DE102011078994A1 - Electric machine for a steering drive - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine rotatorische elektrische Maschine (1), insbesondere eine hybriderregte Gleichstrommaschine, für einen Lenkantrieb zum Einsatz in einer Lenkunterstützung, umfassend: – einen Rotor (6) mit einer Rotorwicklung mit Rotorspulen (10); – einen Kommutator (9) zum mechanischen Kommutieren der Rotorspulen (10) der Rotorwicklung; – einen Stator (2) mit einem oder mehreren in axialer Richtung benachbarten Erregersystemen (E1, E2), die jeweils eine Anordnung von Statorpolen (3, 4) in Umfangsrichtung vorsehen, wobei die Statorpole mindestens eines der Erregersysteme (E1, E2) einen oder mehrere Permanentmagnetpole (3) und einen oder mehrere elektrisch erregbare Passivpole (4) aufweisen.The invention relates to a rotary electric machine (1), in particular a hybrid-excited DC machine, for a steering drive for use in steering assistance, comprising: a rotor (6) having a rotor winding with rotor coils (10); Figs; a commutator (9) for mechanically commutating the rotor coils (10) of the rotor winding; Figs; a stator (2) having one or more exciter systems (E1, E2) which are adjacent in the axial direction, each providing an arrangement of stator poles (3, 4) in the circumferential direction, wherein the stator poles of at least one of the exciter systems (E1, E2) comprise one or more Permanent magnetic poles (3) and one or more electrically excitable passive poles (4).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Maschinen, insbesondere hybriderregte Gleichstrommaschinen zur Verwendung in Lenkantrieben für elektrisch unterstützte Lenkungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung den Aufbau einer hybriderregten Gleichstrommaschine für die Lenkunterstützung.The present invention relates to electric machines, in particular to hybrid-excited DC machines for use in steering drives for electrically assisted steering systems. In particular, the present invention relates to the construction of a hybrid-excited DC machine for steering assistance.

Stand der TechnikState of the art

Bei elektrisch unterstützten Lenkungen greift ein Elektromotor in die Lenkung ein, um die vom Fahrer ausgeübte Lenkkraft zu verstärken. Hierzu ist es üblich, den Lenkantrieb über ein Getriebe starr mit dem Lenkrad zu koppeln. Eine solche Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass Drehmomentschwankungen des Lenkantriebs am Lenkrad spürbar sind, wodurch der Fahrkomfort beeinträchtigt werden kann.In electrically assisted steering, an electric motor engages the steering to amplify the steering effort exerted by the driver. For this purpose, it is customary to couple the steering drive rigidly with the steering wheel via a transmission. However, such an arrangement has the disadvantage that torque fluctuations of the steering drive on the steering wheel are noticeable, whereby the ride comfort can be affected.

Weiterhin muss es im Fehlerfall, in dem der Lenkantrieb ausfällt, dem Fahrer weiterhin möglich sein, das Fahrzeug zu lenken, auch ohne dass der Lenkantrieb die Lenkung unterstützt.Furthermore, in the event of a fault in which the steering drive fails, the driver must still be able to steer the vehicle, even without the steering drive assisting the steering.

Aus diesen Gründen werden an elektrische Lenkantriebe für Lenksysteme in Kraftfahrzeugen sehr hohe Anforderungen bezüglich der zulässigen Drehmomentschwankungen des an der Lenkstange erzeugten Antriebsmoments gestellt. Die in herkömmlichen elektrischen Maschinen entstehenden Oberwellen und die daraus resultierenden Oberwellenmomente, die zu starken Schwankungen des Drehmoments führen, können durch geeignete Konstruktion der elektrischen Maschine reduziert werden. Insbesondere wird die Konstruktion so vorgesehen, dass die Oberwellen möglichst gering sind oder die Auswirkungen auf den Drehmomentverlauf reduziert sind. For these reasons, very high demands are made on electric steering drives for steering systems in motor vehicles with respect to the permissible torque fluctuations of the drive torque generated on the handlebar. The resulting in conventional electric machines harmonics and the resulting harmonic torques that lead to large fluctuations in torque can be reduced by appropriate design of the electric machine. In particular, the design is provided so that the harmonics are as low as possible or the effects on the torque curve are reduced.

Eine weitere wesentliche Anforderung an Lenkantriebe ist die Beherrschung von Störungen und Fehlern in der elektrischen Maschine des Lenkantriebs. Im Gegensatz zu elektrisch erregten Maschinen ist es bei permanentmagneterregten elektrischen Maschinen nicht möglich, das magnetische Feld abzuschalten. Dies kann im Fehlerfall, wie beispielsweise bei Kurzschlüssen in der Wicklung, zu erheblichen Bremsmomenten führen. Überschreiten die Bremsmomente im Fehlerfall bestimmte Grenzen, so kommt dies einem Blockieren der Lenkung gleich.Another essential requirement of steering drives is the control of faults and errors in the electrical machine of the steering drive. In contrast to electrically excited machines, it is not possible to switch off the magnetic field in permanent magnet-excited electrical machines. This can lead to significant braking torque in the event of a fault, such as short circuits in the winding. If the braking torques exceed certain limits in the event of a fault, this is the same as blocking the steering.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Maschine für einen Lenkantrieb zur Verfügung zu stellen, die eine geringe Ausfallwahrscheinlichkeit aufweist und bei der im Fehlerfall nur geringe Bremsmomente auftreten.It is therefore an object of the present invention to provide an electric machine for a steering drive available, which has a low probability of failure and occur in the event of an error only small braking torques.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird durch die elektrische Maschine zum Einsatz in einem Lenksystem gemäß Anspruch 1 sowie durch den Antrieb gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.This object is achieved by the electric machine for use in a steering system according to claim 1 and by the drive according to the independent claim.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the present invention are specified in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt ist eine rotatorische elektrische Maschine, insbesondere eine hybriderregte Gleichstrommaschine, für einen Lenkantrieb zum Einsatz in einer Lenkunterstützung vorgesehen. Die elektrische Maschine umfasst:

  • – einen Rotor mit einer Rotorwicklung mit Rotorspulen;
  • – einen Kommutator zum mechanischen Kommutieren der Rotorspulen der Rotorwicklung;
  • – einen Stator mit einem oder mehreren in axialer Richtung benachbarten Erregersystemen, die jeweils eine Anordnung von Statorpolen in Umfangsrichtung vorsehen,
wobei die Statorpole mindestens eines der Erregersysteme einen oder mehrere Permanentmagnetpole und einen oder mehrere elektrisch erregbare Passivpole aufweisen. According to a first aspect, a rotary electric machine, in particular a hybrid-excited DC machine, is provided for a steering drive for use in a steering assistance. The electric machine includes:
  • A rotor having a rotor winding with rotor coils;
  • A commutator for mechanically commutating the rotor coils of the rotor winding;
  • A stator with one or more exciter systems adjacent in the axial direction, each of which provides an arrangement of stator poles in the circumferential direction,
wherein the stator poles of at least one of the excitation systems have one or more permanent magnet poles and one or more electrically excitable passive poles.

Eine Idee der obigen elektrischen Maschine besteht darin, die Vorteile einer mechanisch kommutierten Gleichstrommaschine mit einer Möglichkeit zur Feldschwächung des bei einer Gleichstrommaschine normalerweise nicht veränderbaren Statormagnetfelds zu kombinieren. Insbesondere kann bei der Gleichstrommaschine der Aufwand für die Ansteuerung im Vergleich zu elektronisch kommutierten elektrischen Maschinen deutlich reduziert werden. Weiterhin benötigt die obige elektrische Maschine keinen Lagesensor bzw. keine Lageerfassung für eine elektronische Kommutierung, da diese Funktion durch den mechanischen Kommutator übernommen wird. One idea of the above electrical machine is to combine the advantages of a mechanically commutated DC machine with a possibility of field weakening of the stator magnetic field normally not changeable in a DC machine. In particular, in the case of the DC machine, the outlay for the control can be significantly reduced in comparison with electronically commutated electrical machines. Furthermore, the above electrical machine requires no position sensor or position detection for electronic commutation, since this function is taken over by the mechanical commutator.

Auch ist die Ansteuerung einfacher, da bei mechanisch kommutierten elektrischen Maschinen zum Einstellen des Drehmoments bzw. der Leistung lediglich eine so genannte H-Brücke erforderlich ist, die mit vier Halbleiterschaltern realisiert werden kann. Im Gegensatz dazu würde eine elektronisch kommutierte elektrische Maschine mit drei Phasen bereits sechs Halbleiterschalter benötigen. Also, the control is easier, since in mechanically commutated electrical machines for adjusting the torque or the power only a so-called H-bridge is required, which can be realized with four semiconductor switches. In contrast, an electronically commutated three-phase electric machine would already require six semiconductor switches.

Weiterhin ergeben sich Vorteile durch den Wegfall von Permanentmagneten im Stator. Eine permanentmagneterregte Gleichstrommaschine weist einen Drehzahlverlauf über dem Drehmoment auf, der der Kennlinie einer Nebenschlussmaschine entspricht. Der Kurvenverlauf entspricht einer Geraden und schneidet die beiden Achsen zum einen bei der Leerlaufdrehzahl und zum anderen beim Kurzschlussmoment. Bei Lenkantrieben wäre eine Kennlinie mit ausgeprägtem Feldschwächbereich wünschenswert, was jedoch bei permanentmagneterregten Gleichstrommaschinen nicht zu erreichen wäre, da dort die Kommutierung durch die feste Anordnung des Kommutators und der Permanentmagnete festgelegt ist. Die obige elektrische Maschine bietet eine Möglichkeit der Variation des Erregermagnetfelds durch Vorsehen von elektrisch erregbaren Passivpolen, so dass die Maschine in einem Feldschwächungsbetrieb betreibbar ist. Furthermore, there are advantages through the elimination of permanent magnets in the stator. A permanent magnet DC machine has a speed curve over the torque, which corresponds to the characteristic of a shunt machine. The curve corresponds to a straight line and intersects the two axes on the one hand at the idle speed and the other at the short-circuit torque. For steering drives, a characteristic curve with a pronounced field weakening range would be desirable, but this would not be possible with permanent magnet-excited direct current machines, since the commutation is determined there by the fixed arrangement of the commutator and the permanent magnets. The above electric machine offers a possibility of varying the exciting magnetic field by providing electrically energizable passive poles, so that the machine is operable in a field weakening operation.

Ein weiterer Nachteil einer permanentmagneterregten Gleichstrommaschine besteht in ihrem im Fehlerfall auftretenden Bremsmoment. Bei einem Klemmenkurzschluss überschreitet das Bremsmoment von permanentmagneterregten mechanisch kommutierten Gleichstrommaschinen sehr rasch die Grenzen für das maximal zulässige Bremsmoment, da das Bremsmoment proportional zur Drehzahl der Gleichstrommaschine ist. Die obige elektrische Maschine reduziert das Bremsmoment im Fehlerfall, da nur ein Teil der Statorpole mit Permanentmagneten versehen ist.Another disadvantage of a permanent magnet DC machine is their occurring in case of failure braking torque. In a terminal short circuit, the braking torque of permanent magnet excited mechanically commutated DC machines very quickly exceeds the limits for the maximum allowable braking torque, since the braking torque is proportional to the speed of the DC machine. The above electric machine reduces the braking torque in case of failure, since only a part of the stator poles is provided with permanent magnets.

Weiterhin können für in mindestens einem des einen oder der mehreren Erregersysteme jeweils zwei der Permanentmagnetpole einander gegenüberliegend und mit bezüglich einer Richtung zum Rotor zueinander entgegengesetzter Polung vorgesehen sein, wobei jeweils zwei Passivpole einander gegenüberliegend angeordnet sind.In addition, for at least one of the one or more excitation systems, two of the permanent magnet poles may be provided opposite one another and with opposite polarity relative to one another with respect to a direction to the rotor, wherein two passive poles are arranged opposite one another.

Gemäß einer Ausführungsform können in mindestens einem der Erregersysteme mindestens einer der Permanentmagnetpole und einer der Passivpole einander gegenüberliegend angeordnet sein.According to one embodiment, at least one of the permanent magnet poles and one of the passive poles can be arranged opposite one another in at least one of the exciter systems.

Es kann vorgesehen sein, dass mindestens in einem der Erregersysteme die Passivpole jeweils mit einer Erregerspule versehen sind, um diese elektrisch zu erregen. It can be provided that at least in one of the excitation systems, the passive poles are each provided with an exciter coil in order to excite them electrically.

In mindestens einem der Erregersysteme können mehrere Statorpole, die mindestens einen Passivpol enthalten, von einer Erregerspule umschlossen sein, um diese elektrisch zu erregen. In at least one of the exciter systems, a plurality of stator poles containing at least one passive pole may be enclosed by an exciter coil to electrically excite them.

Zwischen zwei der Erregersysteme kann eine senkrecht zu einer Achsrichtung des Rotors angeordnete Erregerspule vorgesehen sein, die zwischen den Statorpolen der zwei Erregersysteme verläuft. Between two of the exciter systems, an excitation coil arranged perpendicular to an axial direction of the rotor can be provided which extends between the stator poles of the two exciter systems.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass in dem einem oder den mehreren Erregersysteme ein oder mehrere Folgepole vorgesehen sind, die nicht elektrisch erregbar sind. It may further be provided that one or more follower poles are provided in the one or more excitation systems, which are not electrically excitable.

Mindestens einer der Folgepole kann unmittelbar zwischen einem Permanentmagnetpol und einem Passivpol angeordnet sein.At least one of the following poles can be arranged directly between a permanent magnet pole and a passive pole.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Rotor sich im Wesentlichen über die axiale Länge von mehreren der Erregersysteme erstrecken, so dass die Rotorspulen über mehrere Erregersysteme verlaufen.According to a further embodiment, the rotor may extend substantially over the axial length of a plurality of the excitation systems, so that the rotor coils extend over a plurality of exciting systems.

Ferner können die Rotorspulen der Rotorwicklung in Reihe verschaltet sein. Dies hat den Vorteil, dass dadurch die an den verschiedenartigen Statorpolen unterschiedlichen induzierten Spannungen ausgeglichen werden können. Furthermore, the rotor coils of the rotor winding can be connected in series. This has the advantage that it can compensate for the different voltages induced at the different stator poles.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Antrieb vorgesehen. Der Antrieb umfasst:

  • – die obige elektrische Maschine;
  • – eine Treiberschaltung zum Bereitstellen eines Rotorstroms zum Bestromen der Rotorwicklung;
  • – eine Erregerschaltung zum Bestromen einer Erregerwicklung zum elektrischen Erregen der Passivpole;
  • – eine Steuereinheit zum Ansteuern der Treiberschaltung, um einen gewünschten Rotorstrom bereitzustellen, und der Erregerschaltung, um einen gewünschten Erregerstrom bereitzustellen.
In another aspect, a drive is provided. The drive includes:
  • - the above electric machine;
  • A driver circuit for providing a rotor current for energizing the rotor winding;
  • - An excitation circuit for energizing a field winding for electrically energizing the passive poles;
  • A control unit for driving the driver circuit to provide a desired rotor current and the energizing circuit for providing a desired exciting current.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Antrieb vorgesehen, umfassend:

  • – die obige elektrische Maschine, wobei eine Erregerwicklung und eine über den Kommutator angeschlossene Rotorwicklung in Reihe geschaltet sind;
  • – eine Treiberschaltung zum Bereitstellen eines Stroms zum Bestromen der Reihenschaltung der Erregerwicklung und der Rotorwicklung;
  • – eine Steuereinheit zum Ansteuern der Treiberschaltung, um einen gewünschten Strom durch die Erregerwicklung und die Rotorwicklung bereitzustellen.
According to a further aspect, a drive is provided, comprising:
  • - The above electrical machine, wherein a field winding and connected via the commutator rotor winding are connected in series;
  • - A driver circuit for providing a current for energizing the series connection of the field winding and the rotor winding;
  • A control unit for driving the driver circuit to provide a desired current through the field winding and the rotor winding.

Weiterhin kann eine Gleichrichterschaltung vorgesehen sein, um entweder den Strom durch die Rotorwicklung oder den Strom durch die Erregerwicklung gleichzurichten.Furthermore, a rectifier circuit may be provided to rectify either the current through the rotor winding or the current through the field winding.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:

1a bis 1c eine schematische Querschnittsdarstellung einer hybriderregten Gleichstrommaschine und eine Darstellung der Polung der Statorpole bei verschiedenen Erregungen; 1a to 1c a schematic cross-sectional view of a hybrid excited DC machine and a representation of the polarity of the stator poles at different excitations;

2a bis 2c eine schematische Querschnittsdarstellung einer hybriderregten Gleichstrommaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform und eine Darstellung der Polung der Statorpole bei verschiedenen Erregungen; 2a to 2c a schematic cross-sectional view of a hybrid-excited DC machine according to another embodiment and an illustration of the polarity of the stator poles at different excitations;

3 eine schematische Querschnittsdarstellung einer hybriderregten Gleichstrommaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform; 3 a schematic cross-sectional view of a hybrid-excited DC machine according to another embodiment;

4 eine schematische Querschnittsdarstellung in axialer Richtung einer hybriderregten Gleichstrommaschine mit axial nebeneinander angeordneten Erregersystemen; 4 a schematic cross-sectional view in the axial direction of a hybrid-excited DC machine with axially adjacent exciter systems;

5a bis 5c eine schematische Querschnittsdarstellung in axialer Richtung einer weiteren Ausführungsform einer hybriderregten Gleichstrommaschine sowie Querschnittsdarstellungen entlang der Schnittlinien A-A und B-B; 5a to 5c a schematic cross-sectional view in the axial direction of another embodiment of a hybrid-excited DC machine and cross-sectional views along the section lines AA and BB;

6 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems mit einer Gleichstrommaschine nach einer der 1 bis 5 gemäß einer weiteren Ausführungsform; 6 a schematic representation of a drive system with a DC machine according to one of 1 to 5 according to a further embodiment;

7 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems mit einer Gleichstrommaschine nach einer der 1 bis 5 mit einer Ansteuerschaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform; 7 a schematic representation of a drive system with a DC machine according to one of 1 to 5 with a drive circuit according to another embodiment;

8 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems mit einer Gleichstrommaschine nach einer der 1 bis 5 und mit einer Ansteuerschaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform; und 8th a schematic representation of a drive system with a DC machine according to one of 1 to 5 and with a drive circuit according to another embodiment; and

9 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems mit einer Gleichstrommaschine nach einer der 1 bis 5 und mit einer Ansteuerschaltung gemäß einer weiteren Ausführungsform. 9 a schematic representation of a drive system with a DC machine according to one of 1 to 5 and with a drive circuit according to another embodiment.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer hybriderregten Gleichstrommaschine 1 als elektrische Maschine für einen Lenkantrieb. Die Gleichstrommaschine 1 weist einen kreisförmigen Stator 2 auf, der mit Permanentmagnetpolen 3 und mit elektrisch erregbaren Passivpolen 4 versehen ist. Die Permanentmagnetpole 3 und die Passivpole 4 sind in Richtung einer Innenausnehmung 5 des Stators 2 ausgerichtet, in der ein Rotor 6 drehbeweglich angeordnet ist. 1 shows a schematic cross-sectional view of a hybrid-excited DC machine 1 as an electric machine for a steering drive. The DC machine 1 has a circular stator 2 on, with permanent magnet poles 3 and with electrically excitable passive poles 4 is provided. The permanent magnet poles 3 and the passive poles 4 are in the direction of an interior recess 5 of the stator 2 aligned, in which a rotor 6 is arranged rotatably.

Der dargestellte Rotor 6 weist beispielhaft 16 Rotornuten auf, die mit einer entsprechenden Rotorwicklung mit Rotorspulen 10 versehen sind. Der Rotor 6 kann aber auch andere Nutzahlen aufweisen. Die Rotorspulen 10 der Rotorwicklung des Rotors 6 werden über einen mechanischen Kommutator 9, der axial (senkrecht zur Zeichenebene) zu dem Rotor 6 versetzt an einer Rotorwelle 7 angeordnet ist, abhängig von einer Lage des Rotors 6 bestromt.The illustrated rotor 6 has, for example, 16 rotor slots, which are provided with a corresponding rotor winding with rotor coils 10 are provided. The rotor 6 but may also have other numbers. The rotor coils 10 the rotor winding of the rotor 6 be via a mechanical commutator 9 that is axial (perpendicular to the plane of drawing) to the rotor 6 offset on a rotor shaft 7 is arranged, depending on a position of the rotor 6 energized.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Gesamtzahl der Statorpole sechs, d. h. vier Permanentmagnetpole 3 und zwei Passivpole 4, die um den Umfang des Stators 2 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die Permanentmagnetpole 3 liegen einander mit verschiedenen Magnetpolaritäten der Permanentmagneten (bezüglich der radialen Richtung nach innen) gegenüber. Die Passivpole 4 des Stators 2 liegen einander ebenfalls gegenüber und sind jeweils mit einer Erregerspule 8 einer Erregerwicklung versehen, um zusätzlich zu dem von den Permanentmagneten 3 bewirkten magnetischen Fluss ein magnetisches Feld in den Stator 2 einzuprägen. In the exemplary embodiment shown, the total number of stator poles is six, ie four permanent magnet poles 3 and two passive poles 4 around the circumference of the stator 2 are arranged evenly distributed. The permanent magnet poles 3 face each other with different magnetic polarities of the permanent magnets (with respect to the radial direction inwards). The passive poles 4 of the stator 2 are also facing each other and each with an excitation coil 8th a field winding provided in addition to that of the permanent magnets 3 Magnetic flux caused a magnetic field in the stator 2 memorize.

Die Erregerspulen 8 der Erregerwicklung können so an den Passivpolen 4 angeordnet sein, dass bei gemeinsamer Bestromung der Erregerspulen 8 die Passivpole 4 bezüglich der radialen Richtung nach innen unterschiedliche Polungen aufweisen. Wie in 1b dargestellt, können abhängig von der Richtung eines in die Erregerwicklung 8 eingeprägten Erregerstroms die Passivpole 4 so gepolt sein, dass sie eine zu den in Umfangsrichtung benachbarten Permanentmagnetpolen 3 verschiedene Polarität aufweisen. So können die Statorpole des Stators 2 in Umfangsrichtung wechselnde Polaritäten aufweisen. Dieser Zustand wird positive Erregung genannt.The excitation coils 8th the excitation winding can do so at the passive poles 4 be arranged that when energized together the excitation coils 8th the passive poles 4 have different polarities inward with respect to the radial direction. As in 1b can be shown depending on the direction of one in the exciter winding 8th impressed excitation current the passive poles 4 be poled so that they one to the circumferentially adjacent permanent magnet poles 3 have different polarity. So can the stator poles of the stator 2 have circumferentially changing polarities. This condition is called positive arousal.

Bei einem reduzierten Erregerstrom durch die Erregerspulen 8 wird das Magnetfeld in den elektrisch erregten Statorpolen 4 schwächer. Wird, wie in 1c dargestellt, die Richtung des in die Erregerwicklung 8 eingeprägten Erregerstroms umgekehrt, können die Passivpole 4 so gepolt sein, dass sie die gleiche Polarität wie ihre in Umfangsrichtung benachbarten Permanentmagnetpole 3 aufweisen. Dieser Zustand wird negative Erregung genannt.At a reduced excitation current through the excitation coils 8th the magnetic field in the electrically excited stator poles 4 weaker. Will, as in 1c shown, the direction of the in the exciter winding 8th reversed excitation current vice versa, the passive poles 4 be poled so that they have the same polarity as their circumferentially adjacent permanent magnet poles 3 exhibit. This condition is called negative arousal.

Die induzierte Spannung in der Rotorwicklung ist somit unter den verschiedenen Statorpolen unterschiedlich. Um einen ordentlichen Betrieb dieser Maschine sicherzustellen, ist es daher sinnvoll, die Rotorwicklung in Form einer Wellenwicklung auszubilden, wobei die Rotorspulen 10 der Rotorwicklung als eine Wellenwicklung, d. h. in Form einer Reihenschaltung, miteinander verschaltet sind.The induced voltage in the rotor winding is thus different among the different stator poles. To ensure proper operation of this machine, it is therefore useful to form the rotor winding in the form of a wave winding, wherein the rotor coils 10 the rotor winding as a wave winding, ie in the form of a series circuit, are interconnected.

Die Ausführungsform der 2a zeigt einen vierpoligen Stator mit einem Permanentmagnetpol 3, einem elektrisch über eine Erregerspule 8 erregbaren Passivpol 4 und zwei Folgepolen 12. Der Rotor 6 entspricht im wesentlichen dem bekannten Aufbau des Rotors 6 der Ausführungsform der 1a. Die Rotorwicklung ist jedoch in 1 als 6-polige Rotorwicklung und in 2a als 4-polige Rotorwicklung ausgeführt. Der elektrisch erregte Passivpol 4 liegt dem Permanentmagnetpol 3 gegenüber. Wird, wie in 2c gezeigt, der elektrisch erregbare Passivpol 4 so erregt, dass bezüglich einer radialen Richtung nach innen eine gleiche Polung wie die des gegenüberliegenden Permanentmagnetpols 3 erreicht wird, so bilden die Folgepole 12 eine entsprechende dazu entgegengesetzte Polung aus, um den magnetischen Fluss des elektrisch erregten Statorpols 4 und des Permanentmagnetpols 3 zu schließen. The embodiment of the 2a shows a four-pole stator with a permanent magnet pole 3 , one electrically via an exciter coil 8th excitable passive pole 4 and two consecutive poles 12 , The rotor 6 corresponds essentially to the known structure of the rotor 6 the embodiment of the 1a , The rotor winding is however in 1 as a 6-pole rotor winding and in 2a designed as a 4-pole rotor winding. The electrically excited passive pole 4 lies the permanent magnet pole 3 across from. Will, as in 2c shown, the electrically energizable passive pole 4 so excited that with respect to a radial direction inward, a same polarity as that of the opposite permanent magnet pole 3 is reached, so form the follower poles 12 a corresponding opposite polarity to the magnetic flux of the electrically excited stator pole 4 and the permanent magnet pole 3 close.

Allgemein kann entsprechend der Ausführungsform der 2a vorgesehen sein, Permanentmagnetpole 3 und elektrisch erregbare Passivpole 4 einander gegenüberliegend anzuordnen und weitere Statorpole als nicht erregbare Folgepole 12 auszubilden. Insbesondere kann vorgesehen sein, die zu dem elektrisch erregten Passivpol 4 und/oder dem Permanentmagnetpol 3 benachbarten Statorpole als Folgepole 12 auszubilden. Da die die induzierten Spannungen in den Rotorspulen 10 unter den verschiedenen Statorpolen 3, 4, 12 unterschiedlich sein können, ist es auch bei dieser Ausführungsform sinnvoll, die Rotorspulen 10 der Rotorwicklung in Reihenschaltung, d. h. als Wellenwicklung, vorzusehen, so dass sich die in den einzelnen Rotorspulen 10 induzierten Spannungen addieren.Generally, according to the embodiment of the 2a be provided, permanent magnet poles 3 and electrically energizable passive poles 4 to arrange each other opposite and more stator poles as non-excitable follower poles 12 train. In particular, it may be provided that to the electrically excited passive pole 4 and / or the permanent magnet pole 3 adjacent stator poles as follower poles 12 train. Since the induced voltages in the rotor coils 10 under the different stator poles 3 . 4 . 12 may be different, it is also useful in this embodiment, the rotor coils 10 the rotor winding in series, ie as a wave winding to provide, so that in the individual rotor coils 10 add induced voltages.

Die Ausführungsform der 2a ermöglicht es auch, den elektrisch erregten Statorpol 4 bezüglich der radialen Richtung nach innen entgegengesetzt zu der Polung des Permanentmagnetpols 3 zu erregen, wie es in 2c gezeigt ist. Dies führt dazu, dass die Folgepole 12 nicht als magnetisch wirksame Statorpole ausgebildet werden, da der magnetische Rückschluss des Permanentmagnetpols 3 über den elektrisch erregbaren Passivpol 4 erfolgt und umgekehrt. Effektiv wirkt der so bestromte Stator 2 als zweipoliger Stator, da die Folgepole 12 kein nennenswertes magnetisches Feld abgeben. (2b)The embodiment of the 2a also allows the electrically excited stator pole 4 with respect to the radial direction inwardly opposite to the polarity of the permanent magnet pole 3 to excite, as it is in 2c is shown. This causes the follower poles 12 are not formed as magnetically effective stator poles, since the magnetic return of the permanent magnet pole 3 over the electrically excitable passive pole 4 done and vice versa. Effectively the so energized stator acts 2 as a two-pole stator, since the follower poles 12 do not give off any appreciable magnetic field. ( 2 B )

In der Ausführungsform, die in 3 dargestellt ist, weist der Stator 2 Permanentmagnetpole 3 und elektrisch erregbare Passivpole 4 auf. Die Permanentmagnetpole 3 weisen eine bezüglich der radialen Richtung nach innen entgegengesetzte Polung auf. Die Erregerspulen 8 sind so ausgebildet, dass sie mehrere Statorpole umschließen, einschließlich eines Permanentmagnetpols 3. In einem sechspoligen Stator 2 der 3 umschließt eine Erregerspule 13 jeweils drei Statorpole: zwei elektrisch erregbare Passivpole 4 und einen dazwischen angeordneten Permanentmagnetpol 3.In the embodiment which is in 3 is shown, the stator 2 Permanent magnet poles 3 and electrically energizable passive poles 4 on. The permanent magnet poles 3 have a polarity inwardly opposite to the radial direction. The excitation coils 8th are configured to enclose a plurality of stator poles, including a permanent magnet pole 3 , In a six-pole stator 2 of the 3 encloses an excitation coil 13 three stator poles each: two electrically activatable passive poles 4 and a permanent magnet pole disposed therebetween 3 ,

Die Anordnung mit mehrere Statorpole umschließenden Erregerspulen 13 weist einen Vorteil bei höherpoligen Anordnungen auf, da hierbei die Anzahl der Erregerspulen 8 gering gehalten werden kann.The arrangement with several stator poles enclosing excitation coils 13 has an advantage in higher-pole arrangements, since in this case the number of excitation coils 8th can be kept low.

In 4 wird eine hybriderregte Gleichstrommaschine gemäß einer weiteren Ausführungsform in einem Querschnitt in axialer Richtung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind zwei Erregersysteme axial voneinander getrennt angeordnet. Ein erstes Erregersystem E1 weist ausschließlich elektrisch erregbare Passivpole 4 bzw. bei einer Folgepolanordnung im Wechsel mit dazwischen angeordneten Folgepolen 12 auf, während ein zweites Erregersystem E2 lediglich Permanentmagnetpole 3 bzw. bei einer Folgepolanordnung im Wechsel mit dazwischen angeordneten Folgepolen 12 aufweist.In 4 a hybrid-excited DC machine according to another embodiment is shown in a cross section in the axial direction. In this embodiment, two excitation systems are arranged axially separated from each other. A first excitation system E1 has exclusively electrically excitable passive poles 4 or in a follower pole arrangement in alternation with consecutive poles arranged therebetween 12 while a second excitation system E2 only permanent magnet poles 3 or in a follower pole arrangement in alternation with consecutive poles arranged therebetween 12 having.

In den 5a bis 5c kann eine Gleichstrommaschine 1 mit zwei Erregersystemen E1, E2 auch mit einer konzentrisch um die Maschinenachse angeordneten umlaufende Erregerspule 13 vorgesehen sein. Die umlaufende Erregerspule 13 liegt zwischen den Statorpolen der Erregersysteme E1, E2. In diesem Fall wird jedes Erregersystem E1, E2 sowohl mit elektrisch erregbaren Passivpolen 4 als auch mit Permanentmagnetpolen 3 ausgebildet, die im Wechsel in Umfangsrichtung angeordnet sind. Durch diese Anordnung kann man im Gegensatz zu den vorgehenden Beispielen eine Maschine mit einem ausgeprägten axialen Feldanteil erhalten. Maschinen mit einem derartigen axialen Feldanteil, bzw. einem sogenannten Homopolarfeld, werden daher auch als Homopolarmaschinen bezeichnet.In the 5a to 5c can a DC machine 1 with two excitation systems E1, E2 also with a concentric around the machine axis arranged rotating exciter coil 13 be provided. The revolving exciter coil 13 lies between the stator poles of the exciter systems E1, E2. In this case, each excitation system E1, E2 with both electrically energizable passive poles 4 as well as with permanent magnet poles 3 formed, which are arranged alternately in the circumferential direction. By virtue of this arrangement, in contrast to the preceding examples, it is possible to obtain a machine with a pronounced axial field component. Machines with such an axial field component, or a so-called homopolar field, are therefore also referred to as homopolar machines.

Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist dann in axialer Richtung zu einem Permanentmagnetpol 3 ein elektrisch erregbarer Passivpol 4 benachbart, wie es in der Darstellung 5 im Längsschnitt dargestellt ist. Durch die konzentrische Anordnung der umlaufenden Erregerspule 13 wird eine sehr geringe Windungslänge erreicht, so dass der ohmsche Widerstand der umlaufenden Erregerspule 13 und dadurch der Leistungsbedarf für die Magnetfelderregung reduziert wird. Bei positiver Erregung durch die umlaufende Erregerspule 13 nehmen die elektrisch erregbaren Passivpole 4 der Erregersysteme E1, E2 eine jeweils entgegengesetzte Polung zu den Permanentmagnetpolen 3 des jeweiligen Erregersystems E1, E2 an. Bei negativer Erregung werden die Passivpole 4 mit der gleichen Polung wie die der Permanentmagnetpole 3 des jeweiligen Erregersystems E1, E2 versehen und dadurch die Erregung, bzw. das nutzbare Magnetfeld, abgeschwächt.According to the illustrated embodiment is then in the axial direction to a permanent magnet pole 3 an electrically excitable passive pole 4 adjacent, as in the presentation 5 is shown in longitudinal section. Due to the concentric arrangement of the rotating exciter coil 13 a very small winding length is achieved, so that the ohmic resistance of the rotating exciter coil 13 and thereby the power requirement for the magnetic field excitation is reduced. With positive excitation by the rotating excitation coil 13 take the electrically excitable passive poles 4 the excitation systems E1, E2 a respective opposite polarity to the permanent magnet poles 3 of the respective exciter system E1, E2. Negative excitement becomes the passive poles 4 with the same polarity as the permanent magnet poles 3 of the respective excitation system E1, E2 provided and thereby the excitation, or the usable magnetic field, attenuated.

Die Rotorspulen 10 des Rotors 6 der in den 5a bis 5c dargestellten Ausführungsformen erstrecken sich im Wesentlichen über die gesamte axiale Länge beider Erregersysteme E1, E2 und somit liegt jede Rotorspule zu einem bestimmten Zeitpunkt sowohl unter einem Permanentmagnetpol 3 eines der Erregersysteme und unter einem elektrisch erregbaren Passivpol 4 des entsprechend anderen Erregersystems. Die induzierte Spannung ergibt sich aus der Summe der beiden Polinduktionen. Bei diesem Aufbau der Maschine ist somit auch eine Schleifenwicklung möglich, bei der verschiedene Rotorspulen 10 parallel geschaltet werden. Durch die faktische axiale Reihenschaltung der durch den elektrisch erregbaren Passivpol 4 und durch den Permanentmagnetpol 3 induzierten Spannung sind diese in den verschiedenen Rotorspulen 10 identisch.The rotor coils 10 of the rotor 6 in the 5a to 5c Embodiments shown extend substantially over the entire axial length of both excitation systems E1, E2 and thus each rotor coil is at a given time both under a permanent magnet pole 3 one of the exciter systems and under an electrically excitable passive pole 4 the corresponding other pathogen system. The induced voltage results from the sum of the two pole inductions. In this structure of the machine, a loop winding is thus possible, in the various rotor coils 10 be switched in parallel. Due to the factual axial series connection of the electrically excitable passive pole 4 and through the permanent magnet pole 3 induced voltage are these in the various rotor coils 10 identical.

Bei den oben beschriebenen hybriderregten Gleichstrommaschinen muss zum Erreichen der elektrischen Erregung die entsprechende Erregerspule mit elektrischer Energie versorgt werden. Während bei einer permanentmagneterregten Gleichstrommaschine zur Momentregelung eine Stromregelung für den über den mechanischen Kommutator fließenden Rotorstrom ausreichend ist, ist es bei einer hybriderregten Gleichstrommaschine notwendig, eine zusätzliche Beschaltung der Erregerwicklung vorzusehen.In the hybrid-excited DC machines described above, the corresponding excitation coil must be supplied with electrical energy to achieve the electrical excitation. While current regulation for the rotor current flowing via the mechanical commutator is sufficient in a permanent-magnet-excited DC machine for torque control, it is necessary in the case of a hybrid-excited DC machine to provide additional wiring of the field winding.

In 6 ist ein möglicher Lenkantrieb mit einer hybriderregten Gleichstrommaschine 1 und einer Ansteuerschaltung 20 als Treiberschaltung dargestellt. Die Ansteuerschaltung 20 zum Einstellen des Rotorstroms, der über den Kommutator 9 in die Gleichstrommaschine 1 eingeprägt wird, erfolgt in bekannter Weise durch eine H-Schaltung. Die H-Schaltung umfasst zwei Serienschaltungen von Halbleiterschaltern 21 mit zu jedem Halbleiterschalter 21 parallel geschalteter Freilaufdiode 24. Die Serienschaltungen werden durch das Versorgungsspannungspotential versorgt und weisen jeweils einen Knoten zwischen den beiden Halbleiterschaltern 21 auf, der jeweils mit einem Bürstenanschluss des Kommutators 9 der Gleichstrommaschine 1 verbunden ist. In 6 is a possible steering drive with a hybrid-excited DC machine 1 and a drive circuit 20 shown as a driver circuit. The drive circuit 20 for adjusting the rotor current passing through the commutator 9 in the DC machine 1 is impressed, takes place in a known manner by an H-circuit. The H circuit comprises two series circuits of semiconductor switches 21 with to each semiconductor switch 21 parallel freewheeling diode 24 , The series circuits are supplied by the supply voltage potential and each have a node between the two semiconductor switches 21 on, each with a brush connection of the commutator 9 the DC machine 1 connected is.

Durch geeignete Ansteuerung der Halbleiterschalter 21, z. B. über eine Steuereinheit 30, kann der Strom zum Betreiben der Gleichstrommaschine 1 eingestellt werden. Häufig werden die Halbleiterschalter 21 so angesteuert, dass sich eine pulsweitenmodulierte Spannung an den Bürsten des Kommutators 9 der Gleichstrommaschine 1 ergibt. Die Erregerwicklung 8 wird hierbei über einen einfachen weiteren Halbleiterschalter 22 angesteuert. Dazu ist die Erregerwicklung 8 in Serie mit dem weiteren Halbleiterschalter 22 an Versorgungsspannungsleitungen angeschlossen. Die Bestromung der Erregerwicklung 8 kann ebenfalls über eine pulsweitenmodulierte Ansteuerung des weiteren Halbleiterschalters 22 erfolgen. Parallel zur Erregerwicklung 8 ist weiterhin eine Freilaufdiode 23 vorgesehen, die im Normalbetrieb in Sperrrichtung vorgesehen ist und dazu dient, beim Abschalten der Spannungsversorgung an der Erregerwicklung 8 auftretende Freilaufströme zu leiten.By suitable control of the semiconductor switch 21 , z. B. via a control unit 30 , the power can be used to operate the DC machine 1 be set. Often the semiconductor switches 21 so controlled that a pulse width modulated voltage at the brushes of the commutator 9 the DC machine 1 results. The excitation winding 8th This is about a simple further semiconductor switch 22 driven. This is the excitation winding 8th in series with the other semiconductor switch 22 connected to supply voltage lines. The energization of the exciter winding 8th can also have a pulse width modulated control of the further semiconductor switch 22 respectively. Parallel to the excitation winding 8th is still a freewheeling diode 23 provided, which is provided in the reverse direction in normal operation and serves to turn off the power supply to the field winding 8th to lead occurring freewheeling currents.

Anstelle einer pulsweitenmodulierten Ansteuerung kann die Spannung auch entsprechend einer Toleranzbandregelung getaktet werden.Instead of a pulse width modulated control, the voltage can also be clocked in accordance with a tolerance band control.

Sind zum Ansteuern der Erregerwicklung 8 verschiedenen Stromrichtungen erforderlich, so ist es, wie in 7 dargestellt, notwendig, die Erregerwicklung 8 ebenfalls mit einer H-Brückenschaltung anzusteuern, die es durch pulsweitenmodulierte Ansteuerung der entsprechenden Halbleiterschalter 21 der H-Brückenschaltung ermöglicht, Erregerströme in positiver und negativer Richtung in die Erregerwicklung 8 einzuprägen.Are for driving the exciter winding 8th different current directions required, so it is, as in 7 shown, necessary, the exciter winding 8th also to drive with an H-bridge circuit, it by pulse width modulated control of the corresponding semiconductor switches 21 the H-bridge circuit allows exciting currents in the positive and negative direction in the field winding 8th memorize.

Eine solche Ansteuerschaltung 20 ist jedoch aufwändig und es kann alternativ vorgesehen sein, die Erregerwicklung 8 mit dem Kommutator 9, d. h. den Rotorspulen 10, seriell zu verschalten, wie es in der Ausführungsform der 8 dargestellt ist. Dabei werden der Motorstrom und der Erregerstrom durch die Erregerwicklung 8 jeweils gleichzeitig variiert. Somit passt sich der Erregerstrom immer automatisch an das geforderte Drehmoment an. Jedoch kann bei einer solchen Schaltung nur eine Drehrichtung der Gleichstrommaschine 1 erreicht werden, da eine Änderung der Stromrichtung sowohl den Motorstrom als auch den Erregerstrom umkehrt. Somit stellt sich bei der Gleichstrommaschine 1 der 9 kein negatives Moment ein. Such a drive circuit 20 However, it is expensive and it may alternatively be provided, the exciter winding 8th with the commutator 9 ie the rotor coils 10 to connect in series, as in the embodiment of the 8th is shown. In this case, the motor current and the excitation current through the exciter winding 8th varies simultaneously. Thus, the excitation current always adapts automatically to the required torque. However, in such a circuit, only one direction of rotation of the DC machine 1 be achieved, since a change in the direction of current reverses both the motor current and the excitation current. Thus, turns on the DC machine 1 of the 9 no negative moment.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, können, wie es in 9 dargestellt ist, entweder die über den Kommutator 9 angeschlossenen Rotorspulen 10 oder die Erregerwicklung 8 über einen Gleichrichter 25 miteinander verbunden sein, so dass entweder die Bestromung der Rotorspulen 10 oder die Bestromung der Erregerwicklung 8 unabhängig von dem angelegten Strom immer gleichgerichtet ist. Bei unterschiedlichen Stromrichtungen kann durch Umkehren des Motorstroms ein Umkehren der Drehrichtung erreicht werden. To avoid this disadvantage, as in 9 is shown, either via the commutator 9 connected rotor coils 10 or the excitation winding 8th via a rectifier 25 be connected to each other, so that either the energization of the rotor coils 10 or the energization of the exciter winding 8th regardless of the applied current is always rectified. For different current directions reversing the direction of rotation can be achieved by reversing the motor current.

Claims (13)

Rotatorische elektrische Maschine (1), insbesondere eine hybriderregte Gleichstrommaschine, für einen Lenkantrieb zum Einsatz in einer Lenkunterstützung, umfassend: – einen Rotor (6) mit einer Rotorwicklung mit Rotorspulen (10); – einen Kommutator (9) zum mechanischen Kommutieren der Rotorspulen (10) der Rotorwicklung; – einen Stator (2) mit einem Erregersystem oder mehreren in axialer Richtung benachbarten Erregersystemen (E1, E2), die jeweils eine Anordnung von Statorpolen (3, 4) in Umfangsrichtung vorsehen, wobei die Statorpole mindestens eines der Erregersysteme (E1, E2) einen oder mehrere Permanentmagnetpole (3) und einen oder mehrere elektrisch erregbare Passivpole (4) aufweisen. Rotary electric machine ( 1 ), in particular a hybrid DC machine, for a steering drive for use in a steering assistance, comprising: - a rotor ( 6 ) with a rotor winding with rotor coils ( 10 ); A commutator ( 9 ) for mechanical commutation of the rotor coils ( 10 ) the rotor winding; A stator ( 2 ) with an exciter system or a plurality of exciter systems (E1, E2) which are adjacent in the axial direction and which each have an arrangement of stator poles ( 3 . 4 ) in the circumferential direction, the stator poles of at least one of the exciter systems (E1, E2) having one or more permanent magnet poles ( 3 ) and one or more electrically excitable passive poles ( 4 ) exhibit. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei für jedes Erregersystem (E1, E2) jeweils zwei der Permanentmagnetpole (3) einander gegenüberliegend und mit bezüglich einer Richtung zum Rotor (6) zueinander entgegengesetzter Polung vorgesehen sind und wobei jeweils zwei Passivpole (4) einander gegenüberliegend angeordnet sind. Electric machine ( 1 ) according to claim 1, wherein for each exciter system (E1, E2) in each case two of the permanent magnet poles ( 3 ) are opposite each other and with respect to a direction to the rotor ( 6 ) of opposite polarity are provided and wherein in each case two passive poles ( 4 ) are arranged opposite one another. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei für jedes Erregersystem (E1, E2) mindestens einer der Permanentmagnetpole (3) und einer der Passivpole (4) einander gegenüberliegend angeordnet sind.Electric machine ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein for each exciter system (E1, E2) at least one of the permanent magnet poles ( 3 ) and one of the passive poles ( 4 ) are arranged opposite one another. Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei für mindestens eines der Erregersysteme (E1, E2) die Passivpole (4) jeweils mit einer Erregerspule (8) versehen sind, um diese elektrisch zu erregen. Electric machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, wherein for at least one of the exciter systems (E1, E2) the passive poles ( 4 ) each with an excitation coil ( 8th ) are provided to electrically energize them. Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei für mindestens eines der Erregersysteme (E1, E2) mehrere Statorpole (3, 4), die mindestens einen Passivpol (4) enthalten, von einer Erregerspule (8) umschlossen sind, um diese elektrisch zu erregen. Electric machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, wherein for at least one of the excitation systems (E1, E2) a plurality of stator poles ( 3 . 4 ), which has at least one passive pole ( 4 ), by an exciting coil ( 8th ) are enclosed to electrically energize them. Elektrische Maschine(1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zwischen zwei der Erregersysteme (E1, E2) eine senkrecht zu einer Achsrichtung des Rotors (6) angeordnete umlaufende Erregerspule (13) vorgesehen ist, die zwischen den Statorpolen (3, 4) der zwei Erregersysteme (E1, E2) verläuft. Electric machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, wherein between two of the excitation systems (E1, E2) one perpendicular to an axial direction of the rotor ( 6 ) arranged circumferential exciter coil ( 13 ) provided between the stator poles ( 3 . 4 ) of the two exciter systems (E1, E2). Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in einem oder mehreren der Erregersysteme (E1, E2) ein oder mehrere Folgepole (12) vorgesehen sind, die nicht elektrisch erregbar sind. Electric machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, wherein in one or more of the exciter systems (E1, E2) one or more secondary poles ( 12 ) are provided, which are not electrically excitable. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 7, wobei mindestens einer der Folgepole (12) unmittelbar zwischen einem Permanentmagnetpol (3) und einem Passivpol (4) angeordnet ist.Electric machine ( 1 ) according to claim 7, wherein at least one of the following poles ( 12 ) directly between a permanent magnet pole ( 3 ) and a passive pole ( 4 ) is arranged. Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Rotor (6) sich im Wesentlichen über die axiale Länge der Erregersysteme (E1, E2) erstreckt, so dass die Rotorspulen (10) über mehrere Erregersysteme (E1, E2) verlaufen.Electric machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, wherein the rotor ( 6 ) extends substantially over the axial length of the excitation systems (E1, E2), so that the rotor coils ( 10 ) over several exciter systems (E1, E2). Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Rotorspulen (10) der Rotorwicklung in Reihe verschaltet sind. Electric machine ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, wherein the rotor coils ( 10 ) of the rotor winding are connected in series. Antrieb, umfassend: – eine elektrische Maschine (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche; – eine Treiberschaltung (20) zum Bereitstellen eines Rotorstroms zum Bestromen der Rotorwicklung; – eine Erregerschaltung zum Bestromen einer Erregerwicklung (8) zum elektrischen Erregen der Passivpole (4); – eine Steuereinheit (30) zum Ansteuern der Treiberschaltung (20), um einen gewünschten Rotorstrom bereitzustellen, und der Erregerschaltung, um einen gewünschten Erregerstrom bereitzustellen.Drive comprising: - an electric machine ( 1 ) according to any one of the preceding claims; A driver circuit ( 20 ) for providing a rotor current for energizing the rotor winding; - A field circuit for energizing a field winding ( 8th ) for the electrical excitation of the passive poles ( 4 ); A control unit ( 30 ) for driving the driver circuit ( 20 ) to provide a desired rotor current and the excitation circuit to provide a desired excitation current. Antrieb, umfassend: – eine elektrische Maschine (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Erregerwicklung (8) und eine über den Kommutator angeschlossene Rotorwicklung in Reihe geschaltet sind; – eine Treiberschaltung zum Bereitstellen eines Stroms zum Bestromen der Reihenschaltung der Erregerwicklung (8) und der Rotorwicklung; – eine Steuereinheit (30) zum Ansteuern der Treiberschaltung (20), um einen gewünschten Strom durch die Erregerwicklung (8) und die Rotorwicklung bereitzustellen.Drive comprising: - an electric machine ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein a field winding ( 8th ) and a connected via the commutator rotor winding are connected in series; A driver circuit for supplying a current for energizing the series connection of the exciter winding ( 8th ) and the rotor winding; A control unit ( 30 ) for driving the driver circuit ( 20 ) to obtain a desired current through the exciter winding ( 8th ) and to provide the rotor winding. Antrieb nach Anspruch 12, wobei eine Gleichrichterschaltung (25) vorgesehen ist, um entweder den Strom durch die Rotorspulen (10) der Rotorwicklung oder den Strom durch die Erregerwicklung (8) gleichzurichten.Drive according to claim 12, wherein a rectifier circuit ( 25 ) is provided to either the current through the rotor coils ( 10 ) of the rotor winding or the current through the excitation winding ( 8th ) to rectify.
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