所确定的曲线的走向曲线与磁转矩M_i的走向曲线成比例或相同。
图3示出了通过转子40的phi = 0 ..360°完全旋转感应的电压U_i的测量。
曲线201示出了在第一绕组接线端子11与第二绕组接线端子12之间测量的感应电压U_i。可以看出,曲线201具有六个过零点,并且如果电机停留在曲线201具有过零点的转子位置处,则不能通过在第一绕组接线端子11与第二绕组接线端子12之间通电来生成转矩。
曲线202示出了在第一绕组接线端子11与第三绕组接线端子13之间在线圈31、32(分组TG1)中感应的感应电压 U_i。曲线202具有比曲线201更小的幅度,因为仅仅两个线圈31、32的信号相加,而不是如在曲线201中所有六个线圈31至36的信号被相加。可以看出,曲线202的过零点与曲线201的过零点相比在不同转子位置处出现。
曲线203示出了在第二绕组接线端子12第三绕组接线端子13之间在线圈33至36(分组TG2)中感应的感应电压 U_i。曲线203具有比曲线201更小的幅度、以及比曲线202更大的幅度,因为四个线圈33至36的信号被相加。可以看出,曲线203的过零点与曲线201和202的过零点相比在不同转子位置处出现。
图4示出了图3中的具有0°至大约150°角范围的区段。
反映第一绕组接线端子11与第二绕组接线端子12之间的感应电压U_i的曲线201在60°的情况下具有过零点,其中角度60°由垂直线210来表征,并且在120°情况下的过零点由垂直线215来表征。在位置210和215处,不能通过绕组接线端子11和12之间的通电来生成转矩,因为转矩常数k_m的走向曲线对应于感应电压U_i的走向曲线,并且其分别具有过零点。
但是曲线202在处于位置210之后的位置213(在大约62°的情况下)处具有过零点,并且曲线202在位置210处仍具有负值,该负值被表征为水平线211。
曲线203在位置210之前在位置214(在大约57°的情况下)处具有过零点,并且曲线203在位置210处已经升高到正的范围中,其中该值用水平线212来表征。
通过曲线202、203在位置210处不等于零,可以在那里要么通过分配给曲线202的线圈31、32(分组TG1)、要么通过分配给曲线203的线圈33至36(分组TG2)生成转矩。
在与120°的转子位置相对应的位置215处,曲线202已经在较小角度的情况下在位置218处具有过零点,并且下降到负值,该负值由水平线216来表征。
曲线203紧跟在位置215之后在位置219处具有过零点,并且曲线203在位置215稍微处于正范围中。
如能够辨认的那样,可以通过曲线202、203实现的转矩在位置215处比在位置210处小,并且通过对分配给曲线202的线圈31、32进行通电,与通过对分配给曲线203的线圈33至36进行通电相比可以生成更大的转矩。
在曲线202的过零点213、218处,其它曲线201、203分别是正或负的,并且在曲线203的过零点214、219处,其它曲线201、202分别是正或负的、即不等于零。
结果,在每个转子位置phi的情况下都可以生成转矩。
在已经基本上示出原理以后,下面深入阐述细节和变型方案。
电机类型
可用来在每个转子位置的情况下生成转矩的所提出的解决方案原则上不依赖于电机类型。例如可以使用内转子、外转子或者盘式转子。
定子20可以具有定子芯(英语:stator core),例如这如图1中所示,但是其也可以没有定子芯地来实施,并且这亦称无铁式绕组。定子芯优选地被构造成定子叠片或定子叠片组,但是其它变型方案也是可以的。
定子极21、22等等的数目S优选地为偶数,并且为S = 2, 4, 6, 8,
...或2 * N,其中 1,
2, 3, ...。
转子极41、42等等的数目R优选地对应于定子极21、22等等的数目S。
转子40优选地是永磁转子40,其具有永磁转子极41、42等等或永磁转子磁体40'。但是也可以使用具有电磁生成的转子极41、42等等的电机,其中例如每个转子极41、42等等都具有在图28中示出的在运行中被通电的绕组,所述绕组由电压源49来通电并且例如围绕着叠片组缠绕。电压源49可以布置在转子40处,但是其不必一定布置在转子40中。在外部的布置的情况下,电连接例如可以通过滑动接触或即使在转子转动运动的情况下仍然实现导电的其它接触进行。转子40的通电优选地进行,使得转子磁体41、42等等在运行中总是生成相同方向上的磁场,使得其可以如永磁转子磁体41、42等等那样被使用。
在图1中的实施例中,定子20具有六个沟槽,在所述沟槽中分布有绕组装置。因此,这样的电机亦称6槽/6极的。
用于给线圈进行部分通电的绕组装置和接线
图5至图7和图26示出了用于对具有两个极的单相、单线电机进行接线的不同变型方案。两个线圈31、32具有第一绕组接线端子11和第二绕组接线端子12。第一绕组接线端子11通过开关51朝着第一导线57连接,并且通过开关52朝着第二导线58连接。第二绕组接线端子12通过开关53朝着第一导线57连接,并且通过开关54朝着第二导线58连接,其中开关51至54形成全桥电路。在线圈31、32之间布置有第三绕组接线端子13。
在图5中,第三绕组接线端子13通过开关56朝着第二导线58连接。借助于开关56,电流可以通过开关51、线圈31(分组TG1)和开关56流动,或者电流可以通过开关53、线圈32(分组TG2)和开关56流动。开关56朝着第二导线58的布置所具有的优点是,相应半导体开关和驱动电路与用在第一导线57与绕组接线端子11、12、13之间的开关相比常常是更有利的。
在图6中,第三绕组接线端子13通过开关55朝着第一导线57连接。借助于开关55,电流可以通过开关55、线圈31(分组TG1)和开关52流动,或者电流可以通过开关55、线圈32(分组TG2)和开关54流动。
在图7中,第三绕组接线端子13既通过开关55朝着运行电压57连接,又通过开关56朝着地58连接。这使得能够单独地在两个方向上给线圈31、32通电。这例如在应用绝对不允许到错误方向上的转动时可能是必需的。但是在这是不关键的情况下、比如在风扇的情况下,在第三绕组接线端子13处使用两个开关55、56导致不必要的额外成本。
图26对应于图5中的电路,其中绕组接线端子13不是精确地布置在两个线圈31、32之间,而是布置在第一线圈31内。也就是说,基本上在所有实施例中也可以将绕组接线端子13布置在线圈31、32内,并且在本示例中,可以通过绕组接线端子11、13之间的通电给三分之二的线圈31通电,并且通过绕组接线端子13、12之间的通电可以给三分之一的线圈31通电并且给整个线圈32通电。这得出下列可能的分组:
TG1 = (2/3的线圈31)
TG2 = (线圈32和1/3的线圈31)。
图8示出了用于具有两个定子极的定子的单相双线绕组装置,其中第一支线包括线圈31、32,并且第二支线包括线圈33、34。这些支线中的每个都仅能在从导线57(UB)朝着导线58(GND)的方向上连接。具有线圈31、32的支线的通电与具有线圈33、34的支线的通电恰好相反地起作用,如这由线圈31、32、33、34附近的黑点来表征。线圈31、32具有绕组接线端子11、12,并且线圈33、34具有绕组接线端子11、12'。绕组接线端子12通过开关52朝着导线58(GND)连接,并且绕组接线端子12'通过开关54朝着导线58(GND)连接。两个支线优选地被构造成双股绕组,但是也可以彼此缠绕。
在第一支线的线圈31、32之间设置有第三绕组接线端子13,该第三绕组接线端子13通过开关56朝着导线58(GND)连接,以便在起动时实现线圈31的通电。这得出用于通电的下列方案:
第一支线=(线圈31,线圈32)
第二支线=(线圈33,线圈34)
分组TG1=(线圈31)
在正常运行期间、即在电机10发动以后,交替地通过开关52和54进行通电。
这样的布置自然在更高数目S个定子极的情况下、例如在S=4,6,8,10等等的情况下也是可以的。
图9至图12—并非最后地—示出了用于对具有四个极的单相电机进行接线的不同变型方案。四个线圈31至34具有第一绕组接线端子11和第二绕组接线端子12。绕组接线端子11和12通过具有开关51、52、53、54的全桥电路连接在第一导线57与第二导线58之间。
在图9和图10中,四个线圈31至34被串联。
在图9中,第三绕组接线端子13可通过开关56朝着第二导线58连接。
在图10中,在线圈31和32之间设置有绕组接线端子13A,在线圈32和33之间设置有绕组接线端子13B,并且在线圈33和34之间设置有绕组接线端子13C。绕组接线端子13A、13B和13C可以分别通过开关56A、56B、56C朝着第二导线58连接。尽管三个附加开关56A、56B、56C的设置与具有仅仅一个开关56的变型方案相比更加昂贵,但是其使得能够使用具有更小非对称性的转子40或转子磁体40',因为通过该接线可以更加可变地影响确定的转子极。例如可以给线圈31至36的下列分组进行通电:
TG1=(31)
TG2=(31,32)
TG3=(31,32,33)
TG4=(34)
TG5=(34,33)
TG6=(34,33,32)
在此,在分组TG1至TG6的多个中存在线圈31至36的至少一部分。
在该变型方案中可以附加地在绕组接线端子13A、13B、13C处设置—未示出的—开关55A、55B、55C,以便实现朝着第一导线57的接线。由此,线圈31至36可以利用更多的变型方案来激励,并且在这样接线的绕组装置的情况下,单个转子极中的非对称性就足以能够在每个转子位置的情况下生成转矩。
在图11和图12中,线圈31和32被串联在绕组接线端子11、12之间,并且线圈34、34同样被串联在绕组接线端子11、12之间,使得线圈31、32与线圈33、34并联。
在图11中,在线圈31、32之间设置有第三绕组接线端子13,并且该第三绕组接线端子13可通过开关56朝着第二导线58连接。由此,可以在起动时给线圈31(分组TG1,经由开关51、56)或32(分组TG2,经由开关53、56)之一通电。
在图12中,示出了用于给线圈31至34中仅仅一部分通电的另一方案。开关69在具有线圈33、34的子支线(支路)中设置在第一绕组接线端子11与线圈33之间,并且通过该开关69,具有线圈33、34的子支线可以在起动时从通电中被排除,对于这样的变型方案有利的是,将线圈的至少一部分并联。因此存在分组TG1=(31,32)。该解决方案的缺点是,在正常运行中通电时,通过绕组接线端子11、12持久地有电流流经开关69。这导致损耗,并且必要时需要具有小电阻和/或良好冷却的昂贵开关69。但是因为开关69在正常运行中未被切换,所以例如可以使用继电器。开关69也可以布置在线圈33、34之间,或者线圈34与第二绕组接线端子12之间或者线圈33、34之一中。此外,可以断开用于两个支路31、32以及33、34的绕组接线端子11,并且为每个绕组支路设置开关51和52,或者可以例如在具有三个并联的子支线的绕组装置的情况下通过开关69要么将仅仅一个子支线、要么两个子支线构造为可关断的。也可以附加地设置第三绕组接线端子,以便获得用于给线圈的分组进行通电的另外的方案。
非对称性的生成
在对称定子20和对称转子40的情况下,也不能通过给线圈21至26的一部分或分组通电来生成转矩,因为在线圈31至36的每个中都感应恰好相等的电压U_i。
因此,必须要么在定子20处要么在转子40处、要么二者处存在非对称性,使得—在正常运行中—在各个线圈31、32等等中感应的电压至少部分得彼此不同。
转子处的非对称性
非对称性可以通过如下方式来实现:转子极41至46中至少一个转子极的角延伸不同于转子极41至46中的至少另一个转子极的角延伸,也就是说,转子磁体40'被构造为非对称的。在图1中,例如转子极41、44分别具有60°的角延伸,转子极42、45分别具有55°的角延伸,并且转子极43、46分别具有65°的角延伸。在该布置的情况下,转子极41、42、43的角分布对应于角分布44、45、46。这所具有的优点是,在每次平分转子40时,在两侧都有相同数量的北-南极或南-北极。这既对电机10的总转矩、又对噪声生成具有正面意义。此外具有正面意义的是,如图1中那样为了线圈31至36的部分通电选择两个相对的定子极21、24,因为这两个定子极21、24或所分配的线圈31、32从磁性上来看“看见”相同的磁体41或44,使得在给线圈31、32通电时结合转子极41、44得出的转矩被相加。
图13至图16示例性地示出了具有四个转子极41、42、43和44的四极转子40的不同实施方式。
在图13中,彼此相对的转子极41、43具有分别为85°的角延伸phi_RM,并且转子极42、44分别具有95°的角延伸phi_RM。
在图14中,转子极41具有90°的角延伸phi_RM,与其相邻的转子极42、44具有87°的角延伸phi_RM,并且转子磁体40'的转子极43具有96°的角延伸phi_RM。三个不同角延伸phi_RM的使用原则上与图13中的转子40的情况下相比提供了在起动时生成转矩的更多方案,并且在这样的转子40的情况下,可以利用根据图9的简单的输出级即使利用对称定子20在每个转子位置处生成转矩。但是因为在平分这样的转子40时在每个半部上不存在相同数目的相同磁化的极材料,所以这可能导致径向拉力,这是不期望的。因此,差异应当被保持得尽可能小。
在图15中,转子磁体40'的转子极41至44分别具有相同的角延伸phi_RM = 80°。附加地在转子极41至44之前分别设置中性区41A至44A,并且通过中性区的非对称性同样可以生成转子40或转子磁体40'的实现电机起动的非对称性。对此,(转子极44和41之间的)中间区域44A和(转子极43和44之间的)43A具有角延伸 phi_N = 10°,(转子极41、42之间的)中间区域41A具有角延伸 phi_N = 5°,并且(转子极42和43之间的)中间区域42A具有角延伸 phi_N = 15°。在观察转子极41至44的磁中心41M至44M时,非对称性变得明显。磁中心41M、44M和43M分别具有90°或一般360°/R的角间隔,其中R =转子极数目,并且磁中心42M从90°栅格移位5°。由此,磁中心41M与磁中心42M之间的角间隔为85°,并且磁中心42M和43M之间的角间隔为95°。
图16示出了转子40,其具有转子磁体40’的四个极41、42、43、44、轴向上布置在所述极之下的中性区域47、以及优选在轴向上布置在中性区域47之下的磁轨48。极41、42、43和44之间的极界限分别为倾斜的,其中(极43、44之间的)极界限43Z和(转子极44和41之间的)44Z能够在转子磁体40'的周侧上看到,并且其中转子极41和42之间的倾斜的极界限41Z能够在转子40的内侧上看到。即使在这样的设计的情况下,对磁中心的观察也是有帮助的,该磁中心例如在转子极44处被绘制成44M。
可以以多种方式和方法相对于极41至44布置的附加磁轨48用于生成对于转子位置传感器合适的传感器磁场,以便实现良好的换向。这尤其是在极41至44具有不同角延伸时是重要的,参见关于图23的描述。
转子40或转子磁体40'处的非对称性也可以通过使用不同磁性材料来生成,或者在磁化永磁转子磁体40'时生成非对称性。
定子处的非对称性
图1中的定子20的非对称性例如可以通过如下方式实现:极21至26至少之一被稍微旋转地布置,使得其与其余定子极21至26中的至少一个具有不等于60°或其倍数的角间隔。在此,变型方案当然也是可以的。
图17示出了具有六个定子极21至26的定子20,其中定子极21和24相对于定子极22、23、25、26轻微顺时针旋转地来构造。极21、22之间与极24、25之间的角度分别为65°,极22、23之间与极25、26之间的角度分别为60°,并且极23、24之间与极26、21之间的角度分别为55°。
图18示出了双极定子20处的非对称性。在此,两个极不是以恰好180 °的角间隔phi_s(360°/S,其中S=2)布置的,而是例如以角间隔phi_s = 175 °(或从相对侧来看为185 °)布置的。在此,与标准角180°的角间隔Delta_phi_s被选择为尽可能小的,因为该角间隔导致电机10的稍差一些的效率。尤其是在双极电机的情况下,定子20处的非对称性是有利的。也就是说,如果在单相双极电机的情况下仅仅设置转子40处的非对称性,则还存在如下转子位置:在该转子位置的情况下,即当转子极41、42中的每个的中心恰好与定子极21、22之一相对时,两个定子极21、22的两个线圈31、32同时具有过零点。
与具有磁阻辅助矩的单相电机相比的优点
在根据图1的转子极分布(65°, 60°, 55°, 65°, 60°, 55°)的情况下已经确定:电压常数kE与具有对称转子极的转子40和对称定子相比被减小大约百分之二。
但是这与在具有用于生成磁阻辅助矩的磁阻切口(Reluktanzschnitt)的电机的情况下相比是更小的损耗,也就是说,在该电机的情况下,定子极与转子磁体40'之间的气隙分别在周向上从一个方向上来看增加,因为气隙的大小影响转子与定子之间的磁通,并且因此还影响电压常数kE。因此,根据本发明的电机与具有磁阻辅助矩的相应单相电机相比提供更高的功率,并且效率更好。
根据本发明的单相电机的齿槽转矩(英语:cogging torque)与具有磁阻辅助矩的常规单相电机相比明显减小。这是能够理解的,因为具有磁阻辅助矩的电机恰好被构造为,使得转子卡扣在适于起动的转子位置处。所述测量与具有磁阻辅助矩的电机相比已经得出齿槽转矩的在50%和90%之间的减小。这所具有的巨大优点是,还产生小的电机噪声,因为更小的齿槽转矩导致更小的电机噪声。
起动位置通过磁阻辅助矩来确定的单相电机以如下应用为前提:在该应用中,不出现较大外部转矩并且不出现过大摩擦,即例如风扇应用或者用于CD播放器的电机。在根据本发明的单相电机的情况下,如下附加的应用是可以的:在这些应用中,可能还作用有中等外部转矩或者出现较大摩擦,诸如在液体泵的情况下。因此,根据本发明的电机的可能的应用范围与在具有磁阻辅助矩的单相电机的情况下相比更大,但是与在三相电机的情况下相比更小。
与三相电机相比的优点
示例性地将在使用根据图2的具有第三绕组接线端子13和开关56的单相绕组装置30的情况下的成本优点与具有全桥电路的三相电机相比较。
用于三相电机的全桥电路具有三个上面的(朝着运行电压连接的)开关(高侧开关)以及三个下面的(朝着地连接的)开关(低侧开关)。
而用于图2中的单相电机的全桥电路具有仅仅两个上面的开关51、53和两个下面的开关52、54。附加地设置有用于第三绕组接线端子的下面的开关56。因此,一方面取消了上面的开关,并且必要时取消了所分配的驱动模块。此外,可以为下面的开关56使用更简单和更有利的具有更大内阻的类型,因为开关56仅仅在起动时使用并且由于开关56造成的损耗功率或发热因此是不关键的。
此外,在具有转子位置传感器(例如霍尔传感器)的电机的情况下,在三相电机的情况下需要三个转子位置传感器,而在单相电机的情况下需要仅仅一个。但是,在这两种情况下也可以实现无传感器的电机控制。
本申请人在多个大功率风扇情况下的计算已经得出:可以实现驱动装置(电机和电子设备)以10%量级的非常大的成本降低。
根据本发明的单相电机的另一优点是,原则上可以使用与在没有磁阻辅助矩的三相电机中相同的定子芯或叠片组。由此,可以为三相定子以及单相定子使用相同的冲压模具,例如具有数目S个定子极的定子,S = 6、12、18等等。
但是也可以选择纯单相的变型方案,其中S=2、4、8等等。
与不同电机类型的比较测量
执行了齿槽转矩和与k_M成比例的电压常数kE的测量。所确定的电压常数kE的曲线分别涉及线圈的信号。
研究了下列电机类型。
图19示出了分别通过将转子转动经过两个转子极的延伸来测量电机M231和M232的电压常数kE。
曲线M231A示出了根据本发明的电机231的电压常数kE,其中该电机M231不具有磁阻辅助矩。因此,曲线M231A很大程度上关于中央最大值对称。
曲线M232A示出了具有磁阻辅助矩的公知单相电机的电压常数kE。能够很好地看出,曲线M232A分别从左向右上升,并且在右部区域才达到其最大值。
在该测量中已经确定:曲线M231A之下的面积比曲线M232A之下的面积大大约3%,并且这导致稍大一些的效率。
曲线M231A是利用4槽电机(S=4)测量的,并且曲线M232A是利用6槽电机(S=6)测量的。所猜想的是:当执行与6槽电机的比较时,曲线M231A之下的面积相对于曲线M232A之下的面积按照百分比还应该更大。
图20示出了分别通过将转子转动经过两个转子极的延伸来测量电机M231、M232和M234的齿槽转矩。
曲线M232B示出了具有磁阻辅助矩的单相电机M232,并且齿槽转矩是相应非常大的。曲线M231B示出了根据本发明的单相电机M232(在此没有磁阻辅助矩)的齿槽转矩,并且齿槽转矩与曲线M232B相比减小87%。因此曲线M231B的杂乱曲线走向可能因为将另一测量仪器用于测量。
为了进行比较还绘出了曲线M234B,该曲线M234B示出了没有磁阻辅助矩的三相电机M234的齿槽转矩。结果,可以利用根据本发明的电机M231根据曲线M231B实现如下齿槽转矩:该齿槽转矩与迄今为止的具有磁阻辅助矩的单相电机相比明显更小,并且与三相电机的齿槽转矩相当。这导致与公知单相电机相比明显的噪声减小。
图21示出了分别通过将转子转动经过两个转子极的延伸来测量电机M231和M233的电压常数kE。
曲线M231A示出了根据本发明的电机231的电压常数kE,其中该电机M231不具有磁阻辅助矩。因此,曲线M231A很大程度上关于中央最大值对称。
曲线M233A示出了当前由申请人大规模使用的具有磁阻辅助矩的单相电机M232的电压常数kE。
电机M231和M233尽管具有稍微不同的外直径和叠片组的稍微不同的高度。但是电机M233具有较小的绕线头并且由此具有总定子的相当的轴向高度,并且两个电机M231、M233因此可以用于相同的应用中。
在曲线M233A的情况下能够看出,所属定子通过在周向上减小的气隙具有磁阻辅助矩,因为曲线M233A在上部区域中升高并且在右侧才达到最大值。
在该测量中已经确定:曲线M231A之下的面积比曲线M233A之下的面积大大约1.6%,使得根据本发明的电机M231A具有更高的效率。
图22示出了电机M231、M233的齿槽转矩的测量。曲线M233B示出了电机M233的齿槽转矩,并且曲线M231B示出了根据本发明的电机M231的齿槽转矩。
根据本发明的电机M231在相当的效率的情况下实现齿槽转矩减小80.2%,并且这导致明显噪声更少的电机。
转子位置检测的改进
图23示出了通过图2中的输出级50的电流的测量,在基点电阻60上测量的。信号240A示出了所测量的电流。该电流是非常不规则的,并且这可归因于,转子位置传感器67(参见图2)根据图1中的非对称转子极41至46确定转子位置。根据转子极当前是大于、小于还是对应于360°/R,换向要么过早、过晚、要么及时进行,并且由此电流常常过早或过晚达到其最大值。尽管电机运行,但是效率差。
因此在图16中的电机40的情况下设置附加的对称磁轨48,并且将其相对于转子位置传感器67布置为使得该转子位置传感器67可以检测附加的磁轨48。
图24示出了图2中的转子位置传感器67的信号241,并且该信号241由于附加的对称磁轨48而同样是对称的。电机控制装置70可以基于信号241执行换向,并且由此得到的电流240B比图23中的电流240A明显更好。由此提高了电机10的效率。
替代地,也可以通过图2中的控制装置70优化换向,其方式是,该控制装置70例如在恒定速度下测量各个极的与极变换之间的时间成比例的角延伸。接着,控制装置70可以在当前转速下通过定时器从最后的极变换出发确定何时应当进行下次换向。
起动方法概述
因为通过给整个绕组装置30通电或者可以通过给绕组装置30的第一分组TG1(例如图1中的线圈31、32)以及必要时另外的分组TG2(例如图1中的线圈33至36)等等通电可以生成转矩,所以电机的起动也是可实现的。
起动方法1
用于起动电机10的简单变型方案在于,通过绕组装置30的第一分组TG1的第一通电来将转子40相对于绕组装置30的第一分组TG1移动到预先给定的第一转子位置RS1,并且从该转子位置RS1出发通过整个绕组装置30或者可以第二分组TG2的第二通电来起动电机10。第二通电以及必要时第一通电的方向在使用转子位置传感器67(参见图2)的情况下优选地根据转子位置传感器67的信号进行。
在成功的起动以后,可以重新调整到正常单相运行。
起动方法2
用于起动电机10的另一变型方案在于,根据转子位置或根据转子位置传感器67的信号:
•首先执行整个绕组装置30的第一通电并且监控:电机是否已经被起动。如果否:
•执行绕组装置30的第一分组TG1的第二通电并且监控:电机10是否已经被起动;
•执行绕组装置30的第二分组TG2的第三通电并且监控:电机10是否已经被起动;
•执行绕组装置30的另外的分组的另外的通电并且监控:电机10是否已经被起动。
成功的起动例如可以通过转子位置传感器的信号的所出现的变换来识别。在成功的起动以后,可以重新调整到正常单相运行。
整个绕组装置30的第一通电的方向以及在多个可能的分组情况下对第一分组TG1的选择优选地根据转子位置传感器67(参见图2)的信号进行。
图27示出了用于执行起动方法2的流程图。
例程在步骤S300中开始,并且在S302中将变量CHANGE_HALL设置为零,以便表明:转子位置信号的变换还没有发生。将状态变量STATE_NEW设置为值STATE_1_2,以便表明:应当通过主绕组接线端子11、12(例如参见图1)进行整个绕组装置30的通电。将状态变量STATE_OLD设置为值STATE_4,以便表明:作为最后的已经进行分组TG2的通电,其中该通电不必真实已经进行(变量的初始化)。接着跳变到S304,并且在该子程序中,通过绕组接线端子11、12根据转子位置信号执行换向(COMMUT_HALL),也就是说,给整个绕组装置通电。
如果转子40转动并且有规律地进行转子位置信号的变换,则电机停留在子程序S304中。
在电机的每次换向以后,测量自从该换向以来的时长T_LAST_COMMUT,并且如果该时长超过最大时长T_MAX,则要么给分组TG1、要么给分组TG2通电。对此,变量STATE_OLD被分析,并且如果该变量STATE_OLD对应于值STATE_4,则跳变到S326。在S326中,将变量STATE_NEW设置为值STATE_3,并且将变量CHANGE_HALL设置为值零。接着跳变到S328,并且在该子例程中,进行分组TG1的通电,其中该状态被称为STATE_3。在S328中换向时,也测量自从最后的换向以来的时长T_LAST_COMMUT,并且如果超过最大时长,则进行到S332的跳转。在S322中,将变量STATE_OLD设置为值STATE_OLD ,以便表明:最后的状态曾是状态STATE_3。将变量STATE_NEW设置为值 STATE_1 _2,并且将变量CHANGE_HALL设置为零,以便表明:转子位置信号的变换没有发生。接着,进行回到S304的跳转。
而如果在S328中在最大时长T_MAX期满以前已经进行转子位置信号的变换(HALL_CHANGE),则跳转到S330,并且在那里将变量STATE_OLD设置为值STATE_3,将变量STATE_NEW设置为值STATE_1 _2,并且将变量CHANGE_HALL设置为值1,以便表明:转子位置信号的变换已经发生。接着,进行到S304的跳转。
而如果在S304中变量STATE_OLD具有值STATE_3,则在自从最后的换向COMMUT_HALL以来超过最大时长T_MAX时跳转到S306。在S306中,将变量STATE_NEW设置为值STATE_4,并且将变量CHANGE_HALL设置为值零。接着,进行到S308的跳转。在例程S308中,电机具有状态STATE_4,并且进行分组TG2的换向COMMUT_TG2。测量自从最后的换向COMMUT_TG2以来的时长T_LAST_COMMUT,并且在超过最大时长T_MAX时跳转到S312。在S312中,将变量STATE_OLD设置为值STATE_4,将变量 STATE_NEW设置为值STATE_1
_2,并且将变量CHANGE_HALL设置为值零,并且进行到S304的跳转。
而如果在达到最大时长T_MAX以前已经进行转子位置信号的变换(HALL_CHANGE),则从S308跳转到S310,并且在那里将变量STATE_OLD设置为值STATE_4,将变量STATE_NEW设置为值STATE_1 _2,并且将变量CHANGE_HALL设置为值1,并且进行到S304的跳转。
在起动电机时或者可以在运转期间,在每次换向以后检查:在最大时长T_MAX内是否进行转子位置信号的下次变换,并且如果情况不是如此,则要么执行到具有分组TG1的换向的状态STATE_3的变换、要么执行到对分组TG2进行通电的状态STATE_4的变换,其中从状态STATE_1 _2出发,总是交替地选择状态STATE_3或状态STATE_4。分组TG1或TG2的通电导致:转子移动到以下位置中,从该位置可以进行到状态STATE_1 _2上的起动。
许多变型方案是可以的,并且因此例如可以替代地从状态STATE_1 _2跳转到状态STATE_3,并接着跳转到状态STATE_4,直到转子转动并且在S304中进行回到状态STATE_1 _2的跳转。
当然,在本发明的范围内,许多改动和修改是可以的。
这样,也可以替代于全桥电路使用仅仅实现在一个方向上对线圈31、32等等进行通电的简单桥电路,并且也可以进行双股绕线,其中定子极上的线圈中的每个都被分配给一通电方向,使得在S个定子极的情况下总共存在2S个线圈。也可以仅仅缠绕定子极的一部分。
可以附加地设置磁阻辅助矩,以便例如更频繁地达到以下起动位置,从该起动位置通过在第一绕组接线端子11与第二绕组接线端子12之间的通电实现起动,其中该磁阻辅助矩与在以下电机的情况下相比更弱地来构造,该电机为了通过磁阻辅助矩的起动强制地规定转子的相应定向。
Claims (17)
1.电机(10),其具有:
定子(20),其具有数目S个定子极(21 , 22, 23, 24, 25, 26);转子(40),其具有转子磁体(40'),所述转子磁体(40')具有数目R个转子极(41 , 42, 43, 44, 45, 46),其中R等于S,并且其中转子(40)或定子(20)或二者具有非对称性;单相绕组装置(30),其具有第一绕组接线端子(11)和第二绕组接线端子(12),其中通过第一绕组接线端子(11)和第二绕组接线端子(12)能够给所述绕组装置的数目W个线圈通电;
输出级(50),其被构造用于实现第一绕组接线端子(11)与第二绕组接线端子(12)之间的电流;
第一装置(13, 13A,
13B, 13C, 55, 56; 69),其被构造为在与所述输出级协作的情况下使得能够给所述W个线圈中的至少一个分组(TG1,TG2)通电,其中所述至少一个分组(TG1,TG2)包括所述W个线圈中的大于零并且小于W的线圈。
2.根据权利要求1所述的电机(10),
其中所述对称性被构造为在转子(40)的每个转子位置的情况下通过下列通电过程的至少一个来使得能够生成转矩:
—给所有W个线圈通电;或者
—给所述线圈中至少一个分组(TG1
, TG2)通电。
3.根据权利要求1或2所述的电机(10),其中设置至少两个分组(TG1
, TG2)。
4.根据前述权利要求之一所述的电机,其中第一装置(13; 13A, 13B,
13C, 55, 56)具有第三绕组接线端子(13;
13A, 13B, 13C)和开关(55, 56),以便实现一方面第一绕组接线端子(11)或第二绕组接线端子(12)与另一方面第三绕组接线端子(13; 13A, 13B, 13C)之间的电流。
5.根据权利要求4所述的电机,其中第一绕组接线端子(11)与第三绕组接线端子(13, 13A, 13B, 13C)之间的线圈(TG1)的数目不等于第三绕组接线端子(13, 13A, 13B, 13C)与第二绕组接线端子(12)之间的线圈(TG2)的数目。
6.根据前述权利要求之一所述的电机,其中绕组装置(30)具有多个彼此平行的子支线(31 , 32; 33, 34),并且其中第一装置(69)具有开关(89),所述开关被构造为在不导通状态下阻止电流通过所述子支线的第一部分,但是不阻止电流通过其余子支线。
7.根据前述权利要求之一所述的电机,其中转子(40)具有通过如下方式生成的非对称性:所述R个转子极(41 , 42, 43, 44, 45, 46)至少部分地具有彼此不同的角延伸(phi_RM)。
8.根据前述权利要求之一所述的电机,其中转子(40)具有通过如下方式生成的非对称性:转子极(41至46)的磁中心与相邻转子极(41至46)的磁中心的角间隔至少部分不等于360°/R。
9.根据前述权利要求之一所述的电机,其中定子(20)具有通过如下方式生成的非对称性:相邻定子极的角间隔至少部分不等于360°/S,其中优选S=2。
10.根据前述权利要求之一所述的电机,其中所述至少一个分组(TG1)包括W个线圈至少之一并且最高W-1个线圈。
11.根据前述权利要求之一所述的电机,其中W = S。
12.根据前述权利要求之一所述的电机,其中输出级(50)具有全桥电路,以便实现第一绕组接线端子(11)与第二绕组接线端子(12)之间的绕组装置(30)在两个方向上的通电。
13.根据前述权利要求之一所述的电机,其中转子磁体(40')具有永磁转子极(41 , 42, 43, 44, 45, 46)或者电磁生成的转子极(41 , 42, 43, 44, 45, 46),其中在电磁生成的转子极(41 , 42, 43, 44, 45,
46)的情况下给每个转子极(41
, 42, 43, 44, 45, 46)分配在运行中被通电的绕阻。
14.用于给电机(10)通电的方法,该电机(10)具有:定子(20),其具有S个定子极(21 , 22, 23, 24, 25, 26);转子(40),其具有转子磁体(40'),所述转子磁体(40')具有R个转子极(41 , 42, 43, 44, 45, 46),其中R等于S;单相绕组装置(30),其具有第一绕组接线端子(11)和第二绕组接线端子(12),其中在第一绕组接线端子(11)与第二绕组接线端子(12)之间电连接有W个线圈;输出级(50),其被构造为实现第一绕组接线端子(11)与第二绕组接线端子(12)之间的电流;
第一装置(13, 13A,
13B, 13C, 55, 56; 69),其被构造为在与输出级(50)协作的情况下使得能够给所述W个线圈中的至少一个分组(TG1 , TG2)通电,其中所述至少一个分组(TG1)包括所述W个线圈中的大于零并且小于W的线圈;
所述方法具有下列步骤:
A)在电机(10)的第一状态(STATE_1
_2)下将输出级(50)激励为使得所有W个线圈通过第一绕组接线端子(11)和第二绕组接线端子(12)被通电;
B)在电机(10)的第二状态(STATE_3,
STATE_4)下将输出级(50)激励为使得所述W个线圈的仅仅所述至少一个分组(TG1 , TG2)被通电。
15.根据权利要求14所述的方法,其中检测电机(10)的转速,并且其中当电机(10)的转速低于预先给定的最小转速时从电机(10)的第一状态(STATE_1 _2)切换到第二状态(STATE_3, STATE_4)。
16.根据权利要求14或15所述的方法,其中在电机起动时切换到第二状态(STATE_3, STATE_4),并且接着切换到第一状态(STATE_3, STATE_4)。
17.根据权利要求14至16之一所述的方法,其中在第一状态(STATE_1 _2)下根据转子(40)的转子位置预先给定第一绕组接线端子(11)与第二绕组接线端子(12)之间的通电的方向。
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