DE102019212055A1 - Electric drive system with a separately excited synchronous machine - Google Patents

Electric drive system with a separately excited synchronous machine Download PDF

Info

Publication number
DE102019212055A1
DE102019212055A1 DE102019212055.5A DE102019212055A DE102019212055A1 DE 102019212055 A1 DE102019212055 A1 DE 102019212055A1 DE 102019212055 A DE102019212055 A DE 102019212055A DE 102019212055 A1 DE102019212055 A1 DE 102019212055A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
synchronous machine
drive system
excited synchronous
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102019212055.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Klaus Raggl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magna Powertrain GmbH and Co KG
Original Assignee
Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magna Powertrain GmbH and Co KG filed Critical Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority to DE102019212055.5A priority Critical patent/DE102019212055A1/en
Publication of DE102019212055A1 publication Critical patent/DE102019212055A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/32Arrangements for controlling wound field motors, e.g. motors with exciter coils
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022Synchronous motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

Elektrisches Antriebssystem umfassend eine fremderregte Synchronmaschine, wobei die fremderregte Synchronmaschine einen Stator und einen dem Stator zugeordneten Rotor (1) aufweist, wobei der Stator zumindest drei Phasenwicklungen und der Rotor (1) zumindest zwei Rotorpole (2, 3) mit jeweils einem ersten Polende (4) und einem zweiten Polende (5) aufweist und eine Steuereinheit, wobei die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass während dem Betrieb der fremderregten Synchronmaschine die Rotorpole (2, 3) getrennt voneinander mit Gleich- oder Wechselstrom gespeist werden und die Stromrichtung dabei variabel einstellbar ist.An electrical drive system comprising a separately excited synchronous machine, the separately excited synchronous machine having a stator and a rotor (1) assigned to the stator, the stator at least three phase windings and the rotor (1) at least two rotor poles (2, 3) each with a first pole end ( 4) and a second pole end (5) and a control unit, the control unit being designed in such a way that the rotor poles (2, 3) are fed separately from one another with direct or alternating current during operation of the separately excited synchronous machine and the current direction can be variably adjusted is.

Description

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem umfassend eine fremderregte Synchronmaschine, wobei die fremderregte Synchronmaschine einen Stator und einen dem Stator zugeordneten Rotor aufweist, wobei der Stator zumindest drei Phasenwicklungen und der Rotor zumindest zwei Rotorpole mit jeweils einem ersten Polende und einem zweiten Polende aufweist und eine Steuereinheit.The present invention relates to an electric drive system comprising an externally excited synchronous machine, the externally excited synchronous machine having a stator and a rotor assigned to the stator, the stator having at least three phase windings and the rotor having at least two rotor poles each having a first pole end and a second pole end and one Control unit.

Stand der TechnikState of the art

Elektrische Synchronmaschinen können als rotierende elektrische Maschinen sowohl als Motor als auch als Generator betrieben werden. Entsprechende Synchronantriebe können vielfältig in unterschiedlichsten technischen Bereichen, so auch der Kraftfahrzeugtechnik eingesetzt werden. Eine solche Synchronmaschine weist grundsätzlich einen Stator mit Statorwicklungen, sogenannte Phasenwicklungen, auf, die im Bereich des Rotors ein magnetisches Drehfeld erzeugen. Eine entsprechende Ansteuerung der Phasenwicklungen bewirkt, dass das magnetische Feld rotiert. Ein im Drehfeld befindlicher Rotor mit magnetischen Polen, die entweder als Permanentmagnete (permanentmagneterregte Synchronmaschine) und/oder als elektrisch erregte Magnete (fremderregte Synchronmaschine) ausgebildet sein können, dreht sich synchron mit der Drehzahl des durch den Stator erzeugten Drehfeldes.Synchronous electrical machines can be operated as rotating electrical machines both as a motor and as a generator. Corresponding synchronous drives can be used in a wide variety of different technical areas, including automotive engineering. Such a synchronous machine basically has a stator with stator windings, so-called phase windings, which generate a rotating magnetic field in the region of the rotor. Appropriate control of the phase windings causes the magnetic field to rotate. A rotor in the rotating field with magnetic poles, which can be designed either as permanent magnets (permanent magnet-excited synchronous machine) and / or as electrically excited magnets (externally excited synchronous machine), rotates synchronously with the speed of the rotating field generated by the stator.

Bei zumindest teilweisem Antrieb eines Kraftfahrzeugs mittels einer motorisch betriebenen elektrischen Maschine, beispielsweise einer Synchronmaschine, besteht allgemein die Notwendigkeit zur Anpassung der Betriebsparameter des Elektromotors an die Fahrsituation. Bei niedrigen Geschwindigkeiten soll ein hohes Drehmoment bereitstehen, um so beispielsweise an starken Steigungen und Anfahrten beschleunigen zu können. Gleichzeitig soll das Kraftfahrzeug eine möglichst hohe Endgeschwindigkeit erreichen können. Diese Anforderungen, nämlich ein hohes Drehmoment und eine hohe Endgeschwindigkeit, sind gegensätzlich, denn um eine möglichst hohe Endgeschwindigkeit zu erreichen muss der Elektromotor eine möglichst geringe elektromagnetische Gegenkraft erzeugen und um ein hohes Drehmoment zu erzeugen muss der Elektromotor eine möglichst hohe elektromagnetische Gegenkraft erzeugen.With at least partial drive of a motor vehicle by means of a motor-driven electrical machine, for example a synchronous machine, there is generally a need to adapt the operating parameters of the electric motor to the driving situation. At low speeds, a high torque should be available so that it can accelerate on steep inclines and approaches, for example. At the same time, the motor vehicle should be able to achieve the highest possible top speed. These requirements, namely a high torque and a high top speed, are opposed, because in order to achieve the highest possible top speed, the electric motor must generate the lowest possible electromagnetic counterforce and in order to generate high torque, the electric motor must generate the highest possible electromagnetic counterforce.

Um diesem Konflikt entgegenzustehen kann beispielsweise ein mechanisches Getriebe verwendet werden. Dieses verursacht jedoch neben dem zusätzlich benötigten Bauraum, zusätzliche Kosten sowie ein erhöhtes Gewicht.To counteract this conflict, for example, a mechanical gear can be used. However, in addition to the additional space required, this causes additional costs and an increased weight.

Bei permanenterregten elektrischen Maschinen sind die magnetischen Pole des Rotors durch die Magnete vorgegeben und können nur durch aufwendige Magnetisierungsströme geändert werden.In the case of permanently excited electrical machines, the magnetic poles of the rotor are predetermined by the magnets and can only be changed by complex magnetizing currents.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist eine Aufgabe der Erfindung den Stand der Technik, insbesondere im Hinblick auf elektrische Synchronmaschinen, zu verbessern.It is an object of the invention to improve the prior art, in particular with regard to electrical synchronous machines.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein elektrisches Antriebssystem umfassend eine fremderregte Synchronmaschine, wobei die fremderregte Synchronmaschine einen Stator und einen dem Stator zugeordneten Rotor aufweist, wobei der Stator zumindest drei Phasenwicklungen und der Rotor zumindest zwei Rotorpole mit jeweils einem ersten Polende und einem zweiten Polende aufweist und eine Steuereinheit, wobei die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass während dem Betrieb der fremderregten Synchronmaschine die Rotorpole getrennt voneinander mit Gleichstrom gespeist werden und die Stromrichtung dabei variabel einstellbar ist.The object is achieved by an electric drive system comprising an externally excited synchronous machine, the externally excited synchronous machine having a stator and a rotor assigned to the stator, the stator having at least three phase windings and the rotor having at least two rotor poles, each with a first pole end and a second pole end and a control unit, the control unit being designed such that during operation of the externally excited synchronous machine, the rotor poles are fed separately from one another with direct current and the current direction can be variably adjusted.

Erfindungsgemäß umfasst das elektrische Antriebssystem eine fremderregte Synchronmaschine und eine Steuereinheit.According to the invention, the electric drive system comprises an externally excited synchronous machine and a control unit.

Unter der Begrifflichkeit „fremderregte Synchronmaschine“ ist zum einen eine Synchronmaschine zu verstehen, deren Rotorpole als elektrisch erregte Magnete ausgebildet sind und zum anderen hybride Versionen, deren Rotorpole aus Permanentmagneten und elektrisch erregten Magneten ausgebildet sind.The term “externally excited synchronous machine” is to be understood on the one hand as a synchronous machine whose rotor poles are designed as electrically excited magnets and on the other hand as hybrid versions whose rotor poles are formed from permanent magnets and electrically excited magnets.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung weist die fremderregte Synchronmaschine einen Stator und einem dem Stator zugeordneten Rotor auf.According to the present invention, the externally excited synchronous machine has a stator and a rotor assigned to the stator.

Erfindungsgemäß weist der Stator zumindest drei Phasenwicklungen auf und der Rotor zumindest zwei Rotorpole mit jeweils einem ersten Polende und einem zweiten Polende auf.According to the invention, the stator has at least three phase windings and the rotor has at least two rotor poles, each with a first pole end and a second pole end.

Die Steuereinheit ist entsprechend der vorliegenden Erfindung derart ausgebildet, dass während dem Betrieb der fremderregten Synchronmaschine die Rotorpole getrennt voneinander mit Gleich- oder Wechselstrom gespeist werden und die Stromrichtung dabei variabel einstellbar ist.The control unit is designed in accordance with the present invention in such a way that during operation of the externally excited synchronous machine, the rotor poles are fed separately from one another with direct or alternating current and the current direction can be variably adjusted.

Werden die Rotorpole mit Wechselstrom beaufschlagt so kann dieser beispielsweise über einen Gleichrichter gleichgerichtet werden.If alternating current is applied to the rotor poles, this can be rectified, for example, by means of a rectifier.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des elektrischen Antriebssystems wird durch zwei getrennte Rotorwicklungen und deren Ansteuerung eine besonders kosten- und bauraumeffiziente polumschaltbare fremderregte Synchronmaschine ausgebildet.Due to the construction of the electric drive system according to the invention, two separate rotor windings and their control a particularly cost-effective and space-efficient pole-changing, externally excited synchronous machine.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.Further developments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the accompanying drawings.

Besonders bevorzugt umfasst die Steuereinheit eine Halbleiterbrückenschaltung, die der Anzahl an Rotorpolen vermehrt um mindestens eins entsprechend viele Halbbrücken aufweist, wobei die ersten Polenden der Rotorpole jeweils steuerwirksam mit jeweils einem Halbbrücken der Steuereinheit verbunden sind und sämtliche zweiten Polenden der Rotorpole in Sternschaltung mit einer gemeinsamen Halbbrücke steuerwirksam verbunden sind.The control unit particularly preferably comprises a semiconductor bridge circuit which has a number of half bridges corresponding to the number of rotor poles increased by at least one, the first pole ends of the rotor poles in each case being connected with a half bridge of the control unit for control purposes, and all second pole ends of the rotor poles in star connection with a common half bridge are tax-effective.

Bevorzugt sind sowohl die Ströme wie auch die Stromrichtung in den Rotorpolen über die Pulsweite der drei Halbbrücken getrennt voneinander regelbar.Both the currents and the current direction in the rotor poles can preferably be regulated separately from one another via the pulse width of the three half bridges.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung weist das elektrische Antriebsystem einen Kühlkreislauf auf, wobei der Kühlkreislauf derart ausgeführt ist, dass primär, d.h. zuerst, die Sternschaltung am gemeinsamen Halbbrückenzweig gekühlt wird.In a preferred embodiment variant of the present invention, the electric drive system has a cooling circuit, the cooling circuit being designed such that primarily, i.e. First, the star connection on the common half-bridge branch is cooled.

FigurenlisteFigure list

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

  • Fig. zeigt schematisch einen Rotor einer fremderregten Synchronmaschine sowie eine Halbleiterbrückenschaltung einer Steuereinheit.
The invention is described below by way of example with reference to the drawings.
  • Fig. Shows schematically a rotor of an externally excited synchronous machine and a semiconductor bridge circuit of a control unit.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Das elektrische Antriebssystem weist eine fremderregte Synchronmaschine und eine Steuereinheit auf.The electric drive system has an externally excited synchronous machine and a control unit.

Die fremderregte Synchronmaschine umfasst einen Stator und einen dem Stator zugeordneten Rotor 1. Die fremderregte Synchronmaschine kann dabei mit einem innenlaufenden Rotor 1, einem außenlaufenden Rotor 1 oder auch als Axialflussmaschine ausgeführt sein.The externally excited synchronous machine comprises a stator and a rotor assigned to the stator 1 . The externally excited synchronous machine can have an internal rotor 1 , an external rotor 1 or be designed as an axial flow machine.

In dem in Fig. dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Rotor 1 zwei Rotorpole 2, 3, nämlich einen ersten Rotorpol 2 und einen zweiten Rotorpol 3, auf. Die Rotorpole 2, 3 werden durch elektrisch erregte Magnete ausgebildet. Jeder der beiden Rotorpole 2, 3 weist ein erstes Polende 4 und ein zweites Polende 5 auf.In the embodiment shown in Fig. The rotor has 1 two rotor poles 2nd , 3rd , namely a first rotor pole 2nd and a second rotor pole 3rd , on. The rotor poles 2nd , 3rd are formed by electrically excited magnets. Each of the two rotor poles 2nd , 3rd has a first pole end 4th and a second pole end 5 on.

Die Steuereinheit weist eine Ansteuerelektronik und eine Halbleiterbrückenschaltung 6 auf. Die in Fig. schematisch dargestellte Halbleiterbrückenschaltung 6 ist als dreiphasige Vollbrücke ausgebildet. Die Vollbrücke weist eine erste Halbbrücke 7, eine zweite Halbbrücke 8 und eine dritte Halbbrücke 9 auf. Die erste Halbbrücke 7 weist ein erstes steuerbares Halbleiterelement 11 und ein zweites steuerbares Halbleiterelement 12 auf. Das erste steuerbare Halbleiterelement 11 und das zweite steuerbare Halbleiterelement 12 sind zueinander in Reihe geschaltet und über die Ansteuerelektronik jeweils ansteuerbar. In den beiden weiteren Halbbrücken 8, 9 befinden sich ebenfalls jeweils zwei in Reihe geschaltete steuerbare Halbleiterelemente 11, 12. Alle steuerbaren Halbleiterelemente 11, 12 sind bevorzugt identisch ausgeführt, können jedoch auch unterschiedlich ausgeführt sein.The control unit has control electronics and a semiconductor bridge circuit 6 on. The semiconductor bridge circuit shown schematically in FIG 6 is designed as a three-phase full bridge. The full bridge has a first half bridge 7 , a second half bridge 8th and a third half-bridge 9 on. The first half bridge 7 has a first controllable semiconductor element 11 and a second controllable semiconductor element 12th on. The first controllable semiconductor element 11 and the second controllable semiconductor element 12th are connected to each other in series and can be controlled via the control electronics. In the other two half bridges 8th , 9 there are also two controllable semiconductor elements connected in series 11 , 12th . All controllable semiconductor elements 11 , 12th are preferably identical, but can also be designed differently.

Die drei Halbbrücken 7, 8, 9 weisen jeweils einen Mittelabgriff 13 auf. Der Mittelabgriff 13 der ersten Halbbrücke 7 ist mit dem ersten Polende 4 des ersten Rotorpols 2 verbunden. Der Mittelabgriff 13 der zweiten Halbbrücke 8 ist mit dem ersten Polende 4 des zweiten Rotorpols 3 verbunden. Der Mittelabgriff 13 der dritten Halbbrücke 9 ist in Sternschaltung 10 mit dem zweiten Polende 5 des ersten Rotorpols 2 und dem zweiten Polende 5 des zweiten Rotorpols 3 verbunden.The three half bridges 7 , 8th , 9 each have a center tap 13 on. The center tap 13 the first half bridge 7 is with the first pole end 4th of the first rotor pole 2nd connected. The center tap 13 the second half bridge 8th is with the first pole end 4th of the second rotor pole 3rd connected. The center tap 13 the third half-bridge 9 is in star connection 10th with the second pole end 5 of the first rotor pole 2nd and the second pole end 5 of the second rotor pole 3rd connected.

Parallel zu den Halbbrücken 7, 8, 9 der dreiphasigen Vollbrücke ist ein Zwischenkreiskondensator angeschlossen, der einen Energiespeicher des Zwischenkreises bildet und im Bedarfsfall zu entladen ist (nicht dargestellt).Parallel to the half bridges 7 , 8th , 9 The three-phase full bridge is connected to an intermediate circuit capacitor, which forms an energy store for the intermediate circuit and can be discharged if necessary (not shown).

Die ersten Polenden 4 der Rotorpole 2, 3 stellen jeweils die Eingangsseite des jeweiligen Rotorpols 2, 3 dar. Somit ist die Eingangsseite jedes Rotorpols 2, 3 eine Halbbrücke 7, 8 der Halbleiterbrückenschaltung 6 der Steuereinheit zugeordnet, welche schaltbar den einzelnen Rotorpolen 2, 3 einen Strom oder einen Stromverlauf einprägen.The first pole ends 4th the rotor poles 2nd , 3rd represent the input side of the respective rotor pole 2nd , 3rd is thus the input side of each rotor pole 2nd , 3rd a half bridge 7 , 8th the semiconductor bridge circuit 6 assigned to the control unit, which is switchable to the individual rotor poles 2nd , 3rd impress a current or a current flow.

Während dem Betrieb der fremderregten Synchronmaschine können die beiden Rotorpole 2, 3 getrennt voneinander mit Gleichstrom gespeist werden und die Stromrichtung ist dabei variabel einstellbar. Derart wird eine wahlweise Rotorpolumschaltung realisiert. Der Strom wird dabei geregelt über eine Pulsweiten-Ansteuerung der jeweiligen Halbbrücke 7, 8, 9 in den jeweiligen Rotorpol 2, 3 eingeprägt. Die Einstellung erfolgt dabei über die gewählten Pulsmuster der ersten Halbbrücke 7 und der zweiten Halbbrücke 8. Das Pulsmuster der dritten Habbrücke 9 wird im Normalfall auf 50% gewählt, kann aber je nach Betriebspunkt angepasst werden. So können also über die Pulsweite der drei Halbbrücken 7, 8, 9 die Ströme und die Stromrichtung in den zwei Rotorpolen 2, 3 getrennt voneinander geregelt werden.During the operation of the separately excited synchronous machine, the two rotor poles can 2nd , 3rd can be fed separately from each other with direct current and the current direction can be variably adjusted. An optional rotor pole changeover is implemented in this way. The current is regulated via pulse width control of the respective half-bridge 7 , 8th , 9 in the respective rotor pole 2nd , 3rd embossed. The setting is made via the selected pulse pattern of the first half bridge 7 and the second half bridge 8th . The pulse pattern of the third Habbrücke 9 is normally selected to 50%, but can be adjusted depending on the operating point. So you can use the pulse width of the three half bridges 7 , 8th , 9 the currents and the current direction in the two rotor poles 2nd , 3rd can be regulated separately.

Durch eine Veränderung der Bestromungsrichtung (positiv oder negativ) eines der beiden Rotorpole 2, 3 (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Fig. sind es zwei Rotorpole 2, 3, es können jedoch auch mehrere sein) kann die Polpaarzahl des Rotors 1 und somit die elektromagnetische Gegenkraft der fremderregten Synchronmaschine verändert werden. Die beiden Rotorpole 2, 3 können entweder so bestromt werden, dass sich entweder ein Polpaar (Polzahl zwei) oder zwei Polpaare (Polzahl vier) ergeben. Im Falle von einem Polpaar liefert die fremderregte Synchronmaschine das halbe Drehmoment, jedoch die nahezu doppelte Drehzahl (hohe Endgeschwindigkeit). Im Falle von zwei Polpaaren liefert die fremderregte Synchronmaschine die halbe Drehzahl, jedoch das doppelte Drehmoment (hohes Drehmoment bei konstanter Frequenz des Statorstromes).By changing the current direction (positive or negative) of one of the two rotor poles 2nd , 3rd (In the present exemplary embodiment in FIG. 2 there are two rotor poles 2nd , 3rd , but it can also be several) can be the number of pole pairs of the rotor 1 and thus the electromagnetic counterforce of the externally excited synchronous machine can be changed. The two rotor poles 2nd , 3rd can either be energized in such a way that either one pair of poles (two poles) or two pairs of poles (four poles) result. In the case of one pole pair, the externally excited synchronous machine delivers half the torque, but almost twice the speed (high top speed). In the case of two pole pairs, the separately excited synchronous machine delivers half the speed, but twice the torque (high torque at a constant frequency of the stator current).

Für das in Fig. dargestellte Ausführungsbeispiel verändert eine Umschaltung von zwei Polpaaren auf ein Polpaar während dem Betrieb der Synchronmaschine somit das Drehzahl-/Drehmoment-Verhalten der Synchronmaschine. So kann beispielsweise in Betriebssituationen mit geringer Drehzahlanforderung, jedoch hoher Drehmomentanforderung auf Polpaarzahl zwei geschaltet werden - derart wird ein hohes Drehmoment beispielsweise zum Anfahren eines Kraftfahrzeugs erreicht. In Betriebssituationen mit geringer Drehmomentanforderung, jedoch hoher Drehzahlanforderung kann auf Polpaarzahl eins umgeschaltet werden - derart wird eine hohe Drehzahl erreicht.For the exemplary embodiment shown in FIG. 1, switching from two pole pairs to one pole pair during the operation of the synchronous machine thus changes the speed / torque behavior of the synchronous machine. For example, in operating situations with a low speed requirement but a high torque requirement, the number of poles can be switched to two - in this way a high torque is achieved, for example, for starting a motor vehicle. In operating situations with low torque requirements but high speed requirements, the number of pole pairs can be switched to one - this way a high speed is achieved.

BezugszeichenlisteReference list

11
Rotorrotor
22nd
Erster RotorpolFirst rotor pole
33rd
Zweiter RotorpolSecond rotor pole
44th
Erstes PolendeFirst pole end
55
Zweites PolendeSecond pole end
66
HalbleiterbrückenschaltungSemiconductor bridge circuit
77
Erste HalbbrückeFirst half bridge
88th
Zweite HalbbrückeSecond half bridge
99
Dritte HalbbrückeThird half bridge
1010th
SternschaltungStar connection
1111
Erstes HalbleiterelementFirst semiconductor element
1212th
Zweites HalbleiterelementSecond semiconductor element
1313
MittelabgriffCenter tap

Claims (4)

Elektrisches Antriebssystem umfassend - eine fremderregte Synchronmaschine, wobei die fremderregte Synchronmaschine einen Stator und einen dem Stator zugeordneten Rotor (1) aufweist, wobei der Stator zumindest drei Phasenwicklungen und der Rotor (1) zumindest zwei Rotorpole (2, 3) mit jeweils einem ersten Polende (4) und einem zweiten Polende (5) aufweist und - eine Steuereinheit, wobei die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass während dem Betrieb der fremderregten Synchronmaschine die Rotorpole (2, 3) getrennt voneinander mit Gleich- oder Wechselstrom gespeist werden und die Stromrichtung dabei variabel einstellbar ist.Comprehensive electric drive system - An externally excited synchronous machine, the externally excited synchronous machine having a stator and a rotor (1) assigned to the stator, the stator having at least three phase windings and the rotor (1) at least two rotor poles (2, 3) each having a first pole end (4) and a second pole end (5) and - A control unit, the control unit being designed such that the rotor poles (2, 3) are fed separately from one another with direct or alternating current during operation of the externally excited synchronous machine and the current direction can be variably adjusted. Elektrisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit eine Halbleiterbrückenschaltung (6) umfasst, die der Anzahl an Rotorpolen (2, 3) vermehrt um mindestens eins entsprechend viele Halbbrücken (7, 8, 9) aufweist, wobei die ersten Polenden (4) der Rotorpole (2, 3) jeweils steuerwirksam mit jeweils einer Halbbrücke (7, 8) verbunden sind und sämtliche zweiten Polenden (5) der Rotorpole (2, 3) in Sternschaltung (10) mit einer gemeinsamen Halbbrücke (9) steuerwirksam verbunden sind.Electric drive system after Claim 1 , characterized in that the control unit comprises a semiconductor bridge circuit (6) which has the number of rotor poles (2, 3) increased by at least one half bridges (7, 8, 9) corresponding to at least one, the first pole ends (4) of the rotor poles ( 2, 3) are each connected to one half bridge (7, 8) for tax purposes and all second pole ends (5) of the rotor poles (2, 3) are connected in star configuration (10) to a common half bridge (9) for control purposes. Elektrisches Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass über die Pulsweite der drei Halbbrücken (7, 8, 9) sowohl die Ströme wie auch die Stromrichtung in den Rotorpolen (2, 3) getrennt voneinander regelbar sind.Electric drive system after Claim 2 , characterized in that both the currents and the current direction in the rotor poles (2, 3) can be regulated separately from one another via the pulse width of the three half bridges (7, 8, 9). Elektrisches Antriebssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , dass das elektrische Antriebsystem einen Kühlkreislauf aufweist, wobei der Kühlkreislauf derart ausgeführt ist, dass primär, nämlich zuerst, die Sternschaltung (10) der zweiten Polenden (5) an der gemeinsamen Halbbrücke (9) gekühlt wird.Electric drive system after Claim 2 or 3rd , characterized in that the electrical drive system has a cooling circuit, the cooling circuit being designed such that primarily, namely first, the star connection (10) of the second pole ends (5) is cooled on the common half-bridge (9).
DE102019212055.5A 2019-08-12 2019-08-12 Electric drive system with a separately excited synchronous machine Ceased DE102019212055A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019212055.5A DE102019212055A1 (en) 2019-08-12 2019-08-12 Electric drive system with a separately excited synchronous machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019212055.5A DE102019212055A1 (en) 2019-08-12 2019-08-12 Electric drive system with a separately excited synchronous machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019212055A1 true DE102019212055A1 (en) 2020-08-06

Family

ID=71615492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019212055.5A Ceased DE102019212055A1 (en) 2019-08-12 2019-08-12 Electric drive system with a separately excited synchronous machine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019212055A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112012000835T5 (en) * 2011-02-15 2013-11-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive system of a rotating electric machine
EP2879280A1 (en) * 2013-11-28 2015-06-03 NRG Tech Ltd. Electric machine
DE102017202346A1 (en) * 2016-10-26 2018-04-26 Hyundai Motor Company CHARGING SYSTEM USING A SYNCHRONOUS MOTOR WITH A WRAPPED ROTOR
DE102016223624A1 (en) * 2016-11-29 2018-05-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for switching off a current-excited synchronous machine of a motor vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112012000835T5 (en) * 2011-02-15 2013-11-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Drive system of a rotating electric machine
EP2879280A1 (en) * 2013-11-28 2015-06-03 NRG Tech Ltd. Electric machine
DE102017202346A1 (en) * 2016-10-26 2018-04-26 Hyundai Motor Company CHARGING SYSTEM USING A SYNCHRONOUS MOTOR WITH A WRAPPED ROTOR
DE102016223624A1 (en) * 2016-11-29 2018-05-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for switching off a current-excited synchronous machine of a motor vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4334932B4 (en) Rotating electrical machine
DE102004021661A1 (en) Commutator motor with several field winding groups
EP3238329B1 (en) Method for operating a reluctance machine, and reluctance machine
DE102018201340B3 (en) Method for operating a rotating field machine of a motor vehicle, transmission device, drive unit and motor vehicle
WO2018060337A1 (en) Circuit arrangement and electrical machine
DE112016007043T5 (en) PASS-CHANGING ROTATING ELECTRIC MACHINE AND DRIVE PROCESS FOR PILOT-CHANGING ROTATING ELECTRIC MACHINE
DE102019212055A1 (en) Electric drive system with a separately excited synchronous machine
DE102014226570A1 (en) Asynchronous machine for safety-related applications
DE2556582A1 (en) METHOD AND MOTOR DEVICE FOR GENERATING HIGH SPEEDS
DE19919684A1 (en) Drive with brushless electric motor and brushless electric motor
DE102020106758A1 (en) Electric machine
DE102019102463A1 (en) Electrical machine and method for its operation
DE2218193B2 (en) Method for quickly reversing the direction of rotation of a single-phase induction motor
EP1158648B1 (en) Electromagnetic rotary drive
DE102017130869A1 (en) Electric transmission and method for operating an electric motor
DE102017128479A1 (en) Electric machine, control unit and method for operating an electric machine
DE3401164C2 (en)
DE102019130306A1 (en) Electric machine
DE10021918B4 (en) System for driving AC motors
DE102019208889A1 (en) Method for operating an electrical machine with a polyphase stator winding, electrical circuit arrangement and motor vehicle
DE260648C (en)
WO2022171222A1 (en) Electronically controlled motor with a permanent-magnetic external rotor and stator, which has freely switchable single tooth windings
DE484185C (en) Compensated AC electric machine
DE73050C (en) Method of reducing the number of revolutions of alternating current driving machines with a rotating magnetic field
DE451354C (en) Electric locomotive with a phase and frequency converter

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R230 Request for early publication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final