DE10102301C1

DE10102301C1 - Brushless DC motor e.g. for electric vehicle, has integrated electronic regulator for controlling stator winding currents and rotor regulator controlling armature current

Info

Publication number: DE10102301C1
Application number: DE10102301A
Authority: DE
Inventors: Manfred Brandner; Helmut Reitz
Original assignee: Brandner M GmbH
Current assignee: Brandner M GmbH
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2002-09-12
Anticipated expiration: 2021-01-20

Abstract

The motor has a stator with stator windings (1,2), a rotor with a rotor winding (11) and an integrated electronic regulator (5), coupled to a sensor element (10) detecting the rotor position and controlling the currents supplied to the stator windings dependent of the power output. Each of the stator windings is connected in a H-bridge circuit (3,4) with 4 semiconductor switches (S1-S4), the rotor incorporating a rectifier (17) for rectification of the armature current in the rotor winding, with a rotor regulator (15) controlling the armature current dependent on the field strength in the air gap between the rotor and the stator.

Description

Die Erfindung betrifft einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit integrierter Regelelektronik, die über ein Sensorelement eine Rotorlageerkennung durchführt und unter Berücksichtigung der Leistungsanforderung die Bestromung der Statorwicklungen steuert.The invention relates to a brushless DC motor with an integrated Control electronics that perform a rotor position detection and a sensor element taking into account the power requirement the energization of the Controls stator windings.

Es sind bürstenlose Gleichstrommotoren mit integrierter Regelelektronik bekannt, bei denen die jeweilige Leistungsanforderung über die Stellung eines Leistungspedals an die Regelelektronik übermittelt wird. Unter Berücksichtigung der aktuellen Drehzahl und den vorhandenen Lastverhältnissen ermittelt die Regelelektronik den Erregerstrom für die Statorwicklungen. Die Regelelektronik kann an die Betriebsspannung angeschlossen sein, wobei die Erfassung der Rotorlage über einen in den Stator eingebauten Hallsensor erfolgen kann. Derartige Motoren sind als bürstenlose Scheibenläufermotoren konzipiert und sind aufgrund der bürstenlosen elektronischen Kommutierung wartungsfrei.Brushless DC motors with integrated control electronics are known to which the respective power requirement via the position of a power pedal the control electronics is transmitted. Taking into account the current speed and the existing load conditions, the control electronics determine the excitation current for the stator windings. The control electronics can be connected to the operating voltage be connected, the detection of the rotor position via a in the stator built-in Hall sensor. Such motors are considered brushless Disc rotor motors are designed and are due to the brushless electronic Commutation maintenance free.

Aus der DE-OS 19 16 875, der DE 36 07 271 A1 und der US 4 864 199 A sind Synchronmaschinen bekannt, bei denen der Rotorwicklungsstrom durch steuerbare Bauelemente beeinflusst wird. Es werden dort zur Regelung externe Lichtschranken, Steuermagnete oder Spulen herangezogen. Die DE 44 04 889 A1 zeigt einen bürstenlosen Motor, dessen Stator 2 Wicklungen aufweist, die jeweils von einer H- Brückenschaltung bestromt werden. Der Rotor trägt keine Wicklung, sondern ist als Permanentmagnetläufer ausgebildet. Damit entfallen auch Schaltelemente am Rotor. From DE-OS 19 16 875, DE 36 07 271 A1 and US 4 864 199 A Synchronous machines are known in which the rotor winding current through controllable Components is influenced. External light barriers are used to control Control magnets or coils used. DE 44 04 889 A1 shows one brushless motor, whose stator has 2 windings, each of which is Bridge circuit are energized. The rotor does not carry a winding, but is as Permanent magnet rotor trained. This also eliminates switching elements on the rotor.

Um für Elektrofahrzeuge einen geeigneten Elektroantrieb vorsehen zu können, müssen Drehmomenterzeugung, Drehzahlregelung, automatische Drehzahlanpassung bei Kurvenfahrt und Bremsvorgänge bestimmten Anforderungen genügen. Die Drehzahlregelung muss ein von der Stellung des Leistungspedals sowie von den Leistungsverhältnissen abhängiges Drehmoment erzeugen, wobei insbesondere bei Kurvenfahrt eine Differentialfunktion wesentlich ist. Weitere Forderungen bestehen darin, dass die für Elektrofahrzeuge vorgesehenen Radmotoren bzw. auf der Antriebswelle befindlichen Antriebsmotoren eine möglichst geringe Masse haben sollten, um den Federungskomfort und die Straßenlage des Fahrzeugs möglichst wenig zu beeinträchtigen. Weitere Forderungen sind ein sehr guter Wirkungsgrad in allen Betriebszuständen, Wartungsfreiheit über die gesamte Lebensdauer hohe Wirtschaftlichkeit und ein möglichst großes Anfahrmoment, ohne dabei den maximalen Nennbetriebsstrom zu überschreiten.In order to be able to provide a suitable electric drive for electric vehicles, Torque generation, speed control, automatic speed adjustment at Cornering and braking operations meet certain requirements. The Speed control must be based on the position of the power pedal and the Power ratios dependent torque, especially at Cornering a differential function is essential. There are further demands in that the wheel motors intended for electric vehicles or on the Drive motors located drive shaft have the lowest possible mass in order to minimize the suspension comfort and the road holding of the vehicle to affect. Further demands are a very good efficiency in all Operating conditions, high freedom from maintenance over the entire service life Efficiency and the greatest possible starting torque without losing the to exceed the maximum nominal operating current.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem bürstenlosen Gleichstrommotor ein Antriebssystem zu schaffen, welches besonders effizient und zuverlässig arbeitet und dabei möglichst wirtschaftlich ist. Es sollen keinerlei Getriebe (weder Ausgleichs- noch Schaltgetriebe) verwendet werden.The invention has for its object with a brushless DC motor to create a drive system that works particularly efficiently and reliably and is as economical as possible. No gearbox (neither compensating still manual transmission) can be used.

Die Lösung dieser Aufgabe erhält man durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Eine optimale Durchflutung des gesamten Magnetkreises des Gleichstrommotors erhält man dadurch, dass alle Leiter der Stator- und Rotorwicklungen ständig bestromt sind. Dabei werden die Rotorwicklungen durch einen intelligenten Regler stets so bestromt, dass nur das benötigte Drehmoment erzeugt wird. Die gesamten Regeleinrichtungen sind im Gleichstrommotor integriert, so dass nur ein Anschluss für die Betriebsspannung und für die Pedalstellungen eines Leistungspedals und eines Bremspedals erforderlich sind.The solution to this problem is obtained by the specified in claim 1 Characteristics. Optimal flooding of the entire magnetic circuit of the DC motor is obtained by the fact that all conductors of the stator and Rotor windings are constantly energized. The rotor windings are through an intelligent controller is always energized so that only the required torque is produced. All control devices are integrated in the DC motor, so that only one connection for the operating voltage and for the pedal positions Power pedals and a brake pedal are required.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, die Rotorwicklungen durch induktive Stromübertragung durch dass vom Stator erzeugte Statorfeld zu bestromen. Ein verschleißbehafteter Kommutator entfällt dadurch.It is particularly advantageous to use inductive rotor windings Power transmission through the stator field generated by the stator. On this eliminates the need for a commutator with wear.

Die Rotorwicklungen bilden entlang der Rotorempfangsfläche abwechselnd Nord- und Südpole. Der in den Rotorwicklungen induzierte Ankerstrom wird von einem im Rotor angeordneten Gleichrichter gleichgerichtet und in Abhängigkeit von im Luftspalt zwischen Rotor und Stator vorhandener Feldstärke gesteuert. Auf diese Weise kann der Ankerstrom und damit die Magnetisierung des Ankers an die jeweiligen Leistungsanforderungen von einem Regler angepasst werden. Die Feldstärke kann dabei von einem Feldstärkesensor gemessen werden, der einen im Ankerstromkreis befindlichen Widerstand zur Regelung des Ankerstroms steuert.The rotor windings alternately form north and north along the rotor receiving surface South poles. The armature current induced in the rotor windings is generated by one in the rotor arranged rectifier rectified and depending on in the air gap Controlled field strength between rotor and stator. In this way, the Armature current and thus the magnetization of the armature to the respective Performance requirements are adjusted by a controller. The field strength can be measured by a field strength sensor, one in the armature circuit controls the resistance to regulate the armature current.

Eine mit dem Stator in Verbindung stehende Regelelektronik bestimmt anhand der Stellung eines Leistungspedals und eines Bremspedals die jeweilige Leistungsanforderung und veranlasst eine entsprechende Bestromung der Statorwicklungen. Somit erhält man einen kompakten Gleichstrommotor, der wartungsfrei ist und nur wenige elektrische Anschlüsse erfordert.Control electronics connected to the stator determine on the basis of the Position of a power pedal and a brake pedal the respective Performance requirement and initiates a corresponding energization of the Stator windings. This gives you a compact DC motor that is maintenance-free and requires only a few electrical connections.

Die Regelelektronik kann die Pulsbreite des Statorstroms lastabhängig und energieoptimiert regeln, um gegebenenfalls hohe Drehmomente zu erzeugen und einen wirtschaftlichen Betrieb des Gleichstrommotors zu erhalten. Über das Tastverhältnis kann der Statorstrom und damit das Drehmoment bestimmt werden.The control electronics can change the pulse width of the stator current depending on the load regulate in an energy-optimized manner in order to generate high torques and one to maintain economical operation of the DC motor. About the duty cycle the stator current and thus the torque can be determined.

Der Anker besteht gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorzugsweise aus isotropen Blechen mit hoher Permeabilität und Koerzitivkraft und aus Dynamoblechen. Unter Verwendung derartiger Bleche wird für einen als Antriebsmotor dienenden Gleichstrommotor die gewünschte Antriebscharakteristik erhalten.According to a further development of the invention, the anchor preferably consists of isotropic sheets with high permeability and coercive force and made of dynamo sheets. Using such sheets is used as a drive motor for one DC motor get the desired drive characteristics.

Aus Sicherheitsgründen kann die Betriebsspannung für sämtliche elektrische Einrichtungen kleiner oder gleich 42 Volt betragen.For safety reasons, the operating voltage for all electrical Devices less than or equal to 42 volts.

Vorteilhaft ist es weiterhin die Polzahl des Stators bei niedrigen Drehzahlen automatisch umzuschalten, um einen entsprechend geänderten Drehmomentverlauf zu erhalten. It is also advantageous for the number of poles of the stator at low speeds automatically switch to a correspondingly changed torque curve receive.

Der Stator hat vorzugsweise eine Polteilung mit doppelt so vielen Magnetpolen wie der Rotor, wobei am Stator und am Rotor jeweils aufeinanderfolgende Magnetpole gegensinnig gepolt sind. Dadurch wird gewährleistet, dass durch entsprechende Umpolungen am Stator ein jeweils optimales Drehmoment erhalten wird.The stator preferably has a pole pitch with twice as many magnetic poles as that Rotor, successive magnetic poles on the stator and on the rotor are polarized in opposite directions. This ensures that by appropriate Reverse polarity on the stator an optimal torque is obtained.

Die Stator-Magnetpole lassen sich mittels Schaltbrücken in Abhängigkeit von der Rotorposition und in Abhängigkeit von den jeweiligen Leistungsanforderungen umschalten.The stator magnetic poles can be switched as a function of the switching bridges Rotor position and depending on the respective performance requirements switch.

Aufgrund seiner kompakten Abmessungen und eines sehr günstigen Leistungsgewichts kann der Gleichstrommotor in einem Elektrofahrzeug als Antriebsmotor, vorzugsweise als Antriebswellen- oder Radnabenmotor Verwendung finden. Dabei können zwei gegenüberliegend angeordnete Gleichstrommotoren über jeweils eine Antriebswelle ein linksseitiges und ein rechtsseitiges Antriebsrad des Elektrofahrzeuges antreiben.Because of its compact dimensions and a very favorable weight to performance ratio can the DC motor in an electric vehicle as a drive motor, preferably find use as a drive shaft or wheel hub motor. Two can DC motors arranged opposite each other via one drive shaft each drive a left-hand and a right-hand drive wheel of the electric vehicle.

Unter Berücksichtigung der Leistungsanforderung kann die Bestromung der Statorwicklungen derart gesteuert werden, dass eine "Stromtransformation" den Statorstrom deutlich über den Erregerstrom hebt.Taking into account the power requirement, the energization of the Stator windings are controlled so that a "current transformation" Stator current rises significantly above the excitation current.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is illustrated below with the aid of one in the drawing Embodiment explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der elektrischen Einrichtungen des bürstenlosen Gleichstrommotors, Fig. 1 is a block diagram of the electrical facilities of the brushless DC motor,

Fig. 2 einen Ausschnitt des gesamten Magnetkreises des Gleichstrommotors von Fig. 1, Fig. 2 shows a section of the entire magnetic circuit of the DC motor of Fig. 1,

Fig. 3a den prinzipiellen Aufbau des Rotors des Gleichstrommotors in der Seitenansicht und Fig. 3a shows the basic structure of the rotor of the DC motor in side view

Fig. 3b eine am Rotor angeordnete Steuerscheibe in gegenüber Fig. 3a geringfügig vergrößerten Darstellung, FIG. 3b is a rotor arranged on the control disc in respect to FIG. 3a slightly enlarged scale,

Fig. 4a bis 4b den grundsätzlichen Feldlinienverlauf bei unterschiedlicher Polung FIGS. 4a to 4b the basic field pattern at different polarity

Fig. 4c eine andere Darstellung gegenüber Fig. 4b, Fig. 4c another representation as compared with FIG. 4b,

Fig. 5a bis 5e unterschiedliche Stromverläufe und Spannungsverläufe in den Spulen von Stator und Rotor gemäß den Fig. 4a bis 4c, FIGS. 5a to 5e different current waveforms and voltage waveforms in the coils of the stator and rotor shown in FIGS. 4a to 4c,

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel mit zwei Gleichstrommotoren und Fig. 6 shows an embodiment with two DC motors and

Fig. 7 ein detaillierteres Gesamtblockschaltbild für ein Antriebssystem mit zwei parallel betriebenen Gleichstrommotoren. Fig. 7 is a detailed overall block diagram for a drive system with two parallel-driven dc motors.

In Fig. 1 sind die Statorwicklungen 1 und 2 des Stators jeweils in einer H- Brückenschaltung 3, 4 angeordnet, mit denen eine Umpolung des Stromflusses durch die Statorwicklungen 1 und 2 vorgenommen werden kann. Die mögliche Umpolung ist durch die beiden entgegengesetzten Pfeile an den Spulen 1 und 2 angedeutet. Die H- Brückenschaltungen 3, 4 beinhalten jeweils vier steuerbare Halbleiterschalter S1 bis S4, die von einer Regelelektronik 5 angesteuert werden, sowie parallel zu den Halbleiterschaltern angeordnete Dioden D1 bis D4. Die Umschaltung des durch die Statorwicklung fließenden Stroms erfolgt dann zyklisch folgendermaßen:
In Fig. 1, the stator windings 1 and 2 of the stator are each arranged in an H-bridge circuit 3 , 4 , with which the current flow through the stator windings 1 and 2 can be reversed. The possible polarity reversal is indicated by the two opposite arrows on the coils 1 and 2 . The H-bridge circuits 3 , 4 each contain four controllable semiconductor switches S1 to S4, which are controlled by control electronics 5 , and diodes D1 to D4 arranged parallel to the semiconductor switches. The current flowing through the stator winding is then cyclically switched as follows:

1. S2 and S3 are switched through so that they have low resistance. The current now flows from (+) via S2 through the stator winding and via S3 to (-).
2. Then S2 is blocked (high resistance) and S4 is switched through at the same time. The current now flows via S4, the stator winding, to (-).
3. Then S1 and S4 are switched through. The current now overflows from (+) S1 through the stator winding and via S4 to (-).
4. Then S1 is blocked (high resistance) and at the same time S3 is switched through. The current now flows via S3, the stator winding, to (-).

Der Schaltzyklus von 1. bis 4. wiederholt sich dann fortlaufend.The switching cycle from 1st to 4th is then repeated continuously.

An zwei Messwiderständen 6, 7 wird eine dem Feldstrom proportionale Spannung abgegriffen und der Regelelektronik 5 zugeführt, die in Abhängigkeit von der Stellung eines Leistungspedals 8 und eines Bremspedals 9 den Feldstrom der Statorwicklungen steuert.A voltage proportional to the field current is tapped at two measuring resistors 6 , 7 and fed to the control electronics 5 , which controls the field current of the stator windings as a function of the position of a power pedal 8 and a brake pedal 9 .

Die Steuerelektronik erhält außerdem von einem Sensorelement 10 ein die aktuelle Rotorposition repräsentierendes Signal, welches ebenfalls zur Regelung des Feldstroms, der auch als Erregerstrom bezeichnet werden kann, herangezogen wird.The control electronics also receives from a sensor element 10 a signal representing the current rotor position, which is also used to regulate the field current, which can also be referred to as the excitation current.

Der Rotor enthält eine Rotorwicklung 11, welche die doppelte Polteilung wie der Stator besitzt und ebenfalls wechselseitig gepolt ist. Der Rotor besteht, wie in Fig. 3a dargestellt ist, aus isotropen Blechen 12 mit hoher Remanenz und Koerzitivkraft, sowie aus Dynamoblech 13. An einem Pol ist, wie in Fig. 3a dargestellt, ein Feldstärkesensor 14 angebracht, dessen Signal über einen am Rotor angeordneten Regler 15 den Widerstand des Ankerstromkreises so steuert, dass die Feldstärke des Ankerstromes gerade den vorgegebenen Lastverhältnissen entspricht. Außerdem ist am Rotor eine Steuerscheibe 16 angebracht, die in Fig. 3b in axialer Ansicht dargestellt ist. Das in Fig. 1 dargestellte und an die Regelelektronik 5 angeschlossene Sensorelement 10 steht in Wirkverbindung mit der Steuerscheibe 16, um die Rotorposition ständig erfassen und der Regelelektronik 5 mitteilen zu können. The rotor contains a rotor winding 11 which has twice the pole pitch as the stator and is also mutually polarized. As shown in FIG. 3a, the rotor consists of isotropic sheets 12 with high remanence and coercive force, and of dynamo sheet 13 . As shown in FIG. 3a, a field strength sensor 14 is attached to a pole, the signal of which controls the resistance of the armature circuit via a regulator 15 arranged on the rotor such that the field strength of the armature current corresponds precisely to the predetermined load conditions. In addition, a control disk 16 is attached to the rotor, which is shown in an axial view in FIG. 3b. The sensor element 10 shown in FIG. 1 and connected to the control electronics 5 is in operative connection with the control disk 16 in order to be able to continuously detect the rotor position and to be able to communicate this to the control electronics 5 .

In den Fig. 4a bis 4c ist ersichtlich, dass im Luftspalt zwischen Stator und Rotor sich die Felder der Statorspule 1 mit dem Feld der Statorspule 2 und den parallelen Feldern 19, 20 der Rotorspule überlagern. Beim Umpolen der Statorspule 1 ändert sich der Fluss in der Rotorwicklung 11 und induziert eine Spannung in der Rotorwicklung 11. Das selbe geschieht beim Umpolen der Statorspule 2. Die Summe der durch die induzierten Felder erzeugten Ströme ergibt eine Wechselspannung, wie in Fig. 5a bis 5e dargestellt. Dort ist auch der zu den jeweiligen Statorspulen 1, 2 und der Rotorwicklung 11 gehörende Stromverlauf mit unterbrochenen Linien eingezeichnet. In Fig. 5e ist die Summe der Ströme in der Rotorwicklung 11 bei Stillstand des Rotors ohne Gleichrichtung dargestellt.In FIGS. 4a to 4c can be seen that in the air gap between stator and rotor, the fields of the stator coil 1 with the field of the stator coil 2 and the parallel arrays 19, 20 of the rotor coil overlap. When the polarity of the stator coil 1 is reversed, the flux in the rotor winding 11 changes and induces a voltage in the rotor winding 11 . The same happens when the polarity of the stator coil 2 is reversed. The sum of the currents generated by the induced fields results in an alternating voltage, as shown in FIGS. 5a to 5e. The current profile associated with the respective stator coils 1 , 2 and the rotor winding 11 is also shown there with broken lines. In Fig. 5e, the sum of the currents is shown in the rotor winding 11 in the rotor is stationary without rectification.

Die in der Rotorwicklung induzierte Wechselspannung wird dort von dem Regler 15 (Fig. 1) gleichgerichtet, der zu diesem Zweck mit einem Gleichrichterelement 17 ausgerüstet ist.The AC voltage induced in the rotor winding is rectified there by the controller 15 ( FIG. 1), which is equipped with a rectifier element 17 for this purpose.

Durch die Remanenz des Rotorwerkstoffes ist die Zusatzmagnetisierung im Rotor nur bei höheren Leistungserfordernissen notwendig. Über den in Fig. 1 ersichtlichen Feldstärkesensor 14 mit den nachgeschalteten elektrischen Elementen 22, 23 wird die Zusatzmagnetisierung des Rotors durch eine entsprechende Steuerung des Ankerstroms gesteuert.Due to the remanence of the rotor material, the additional magnetization in the rotor is only necessary for higher performance requirements. Via the field strength sensor 14 shown in FIG. 1 with the downstream electrical elements 22 , 23 , the additional magnetization of the rotor is controlled by a corresponding control of the armature current.

Anhand der Fig. 4a bis 4c und der Fig. 2 wird die grundsätzliche Funktion des bürstenlosen Gleichstrommotors erläutert. In Fig. 4a liegen die Pole N und S des Stators exakt den Polen S und N des Rotors gegenüber. Es besteht ein maximaler Energiefluss. Nach einer Umpolung der Spule 1 des Stators ergeben sich Pole entsprechend der Darstellung von Fig. 4b. Hier liegen teilweise gleichsinnige Pole von Stator und Rotor gegenüber, und teilweise auch gegensinnige Pole. Es liegt somit eine labile Neutralstellung vor, so dass der Rotor entsprechend seiner Drehrichtung die nächste Position mit maximalen Energiefluss zu erreichen versucht. Die Drehrichtung des Rotors gibt der Pfeil R an.The basic function of the brushless DC motor is explained with reference to FIGS . 4a to 4c and FIG. 2. In Fig. 4a, the poles N and S of the stator are exactly the poles S and N of the rotor relative to. There is a maximum energy flow. After reversing the polarity of the coil 1 of the stator, poles result as shown in FIG. 4b. Here, the poles of the stator and the rotor face each other in the same direction, and the poles also face each other. There is therefore an unstable neutral position, so that the rotor tries to reach the next position with maximum energy flow in accordance with its direction of rotation. The arrow R indicates the direction of rotation of the rotor.

In Fig. 4c ist die Darstellung der Abwicklung der Umfangsfläche des Rotors nicht nur auf zwei Pole S, N, wie bei den Fig. 4a und 4b, beschränkt. Die erweiterte Darstellung von Fig. 4c zeigt somit einen entsprechend ergänzten Feldlinienverlauf.In Fig. 4c, the representation of the development of the peripheral surface of the rotor is not only limited to two poles S, N, as in Figs. 4a and 4b. The expanded representation of FIG. 4c thus shows a correspondingly supplemented field line course.

In Bezug auf Fig. 2 ist anzumerken, dass dort die Position des Rotors dargestellt ist, wie sie in Fig. 4a vorliegt. Wird nun die Spule 1 wie bei Fig. 4b dargestellt umgepolt, so würde der Rotor versuchen sich in Pfeilrichtung R weiterzudrehen.With regard to FIG. 2, it should be noted that the position of the rotor as shown in FIG. 4a is shown there. If the coil 1 is now reversed as shown in FIG. 4b, the rotor would attempt to continue rotating in the direction of the arrow R.

Fig. 6 zeigt ein Anwendungsbeispiel, bei dem zwei erfindungsgemäße Gleichstrommotoren G1 und G2 als Antriebsmotoren für ein linkseitiges und ein rechtseitiges Antriebsrad A1, A2 eines Elektrofahrzeugs vorgesehen sind. Die Antriebsverbindung zwischen den Gleichstrommotoren und dem jeweils zugehörigen Antriebsrad erfolgt über zugeordnete Antriebswellen W1, W2. Fig. 6 shows an application example of an electric vehicle is provided according to the invention in which two DC motors G1 and G2 as the drive motors for a link-side and a right side drive wheel A1, A2. The drive connection between the DC motors and the associated drive wheel is made via associated drive shafts W1, W2.

In Fig. 7 sind insbesondere die elektrischen Einrichtungen des Gleichstrommotors G1 umfassender dargestellt, während der Gleichstrommotor G2 lediglich in Form eines Schaltungsblocks angedeutet ist.In Fig. 7 in particular, the electrical devices of the DC motor G1 are shown more fully, while the DC motor G2 is merely indicated in the form of a circuit block.

Claims

1.Brushless DC motor with a stator with stator windings ( 1 , 2 ) and a rotor with rotor windings ( 11 ) as well as with integrated control electronics, which performs a rotor position detection via a sensor element ( 10 ) and which takes into account the power requirement, energizing two stator windings ( 1 , 2 ) controls, whereby all conductors of the stator and rotor windings ( 1 , 2 ; 11 ) are constantly energized, and each of the two stator windings ( 1 , 2 ) each with four semiconductor switches (S1-S4) an H-bridge circuit ( 3 , 4 ) forms, a rectifier ( 17 ) arranged in the rotor rectifies the armature current flowing in the rotor windings ( 11 ), and the armature current is controlled by means of a regulator ( 15 ) arranged on the rotor as a function of the field strength present in the air gap between the rotor and the stator.

2. DC motor according to claim 1, wherein the rotor windings ( 11 ) are energized by inductive current transmission through the stator field generated by the stator.

3. DC motor according to one of claims 1 or 2, wherein the rotor windings ( 11 ) along the rotor circumferential surface alternately form north and south poles (N, S).

4. DC motor according to one of the preceding claims, wherein a field strength sensor ( 14 ) measures the field strength and controls the resistance of the armature circuit.

5. DC motor according to one of the preceding claims, wherein the control electronics ( 5 ) receives the respective power request via a power pedal ( 8 ) and a brake pedal ( 9 ) and, depending on the pedal positions and the rotor position, energizes the stator windings ( 1 , 2 ) ,

6. DC motor according to claim 5, wherein the control electronics ( 5 ) regulates the pulse width of the stator current in a load-dependent and energy-optimized manner.

7. DC motor according to one of the preceding claims, wherein the rotor is composed of isotropic sheets ( 12 ) with high permeability and coercive force and of dynamo sheets ( 13 ).

8. DC motor according to one of the preceding claims, wherein the Operating voltage for all electrical equipment less than or equal to 42 volts is.

9. DC motor according to one of the preceding claims, wherein the number of poles of the stator is automatically switched at low speeds.

10. DC motor according to one of the preceding claims, wherein the stator has a pole pitch with twice as many magnetic poles as the rotor, and where successive magnetic poles on the stator and the rotor in opposite directions are poled.

11. DC motor according to claim 10, wherein the stator magnetic poles by means of H-bridge circuits ( 3 , 4 ) are switched depending on the rotor position.

12. DC motor according to one of the preceding claims, wherein the DC motor (G1, G2) in an electric vehicle as a drive motor, preferably serves as a drive shaft motor.

13. DC motor according to claim 12, wherein two DC motors (G1, G2) one left-hand and one right-hand one each via a drive shaft (W1, W2) Drive the drive wheel (A1, A2).

14. DC motor according to claim 1, wherein the semiconductor switches (S1 to S4) one diode (D1 to D4) is connected in parallel.