DE4311274A1 - Geschalteter Reluktanzmotor als Traktionsmotor für elektrisch angetriebene Fahrzeuge - Google Patents
Geschalteter Reluktanzmotor als Traktionsmotor für elektrisch angetriebene FahrzeugeInfo
- Publication number
- DE4311274A1 DE4311274A1 DE4311274A DE4311274A DE4311274A1 DE 4311274 A1 DE4311274 A1 DE 4311274A1 DE 4311274 A DE4311274 A DE 4311274A DE 4311274 A DE4311274 A DE 4311274A DE 4311274 A1 DE4311274 A1 DE 4311274A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- stator
- winding
- poles
- reluctance motor
- stator pole
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
- H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
- H02K19/02—Synchronous motors
- H02K19/10—Synchronous motors for multi-phase current
- H02K19/103—Motors having windings on the stator and a variable reluctance soft-iron rotor without windings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
- B60L2220/10—Electrical machine types
- B60L2220/18—Reluctance machines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Description
Durch die Entwicklung von Hochenergiebatterien ist es möglich
geworden, auch Personenkraftwagen mit Elektroantrieb auszurüsten.
Die bisher bekannten Antriebssysteme verwenden hierfür Asynchron
maschinen mit Umrichter und Synchronmaschinen mit Umrichter. Da
die Synchronmaschinen aber den Nachteil haben, daß sie meist mit
sehr hohen Strömen arbeiten, ist daher der Asynchronmaschine,
insbesondere auch wegen ihrer Robustheit der Vorzug zu geben.
Es werden auch bereits geschaltete Reluktanzmotoren für Positio
nierungsantriebe in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Gebläsen von
Kraftfahrzeugen, eingesetzt, da diese sich ebenfalls durch einen
einfachen und robusten Aufbau auszeichnen und außerdem preiswert
und wartungsfrei sind. Diese geschalteten Reluktanzmotoren haben
üblicherweise mehrere Pole sowohl auf dem Ständer als auch auf
dem Läufer, d. h. es handelt sich um Doppelschenkelpolmaschinen.
Hierbei ist eine konzentrierte Wicklung auf jedem Ständerpol
vorgesehen, aber es gibt keine Wicklungen oder Magnete auf dem
Läufer. Jedes Paar mit den diametral entgegengesetzten Ständer
polwicklungen ist in Reihe oder parallel geschaltet, um eine
unabhängige Maschinenphasenwicklung der mehrphasigen SR-Maschine
zu bilden. Ein Motordrehmoment wird erzeugt, indem der Strom in
jeder Motorphasenwicklung in einer bestimmten Sequenz geschaltet
wird, die mit der Winkelposition des Läufers synchronisiert ist,
so daß sich eine magnetische Anziehungskraft zwischen den Läufer
polen und den Ständerpolen ergibt, die sich einander nähern. Der
Strom wird in jeder Motorphase abgeschaltet, bevor die Läufer
pole, die den Ständerpolen dieser Phase am nächsten sind, sich an
der ausgerichteten Position vorbeidrehen. Das erzeugte Drehmoment
ist von der Richtung des Stromes unabhängig, so daß Stromimpulse
in einer Richtung, die mit der Rotorbewegung synchronisiert sind,
an die Ständerpolwicklungen durch einen Wechselrichter angelegt
werden können, in welchem den Strom in einer Richtung schaltende
Elemente wie Transistoren oder Thyristoren benutzt werden.
Bekannte Reluktanzmotoren weisen sechs Statorpole und vier Rotor
pole auf, wobei deren ringförmiges Statorjoch aus elektrischen
Gründen eine konstante Dicke aufweist. Aufgrund der elektromag
netischen Kräfte zwischen den Ankerpolen und den erregten Stator
polen kommt es hierbei zu einer umlaufenden elliptischen Verfor
mung des Statorgehäuses, was in Fig. 1 gestrichelt dargestellt
ist. Durch Fortschalten der Statorerregung kommt es zu periodisch
auftretenden Verformungen des Statorgehäuses, welche zu Drehmo
mentschwankungen führen und störende Motor- oder Maschinengeräu
sche erzeugen.
Durch eine ältere Patentanmeldung werden die störenden Drehmo
mentenschwankungen und Geräusche bei geschalteten Reluktanz
motoren dadurch vermieden, daß die Außenkontur des Statorjoches
an den durch die elektromagnetischen Kräfte zwischen den Rotor
polen und den erregten Statorpolen beanspruchten biegekritischen
Stellen Verstärkungen aufweisen.
In einer weiteren bekannten alternativen Ausführungsform eines
SR-Motorantriebes weist jede Motorphase wenigstens zwei Paare von
diametral entgegengesetzten Ständerpolen auf. Eine Ständerpol
wicklung ist auf jedem Pol gewickelt, und die Polwicklungen auf
diametral entgegengesetzten Polen sind zu Paaren zusammengefaßt
und entweder in Reihe oder parallel geschaltet. Hierbei sind
mehrere unabhängige Wechselrichter vorgesehen, wobei die Anzahl
der Wechselrichter gleich der Anzahl der Ständerwicklungen ist,
die jeder Motorphase entspricht. Hierdurch werden auch die Ver
formungen des Statorgehäuses vermieden, aber die Herstellungs
kosten für diesen Reluktanzmotor steigen im Vergleich z. B. zu
einem Asynchronmotor mit sechs Schaltern im Umrichter erheblich.
Weiterhin weisen die oben genannten bekannten geschalteten Reluk
tanzmotoren sechs Statorpole und vier Rotorpole auf, wodurch
diese Motoren bei ähnlich guten oder höheren Wirkungsgraden im
Vergleich zu einem Asynchronmotor jedoch niedrige Herstellungs
kosten aufweisen. Allerdings haben diese SR-Motoren eine höhere
Drehmomentenwelligkeit, welche durch Erhöhung der Anzahl der Pole
von z. B. sechs Stator- und vier Rotorpolen auf acht Stator- und
sechs Rotorpole verringert werden kann. Ein Nachteil dieser Maß
nahme ist aber, daß im Wechselrichter die Zahl der Leistungs
schalter steigt und damit die Kosten für acht Schalter im Ver
gleich zum Asynchronmotor mit sechs Schaltern im Wechselstrom
richter steigen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen geschalteten
Reluktanzmotor, insbesondere als Antriebsmotor in elektrisch
angetriebenen Kraftfahrzeugen, Waschmaschinen und/oder Rasen
mähern zu schaffen, der sich gegenüber den bekannten Motoren,
insbesondere den Asynchronmotoren, durch einen hohen Wirkungs
grad, niedrige Herstellungskosten und durch eine geringe Dreh
momentenwelligkeit auszeichnet. Diese Aufgabe wird durch die im
Patentanspruch gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Der erfindungsgemäß SR-Motor zeichnet sich durch eine kosten
günstige Herstellung aus, wobei z. B. bei drei Motorphasen und bei
einer Verdopplung oder Verdreifachung der Stator- und Rotorpole
auf 12/8 bzw. 18/12 wie beim Asynchronmotor höchsten sechs Lei
stungsschalter im Wechselrichter erforderlich sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes
sind die Leistungsschalter zu einem Leistungsmodul zusammenge
fügt, welches zur Abführung von Verlustenergien auf dem wasser
gekühlten Gehäusemantel des Reluktanzmotors wärmeleitend ange
ordnet ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes
sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels im folgenden
näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen geschalteten
Reluktanzmotor bekannter Art mit sechs Sta
tor- und vier Rotorpolen,
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen SR-Motor gemäß
der Erfindung aufgebaut mit in Reihe geschal
teten Spulen,
Fig. 3A einen Querschnitt durch einen SR-Motor mit
zwei parallel geschalteten Statorpolwick
lungspaaren,
Fig. 3B eine Schaltungsanordnung des Wechselrichters
mit sechs Leistungsschaltern für einen
SR-Motor gemäß Fig. 3A,
Fig. 4A einen Querschnitt durch einen geschalteten
SR-Motor mit in Reihe geschalteten Spulen von
zwei Statorpolwicklungspaaren,
Fig. 4B eine Schaltungsanordnung eines Wechselrich
ters für Fig. 4A,
Fig. 5A einen Querschnitt durch einen SR-Motor mit
zwei parallel geschalteten Statorpolwick
lungspaaren,
Fig. 5B eine Schaltungsanordnung des Wechselrichters
mit sechs Leistungsschaltern für Fig. 5A,
Fig. 6A einen Querschnitt durch einen SR-Motor mit
zwei in Reihe geschalteten Statorpolwick
lungspaaren,
Fig. 6B eine Schaltungsanordnung für einen SR-Motor
gemäß Fig. 6A,
Fig. 7 einen Querschnitt durch einen SR-Motor mit
zwei parallel beaufschlagbaren Statorpolwick
lungspaaren in einer anderen Wicklungsaus
führung,
Fig. 8 den Gehäusemantel des SR-Motors mit einem mit
diesem wärmeleitend verbundenen Leistungs
modul und
Fig. 9 eine Schaltungsanordnung für einen Wechsel
richter mit nur vier Leistungsschaltern und
mit nur vier Rücklaufdioden.
Die Fig. 1 betrifft eine Schnittgestaltung eines üblichen Reluk
tanzmotors, insbesondere eines geschalteten Reluktanzmotors für
einen Positionierungsbetrieb in Kraftfahrzeugen, wobei das aus
lamellierten Blechteilen bestehende Statorjoch 3 ringförmig aus
gebildet und eine konstante Dicke aufweist. Dieses Statorjoch 3
weist ausgeprägte und z. B. sechs Statorpole 5/6, 7/8, 9/10 auf.
In dem Statorjoch 3 ist in bekannter Weise ein Rotor 11 mit aus
geprägten, lamellierten Rotorpolen 13, 14, 15, 16 drehbar gela
gert.
Weiterhin sind Magnetfeld erzeugende Spulen 17, 18, 19, 20, 21,
22 auf die Statorpole 5, 6, 7, 8, 9, 10 aufgewickelt, wobei je
zwei sich gegenüberliegende Wicklungen 5/6, 7/8 und 9/10 mit
einer Gleichspannungsquelle 23 verbunden sind. Hierbei werden die
einzelnen Wicklungspaare 17/18, 19/20 und 21/22 zur Erzeugung von
den Rotor 11 durchdringenden, veränderbaren Magnetfeldern in
Synchronisierung mit den Rotorpositionen sequentiell ein- und
ausgeschaltet. Hierbei entstehen elektromagnetische Kräfte zwi
schen den Rotorpolen 13, 14, 15, 16 und den jeweils erregten
Statorpolen 5, 6, 7, 8, 9, 10, die gemäß Fig. 1 in den Pfeil
richtungen 24 und 25 bzw. 26 und 27 wirken und zu einer ellipti
schen Verformung des Stators bzw. des Statorjoches 3 hervorgeru
fen. Diese Verformungen bewirken eine Näherung des Stators zum
Rotor 11, welcher wiederum zu Drehmomentenschwankungen und zu
Motor- und Maschinengeräuschen führen. Eine elliptische Verfor
mung ist übertrieben in der Fig. 1 gestrichelt dargestellt.
Durch Fortschalten der Statorerregung kommt es zu einer umlaufen
den elliptischen Verformung des Statorjochs 3 mit sechs Maxima
und sechs Minima entsprechend der Anzahl der Statorpole.
Üblicherweise sind die Statorpolwicklungen 17/18, 19/20 und 21/22
der entgegengesetzten oder Gegenstatorpolpaare zur Bildung einer
Motorphasenwicklung in Reihe geschaltet, so daß der Strom in
jeder Phase insgesamt eine magnetische Flußverkettung erzeugt,
die einen Fluß in den Richtungen erzeugt, welche durch Pfeile 29
und 31 in der Fig. 1 angegeben sind. Durch Fortschalten der
Statorerregung kommt es hierbei auch zu einem Wechsel der Rich
tung des magnetischen Flusses in dem Rücken des Stators, wodurch
Energieverluste entstehen. Es kommt hierbei, insbesondere bei
niedrigen Drehzahlen, zu Drehmomentenwelligkeiten. Diese Nach
teile werden durch einen dreiphasigen SR-Motor 33, der in der
Fig. 2 dargestellt ist, vermieden. Dieser SR-Motor 33 hat einen
Läufer 35 innerhalb eines stationären Stators 37. Der Läufer 35
hat vier Paare von diametral entgegengesetzten Läuferpolen
39a/39b, 41a/41b, 43a/43b, 45a/45b. Der Stator 37 hat sechs Paar
diametral entgegengesetzte Statorpole 47a/47b, 49a/49b, 51a/51b,
53a/53b, 55a/55b und 57a/57b, die mit jeweils in Reihe geschal
teten Gegenstatorpolwicklungspaaren 59a/59b, 61a/61b, 63a/63b,
65a/65b, 67a/67b und 69a/69b versehen sind.
Auf diese Weise weist jede Motorphase zwei Paar diametral ent
gegengesetzte Statorpolwicklungen auf. So bilden die beiden
Statorpolwicklungspaare 69a/69b und 63a/63b eine der drei Motor
phasen des Reluktanzmotors 33, siehe Fig. 3. Hierbei sind die
beiden zusammengehörigen Statorpolwicklungen 69a und 69b bzw. 63a
und 63b jeweils in Reihe geschaltet, während die beiden Stator
wicklungspaare 63a/63b und 69a/69b zueinander parallel geschaltet
sind, siehe Fig. 3B. In dieser Fig. 3B ist eine Schaltungs
anordnung eines Wechselrichters 71 mit den drei Phasenzweigen für
den SR-Motor 33 dargestellt. Jeder Wechselrichterphasenzweig
entspricht einer gesonderten Motorphase und umfaßt zwei Halblei
terschalter 73/75, 77/79 und 81/83 und zwei Freilaufdioden 85/87,
89/91 und 93/95. Diese an die entsprechenden Statorpolwicklungen
63a/63b, 69a/69b, 67a/67b, 61a/61b, 65a/65b, 59a/59b angeschlos
senen Freilaufdioden 85, 87, 89, 91, 93, 95 lassen die induktiven
Wicklungsströme im Kreis fließen.
Die drei Wechselrichterphasenzweige sind übrigens zueinander
parallel geschaltet und werden durch eine Gleichstromquelle, z. B.
eine Batterie oder eine gleichgerichtete Wechselstromquelle,
gespeist, die an den parallelen Wechselrichterphasenzweigen eine
Gleichspannung einprägt. Eine Kapazität 97 ist zum Herausfiltern
von transienten Spannungen, welche durch das Ein- und Ausschalten
der Spulen in den Motorphasen entstehen, vorgesehen.
Zum Schalten des Reluktanzmotors 33 mit n × 4 Rotorpolen und
n × 3 Paaren entgegengesetzter Statorpole bzw. Statorpolwicklun
gen ist immer nur ein Wechselrichter 71 erforderlich, wobei n
immer größer als oder gleich 2 ist. Da die Anzahl der Leistungs
schalter in dem Wechselrichter 71 bei der Erhöhung der Statorpole
auf 12, 18, 24, 30 . . . stets gleich bleibt, ist der SR-Umrichter
(Fig. 3B) 33 auch von den Kosten her sehr günstig.
Gemäß der Fig. 3B hat der Wechselrichter 71 sechs Leistungs
schalter 73, 75, 77, 79, 81, 83 und sechs Rücklaufdioden 85, 87,
89, 91, 93, 95, wobei jeder Phasenzweig zwei Statorpolwicklungs
paare 63a/63b, 69a/69b, 67a/67b, 61a/61b und 65a/65b, 59a/59b
aufweist. Statt der bipolaren Sperrschichttransistoren aufweisen
den Leistungsschalter 73, 75, 77, 79, 81, 83 sind auch andere
Stromschaltvorrichtungen wie z. B. Feldeffekttransistoren ein
setzbar.
Zum Schalten des SR-Motors 33 kann erfindungsgemäß auch ein
bekannter Wechselrichter 98 gemäß Fig. 9 eingesetzt werden.
Jeder Wechselrichterphasenzweig umfaßt einen Leistungsschalter
99, 101, 103, eine Freilaufdiode 105, 107, 109 und mindestens
2 × 3 Statorwicklungspaare I, II, III. Weiterhin sind für alle
Wechselrichterphasenzweige gemeinsam noch ein Leistungsschalter
111 und eine Freilaufdiode 113 vorgesehen. Ebenfalls ist auch
eine Kapazität 115 zum Herausfiltern von transienten Spannungen
vorhanden.
Um die Verlustenergie abzuführen, sind die Wechselrichter 71, 98
mit den Leistungsschaltern 73, 75, 77, 79, 81, 83; 99, 101, 103,
113, den Freilaufdioden 85, 87, 89, 91, 93, 95; 105, 107, 109,
115 und mit den Kapazitäten 97, 115 zu einem Leistungsmodul 117
zusammengefügt, welches mit dem Gehäusemantel 119 des SR-Motors
33 in wärmeleitender Verbindung steht, siehe Fig. 8. Diese
Kühlung kann noch dadurch verbessert werden, wenn der Gehäuse
mantel 119 mit mehreren Führungskanälen 121, 123 für eine ständig
durchlaufende Kühlflüssigkeit versehen wird.
Im Rahmen der Erfindung können die diametral entgegengesetzt
angeordneten Statorpolwicklungen eines jeden Statorpolwicklungs
paares und die Statorpolwicklungspaare selbst zueinander und/oder
in Reihe geschaltet werden. So sind gemäß den Fig. 4A und 4B,
sowohl die einzelnen zusammengehörigen Statorpolwicklungen
69a/69b und 63a/63b jedes Statorpolwicklungspaares 69a/69b bzw.
63a/63b als auch die beiden Statorpolwicklungspaare 69a/69b und
63a/63b zueinander alle in Reihe geschaltet.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 5a und 5b sind die
diametral entgegengesetzt angebrachten Statorpolwicklungen
63a/63b bzw. 69a/69b und die aus diesen gebildeten Statorpolwick
lungspaare 63a/63b und 69a/69b alle zueinander parallel geschal
tet.
Schließlich zeigen die Fig. 6A und 6B noch eine Anordnung, bei
der die einzelnen Statorpolwicklungen 63a/63b; 69a/69b jedes
Statorpolwicklungspaares parallel zueinander geschaltet sind.
Allerdings sind für die für jede Motorphase vorgesehenen Wick
lungspaare 63a/63b und 69a/69b in Reihe geschaltet.
In den Fig. 3A, 4A, 5A und 6A sind jeweils nur die Statorpol
wicklungen für zwei zusammengehörige Wicklungspaare 63a/63b und
69a/69b dargestellt, während in der Fig. 2 alle Statorpolwick
lungen des SR-Motors 33 enthalten sind. Hierbei weisen die beiden
diametral angeordneten Statorpolwicklungen 59a/59b, 61a/61b,
63a/63b, 65a/65b, 67a/67b und 69a/69b eines jeden Statorpolwick
lungspaares auf den zugehörigen Statorpolen 49a/49b, 47a/47b,
51a/51b, 53a/53b, 55a/55b und 57a/57b die gleiche Aufwickelrich
tung auf, wobei die hintereinander angeordneten Statorpolwick
lungen 69a, 67a, 65a, 63a, 61a, 59a, 69b, 67b, 65b, 63b, 61b und
59b jeweils in zwei gegenüberliegenden Vierteln der Innenumfangs
fläche 125 des Stators 33 eine gleiche erste Aufwickelrichtung
aufweisen. Die Statorpole 47a, 49a, 51a, 53a, 55a, 57a, 47b, 49b,
51b, 53b und 55b sind alle gleichmäßig auf der Innenumfangsfläche
125 des Stators 37 verteilt angeordnet, derart, daß bei zwölf
Statorpolen gemäß den Fig. 2 bis 6 in jedem Viertel drei
Statorpole angeordnet sind.
Der gemäß den Fig. 3 bis 6 aufgebaute SR-Motor 33 ermöglicht
eine optimale Ausnutzung des Eisenweges. Der Streufluß ist sehr
gering, da dieser sich in den unbestromten Polen aufhebt.
Eine noch bessere Ausgestaltung des SR-Motors 33 bezüglich der
magnetischen Verluste wird gemäß einer Bewicklung der Statorpole
nach Fig. 7 erzielt. Hierbei sind die beiden diametral entgegen
gesetzt angeordneten Statorpolwicklungen 127a/127b, 129a/129b,
131a/131b, 133a/133b, 135a/135b und 137a/137b eines jeden Stator
polwicklungspaares 127a und 127b, 129a und 129b, 131a und 131b,
133a und 133b, 135a und 135b und 137a und 137b auf den zuge
hörigen Statorpolen 51a, 53a, 55a, 57a, 59a, 61a, 51b, 53b, 55b,
57b, 59b und 61b entgegengesetzt aufgewickelt, wobei die in der
einen Umfangshälfte des Stators 37 hintereinander angeordneten
Statorpolwicklungen 127a, 129a, 131a, 133a, 135a und 137a auf den
Statorpolen 51a, 53a, 55a, 57a, 59a und 61a eine gleiche erste
Wicklungsrichtung und die in der anderen Umfangshälfte des Sta
tors 37 hintereinander angeordneten Statorpolwicklungen 127b,
129b, 131b, 133b, 135b und 137b auf den Statorpolen 51b, 53b,
55b, 57b, 59b und 61b alle eine zu der ersten Wicklungsrichtung
entgegengesetzte zweite Wicklungsrichtung aufweisen.
Die Bestromung der Statorpolwicklungspaare kann z. B. ebenfalls
über die in den Fig. 3B, 4B, 5B, 6B dargestellten Schaltungs
anordnungen erfolgen, wobei auch nur ein Wechselrichter 71 mit
sechs Leistungsschaltern bei einem SR-Motor mit drei Phasenzwei
gen erforderlich ist. Der Vorteil dieser Bewicklung des Stators
37 besteht darin, daß der magnetische Fluß nicht in den ganzen
Rücken des Stators 37 und des Rotors 35, sondern jeweils nur in
zwei gegenüberliegenden Viertelflächen gemäß den Pfeilrichtungen
139, 141 bzw. 140, 142 in Fig. 7 erfolgt.
Der geschaltete Reluktanzmotor gemäß der Erfindung ist auch vor
teilhaft als Antriebsmotor in Waschmaschinen, Rasenmähern, Servo
lenkeinrichtungen und sonstigen Maschinen einsetzbar.
Claims (15)
1. Geschalteter Reluktanzmotor, insbesondere als Antriebsmotor
in elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, Waschmaschinen
und/oder Rasenmähern, gekennzeichnet durch
- - einen Rotor (35) mit n × 4 - Rotorpolen (39a, 41a, 43a, 45a, 39b, 41b, 43b, 45b),
- - einen Stator (37) mit n × 3 Paaren entgegengesetzter Statorpole (47a, 49a, 51a, 53a, 55a, 57a, 47b, 49b, 51b, 53b, 55b, 57b) und mit je einer um jeden Statorpol (47a, 49a, 51a, 53a, 55a, 57a, 47b, 49b, 51b, 53b, 55b, 57b) gewickelten Statorpolwicklung (59a, 61a, 63a, 65a, 67a, 69a, 59b, 61b, 63b, 65b, 67b, 69b),
- - n-Paare entgegengesetzter Statorpole (47a/47b, 49a/49b, 51a/51b, 53a/53b, 55a/55b, 57a/57b) für jede Motor phase, wobei n größer als oder gleich 2 ist,
- - einen Leistungswechselrichter (71, 98) mit mehreren parallel zueinander geschalteten Wechselrichterphasen zweigen, wobei jeder Wechselrichterphasenzweig einer gesonderten Motorphase entspricht und mindestens einen Leistungsschalter (73, 75, 77, 79, 81, 83) aufweist, welcher mit den derselben Motorphase entsprechenden n-Motorphasenwicklungspaaren in Reihe geschaltet ist und
- - durch eine Gleichstromquelle, die an den Wechselrich terphasenzweigen eine Gleichspannung einprägt.
2. Reluktanzmotor nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß jeder Wechselrichterphasenzweig je zwei
Leistungsschalter (73, 75; 77, 79; 81, 83) aufweist, welche
mit den derselben Motorphase entsprechenden n-Motorphasen
wicklungspaaren jeweils in Reihe geschaltet sind.
3. Reluktanzmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß jeder Phasenzweig wenigstens eine
Freilaufdiode (85, 87, 89, 91, 93, 95) aufweist, die an die
entsprechende Statorpolwicklung (59a, 61a, 63a, 65a, 67a,
69a, 59b, 61b, 63b, 65b, 67b, 69b) angeschlossen ist, um
induktive Wicklungsströme im Kreise fließen zu lassen.
4. Reluktanzmotor nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß jeder Phasenzweig zwei Freilauf
dioden (85, 87; 89, 91; 93, 95) aufweist, die an die ent
sprechenden Statorpolwicklungen (59a, 61a, 63a, 65a, 67a,
69a, 59b, 61b, 63b, 65b, 67b, 69b) angeschlossen sind, um
induktive Wicklungsströme nach Betätigung eines der beiden
Leistungsschalter (73, 75; 77, 79; 81, 83) fließen zu
lassen.
5. Reluktanzmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Statorpolwicklungspaare
(59a/59b, 61a/61b, 63a/63b, 65a/65b, 67a/67b, 69a/69b) von
jedem Paar entgegengesetzter Statorpole (47a/47b, 49a/49b,
51a/51b, 53a/53b, 55a/55b, 57a/57b) in Reihe geschaltet
sind.
6. Reluktanzmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Statorpolwicklungspaare
(59a/59b, 61a/61b, 63a/63b, 65a/65b, 67a/67b, 69a/69b) von
jedem Paar entgegengesetzter Statorpole (51a/51b, 53a/53b,
55a/55b, 57a/57b) parallel geschaltet sind.
7. Reluktanzmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die für jede Motor
phase vorgesehenen n-Paare entgegengesetzter Statorpolwick
lungen (63a/63b, 69a/69b; 61a/61b, 67a/67b; 59a/59b,
65a/65b) auf den Statorpolen (51a/51b, 57a/57b; 47a/47b,
53a/53b; 49a/49b, 55a/55b) in Reihe geschaltet sind.
8. Reluktanzmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die für jede Motor
phase vorgesehenen n-Paare entgegengesetzter Statorpolwick
lungen (63a/63b, 69a/69b; 61a/61b, 67a/67b; 59a/59b,
65a/65b) auf den Statorpolen (51a/51b, 57a/57b; 47a/47b,
53a/53b; 49a/49b, 55a/55b) parallel geschaltet sind.
9. Reluktanzmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Statorpole (47a,
49a, 51a, 53a, 55a, 57a, 47b, 49b, 51b, 53b, 55b, 57b) jedes
Paares entgegengesetzter Statorpole diametral entgegenge
setzt angeordnet sind.
10. Reluktanzmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden diametral
entgegengesetzt angeordneten Statorpolwicklungen (127a/127b,
129a/129b, 131a/131b, 133a/133b, 135a/135b, 137a/137b) eines
jeden Statorpolwicklungspaares auf den zugehörigen Stator
polen entgegengesetzt aufgewickelt sind, wobei die in der
einen Umfangshälfte des Stators (37) hintereinander angeord
neten Statorpolwicklungen (127a, 129a, 131a, 133a, 135a,
137a) auf den Statorpolen (51a, 53a, 55a, 57a, 59a, 61a)
alle eine gleiche erste Wicklungsrichtung und die in der
anderen Umfangshälfte des Stators (37) hintereinander ange
ordneten Statorpolwicklungen (127b, 129b, 131b, 133b, 135b,
137b) auf den Statorpolen (51b, 53b, 55b, 57b, 59b und 61b)
alle eine zu der ersten Wicklungsrichtung entgegengesetzte
zweite Wicklungsrichtung aufweisen.
11. Reluktanzmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden diametral
entgegengesetzt angeordneten Statorpolwicklungen (59a, 61a,
63a, 65a, 67a, 69a, 59b, 61b, 63b, 65b, 67b, 69b) eines
jeden Statorpolwicklungspaares (59a/59b, 61a/61b, 63a/63b,
65a/65b, 67a/67b) auf den zugehörigen Statorpolen die
gleiche Aufwickelrichtung aufweisen, wobei die hinterein
ander angeordneten Statorpolwicklungen (59a, 61a, 63a; 59b,
61b, 63b) jeweils in zwei gegenüberliegenden Vierteln auf
der Innenumfangsfläche (125) des Stators (37) eine gleiche
erste Aufwickelrichtung und die Statorpolwicklungen (65a,
67a, 69a, 65b, 67b, 69b) in den beiden anderen gegenüber
liegenden Vierteln der Umfangsfläche (125) eine gleiche, zu
der ersten Aufwickelrichtung entgegengesetzt ausgeführte,
zweite Aufwickelrichtung aufweisen.
12. Reluktanzmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselrichter
(71) mit den Leistungsschaltern (73, 75, 77, 79, 81, 83) zu
einem Leistungsmodul (117) zusammengefügt ist, welches auf
dem Gehäusemantel (119) des Reluktanzmotors (33) wärmelei
tend angeordnet ist.
13. Reluktanzmotor nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Gehäusemantel (119) mittels Wasser
kühlung gekühlt wird.
14. Reluktanzmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Leistungswechselrichter (98)
einen zweiten Leistungsschalter (113) aufweist, der mit dem
ersten Leistungsschalter (99) und den mit diesen in Reihe
geschalteten Motorphasenwicklungspaaren (I) der einzelnen
parallel angeordneten Motorphasenzweigen in Reihe geschaltet
ist.
15. Reluktanzmotor nach Anspruch 1, 2 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der Leistungswechselrichter eine
weitere Freilaufdiode (114) aufweist, die über eine Pa
rallelschaltung mit den ersten Leistungsschaltern (99, 113)
und mit den entsprechenden Statorpolwicklungen (I, II, III)
in den einzelnen Motorphasenzweigen verbunden ist, um in
duktive Wicklungsströme im Kreis fließen zu lassen.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4311274A DE4311274C2 (de) | 1993-02-01 | 1993-04-06 | Geschalteter Reluktanzmotor |
EP94101376A EP0609800A1 (de) | 1993-02-01 | 1994-01-31 | Geschalteter Reluktanzmotor als Traktionsmotor für elektrisch angetriebene Fahrzeuge |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4302705 | 1993-02-01 | ||
DE4311274A DE4311274C2 (de) | 1993-02-01 | 1993-04-06 | Geschalteter Reluktanzmotor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4311274A1 true DE4311274A1 (de) | 1994-08-04 |
DE4311274C2 DE4311274C2 (de) | 1998-04-30 |
Family
ID=6479337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4311274A Expired - Lifetime DE4311274C2 (de) | 1993-02-01 | 1993-04-06 | Geschalteter Reluktanzmotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4311274C2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0814558A3 (de) * | 1996-06-18 | 1998-07-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Geschalteter Reluktanzmotor |
DE19939598A1 (de) * | 1999-08-20 | 2001-03-08 | Magnet Motor Gmbh | Reluktanz-Elektromaschine |
EP1191679A2 (de) * | 2000-09-22 | 2002-03-27 | Rainer Prof. Dr.-Ing. Marquardt | Leistungselektronisches Stellglied für Reluktanzmaschinen |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4008606A1 (de) * | 1989-03-31 | 1990-10-04 | Gen Electric | Fehlertolerante geschaltete reluktanzmaschine |
-
1993
- 1993-04-06 DE DE4311274A patent/DE4311274C2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4008606A1 (de) * | 1989-03-31 | 1990-10-04 | Gen Electric | Fehlertolerante geschaltete reluktanzmaschine |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JEEE Transactions of Industry Applications Vol.28, Nr.5, Sept./Oct. 1992, S.1017-1022 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0814558A3 (de) * | 1996-06-18 | 1998-07-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Geschalteter Reluktanzmotor |
DE19939598A1 (de) * | 1999-08-20 | 2001-03-08 | Magnet Motor Gmbh | Reluktanz-Elektromaschine |
US6762520B1 (en) | 1999-08-20 | 2004-07-13 | Magnet-Motor Gesellschaft Fur Magnetmotorische Technik Mbh | Induction-type electric machine |
EP1191679A2 (de) * | 2000-09-22 | 2002-03-27 | Rainer Prof. Dr.-Ing. Marquardt | Leistungselektronisches Stellglied für Reluktanzmaschinen |
EP1191679A3 (de) * | 2000-09-22 | 2004-07-07 | Rainer Prof. Dr.-Ing. Marquardt | Leistungselektronisches Stellglied für Reluktanzmaschinen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4311274C2 (de) | 1998-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69121583T2 (de) | Kommutierter mehrphasenreluktanzmotor | |
DE3490616C2 (de) | ||
DE69716086T2 (de) | Elektrische maschinen | |
DE102006025396B4 (de) | A-phasiger bürstenloser Motor | |
EP1380094B1 (de) | Elektromotor, insbesondere elektronisch kommutierter gleichstrommotor | |
DE10230404B4 (de) | Rotierende elektrische Maschine | |
DE102014102423A1 (de) | Elektrischer Antrieb mit rekonfigurierbarer Wicklung | |
DE2337905A1 (de) | Selbstanlaufender synchronmotor mit dauermagnetlaeufer | |
DE112013000618T5 (de) | Rotierende elektrische Maschine und mit der rotierenden elektrischen Maschine ausgestattetes Fahrzeug | |
DE102019206460B3 (de) | Drehende Mehrphasen-Transversalflussmaschine | |
WO2014166872A2 (de) | Elektrische maschine | |
EP0394527A1 (de) | Heteropolar erregte Synchronmaschine | |
DE102014222064B4 (de) | Elektrische Maschine | |
EP1927178A1 (de) | Elektrische antriebsmaschine | |
EP0940000B1 (de) | Zweiphasige, elektronisch kommutierte reluktanzmaschine | |
DE69102911T2 (de) | Synchronmotoren mit zwei Statoren. | |
DE102016205714B4 (de) | Rotierende elektrische Maschine | |
DE60125194T2 (de) | Wanderfeld Synchronmotor | |
DE4311274C2 (de) | Geschalteter Reluktanzmotor | |
DE4312328A1 (de) | Geschalteter Reluktanzmotor | |
DE102012103731A1 (de) | Elektromotor | |
WO2002025796A1 (de) | Elektrische maschine | |
DE102008041605B4 (de) | Hybriderregte elektrische Maschine | |
DE102004054862A1 (de) | Flussmodifizierer für permanenterregten Bürstenmotor unter Verwendung von gewickelten Feldspulen in Kombination mit Permanentmagneten | |
EP0609800A1 (de) | Geschalteter Reluktanzmotor als Traktionsmotor für elektrisch angetriebene Fahrzeuge |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: FHP MOTORS GMBH, 26133 OLDENBURG, DE |
|
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8330 | Complete disclaimer |