DE102007018734A1 - Electrical machine for use as e.g. rear axle, for motor vehicle, has engine rotor supported along perfect axial direction relative to adjustable squirrel cage winding and another rotor, and switching arrangement enabling current flow - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, umfassend einen drehbar gelagerten Motorrotor, der um eine ausgezeichnete Achsrichtung drehbar ist und eine wechselnde Polarität aufweisende, entlang eines Kreisumfangs verteilt angeordnete Permanent-Magnete umfasst, wobei der Kreisumfang konzentrisch mit der ausgezeichneten Achsrichtung ist, welche eine Drehachse des Motorrotors ist, einen Stator mit mindestens einer mittels einer Schaltungsanordnung schaltbaren Kurzschlusswicklung und die Schaltungsanordnung. Die Erfindung betrifft ferner eine Verwendung einer solchen elektrischen Maschine sowie ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine.The The invention relates to an electric machine comprising a rotatable mounted motor rotor, which rotates about an excellent axial direction is and having a changing polarity, along comprises permanent magnets distributed around a circumference, the circumference concentric with the excellent axial direction is, which is a rotation axis of the motor rotor, a stator with at least one switchable by means of a circuit arrangement short-circuit winding and the circuit arrangement. The invention further relates to a use Such an electrical machine and a method of operation an electric machine.
Aus dem Stand der Technik sind viele elektrische Maschinen bekannt, die zum Antreiben von rotierenden Achsen, beispielsweise Kraftfahrzeugachsen, eingesetzt werden. Im Zuge von Überlegungen, wie eine Einsparung fossiler Energieträger möglich ist, wird vermehrt über Hybridantriebssysteme nachgedacht, bei denen eine Verbrennungsmaschine mit einer elektrischen Maschine gekoppelt wird. Die elektrische Maschine kann hierbei einerseits als Antrieb, beispielsweise für ein Kraftfahrzeug, verwendet werden und andererseits als Generator eingesetzt werden, um kinetische Energie des Fahrzeugs bei einem Verzögerungsvorgang in elektrische Energie zu wandeln, die dann in einem Energiespeicher, beispielsweise einer Batterie, gespeichert werden kann. Ein solcher Vorgang wird bei einem Kraftfahrzeug als Rekuperation bezeichnet.Out Many electrical machines are known in the prior art for driving rotating axles, for example motor vehicle axles, be used. In the course of considerations, how a saving fossil energy source is possible, is increasingly over Hybrid propulsion systems thought, in which an internal combustion engine is coupled with an electric machine. The electric Machine can on the one hand as a drive, for example a motor vehicle, used and on the other hand as a generator be used to kinetic energy of the vehicle during a deceleration process into electrical energy, which is then stored in an energy store, For example, a battery can be stored. Such a Operation is referred to in a motor vehicle as recuperation.
Es gibt viele verschiedene Konzepte, eine elektrische Maschine mit einer Verbrennungsmaschine zu koppeln. Bei einem so genannten Einwellen-Parallel-Hybridantrieb ist eine Verbrennungsmaschine über eine Trennkupplung mit der elektrischen Maschine mechanisch verbunden. Diese ist wiederum über ein Getriebe mit der Abtriebsachse des Antriebsstrangs verbunden. Die elektrische Maschine kann sowohl zum Bereitstellen von Drehmoment zusätzlich zu dem von der Verbrennungsmaschine bereitgestellten Drehmoment (geschlossene Trennkupplung), zum ausschließlichen Bereitstellen von Antriebsmoment für die Abtriebsachse (geöffnete Trennkupplung) oder als Generator, sowohl angetrieben durch die Verbrennungsmaschine während des Fahrens als auch bei einem Rekuperationsvorgang bei geöffneter Trennkupplung, eingesetzt werden. Zusätzlich kann die elektrische Maschine verwendet werden, um eine Kurbelwelle der Verbrennungsmaschine bei einem Startvorgang der Verbrennungsmaschine zu beschleunigen.It There are many different concepts, an electric machine to couple to an internal combustion engine. In a so-called single-shaft parallel hybrid drive is an internal combustion engine via a separating clutch with mechanically connected to the electrical machine. This is again about a transmission connected to the output shaft of the drive train. The electric machine can both provide torque in addition to that provided by the internal combustion engine Torque (closed disconnect clutch), to exclusive Providing drive torque for the output shaft (open disconnect clutch) or as a generator, both driven by the internal combustion engine while driving as also during a recuperation process with the disconnect clutch open, be used. In addition, the electric machine used to attach a crankshaft to the internal combustion engine to accelerate a starting process of the internal combustion engine.
Bei einem seriellen Hybridantriebssystem ist die Verbrennungsmaschine mit einem Generator gekoppelt, der die von der Verbrennungsmaschine bereitgestellte kinetische Energie in elektrische Energie umwandelt. Diese wird von einer weiteren elektrischen Maschine, die als Antriebsmotor verwendet wird, in kinetische Energie zurückgewandelt, die eine Abtriebswelle antreibt.at a serial hybrid propulsion system is the internal combustion engine Coupled with a generator, that of the combustion engine provided kinetic energy converts into electrical energy. This is powered by another electric machine, which acts as a drive motor used, converted back to kinetic energy, which drives an output shaft.
Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl weiterer Hybridkonzepte bekannt.Out The prior art is a variety of other hybrid concepts known.
Beispielsweise
ist ein Antriebskonzept der Volkswagen AG bekannt, bei dem die elektrische
Maschine und das Getriebe eines Einwellen-Parallel-Hybridantriebs
durch einen so genannten Magnetisch-Elektrischen Getriebe-Automaten
(MEGA) ersetzt sind. Das Prinzip einer solchen Generator-Elektromotor-Kombination
ist beispielsweise aus der
Die
in der
Eine
mögliche Ausgestaltung eines solchen Stators ist in der
Aus Gewichtsgründen, insbesondere einer Dicke des magnetischen Rückschlusses in den Rotoren, wird eine möglichst hohe Polzahl angestrebt. Daher ist der Aufbau eines Stators für eine bekannte Generator-Motor-Kombination kompliziert und aufwendig. Ferner besteht bei den bekannten Statoren regelmäßig die Gefahr, dass sich aufgrund einer thermischen Erwärmung im Stator Ausdehnungen ergeben, die einen Spalt zu einem im Innern ausgeführten Kühlmantel ergeben. In einem solchen Fall wird eine Wärmeleitung unterbrochen und es besteht die Gefahr einer Überhitzung und Beschädigung der Wicklungen des Stators. Daher müssen bei Konstruktion und Fertigung besondere Qualitätsstandards erreicht werden, die eine Fertigung der Statoren und insgesamt der Generator-Motor-Kombination verteuern.Out Weight reasons, in particular a thickness of the magnetic Conclusion in the rotors, one is possible high number of poles sought. Therefore, the structure of a stator for a known generator-motor combination complicated and expensive. Furthermore, there is regular in the known stators the danger that is due to thermal heating in the stator expansions that give a crack to an inside executed cooling jacket. In such a Case, a heat conduction is interrupted and it exists the risk of overheating and damage the windings of the stator. Therefore, in construction and Manufacturing special quality standards are achieved the one manufacture of the stators and a total of the generator-motor combination expensive.
Eine
bevorzugte Beschaltung der Kurzschlusswicklung ist in der
Koppelt man den Kondensator über eine Leistungselektronik und/oder eine DC/DC-Wandler, so kann der Generator-Motor-Kombination Energie entzogen und in einer Batterie Energie gespeichert werden oder der Generator-Motor-Kombination Energie aus der Batterie zugeführt werden, um beispielsweise über den Motorrotor die Abtriebswelle elektrisch anzutreiben.coupled one the capacitor via a power electronics and / or a DC / DC converter, the generator-motor combination can deprive energy and be stored in a battery of energy or the generator-motor combination Energy from the battery can be supplied to, for example, over To drive the motor rotor, the output shaft electrically.
Das bekannte MEGA-Antriebskonzept bietet zwar eine Reihe von Vorteilen, eine solche Generator-Elektromotor-Kombination lässt sich jedoch nur bei bestimmten Hybridantriebskonzepten einsetzen.The Although the familiar MEGA drive concept offers a number of advantages, Such a generator-electric motor combination can be but only for certain hybrid propulsion concepts use.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektrische Maschine für ein Antriebssystem, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, zu schaffen, mit dem eine Gewichtsersparnis und konstruktive Vereinfachung eines Antriebsstrangs realisiert werden kann. Insbesondere wird eine Verbesserung für Antriebssysteme angestrebt, bei denen vorzugsweise koaxial angeordnete Wellen mit unterschiedlichen Drehmomenten oder Drehzahlen angetrieben werden sollen.task The invention is therefore an electric machine for to provide a drive system, in particular a motor vehicle, with a weight saving and constructive simplification of a Powertrain can be realized. In particular, an improvement sought for propulsion systems, in which preferably Coaxially arranged shafts with different torques or Speeds should be driven.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Verwendung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 sowie ein Verfahren zum Steuern einer elektrischen Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The Object is achieved by an electrical Machine with the features of claim 1, a use with the features of claim 12 and a method for Controlling an electrical machine with the features of the claim 12 solved. Advantageous embodiments of the invention result from the dependent claims.
Hierbei ist vorgesehen, eine eingangs genannte elektrische Maschine so weiter zu entwickeln, dass koaxial zu der ausgezeichneten Achsrichtung, die durch die Drehachse des Motorrotors festgelegt ist, ein weiterer Motorrotor drehbar gelagert ist, der entlang der ausgezeichneten Achsrichtung neben dem Motorrotor angeordnet ist, und ebenfalls eine wechselnde Polarität aufweisende, entlang eines weiteren Kreisumfangs verteilt angeordnete weitere Permanent-Magnete umfasst, wobei der weitere Kreisumfang konzentrisch mit der ausgezeichneten Achsrichtung, d. h. der Drehachse des Motorrotors, ist, und wobei der Motorrotor entlang der ausgezeichneten Achsrichtung relativ zu der mindestens einen schaltbaren Kurzschlusswicklung und dem weiteren Motorrotor verschieblich gelagert ist, und die Schaltanordnung einen Stromfluss in der mindestens einen Kurzschlusswicklung in Abhängigkeit von den Stellungen des Motorrotors und des weiteren Motorrotors ermöglichen kann. Dies bedeutet, dass eine elektrische Maschine geschaffen wird, bei der durch eine Verschiebung des Motorrotors entlang der ausgezeichneten Achsrichtung eine effektive Leiterlänge der mindestens einen Kurzschlusswicklung in dem von den Permanent-Magneten des Motorrotors erzeugten Magnetfeld variabel ist. Hierüber ist ein Moment, das die elektrische Maschine auf dem Motorrotor ausüben kann, oder eine Drehzahl des Motorrotors regelbar. Eine Änderung der effektiven Leiterlänge der mindestens einen Kurzschlusswicklung kann unabhängig von einer effektiven Leiterlänge der mindestens einen Kurzschlusswicklung in dem Magnetfeld des weiteren Motorrotors variiert werden. Hierdurch wird es möglich, auf den Motorrotor und den weiteren Motorrotor unterschiedliche Drehmomente beim Betrieb der elektrischen Maschine zu übertragen. Daher eignet sich die erfindungsgemäße elektrische Maschine als Achsantrieb und/oder Rekuperationseinheit, insbesondere einer nicht aktiv gelenkten Achse, vorzugsweise einer Hinterachse, in einem Landfahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug. Bei einem Einsatz der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine als Antriebseinheit einer nicht aktiv gelenkten Hinterachse eines Kraftfahrzeugs kann so ein ansonsten benötigtes Differenzial eingespart werden. Ist eine Verbrennungsmaschine im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs, d. h. benachbart zu der Vorderachse, angeordnet, so kann zusätzlich eine Kardanwelle zur Übertragung mechanischer Energie entlang einer Längsachse des Kraftfahrzeugs eingespart werden. Der Einsatz der erfindungsgemäß elektrischen Maschine eignet sich somit insbesondere in seriellen Hybridantriebskonzepten.Here, it is provided to further develop an aforementioned electric machine so that coaxially with the excellent axial direction defined by the rotation axis of the motor rotor, another motor rotor rotatably supported along the excellent axial direction adjacent to the motor rotor is also supported a further alternating polarity, distributed along a further circumference arranged distributed further permanent magnets, wherein the further circumference is concentric with the excellent axial direction, ie the axis of rotation of the motor rotor, and wherein the motor rotor along the excellent axial direction relative to the at least one switchable short-circuit winding and the further motor rotor is displaceably mounted, and the switching arrangement can enable a current flow in the at least one short-circuit winding in dependence on the positions of the motor rotor and the further motor rotor. This means that an electric machine is provided in which an effective conductor length of the at least one short-circuit winding in the magnetic field generated by the permanent magnets of the motor rotor is variable by a displacement of the motor rotor along the excellent axial direction. This is a moment that can exert the electric motor on the motor rotor, or a speed of the motor rotor adjustable. A change in the effective conductor length of the at least one short-circuit winding can be varied independently of an effective conductor length of the at least one short-circuit winding in the magnetic field of the further motor rotor. This makes it possible to transmit to the motor rotor and the other motor rotor different torques during operation of the electric machine. Therefore, the invention is elektri cal machine as final drive and / or recuperation, in particular a non-actively steered axle, preferably a rear axle, in a land vehicle, in particular a motor vehicle. When using the electric machine according to the invention as a drive unit of a non-actively steered rear axle of a motor vehicle so an otherwise needed differential can be saved. If an internal combustion engine is arranged in the front region of the motor vehicle, ie adjacent to the front axle, a propeller shaft for transmitting mechanical energy along a longitudinal axis of the motor vehicle can additionally be saved. The use of the electric machine according to the invention is thus particularly suitable in serial hybrid drive concepts.
Es ist somit vorgesehen, die elektrische Maschine mittels eines Verfahrens so zu steuern, dass durch Schaltung der Schaltungsanordnung in Abhängigkeit von den Winkelstellungen des Motorrotors und des weiteren Motorrotors die Drehrichtungen des Motorrotors und des weiteren Motorrotors gesteuert werden und zusätzlich ein Verhältnis einer Drehmomentübertragung auf den Motorrotor und den weiteren Motorrotor durch eine Verschiebung des Motorrotors relativ zu der mindestens einen Kurzschlusswicklung und dem weiteren Motorrotor geregelt wird.It is thus provided, the electrical machine by means of a method to be controlled so that by switching the circuit arrangement in dependence from the angular positions of the motor rotor and the further motor rotor the directions of rotation of the motor rotor and the other motor rotor be controlled and in addition a ratio a torque transmission to the motor rotor and the further motor rotor by a displacement of the motor rotor relative to the at least one short-circuit winding and the further motor rotor is regulated.
Eine verbesserte Regelbarkeit erreicht man bei einer Weiterbildung der Erfindung, bei der zusätzlich der weitere Motorrotor unabhängig von dem Motorrotor entlang der ausgezeichneten Achsrichtung relativ zu der mindestens einen schaltbaren Wicklung verschieblich gelagert ist. Dies bedeutet, dass sowohl der Motorrotor als auch der weitere Motorrotor relativ zu der mindestens einen Kurzschlusswicklung des Stators entlang der ausgezeichneten Achsrichtung verschiebbar gelagert sind. Somit können effektive Leiterlängen in der mindestens einen Kurzschlusswicklung im Magnetfeld des Motorrotors als auch des weiteren Motorrotors variabel eingestellt werden. Hierüber können die Drehzahlen bzw. die Drehmomente, die die Motorrotoren auf ihre jeweiligen Abtriebswellen übertragen, geregelt werden.A improved controllability is achieved in a further development of Invention, in addition to the further motor rotor independently from the motor rotor relative to the excellent axial direction slidably mounted to the at least one switchable winding is. This means that both the motor rotor and the other Motor rotor relative to the at least one short-circuit winding of the Stators slidably mounted along the excellent axis direction are. Thus, effective conductor lengths in the at least one short circuit winding in the magnetic field of the motor rotor as well as the other motor rotor can be variably adjusted. About here can be the speeds or torques that the motor rotors transferred to their respective output shafts, regulated become.
Gegenüber den aus dem MEGA-Konzept bekannten elektrischen Maschinen lässt sich ein Konstruktionsaufwand erheblich verringern, wenn der Stator hohlzylindrisch ausgebildet ist und der Motorrotor und/oder der weitere Motorrotor als Innenläufer ausgebildet sind. Ein als Innenläufer ausgebildeter Rotor lässt sich wesentlich einfacher lagern als ein glockenförmig ausgebildeter Rotor.Across from the known from the MEGA concept electric machines leaves To significantly reduce a design effort when the stator is formed hollow cylindrical and the motor rotor and / or the further motor rotor are designed as internal rotor. One Rotor designed as an internal rotor can be designed store much easier than a bell-shaped Rotor.
Sind sowohl der Motorrotor als auch der weitere Motorrotor als Innenläufer ausgebildet, so ergibt sich der zusätzliche Vorteil, dass der Stator mittels eines außen anliegenden Kühlmantels gekühlt werden kann. Kommt es zu einer Erwärmung des Stators aufgrund von Kupfer- oder Eisenverlusten in dem Stator, so dehnt sich der Stator gegen den ihn umgebenden Kühlmantel aus. Hierdurch ist sichergestellt, dass stets ein guter Wärmekontakt zwischen dem Stator und dem Kühlmantel besteht und eine zuverlässige Kühlung jederzeit gewährleistet ist. Hierdurch wird eine Ausfallsicherheit der elektrischen Maschine gesteigert.are Both the motor rotor and the other motor rotor as an internal rotor formed, so there is the additional advantage that the stator by means of an externally applied cooling jacket can be cooled. Does it come to a warming of the stator due to copper or iron losses in the stator, so The stator expands against the surrounding cooling jacket out. This ensures that always a good thermal contact exists between the stator and the cooling jacket and a reliable cooling guaranteed at all times is. As a result, a reliability of the electrical machine increased.
Vorzugsweise werden der Motorrotor, der weitere Motorrotor, der Stator und die Schaltungsanordnung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Hierdurch wird eine kompakte Bauweise erreicht. Das Gehäuse ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es in einem Motorraum oder freiliegend unter einem Unterboden eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann.Preferably be the motor rotor, the other motor rotor, the stator and the Circuit arrangement arranged in a common housing. As a result, a compact design is achieved. The housing is preferably designed to be in an engine compartment or exposed under an underbody of a motor vehicle can be.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stator fest mit dem Gehäuse verbunden und der Motorrotor und der weitere Motorrotor sind jeweils relativ verschieblich zu dem Gehäuse angeordnet.at In a preferred embodiment, the stator is fixed with connected to the housing and the motor rotor and the other Motor rotor are each relatively displaceable to the housing arranged.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Motorrotor und der weitere Motorrotor identisch oder spiegelbildlich zueinander ausgebildet und weisen insbesondere eine identische Anzahl von eine wechselnde Polarität aufweisenden Permanent-Magneten gleicher Abmessung, Anordnung und Remanenzmagnetisierung auf. Hierdurch wird erreicht, dass bei identischer Überlappung mit der mindestens einen Kurzschlusswicklung identische Momente übertragen werden. Hierdurch wird eine Berechnung, die im Zuge der Steuerung auszuführen ist, vereinfacht. Beispielsweise wird nur eine Berechnungsformel oder eine Tabelle benötigt, um die für eine Stellung relativ der Längsachse wirksame Momentübertragung zu berechnen.at a particularly preferred embodiment of the invention the motor rotor and the further motor rotor are identical or mirror-image formed to each other and in particular have an identical number of alternating polarity permanent magnets same dimension, arrangement and remanent magnetization on. hereby is achieved that with identical overlap with the transmit at least one short-circuit identical moments become. This will make a calculation that will be executed in the course of the control is, simplified. For example, only a calculation formula or a table needed to get that for a position relative to the longitudinal axis effective moment transfer to calculate.
Vorzugsweise sind der Motorrotor und der weitere Motorrotor hinsichtlich der mindestens einen schaltbaren Kurzschlusswicklung verschieblich so angeordnet, dass gleichgroße Überlappungsbereiche zwischen der mindestens einen Kurzschlusswicklung den Permanent-Magneten des Motorrotors einerseits und der mindestens einen Kurzschlusswicklung den weiteren Permanent-Magneten des weiteren Motorrotors andererseits einstellbar sind. Dies bedeutet, dass gleiche effektive Leiterlängen der mindestens einen Kurzschlusswicklung in den Magnetfeldern der beiden Rotoren realisierbar sind. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine so ausgestaltet, dass alle möglichen effektiven Leiterlängen, die sich für den Motorrotor realisieren lassen, ebenfalls zeitgleich für den weiteren Motorrotor realisieren lassen. Hierdurch kann ein symmetrischer Antrieb, beispielsweise einer Hinterachse, bei Geradeausfahrt realisiert werden.Preferably are the motor rotor and the other motor rotor in terms of at least one switchable short-circuit winding arranged slidably so that equal overlap areas between the at least one short-circuit winding the permanent magnet the motor rotor on the one hand and the at least one short-circuit winding the other permanent magnet of the other motor rotor on the other are adjustable. This means that same effective conductor lengths of the at least one short-circuit winding in the magnetic fields of the two Rotors are feasible. Preferably, the electric machine designed so that all possible effective conductor lengths, the can be realized for the motor rotor, also at the same time for the other motor rotor. hereby can be a symmetrical drive, for example a rear axle, be realized when driving straight ahead.
Ferner kann eine Verschiebemechanik genutzt werden, die mit einem ersten Stellglied symmetrisch die beiden Rotoren in entgegengesetzten Richtungen entlang der ausgezeichneten Achsrichtung bewegt, um die effektiven Leiterlängen symmetrisch zu variieren. Ein zweiter Antrieb kann vorgesehen, der den Motorrotor relativ zu dem weiteren Motorrotor so entlang der ausgezeichneten Achsrichtung verschiebt, dass sich asymmetrische, d. h. ungleiche, Leiterlängen der mindestens einen Kurzschlusswicklung bezüglich der beiden Motorrotoren ergibt. Dies bedeutet, dass kleine Drehzahlunterschiede durch das zweite Stellglied realisiert werden können und das erste Stellglied eine grobe Drehzahlvorgabe für beide Motorrotoren regelt.Furthermore, a displacement mechanism ge which symmetrically moves, with a first actuator, the two rotors in opposite directions along the excellent axial direction to symmetrically vary the effective conductor lengths. A second drive may be provided which shifts the motor rotor relative to the further motor rotor along the excellent axis direction such that asymmetrical, ie unequal, conductor lengths of the at least one short circuit winding with respect to the two motor rotors results. This means that small speed differences can be realized by the second actuator and the first actuator regulates a rough speed specification for both motor rotors.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass mit dem Motorrotor ein Stellglied zum Verschieben des Motorrotors entlang der ausgezeichneten Achsrichtung und mit dem weiteren Motorrotor ein weiteres Stellglied zum Verschieben des weiteren Motorrotors entlang der ausgezeichneten Achsrichtung gekoppelt ist, um unabhängig voneinander eine Drehzahl des Motorrotors und eine Drehmomentübertragung zu dem Motorrotor und eine Drehzahl des weiteren Motorrotors und eine Drehzahlübertragung zu dem weiteren Motorrotor regeln zu können. Hierüber wird eine individuelle Drehzahl- bzw. Drehmomentübertragung auf die beiden mit den Motorrotoren verbundenen Abtriebswellen möglich.at another preferred embodiment is provided that with the motor rotor, an actuator for moving the motor rotor along the excellent axis direction and with the other motor rotor another actuator for moving the other motor rotor coupled along the excellent axis direction is independent each other a speed of the motor rotor and a torque transmission to the motor rotor and a speed of the further motor rotor and a Speed transmission to the other motor rotor to regulate can. This is an individual speed or torque transmission to the two with the motor rotors connected output shafts possible.
Wird zusätzlich mit der mindestens einen Wicklung über eine Schaltanordnung mindestens ein Energiespeicher verbunden und eine weitere Regeleinrichtung bereitgestellt, so ist dies vorteilhaft, um einen elektromotorischen Antrieb des Motors und oder des weiteren Motors und eine Rekuperation von auf den Motorrotor und/oder den weiteren Motorrotor einwirkender kinetischer Energie zu ermöglichen.Becomes additionally with the at least one winding over a switching arrangement at least one energy storage connected and provided another control device, this is advantageous to an electric motor drive of the motor and or further Motors and a recuperation of the motor rotor and / or the enable further motor rotor kinetic energy acting.
Um ein verbessertes Laufverhalten des Motorrotors und des weiteren Motorrotors zu erhalten, d. h. einen pulsierenden Momentübertrag, der für geschaltete elektrische Maschinen üblich ist, zu vergleichmäßigen, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass der Stator mehrere separat schaltbare Kurzschlusswicklungen umfasst.Around an improved running behavior of the motor rotor and further Motor rotor to obtain, d. H. a pulsating momentum transfer, the usual for switched electric machines is to even, is at a preferred Embodiment provided that the stator several separately includes switchable short-circuit windings.
Um die Stellungen des Motorrotors und des weiteren Motorrotors detektieren zu können, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass Magnetfeldsensoren zwischen den Permanent-Magneten so angeordnet sind, dass sie jeweils eine Magnetpolorientierung des anderen Motorrotors detektieren können.Around Detect the positions of the motor rotor and the other motor rotor To be able to, is in a preferred embodiment provided that magnetic field sensors between the permanent magnets are arranged so that they each have a magnetic pole orientation of the other motor rotor can detect.
Bei einer bevorzugten Verfahrensweise zum Betreiben einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine ist vorgesehen, dass der Motorrotor und/oder der weitere Motorrotor entlang der ausgezeichneten Achsrichtung relativ zu der mindestens einen Kurzschlusswicklung verschoben werden, so dass sich eine aktive Leiterlänge für eine Wechselwirkung mit dem von den Permanent-Magneten des Motorrotors erzeugten Magnetfeld und/oder weitere aktive Leiterlänge der mindestens einen Kurzschlusswicklung für eine Wechselwirkung mit dem von den weiteren Permanent-Magneten des weiteren Motorrotors verursachten Magnetfeld verändert, und hierüber eine Drehzahl und eine Drehmomentübertragung des Motorrotors und/oder des weiteren Motorrotors gesteuert werden. Dies bedeutet eine Momentenverteilung auf die beiden Rotoren bzw. hiermit verbundenen Antriebsräder. Durch die Rotorverschiebung können beide Radantriebe sowohl als Hochdrehzahl als auch als Hochdrehmoment-Maschine betrieben werden, was zu einer Reduzierung der Eisenverluste (bzw. der ohmschen Verluste) in der elektrischen Maschine führt.at a preferred procedure for operating a novel electric machine is provided that the motor rotor and / or the other motor rotor along the excellent axis direction be moved relative to the at least one short-circuit winding, so that an active conductor length for a Interaction with that of the permanent magnets of the motor rotor generated magnetic field and / or further active conductor length the at least one short-circuit winding for an interaction with that of the other permanent magnets of the other motor rotor caused magnetic field, and over it a speed and a torque transmission of the motor rotor and / or the further motor rotor are controlled. this means a torque distribution on the two rotors or hereby connected Drive wheels. Due to the rotor displacement can both wheel drives both high speed and high torque machine be operated, resulting in a reduction of iron losses (or ohmic losses) in the electric machine.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment explained in more detail with reference to a drawing. Hereby shows:
Die
Konzentrisch
zu der ausgezeichneten Achsrichtung
Der
Motorrotor
Um
den Motorrotor
Ist
die elektrische Maschine
Der
Motorrotor
Die
elektrische Maschine
Die
beschriebene Ausführungsform ist lediglich exemplarisch.
Andere Ausführungsformen, bei denen der Motorrotor oder
der weitere Motorrotor als Außenläufer betrieben
werden, sind ebenso realisierbar. Sind jedoch beide Motorrotoren
als Innenläufer ausgebildet, so kann der Stator
- 11
- elektrische Maschineelectrical machine
- 33
- Statorstator
- 55
- Schaltungsanordnungcircuitry
- 77
- ausgezeichnete Achsrichtungexcellent axially
- 99
- Motorrotormotor rotor
- 1111
- weiterer MotorrotorAnother motor rotor
- 1313
- zylindrische Außenfläche des Motorrotorscylindrical Outside surface of the motor rotor
- 1515
- zylindrische Außenfläche des weiteren Motorrotorscylindrical Outer surface of the other motor rotor
- 1717
- Innenseite des Statorsinside of the stator
- 1919
- Energiespeicherenergy storage
- 2121
- GleichspannungswandlerDC converter
- 2323
- Stellgliedactuator
- 2525
- weiteres Stellgliedadditional actuator
- 2727
- Regeleinheitcontrol unit
- 2929
- Mitte des Statorscenter of the stator
- 3131
- Kühlmantelcooling jacket
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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