DE102021133266A1 - Arrangement for power or voltage supply of an electric drive - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Strom- bzw. Spannungsversorgung eines elektrischen Antriebes, insbesondere eines Fahrzeuges, umfassend eine mehrphasige Leistungselektronikeinheit (18, 43), welche einen von einer Energiequelle bereitgestellte/n Gleichspannung bzw.- Gleichstrom in eine Wechselspannung bzw. einen Wechselstrom umwandelt, welche/r an einen mit der mehrphasigen Leistungselektronikeinheit (18, 43) verbundenen elektrischen Motor (2, 3; 39, 40), vorzugsweise einer Traktionsmaschine, zur Bereitstellung einer Antriebskraft zur Erzeugung einer Bewegung, insbesondere an einem Fahrzeugrad (10, 11), zuführbar ist. Bei einer Anordnung, welche bei Reduzierung von Kosten und Bauraum eine variable Anpassung an Antriebssysteme mit mindestens zwei elektrischen Motoren ermöglicht, ist die mindestens drei Phasen (19, 20, 21; 44, 45, 46) aufweisende Leistungselektronikeinheit (18, 43) mit mindestens zwei elektrischen Motoren (2, 3; 39, 40) zur gleichzeitigen Strom- bzw. Spannungsversorgung gekoppelt.The invention relates to an arrangement for supplying current or voltage to an electric drive, in particular a vehicle, comprising a multi-phase power electronics unit (18, 43) which converts a direct voltage or direct current provided by an energy source into an alternating voltage or alternating current , which is connected to an electric motor (2, 3; 39, 40), preferably a traction machine, connected to the multi-phase power electronics unit (18, 43), for providing a driving force for generating a movement, in particular on a vehicle wheel (10, 11) , can be supplied. In an arrangement that allows variable adaptation to drive systems with at least two electric motors while reducing costs and installation space, the power electronics unit (18, 43) having at least three phases (19, 20, 21; 44, 45, 46) is equipped with at least two electric motors (2, 3; 39, 40) coupled for simultaneous current or voltage supply.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Strom- bzw. Spannungsversorgung eines elektrischen Antriebes, insbesondere eines Fahrzeuges, umfassend eine mehrphasige Leistungselektronikeinheit, welche einen von einer Energiequelle bereitgestellte/n Gleichspannung bzw.- Gleichstrom in eine Wechselspannung bzw. Wechselstrom umwandelt, welche an einen mit der mehrphasigen Leistungselektronikeinheit verbundenen elektrischen Motor, vorzugsweise einer Traktionsmaschine, zur Bereitstellung einer Antriebskraft zur Erzeugung einer Bewegung, insbesondere an einem Fahrzeugrad, zuführbar ist.The invention relates to an arrangement for supplying power or voltage to an electric drive, in particular a vehicle, comprising a multi-phase power electronics unit which converts a direct voltage or direct current provided by an energy source into an alternating voltage or alternating current, which is fed to a multi-phase power electronics unit connected electric motor, preferably a traction machine, to provide a driving force to generate a movement, in particular on a vehicle wheel, can be fed.
Aus der
Weiterhin ist es bekannt, dass Antriebssysteme, die zwei Antriebsmotoren umfassen, über zwei getrennte Leistungselektronikeinheiten mit Energie versorgt werden, wobei jede Leistungselektronikeinheit eine/n Gleichspannung bzw. Gleichstrom in eine Wechselspannung/Wechselstrom umwandelt. Jede Leistungselektronikeinheit verfügt dabei über jeweils eigenständige Komponenten.Furthermore, it is known that drive systems, which include two drive motors, are supplied with energy via two separate power electronics units, each power electronics unit converting a DC voltage or direct current into an AC voltage/alternating current. Each power electronics unit has its own independent components.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Strom- bzw. Spannungsversorgung eines elektrischen Antriebes anzugeben, welche trotz Reduzierung von Kosten und Bauraum eine variable Anpassung an unterschiedliche Antriebssysteme mit mindestens zwei elektrischen Motoren ermöglicht.The invention is based on the object of specifying an arrangement for supplying current or voltage to an electric drive which, despite the reduction in costs and installation space, enables variable adaptation to different drive systems with at least two electric motors.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.The object is solved by the subject matter of
Die eingangs erläuterte Anordnung zur Strom- bzw. Spannungsversorgung eines elektrischen Antriebes, insbesondere eines Fahrzeuges, umfasst eine mehrphasige Leistungselektronikeinheit, welche eine/n von einer Energiequelle bereitgestellte/n Gleichspannung bzw.- Gleichstrom in eine Wechselspannung bzw. Wechselstrom umwandelt, welche/r an einen mit der mehrphasigen Leistungselektronikeinheit verbundenen elektrischen Motor, vorzugsweise einer Traktionsmaschine, zur Bereitstellung einer Antriebskraft zur Erzeugung einer Bewegung, insbesondere an einem Fahrzeugrad, zuführbar ist. Eine mehrphasige Leistungselektronikeinheit zeichnet sich dadurch aus, dass sie nur einen DC-Eingang (Gleichstrom mit Plus- und Minus-Pol) hat, der über Filter und Kondensator zu den Leistungsschaltern führt und diese Leistungselektronikeinheit mit einem separaten oder in einem in die Motor-/Getriebeeinheit integrierten Gehäuse untergebracht ist. Bei dieser Anordnung ist die mindestens drei Phasen aufweisende Leistungselektronikeinheit mit mindestens zwei elektrischen Motoren zur gleichzeitigen Strom- bzw. Spannungsversorgung gekoppelt. Eine solche Anordnung ersetzt mehrere einzelne Leistungselektronikeinheiten, was die Kosten, den Bauraum und das Gewicht des elektrischen Antriebs reduziert. Somit lassen sich mit nur einer Leistungselektronikeinheit mehrere elektrische Motoren antreiben. Die mit nur einer Leistungselektronikeinheit anzutreibenden elektrischen Motoren können dabei in der Anzahl der Phasen (Wicklungen) variieren. Die elektrischen Motoren können dabei auf getrennten Achsen oder auf einer Achse positioniert sein.The arrangement explained at the outset for supplying current or voltage to an electric drive, in particular a vehicle, comprises a multi-phase power electronics unit which converts a direct voltage or direct current provided by an energy source into an alternating voltage or alternating current, which an electric motor connected to the multi-phase power electronics unit, preferably a traction machine, can be supplied to provide a driving force for generating a movement, in particular on a vehicle wheel. A multi-phase power electronics unit is characterized by the fact that it has only one DC input (direct current with plus and minus pole), which leads to the power switches via filter and capacitor and this power electronics unit can be connected to a separate or integrated motor/ Gear unit integrated housing is housed. In this arrangement, the power electronics unit, which has at least three phases, is coupled to at least two electric motors for the simultaneous current or voltage supply. Such an arrangement replaces several individual power electronics units, which reduces the costs, the installation space and the weight of the electric drive. This means that several electric motors can be driven with just one power electronics unit. The electric motors to be driven with only one power electronics unit can vary in the number of phases (windings). The electric motors can be positioned on separate axes or on one axis.
Gemäß einer Ausführungsform bei mechanisch drehgekoppelten, mit gleicher Drehzahl drehenden Rotoren der mindestens zwei elektrischen Motoren die von der Leistungselektronikeinheit abgehenden Phasen aufgetrennt und in Phasengruppen zusammengefasst, wobei jeder Phasengruppe je eine als Wicklung ausgebildete Phase mindestens zweier elektrischer Motoren zu deren Strom- bzw. Spannungsversorgung zugeordnet ist. Da die Phasen erst nach dem Ausgang aus der Leistungselektronikeinheit aufgetrennt werden, kann eine konstruktiv einfache Leistungselektronikeinheit zur gleichzeitigen Strom- und Spannungsversorgung mehrerer elektrischer Maschinen verwendet werden. Die Stromsensoren, die jede Phase der Leistungselektronik überwachen, erfassen dabei den Gesamtphasenstrom der beiden elektrischen Motoren. Infolge der starren Kopplung der Rotorwellen der elektrischen Motoren sind Stromsensoren nur für eine Phasengruppe notwendig. Auch ist nur eine Gebersensorik zur Messung der Drehzahl eines der elektrischen Motoren erforderlich.According to one embodiment, in the case of mechanically rotatably coupled rotors of the at least two electric motors rotating at the same speed, the phases coming from the power electronics unit are separated and combined in phase groups, with each phase group being assigned a phase designed as a winding of at least two electric motors for their current or voltage supply is. Since the phases are only separated after the output from the power electronics unit, a structurally simple power electronics unit can be used to simultaneously supply current and voltage to a number of electrical machines. The current sensors, which monitor each phase of the power electronics, record the total phase current of the two electric motors. Due to the rigid coupling of the rotor shafts of the electric motors, current sensors are only necessary for one phase group. Also, only one transmitter sensor system is required to measure the speed of one of the electric motors.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist bei mechanisch drehgekoppelten, mit gleicher Drehzahl drehenden Rotoren der beiden elektrischen Motoren die Leistungselektronikeinheit n x m Phasen auf, wobei jeweils n mal m(1 ...n) Phasen der Leistungselektronikeinheit mit den Statorwicklungen je eines elektrischen Motors verbunden sind und die jeweils m Phasen, die dem einen elektrischen Motor zugeordnet sind, zeitlich phasengleich oder phasenversetzt zu den Phasen, die den n-1 anderen elektrischen Motoren zugeordnet sind, von der Leistungselektronikeinheit bestromt sind. Auch in dieser Ausgestaltung wird aufgrund der starren Kopplung der Rotorwellen der elektrischen Motoren deren Lage und Drehzahl mit nur einer Sensorik überwacht. Infolge der phasenversetzten Ansteuerung der elektrischen Motoren entfällt ein Mehraufwand an zur Glättung des erzeugten Wechselstrom- bzw. Wechselspannungssignals benötigten Zwischenkreiskapazitäten in der Leistungselektronikeinheit, da die Amplituden des zu glättenden Signals verringert werden.According to a further embodiment, in the case of mechanically rotatably coupled rotors of the two electric motors rotating at the same speed, the power electronics unit has nxm phases, with n times m(1...n) phases of the power electronics unit being connected to the stator windings of each electric motor and the in each case m phases, which are assigned to one electric motor, are supplied with current from the power electronics unit in phase with or out of phase with the phases that are assigned to the n−1 other electric motors. Also in this embodiment, due to the rigid coupling of the rotor shafts of the electric motors, their position and speed are monitored with only one sensor system. As a result of the phase-shifted activation of the electric motors, there is no additional outlay on intermediate circuit capacitances in the power electronics unit, which are required to smooth the alternating current or alternating voltage signal that is generated, since the amplitudes of the signal to be smoothed are reduced.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der zeitliche Phasenversatz zwischen den einzelnen n elektrischen Motoren unterschiedlich. Dies hat den Vorteil, dass gleichzeitig elektrische Motoren mit Energie versorgt werden können, die über eine unterschiedliche Anzahl von Phasen (Wicklungen) m (1...n) verfügen.According to a further embodiment, the phase offset in time between the individual n electric motors is different. This has the advantage that electric motors that have a different number of phases (windings) m (1...n) can be supplied with energy at the same time.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Leistungselektronikeinheit zweimal drei Phasen auf, wobei jeweils drei Phasen der Leistungselektronikeinheit mit den Statorwicklungen jeder elektrischen Maschine verbunden sind und die jeweils drei Phasen, die dem einen elektrischen Motor zugeordnet sind, um 60° +/-10° zu den drei Phasen, die dem anderen elektrischen Motor zugeordnet sind, zeitlich versetzt angesteuert verschoben sind. Durch die konstruktiv einfache Ausgestaltung der Leistungselektronikeinheit mit sechs Phasen wird eine Ansteuerung von zwei elektrischen Motoren ermöglicht.According to a further embodiment, the power electronics unit has three phases twice, with three phases of the power electronics unit being connected to the stator windings of each electrical machine and the three phases associated with one electric motor being connected at 60° +/-10° to the three phases, which are associated with the other electric motor, are controlled in a time-shifted manner. The structurally simple design of the power electronics unit with six phases enables control of two electric motors.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die den elektrischen Motoren zugeordneten Phasen derart ansteuerbar, dass die elektrischen Motoren mit unterschiedlicher Drehzahl bzw. Drehmoment antreibbar sind. Dies ist besonders bei einem Einsatz der Anordnung in einem Fahrzeug von Vorteil, wo Drehzahl und Drehmoment der elektrischen Motoren, die auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, je nach Betriebszustand des Fahrzeuges verschieden sein können. Dadurch werden die Fahreigenschaften des Fahrzeuges verbessert.According to a further embodiment, the phases assigned to the electric motors can be controlled in such a way that the electric motors can be driven at different speeds or torques. This is particularly advantageous when the arrangement is used in a vehicle, where the speed and torque of the electric motors, which are arranged on a common axis, can vary depending on the operating state of the vehicle. This improves the driving characteristics of the vehicle.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist bei mechanisch entkoppelten Rotoren der elektrischen Motoren die Leistungselektronikeinheit zweimal drei Phasen auf, wobei jeweils drei Phasen der Leistungselektronikeinheit mit den Statorwicklungen (Phasen) je einem der 3 phasigen elektrischen Motoren verbunden sind und die Leistungselektronikeinheit die beiden elektrischen Motoren unabhängig voneinander, insbesondere achs- und/oder radselektiv, in dem Fahrzeug ansteuert. Die vollständige funktionstechnische und mechanische Trennung der elektrischen Motoren voneinander erlaubt eine unabhängige Ansteuerung von elektrischen Motoren mit einer differierenden Anzahl von Phasen.According to a further embodiment, in the case of mechanically decoupled rotors of the electric motors, the power electronics unit has three phases twice, with three phases of the power electronics unit being connected to the stator windings (phases) of one of the 3-phase electric motors and the power electronics unit controlling the two electric motors independently of one another. in particular axle- and/or wheel-selective, in the vehicle. The complete functional and mechanical separation of the electric motors from each other allows independent control of electric motors with a different number of phases.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die elektrischen Motoren nebeneinander angeordnet und vorzugsweise als Radialfluss- oder Axial-Fluss-Maschine mit mindestens einem Stator und mindestens einem Rotor ausgebildet. Die Nebeneinanderanordnung der elektrischen Motoren erlaubt eine optimale Ausnutzung des im Fahrzeug zur Verfügung stehenden radialen Bauraumes.According to a further embodiment, the electric motors are arranged next to one another and are preferably designed as a radial flux or axial flux machine with at least one stator and at least one rotor. The side-by-side arrangement of the electric motors allows optimal utilization of the radial installation space available in the vehicle.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Axial-Fluss-Maschine in einer H-Anordnung oder einer I-Anordnung ausgebildet. Sind eine Rotorwelle und zwei außenliegende scheibenförmige Statoren eines elektrischen Motors axial nebeneinander angeordnet, wird dies im Folgenden als I-Anordnung (2 Statoren, 1 Rotor) bezeichnet. Eine weitere Ausführungsform der elektrischen Motoren weist zwei außenliegende miteinander gekoppelte Rotorplatten auf, zwischen denen axial flächig ein scheibenförmiger Stator angeordnet ist. Diese Ausführungsform wird im Folgenden als sogenannte H- Anordnung bezeichnen (1 Stator, 2 Rotoren). Zwischen dem Stator und dem zugehörigen Rotor ist dabei ein Abstand definiert, der als Luftspalt bezeichnet wird. Dieser ist in den jeweiligen elektrischen Motoren symmetrisch gestaltet, kann aber zwischen den Antriebsmaschinen einer elektrischen Antriebsmaschine durchaus auch abweichend gestaltet sein, um beispielweise das Kennfeld des gesamten Antriebs zu modifizieren. Somit ist eine vielfältige Ausgestaltung des elektrischen Antriebs möglich. Auch ist die Anordnung mit nur einem Stator und einem Rotor denkbar.According to a further embodiment, the axial flux machine is formed in an H-arrangement or an I-arrangement. If a rotor shaft and two external disk-shaped stators of an electric motor are arranged axially next to one another, this is referred to below as an I arrangement (2 stators, 1 rotor). A further embodiment of the electric motors has two external rotor plates which are coupled to one another and between which a disk-shaped stator is arranged over an axial area. This embodiment is referred to below as a so-called H arrangement (1 stator, 2 rotors). A distance is defined between the stator and the associated rotor, which is referred to as the air gap. This is designed symmetrically in the respective electric motors, but can also be designed differently between the drive machines of an electric drive machine, for example to modify the characteristic map of the entire drive. A diverse configuration of the electric drive is thus possible. The arrangement with only one stator and one rotor is also conceivable.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die elektrischen Traktionsmaschinen als permanent erregte Synchronmaschine oder als fremderregte Synchronmaschine oder als Asynchronmaschine ausgebildet. Die Anordnung zur Strom- bzw. Spannungsversorgung ist somit vielseitig für die unterschiedlichsten elektrischen Motoren verwendbar.According to a further embodiment, the electric traction machines are designed as a permanently excited synchronous machine or as a separately excited synchronous machine or as an asynchronous machine. The arrangement for the current or voltage supply can therefore be used in a variety of ways for a wide variety of electric motors.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen elektrischer Antrieb eines Fahrzeuges, umfassend zwei elektrische Motoren, die über je eine Getriebereduktionsstufe zwei Fahrzeugräder antreiben. Dabei sind die zwei funktionstechnisch voneinander getrennten elektrischen Motoren mit einer gemeinsamen Multiphaseneinrichtung zur Strom- bzw. Spannungsversorgung der beiden elektrischen Motoren verbunden, wobei die Multiphaseneinrichtung mehr als drei Phasen zur unabhängigen Einstellung der Betriebsparameter der beiden elektrischen Motoren aufweist. Die Verwendung nur einer Strom- bzw. Spannungsversorgungseinrichtung ermöglicht eine Verkleinerung der Baugröße des Antriebs bei gleichzeitiger Gewichtsverringerung. Die Multiphaseneinrichtung ist dabei als entkoppelte Schnittstelle zwischen einer Energiequelle und den elektrischen Traktionsmaschinen einsetzbar, wobei durch die Entkopplung die Verwendung einer beliebigen Anzahl von Motoren betrieben werden können, da die Anzahl der Phasen der Multifunktionseinrichtung beliebig variiert werden kann.A further aspect of the invention relates to an electric drive of a vehicle, comprising two electric motors which each drive two vehicle wheels via a gear reduction stage. The two functionally separate electric motors are connected to a common multi-phase device for supplying current or voltage to the two electric motors, the multi-phase device having more than three phases for independently setting the operating parameters of the two electric motors. The use of only one current or voltage supply device allows the size of the drive to be reduced while at the same time reducing the weight. The multi-phase device can be used as a decoupled interface between an energy source and the electric traction machines, with the use of any number of motors can be operated by the decoupling, since the Number of phases of the multifunction device can be varied as desired.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug, welcher zwei axial nebeneinander in Reihe angeordnete elektrische Motoren aufweist, die über je ein Reduktionsgetriebe zwei Fahrzeugräder antreiben, wobei die Rotorwellen beider elektrischen Motoren mit einer Eingangswelle eines Differentialausgleichsgetriebes drehfest miteinander gekoppelt sind und die beiden Ausgangswellen des Differentialausgleichsgetriebes an jeweils eine der Reduktionsgetriebe führen. Dabei sind die Rotoren und die Statoren des elektrischen Antriebs axial flächig nebeneinander angeordnet. Durch diese konstruktive Maßnahme werden die Drehmomente beider elektrischer Motoren addiert. Obwohl beide elektrischen Motoren innerhalb eines radial vorgegebenen Bauraums verbleiben, kann so dennoch eine deutliche Erhöhung des Drehmomentes und der Leistung des Antriebs erzielt werden. Wird eine der beiden elektrischen Motoren im Teillastbetrieb abgeschaltet, kann dadurch auch die Effizienz des elektrischen Antriebs wesentlich verbessert werden.Another aspect of the invention relates to an electric drive for a vehicle, which has two electric motors arranged axially next to one another in series, which each drive two vehicle wheels via a reduction gear, the rotor shafts of both electric motors being coupled to one another in a torque-proof manner with an input shaft of a differential gear and the lead both output shafts of the differential gear to one of the reduction gears. The rotors and the stators of the electric drive are arranged axially flat next to each other. This design measure adds the torques of both electric motors. Although both electric motors remain within a radially specified installation space, a significant increase in the torque and power of the drive can still be achieved. If one of the two electric motors is switched off in partial-load operation, the efficiency of the electric drive can also be significantly improved.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.The invention permits numerous embodiments. One of them will be explained in more detail with reference to the figures shown in the drawing.
Es zeigen:
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines elektrischen Antriebes, -
2 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung für den elektrischen Antrieb gemäß1 , -
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektrischen Antriebes, -
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung für den elektrischen Antrieb gemäß2 , -
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektrischen Antriebes, -
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektrischen Antriebes, -
7 ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektrischen Antriebes, -
8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung für den elektrischen Antrieb gemäß7 .
-
1 a first embodiment of an electric drive, -
2 according to a first exemplary embodiment of the arrangement according to the invention for theelectric drive 1 , -
3 another embodiment of the electric drive, -
4 according to a further exemplary embodiment of the arrangement according to the invention for theelectric drive 2 , -
5 another embodiment of the electric drive, -
6 another embodiment of the electric drive, -
7 another embodiment of the electric drive, -
8th according to a further exemplary embodiment of the arrangement according to the invention for theelectric drive 7 .
In
Zwischen den beiden elektrischen Motoren 2, 3 ist ein Differentialausgleichsgetriebe 15 in Form eines Planetenradgetriebes ausgebildet, an welchem die beiden Rotorwellen 4, 5 angekoppelt sind. Die Rotorwellen 4, 5 der beiden elektrischen Motoren 2, 3 sind dabei über ein Hohlrad 15a des Differentialausgleichsgetriebes 15 drehfest miteinander gekoppelt. Dies heißt, dass beide elektrische Motoren 2, 3 bei einer Drehung immer eine identische Phasenlage des zeitlichen Verlaufes des Stromes bzw. Spannung aufweisen, wie es in den Diagrammen 2a, 3b gezeigt ist. Eine Umdrehung entspricht hier 360°.Between the two
Die elektrischen Motoren 2, 3 sind in einer I-Anordnung ausgeführt, in welcher ein Rotor 16 innenliegend und die Statoren 17 axial flächig außenliegend angeordnet sind. An den jeweiligen Stator 17 der elektrischen Motoren 2, 3 ist eine Leistungselektronikeinheit 18 angekoppelt, welche die dreiphasigen elektrischen Motoren 2, 3 mit Energie versorgt. Diese Leistungselektronikeinheit 18 weist drei Phasen 19, 20, 21 auf, welche außerhalb der Leistungselektronikeinheit 18 aufgetrennt sind, wobei jeweils drei der aufgetrennten Phasen 19a, 20a, 21a; 19b, 20b, 21b in jeweils einer Phasengruppe A,B zusammengefasst sind. Dabei führt die erste Phasengruppe A mit den aufgetrennten Phasen 19a, 20a, 21a an den Stator 17 des elektrischen Motors 2, während die zweite Phasengruppe B mit dem Stator 17 des zweiten elektrischen Motors 3 verbunden ist. Jeder Stator 17 umfasst in diesem Fall je Wicklungen 22, 23, 24, an welche die aufgetrennten Phasen 19a, 20a, 21a; 19b, 20b, 21b der beiden Phasengruppen A, B angebunden werden. Grundsätzlich stellen die Wicklungen aus Sicht eines elektrischen Motors die Phasen des Motors dar. Es ist zweckmäßig nach der Auftrennung für jeden Phasengruppe A, B gleiche Impedanzen für die Zuleitungen und Phasen 19a, 20a, 21a; 19b, 20b, 21b der Motoren 2, 3 zu wählen.The
Ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung ist in
In dieser Anordnung sind die elektrischen Motoren 2, 3 starr gekoppelt und werden in einer Parallelschaltung betrieben, so dass diese in einer rotatorischen Richtung während der Drehung immer die gleiche Phase 19, 20, 21 aufweisen. Aus Sicht der Leistungselektronikeinheit 18 stellen die beiden elektrischen Maschinen 2, 3 nur einen Verbraucher in Form einer dreiphasigen Maschine dar. Die beiden starr miteinander gekoppelten elektrischen Motoren 2, 3 drehen mit der gleichen Drehzahl, die über den Rotorlagesensor 12 erfasst wird. Dabei genügt es, die Drehzahl mit nur einem Rotorlagesensor 12 an einem elektrischen Motor 2, 3 zu erfassen. Die Stromsensoren 34, 35, 36 erfassen den Gesamtphasenstrom der beiden elektrischen Motoren 2, 3, wobei bei der in der Steuereinheit 37 implementierten Regelung angenommen wird, dass die Phasenströme annähernd gleichmäßig über beide elektrische Motoren 2, 3 verteilt sind. Damit wird der Regelung eine Mittelwertbildung der Phasenströme zugrunde gelegt. Der Kondensator 27, welcher eine Glättung der erzeugten Wechselspannung bzw. des erzeugten Wechselstroms zu einem angenäherten Sinussignal vornimmt, muss dabei für die Belastung durch zwei elektrische Motoren 2, 3 ausgelegt sein.In this arrangement, the
Ein elektrischer Antrieb 38 mit elektrischen Motoren 39, 40, die in einer alternativen H-Anordnung ausgeführt sind, ist in
In
In diesem Fall bilden die beiden elektrischen Motoren 39, 40 aus Sicht der Leistungselektronikeinheit 43 einen sechsphasigen Motor. Die sechs Phasen 19, 20, 21; 44, 45, 46 der Leistungselektronikeinheit 43 können unabhängig voneinander durch die Steuereinheit 37 angesteuert werden, was durch den für jede Phase 19, 20, 21; 44, 45, 46 vorgesehenen Gate-Treiberblock 31, 32, 33; 50, 51, 52 ermöglicht wird. Die zeitliche Ansteuerung der drei Wechselstrom-Phasen 19, 20, 21; 44, 45, 46 jedes elektrischen Motors 39, 40 sind um 120° zueinander versetzt. Die beiden elektrischen Motoren 39, 40 werden phasenversetzt angesteuert und weisen einen Versatz von Motor 39 zu Motor 40 von quasi 60° auf. Dies ist zur besseren Verdeutlichung in den Diagrammen 40a bz. 39b in
Im Falle von
In
In
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- elektrischer Antriebelectric drive
- 22
- elektrischer Motorelectric motor
- 33
- elektrischer Motorelectric motor
- 44
- Rotorwellerotor shaft
- 55
- Rotorwellerotor shaft
- 66
- Reduktionsgetriebereduction gear
- 77
- Reduktionsgetriebereduction gear
- 88th
- Getriebeausgangswelletransmission output shaft
- 99
- Getriebeausgangswelletransmission output shaft
- 1010
- Fahrzeugradvehicle wheel
- 1111
- Fahrzeugradvehicle wheel
- 1212
- Rotorlagesensorrotor position sensor
- 1313
- Hohlrad des Reduktionsgetriebesring gear of the reduction gear
- 1414
- Abkoppeleinheitdecoupling unit
- 1515
- Differentialausgleichsgetriebedifferential gear
- 1616
- Rotorrotor
- 1717
- Statorstator
- 1818
- Dreiphasige LeistungselektronikeinheitThree-phase power electronics unit
- 1919
- Phasephase
- 2020
- Phasephase
- 2121
- Phasephase
- 2222
- Wicklung des Statorswinding of the stator
- 2323
- Wicklung des Statorswinding of the stator
- 2424
- Wicklung des Statorswinding of the stator
- 2525
- DC-EingangDC input
- 2626
- FMI-FilterFMI filter
- 2727
- Kondensatorcapacitor
- 2828
- Leistungsschaltercircuit breaker
- 2929
- Leistungsschaltercircuit breaker
- 3030
- Leistungsschaltercircuit breaker
- 3131
- Gatetreiberblockgate driver block
- 3232
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