CN118104120A - 外励磁同步电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有电机转子(101)的外励磁同步电机(100)，所述电机转子(101)具有电机转子线圈(103)，所述电机转子线圈(103)在运行期间产生转子磁场。所述同步电机(100)还具有整流器电路(6)，所述整流器电路(6)向电机转子线圈(103)供应DC电压以便产生转子磁场。通过与整流器电路(6)和电机转子线圈(103)并联连接的保护电路(20)以及位于保护电路(20)与整流器电路(6)之间的开关(23)来改进电机转子线圈(103)的退磁，借助于触发电路(24)断开所述开关(23)以便使电机转子线圈(103)退磁。

Description

外励磁同步电机

技术领域

本发明涉及一种具有电机转子线圈的外励磁同步电机，在运行期间，借助于变压器线圈和整流器电路向所述电机转子线圈供应DC电压，并且所述电机转子线圈产生转子磁场。此外，本发明涉及所述外励磁同步电机的使用方法。

背景技术

外励磁同步电机包括固定的定子和在运行期间相对于所述定子围绕旋转轴线旋转的转子，所述定子和所述转子在下文中也被称为电机定子和电机转子。电机转子的转子磁场和电机定子的定子磁场相互作用。在外励磁同步电机中，电机转子所需的转子磁场是外励磁的。为此，电机转子通常包括电机转子线圈，所述电机转子线圈被供应有用于产生磁场的DC电压。可以感应式地向电机转子线圈供应电能。为此，在运行期间，在次级线圈中感应出AC电压。感应出的AC电压经由整流器电路转换为所需的DC电压并供应给电机转子线圈。

从DE 10 2016 207 392 A1中已知一种这样的外励磁同步电机。所述外励磁同步电机具有与电机转子线圈和整流器电路并联的平滑电容。此外，负载元件与电机转子线圈串联连接。负载元件包括两个连接部，它们连接至开关的所连接的开关端子。开关的控制端子经由分压器控制。因此，如果需要，特别是在出现缺陷的情况下，可以对电机转子线圈进行退磁。

发明内容

本发明的目的在于针对前面所提到的类型的外励磁同步电机给出改进的或至少另一个实施例。特别地，本发明的目的在于针对外励磁同步电机给出一个实施例，所述实施例的特征在于具有改进的同步电机的电机转子线圈的退磁。

根据本发明，所述目的通过独立权利要求1的主题来实现。有利的实施例是从属权利要求的主题。

因此，本发明基于如下总体思想：采用保护电路来对外励磁同步电机的电机转子线圈进行退磁，设置所述保护电路用于对与电机转子线圈并联连接的用于电机转子线圈的整流器电路进行过电压保护，其中，布置在所述保护电路与所述整流器电路之间的用于所述电机转子线圈的退磁的开关使所述电机转子线圈与所述整流器电路的电连接断开。因此，保护电路同时用于保护整流器电路以及用于使电机转子线圈退磁。因此，实现了借助于保护电路的简单且可靠的退磁，其中，存储在电机转子线圈中的能量在借助于保护电路的退磁期间被消耗。此外，具有更少的部件和减小的安装空间需求的外励磁同步电机的简化构造因此确保实现退磁。

根据本发明的思想，外励磁同步电机(在下文中也简称为同步电机)包括转子和定子。在下文中，转子也被称为电机转子，定子也被称为电机定子。电机转子包括转子轴，电机转子线圈不可相对旋转地设置在所述转子轴上。在运行期间，电机转子线圈产生磁场，所述磁场在下文中也被称为转子磁场。电机转子线圈包括两个连接部，所述两个连接部在下文中也被称为第一转子线圈端子和第二转子线圈端子。电机定子包括相对于所述电机定子固定的至少一个线圈，其在下文中也被称为电机定子线圈。在运行期间，至少一个电机定子线圈产生磁场，所述磁场在下文中也被称为定子磁场。在运行期间，转子磁场和定子磁场以使得电机转子围绕轴向旋转轴线旋转的方式相互作用。为了产生转子磁场，电机转子线圈需要DC电压，所述DC电压经由线圈向电机转子线圈供应，在运行期间，在所述线圈中感应出AC电压。所述电压在下文中也被称为变压器电压。所述线圈在下文中也被称为变压器次级线圈。因此，变压器次级线圈用于向电机转子线圈供电。变压器次级线圈不可相对旋转地连接到电机转子。整流器电路连接在变压器次级线圈与电机转子线圈之间。在运行期间，整流器电路将在变压器次级线圈中感应出的变压器电压转换成用于电机转子线圈的DC电压。整流器电路被相应地配置。整流器电路包括两个连接部，所述两个连接部在下文中也被称为第一整流器端子和第二整流器端子。保护电路用于保护整流器电路免受过电压，所述保护电路包括两个连接部，所述两个连接部在下文中也被称为第一保护端子和第二保护端子。第一整流器端子连接到第一保护端子，第二整流器端子连接到第二保护端子。此外，以使得保护电路并联连接在电机转子与整流器电路之间的方式使第一保护端子连接到第一转子线圈端子以及使第二保护端子连接到第二转子线圈端子。开关布置在第二整流器端子与第二保护端子之间。此外，同步电机包括触发电路，所述触发电路连接到开关并且被配置为使得所述触发电路断开开关以使电机转子线圈退磁。

这里所述的方向与旋转轴线相关。因此，“轴向”平行于旋转轴线延伸。此外，“径向”横向于旋转轴线延伸。

第一整流器端子和第二整流器端子用于将整流器电路电连接到电机转子线圈并且因此是整流器端子的输出连接部。有利地，整流器电路在输入侧包括用于输入变压器AC电压的两个另外的整流器端子。

有利地，保护电路还用于保护电机转子线圈免受过电压。

整流器电路、保护电路和触发电路有利地不可相对旋转地固定到电机转子。这意味着整流器电路、保护电路和触发电路在运行期间与电机转子一起围绕旋转轴线共同旋转。

在开关的断开状态下，第二整流器端子与第二保护端子之间的电连接断开。与此相反，第二整流器端子与第二保护端子之间的电连接在开关的闭合状态下建立。

基本上，整流器电路可以根据需要进行配置。

优选的是这样的实施例，其中，整流器电路被配置为使得所述整流器电路阻断朝向变压器次级线圈的方向的电流流动。相比之下，整流器电路允许朝向电机转子线圈的方向的电流流动。因此，当开关断开时，电机转子线圈加速退磁。为此，整流器电路可以根据需要进行配置。特别地，为此，整流器电路可以被配置为具有四个二极管的桥式整流器。

有利地，开关仅在对电机转子线圈进行退磁时断开。否则，开关保持闭合，使得正常运行，其中，电机转子线圈被供应有借助于整流器电路提供的DC电压。

有利地，保护电路是这样的：当超过预定极限电压时，所述保护电路消耗超过极限电压的电压。有利地，保护电路包括至少一个负载元件，例如抑制二极管、变阻器、IGBT电路等。

当为了对电机转子线圈进行退磁而断开开关时，电流仅可能经由保护电路流动，这使得存储在电机转子线圈中的能量减少。在此期间，保护电路上高于极限电压的电压升高，使得保护电路消耗能量。同时，减小的转子磁场使得电流换向，从而使得电机转子线圈上的电压的极性反转。这使得电机转子线圈经由保护电路更快地退磁。

开关基本上可以根据需要进行配置，只要可以用触发电路使所述开关断开和闭合。

有利地，开关被配置为晶体管，优选地被配置为MOSFET或IGBT。有利地，还可以在接通状态下以最小损耗操作开关。因此，开关可以可靠地和有效地并且以低的开关电压进行切换。开关包括连接到触发电路的控制端子。此外，开关包括两个开关端子，所述两个开关端子也被称为第一开关端子和第二开关端子。优选地，第二整流器端子连接到第一开关端子，第二保护端子连接到第二开关端子。

当开关被配置为MOSFET时，控制端子对应于栅极，第一开关端子优选地对应于源极，第二开关端子优选地对应于漏极。

基本上，触发电路可以根据需要配置，只要所述触发电路断开开关以使电机转子线圈退磁。

触发电路可以特别地被配置为使得在变压器次级线圈的功能有缺陷的情况下和/或在不存在变压器电压或变压器电压不足的情况下，所述触发电路自动地开启。

在有利的实施例中，触发电路包括分压器。所述分压器使得开关在不存在变压器电压时断开。“不存在”变压器电压既意味着缺失变压器电压，也意味着变压器电压不足。为了在没有变压器电压的情况下使开关断开，所述分压器优选地连接到开关的控制端子和第一开关端子。因此，开关可以独立于控制端子与第一开关端子之间的电压差而断开和闭合。分压器被相应地配置。

实际上，分压器包括两个无源双极、特别是两个电阻器。

可以想到，分压器以使得在没有DC电压经过整流器电路的情况下断开开关的方式连接到整流器电路。“不存在”DC电压既意味着缺失DC电压，也意味着DC电压不足。因此，当整流器电路没有提供DC电压或提供的DC电压不足时，电机转子线圈会退磁。

优选地，借助于电动旋转变压器在变压器次级线圈中感应出变压器电压，所述变压器次级线圈是所述电动旋转变压器的一部分。这使得能量简单、有效和可靠地传输到变压器次级线圈。

因此，同步电机优选地包括电动旋转变压器。旋转变压器包括定子和转子，它们在下文中也被称为旋转变压器定子和旋转变压器转子。旋转变压器定子包括线圈，所述线圈在下文中也被称为变压器初级线圈。旋转变压器定子相对于电机定子固定，旋转变压器转子相对于电机转子是不可旋转的。因此，旋转变压器转子可相对于旋转变压器定子围绕旋转轴线旋转，并且在运行期间与机器转子一起围绕旋转轴线共同旋转。电机转子包括变压器次级线圈。在运行期间，变压器初级线圈和变压器次级线圈感应式地相互作用，以在变压器次级线圈中感应出变压器电压。这意味着在运行期间，变压器初级线圈在变压器次级线圈中感应出变压器电压。

变压器初级线圈和变压器次级线圈可以布置成彼此轴向对置地定位。变压器初级线圈和变压器次级线圈同样可以彼此径向相对地布置。

可以想到这样的实施例，其中，触发电路包括感应式地耦合到变压器初级线圈并且与变压器次级线圈分离的线圈，所述分离的线圈在下文中也被称为触发线圈。在运行期间，变压器初级线圈在触发线圈中感应出电压，所述电压在下文中也被称为触发电压。触发线圈以使得当不存在触发电压的情况下使开关断开的方式连接到分压器。“不存在”触发电压既意味着缺失触发电压，也意味着触发电压不足。因此，一旦借助于变压器初级线圈没有感应出电压或感应出的电压不足，电机转子线圈就会退磁。通过与变压器次级线圈分离的触发线圈，防止或至少减少触发电路对变压器次级线圈的影响。

电机转子线圈的独立退磁可以通过向触发电路进行信号传输来实现，其中，所述触发电路在接收到控制信号时使开关断开。控制信号可以独立于旋转变压器的功能和/或电机转子线圈而产生，并被发送到触发电路。因此，实现了电机转子线圈的退磁的高度灵活性。

为此，同步电机优选地包括用于向触发电路进行无线信号传输的信号传输装置。触发电路被配置为使得当接收到控制信号时，所述触发电路使开关断开。为此，触发电路包括接收器和/或所述触发电路通信地连接到这样的接收器，所述接收器不可相对旋转地固定到机器转子以接收控制信号。

替代地或附加地，当存在缺陷和/或过大的电流流经电机转子线圈时，触发电路可以启动电机转子线圈的退磁。

为此，触发电路优选地包括电流表。电流表被配置为使得所述电流表确定运行期间流经电机转子线圈的电流。触发电路被配置为使得当借助于电流表确定的电流超过预定值时，所述触发电路使开关断开。

基本上，电流表可以根据需要进行配置。特别地，电流表可以包括分流器和/或霍尔传感器。

为了切换开关，触发电路优选地包括连接到电流表的比较器以及连接到比较器和开关的栅极驱动器电路。因此，栅极驱动器电路连接在比较器与开关之间，并且优选地连接到开关的控制端子。

应当理解，电机转子可以包括两个或更多个电机转子线圈。

电机定子有利地包括至少两个电机定子线圈。

优选地，电机定子包括三个或三个的整数倍的电机定子线圈。因此，电机定子线圈的数量优选地对应于3*N，其中，N是大于零的自然数。

基本上，同步电机可以用于任何应用中。

同步电机特别地可以用于机动车辆中，所述机动车辆可包括电池作为用于操作同步电机的电能源。同步电机特别地用于驱动机动车辆，因此所述同步电机特别地被配置为外励磁同步电动机和牵引电动机。

同样地，同步电机作为伺服电动机，可以在运行期间调节调节元件，特别是在机动车辆中。

本发明的其它重要特征和优点从从属权利要求、从附图以及通过附图从相关联的附图描述中获得。

应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，上面提到的并且仍将在下文中解释的特征不仅可以用于所述的相应组合中，而且可以用于其它组合中或单独使用。

附图说明

本发明的优选示例性实施例在附图中示出并且在以下描述中更详细地解释，其中，相同的附图标记涉及相同或相似或功能相同的部件。

附图分别示意性地示出：

图1是具有感应旋转变压器的外励磁同步电机的一部分的等距局部剖视图，

图2至图6：分别为来自机动车辆中的外励磁同步电机的电路图的高度简化的摘录图，

图7是外励磁同步电机的高度简化的剖视图。

具体实施方式

例如在图1至图7中所示的外励磁同步电机100(在下文中也简称为同步电机100)，可用在机动车辆200(参见图2至图6)中。外励磁同步电机100可以用作用于驱动机动车辆200的同步电动机110，即用作牵引电动机120。外励磁同步电机100也可以用作用于调节调节元件的同步电动机110，即用作伺服电动机130。

特别是从图1和图7中明显看出，同步电机100包括转子101。在下文中，转子101也被称为电机转子101。电机转子101包括转子轴102和不可相对旋转地设置在转子轴102上的线圈103(参见图2至图6)。在下文中，线圈103也被称为电机转子线圈103。在运行期间，电机转子线圈103产生磁场，所述磁场在下文中也被称为转子磁场。电机转子线圈103在图1至图6中被表示为电感和欧姆电阻器。同步电机100还包括图7中所示的定子104，其在下文中也被称为电机定子104。同步电机100包括相对于电机定子104固定的至少一个线圈105(参见图7)，其在下文中也被称为电机定子线圈105。在运行期间，至少一个电机定子线圈105产生磁场，所述磁场在下文中也被称为定子磁场。定子磁场和转子磁场在运行期间以使得电机转子101围绕轴向旋转轴线90旋转的方式彼此相互作用。为了产生转子磁场，电机转子101、特别是电机转子线圈103需要DC电压。为了向电机转子线圈103供应DC电压，电机转子线圈103包括两个连接部106、107，所述两个连接部106、107在下文中也被称为第一转子线圈端子106和第二转子线圈端子107。借助于变压器次级线圈5向电机转子线圈103供应DC电压，在运行期间在变压器次级线圈5中感应式地感应出AC电压。

这里所述的方向与旋转轴线90相关。因此，“轴向”平行于旋转轴线延伸。此外，“径向”横向于旋转轴线90延伸。

在所示的示例性实施例中，变压器次级线圈5是电动旋转变压器1的一部分。旋转变压器1包括定子2和转子4。在下文中，定子2被称为旋转变压器定子2。在下文中，转子3被称为旋转变压器转子4。旋转变压器定子2相对于电机定子104不可旋转地固定。旋转变压器转子4相对于电机转子101不可旋转地固定。因此，旋转变压器转子4从而可相对于旋转变压器定子2围绕旋转轴线90旋转。在运行期间，旋转变压器转子4因此与电机转子101一起相对于旋转变压器定子2围绕旋转轴线90共同旋转。对于感应能量传输，旋转变压器定子2包括初级线圈3，旋转变压器转子4包括变压器次级线圈5。在下文中，初级线圈3也被称为变压器初级线圈3。如从图1中可以明显看出，在所示的示例性实施例中，变压器初级线圈3和变压器次级线圈5布置成彼此轴向对置地定位。在运行期间，变压器初级线圈3在变压器次级线圈5中感应出AC电压，所述AC电压在下文中也被称为变压器电压。

为了向电机转子线圈103供应所需的DC电压，整流器电路6连接在变压器次级线圈5与电机转子线圈103之间，如图2至图6明显所示，整流器电路6将变压器电压转换为DC电压。整流器电路6不可相对旋转地固定到电机转子101并且可以是旋转变压器转子4的一部分。

此外，特别是从图1中可以明显看出，在所示的示例性实施例中，旋转变压器1布置在电机转子101的轴向面端上，并且相对于电机转子线圈103且相对于至少一个电机定子线圈105间隔开。

为了在变压器次级线圈5中感应出变压器电压，变压器初级线圈3需要AC电压。如从图2至图6中可以明显看出，在所示的示例性实施例中，变压器初级线圈3经由提供DC电压的电能量源201供电。在所示的示例性实施例中，能量源201是机动车辆200的电池202。为了向变压器初级线圈3供应AC电压，在能量源201与变压器初级线圈3之间设置逆变器电路7。逆变器电路7将能量源201的DC电压转换成用于变压器初级线圈3的AC电压。可以想到，逆变器电路7包括转换器。

如从图1中明显看出，在所示的示例性实施例中，旋转变压器转子4包括电路板8，所述电路板8设有变压器次级线圈5。电路板8被构造成盘状并且具有圆形形状，即以圆盘或环的方式构造。在所示的示例性实施例中，变压器次级线圈5包括电路板8的至少一个迹线9，其在下文中也被称为变压器迹线9。在所示的示例性实施例中，变压器次级线圈5包含至少一个变压器迹线9并且被配置为平面绕组10。

如图1所示，将转子轴102不可相对旋转地固定连接至旋转变压器转子4，这可以经由位于电路板8中心的开口14来实现，转子轴102穿过所述开口14。

如从图1中明显看出，变压器初级线圈3可以被配置为扁平线圈11。此外，从图1明显看出，在所示的示例性实施例中，变压器初级线圈3和变压器次级线圈5布置在磁芯12中、特别是布置在铁氧体芯13中，磁芯12相对于旋转变压器定子2固定。磁芯12在下文中也被称为变压器磁芯12。变压器磁芯12在径向上是敞开的，使得具有变压器次级线圈5的电路板8进入变压器磁芯12中并且可旋转地布置在变压器磁芯12中。此外，变压器磁芯12包括轴向敞开的凹部15，变压器初级线圈3布置在所述凹部15中。

在所示的示例性实施例中，整流器电路6纯粹示例性地配置成具有四个二极管D1-D4(即，第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4)的桥式整流器16。第一二极管D1与第三二极管D3以及第二二极管D2与第四二极管D4分别串联连接并且与变压器次级线圈5和电机转子线圈103并联连接。因此，整流器电路6仅允许流向电机转子线圈103的方向的电流，而阻断流向变压器次级线圈5的方向的电流。

在所示的示例性实施例中，逆变器电路7纯粹示例性地配置为全桥逆变器17，其包括四个晶体管Ta、Tb、Tc、Td和两个开关Sa、Sb。

在输出侧，整流器电路6包括两个连接部18、19，所述两个连接部18、19在下文中也被称为第一整流器端子18和第二整流器端子19。在所示的示例性实施例中，变压器次级线圈5在第一二极管D1与第三二极管D3之间以及在第二二极管D2与第四二极管D4之间连接到整流器电路6。

如从图2至图6中明显看出，保护电路20并联设置在电机转子线圈103与整流器电路6之间，保护电路20保护电机转子线圈103免受过电压。在所示的示例性实施例中，保护电路20被配置为双向抑制二极管30。保护电路20包括两个连接部21、22，所述两个连接部21、22在下文中也被称为第一保护端子21和第二保护端子22。第一保护端子21连接到第一转子线圈端子106，第二保护端子22连接到第二转子线圈端子107。此外，第一保护端子21连接到第一整流器端子18。第二保护端子22经由开关23连接到第二整流器端子19。因此，保护电路20并联连接在电机转子101与整流器电路6之间。在闭合状态下，开关23将第二整流器端子19和第二保护端子22电连接，而在开路状态下，开关23将第二整流器端子19与第二保护端子22之间的电连接断开。触发电路24连接到开关23并且被配置成使得触发电路24断开开关23以使电机转子线圈103退磁。否则，开关23闭合，使得电机转子线圈103产生转子磁场。

当开关23断开时，由于断开的开关23和整流器电路6的配置，来自电机转子线圈103的电流只能经过保护电路20。因此，保护电路20上的电压增加，从而快速达到保护电路20的极限电压。此外，通过减小的转子磁场发生电流的换向。结果是电机转子线圈103上的电压的极性反转。因此，经由保护电路20使得电机转子线圈103快速退磁。

在所示的示例性实施例中，开关23包括控制端子25和两个开关端子26、27。开关端子26、27也被称为第一开关端子26和第二开关端子27。开关23因此被配置为晶体管28，优选地被配置为MOSFET 29。触发电路24连接到控制端子25。此外，第二整流器端子19连接到第一开关端子26，第二保护端子22连接到第二开关端子27。因此，需要低电压来切换开关23。因此，触发电路24可以可靠地和有效地操作。在开关23被配置为MOSFET 29的情况下，控制端子25对应于栅极。此外，在所示的示例性实施例中，第一开关端子26对应于源极，第二开关端子27对应于漏极。

在图3至图5所示的示例性实施例中，触发电路24包括分压器31。分压器31以已知的方式包括两个电阻器R1和R2(即第一电阻器R1和第二电阻器R2)作为无源双极，并且分压器31连接到控制端子25和第一开关端子26。在所示的示例性实施例中，触发电路24还包括电容器Ct。

在图3和图4所示的示例性实施例中，分压器使得在没有变压器电压的情况下、即在缺少变压器电压或变压器电压不足的情况下断开开关23。因此，例如当旋转变压器1不工作时，电机转子线圈103发生退磁。

在图3的示例性实施例中，分压器31经由第一电阻器R1连接到整流器电路6的第四二极管D4，并且因此连接到变压器次级线圈5。此外，第一电阻器R1连接到控制端子25。第二电阻器R2连接到第二整流器端子19和第一开关端子26。当整流器电路6提供缺失DC电压(即，没有DC电压或DC电压不足)时，控制端子25与第一开关端子26之间的电压差下降到开关23的阈值电压以下，开关23断开。结果是，在缺失DC电压经过整流器电路6的情况下，开关23断开并且电机转子线圈103退磁。

在图4的示例性实施例中，触发电路24包括触发线圈32，触发线圈32感应式地耦合到变压器初级线圈3，使得变压器初级线圈3在运行期间在触发线圈32中感应出触发电压。触发线圈32的一个端部连接到第一电阻器R1，其另一个端部连接到第二电阻器R2。第一电阻器R1连接到控制端子25。第二电阻器R2连接到第二整流器端子19和第一开关端子26。在缺失感应触发电压(即，没有感应触发电压或感应触发电压不足)的情况下，控制端子25与第一开关端子26之间的电压差下降到开关23的阈值电压以下，开关23断开。因此，电机转子线圈103退磁。在所示的示例性实施例中，触发电路24还包括并联连接到控制端子25和第一开关端子26的单向抑制二极管Dt，用于限制开关23的控制电压。此外，二极管D5和第三电阻器R3连接在触发线圈32与第一电阻器R1之间。

在图5的示例性实施例中，同步电机1包括用于向触发电路24进行无线信号传输的信号传输装置33。触发电路24被配置为使得当接收到借助于信号传输装置33接收的控制信号时，触发电路24使开关23断开。因此，可以根据需要并且特别是独立于旋转变压器1对电机转子线圈103进行退磁。

在图5所示的示例性实施例中，信号传输装置33包括不可相对旋转地固定到电机转子101的线圈37，其在下文中也被称为转子信号线圈37。此外，信号传输装置33包括相对于电机定子104固定的线圈38，其在下文中也被称为定子信号线圈38。此外，信号传输装置33包括连接在定子信号线圈38上游的信号生成单元39。当期望电机转子线圈103退磁时，信号生成单元39生成控制信号，并且利用定子信号线圈38将所述控制信号传输到转子信号线圈37。在这样做时，转子信号线圈37的功能基本上类似于图4的示例性实施例中的触发线圈32。因此，转子信号线圈37的一个端部连接到第一电阻器R1，其另一个端部连接到第二电阻器R2。第一电阻器R1连接到控制端子25。第二电阻器R2连接到第二整流器端子19和第一开关端子26。同样在图5的示例性实施例中，单向抑制二极管Dt并联连接到控制端子25和第一开关端子26，二极管D5和第三电阻器R3位于转子信号线圈37与第一电阻器之间。

在图6所示的示例性实施例中，触发电路24包括电流表34，其确定在运行期间流经电机转子线圈103的电流。触发电路24被配置为使得当借助于电流表34确定的电流超过预定值时，触发电路24使开关23断开。因此，当过大的电流流经电机转子线圈103时，可以使电机转子线圈103退磁。

在图6所示的示例性实施例中，触发电路24包括连接到电流表34的比较器35以及连接到比较器35和开关23的栅极驱动器电路36。电流表34可以包括分流器40和/或霍尔传感器41。

尽管在图2至图6中仅示出了一个电机转子线圈103，但是如图1所示，电机转子101也可以包括两个或更多个电机转子线圈103。

Claims (13)

1.一种外励磁同步电机(100)，

-具有电机转子(101)，所述电机转子(101)包括转子轴(102)和不可相对旋转地设置在所述转子轴(102)上的电机转子线圈(103)，所述电机转子线圈(103)在运行期间产生转子磁场，所述电机转子线圈(103)包括第一转子线圈端子(106)和第二转子线圈端子(107)，

-具有电机定子(104)，所述电机定子(104)包括相对于电机定子(104)固定的至少一个电机定子线圈(105)，所述电机定子线圈(105)在运行期间产生定子磁场，所述定子磁场与所述转子磁场以使得电机转子(101)在运行期间围绕轴向旋转轴线(90)旋转的方式相互作用，

-具有用于向电机转子线圈(103)供电的变压器次级线圈(5)，所述电机转子线圈(103)不可相对旋转地固定到电机转子(101)，

-具有连接在所述变压器次级线圈(5)与所述电机转子线圈(103)之间的整流器电路(6)，所述整流器电路(6)在运行期间将在所述变压器次级线圈(5)中感应出的变压器电压转换成DC电压，所述整流器电路(6)包括第一整流器端子(18)和第二整流器端子(19)，

-具有用于保护整流器电路(6)免受过电压的保护电路(20)，所述保护电路(20)包括连接到第一整流器端子(18)的第一保护端子(21)和连接到第二整流器端子(19)的第二保护端子(22)，

-其中，以使得所述保护电路(20)并联连接在所述电机转子(101)与所述整流器电路(6)之间的方式使所述第一保护端子(21)连接到所述第一转子线圈端子(106)以及使所述第二保护端子(22)连接到所述第二转子线圈端子(107)，

-具有布置在第二整流器端子(19)与第二保护端子(22)之间的开关(23)，

-具有触发电路(24)，所述触发电路(24)连接到开关(23)并且被配置为使得所述触发电路(24)断开开关(23)以使电机转子线圈(103)退磁。

2.根据权利要求1所述的同步电机，

其特征在于，

所述开关(23)包括连接到所述触发电路(24)的控制端子(25)、连接到所述第二整流器端子(19)的第一开关端子(26)以及连接到所述第二保护端子(22)的第二开关端子(27)。

3.根据权利要求2所述的同步电机，

其特征在于，

-所述触发电路(24)包括分压器(31)，

-所述分压器(31)以使得开关(23)在缺失变压器电压的情况下断开的方式连接到控制端子(25)和第一开关端子(26)。

4.根据权利要求3所述的同步电机，

其特征在于，

所述分压器(31)以使得在缺失DC电压经过整流器电路(6)的情况下断开开关(23)的方式连接到整流器电路(6)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的同步电机，

其特征在于，

-所述同步电机(100)包括电动旋转变压器(1)，

-所述旋转变压器(1)包括具有变压器初级线圈(3)的旋转变压器定子(2)，

-其中，所述旋转变压器定子(2)相对于所述电机定子(104)固定，

-所述旋转变压器包括旋转变压器转子(4)，其具有相对于电机转子(101)不可旋转的变压器次级线圈(5)，

-所述变压器初级线圈(3)和所述变压器次级线圈(5)感应式地相互作用，以在运行期间在所述变压器次级线圈(5)中产生所述变压器电压。

6.根据权利要求5并且根据权利要求3或4所述的同步电机，

其特征在于，

-所述触发电路包括感应式地耦合到所述变压器初级线圈(3)的触发线圈(32)，所述变压器初级线圈(3)在运行期间在所述触发线圈(32)中感应出触发电压，

-所述触发线圈(32)以使得在缺失触发电压的情况下断开开关(23)的方式连接到分压器(31)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的同步电机，

其特征在于，

-所述同步电机(1)包括用于向触发电路(24)进行无线信号传输的信号传输装置(33)，

-所述触发电路(24)被配置为使得当借助于所述信号传输装置(33)接收到控制信号时，所述触发电路(24)使开关(23)断开。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的同步电机，

其特征在于，

-所述触发电路(24)包括电流表(34)，所述电流表(34)确定在运行期间流经所述电机转子线圈(103)的电流，

-所述触发电路(24)被配置为使得当借助于所述电流表(34)确定的电流超过预定值时，所述触发电路(24)使开关(23)断开。

9.根据权利要求8所述的同步电机，

其特征在于，

所述触发电路(24)包括连接到所述电流表(34)的比较器(35)以及连接到所述比较器(35)和所述开关(23)的栅极驱动器电路(36)。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的同步电机，

其特征在于，

所述整流器电路(6)被配置为使得所述整流器电路(6)阻断朝向所述变压器次级线圈(5)的方向的电流流动。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的同步电机，

其特征在于，

所述电机定子线圈(105)的数量为3或3的整数倍。

12.一种根据权利要求1-11中任一项所述的外励磁同步电机(100)的使用方法，所述外励磁同步电机(100)用作机动车辆(200)中的牵引电动机(120)。

13.一种根据权利要求1-11中任一项所述的外励磁同步电机(100)的使用方法，所述外励磁同步电机(100)用作伺服电动机(130)。