CN112236936B - 用于运行电动马达的方法 - Google Patents

用于运行电动马达的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112236936B
CN112236936B CN201980030974.5A CN201980030974A CN112236936B CN 112236936 B CN112236936 B CN 112236936B CN 201980030974 A CN201980030974 A CN 201980030974A CN 112236936 B CN112236936 B CN 112236936B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electric motor
stator
rotor
coils
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201980030974.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112236936A (zh
Inventor
M·安德烈
H·G·陶
N·博内曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GKN Powder Metallurgy Engineering GmbH
Original Assignee
GKN Sinter Metals Engineering GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GKN Sinter Metals Engineering GmbH filed Critical GKN Sinter Metals Engineering GmbH
Publication of CN112236936A publication Critical patent/CN112236936A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112236936B publication Critical patent/CN112236936B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/62Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive for raising the temperature of the motor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066Selective catalytic reduction [SCR]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/03Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/08Cooling; Heating; Preventing freezing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0666Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the motor being of the plane gap type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/586Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps
    • F04D29/588Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps cooling or heating the machine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D3/00Axial-flow pumps
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14Stator cores with salient poles
    • H02K1/146Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2793Rotors axially facing stators
    • H02K1/2795Rotors axially facing stators the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/10Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1433Pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1433Pumps
    • F01N2610/144Control thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00Motor parameters
    • F04B2203/02Motor parameters of rotating electric motors
    • F04B2203/0203Magnetic flux
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2101/00Special adaptation of control arrangements for generators
    • H02P2101/25Special adaptation of control arrangements for generators for combustion engines
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/10Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于运行电动马达(1)的方法,其中,所述电动马达(1)具有至少一个带有至少三个线圈(3、4、5)的第一定子(2)和一个带有至少两个磁体(7、8)的转子(6);其中,所述第一定子(2)和所述转子(6)沿着轴向方向(9)并排地布置,其中,所述线圈(3、4、5)沿着圆周方向(10)并排地布置,其中,所述电动马达(1)至少在如下两种状态下运行:a)在第一状态下,线圈(3、4、5)分别以三相电流的不同的相来运行并且所述转子(6)被置于围绕旋转轴线(11)的旋转之中;b)在第二状态下,线圈(3、4、5)以同相交流电来运行。

Description

用于运行电动马达的方法
技术领域
本发明涉及一种用于运行电动马达的方法,其中,电动马达包括至少一个定子以及一个转子。尤其地,电动马达是轴向磁通马达(AFM)。
背景技术
已知这样的应用,其中除了电动马达的驱动功率之外也可以使用电动马达的加热功率。例如。在输送用于废气处理的尿素水溶液(例如Adblue)时,可能期望加热尿素水溶液。用于驱动泵的电动马达也生成热量,该热量例如可以用于尿素水溶液的解冻。
发明内容
由此出发,本发明的任务是,至少缓解或甚至解决关于现有技术所描述的问题。尤其是应提出一种用于运行电动马达的方法,通过该方法使电机有针对性地用于生成加热功率。
为了解决该任务,提出一种根据本发明的方法。有利的改进方案是本公开文本所记载的其他主题。在本公开文本中单个列举的特征能够以技术上有意义的方式相互组合并且可以通过说明书中的解释性内容和附图中的细节来补充,其中,示出了本发明的其它实施变型方案。
提出一种用于运行电动马达的方法,其中,电动马达具有至少一个带有至少三个线圈的第一定子和一个带有至少两个磁体的转子。第一定子和转子沿着轴向并排地布置。线圈沿着圆周方向(在共同的直径上)并排地布置。电动马达至少在以下两种状态下运行:
a)在第一状态下,线圈分别以三相电流的不同的相来运行,并且将转子置围绕旋转轴线的旋转之中(转速大于零转每分钟);
b)在第二状态下,线圈以同相交流电来运行。
尤其是在第二状态下(暂时地或在可预先给定的时间段内)电动马达的功率消耗仅仅为了加热主体而进行。主体尤其与至少一个定子和转子间隔开地布置。
此外,功率消耗(暂时地或在可预先给定的时间段内)附加地或也仅为了驱动转子而进行,从而转子以大于“0”转每分钟的转速围绕旋转轴线旋转。
在第二状态下,应尤其借助感应来加热主体。例如,主体可以形成电动马达的壳体(或其一部分)。该主体可以形成用于流体的管路,从而可以通过该主体加热流体。
在通过感应加热时,热量直接在主体本身中产生,即不必通过热传导传递。加热功率可良好地控制。为了感应加热,通过定子或者通过定子的线圈产生如下交变磁场,该交变磁场在主体的材料中产生涡流。感应加热也可以穿过非传导材料(例如,储箱壁)进行。环境仅被间接地加热(尤其是由于从被感应加热的主体发出的热辐射或热传导)。
电动马达包括至少一个定子和一个转子。尤其地,电动马达是轴向磁通马达,其包括彼此同轴地并且沿着轴向方向并排地布置的至少一个定子和一个转子。
电动马达的定子尤其具有软磁材料,例如所谓的“软磁性复合材料”(SMC),或者具有电片和SMC的组合。定子的线圈包括优选地由软磁材料压制和烘烤制成的芯部。在此,SMC材料不被烧结。相反,进行低于熔化温度的调温,然而,该调温足以持久保持芯部的几何形状。
转子尤其具有例如在留空部中的永磁体和/或软磁元件。优选地,利用永磁体可以形成永磁激励的同步或无刷直流电动马达,简称BLDC,而例如通过软磁元件可以制造磁阻马达作为电动马达。
尤其利用SMC的定子的结构以及关于转子的其他细节例如也从文献WO 2016/066714A1中得出,在本发明的公开内容的范围中参考并且完全参照所述文献。
电动马达尤其具有小于1000瓦(标称功率)、优选小于500瓦、特别优选小于100瓦的电功率消耗(即最大驱动功率)。
尤其地,电动马达的功率消耗在此一方面为了驱动转子(第一状态)而进行,从而转子以大于“0”转每分钟的转速围绕旋转轴线旋转。另一方面,电动马达的功率消耗为了加热主体(第二状态)而进行。
尤其地,电动马达可以在两个状态下运行,从而转子的驱动通过电动马达在第一状态下的运行实现并且在时间上并行地通过电动马达在第二状态下的运行实现对于主体的加热。
在此,时间上并行尤其意味着,在时间间隔(例如一秒)内,在第一状态和第二状态之间(尤其是总是来回)变换,必要时对于时间间隔的不同长度的子间隔而言进行变换。
用于驱动转子的功率消耗和用于加热主体的功率消耗尤其可以在时间上并行地(即在一个时间间隔内,例如一秒内,交替地)或者也分别仅仅进行(即在该时间间隔内的功率消耗仅用于加热或仅用于驱动)。
尤其地,电动马达(基本上)用于驱动转子。在此,在以第一驱动功率(驱动功率可以视为电动马达的总的当前功率消耗,尤其是最大驱动功率,即例如电动马达的标称功率)来运行电动马达时,以第一加热功率加热主体,该第一加热功率为第一驱动功率(尤其是最大驱动功率)的最高10%、尤其是最高5%并且优选最高1%。尤其是将第一驱动功率的至少90%(或者至少95%或者至少99%)用于驱动转子。
传递到主体上的加热功率尤其是以瓦为单位的电功率,该电功率通过主体中的电阻被转换成热量。
尤其是用于磁体的载体被称为转子。尤其地,转子沿着轴向方向与所述至少一个第一定子间隔开地布置,从而使得转子与其他构件的界限变得明显。
电动马达可以利用电的第二驱动功率来驱动,其中,通过第二电加热功率对主体进行加热;其中,所述第二加热功率为所述第二驱动功率的至少20%、尤其至少50%、优选至少80%。尤其地,使用第二驱动功率的最高80%(或者最高50%或者最高20%)来驱动转子。
因此在此提出,将通过电动马达消耗的电功率(第一或第二驱动功率)的可变的或必要时也为固定的份额转换成热量。该热量应优选在主体中借助感应产生。
尤其是在第一和第二驱动功率数值相等时,可以调整数值上(显著)彼此不同的第一和第二加热功率。
尤其地,电动马达具有带有至少三个线圈的第二定子。转子可以沿着轴向方向布置在第一定子和第二定子之间。用于布置第一定子和转子的实施方案尤其同样适用于第二定子。
转子尤其与如下驱动轴连接,该驱动轴与旋转轴线同轴地延伸。尤其地,驱动轴延伸穿过至少一个定子。
优选地,在径向方向上至少在至少一个定子之内或之外布置有如下导电的主体,该导电的主体至少在电动马达在第二状态下运行时通过感应予以加热。
替代地或附加地,主体可以是转子。为此,转子除了磁体之外还具有被称为主体的载体材料。
尤其地,主体的第一电阻率【欧姆*毫米2/米】低于线圈的芯部的第二电阻率。
尤其地,用于芯部的SMC材料具有高电阻率。尤其地,(例如由钢制成的)主体具有(与用于芯部的材料相比)较低的电阻率。
尤其地,主体恰好用于将所提供的加热功率转换成热量。优选地,主体实施为含铁或铁素体的,从而能够实现有效的加热。尤其地,该主体具有比至少一个线圈的芯部明显更高的铁素体份额。
尤其地,第一电阻率要比第二电阻率要低至少2倍、优选至少5倍、特别优选至少10倍。
通过所述主体尤其可以覆盖对于马达组件的装配而言相关的方面。例如,因为定子插入到主体中,同时径向固定/定向是可能的(必要时通过用于主体和定子的定向的轻微的压配合或间隙配合,以及随后的铸造)。
主体可以构成马达组件的壳体的一部分并可用作装配主体。此外,可以在主体中设置合适的结构,使得支承机构直接压入到主体中。
主体可以通过加热功率达到例如50摄氏度、尤其100摄氏度的最低温度,尤其当环境温度具有比主体的最低温度更低的温度时。优选地,加热功率被调节为使得不超过特定的最大温度、优选100摄氏度。尤其地,主体被快速地加热到最高温度并且供应足够的加热功率,使得尽管热量被传递到例如流体和/或其他构件,但是主体维持该最高温度。
尤其地,直接或间接地测量和/或借助于所输送的加热功率或温度模型来计算或估计主体的温度。
尤其地,至少一个(每个)定子的每个线圈具有芯部,所述芯部从至少一个定子的第一端部朝向第二端部(尤其平行于轴向方向)延伸,其中转子与至少一个第二端部相邻地布置。
主体尤其沿着圆周方向在整个圆周上(沿着径向方向在芯部或线圈之内或之外)延伸并且沿着轴向方向(和与其平行走向的旋转轴线)延伸直至芯部的至少一个第一端部。
优选地,主体在至少一个第一端部上接触线圈的芯部。
尤其地,通过主体如此引导磁通,使得电动马达的电(驱动)功率的尽可能高的份额可以通过所述主体转换成热量。
尤其地,主体从转子的背离第一定子的端侧起沿着轴向方向并且沿着径向方向在线圈之内或之外延伸直至第一端部。
尤其地,主体在至少一个第一端部处沿着径向方向延伸直至至少超过芯部的延伸范围。
尤其地,主体在第二端部处沿着径向方向并且沿着转子的背离第一定子的端侧延伸直至至少超过芯部的延伸范围(在转子上方对齐)。
如果设置有两个定子,则主体尤其从定子的每个第一端部出发延伸直至第二端部或者延伸超过第二端部,从而电动马达的磁通或者通过两个定子的芯部或者通过分别一个定子的芯部予以引导。
所述主体尤其是多件式地构成,其中所述主体的各个部件相互接触或者通过尽可能小的(空气)间隙彼此分开地布置。间隙尤其是最高为一毫米,尤其是最高为0.5毫米,特别优选最高为200微米。尤其地,在转子和主体之间存在这种间隙(该间隙尤其地在垂直于旋转轴线的平面中延伸)。
尤其地,在第二状态下,将加载电动马达的电(驱动)功率的第一份额在至少一个定子中(或在两个定子中一起)转换成热量,并且将第二份额在主体中转换成热量,其中,第一份额为第二份额的最高80%,尤其是至少40%,优选最高20%,特别优选最高5%。
尤其地,通过电动马达可驱动用于输送流体的泵,其中,在第一状态下运行(用于输送流体的)泵,而在第二状态下,至少对能通过泵输送的流体进行加热。
尤其地,在第二状态下所使用的电(驱动)功率为电动马达的标称功率的至少1%、尤其至少10%、优选至少25%、特别优选至少50%。
在第二状态下,线圈以同相交流电来运行。于是尤其不存在多相电流,从而恰好不进行转子的驱动。通过交流电产生如下交变磁场,该交变磁场可以通过感应在主体中产生热量。
但是,电动马达也可以在其他状态下运行,在所述其他状态下,第一状态的和第二状态的运行类型在时间上重叠地(即在时间上至少部分地并行地)或者在时间上相互错开地执行。
替代地或附加地,在此可以使用以下方法:
电动马达具有带有多个线圈的至少一个第一定子和一个带有至少两个磁体的转子。第一定子和转子沿着轴向方向并排地布置。线圈沿着圆周方向(在共同的直径上)并排地布置。在此,转子的旋转速度能够经由电动马达的(每个相的)第一频率信号可变地调整。尤其地,转子的旋转速度与电动马达的第一频率信号成比例地变化。尤其地,由电动马达通过电动马达的第一频率信号传递用于驱动转子的电(驱动)功率(以瓦为单位)并且通过第二频率信号传递用于加热主体的加热功率,其中第一频率信号和第二频率信号(在频率方面)至少相差2倍(尤其相差3倍或甚至5倍)。尤其地,第二频率信号的频率至少是第一频率信号的频率的两倍(三倍或五倍)。
尤其地,第二频率信号如此高频,使得通过第二频率信号例如由于惯性或材料特征值而不能驱动转子。尤其地,由第二频率信号传递的电功率几乎仅仅被转换成热量。
尤其地,第一频率信号和第二频率信号同时相互传递。第一频率信号和第二频率信号可以相互叠加地(即在相同的时刻)传递。因此尤其可行的是,由电动马达消耗的驱动功率可以(几乎任意地)同时地和/或按比例地确定地不仅转换成用于驱动转子的电功率而且转换成用于加热主体的加热功率。
可行的是,第一频率信号和第二频率信号(仅仅)在时间上彼此错开地传递。
优选地,电动马达在第二状态下以第二驱动功率(即电动马达的功率消耗)驱动,该第二驱动功率(基本上)仅为了加热转子而作为第二加热功率传递。在此,尤其不使用电功率来驱动转子。尤其地,尽管电动马达消耗功率(第二驱动功率),转子的转速为“0”转每分钟。
尤其地,电动马达在第二状态下不加速。这尤其意味着,可存在大于转子的零转每分钟的转速,但转子不通过仅用于转换成热量的驱动功率来加速。
此外,还提出一种马达组件,其至少包括如下电动马达,该电动马达具有至少一个带有至少三个线圈的第一定子和一个带有至少两个磁体的转子。第一定子和转子沿着轴向方向并排地(并且彼此同轴地)布置,其中线圈沿着圆周方向(在共同的直径上)并排地布置。在径向方向上至少在至少一个定子之内或之外布置有导电的主体。替代地或附加地,转子形成主体。主体的第一电阻率低于线圈的芯部的第二电阻率。电动马达可以通过已经描述的方法来运行。
此外,提出一种泵组件,其至少包括已经描述的马达组件并且附加地包括如下泵,所述泵能够通过电动马达驱动以输送流体。该主体如此布置,使得可通过泵输送的流体可通过该主体加热。
尤其地,马达组件和/或泵组件具有如下控制单元,所述控制单元适合于且设置用于执行前述方法,从而通过控制单元能至少部分地彼此独立地调节用于驱动转子的电功率和用于加热主体的加热功率。
对该方法的说明同样适用于马达组件和泵组件,反之亦然。
尤其地,至少一个定子与转子流体密封地(必要时也气密地)分开地布置。
因此提出一种方法,其中电动马达一方面用于驱动转子(即用于执行旋转运动)并且另一方面用于借助感应有针对性地加热主体。在此,主体也能够仅被加热并且转子完全不被驱动。这对于可能冻结的流体、像比如在大约-11摄氏度下具有凝固点的尿素水溶液来说是尤其有利的。因此,通过主体一方面能够将储存在储箱中的流体解冻并且随后以增加的程度输送所述流体。
通过电动马达,可以提供特别大的加热功率以供使用,其中,尤其加热功率可以处于标称功率的数量级内。
电动马达尤其是所谓的轴向磁通马达,其中,转子和至少一个定子沿着轴向方向并排地布置。定子具有多个芯部(n*3,其中n=1、2、3、…),所述芯部沿着圆周方向在共同的直径上并排地布置并且分别由线圈围绕。转子具有多个磁体,所述磁体沿着圆周方向在共同直径上(与芯部的直径相同或不同)并排地布置在载体材料上。磁体的数量可以不同于线圈的数量。
作为预防措施,应当注意的是,这里使用的数词(“第一”、“第二”、“第三”…)主要(仅)用于区分多个相同类型的对象、参量或过程,即尤其地不必规定这些对象、参量或过程彼此的相关性和/或顺序。如果需要相关性和/或顺序,则在此明确地说明或者对于本领域技术人员来说在研究具体描述的设计方案时是显而易见的。
附图说明
下面借助附图详细说明本发明以及技术领域。应当指出,本发明不应当受所示实施例的限制。尤其地,只要未明确地另外示出,也可能提取在附图中所阐述的事实情况的部分方面并且与来自本说明书和/或附图的其他组成部分和认识相组合。相同的附图标记表示相同的对象,从而必要时可以补充地考虑来自其他附图的说明。示意性地示出:
图1以透视图示出了电动马达;
图2示出了根据图1的电动马达的一部分的透视图;
图3示出了根据图1的电动马达的在马达组件中的第一透视图;
图4示出了根据图3的马达组件的第二透视图;
图5示出了根据图3和4的马达组件在第二状态下的透视图;
图6示出了根据图3和4的马达组件在第一状态下的透视图;
图7以分解透视图示出马达组件的另一实施变型方案;
图8示出了根据图7的马达组件在第二状态下的透视性的剖视图;
图9示出了根据图7的电动马达组件在(另一)第二状态下的透视性的剖视图;并且
图10以透视图示出了泵组件。
具体实施方式
图1以透视图示出了电动马达1。电动马达1包括至少一个第一定子2和一个转子6。电动马达1是轴向磁通马达,其中定子2和转子6彼此同轴并且沿着轴向方向9并排地布置。转子6具有沿圆周方向10交替的第一磁体7(第一极)和第二磁体8(第二极)。在此设置有六个磁体7、8(各三个)。定子2具有芯部15,所述芯部沿着轴向方向9延伸穿过线圈3、4、5。每个线圈3、4、5连接到三相电流发生器的一个相上。线圈3、4、5沿着圆周方向10以如下顺序布置:第一线圈3、第二线圈4、第三线圈5、第一线圈3等。在此,设置有9个线圈3、4、5(各3个)。
每个芯部15从定子2的第一端部16延伸到定子2的第二端部17,其中转子6与第二端部17相邻地布置。
图2以透视图示出了根据图1的电动马达1的一部分。参照关于图1的说明。
在此,线圈3、4、5未被示出。
图3以第一透视图示出了在马达组件20中的根据图1的电动马达1。图4以第二透视图示出了根据图3的马达组件20。参照关于图1的说明。
马达组件20包括电动马达1和在径向方向13上布置在第一定子2之外的导电的主体14。主体14的第一电阻率高于线圈3、4、5的芯部15的第二电阻率。电动马达1可以利用所述方法运行。
主体14沿圆周方向10在整个圆周上(沿径向方向13在芯部15或线圈3、4、5之外)并且沿轴向方向9(和与其平行延伸的旋转轴线11)从定子2的第二端部17起延伸直至定子2的第一端部16。主体14在第一定子2的第一端部16处接触线圈3、4、5的芯部15。主体14在第一端部16上沿径向方向13延伸直至超过芯部15的延伸范围(图4)。主体14在此形成具有圆柱形区段(从第二端部17出发直至第一端部16)和底部(在第一端部16处)的罐状件。
图5以透视图示出了在第二状态下的根据图3和4的马达组件20。参照关于图3和图4的说明。
在第二状态下,线圈3、4、5以同相交流电来运行。于是不存在多相电流(即在各个电流之间没有相移),从而恰好不进行转子6的驱动。通过交变电流产生如下交变磁场,该交变磁场可以通过经由感应产生的并且传递的磁通22在主体14中产生热量。
通过主体14如此引导磁通22,使得电动马达1的电(驱动)功率的尽可能大的份额可以通过主体14转换成热量。主体14将磁通22从第二端部17出发沿着轴向方向9引导直至第一端部16并且又引导到芯部15中。
所示的箭头示出了利用共同的相产生的并且在一个时刻始终相同强度的磁通22。
图6以透视图示出了在第一状态下的根据图3和4的马达组件20。参照关于图3和图4的说明。
在第一状态下,线圈3、4、5分别以三相电流发生器的不同的相来运行,并且转子6被置于围绕旋转轴线11的旋转之中(转速大于零转每分钟)。所示的箭头示出了根据相在一个时刻上不同强度的磁通22。磁通22在此尤其经由转子6并且返回引导至(分别以相同相运行的线圈3、4、5的)芯部15。在主体15中的磁通22尤其以可忽略的程度产生。
图7以透视性的分解图示出马达组件20的另一实施变型方案。
在此,电动马达1具有第一定子2和第二定子12,其中每个定子2、12分别具有九个线圈3、4、5(即,定子2、12分别具有三个第一线圈3、三个第二线圈4和三个第三线圈5)。转子6沿着轴向方向9布置在第一定子2和第二定子12之间。
马达组件20具有两个主体14。每个主体14从定子2、12的第二端部17出发沿着轴向方向9并且在径向方向13上在线圈3、4、5之外延伸直至相应的定子2、12的第一端部16。每个主体14在第一端部16处沿着径向方向13延伸直至超过芯部15的延伸范围。每个主体14形成具有圆柱形区段(从第二端部17开始到第一端部16)和底部(在第一端部16处)的罐状件。主体14通过所述主体14的端侧在第二端部17处相互接触(参照关于图8和9)。
图8以透视图示出了在第二状态下的根据图7的马达组件1的剖视图。参照关于图7的说明。
在第二状态下,线圈3、4、5以同相交流电来运行。于是不存在多相电流(即在各个电流之间没有相移),从而恰好不进行转子6的驱动。通过交变电流产生如下交变磁场,该交变磁场可以在(多件式的)主体14中通过经由感应产生和传递的磁通22产生热量。
通过主体14如此引导磁通22,使得电动马达1的电(驱动)功率的尽可能大的份额可以通过主体14转换成热量。主体14将磁通22从例如第二定子12的第一端部16出发首先沿着径向方向13并且随后沿着轴向方向9引导直至第一定子2的第一端部16并且在那里经由第一定子2的芯部15沿着轴向方向9经由转子6引导至第二定子12的芯部15并且又引导直至第二定子12的第一端部16。
图9以透视图示出在(另一个)第二状态下的根据图7的马达组件的剖视图。参照关于图8的说明。
与图8不同的是,在此通过分别仅一个定子2、12引导磁通22。(多件式的)主体14将磁通22从例如第二定子12的第一端部16出发首先沿着径向方向13并且随后沿着轴向方向9引导直至第二定子12的第二端部17并且在那里经由第二定子12的芯部15沿着轴向方向9又引导直至第二定子12的第一端部16。这同样适用于第一定子2。磁通22因此例如从第一定子2的第一端部16出发沿着轴向方向9经由第一定子2的芯部15被引导直至第一定子2的第二端部17并且随后经由主体14沿着轴向方向9又被引导直至第一定子2的第一端部16。
图10以透视图示出泵组件21。泵组件21包括电动马达1以及包括附加泵18,该电动马达具有第一定子2(具有线圈3、4、5)和转子6(具有磁体7、8),所述泵能够通过电机1驱动以输送流体19。主体14在此通过转子6的承载磁体7、8的载体材料形成。当通过高频激励加热主体14时,这种布置是特别有利的。
然而优选的是,所述主体14如在图3至9中示出的那样布置,其中流体19通过尽可能有效导热的连接与所述主体连接。
附图标记列表
1 马达
2 第一定子
3 第一线圈
4 第二线圈
5 第三线圈
6转子
7 第一磁体
8第二磁体
9 轴向方向
10 圆周方向
11 旋转轴线
12 第二定子
13 径向方向
14 主体
15 芯部
16 第一端部
17 第二端部
18 泵
19 流体
20 马达组件
21 泵组件
22 磁通。

Claims (10)

1.一种用于运行电动马达(1)的方法,其中,所述电动马达(1)具有至少一个带有至少三个线圈(3、4、5)的第一定子(2)和一个带有至少两个磁体(7、8)的转子(6);其中,所述第一定子(2)和所述转子(6)沿着轴向方向(9)并排地布置,其中,所述线圈(3、4、5)沿着圆周方向(10)并排地布置,其中,所述电动马达(1)至少在如下两种状态下运行:
a)在第一状态下,所述线圈(3、4、5)分别以三相电流的不同的相来运行并且所述转子(6)被置于围绕旋转轴线(11)的旋转之中;
b)在第二状态下,所述线圈(3、4、5)以同相交流电来运行;
其特征在于,在径向方向(13)上至少在至少一个定子(2、12)之内或之外布置有导电的主体(14),所述导电的主体至少在所述电动马达(1)在所述第二状态下运行时通过感应被加热;其中,每个线圈(3、4、5)具有芯部(15),所述芯部从所述第一定子(2)的第一端部(16)起朝向第二端部(17)延伸,其中,所述转子(6)与所述第二端部(17)相邻地布置;其中,所述主体(14)沿着圆周方向(10)在整个圆周上并且沿着轴向方向(9)一直延伸到所述第一端部(16)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述电动马达(1)在两个状态下运行,使得通过在所述第一状态下运行所述电动马达(1)来驱动所述转子(6),并且在时间上并行地通过在所述第二状态下运行所述电动马达(1)来加热主体(14)。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述电动马达(1)具有带有至少三个线圈(3、4、5)的第二定子(12);其中,所述转子(6)沿着所述轴向方向(9)布置在所述第一定子(2)与所述第二定子(12)之间。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述主体(14)的第一电阻率低于线圈(3、4、5)的芯部(15)的第二电阻率。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述主体(14)在所述至少一个第一端部(16)上接触所述线圈(3、4、5)的芯部(15)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,在第二状态下,加载所述电动马达(1)的电功率的第一份额在所述至少一个定子(2、12)中被转换为热量,并且第二份额在所述主体(14)中被转换为热量,其中,第一份额为第二份额的最高80%。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,通过所述电动马达(1)能够驱动用于输送流体(19)的泵(18),其中,在所述第一状态下运行所述泵(18),并且在所述第二状态下至少加热能够通过所述泵(18)输送的流体(19)。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,在所述第二状态下使用的电功率为所述电动马达(1)的标称功率的至少1%。
9.一种马达组件(20),至少包括电动马达(1),所述电动马达具有至少一个第一定子(2)和一个转子(6),所述第一定子具有至少三个线圈(3、4、5),所述转子具有至少两个磁体(7、8);其中,所述第一定子(2)和所述转子(6)沿着轴向的方向(9)并排地布置,其中所述线圈(3、4、5)沿着圆周方向(10)并排地布置;其中,在径向方向(13)上至少在所述至少一个定子(2、12)之内或之外布置有导电的主体(14);其中,每个线圈(3、4、5)具有芯部(15),所述芯部从所述第一定子(2)的第一端部(16)起朝向第二端部(17)延伸,其中,所述转子(6)与所述第二端部(17)相邻地布置;其中,所述主体(14)沿着圆周方向(10)在整个圆周上并且沿着轴向方向(9)一直延伸到所述第一端部(16);其中,所述主体(14)的第一电阻率低于线圈(3、4、5)的芯部(15)的第二电阻率;其中,所述电动马达(1)能够利用根据权利要求1至8中任一项所述的方法来运行。
10.一种泵组件(21),至少包括根据权利要求9所述的马达组件(20)并且附加地包括泵(18),所述泵能够通过所述电动马达(1)驱动以用于输送流体(19);其中,所述主体(14)被如此布置,使得能够通过泵(18)输送的流体(19)能够通过所述主体(14)被加热。
CN201980030974.5A 2018-03-06 2019-03-06 用于运行电动马达的方法 Active CN112236936B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018105129.8 2018-03-06
DE102018105129.8A DE102018105129A1 (de) 2018-03-06 2018-03-06 Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Motors
PCT/EP2019/055561 WO2019170738A1 (de) 2018-03-06 2019-03-06 Verfahren zum betreiben eines elektrischen motors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112236936A CN112236936A (zh) 2021-01-15
CN112236936B true CN112236936B (zh) 2024-07-12

Family

ID=65766987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980030974.5A Active CN112236936B (zh) 2018-03-06 2019-03-06 用于运行电动马达的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11802557B2 (zh)
EP (1) EP3763033B1 (zh)
JP (1) JP7145960B2 (zh)
CN (1) CN112236936B (zh)
DE (1) DE102018105129A1 (zh)
ES (1) ES2935014T3 (zh)
WO (1) WO2019170738A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020111778A1 (de) 2020-04-30 2021-11-04 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Elektrische Schaltung für einen elektrischen Motor
CN113217372A (zh) * 2021-04-21 2021-08-06 苏州市臻湖流体技术有限公司 异步磁热直线泵
DE102021121029B4 (de) 2021-08-12 2024-07-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Verbrennungsmotor und Verfahren zur Dosierung eines Reduktionsmittels in die Abgasanlage eines Verbrennungsmotors
WO2024177475A1 (ko) * 2023-02-21 2024-08-29 주식회사 아모텍 코어레스 타입의 스테이터를 구비한 액시얼 갭 타입 전동기 및 이를 이용한 워터 펌프

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102057229A (zh) * 2008-06-09 2011-05-11 大金工业株式会社 空调机、空调机的制造方法以及压缩机
JP2014150599A (ja) * 2013-01-31 2014-08-21 Rinnai Corp 給湯装置
CN105612348A (zh) * 2013-10-04 2016-05-25 株式会社Tbk 电动泵

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11127559A (ja) * 1997-10-22 1999-05-11 Namiki Precision Jewel Co Ltd 交流エネルギー変換機
JP2000231982A (ja) 1998-12-07 2000-08-22 Usui Internatl Ind Co Ltd 流体の加熱圧送装置
CN1842952A (zh) * 2003-01-31 2006-10-04 莱特工程公司 利用低损耗材料的高效高速电气装置
JP2005012891A (ja) 2003-06-18 2005-01-13 Toyota Central Res & Dev Lab Inc アキシャル型永久磁石モータ
WO2010109407A1 (en) * 2009-03-27 2010-09-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Motor for linear and rotary movement
DE102010035039A1 (de) * 2010-08-20 2012-02-23 Pierburg Gmbh Pumpe mit einem Elektromotor sowie Verfahren zum Einschalten einer derartigen Pumpe
DE202010008965U1 (de) * 2010-11-05 2010-12-30 BITS Zwickau Büromat IT-Systeme GmbH Elektroarbeitsmaschine
WO2012123575A2 (fr) * 2011-03-17 2012-09-20 Somfy Sas Moteur electrique et installation de fermeture ou de protection solaire comprenant un tel moteur
WO2013080377A1 (ja) * 2011-12-02 2013-06-06 株式会社日立産機システム 回転電機及び回転電機装置
DE102012206822A1 (de) * 2012-04-25 2013-10-31 Robert Bosch Gmbh Erwärmung eines Fluids mittels eines Steuergeräts zur Ansteuerung eines bürstenlosen Gleichstrommotors
US20160072362A1 (en) * 2014-09-05 2016-03-10 Steve Michael Kube Hybrid Axial Flux Machines and Mechanisms
GB2531745A (en) 2014-10-28 2016-05-04 Moeller Motors Kg Electrical machines with SMC cores
EP3237745B1 (de) 2014-12-22 2019-02-20 Continental Automotive GmbH Fördervorrichtung zum befördern und zum erwärmen eines mediums
DE102016103051A1 (de) * 2016-02-22 2017-08-24 Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh Pumpenanordnung
JP2019030074A (ja) * 2017-07-27 2019-02-21 株式会社デンソー 回転電機

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102057229A (zh) * 2008-06-09 2011-05-11 大金工业株式会社 空调机、空调机的制造方法以及压缩机
JP2014150599A (ja) * 2013-01-31 2014-08-21 Rinnai Corp 給湯装置
CN105612348A (zh) * 2013-10-04 2016-05-25 株式会社Tbk 电动泵

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018105129A1 (de) 2019-09-12
JP2021516030A (ja) 2021-06-24
US11802557B2 (en) 2023-10-31
US20210017980A1 (en) 2021-01-21
JP7145960B2 (ja) 2022-10-03
WO2019170738A1 (de) 2019-09-12
EP3763033A1 (de) 2021-01-13
CN112236936A (zh) 2021-01-15
ES2935014T3 (es) 2023-03-01
EP3763033B1 (de) 2022-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112236936B (zh) 用于运行电动马达的方法
US9966897B2 (en) System and method for heating ferrite magnet motors for low temperatures
US9543876B2 (en) Three phase flux switching generator in a three stage wound field synchronous machine
CN111602318B (zh) 用于轴向磁通式马达、径向磁通式马达以及横向磁通式马达的转子
IE60295B1 (en) Full flux reversal variable reluctance machine
JP2012120342A (ja) Dcブラシレスモータおよびその制御方法
US10868461B2 (en) Three phase flux switching electric machine with orthogonally oriented magnets
WO2007148722A1 (ja) 超電導コイル装置及び誘導子型同期機
JP7245257B2 (ja) ポンプアセンブリの操作方法、ポンプアセンブリ、タンクアセンブリ及び電気モーター
US20150048704A1 (en) Double stator permanent magnet machine
EP2528207A1 (en) Brushless electric machine
US8482181B2 (en) Three phase synchronous reluctance motor with constant air gap and recovery of inductive field energy
US8373328B2 (en) Pulsed multi-rotor constant air gap switched reluctance motor
WO2007048211A2 (en) Permanent magnet rotor
US20130187586A1 (en) Multi-Pole Switched Reluctance D.C. Motor with a Constant Air Gap and Recovery of Inductive Field Energy
US11844169B2 (en) Rotary-induction heat generator with direct current excitation, extremely small electrical/kinetic efficiency, and extremely high thermal COP
US20100295397A1 (en) Electromechanical Machine
WO2014021912A1 (en) Three phase synchronous reluctance motor with constant air gap and recovery of inductive field energy
JP6917363B2 (ja) 単極複合型非同期モータ
CN103929027A (zh) 一体化集成式开关磁阻型电磁调速电动机
CN101595625A (zh) 用于驱动或发电的多相电气机械
KR20170024744A (ko) 고효율 직류 전동기 및 그 제어방법
Dmitrievskii et al. A multipole single-phase SMC flux reversal motor for fans
WO2013185828A1 (en) Rotating electrical machine with superconducting field coil
Zhang et al. 3D Finite element analysis and experiment for axial sectional claw pole machine with permanent magnet outer rotor

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant