DE102021124533A1 - Electrical machine, method for controlling an electrical machine, computer program product and control unit - Google Patents

Electrical machine, method for controlling an electrical machine, computer program product and control unit Download PDF

Info

Publication number
DE102021124533A1
DE102021124533A1 DE102021124533.8A DE102021124533A DE102021124533A1 DE 102021124533 A1 DE102021124533 A1 DE 102021124533A1 DE 102021124533 A DE102021124533 A DE 102021124533A DE 102021124533 A1 DE102021124533 A1 DE 102021124533A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
stator
rotor
current
adjusting device
electrical machine
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.)
Withdrawn
Application number
DE102021124533.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Holger Witt
Christoph Raber
Dennis Kuhl
Christian Morgen
Miriam Boxriker
Markus Wagner
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.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG 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 Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of DE102021124533A1 publication Critical patent/DE102021124533A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02Details
    • H02K21/021Means for mechanical adjustment of the excitation flux
    • H02K21/022Means for mechanical adjustment of the excitation flux by modifying the relative position between field and armature, e.g. between rotor and stator
    • H02K21/025Means for mechanical adjustment of the excitation flux by modifying the relative position between field and armature, e.g. between rotor and stator by varying the thickness of the air gap between field and armature
    • H02K21/026Axial air gap machines
    • 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
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/0085Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for high speeds, e.g. above nominal speed
    • H02P21/0089Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for high speeds, e.g. above nominal speed using field weakening
    • 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
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/0086Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control specially adapted for high speeds, e.g. above nominal speed
    • H02P23/009Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control specially adapted for high speeds, e.g. above nominal speed using field weakening
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/03Machines characterised by aspects of the air-gap between rotor and stator
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/09Machines characterised by the presence of elements which are subject to variation, e.g. adjustable bearings, reconfigurable windings, variable pitch ventilators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (1) umfassend einen Stator (2) und einen Rotor (3), wobei über ein vom Stator (2) erzeugtes magnetisches Feld ein Motor-Drehmoment und/oder eine Motor-Kraft in den Rotor (3) einleitbar ist, sowie eine mit dem Rotor (3) und/oder Stator (2) gekoppelte Verstelleinrichtung (4), wobei die Verstelleinrichtung (4) eingerichtet ist, mechanisch eine magnetische Feldschwächung zwischen dem Rotor (3) und dem Stator (2) zu bewirken, indem ein erstes Motor-Drehmoment und/oder eine erste Motor-Kraft an dem Rotor (3) und/oder Stator (2) die Verstelleinrichtung (4) mechanisch durch Ausbildung eines ersten Kräfteungleichgewichts in der Verstelleinrichtung (4) in einen ersten Betriebszustand versetzt, bei welchem ein erstes Magnetfeld zwischen dem Rotor (3) und dem Stator (2) ausgebildet ist, und ein zweites Motor-Drehmoment und/oder eine zweite Motor-Kraft an dem Rotor (3) und/oder Stator (2) die Verstelleinrichtung (4) mechanisch durch Ausbildung eines zweiten Kräfteungleichgewichts in der Verstelleinrichtung (4) in einen zweiten Betriebszustand versetzt, bei welchem ein von dem ersten Magnetfeld verschiedenes zweites Magnetfeld zwischen dem Rotor (3) und dem Stator (2) ausgebildet ist, wobei die elektrische Maschine (1) ferner eine Steuereinheit (5) zur Steuerung der Bestromung des Stators (2) aufweist.The invention relates to an electrical machine (1) comprising a stator (2) and a rotor (3), a motor torque and/or a motor force being transmitted to the rotor (3) via a magnetic field generated by the stator (2). can be introduced, and an adjustment device (4) coupled to the rotor (3) and/or stator (2), the adjustment device (4) being set up to mechanically weaken the magnetic field between the rotor (3) and the stator (2). cause a first motor torque and/or a first motor force on the rotor (3) and/or stator (2) to mechanically put the adjusting device (4) into a first operating state by forming a first imbalance of forces in the adjusting device (4). offset, in which a first magnetic field is formed between the rotor (3) and the stator (2), and a second motor torque and/or a second motor force on the rotor (3) and/or stator (2). Adjusting device (4) mechanically by forming a second imbalance of forces in the adjusting device (4) in a second operating state in which a different from the first magnetic field second magnetic field is formed between the rotor (3) and the stator (2), wherein the electric machine (1) further a control unit ( 5) for controlling the energization of the stator (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine umfassend einen Stator und einen Rotor, wobei über ein vom Stator erzeugtes magnetisches Feld ein Motor-Drehmoment und/oder eine Motor-Kraft in den Rotor einleitbar ist, sowie eine mit dem Rotor und/oder Stator gekoppelte Verstelleinrichtung, wobei die Verstelleinrichtung eingerichtet ist, mechanisch eine magnetische Feldschwächung zwischen dem Rotor und dem Stator zu bewirken, indem ein erstes Motor-Drehmoment und/oder eine erste Motor-Kraft an dem Rotor und/oder Stator die Verstelleinrichtung mechanisch durch Ausbildung eines ersten Kräfteungleichgewichts in der Verstelleinrichtung in einen ersten Betriebszustand versetzt, bei welchem ein erstes Magnetfeld zwischen dem Rotor und dem Stator ausgebildet ist, und ein zweites Motor-Drehmoment und/oder eine zweite Motor-Kraft an dem Rotor und/oder Stator die Verstelleinrichtung mechanisch durch Ausbildung eines zweiten Kräfteungleichgewichts in der Verstelleinrichtung in einen zweiten Betriebszustand versetzt, bei welchem ein von dem ersten Magnetfeld verschiedenes zweites Magnetfeld zwischen dem Rotor und dem Stator ausgebildet ist, wobei die elektrische Maschine ferner eine Steuereinheit zur Steuerung der Bestromung des Stators aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Maschine, ein Computerprogrammprodukt und eine Steuereinheit.The present invention relates to an electrical machine comprising a stator and a rotor, a motor torque and/or a motor force being able to be introduced into the rotor via a magnetic field generated by the stator, and an adjustment device coupled to the rotor and/or stator , wherein the adjusting device is set up to mechanically bring about a magnetic field weakening between the rotor and the stator in that a first motor torque and/or a first motor force on the rotor and/or stator mechanically impairs the adjusting device by forming a first force imbalance in the adjusting device is put into a first operating state, in which a first magnetic field is formed between the rotor and the stator, and a second motor torque and/or a second motor force is applied to the rotor and/or stator, the adjusting device mechanically by forming a second Force imbalance in the adjustment in a z offset wide operating state, in which a different from the first magnetic field second magnetic field between the rotor and the stator is formed, wherein the electric machine also has a control unit for controlling the energization of the stator. The invention also relates to a method for controlling an electrical machine, a computer program product and a control unit.

Elektrische Maschinen unterliegen bei ihrem Betrieb Verlusten durch Ummagnetisierungen und Wirbelströme, die als Eisenverluste zusammengefasst werden und den Maschinenwirkungsgrad herabsetzen. In mobilen Anwendungen, insbesondere bei der Verwendung von elektrischen Maschinen innerhalb eines Antriebsstrang eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, bedeutet ein niedriger Wirkungsgrad der elektrischen Maschine eine geringere Reichweite des Fahrzeugs bzw. erhöhten Bedarf an Batteriekapazität. Es ist daher vor allem in mobilen Anwendungen mit einem hybriden oder rein elektrischen Antrieb ein ständiges Ziel, die beschriebenen Eisenverluste zu minimieren.
Beispielhaft für eine derartige elektrische Maschine, wie sie innerhalb eines Antriebsstrang eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs verwendet werden kann, ist die sogenannte permanenterregte Synchronmaschine. Aufgrund ihrer im Vergleich zu anderen Maschinentypen hohen Leistungsdichte wird sie bevorzugt gerade im Bereich der Elektromobilität verwendet, wo der zur Verfügung stehende Bauraum häufige eine limitierende Größe darstellt. Das Erregerfeld der Maschine wird in der Regel von Permanentmagneten erzeugt, die im Rotor der Maschine angeordnet sind. Auf eine Schleifringkontaktierung, die bei elektrisch erregten Synchronmaschinen notwendig ist, um eine am Rotor angeordnete Erregerspule mit Strom zu versorgen, kann bei der permanenterregten Synchronmaschine verzichtet werden.
During operation, electrical machines are subject to losses due to reversal of magnetization and eddy currents, which are summarized as iron losses and reduce the machine's efficiency. In mobile applications, particularly when using electric machines within a drive train of a hybrid or all-electric motor vehicle, a low degree of efficiency of the electric machine means a shorter range for the vehicle or an increased need for battery capacity. It is therefore a constant goal, especially in mobile applications with a hybrid or purely electric drive, to minimize the iron losses described.
The so-called permanently excited synchronous machine is an example of such an electrical machine, which can be used within a drive train of a hybrid or fully electrically driven motor vehicle. Due to its high power density compared to other machine types, it is preferably used in the field of electromobility, where the available space is often a limiting factor. The excitation field of the machine is usually generated by permanent magnets that are arranged in the rotor of the machine. A slip ring contact, which is necessary for electrically excited synchronous machines in order to supply current to an excitation coil arranged on the rotor, can be dispensed with in the case of the permanently excited synchronous machine.

Ein Nachteil der Permanenterregung besteht jedoch darin, dass das Erregerfeld nicht ohne Weiteres modifiziert werden kann. Grundsätzlich kann eine Synchronmaschine über ihre Nenndrehzahl hinaus betrieben werden, indem der sogenannte Feldschwächbereich angesteuert wird. In diesem Bereich wird die Maschine mit der maximalen Nennleistung betrieben, wobei mit zunehmender Drehzahl das von der Maschine abgegebene Drehmoment reduziert wird. Elektrisch erregte Synchronmaschinen können sehr einfach im Feldschwächbereich betrieben werden, indem der Erregerstrom reduziert wird. Zwar sind auch bei permanenterregten Maschinen Möglichkeiten bekannt, über eine geeignete Bestromung des Ständers der Maschine eine Luftspaltfeldkomponente zu erzeugen, die dem von den Permanentmagneten erzeugten Erregerfeld entgegenwirkt und dieses somit schwächt. Jedoch bewirkt eine derartige Ansteuerung der Maschine erhöhte Verluste, sodass die Maschine in diesem Bereich nur mit einem reduzierten Wirkungsgrad betrieben werden kann.However, a disadvantage of permanent excitation is that the excitation field cannot be easily modified. In principle, a synchronous machine can be operated beyond its nominal speed by controlling the so-called field weakening range. In this range, the machine is operated with the maximum rated power, with the torque delivered by the machine being reduced as the speed increases. Electrically excited synchronous machines can be operated very easily in the field weakening range by reducing the excitation current. It is true that possibilities are also known in permanently excited machines of generating an air gap field component via a suitable energization of the stator of the machine, which counteracts the excitation field generated by the permanent magnets and thus weakens it. However, driving the machine in this way causes increased losses, so that the machine can only be operated with reduced efficiency in this area.

Um permanenterregte dynamoelektrische Maschinen im Feldschwächbereich betreiben zu können, ohne hierbei den Wirkungsgrad der Maschine nennenswert zu verschlechtern, sind aus dem Stand der Technik Verfahren zur mechanischen FeldSchwächung bekannt. So zeigt die CN101783536 A einen permanenterregten Synchronmotor mit vergrabenen, in Tangentialrichtung magnetisierten Permanentmagneten, an die sich jeweils radial nach außen betrachtet ein radial verschiebbarer Kurzschlussblock anschließt. Dieser Kurzschlussblock ist über eine Feder derart vorgespannt, dass er sich bei niedriger Rotordrehzahl in einem magnetisch isolierenden Bereich des Rotors befindet. Mit zunehmender Drehzahl wird der Kurzschlussblock nach außen gegen die Federspannung gedrückt, wo er für den magnetischen Fluss einen Kurzschlusspfad bildet. Der über diesen Kurzschlusspfad geführte magnetische Streufluss reduziert den effektiven Luftspaltfluss der Maschine, sodass der Feldschwächbetrieb angesteuert wird.Methods for mechanical field weakening are known from the prior art in order to be able to operate permanently excited dynamoelectric machines in the field weakening range without significantly reducing the efficiency of the machine. This is how it shows CN101783536A a permanently excited synchronous motor with buried permanent magnets magnetized in the tangential direction, each of which is followed by a radially displaceable short-circuit block when viewed radially outwards. This short-circuit block is preloaded by a spring in such a way that it is located in a magnetically isolating area of the rotor when the rotor speed is low. As the speed increases, the shorting block is pushed outward against the spring tension, where it forms a shorting path for the magnetic flux. The magnetic leakage flux conducted via this short-circuit path reduces the effective air-gap flux of the machine, so that field-weakening operation is activated.

Aus der DE 10 2009 038 928 A1 ist ferner ein Elektromotor mit einem Stator, einem Rotor und einem zwischen Stator und Rotor ausgebildeten Luftspalt bekannt. Dabei ist die Größe des Luftspaltes in Abhängigkeit von der Drehzahl des Elektromotors veränderlich, wobei bei größeren Drehzahlen des Rotors der Luftspalt vergrößert wird. Die Vergrößerung des Luftspalts erfolgt dabei durch axiale Verschiebung von Rotor oder Stator.From the DE 10 2009 038 928 A1 an electric motor with a stator, a rotor and an air gap formed between the stator and the rotor is also known. The size of the air gap is variable as a function of the speed of the electric motor, the air gap being enlarged at higher speeds of the rotor. The air gap is enlarged by axial displacement of the rotor or stator.

Aus der EP 2 985 893 A1 ist eine elektrische Axialflussmaschine mit einem Stator und einem Rotor bekannt, wobei der Stator mindestens zwei Statorsegmente umfasst, und wobei der Rotor mit einer Rotorwelle verbunden ist, wobei der Rotor und/oder die Rotorwelle in einer Lagerung drehbar gelagert sind, und wobei die Statorsegmente in Rotationsrichtung des Rotors relativ zu der Lagerung unbeweglich angeordnet sind. Mindestens eines der Statorsegmente ist in axialer oder radialer Richtung relativ zu der Lagerung beweglich angeordnet, um die Breite des Luftspalts zwischen Rotor und Statorsegmenten einzustellen.From the EP 2 985 893 A1 an electrical axial flow machine with a stator and a rotor is known, the stator comprising at least two stator segments, and the rotor being connected to a rotor shaft, the rotor and/or the rotor shaft being rotatably mounted in a bearing, and the stator segments in Direction of rotation of the rotor are arranged immovably relative to the storage. At least one of the stator segments is movably arranged in the axial or radial direction relative to the bearing in order to adjust the width of the air gap between the rotor and the stator segments.

Es besteht ein anhaltendes Bedürfnis daran, dass die Verstellung des Luftspalts möglichst gezielt zu einem bestimmten Zeitpunkt gesteuert werden und erfolgen kann, so dass die Verstellung des Luftspalts zu einem optimalen Betriebszeitpunkt erfolgt und der Steuerung u.a. auch bekannt ist, in welchem Zustand sich die Maschine befindet (Feldgestärkt / Feldgeschwächt). Dies wird jedoch z.B. durch Reibung, Hysterese, als auch Fertigungs-Streuungen erschwert. Dies gilt besonders, wenn für die Verstellung kein separater Aktor verwendet werden soll, sondern die Verstellung rein durch interne Kräfte / Momente im Motor ausgelöst wird. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine elektrische Maschine bereitzustellen, die im Hinblick auf die Steuerung einer mechanischen Verstelleinrichtung zur Verstellung des Magnetfelds zwischen Stator und Rotor verbessert ist. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Maschine zu realisieren.There is a continuing need for the adjustment of the air gap to be controlled and carried out as specifically as possible at a specific point in time, so that the air gap is adjusted at an optimal operating time and the controller also knows, among other things, the state of the machine (Field strengthened / field weakened). However, this is made more difficult e.g. by friction, hysteresis, as well as manufacturing scatter. This applies in particular if no separate actuator is to be used for the adjustment, but the adjustment is triggered purely by internal forces/torques in the motor. It is the object of the present invention to provide an electrical machine which is improved with regard to the control of a mechanical adjustment device for adjusting the magnetic field between the stator and the rotor. It is also the object of the invention to implement an improved method for controlling an electrical machine.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Maschine umfassend einen Stator und einen Rotor, wobei über ein vom Stator erzeugtes magnetisches Feld ein Motor-Drehmoment und/oder eine Motor-Kraft in den Rotor einleitbar ist, sowie eine mit dem Rotor und/oder Stator gekoppelte Verstelleinrichtung, wobei die Verstelleinrichtung aktuierbar ist, indem ein erstes Motor-Drehmoment und/oder eine erste Motor-Kraft an dem Rotor und/oder Stator die Verstelleinrichtung mechanisch durch Ausbildung eines ersten Kräfteungleichgewichts in der Verstelleinrichtung in einen ersten Betriebszustand versetzt, bei welchem ein erstes Magnetfeld zwischen dem Rotor und dem Stator ausgebildet ist, und ein zweites Motor-Drehmoment und/oder eine zweite Motor-Kraft an dem Rotor und/oder Stator die Verstelleinrichtung mechanisch durch Ausbildung eines zweiten Kräfteungleichgewichts in der Verstelleinrichtung in einen zweiten Betriebszustand versetzt, bei welchem ein von dem ersten Magnetfeld verschiedenes zweites Magnetfeld zwischen dem Rotor und dem Stator ausgebildet ist, wobei die elektrische Maschine ferner eine Steuereinheit zur Steuerung der Bestromung des Stators aufweist, wobei zur Erzeugung oder Beeinflussung des ersten Kräfteungleichgewichts der Stator von der Steuereinrichtung mit einer ersten Stromstärke und einem ersten Stromwinkel aus einer ersten Gruppe von Stromstärke-Stromwinkeln bestromt wird und zur Erzeugung oder Beeinflussung des zweiten Kräfteungleichgewichts der Stator von der Steuereinrichtung mit einer zweiten Stromstärke und einem zweiten Stromwinkel aus einer zweiten Gruppe von Stromstärke-Stromwinkeln bestromt wird, wobei die erste Stromstärke von der zweiten Stromstärke verschieden ist und/oder der erste Stromwinkel von dem zweiten Stromwinkel verschieden ist.This object is achieved by an electrical machine comprising a stator and a rotor, a motor torque and/or a motor force being able to be introduced into the rotor via a magnetic field generated by the stator, and a motor torque coupled to the rotor and/or stator Adjusting device, wherein the adjusting device can be actuated in that a first motor torque and/or a first motor force on the rotor and/or stator mechanically puts the adjusting device into a first operating state by forming a first force imbalance in the adjusting device, in which a first magnetic field is formed between the rotor and the stator, and a second motor torque and/or a second motor force on the rotor and/or stator mechanically puts the adjustment device into a second operating state by forming a second force imbalance in the adjustment device, in which a second magnetic field different from the first magnetic field s magnetic field is formed between the rotor and the stator, the electrical machine also having a control unit for controlling the energization of the stator, wherein in order to generate or influence the first imbalance of forces, the stator is supplied by the control device with a first current intensity and a first current angle from a first group of current angles and to generate or influence the second force imbalance, the stator is energized by the control device with a second current level and a second current angle from a second group of current angles, the first current level being different from the second current level and /or the first current angle is different from the second current angle.

Erfindungsgemäß kann hierdurch beispielsweise ein bestimmtes Motormoment mittels unterschiedlicher Bestromung des Stators erreicht werden. Beispielsweise führen unterschiedliche Kombinationen von Stromamplitude und relativem Stromwinkel zur aktuellen Rotorlage zu ähnlichen Drehmomenten auf der Abtriebswelle, wobei diese unterschiedlichen Kombinationen unterschiedliche axiale Kräfte zwischen Rotor und Stator bewirken. Diese unterschiedlichen Kombinationen von Stromamplituden und Stromwinkel mit gleichem Abtriebs-Moment bilden einen Freiheitsgrad für die Ansteuerung des Motors. Dieser Freiheitsgrad kann somit für eine gezielte Beeinflussung der Umschaltung bzw. Unterstützung der Umschaltung genutzt werden.According to the invention, a specific motor torque can be achieved by means of different energization of the stator. For example, different combinations of current amplitude and current angle relative to the current rotor position lead to similar torques on the output shaft, with these different combinations causing different axial forces between the rotor and stator. These different combinations of current amplitudes and current angles with the same output torque form a degree of freedom for controlling the motor. This degree of freedom can thus be used for a targeted influencing of the switchover or to support the switchover.

Diese Kombinationen von Stromamplitude und Stromwinkel werden oft auch als Id/Iq-Kombination bezeichnet.These combinations of current amplitude and current angle are often also referred to as Id/Iq combinations.

Es versteht sich, dass der Begriff Motor-Drehmoment und Motor-Kraft nicht auf einen motorischen Betrieb der elektrischen Maschine beschränkt ist, sondern auch einen generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine erfasst.It goes without saying that the terms motor torque and motor force are not limited to motor operation of the electrical machine, but also cover generator operation of the electrical machine.

Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.First, the individual elements of the claimed subject matter of the invention are explained in the order in which they are mentioned in the set of claims, and particularly preferred configurations of the subject matter of the invention are described below.

Elektrische Maschinen dienen zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und umfassen in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich angeordneten Teil.Electrical machines are used to convert electrical energy into mechanical energy and/or vice versa, and generally include a stationary part referred to as a stator, stand or armature and a part referred to as a rotor or runner and arranged movably relative to the stationary part.

Die elektrische Maschine kann insbesondere als Rotationsmaschine ausgebildet sein. Die Rotationsmaschine kann als Radialflussmaschine oder Axialflussmaschine konfiguriert sein. Dabei zeichnet sich eine Radialflussmaschine dadurch aus, dass die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator ausgebildeten Luftspalt, sich in radialer Richtung erstrecken, während im Falle einer Axialflussmaschine sich die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator gebildeten Luftspalt in axialer Richtung erstrecken. Es ist im Zusammenhang mit dieser Erfindung besonders bevorzugt, dass die elektrische Maschine als Axialflussmaschine konfiguriert ist.The electrical machine can be designed in particular as a rotary machine. The rotary machine can be configured as a radial flux machine or an axial flux machine. A radial flux machine is characterized in that the magnetic field lines in the between rotor and stator formed air gap, extend in the radial direction, while in the case of an axial flow machine, the magnetic field lines extend in the air gap formed between the rotor and stator in the axial direction. In connection with this invention, it is particularly preferred that the electrical machine is configured as an axial flow machine.

Es kann, je nach Anwendungsgebiet, vorteilhaft sein, eine Axialflussmaschine in I-Anordnung oder H-Anordnung auszubilden. Bei einer I-Anordnung ist der Rotor axial neben einem Stator oder zwischen zwei Statoren angeordnet. Bei einer H-Anordnung sind zwei Rotoren auf gegenüberliegenden axialen Seiten eines Stators angeordnet.Depending on the area of application, it can be advantageous to design an axial flux machine in an I-arrangement or an H-arrangement. In an I arrangement, the rotor is arranged axially next to a stator or between two stators. In an H-arrangement, two rotors are arranged on opposite axial sides of a stator.

Grundsätzlich ist es auch möglich, dass eine Mehrzahl von Rotor-Stator-Konfigurationen als I-Typ und/oder H-Typ axial nebeneinander angeordnet sind. Auch wäre es in diesem Zusammenhang möglich, sowohl eine oder mehrere Rotor-Stator-Konfigurationen des I-Typs sowie eine oder mehrere Rotor-Stator-Konfigurationen des H-Typs in axialer Richtung nebeneinander anzuordnen. Insbesondere ist es auch zu bevorzugen, dass die Rotor-Stator-Konfiguration des H-Typs und/oder des I-Typs jeweils im Wesentlichen identisch ausgebildet sind, so dass diese modulartig zu einer Gesamtkonfiguration zusammengefügt werden können. Derartige Rotor-Stator-Konfigurationen können insbesondere koaxial zueinander angeordnet sein sowie mit einer gemeinsamen Rotorwelle oder mit mehrere Rotorwellen verbunden sein.In principle, it is also possible for a plurality of rotor-stator configurations to be arranged axially next to one another as an I-type and/or H-type. It would also be possible in this context to arrange both one or more I-type rotor-stator configurations and one or more H-type rotor-stator configurations next to one another in the axial direction. In particular, it is also preferable that the rotor-stator configuration of the H-type and/or the I-type are each configured essentially identically, so that they can be assembled in a modular manner to form an overall configuration. Such rotor-stator configurations can in particular be arranged coaxially to one another and can be connected to a common rotor shaft or to a plurality of rotor shafts.

Bevorzugt kann die elektrische Maschine ein Motorgehäuse aufweisen. Das Motorgehäuse kann die elektrische Maschine umhausen. Ein Motorgehäuse kann darüber hinaus auch die Steuereinrichtung, insbesondere die Steuer- und Leistungselektronik aufnehmen. Das Motorgehäuse kann darüber hinaus auch Bestandteil eines Kühlsystems für die elektrische Maschine und derart ausgebildet sein, dass Kühlfluid über das Motorgehäuse der elektrischen Maschine zugeführt werden und/oder die Wärme über die Gehäuseflächen nach außen abgeführt werden kann. Darüber hinaus schützt das Motorgehäuse die elektrische Maschine sowie die ggf. vorhandene Elektronik vor äußeren Einflüssen.The electrical machine can preferably have a motor housing. The motor housing can enclose the electric machine. A motor housing can also accommodate the control device, in particular the control and power electronics. The motor housing can also be part of a cooling system for the electric machine and can be designed in such a way that cooling fluid can be supplied to the electric machine via the motor housing and/or the heat can be dissipated to the outside via the housing surfaces. In addition, the motor housing protects the electrical machine and any electronics that may be present from external influences.

Ein Motorgehäuse kann insbesondere aus einem metallischen Material gebildet sein. Vorteilhafter Weise kann das Motorgehäuse aus einem metallischen Gussmaterial, wie zum Beispiel Grauguss oder Stahlguss geformt sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Motorgehäuse ganz oder teilweise aus einem Kunststoff auszubilden. A motor housing can be formed in particular from a metallic material. Advantageously, the motor housing can be formed from a cast metal material, such as gray cast iron or cast steel. In principle, it is also conceivable to form the motor housing entirely or partially from a plastic.

Der Rotor kann einen Rotorkörper umfassen. Unter einem Rotorkörper wird im Sinne der Erfindung der Rotor ohne Rotorwelle verstanden.The rotor may include a rotor body. In the context of the invention, a rotor body is understood to mean the rotor without a rotor shaft.

Die elektrische Maschine weist ferner eine Steuereinrichtung auf. Eine Steuereinrichtung, wie sie in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, dient insbesondere der elektronischen Steuerung und/oder Reglung eines oder mehrerer technischer Systeme der elektrischen Maschine.The electrical machine also has a control device. A control device, as used in the present invention, is used in particular for the electronic control and/or regulation of one or more technical systems of the electrical machine.

Eine Steuereinrichtung weist insbesondere einen kabelgebundenen oder kabellosen Signaleingang zum Empfang von insbesondere elektrischen Signalen, wie beispielsweise Sensorsignalen, auf. Ferner besitzt eine Steuereinrichtung ebenfalls bevorzugt einen kabelgebundenen oder kabellosen Signalausgang zur Übermittlung von insbesondere elektrischen Signalen, beispielsweise an elektrische Aktuatoren oder elektrische Verbraucher des elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrangs oder des Kraftfahrzeugs.A control device has, in particular, a wired or wireless signal input for receiving electrical signals, in particular, such as sensor signals. Furthermore, a control device likewise preferably has a wired or wireless signal output for the transmission of, in particular, electrical signals, for example to electrical actuators or electrical consumers of the electrically operable axle drive train or of the motor vehicle.

Innerhalb der Steuereinrichtung können Steuerungsoperationen und/oder Reglungsoperationen durchgeführt werden. Ganz besonders bevorzugt ist es, dass die Steuereinrichtung eine Hardware umfasst, die ausgebildet ist, eine Software auszuführen. Bevorzugt umfasst die Steuereinrichtung wenigstens einen elektronischen Prozessor zur Ausführung von in einer Software definierten Programmabläufen.Control operations and/or regulation operations can be carried out within the control device. It is very particularly preferred that the control device includes hardware that is designed to run software. The control device preferably comprises at least one electronic processor for executing program sequences defined in software.

Die Steuereinrichtung kann ferner einen oder mehrere elektronische Speicher aufweisen, in denen die in den an die Steuereinrichtung übermittelten Signalen enthaltenen Daten gespeichert und wieder ausgelesen werden können. Ferner kann die Steuereinrichtung einen oder mehrere elektronische Speicher aufweisen, in denen Daten veränderbar und/oder unveränderbar gespeichert werden können.The control device can also have one or more electronic memories in which the data contained in the signals transmitted to the control device can be stored and read out again. Furthermore, the control device can have one or more electronic memories in which data can be stored in a changeable and/or unchangeable manner.

Eine Steuereinrichtung kann eine Mehrzahl von Steuergeräten umfassen, welche insbesondere räumlich getrennt voneinander im Kraftfahrzeug angeordnet sind. Steuergeräte werden auch als Electronic Control Unit (ECU) oder Electronic Control Module (ECM) bezeichnet und besitzen bevorzugt elektronische Mikrocontroller zur Durchführung von Rechenoperationen zur Verarbeitung von Daten, besonders bevorzugt mittels einer Software. Die Steuergeräte können bevorzugt miteinander vernetzt sein, so dass ein kabelgebundener und/oder kabelloser Datenaustausch zwischen Steuergeräten ermöglicht ist. Insbesondere ist es auch möglich, die Steuergeräte über im Kraftfahrzeug vorhandene Bus-Systeme, wie beispielsweise CAN-Bus oder LIN-Bus, miteinander zu vernetzen.A control device can include a plurality of control devices, which are arranged in particular spatially separated from one another in the motor vehicle. Control units are also referred to as electronic control units (ECU) or electronic control modules (ECM) and preferably have electronic microcontrollers for carrying out computing operations for processing data, particularly preferably using software. The control devices can preferably be networked with one another, so that a wired and/or wireless data exchange between control devices is made possible. In particular, it is also possible to network the control units with one another via bus systems present in the motor vehicle, such as a CAN bus or LIN bus.

Ganz besonders bevorzugt besitzt die Steuereinrichtung wenigstens einen Prozessor und wenigstens einen Speicher, der insbesondere einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor, die Steuereinrichtung zur Ausführung des Computerprogrammcodes zu veranlassen.The control device very particularly preferably has at least one processor and at least one memory, which in particular contains a computer program code, the memory and the computer program code being configured are, with the processor, causing the control device to execute the computer program code.

Die Steuereinheit kann besonders bevorzugt ein Leistungselektronikmodul zur Bestromung des Stators oder Rotors umfassen. Ein Leistungselektronikmodul ist bevorzugt ein Verbund verschiedener Komponenten, welche einen Strom an die elektrische Maschine steuern oder regeln, bevorzugt inklusive hierzu benötigter peripherer Bauteile wie Kühlelemente oder Netzteile. Insbesondere enthält das Leistungselektronikmodul Leistungselektronik bzw. ein oder mehrere Leistungselektronikbauteile, welche zur Steuerung oder Regelung eines Stroms eingerichtet sind. Dabei handelt es sich besonders bevorzugt um einen oder mehrere Leistungsschalter, z.B. Leistungstransistoren. Besonders bevorzugt weist die Leistungselektronik mehr als zwei, besonders bevorzugt drei voneinander getrennte Phasen bzw. Strompfade mit mindestens je einem eigenen Leistungselektronikbauteil auf. Die Leistungselektronik ist bevorzugt ausgelegt, pro Phase eine Leistung mit einer Spitzenleistung, bevorzugt Dauerleistung, von mindestens 10 W, bevorzugt mindestens 100 W besonders bevorzugt mindestens 1000 W zu steuern oder regeln.The control unit can particularly preferably include a power electronics module for energizing the stator or rotor. A power electronics module is preferably a combination of different components that control or regulate a current to the electrical machine, preferably including peripheral components required for this purpose, such as cooling elements or power supply units. In particular, the power electronics module contains power electronics or one or more power electronics components that are set up to control or regulate a current. This is particularly preferably one or more power switches, e.g. power transistors. The power electronics particularly preferably have more than two, particularly preferably three, phases or current paths which are separate from one another and each have at least one separate power electronics component. The power electronics are preferably designed to control or regulate a power per phase with a peak power, preferably continuous power, of at least 10 W, preferably at least 100 W, particularly preferably at least 1000 W.

Eine erfindungsgemäße elektrische Maschine umfasst ferner eine Verstelleinrichtung. Eine Verstelleinrichtung bewirkt Abhängigkeit der auf sie einwirkenden Betätigungskräfte ein Verstellen von Bauteilen im magnetischen Kreis. Dieses Verstellen der Bauteile kann insbesondere eine Änderung des magnetischen Flusses in der elektrischen Maschine bewirken. Als Verstelleinrichtung werden insbesondere auch mechanische Mechanismen verstanden, durch die eine Verstellung des Rotors oder des Rotorkörpers gegenüber dem Stator oder dem Statorkörper ermöglicht wird. Bei Axialflussmaschinen kann dabei unter Zuhilfenahme der Verstelleinrichtung eine axiale Verstellung des Rotors oder des Rotorkörpers gegenüber dem Stator und/oder umgekehrt erfolgen. Hierdurch wird eine entsprechende Feldschwächung oder Feldstärkung der elektrischen Axialflussmaschine erreicht. Die Verstelleinrichtung besitzt bevorzugt keinen fremdkraftbewirkten Aktor, wie beispielsweise einen elektrischen oder hydraulischen Aktor, zur Aktuierung der Verstelleinrichtung. Eine Verstelleinrichtung kann beispielsweise als Kurvengetriebe ausgestaltet sein. Grundsätzlich sind auch andere mechanische Mechanismen allein oder in Kombination denkbar, beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe der Hebel, Konturen, Getriebe, Federn, etc. Insbesondere kann eine oder mehrere Federn zum Einstellen der Kräftegleichgewichte und somit zum Einstellen der Umschaltpunkte vorhanden sein.An electric machine according to the invention also includes an adjusting device. An adjusting device causes components in the magnetic circuit to be adjusted as a function of the actuating forces acting on it. This adjustment of the components can in particular cause a change in the magnetic flux in the electrical machine. In particular, mechanical mechanisms are also understood as adjustment devices, by means of which an adjustment of the rotor or the rotor body relative to the stator or the stator body is made possible. In the case of axial flow machines, the rotor or the rotor body can be adjusted axially relative to the stator and/or vice versa with the aid of the adjusting device. This achieves a corresponding field weakening or field strengthening of the electrical axial flow machine. The adjusting device preferably does not have an externally powered actuator, such as an electric or hydraulic actuator, for actuating the adjusting device. An adjusting device can be designed as a cam mechanism, for example. In principle, other mechanical mechanisms alone or in combination are also conceivable, for example selected from the group of levers, contours, gears, springs, etc. In particular, one or more springs can be present for setting the force balance and thus for setting the switching points.

Die elektrische Maschine ist insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrang eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen. Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.The electric machine is intended in particular for use within a drive train of a hybrid or all-electric motor vehicle. In particular, the electrical machine is dimensioned in such a way that vehicle speeds of more than 50 km/h, preferably more than 80 km/h and in particular more than 100 km/h can be achieved. The electric motor particularly preferably has an output of more than 30 kW, preferably more than 50 kW and in particular more than 70 kW. Furthermore, it is preferred that the electrical machine provides speeds greater than 5,000 rpm, particularly preferably greater than 10,000 rpm, very particularly preferably greater than 12,500 rpm.

Die elektrische Maschine kann auch in einem elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang verbaut sein. Ein elektrischer Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfasst eine elektrische Maschine und ein Getriebe, wobei die elektrische Maschine und das Getriebe eine bauliche Einheit bilden. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine und das Getriebe in einem gemeinsamen Antriebsstranggehäuse angeordnet sind. Alternativ wäre es natürlich auch möglich, dass die elektrische Maschine ein Motorgehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse besitzt, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung des Getriebes gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Diese bauliche Einheit wird gelegentlich auch als E-Achse bezeichnet.The electrical machine can also be installed in an electrically operable final drive train. An electric final drive train of a motor vehicle includes an electric machine and a transmission, the electric machine and the transmission forming a structural unit. Provision can in particular be made for the electric machine and the transmission to be arranged in a common drive train housing. Alternatively, it would of course also be possible for the electric machine to have a motor housing and the gearbox to have a gearbox housing, in which case the structural unit can then be effected by fixing the gearbox in relation to the electric machine. This structural unit is sometimes also referred to as the E-axis.

Die elektrische Maschine kann besonders bevorzugt für eine Verwendung in einem Hybridmodul vorgesehen sein. In einem Hybridmodul können Bau- und Funktionselemente eines hybridisierten Antriebsstrangs räumlich und/oder baulich zusammengefasst und vorkonfiguriert sein, so dass ein Hybridmodul in einer besonders einfachen Weise in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integrierbar ist. Insbesondere können ein Elektromotor und ein Kupplungssystem, insbesondere mit einer Trennkupplung zum Einkuppeln des Elektromotors in und/oder Auskuppeln des Elektromotors aus dem Antriebsstrang, in einem Hybridmodul vorhanden sein.The electrical machine can particularly preferably be provided for use in a hybrid module. In a hybrid module, structural and functional elements of a hybridized drive train can be spatially and/or structurally combined and preconfigured, so that a hybrid module can be integrated in a particularly simple manner into a drive train of a motor vehicle. In particular, an electric motor and a clutch system, in particular with a separating clutch for coupling the electric motor into and/or decoupling the electric motor from the drive train, can be present in a hybrid module.

In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in der Steuereinrichtung für einen Betriebspunkt der elektrischen Maschine, umfassend einer Drehzahl und/oder einem Drehmoment der elektrischen Maschine, eine erste Gruppe und eine zweite Gruppe von Stromstärke-Stromwinkel-Paarungen gespeichert sind, wobei die erste Gruppe von Stromstärke-Stromwinkeln wenigstens eine Paarung von Stromstärke und Stromwinkel umfasst, die eine Überführung der Verstelleinrichtung aus dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand verhindert und wenigstens eine Paarung von Stromstärke und Stromwinkel umfasst, die eine Überführung der Verstelleinrichtung aus dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand bewirkt sowie die zweite Gruppe von Stromstärke-Stromwinkeln wenigstens eine Paarung von Stromstärke und Stromwinkel umfasst, die eine Überführung der Verstelleinrichtung aus dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand verhindert und wenigstens eine Paarung von Stromstärke und Stromwinkel umfasst, die eine Überführung der Verstelleinrichtung aus dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand bewirkt. Hierdurch kann insbesondere eine steuerungstechnisch einfache wie sichere Feldschwächung bewirkt werden.In an advantageous further development of the invention, it can be provided that in the control device for an operating point of the electrical machine, comprising a speed and/or a torque of the electrical machine, a first group and a second group of pairs of current intensity and current angle are stored, wherein the first group of current intensity current angles comprises at least one pairing of current intensity and current angle, which ver and comprises at least one pair of current strength and current angle, which causes the adjustment device to be transferred from the first operating state to the second operating state, and the second group of current strength-current angles comprises at least one pair of current strength and current angle, which causes the adjustment device to be transferred from the second operating state Prevents operating state in the first operating state and comprises at least one pairing of current and current angle, which causes a transfer of the adjusting device from the second operating state to the first operating state. In this way, field weakening that is simple and reliable in terms of control technology can be effected in particular.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Verstelleinrichtung konfiguriert ist, mechanisch eine magnetische Feldschwächung zwischen dem Rotor und dem Stator, eine Aktuierung einer Kupplung und/oder eine Aktuierung einer Bremse zu bewirken. Insbesondre kann es sich bei einer Kupplung auch um eine Wirbelstromkupplung und/oder bei einer Bremse um eine Wirbelstrombremse handeln.In a further embodiment of the invention, it can also be provided that the adjusting device is configured to mechanically cause a weakening of the magnetic field between the rotor and the stator, an actuation of a clutch and/or an actuation of a brake. In particular, a clutch can also be an eddy current clutch and/or a brake can be an eddy current brake.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zweite Stromstärke und der zweite Stromwinkel so konfiguriert sind, eine verglichen mit der ersten Stromstärke und dem ersten Stromwinkel Magnetfeldschwächung oder Magnetfeldverstärkung zu bewirken. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass eine sehr flexible und genaue Steuerung der elektrischen Maschine ermöglicht wird. Weiterhin wird so gemäß dem Stand der Technik ein Feldschwächbetrieb für höhere Drehzahlen ermöglicht wird, ohne das der magnetische Kreis bzw. die Dauermagnete mittels einer mechanischen Verstellung beeinflusst werden.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the second current intensity and the second current angle are configured in such a way as to bring about a magnetic field weakening or magnetic field strengthening compared to the first current intensity and the first current angle. The advantage of this configuration is that it allows the electrical machine to be controlled very flexibly and precisely. Furthermore, according to the prior art, field weakening operation for higher speeds is made possible without the magnetic circuit or the permanent magnets being influenced by means of a mechanical adjustment.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Verstelleinrichtung ausgebildet ist, den Luftspalt zwischen dem Stator und Rotor zu variieren, wodurch eine mechanisch einfache sowie funktionssichere Feldstärkung oder Feldschwächung bewirkt werden kann.According to a further preferred further development of the invention, it can also be provided that the adjustment device is designed to vary the air gap between the stator and rotor, as a result of which mechanically simple and functionally reliable field strengthening or field weakening can be effected.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Axialflussmaschine kann es vorgesehen sein, dass auf der einen axialen Seite des Stators in einem axialen Abstand d, einen ersten Luftspalt L bildend, der erste Rotorkörper angeordnet ist, und mittels der Verstelleinrichtung der axiale Abstand d zwischen dem Rotorkörper und dem Stator über einen Verstellweg variierbar ist.According to a further particularly preferred embodiment of the invention as an axial flow machine, provision can be made for the first rotor body to be arranged on one axial side of the stator at an axial distance d, forming a first air gap L, and for the axial distance d between the rotor body and the stator can be varied via an adjustment path.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Steuereinheit eingerichtet ist, durch Einstellen einer vordefinierten Stromstärke und eines vordefinierten Stromwinkels, welche jeweils an dem Stator anliegen, eine axiale Kraft auf den Rotor auszuüben, welche geeignet ist, dass der axiale Abstand d durch die Verstelleinrichtung variiert wird. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die Feldschwächung oder Feldstärkung alleinig durch eine einstellbare Axialkraft bewirkt wird.Furthermore, the invention can also be further developed in such a way that the control unit is set up, by setting a predefined current strength and a predefined current angle, which are each applied to the stator, to exert an axial force on the rotor, which is suitable for the axial distance d is varied by the adjusting device. The advantage of this configuration is that the field weakening or field strengthening is caused solely by an adjustable axial force.

Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Maschine, umfassend einen Stator und einen Rotor, wobei über ein vom Stator erzeugtes magnetisches Feld ein Motor-Drehmoment und/oder eine Motor-Kraft in den Rotor einleitbar ist, sowie eine mit dem Rotor und/oder Stator gekoppelte Verstelleinrichtung, wobei die Verstelleinrichtung aktuierbar ist, indem ein erstes Motor-Drehmoment und/oder eine erste Motor-Kraft an dem Rotor und/oder Stator die Verstelleinrichtung mechanisch durch Ausbildung eines ersten Kräfteungleichgewichts zwischen dem Rotor und der Verstelleinrichtung in einen ersten Betriebszustand versetzt, bei welchem ein erstes Magnetfeld zwischen dem Rotor und dem Stator ausgebildet ist, und ein zweites Motor-Drehmoment und/oder eine zweite Motor-Kraft an dem Rotor und/oder Stator die Verstelleinrichtung mechanisch durch Ausbildung eines zweiten Kräfteungleichgewichts zwischen dem Rotor und der Verstelleinrichtung in einen zweiten Betriebszustand versetzt, bei welchem ein von dem ersten Magnetfeld verschiedenes zweites Magnetfeld zwischen dem Rotor und dem Stator ausgebildet ist, wobei die elektrische Maschine ferner eine Steuereinheit zur Steuerung der Bestromung des Stators aufweist, umfassend die folgenden Schritte:

  1. a) Bestromung des Stators durch die Steuereinrichtung mit einer ersten Stromstärke und einem ersten Stromwinkel zur Erzeugung oder Beeinflussung des ersten Kräfteungleichgewichts,
  2. b) Ermittlung des an dem Rotor anliegenden Ist-Betriebspunkts,
  3. c) Vergleich des Ist-Betriebspunkts und/oder eines in der Steuereinheit gespeicherten oder ermittelten Soll-Betriebspunkts und/oder eines Kräfteungleichgewichts zwischen dem Rotor und der Verstelleinrichtung mit einem in der Steuereinrichtung gespeicherten oder ermittelten Entscheidungskriterium,
  4. d) wobei beim Erfüllen wenigstens eines Entscheidungskriteriums oder mehrerer Entscheidungskriterien von der Steuereinheit eine zweite Stromstärke und ein zweiter Stromwinkel eingestellt wird, so dass eine Aktuierung der Verstelleinrichtung bewirkt ist.
The object of the invention is also achieved by a method for controlling an electrical machine, comprising a stator and a rotor, a motor torque and/or a motor force being able to be introduced into the rotor via a magnetic field generated by the stator, and a adjustment device coupled to the rotor and/or stator, wherein the adjustment device can be actuated in that a first motor torque and/or a first motor force on the rotor and/or stator causes the adjustment device to move mechanically by forming a first imbalance of forces between the rotor and the Adjusting device is placed in a first operating state, in which a first magnetic field is formed between the rotor and the stator, and a second motor torque and/or a second motor force on the rotor and/or stator mechanically changes the adjusting device by forming a second imbalance of forces between the rotor and the adjusting device in a second n operating state, in which a second magnetic field that differs from the first magnetic field is formed between the rotor and the stator, the electric machine also having a control unit for controlling the energization of the stator, comprising the following steps:
  1. a) energization of the stator by the control device with a first current intensity and a first current angle to generate or influence the first force imbalance,
  2. b) determination of the actual operating point on the rotor,
  3. c) comparison of the actual operating point and/or a target operating point stored or determined in the control unit and/or a force imbalance between the rotor and the adjusting device with a decision criterion stored or determined in the control device,
  4. d) if at least one decision criterion or several decision criteria are met, a second current intensity and a second current angle are set by the control unit, so that the adjusting device is actuated.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Ist-Betriebspunkt und/oder der Soll-Betriebspunkt wenigstens durch ein Motor-Drehmoment und eine Motordrehzahl definiert ist. Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass das Entscheidungskriterium ein mehrdimensionales Kennfeld umfasst, in welchem wenigstens ein Motor-Drehmoment und eine Motordrehzahl vorhanden sind.It can also be advantageous to further develop the invention such that the actual operating point and/or the setpoint operating point is defined at least by an engine torque and an engine speed. According to a further preferred embodiment of the subject matter of the invention, it can be provided that the decision criterion includes a multi-dimensional characteristic diagram in which at least one engine torque and one engine speed are present.

Das mehrdimensionale Kennfeld kann neben dem Motor-Drehmoment und der Motordrehzahl, weitere Dimensionen wie beispielsweise den elektrischen Wirkungsgrad der elektrischen Maschineumfassen. Hierdurch kann eine sehr genaue, kennfeldorientierte Steuerung bzw. Reglung der elektrischen Maschine bewirkt werden.In addition to the engine torque and the engine speed, the multi-dimensional characteristic map can include other dimensions such as the electrical efficiency of the electrical machine. As a result, a very precise, map-oriented control or regulation of the electrical machine can be brought about.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit einem Computerprogrammcode, der geeignet ist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 9-11.The object of the invention is also achieved by a computer program product stored on a machine-readable carrier, or computer data signal embodied by an electromagnetic wave, with a computer program code suitable for carrying out the method according to any one of claims 9-11.

Die Aufgabe der Erfindung wird schließlich auch gelöst durch eine Steuereinheit zur Steuerung der Bestromung einer elektrischen Maschine nach einem der Ansprüche 1-8, umfassend einen Prozessor und einen Speicher, der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor, die Steuereinheit zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 9-11 zu veranlassen.Finally, the object of the invention is also achieved by a control unit for controlling the energization of an electrical machine according to one of claims 1-8, comprising a processor and a memory containing a computer program code, the memory and the computer program code being configured with the processor to cause the control unit to carry out a method according to any one of claims 9-11.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to figures without restricting the general inventive idea.

Es zeigen:

  • 1 eine Axialflussmaschine in einer ersten Betriebsstellung in einer schematischen Axialschnittansicht,
  • 2 eine Axialflussmaschine in einer zweiten Betriebsstellung in einer schematischen Axialschnittansicht,
  • 3 ein Drehmoment-Stromwinkel-Diagramm und ein Axialkraft-Stromwinkel-Diagramm in einer Gegenüberstellung,
  • 4 ein Ablaufdiagramm eines Steuerungsverfahrens, und
  • 5 Darstellung des Stromwinkels an schematischen Querschnittsansichten des Stators.
Show it:
  • 1 an axial flow machine in a first operating position in a schematic axial sectional view,
  • 2 an axial flow machine in a second operating position in a schematic axial sectional view,
  • 3 a torque current angle diagram and an axial force current angle diagram in a comparison,
  • 4 a flowchart of a control method, and
  • 5 Representation of the current angle on schematic cross-sectional views of the stator.

Die 1 zeigt eine als Axialflussmaschine in H-Ausführung konfigurierte elektrische Maschine 1, umfassend einen Stator 2 und einen axial zweigeteilten Rotor 3, der über eine gemeinsame Rotorwelle 30 verfügt, an der die axial beabstandeten Rotorkörper 31 drehfest angeordnet sind. Über ein vom Stator 2 erzeugtes magnetisches Feld ist ein Motor-Drehmoment und/oder eine Motor-Kraft in den Rotor 3 einleitbar. Die elektrische Maschine 1 besitzt ferner eine mit dem Rotor 3 gekoppelte Verstelleinrichtung 4, wobei die Verstelleinrichtung 4 eingerichtet ist, mechanisch eine magnetische Feldschwächung zwischen dem Rotor 3 und dem Stator 2 zu bewirken, indem ein erstes Motor-Drehmoment und/oder eine erste Motor-Kraft an dem Rotor 3 und/oder Stator 2 die Verstelleinrichtung 4 mechanisch durch Ausbildung eines ersten Kräfteungleichgewichts in der Verstelleinrichtung 4 in einen ersten Betriebszustand versetzt, bei welchem ein erstes Magnetfeld zwischen dem Rotor 3 und dem Stator 2 ausgebildet ist. Dieser erste Betriebszustand ist in der 1 gezeigt.the 1 1 shows an electrical machine 1 configured as an axial flux machine in an H design, comprising a stator 2 and an axially divided rotor 3, which has a common rotor shaft 30 on which the axially spaced rotor bodies 31 are arranged in a rotationally fixed manner. A motor torque and/or a motor force can be introduced into the rotor 3 via a magnetic field generated by the stator 2 . The electrical machine 1 also has an adjustment device 4 coupled to the rotor 3, the adjustment device 4 being set up to mechanically bring about a weakening of the magnetic field between the rotor 3 and the stator 2 by a first motor torque and/or a first motor Force on the rotor 3 and/or stator 2 mechanically puts the adjustment device 4 into a first operating state by forming a first force imbalance in the adjustment device 4, in which a first magnetic field is formed between the rotor 3 and the stator 2. This first operating state is in the 1 shown.

Über ein an dem Rotor 3 anlegbares zweites Motor-Drehmoment und/oder eine zweite Motor-Kraft kann die Verstelleinrichtung 4 mechanisch durch Ausbildung eines zweiten Kräfteungleichgewichts in der Verstelleinrichtung 4 in einen zweiten Betriebszustand versetzt werden, bei welchem ein von dem ersten Magnetfeld verschiedenes zweites Magnetfeld zwischen dem Rotor 3 und dem Stator 2 ausgebildet ist. Dieser Betriebszustand ist in der 2 gezeigt.A second motor torque and/or a second motor force that can be applied to the rotor 3 can mechanically put the adjusting device 4 into a second operating state by forming a second force imbalance in the adjusting device 4, in which a second magnetic field that differs from the first magnetic field is formed between the rotor 3 and the stator 2. This operating state is in the 2 shown.

Die gezeigte Verstelleinrichtung 4 ist grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, so dass hier auf die Funktionsweise nur knapp eingegangen wird. Die gezeigte mechanische Verstelleinrichtung 4 ist als Kurvengetriebe ausgebildet, bei dem ein Wälzkörper axial zwischen zwei V-förmigen Laufbahnen aufgenommen ist und eine der V-förmigen Laufbahnen mit dem Rotorkörper 31 und die andere V-förmige Laufbahn drehfest mit der Rotorwelle 30 verbunden ist. Für einen Abgleich der Verstell-Kennlinie des magnetischen Flusses in Abhängigkeit der Steuergröße sind Gegenkräfte (z.B. mittels Federn) in die Verstelleinrichtung 4 integriert bzw. genutzt, welche gegen die Betätigungskräfte und gegen die magnetischen Kräfte zwischen Stator 2 und Rotor 3 wirken. Betätigungskräfte, magnetische Kräfte und Gegenkräfte bilden ein Kräftegleichgewicht, welches bei einer Veränderung des Gleichgewichtes (z.B. Änderung der Drehzahl, Änderung des Nutzmomentes) eine mechanische Verstellung der Bauteile im magnetischen Fluss bewirken. Grundsätzlich sind jedoch auch beliebig anders ausgebildete mechanische Verstelleinrichtungen 4 denkbar.The adjustment device 4 shown is basically known from the prior art, so that the mode of operation is only briefly discussed here. The mechanical adjusting device 4 shown is designed as a cam mechanism in which a rolling body is accommodated axially between two V-shaped raceways and one of the V-shaped raceways is connected to the rotor body 31 and the other V-shaped raceway is non-rotatably connected to the rotor shaft 30. To adjust the adjustment characteristic of the magnetic flux depending on the control variable, counteracting forces (e.g. by means of springs) are integrated or used in the adjusting device 4, which act against the actuating forces and against the magnetic forces between the stator 2 and the rotor 3. Actuating forces, magnetic forces and counter-forces create a balance of forces, which causes a mechanical adjustment of the components in the magnetic flux when the balance changes (e.g. change in speed, change in useful torque). In principle, however, mechanical adjusting devices 4 of any other design are also conceivable.

Abhängig vom relativen Verdreh-Winkel der beiden V-förmigen Laufbahnen zueinander, bewirken die V-förmigen Laufbahnen eine Kraft-Drehmoment-Übersetzung zwischen der axialen auf die V-förmigen Laufbahnen wirkende Kraft und des übertragenen Drehmoments, welches an den V-förmigen Laufbahnen anliegt. Die V-förmigen Laufbahnen sind so ausgelegt, dass sich bei unterschiedlicher Kraft bzw. bei unterschiedlichen Drehmomentverhältnissen, unterschiedliche relative Verdreh-Winkel zwischen den V-förmigen Laufbahnen einstellen. Die Axial-Kraft zwischen Rotor 3 und Stator 2 aufgrund der Magnet-Kräfte, die Gegenfedern, welche gegen die Magnetkräfte wirken, und die axiale Kraft von des Kurvengetriebes stehen im Gleichgewicht. Depending on the relative torsional angle of the two V-shaped raceways, the V-shaped raceways cause a force-torque translation between the axial force acting on the V-shaped raceways and the transmitted torque, which is applied to the V-shaped raceways . The V-shaped raceways are designed in such a way that different relative torsional angles between the V-shaped raceways occur with different forces or with different torque ratios. The axial force between the rotor 3 and the stator 2 due to the magnetic forces, the counter springs, which act against the magnetic forces, and the axial force from the cam mechanism are in balance.

Eine Veränderung des Motormoments und somit des übertragenen Drehmomentes zwischen den V-förmigen Laufbahnen bewirkt eine Veränderung der axialen Kraft aufgrund der Übersetzung des Kurvengetriebes. Diese Änderung wiederum bewirkt, dass sich die V-förmigen Laufbahnen gegeneinander Verdrehen, bis sich ein neues Gleichgewicht einstellt. Das Verdrehen der V-förmigen Laufbahnen bewirkt ein Verstellen des axialen Abstandes zwischen den Rotorscheiben 3 und dem Stator 2. Dies ist auch gut aus der Zusammenschau von 1 mit 2 ersichtlich, bei denen der magnetische Luftspalt verändert ist.
Nicht dargestellt sind optionale mechanische Endanschläge, welche die Bewegungen begrenzen (z.B. gegen Ende der V-förmingen Laufbahnen).
A change in engine torque and thus in the torque transmitted between the V-shaped raceways causes a change in the axial force due to the translation of the cam mechanism. This change in turn causes the V-shaped raceways to twist against each other until a new equilibrium is established. The twisting of the V-shaped raceways causes the axial distance between the rotor disks 3 and the stator 2 to be adjusted 1 With 2 visible, in which the magnetic air gap is changed.
Optional mechanical end stops that limit the movements (eg towards the end of the V-shaped tracks) are not shown.

Die Axialflussmaschine 1 weist ferner eine Steuereinheit 5 zur Steuerung der Bestromung des Stators 2 auf, wobei zur Erzeugung des ersten Kräfteungleichgewichts der Stator 2 von der Steuereinrichtung 5 mit einer ersten Stromstärke 21a und einem ersten Stromwinkel 22a bestromt wird und zur Erzeugung des zweiten Kräfteungleichgewichts der Stator 2 von der Steuereinrichtung 5 mit einer zweiten Stromstärke 21b und einem zweiten Stromwinkel 212 bestromt wird, wobei die erste Stromstärke 21a von der zweiten Stromstärke 21b verschieden ist und/oder der erste Stromwinkel 22a von dem zweiten Stromwinkel 22b verschieden ist.The axial flow machine 1 also has a control unit 5 for controlling the energization of the stator 2, with the control device 5 energizing the stator 2 with a first current intensity 21a and a first current angle 22a to generate the first force imbalance, and the stator to generate the second force imbalance 2 is energized by the control device 5 with a second current intensity 21b and a second current angle 212, the first current intensity 21a differing from the second current intensity 21b and/or the first current angle 22a differing from the second current angle 22b.

Aus der Zusammenschau der 1-2 wird ersichtlich, dass die zweite Stromstärke 21 b und der zweite Stromwinkel 22b so konfiguriert sind, eine verglichen mit der ersten Stromstärke 21a und dem ersten Stromwinkel 22a Magnetfeldschwächung oder Magnetfeldverstärkung zu bewirken. Zur Herstellung der Magnetfeldschwächung oder Magnetfeldstärkung ist die Verstelleinrichtung 4 ausgebildet, den Luftspalt zwischen dem Stator 2 und Rotor 3 zu variieren. Auf der einen axialen Seite des Stators 2 ist in einem axialen Abstand d1, einen ersten Luftspalt L1 bildend, der erste Rotorkörper 31 angeordnet, wobei mittels der Verstelleinrichtung 4 der axiale Abstand d1 zwischen dem Rotorkörper 31 und dem Stator 2 über einen Verstellweg variierbar ist. In den 1-2 sind an jedem der axial beabstandeten Rotorkörper 31 je eine Verstelleinrichtung 4 ausgebildet. From the synopsis of 1-2 It can be seen that the second current level 21b and the second current angle 22b are configured to cause a magnetic field weakening or magnetic field strengthening compared to the first current level 21a and the first current angle 22a. The adjusting device 4 is designed to vary the air gap between the stator 2 and the rotor 3 in order to produce the weakening or strengthening of the magnetic field. The first rotor body 31 is arranged on one axial side of the stator 2 at an axial distance d1, forming a first air gap L1, the axial distance d1 between the rotor body 31 and the stator 2 being variable over an adjustment path by means of the adjusting device 4. In the 1-2 an adjustment device 4 is formed on each of the axially spaced rotor bodies 31 .

Grundsätzlich wäre es natürlich auch denkbar, dass nur einer der Rotorkörper 31 eine Verstelleinrichtung 4 aufweist.In principle, it would of course also be conceivable for only one of the rotor bodies 31 to have an adjusting device 4 .

Die Steuereinheit 5 ist eingerichtet, durch Einstellen einer vordefinierten Stromstärke 21 und eines vordefinierten Stromwinkels 22, welche
jeweils an dem Stator 2 anliegen, eine axiale Kraft 6 auf den Rotor 3 auszuüben, welche geeignet ist, dass der axiale Abstand d1 durch die
Verstelleinrichtung 4 variiert wird. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert.
The control unit 5 is set up by setting a predefined current intensity 21 and a predefined current angle 22, which
each applied to the stator 2 to exert an axial force 6 on the rotor 3, which is suitable that the axial distance d1 through the
Adjusting device 4 is varied. This is explained in more detail below.

3 zeigt in dem oberen Diagramm exemplarisch das erzeugte Nutz-Drehmoment von zwei unterschiedlichen Stromamplituden in Abhängigkeit des Stromwinkels zur Rotorlage. Ersichtlich ist, dass z.B. ein Drehmoment von 200 N*m sowohl bei voller Stromstärke und ca. 160° Stromwinkel als auch bei halbem Strom und ca. 135 ° Stromwinkel erreicht werden kann. Bei anderen Stromstärken würden sich entsprechend weitere Winkel ergeben. 3 shows in the upper diagram an example of the useful torque generated by two different current amplitudes as a function of the current angle to the rotor position. It can be seen that, for example, a torque of 200 N*m can be achieved both with full current and a current angle of approx. 160° and with half the current and a current angle of approx. 135°. With other current intensities, correspondingly more angles would result.

Das untere Diagramm der 3 zeigt exemplarisch die magnetische axiale Kraft zwischen Rotor 3 und Stator 2 in Abhängigkeit des Stromwinkels für zwei unterschiedliche Stromstärken. Ersichtlich ist, dass z.B. bei vollem Strom und einem Winkel von 160° (gemäß vorigem Beispiel) sich eine axiale Kraft von 2500 N ergibt, während bei einem Winkel von 135° und halber Stromstärke sich eine axiale Kraft von ca. 5.500 N ergibt.The lower diagram of the 3 shows an example of the magnetic axial force between the rotor 3 and the stator 2 as a function of the current angle for two different current intensities. It can be seen that, for example, with full current and an angle of 160° (according to the previous example), an axial force of 2500 N results, while with an angle of 135° and half current strength, an axial force of approx. 5,500 N results.

Der Stromwinkel wird anhand der 5 näher erläutert. Der Stator 2 besitzt eine Statorstromkomponente Id und eine Statorstromkomponente Iq im d-q System. Die Statorstromomponente Id wird gelegentlich als Magnetisierungsstrom oder Leerlaufstrom und die Statorstromkomponente Iq als drehmomentbildender Anteil bezeichnet. Iq und Id sind Teilkomponenten des Statorstroms, welche durch eine Park-Transformation der Statorströme in das Rotorbezugssystem überführt wurden. Die Iq-Komponente ist gleichphasig mit der erzeugten Statorspannung und erzeugt einen magnetischen Fluss, der auf den Raum zwischen den Permanentmagnetfeldpolen zentriert ist. Id erzeugt einen magnetischen Fluss, der auf die Pole des Dauermagneten zentriert ist. Mit anderen Worten, eine fiktive d (direct)-Wicklung ist auf das Rotorfeld ausgerichtet, die fiktive q (quadrature)-Wicklung steht dazu senkrecht; sie führen die Ströme Id bzw. Iq. Aus den Strömen Id und Iq ergibt sich eine Magnetfeldrichtung im Stator 2 ohne Überlagerung des Motor-Magnetfelds, wie sie in der 5 gezeigt ist. Der Stromwinkel ergibt sich aus der Winkeldifferenz der Magnetfeldrichtung im Rotor 3 ohne eine Überlagerung des Stator-Magnetfeldes und dieser Magnetfeldrichtung im Stator 2.The current angle is based on the 5 explained in more detail. The stator 2 has a stator current component Id and a stator current component Iq in the dq system. The stator current component Id is sometimes referred to as the magnetizing current or no-load current and the stator current component Iq as the torque-forming component. Iq and Id are partial components of the stator current, which were transferred to the rotor reference frame by a park transformation of the stator currents. The Iq component is in phase with the generated stator voltage and creates a magnetic flux centered on the space between the permanent magnet field poles. Id creates a magnetic flux centered on the poles of the permanent magnet. In other words, a fictitious d (direct) winding is aligned with the rotor field, the fictitious q (quadrature) winding is perpendicular to it; they carry the currents Id and Iq. The currents Id and Iq result in a magnetic field direction in the stator 2 without superimposition of the motor magnetic field, as shown in FIG 5 is shown. The current angle results from the angle difference of the magnetic field direction in rotor 3 without superimposition of the stator magnetic field and this magnetic field direction in stator 2.

Indem nun mittels geeigneter Id/Iq-Kombinationen bzw. Kombinationen aus Stromstärke und Stromwinkel gezielt die axiale Kraft zwischen Rotor 3 und Stator 2 beeinflusst wird, kann das Kräftegleichgewicht der Verstelleinrichtung 4 gezielt beeinfluss werden. Eine Veränderung des Kräfte-Gleichgewichts bewirkt eine Veränderung des sich einstellenden Gleichgewichts der V-förmigen Laufbahnen und somit eine gezielte Beeinflussung der mechanischen Feldschwächung.By now using suitable Id/Iq combinations or combinations of current intensity and current angle to influence the axial force between the rotor 3 and the stator 2 in a targeted manner, the balance of forces of the adjusting device 4 can be influenced in a targeted manner. A change in the balance of forces causes a change in the balance that occurs in the V-shaped raceways and thus a targeted influence on the mechanical field weakening.

Hieraus ergibt sich dann auch ein Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Maschine 1, wie sie aus den 1-2 bekannt ist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte und ist schematisch in der 4 gezeigt.This then also results in a method for controlling an electrical machine 1, as from 1-2 is known. The method comprises the following steps and is shown schematically in 4 shown.

Zunächst erfolgt in einem ersten Verfahrensschritt a) eine Bestromung des Stators 2 durch die Steuereinrichtung 5 mit einer ersten Stromstärke 21a und einem ersten Stromwinkel 22a zur Ausbildung des ersten Kräfteungleichgewichts an der Verstelleinrichtung 4.In a first method step a), the stator 2 is initially energized by the control device 5 with a first current intensity 21a and a first current angle 22a to form the first imbalance of forces on the adjustment device 4.

Es folgt eine Ermittlung des an dem Rotor 3 anliegenden Ist-Betriebspunkts in dem Verfahrensschritt b). Die Ermittlung kann durch eine Messung, eine Berechnung oder Schätzung eines oder mehrerer den Ist-Betriebspunkt charakterisierender Parameter erfolgen. Insbesondere wird in einem Ist-Betriebspunkt das aktuelle Motordrehmoment und die aktuelle Motordrehzahl ermittelt.The actual operating point present at the rotor 3 is then determined in method step b). The determination can be made by measuring, calculating or estimating one or more parameters characterizing the actual operating point. In particular, the current engine torque and the current engine speed are determined at an actual operating point.

In dem nachfolgenden Verfahrensschritt d) wird ein Vergleich des Ist-Betriebspunkts und/oder eines in der Steuereinheit 5 gespeicherten oder ermittelten Soll-Betriebspunkts und/oder eines Kräftegleichgewichts zwischen dem Rotor 3 und der Verstelleinrichtung 4 mit einem in der Steuereinrichtung 5 gespeicherten oder ermittelten Entscheidungskriterium 7 durchgeführt, wobei beim Erfüllen wenigstens eines Entscheidungskriteriums 7 oder mehrerer Entscheidungskriterien 7 von der Steuereinheit 5 in dem Verfahrensschritt d) eine zweite Stromstärke 21b und ein zweiter Stromwinkel 22b eingestellt wird, so dass eine Feldschwächung oder Feldstärkung des Magnetfelds zwischen dem Rotor 3 und dem Stator 2 bewirkt ist.In the subsequent method step d), the actual operating point and/or a target operating point stored or determined in the control unit 5 and/or a force balance between the rotor 3 and the adjustment device 4 are compared with a decision criterion stored or determined in the control device 5 7 is carried out, with the fulfillment of at least one decision criterion 7 or several decision criteria 7 by the control unit 5 in method step d), a second current intensity 21b and a second current angle 22b are set, so that a field weakening or field strengthening of the magnetic field between the rotor 3 and the stator 2 is effected.

Der Ist-Betriebspunkt und/oder der Soll-Betriebspunkt sind wenigstens durch ein Motor-Drehmoment und eine Motordrehzahl definiert ist. Ersichtlich ist aus der 4 ferner, dass das Entscheidungskriterium 7 ein mehrdimensionales Kennfeld umfasst, in welchem wenigstens ein Motor-Drehmoment und eine Motordrehzahl vorhanden sind. In dem gezeigten Beispiel besitzt das mehrdimensionale Kennfeld ferner den elektrischen Wirkungsgrad µ als weitere Dimension. Hierdurch wird eine sehr genaue und sichere kennfeldorientierte Steuerung der mechanischen Feldschwächung ermöglicht.The actual operating point and/or the target operating point are defined at least by an engine torque and an engine speed. It can be seen from the 4 Furthermore, that the decision criterion 7 includes a multi-dimensional characteristics map, in which at least one engine torque and one engine speed are present. In the example shown, the multi-dimensional characteristic map also has the electrical efficiency μ as a further dimension. This enables a very precise and reliable map-oriented control of the mechanical field weakening.

Insbesondere ist es auch möglich, dass in der Steuereinrichtung 5 für einen in dem Kennfeld abgebildeten Betriebspunkt der elektrischen Maschine 1, eine erste Gruppe 23 und eine zweite Gruppe 24 von Stromstärke-Stromwinkel-Paarungen gespeichert sind. Die erste Gruppe 23 von Stromstärke-Stromwinkeln umfasst wenigstens eine Paarung von Stromstärke 21a und Stromwinkel 22a, die eine Überführung der Verstelleinrichtung 4 aus dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand verhindert und wenigstens eine Paarung von Stromstärke 21a und Stromwinkel 22a, die eine Überführung der Verstelleinrichtung 4 aus dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand bewirkt. Die zweite Gruppe 23 von Stromstärke-Stromwinkeln umfasst wenigstens eine Paarung von Stromstärke 21b und Stromwinkel 22b, die eine Überführung der Verstelleinrichtung 4 aus dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand verhindert und wenigstens eine Paarung von Stromstärke 21a und Stromwinkel 22a, die eine Überführung der Verstelleinrichtung 4 aus dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand bewirkt.In particular, it is also possible for a first group 23 and a second group 24 of current strength/current angle pairings to be stored in the control device 5 for an operating point of the electric machine 1 that is mapped in the characteristics map. The first group 23 of current strength-current angles comprises at least one pair of current strength 21a and current angle 22a, which prevents the adjustment device 4 from being transferred from the first operating state to the second operating state, and at least one pair of current strength 21a and current angle 22a, which prevents the adjustment device from being transferred 4 causes from the first operating state to the second operating state. The second group 23 of current strength/current angles comprises at least one pair of current strength 21b and current angle 22b, which prevents the adjustment device 4 from being transferred from the second operating state to the first operating state, and at least one pair of current strength 21a and current angle 22a, which prevents the adjustment device from being transferred 4 causes from the second operating state to the first operating state.

Natürlich ist es möglich, das beschriebene Verfahren auch reversiert, also umgekehrt auszuführen, so dass der mit dem Verfahrensschritt d) erzeugte Betriebszustand wieder in den im Verfahrensschritt a) vorliegenden Betriebszustand der elektrischen Maschine 1 überführbar ist.Of course, it is also possible to carry out the method described in reverse, that is to say the other way around, so that the operating state generated with method step d) can be converted back into the operating state of the electrical machine 1 present in method step a).

Das Verfahren kann insbesondere ausgebildet sein als ein Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit einem Computerprogrammcode, der geeignet ist zur Durchführung des voranstehenden Verfahrens. Das Computerprogrammprodukt kann insbesondere auf einem mit dem Internet verbundenen Server bereitgestellt sein. In diesem Zusammenhang ist es besonders bevorzugt, dass das Computerprogrammprodukt vorgesehen ist, von einem mit dem Internet verbundenen Server in eine Steuereinheit 5 zur Steuerung der Bestromung einer elektrischen Maschine 1 geladen zu werden.The method can in particular be embodied as a computer program product that is stored on a machine-readable carrier, or a computer data signal, embodied by an electromagnetic wave, with a computer program code that is suitable for carrying out the above method. The computer program product can in particular be provided on a server connected to the Internet. In this context, it is particularly preferred that the computer program product is intended to be loaded from a server connected to the Internet into a control unit 5 for controlling the energization of an electrical machine 1 .

Die Steuereinheit 5 zur Steuerung der Bestromung einer elektrischen Maschine 1, wie sie in den 1-2 abgebildet ist, umfasst einen Prozessor 51 und einen Speicher 52, der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher 52 und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor 51, die Steuereinheit 5 zur Durchführung des aus der 4 bekannten Verfahrens zu veranlassen.The control unit 5 for controlling the energization of an electrical machine 1, as in the 1-2 shown comprises a processor 51 and a memory 52 containing computer program code, the memory 52 and the computer program code are configured with the processor 51, the control unit 5 to carry out the from the 4 known procedure.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The foregoing description is therefore not to be considered as limiting but as illustrative. The following patent claims are to be understood in such a way that a mentioned feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of other features. If the patent claims and the above description define 'first' and 'second' feature, this designation serves to distinguish between two similar features without establishing a ranking.

BezugszeichenlisteReference List

11
elektrische Maschineelectric machine
22
Statorstator
33
Rotorrotor
44
Verstelleinrichtungadjusting device
55
Steuereinheitcontrol unit
66
Kraftpower
77
Entscheidungskriterium decision criterion
2121
Stromstärkeamperage
2222
Stromwinkelcurrent angle
2323
erste Gruppefirst group
2424
zweite Gruppe second group
3030
Rotorwellerotor shaft
3131
Rotorkörper rotor body
5151
Prozessorprocessor
5252
SpeicherStorage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • CN 101783536 A [0004]CN 101783536A [0004]
  • DE 102009038928 A1 [0005]DE 102009038928 A1 [0005]
  • EP 2985893 A1 [0006]EP 2985893 A1 [0006]

Claims (13)

Elektrische Maschine (1) umfassend einen Stator (2) und einen Rotor (3), wobei über ein vom Stator (2) erzeugtes magnetisches Feld ein Motor-Drehmoment und/oder eine Motor-Kraft in den Rotor (3) einleitbar ist, sowie eine mit dem Rotor (3) und/oder Stator (2) gekoppelte Verstelleinrichtung (4), wobei die Verstelleinrichtung (4) aktuierbar ist, indem ein erstes Motor-Drehmoment und/oder eine erste Motor-Kraft an dem Rotor (3) und/oder Stator (2) die Verstelleinrichtung (4) mechanisch durch Ausbildung eines ersten Kräfteungleichgewichts in der Verstelleinrichtung (4) in einen ersten Betriebszustand versetzt, bei welchem ein erstes Magnetfeld zwischen dem Rotor (3) und dem Stator (2) ausgebildet ist, und ein zweites Motor-Drehmoment und/oder eine zweite Motor-Kraft an dem Rotor (3) und/oder Stator (2) die Verstelleinrichtung (4) mechanisch durch Ausbildung eines zweiten Kräfteungleichgewichts in der Verstelleinrichtung (4) in einen zweiten Betriebszustand versetzt, bei welchem ein von dem ersten Magnetfeld verschiedenes zweites Magnetfeld zwischen dem Rotor (3) und dem Stator (2) ausgebildet ist, wobei die elektrische Maschine (1) ferner eine Steuereinheit (5) zur Steuerung der Bestromung des Stators (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung oder Beeinflussung des ersten Kräfteungleichgewichts der Stator (2) von der Steuereinrichtung (5) mit einer ersten Stromstärke (21a) und einem ersten Stromwinkel (22a) aus einer ersten Gruppe (23) von Stromstärke-Stromwinkeln bestromt wird und zur Erzeugung oder Beeinflussung des zweiten Kräfteungleichgewichts der Stator (2) von der Steuereinrichtung (5) mit einer zweiten Stromstärke (21b) und einem zweiten Stromwinkel (212) aus einer zweiten Gruppe (24) von Stromstärke-Stromwinkeln bestromt wird, wobei die erste Stromstärke (21a) von der zweiten Stromstärke (21b) verschieden ist und/oder der erste Stromwinkel (22a) von dem zweiten Stromwinkel (22b) verschieden ist. Electrical machine (1) comprising a stator (2) and a rotor (3), a motor torque and/or a motor force being able to be introduced into the rotor (3) via a magnetic field generated by the stator (2), and an adjustment device (4) coupled to the rotor (3) and/or stator (2), wherein the adjustment device (4) can be actuated by applying a first motor torque and/or a first motor force to the rotor (3) and /or the stator (2) mechanically puts the adjusting device (4) into a first operating state by forming a first force imbalance in the adjusting device (4), in which a first magnetic field is formed between the rotor (3) and the stator (2), and a second motor torque and/or a second motor force on the rotor (3) and/or stator (2) mechanically puts the adjusting device (4) into a second operating state by forming a second imbalance of forces in the adjusting device (4). which one of that first magnetic field different second magnetic field between the rotor (3) and the stator (2) is formed, wherein the electric machine (1) also has a control unit (5) for controlling the energization of the stator (2), characterized in that for generating or influencing the first imbalance of forces the stator (2) is supplied with current by the control device (5) with a first current intensity (21a) and a first current angle (22a) from a first group (23) of current intensity current angles and for generating or influencing the second When there is an imbalance of forces, the control device (5) supplies the stator (2) with a second current intensity (21b) and a second current angle (212) from a second group (24) of current intensity current angles, the first current intensity (21a) being dependent on the second Current intensity (21b) is different and/or the first current angle (22a) is different from the second current angle (22b). Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuereinrichtung (5) für einen Betriebspunkt der elektrischen Maschine (1), umfassend einer Drehzahl und/oder einem Drehmoment der elektrischen Maschine (1), eine erste Gruppe (23) und eine zweite Gruppe (24) von Stromstärke-Stromwinkel-Paarungen gespeichert sind, wobei die erste Gruppe (23) von Stromstärke-Stromwinkeln wenigstens eine Paarung von Stromstärke (21a) und Stromwinkel (22a) umfasst, die eine Überführung der Verstelleinrichtung (4) aus dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand verhindert und wenigstens eine Paarung von Stromstärke (21a) und Stromwinkel (22a) umfasst, die eine Überführung der Verstelleinrichtung (4) aus dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand bewirkt sowie die zweite Gruppe (23) von Stromstärke-Stromwinkeln wenigstens eine Paarung von Stromstärke (21b) und Stromwinkel (22b) umfasst, die eine Überführung der Verstelleinrichtung (4) aus dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand verhindert und wenigstens eine Paarung von Stromstärke (21a) und Stromwinkel (22a) umfasst, die eine Überführung der Verstelleinrichtung (4) aus dem zweiten Betriebszustand in den ersten Betriebszustand bewirkt.Electrical machine (1) according to claim 1 , characterized in that in the control device (5) for an operating point of the electric machine (1), comprising a speed and / or a torque of the electric machine (1), a first group (23) and a second group (24) of Current strength-current angle pairings are stored, the first group (23) of current strength-current angles comprising at least one pairing of current strength (21a) and current angle (22a), which transfer the adjusting device (4) from the first operating state to the second operating state and at least one pairing of current intensity (21a) and current angle (22a), which causes the adjusting device (4) to be transferred from the first operating state to the second operating state, and the second group (23) of current intensity-current angles comprises at least one pairing of current intensity (21b) and current angle (22b) comprises a transfer of the adjusting device (4) from the second operating state to the first operating z state prevented and at least one pairing of current intensity (21a) and current angle (22a), which causes a transfer of the adjusting device (4) from the second operating state to the first operating state. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (4) konfiguriert ist, mechanisch eine magnetische Feldschwächung zwischen dem Rotor (3) und dem Stator (2), eine Aktuierung einer Kupplung und/oder eine Aktuierung einer Bremse zu bewirken.Electrical machine (1) according to claim 1 or 2 , characterized in that the adjusting device (4) is configured to mechanically effect a magnetic field weakening between the rotor (3) and the stator (2), an actuation of a clutch and/or an actuation of a brake. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stromstärke (21b) und der zweite Stromwinkel (22b) so konfiguriert sind, eine verglichen mit der ersten Stromstärke (21a) und dem ersten Stromwinkel (22a) Magnetfeldschwächung oder Magnetfeldverstärkung zu bewirken.Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second current intensity (21b) and the second current angle (22b) are configured in such a way that a magnetic field weakening compared to the first current intensity (21a) and the first current angle (22a) or to cause magnetic field reinforcement. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (4) ausgebildet ist, den Luftspalt zwischen dem Stator (2) und Rotor (3) zu variieren.Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting device (4) is designed to vary the air gap between the stator (2) and rotor (3). Elektrische Maschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (1) eine Axialflussmaschine ist.Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical machine (1) is an axial flow machine. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der einen axialen Seite des Stators (2) in einem axialen Abstand (d1), einen ersten Luftspalt (L1) bildend, der erste Rotorkörper (31) angeordnet ist, und mittels der Verstelleinrichtung (4) der axiale Abstand (d1) zwischen dem Rotorkörper (31) und dem Stator (2) über einen Verstellweg variierbar ist.Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first rotor body (31) is arranged on one axial side of the stator (2) at an axial distance (d1), forming a first air gap (L1), and the axial distance (d1) between the rotor body (31) and the stator (2) can be varied over an adjustment path by means of the adjusting device (4). Elektrische Maschine (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) eingerichtet ist, durch Einstellen einer vordefinierten Stromstärke (21) und eines vordefinierten Stromwinkels (22), welche jeweils an dem Stator (2) anliegen, eine axiale Kraft (6) auf den Rotor (3) auszuüben, welche geeignet ist, dass der axiale Abstand (d1) durch die Verstelleinrichtung (4) variiert wird.Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit (5) is set up by setting a predefined current (21) and a predefined current angle (22), which are each applied to the stator (2), a to exert an axial force (6) on the rotor (3), which is suitable for the axial distance (d1) to be varied by the adjusting device (4). Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Maschine (1), umfassend einen Stator (2) und einen Rotor (3), wobei über ein vom Stator (2) erzeugtes magnetisches Feld ein Motor-Drehmoment und/oder eine Motor-Kraft in den Rotor (3) einleitbar ist, sowie eine mit dem Rotor (3) und/oder Stator (2) gekoppelte Verstelleinrichtung (4), wobei die Verstelleinrichtung (4) aktuierbar ist, indem ein erstes Motor-Drehmoment und/oder eine erste Motor-Kraft an dem Rotor (3) und/oder Stator (2) die Verstelleinrichtung (4) mechanisch durch Ausbildung eines ersten Kräfteungleichgewichts in der Verstelleinrichtung (4) in einen ersten Betriebszustand versetzt, bei welchem ein erstes Magnetfeld zwischen dem Rotor (3) und dem Stator (2) ausgebildet ist, und ein zweites Motor-Drehmoment und/oder eine zweite Motor-Kraft an dem Rotor (3) und/oder Stator (2) die Verstelleinrichtung (4) mechanisch durch Ausbildung eines zweiten Kräfteungleichgewichts in der Verstelleinrichtung (4) in einen zweiten Betriebszustand versetzt, bei welchem ein von dem ersten Magnetfeld verschiedenes zweites Magnetfeld zwischen dem Rotor (3) und dem Stator (2) ausgebildet ist, wobei die elektrische Maschine (1) ferner eine Steuereinheit (5) zur Steuerung der Bestromung des Stators (2) aufweist, umfassend die folgenden Schritte: a) Bestromung des Stators (2) durch die Steuereinrichtung (5) mit einer ersten Stromstärke (21a) und einem ersten Stromwinkel (22a) zur Erzeugung oder Beeinflussung des ersten Kräfteungleichgewichts, b) Ermittlung des an dem Rotor (3) anliegenden Ist-Betriebspunkts, c) Vergleich des Ist-Betriebspunkts und/oder eines in der Steuereinheit (5) gespeicherten oder ermittelten Soll-Betriebspunkts und/oder eines Kräfteungleichgewichts zwischen dem Rotor (3) und der Verstelleinrichtung (4) mit einem in der Steuereinrichtung (5) gespeicherten oder ermittelten Entscheidungskriterium (7), d) wobei beim Erfüllen wenigstens eines Entscheidungskriteriums (7) oder mehrerer Entscheidungskriterien (7) von der Steuereinheit (5) eine zweite Stromstärke (21b) und ein zweiter Stromwinkel (22b) eingestellt wird, so dass eine Aktuierung der Verstelleinrichtung (4) bewirkt ist.Method for controlling an electrical machine (1), comprising a stator (2) and a rotor (3), with a motor torque and/or a motor force being able to be introduced into the rotor (3) via a magnetic field generated by the stator (2), and a motor connected to the rotor (3) and/or stator ( 2) coupled adjusting device (4), wherein the adjusting device (4) can be actuated by mechanically applying a first motor torque and/or a first motor force to the rotor (3) and/or stator (2). caused by the formation of a first imbalance of forces in the adjusting device (4) in a first operating state in which a first magnetic field is formed between the rotor (3) and the stator (2), and a second motor torque and/or a second motor torque Force on the rotor (3) and/or stator (2) mechanically puts the adjusting device (4) into a second operating state by forming a second imbalance of forces in the adjusting device (4), in which a second magnetic field that differs from the first magnetic field between between the rotor (3) and the stator (2), the electrical machine (1) also having a control unit (5) for controlling the energization of the stator (2), comprising the following steps: a) energizing the stator ( 2) by the control device (5) with a first current intensity (21a) and a first current angle (22a) to generate or influence the first force imbalance, b) determination of the actual operating point applied to the rotor (3), c) comparison of the actual - operating point and/or a target operating point stored or determined in the control unit (5) and/or a force imbalance between the rotor (3) and the adjusting device (4) with a decision criterion (7) stored or determined in the control device (5) , d) a second current intensity (21b) and a second current angle (22b) being set by the control unit (5) when at least one decision criterion (7) or a plurality of decision criteria (7) is met is ellt, so that an actuation of the adjusting device (4) is effected. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Betriebspunkt und/oder der Soll-Betriebspunkt wenigstens durch ein Motor-Drehmoment und eine Motordrehzahl definiert ist.procedure after claim 9 , characterized in that the actual operating point and / or the target operating point is defined at least by an engine torque and an engine speed. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Entscheidungskriterium (7) ein mehrdimensionales Kennfeld umfasst, in welchem wenigstens ein Motor-Drehmoment und eine Motordrehzahl vorhanden sind.procedure after claim 9 or 10 , characterized in that the decision criterion (7) comprises a multi-dimensional characteristics map, in which at least one engine torque and one engine speed are present. Computerprogrammprodukt, das auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, oder Computer-Datensignal, verkörpert durch eine elektromagnetische Welle, mit einem Computerprogrammcode, der geeignet ist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 9-11.Computer program product stored on a machine-readable carrier, or computer data signal, embodied by an electromagnetic wave, with a computer program code that is suitable for performing the method according to one of claims 9 - 11 . Steuereinheit (5) zur Steuerung der Bestromung einer elektrischen Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1-8, umfassend einen Prozessor (51) und einen Speicher (52), der einen Computerprogrammcode enthält, wobei der Speicher (52) und der Computerprogrammcode konfiguriert sind, mit dem Prozessor (51), die Steuereinheit (5) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 9-11 zu veranlassen.Control unit (5) for controlling the energization of an electrical machine (1) according to one of Claims 1 - 8th , comprising a processor (51) and a memory (52) containing a computer program code, wherein the memory (52) and the computer program code are configured with the processor (51), the control unit (5) for carrying out a method according to one of claims 9 - 11 to cause.
DE102021124533.8A 2021-03-11 2021-09-22 Electrical machine, method for controlling an electrical machine, computer program product and control unit Withdrawn DE102021124533A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021105920.8 2021-03-11
DE102021105920 2021-03-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021124533A1 true DE102021124533A1 (en) 2022-09-15

Family

ID=80787430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021124533.8A Withdrawn DE102021124533A1 (en) 2021-03-11 2021-09-22 Electrical machine, method for controlling an electrical machine, computer program product and control unit

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102021124533A1 (en)
WO (1) WO2022188926A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101783536A (en) 2009-10-22 2010-07-21 上海海事大学 Automatic field-weakening method for built-in permanent magnet synchronous motor
DE102009038928A1 (en) 2009-08-26 2010-11-04 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Electric motor e.g. ring motor, for use as wheel hub motor in e.g. car, has stator, rotor and air gap, where air gap is formed between stator and rotor, and size of gap is variable depending on number of revolutions of motor
EP2985893A1 (en) 2014-08-12 2016-02-17 LEANTEC Motor GmbH & Co. KG Electric machine with controlled air gap

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007244027A (en) * 2006-03-06 2007-09-20 Nissan Motor Co Ltd Dynamo-electric machine
JP5384144B2 (en) * 2009-03-03 2014-01-08 本田技研工業株式会社 Axial gap type motor
JP2010268571A (en) * 2009-05-13 2010-11-25 Nissan Motor Co Ltd Radial motor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009038928A1 (en) 2009-08-26 2010-11-04 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Electric motor e.g. ring motor, for use as wheel hub motor in e.g. car, has stator, rotor and air gap, where air gap is formed between stator and rotor, and size of gap is variable depending on number of revolutions of motor
CN101783536A (en) 2009-10-22 2010-07-21 上海海事大学 Automatic field-weakening method for built-in permanent magnet synchronous motor
EP2985893A1 (en) 2014-08-12 2016-02-17 LEANTEC Motor GmbH & Co. KG Electric machine with controlled air gap

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022188926A1 (en) 2022-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60219096T2 (en) Transport system and dynamoelectric machine
DE112011100218B4 (en) Rotating electric machine
DE102011010747A1 (en) Machine with internal permanent magnets
DE102015217587A1 (en) Electric rotating machines
DE10392456T5 (en) Arrangement for carrying out a method for controlling a multiphase and reversible rotating electrical machine, which is connected to an internal combustion engine of a motor vehicle
DE102008034975A1 (en) Permanent magnet synchronous machine
DE102016203262A1 (en) Method for the iterative determination of a d and q current for operating a synchronous machine, method for operating a synchronous machine and control unit
EP1564868A1 (en) Electric machine
DE102015221894A1 (en) Torsional vibration damping arrangement for the drive train of a vehicle
DE102022112712A1 (en) Method for operating an electrical machine, computer program product, control unit, electrical machine, hybrid module
DE102011055137A1 (en) Hybrid synchronous machine
DE102010050344A1 (en) Method for designing controller structure for field-oriented controlling induction machine i.e. synchronous machine, in power train i.e. hybrid drive train, of motor vehicle i.e. motor car, involves deriving dice to control machine
DE102021101898A1 (en) Electrical machine and drive train for a hybrid or fully electrically driven motor vehicle
DE102021124533A1 (en) Electrical machine, method for controlling an electrical machine, computer program product and control unit
WO2023061525A1 (en) Rotor, method for manufacturing a rotor, and electric machine
DE102018104418A1 (en) Electromagnetically actuated actuator for electric machine and electric machine with electromagnetically actuated actuator
DE102018109285A1 (en) ELECTRIC MOTOR WITH CONTINUOUS VARIABLE MAGNETIC PROPERTIES AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME
AT522280B1 (en) Method for operating a drive device, computer program product, drive device and motor vehicle
DE10053265A1 (en) Parking brake device for vehicles and drive system with a parking brake device
DE102020129142A1 (en) Rotor for a rotating electrical machine
DE102021126143A1 (en) Electrical axial flow machine
EP1758229B1 (en) Electric motor
DE102021124534A1 (en) Electrical machine, method for controlling an electrical machine, computer program product and control unit
DE102022111878A1 (en) Electric axial flow machine
DE102022111877A1 (en) Electric axial flow machine

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee