EP3005539A2 - Elektromotor, insbesondere für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Elektromotor, insbesondere für ein kraftfahrzeug

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Publication number
EP3005539A2
EP3005539A2 EP14720068.7A EP14720068A EP3005539A2 EP 3005539 A2 EP3005539 A2 EP 3005539A2 EP 14720068 A EP14720068 A EP 14720068A EP 3005539 A2 EP3005539 A2 EP 3005539A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stator
electric motor
rotor
winding
stator winding
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14720068.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Mack
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Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Mahle International GmbH filed Critical Mahle International GmbH
Publication of EP3005539A2 publication Critical patent/EP3005539A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/02—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting
    • H02K23/04—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting having permanent magnet excitation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K23/02—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting
    • H02K23/08—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting having series connection of excitation windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/02—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting
    • H02K23/12—DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting having excitation produced by current sources independent of the armature circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/282—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling field supply only

Definitions

  • Electric motor in particular for a motor vehicle
  • the following invention relates to an electric motor, in particular for a motor vehicle, as well as a motor vehicle with such an electric motor.
  • the invention further relates to a method for operating such an electric motor.
  • stator of such an electric motor usually comprises one or more stator permanent magnets.
  • the rotor which is rotatable relative to the stator about a rotation axis, a rotor permanent magnet on which a rotor winding may be mounted.
  • stator permanent magnets are often replaced by a stator winding.
  • the electric motor then has both a rotor winding and a stator winding, which can be interconnected in various ways.
  • stator winding is electrically connected in series with the rotor winding.
  • the electric motor to provide a relatively high torque even at a low rotational speed of the rotor.
  • the stator winding In an alternative variant to the series connection machine, the so-called shunt machine, the stator winding, however, is electrically connected in parallel with the rotor winding.
  • the torque provided by such an electric motor is, in contrast to series-wound machines, independent of the speed and proportional to the electrical supply voltage provided to the electric motor.
  • Such electric motors are therefore particularly suitable for use in variable-speed drives.
  • DC DC machines can also be operated as so-called externally excited machines, which means that the two windings are each supplied separately with electrical energy.
  • pathogen Ström can be exercised influence on the engine characteristics of the electric motor.
  • the above-presented electric motors are now often used in practice not only in an active rotary operation in which the rotor rotates relative to the stator, but often in a so-called holding operation in which the rotor is at rest relative to the stator and against an external counterforce or a mechanical stop works.
  • a flap device arranged in the exhaust line can be held against the exhaust gas pressure generated by the exhaust gas in a closed state.
  • the electrical energy supplied to the electric motor can not be converted into kinetic energy of the rotating rotor, but instead has to be completely converted into heat.
  • the current supplied to the electric motor can be, for example, via pulse widths.
  • Modulation PWM
  • PWM Modulation
  • a current limit leads to an undesirable limitation of the maximum torque provided by the electric motor.
  • the present invention is concerned with the problem of finding new ways in the development of electric motors, especially for a motor vehicle.
  • the above-mentioned object is achieved by the subject matter of the independent patent claims.
  • Preferred embodiments are subject of the dependent claims.
  • the invention is based on the general idea to provide an electric motor with a stator and a rotor rotatable relative to the stator, wherein the electric motor is designed such that it is between a first operating state in which both the stator winding and the rotor winding of the electric motor for generating a respective magnetic field - ie in addition to the magnetic field generated by the permanent magnet of the stator - are energized, and a second operating state in which the stator winding is not energized, so that no additional magnetic field is generated by this switchable.
  • the electric motor can always be switched from the second to the first operating state when the rotor of the electric motor is stationary, i. the electric motor is in the hold mode or is rotating only at a relatively low speed and there is a large external torque request, i. the rotor is to be strongly accelerated, which according to the invention can be achieved in the first operating state with the aid of the additional torque generated by the stator.
  • the additional waste heat generated at the stator can be dissipated by the stator directly to the housing of the electric motor.
  • the electric motor according to the invention thus allows flexible use with regard to the torque which it can supply at different speeds and also with regard to different external torque requirements.
  • the electric motor may comprise a control unit which switches the electric motor when exceeding a predetermined threshold speed from the first to the second operating state and falls below the threshold speed from the second to the first operating state.
  • a control unit which switches the electric motor when exceeding a predetermined threshold speed from the first to the second operating state and falls below the threshold speed from the second to the first operating state.
  • the switching over of the electric motor between the two operating states can not only be carried out as a function of the rotor speed, but depending on further parameters such as, for example, an external torque request or the like. respectively. It can also be provided that the switchover between the two operating states when falling below or Exceeding a predetermined rotor threshold current takes place.
  • the expert various technical implementation options.
  • stator winding and the rotor winding can be electrically connected in series with each other and provided in the electric motor controllable by the control unit switchable short circuit, by means of which the stator winding for switching between the two operating states is selectively bridged.
  • the first operating state of the electric motor corresponds to an inactive short circuit, ie, the stator winding is not bridged and is thus active, that is, through the stator winding flows to generate the additional stator magnetic field electric current.
  • the short circuit In the second operating state, in which the stator winding is not to be energized, the short circuit is active and bridges the stator winding electrically, so that electric current flows only through the bypass line of the short circuit.
  • the series connection of the stator and rotor windings has the advantage that in the case of an interrupted short circuit in which the stator and rotor are energized simultaneously, the electrical supply voltage provided to the electric motor from outside is distributed both to the rotor winding and to the stator winding in the sense of a voltage divider. so that the electric power dropped in the rotor is reduced due to the voltage division. In this way, the risk of heating of the rotor and thus of the entire electric motor, which can lead to damage or even destruction of the electric motor, can be greatly reduced.
  • the provision of a separate PWM circuit for pulse width modulation and an achievable reduction of the waste heat occurring in the electric motor becomes superfluous.
  • the short-circuiting circuit may comprise an electrical switch connected in parallel with the stator winding, which is interrupted between a closed state in which the two winding ends of the stator winding are electrically short-circuited and an open state in which the electrical short circuit between the two winding ends is interrupted , is switchable.
  • a switch may be a mechanical switch, but also a semiconductor switch in the manner of a transistor, in particular a FET transistor or bipolar transistor.
  • stator winding and the rotor winding each have separate connection elements and thus each be controlled separately.
  • the electric motor is designed as a so-called. Foreign-excited electric machine. This means that both the rotor winding and the stator winding can be energized independently of each other. In this way, a targeted electrical power control can be realized in the electric motor.
  • the control of the separate energizing can be done by means of the control unit presented above.
  • the electric current supplied to the stator and the rotor can each be set via a separate pulse width modulation unit, which is controlled by the control unit.
  • the stator permanent magnet may at least partially surround the rotor in a rotational direction of the rotor and include a first stator pole which merges along the direction of rotation of the rotor into a second stator pole.
  • the stator permanent magnet U-shaped with a first and second U-leg and a U-base is constructed.
  • the first U-leg forms the first stator pole and the second U-leg forms the second stator pole.
  • the two stator poles merge into one another in the area of the U-base or border on this area. each other.
  • the stator winding is arranged at least in sections on the U-base.
  • a recess or indentation extending in the circumferential direction of the U base can be provided on the U base, in which the stator winding is arranged. This allows a mechanically stable attachment of the stator winding to the stator permanent magnet.
  • a separate component in particular a metal plate, provided, in particular fixed, on which the stator winding is arranged. This allows a particularly simple replacement of the stator winding, for example for repair purposes, or the like.
  • stator winding and / or the rotor winding may comprise a copper wire.
  • the invention further relates to a motor vehicle with at least one electric motor presented above.
  • the invention finally relates to a method for operating a previously presented electric motor, according to which the electric motor is switched when a predetermined threshold speed of the rotor is exceeded in a first operating state, in which both the stator winding and the rotor winding are energized to generate a respective additional magnetic field, so in that an additional torque acting on the rotor is generated by means of the additional stator magnetic field generated by the energized stator winding.
  • the electric motor is converted into a second operating state. switches, in which the stator winding is not energized and thus the additional stator magnetic field is turned off.
  • FIG. 1 shows an electric motor according to the invention in a rough schematic, perspective view
  • Fig. 3 shows a variant of the electric motor of Figures 1 and 2 in a circuit diagram-like representation.
  • an electric motor according to the invention is shown roughly schematically and designated 1.
  • the electric motor 1 comprises a stator 2, which has a Stator permanent magnet 3 has.
  • the stator permanent magnet 3 in turn has two poles 4a, b.
  • the electric motor 1 comprises a rotor 5 which, as shown in FIG. 1, may be designed as a double-T armature 6 and may have an iron core.
  • the rotor 5 in the form of a double-T armature 6 has two poles 7a, b, and on the rotor 5, a rotor winding 8 is arranged from a copper wire. By energizing the rotor winding 8 can be generated from this with respect to its strength and polarity adjustable magnetic field.
  • stator permanent magnet 3 has a stator winding 9, by means of which an additional magnetic field can likewise be generated by energizing.
  • the stator winding 9 may also be made of a copper wire.
  • Both the rotor winding 8 and the stator winding 9 have respective rotor winding or stator winding end sections 10a, 10b, 11a, 11b, which can be interconnected in various ways, which will be described below in connection with FIGS and Fig. 3 will be explained.
  • the electric motor 1 is now designed such that it is energized between a first operating state, in which both the stator winding 9 and the rotor winding 8 are energized to generate a respective additional magnetic field, and a second operating state, in which the stator winding 9 is not energized, is switchable.
  • the electric motor 1 As long as the electric motor 1 is in the first operating state, an additional torque is generated by the additional magnetic field generated by the stator winding 9, which is available in the electric motor 1, for example, at a particularly high external torque request.
  • the electric motor can always be switched from the second to the first operating state when the rotor 5 of the electric motor 1 is stationary, ie the electric motor 1 is in the holding mode, or only with a relatively small Rotates speed and a large external torque requirement is present, that is, the rotor is to be greatly accelerated. This is achieved particularly effectively in the first operating state with the aid of the additional torque.
  • the electric motor 1 can be switched to the second operating state in which the stator winding 9 is not energized and thus no additional magnetic field is generated. In this state, the amount of waste heat generated by the electric motor 1 is reduced.
  • the electric motor 1 may have a control unit 12, which is shown roughly schematically in the illustration of FIG. FIG. 2 shows the structure of the electric motor 1 in a circuit diagram-like representation.
  • the control unit 12 may be formed, for example, in the manner of a conventional microcontroller.
  • the electric motor 1 shown in FIG. 2 is realized as a series-wound motor, i. the stator winding 9 of the stator 2 and the rotor winding 8 of the rotor 5 are electrically connected in series with each other. This can be achieved, for example, by a suitable interconnection of the connection elements 10a, 10b, 11a, 11b of rotor winding 8 and stator winding 9 shown in FIG.
  • a short circuit 13 can be controlled, by means of which the stator winding 9 can be bridged for switching between the two operating states either.
  • the short circuit 13 may comprise an electric or electronic switch 14 connected in parallel with the stator winding 9.
  • the electrical switch 14 may be formed as a mechanical switch, or alternatively, as a semiconductor switch in the manner of a transistor, such as a FET transistor or a bipolar transistor.
  • the switch 14 is between a closed state, in which the two winding ends 1 1 a, 1 1 b of the stator winding. 9 are electrically short-circuited, and an open state in which the electrical short circuit between the two winding ends 1 1 a, 1 1 b is interrupted, switchable.
  • the stator winding 9 In the closed state of the switch, the stator winding 9 is inactive, ie it is not energized and thus generates no additional magnetic field. This means that the closed state of the
  • Switch 14 is assigned to the second operating state. Accordingly, the stator winding 9 is energized when the switch 14 is open, so that an additional magnetic field is generated by it.
  • the open state of the switch 14 thus corresponds to the first operating state of the electric motor.
  • a speed sensor 15 may be provided, by means of which a speed N or rotational speed of the rotor 5 can be determined.
  • the speed sensor 15 may cooperate with the control unit 12 such that the control unit 12, the electric motor 1 falls below a predetermined threshold speed N 0 from the second to the first operating state and switches when exceeding the threshold speed N 0 from the first to the second operating state.
  • such a speed sensor 15 is not necessarily required to switch between the two operating states as a function of the rotational speed N of the rotor 5 determined by the rotational speed sensor 15; Rather, the switching between the operating state by the control unit 12 also in dependence on other external parameters, such as an externally requested torque can be performed.
  • the stator permanent magnet 3 at least partially surrounds the rotor 5 in a direction of rotation D of the rotor 5.
  • the stator permanent magnet 3 comprises a first stator pole 16a, which merges along the direction of rotation into a second stator pole 16b.
  • the stator permanent magnet 3 may be U-shaped with first and second U legs 17 a, 17 b and a U base 18.
  • the first U-leg 17a partially forms the first stator pole 16a
  • the second U-leg 17b partially forms the second stator pole 16b.
  • the two stator poles 16a, 16b merge into one another.
  • the stator winding 9 may be disposed on the U base 18.
  • a helical recess not shown in FIG. 1 for the sake of clarity, may be provided on the U-base 18, which extends in the circumferential direction of the U-base 18.
  • a corresponding notch may also be provided. This allows a mechanically stable attachment of the stator winding 9 on the U-base 18.
  • a separate component for example in the form of a metal plate, may be provided, on which the stator winding 9 is arranged is. The separate component may be secured to the U-base 18 in a suitable manner.
  • FIG. 3 shows a variant of the electric motor of FIGS. 1 and 2 in the form of a circuit diagram, in which the stator winding 9 and the rotor winding 8 are supplied and controlled separately from one another with electrical energy.
  • the control can be carried out, for example, by means of pulse width modulation (PWM). gene, whereby a particularly good power control of the electric motor 1 can be achieved, resulting in a lower dissipation of energy and associated reduced heating of the electric motor 1.
  • PWM pulse width modulation
  • the rotor winding 8 and the stator winding 9 can be controlled by means of separate circuits 19, 20, wherein in each of the two circuits, a pulse width (PWM) modulation unit 21 a, 21 b may be provided by means of which through the stator winding 9 and through the rotor winding 8 flowing electrical current can be adjusted.
  • PWM pulse width modulation unit
  • the two pulse width modulation units 21 a, 21 b can be controlled by the control unit 12. It is clear that such a PWM unit can also be provided in the series-wound motor shown in FIG. 2 in order to be able to set the electrical current flowing through the rotor winding 8 and the stator winding 9.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, -mit einem Stator (2) und einem Rotor (5), welcher relativ zum Stator (2) um eine Rotationsachse (R) drehverstellbar ist, -wobei der Stator (2) einen Stator-Permanentmagneten (3) umfasst, auf welchem eine Statorwicklung (9) zum einstellbaren Erzeugen eines zusätzlichen Magnetfelds angeordnet ist, -wobei der Rotor (5) einen Rotor-Permanentmagneten (6) umfasst, auf welchem eine Rotorwicklung (8) zum einstellbaren Erzeugen eines zusätzlichen Magnetfelds angeordnet ist, -wobei der Elektromotor (1) derart ausgebildet ist, dass er zwischen einem ersten Betriebszustand, in welchem sowohl die Statorwicklung (9) als auch die Rotorwicklung (8) zum Erzeugen eines jeweiligen zusätzlichen Magnetfeldes bestromt sind, und einem zweiten Betriebszustand, in welchem die Statorwicklung (9) nicht bestromt ist, umschaltbar ist.

Description

Elektromotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
Die folgende Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Elektromotor. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Elektromotors.
Herkömmliche Elektromotoren in der Art von elektrischen DC-Kleinmaschinen sind üblicherweise permanenterregt aufgebaut, d.h. der Stator eines solchen Elektromotors umfasst üblicherweise einen oder mehrere Stator-Permanentmagnete. Entsprechend weist der Rotor, welcher relativ zum Stator um eine Rotationsachse drehverstellbar ist, einen Rotor-Permanentmagneten auf, auf welchem eine Rotorwicklung angebracht sein kann. Bei größeren DC-Gleichstrom- maschinen werden die Stator-Permanentmagnete oftmals durch eine Statorwicklung ersetzt. Dies bedeutet, dass der Elektromotor dann sowohl eine Rotorwicklung als auch eine Statorwicklung aufweist, die auf verschiedene Weise miteinander verschaltet werden können. Bei der sogenannten Reihenschlussmaschine ist die Statorwicklung elektrisch in Reihe zur Rotorwicklung geschaltet. Dies ermöglicht, dass der Elektromotor auch bei einer geringen Drehgeschwindigkeit des Rotors ein relativ hohes Drehmoment bereitstellen kann. In einer zur Reihenschlussmaschine alternativen Variante, der sogenannten Nebenschlussmaschine, ist die Statorwicklung hingegen elektrisch parallel zur Rotorwicklung geschaltet. Das von einem solchen Elektromotor bereitgestellte Drehmoment ist im Gegensatz zu Reihenschlussmaschinen drehzahlunabhängig und proportional zu der dem Elektromotor bereitgestellte elektrische Versorgungsspannung. Solche Elektromotoren eignen sich daher besonders für die Verwendung in drehzahlvariablen Antrieben. Schließlich können DC-Gleichstrommaschinen auch als sogenannte fremderregte Maschinen betrieben werden, was bedeutet, dass die beiden Wicklungen jeweils separat mit elektrischer Energie versorgt werden. Über den sogenannten Erreger- ström kann dabei Einfluss auf die Motor-Charakteristik des Elektromotors ausgeübt werden.
Die vorangehend vorgestellten Elektromotoren werden im Praxiseinsatz nun häufig nicht nur in einem aktiven Drehbetrieb eingesetzt, in welchem der Rotor relativ zum Stator rotiert, sondern oftmals auch in einem sogenannten Haltebetrieb, in welchem sich der Rotor relativ zum Stator in Ruhe befindet und gegen eine externe Gegenkraft oder einen mechanischen Anschlag arbeitet. Beispielsweise kann in einem solchen Haltebetrieb des Elektromotors in einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs eine im Abgasstrang angeordnete Klappenvorrichtung entgegen dem vom Abgas erzeugten Abgasdruck in einem geschlossenen Zustand gehalten werden. Im Haltebetrieb kann die dem Elektromotor zugeführte elektrische Energie nicht in kinetische Energie des rotierenden Rotors umgesetzt werden, sondern muss stattdessen vollständig in Wärme umgewandelt werden. Um eine Beschädigung oder sogar eine Zerstörung des Elektromotors aufgrund einer ab- wärme-bedingten Überhitzung der Komponenten des Elektromotors, insbesondere des nur über die Rotorwelle thermisch mit dem Gehäuse des Elektromotors gekoppelten Rotors, zu vermeiden, kann der dem Elektromotor zugeführte Strom beispielsweise über Pulsweiten-Modulation (PWM) auf einen Maximalwert begrenzt werden. Eine derartige Strombegrenzung führt jedoch zu einer unerwünschten Begrenzung des vom Elektromotor bereitgestellten maximalen Drehmoments.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, bei der Entwicklung von Elektromotoren, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, neue Wege aufzuzeigen.
Die vorangehend genannte Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Elektromotor mit einem Stator und einem relativ zum Stator drehverstellbaren Rotor bereitzustellen, wobei der Elektromotor derart ausgebildet ist, dass er zwischen einem ersten Betriebszustand, in welchem sowohl die Statorwicklung als auch die Rotorwicklung des Elektromotors zum Erzeugen eines jeweiligen Magnetfelds - also zusätzlich zu dem vom Permanentmagneten des Stators erzeugten Magnetfeldern - bestromt werden, und einem zweiten Betriebszustand, in welchem die Statorwicklung nicht bestromt wird, so dass von dieser kein zusätzliches Magnetfeld erzeugt wird, umschaltbar ist.
Solange sich der Elektromotor im ersten Betriebszustand befindet, wird durch das von der Statorwicklung erzeugte zusätzliche Magnetfeld ein auf den Rotor wirkendes zusätzliches Drehmoment erzeugt, welches im Elektromotor beispielsweise bei einer besonders hohen externen Drehmomentanforderung zur Verfügung steht. Somit kann der Elektromotor immer dann vom zweiten in den ersten Betriebszustand umgeschaltet werden, wenn der Rotor des Elektromotors stillsteht, d.h. der Elektromotor sich im Haltebetrieb befindet, oder sich nur mit einer relativ geringen Drehzahl dreht und eine große äußere Drehmomentanforderung vorliegt, d.h. der Rotor stark beschleunigt werden soll, was erfindungsgemäß im ersten Betriebszustand mit Hilfe des zusätzlichen, vom Stator erzeugten Drehmoments erreicht werden kann. Die dabei am Stator erzeugte zusätzliche Abwärme kann vom Stator direkt an das Gehäuse des Elektromotors abgeführt werden.
Für den Fall hoher Drehzahlen kann der Elektromotor in den zweiten Betriebszustand geschaltet werden, in welchem die Statorwicklung nicht bestromt wird und somit kein zusätzliches Magnetfeld erzeugt wird. In diesem Betriebszustand ist aufgrund der nicht vorhandenen Bestromung der Statorwicklung die vom Elektromotor erzeugte Abwärme gegenüber dem ersten Betriebszustand reduziert. Insgesamt erlaubt der erfindungsgemäße Elektromotor also einen flexiblen Einsatz hinsichtlich des von ihm bereitstellbaren Drehmoments bei unterschiedlichsten Drehzahlen und auch hinsichtlich unterschiedlicher äußerer Drehmomentanforderungen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Elektromotor eine Steuerungseinheit umfassen, welche den Elektromotor bei Überschreiten einer vorbestimmten Schwelldrehzahl vom ersten in den zweiten Betriebszustand und bei Unterschreiten der Schwelldrehzahl vom zweiten in den ersten Betriebszustand umschaltet. Auf diese Weise wird, wie vorangehend erläutert, erreicht, dass bei Stillstand bzw. einer relativ geringen Drehzahl des Rotors unterhalb der Schwelldrehzahl vom im Elektromotor im Bedarfsfall ein gegenüber dem zweiten Betriebszustand vergrößertes Drehmoment bereitgestellt wird. Sobald die vorbestimmte Schwelldrehzahl überschritten ist, wird durch das Umschalten vom ersten in den zweiten Betriebszustand das zusätzliche Stator-Magnetfeld wieder abgeschaltet. Die momentane Drehzahl des Elektromotors kann dabei beispielsweise mittels eines im Elektromotor verbauten Drehzahlsensors bestimmt werden. Alternativ kann aber auch daran gedacht sein, dass keine Messung der Drehzahl erfolgt, sondern dass diese von der Steuerungseinheit in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern wie dem elektrischen Strom durch den Stator bzw. Rotor berechnet wird oder ein Umschalten zwischen den Betriebszuständen bei Über- bzw. Unterschreiten eines vorhandenen Schwell-Rotorstroms erfolgt.
In weiterbildenden Varianten kann das Umschalten des Elektromotors zwischen den zwei Betriebszuständen nicht nur in Abhängigkeit von der Rotordrehzahl, sondern in Abhängigkeit von weiteren Parametern wie beispielsweise einer externen Drehmomentanforderung o.ä. erfolgen. Auch kann vorgesehen sein, dass die Umschaltung zwischen den beiden Betriebszuständen bei Unterschreiten bzw. Überschreiten eines vorbestimmten Rotor-Schwellstroms erfolgt. Hier ergeben sich für den Fachmann vielfältige technische Realisationsmöglichkeiten.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung können die Statorwicklung und die Rotorwicklung elektrisch zueinander in Reihe geschaltet und im Elektromotor eine von der Steuerungseinheit ansteuerbare schaltbare Kurzschlussschaltung vorgesehen sein, mittels welcher die Statorwicklung zum Umschalten zwischen den beiden Betriebszuständen wahlweise überbrückbar ist. Der erste Betriebszustand des Elektromotors entspricht dabei einer inaktiven Kurzschlussschaltung, d.h. die Statorwicklung wird nicht überbrückt und ist somit aktiv, d.h. durch die Statorwicklung fließt zum Erzeugen des zusätzlichen Stator-Magnetfelds elektrischer Strom. Im zweiten Betriebszustand, in welchem die Statorwicklung nicht bestromt werden soll, ist die Kurzschlussschaltung aktiv und überbrückt die Statorwicklung elektrisch, so dass elektrischer Strom nur durch die Überbrückungsleitung der Kurzschlussschaltung fließt. Die Reihenschaltung von Stator- und Rotorwicklung weist den Vorteil auf, dass bei unterbrochener Kurzschlussschaltung, in der Stator und Rotor gleichzeitig bestromt werden, die dem Elektromotor von außen bereitgestellt elektrische Versorgungsspannung im Sinne eines Spannungsteilers sowohl auf die Rotorwicklung als auch auf die Statorwicklung verteilt wird, so dass die im Rotor abfallende elektrische Leistung aufgrund der Spannungsteilung reduziert wird. Auf diese Weise kann die Gefahr einer Erhitzung des Rotors und somit des gesamten Elektromotors, welche zu einer Beschädigung oder gar einer Zerstörung des Elektromotors führen kann, stark reduziert werden. Zudem wird mittels eines solchen Spannungsteilers die Bereitstellung einer separaten PWM- Schaltung zur Pulsweitenmodulation und einer damit erzielbaren Reduzierung der im Elektromotor auftretenden Abwärme überflüssig. Dies bedeutet wiederum eine erhebliche Kostenreduzierung bei der Herstellung des Elektromotors. Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung kann die Kurzschlussschaltung einen parallel zur Statorwicklung geschalteten elektrischen Schalter umfassen, welcher zwischen einem geschlossenen Zustand, in welchem die beiden Wicklungsenden der Statorwicklung elektrisch kurzgeschlossen sind, und einem geöffneten Zustand, in welchem der elektrische Kurzschluss zwischen den beiden Wicklungsenden unterbrochen ist, umschaltbar ist. Ein solcher Schalter kann ein mechanischer Schalter, aber auch ein Halbleiterschalter in der Art eines Transistors, insbesondere eines FET-Transistors oder bipolaren Transistors, sein.
In einer alternativen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform können die Statorwicklung und die Rotorwicklung jeweils separate Anschlusselemente aufweisen und somit jeweils separat angesteuert werden. In diesem Fall ist der Elektromotor als sog. fremderregte elektrische Maschine ausgebildet. Dies bedeutet, dass sowohl die Rotorwicklung als auch die Statorwicklung unabhängig voneinander bestromt werden können. Auf diese Weise kann in dem Elektromotor eine gezielte elektrische Leistungsregelung realisiert werden. Die Steuerung der separaten Bestromung kann dabei mittels der vorangehend vorgestellten Steuerungseinheit erfolgen. Der dem Stator und dem Rotor zugeführte elektrische Strom kann jeweils über eine separate Pulsweiten-Modulationseinheit, welche von der Steuerungseinheit angesteuert wird, eingestellt werden.
In einer besonders kompakten Ausführungsform kann der Stator-Permanentmagnet den Rotor in einer Drehrichtung des Rotors wenigstens teilweise umgeben und einen ersten Statorpol umfassen, welcher entlang der Drehrichtung des Rotors in einen zweiten Statorpol übergeht. Gemäß dieser Ausführungsform ist der Stator-Permanentmagnet U-förmig mit einem ersten und zweiten U-Schenkel und einer U-Basis aufgebaut. Der erste U-Schenkel bildet den ersten Statorpol und der zweite U-Schenkel den zweiten Statorpol aus. Die beiden Statorpole gehen im Bereich der U-Basis ineinander über oder grenzen in diesem Bereich an- einander an. Die Statorwicklung ist wenigstens abschnittsweise auf der U-Basis angeordnet. Mittels einer solchen Anordnung von Rotor und Stator kann die Statorwicklung besonders platzsparend in den Elektromotor integriert werden.
Besonders bevorzugt kann an der U-Basis eine sich in Umfangsrichtung der U- Basis erstreckende Ausnehmung oder Einkerbung vorgesehen sein, in welcher die Statorwicklung angeordnet ist. Dies ermöglicht eine mechanisch stabile Befestigung der Statorwicklung am Stator-Permanentmagnet.
Alternativ dazu kann an der U-Basis ein separates Bauteil, insbesondere eine Blechplatte, vorgesehen, insbesondere befestigt, sein, auf welcher die Statorwicklung angeordnet ist. Dies ermöglicht einen besonders einfachen Austausch der Statorwicklung, beispielsweise zu Reparaturzwecken, o.ä.
Besonders bevorzugt kann die Statorwicklung und/oder die Rotorwicklung einen Kupferdraht umfassen.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem vorangehend vorgestellten Elektromotor.
Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zum Betreiben eines vorangehend vorgestellten Elektromotors, gemäß welchem der Elektromotor bei Überschreiten einer vorbestimmten Schwelldrehzahl des Rotors in einen ersten Betriebszustand geschaltet wird, in welchem sowohl die Statorwicklung als auch die Rotorwicklung zum Erzeugen eines jeweiligen zusätzlichen Magnetfeldes bestromt sind, so dass mittels des durch die bestromte Statorwicklung erzeugten zusätzlichen Stator- Magnetfelds ein auf den Rotor wirkendes zusätzliches Drehmoment erzeugt wird. Gemäß diesem Verfahren wird der Elektromotor bei Unterschreiten der vorbestimmten Schwelldrehzahl des Rotors in einen zweiten Betriebszustand umge- schaltet, in welchem die Statorwicklung nicht bestromt wird und somit das zusätzliche Stator-Magnetfeld abgeschaltet wird.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Elektromotor in einer grobschematischen, perspektivischen Darstellung,
Fig. 2 eine schaltplanartige Darstellung des Elektromotors der Figur 1 ,
Fig. 3 eine Variante des Elektromotors der Figuren 1 und 2 in einer schalt- planartigen Darstellung.
In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Elektromotor grobschematisch dargestellt und mit 1 bezeichnet. Der Elektromotor 1 umfasst einen Stator 2, welcher einen Stator-Permanentmagnet 3 aufweist. Der Stator-Permanentmagnet 3 weist wiederum zwei Pole 4a, b auf. Des Weiteren umfasst der Elektromotor 1 einen Rotor 5, der wie in der Figur 1 gezeigt als Doppel-T-Anker 6 ausgebildet sein und einen Eisenkern aufweisen kann. Der Rotor 5 in Form eines Doppel-T-Ankers 6 weist zwei Pole 7a, b auf, und auf dem Rotor 5 ist eine Rotorwicklung 8 aus einem Kupferdraht angeordnet. Durch Bestromen der Rotorwicklung 8 kann von dieser ein bezüglich seiner Stärke und Polung einstellbares Magnetfeld erzeugt werden.
Des Weiteren weist der Stator-Permanentmagnet 3 eine Statorwicklung 9 auf, mittels welcher durch Bestromen ebenfalls ein zusätzliches Magnetfeld erzeugt werden kann. Die Statorwicklung 9 kann ebenfalls aus einem Kupferdraht hergestellt sein. Sowohl die Rotorwicklung 8 als auch die Statorwicklung 9 weisen jeweilige Rotorwicklungs- bzw. Statorwicklungs-Endabschnitte 10a, 10b, 1 1 a, 1 1 b auf, die auf verschiedene Weise miteinander verschaltet sein können, was im Folgenden noch im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 erläutert wird.
Der erfindungsgemäße Elektromotor 1 ist nun derart ausgebildet, dass er zwischen einem ersten Betriebszustand, in welchem sowohl die Statorwicklung 9 als auch die Rotorwicklung 8 zum Erzeugen eines jeweiligen zusätzlichen Magnetfelds bestromt werden, und einem zweiten Betriebszustand, in welchem die Statorwicklung 9 nicht bestromt wird, umschaltbar ist.
Solange sich der Elektromotor 1 im ersten Betriebszustand befindet, wird durch das von der Statorwicklung 9 erzeugte zusätzliche Magnetfeld ein zusätzliches Drehmoment erzeugt, welches im Elektromotor 1 beispielsweise bei einer besonders hohen externen Drehmomentanforderung zur Verfügung steht. Somit kann der Elektromotor immer dann vom zweiten in den ersten Betriebszustand umgeschaltet werden, wenn der Rotor 5 des Elektromotors 1 stillsteht, d.h. der Elektromotor 1 sich im Haltebetrieb befindet, oder sich nur mit einer relativ geringen Drehzahl dreht und eine große äußere Drehmomentanforderung vorliegt, d.h. der Rotor stark beschleunigt werden soll. Dies wird im ersten Betriebszustand mit Hilfe des zusätzlichen Drehmoments besonders effektiv erreicht. Für den Fall, dass ein solches hohes Drehmoment nicht benötigt wird, kann der Elektromotor 1 hingegen in den zweiten Betriebszustand geschaltet werden, in welchem die Statorwicklung 9 nicht bestromt und somit kein zusätzliches Magnetfeld erzeugt wird. In diesem Zustand ist die vom Elektromotor 1 erzeugte Abwärmemenge reduziert.
Zum Umschalten zwischen den beiden Betriebszuständen kann der Elektromotor 1 eine Steuerungseinheit 12 aufweisen, die in der Darstellung der Figur 2 grob- schematisch dargestellt ist. Die Figur 2 zeigt den Aufbau des Elektromotors 1 in einer schaltplanartigen Darstellung. Die Steuerungseinheit 12 kann beispielsweise in der Art eines herkömmlichen Mikrokontrollers ausgebildet sein. Der in der Fig. 2 dargestellte Elektromotor 1 ist als Reihenschlussmotor realisiert, d.h. die Statorwicklung 9 des Stators 2 und Rotorwicklung 8 des Rotors 5 sind elektrisch zueinander in Reihe geschaltet. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete, in der Fig. 2 gezeigte Verschaltung der Anschlusselemente 10a, 10b, 1 1 a, 1 1 b von Rotorwicklung 8 und Statorwicklung 9 erreicht werden.
Mittels der Steuerungseinheit 12 kann eine Kurzschlussschaltung 13 angesteuert werden, mittels welcher die Statorwicklung 9 zum Umschalten zwischen den beiden Betriebszuständen wahlweise überbrückbar ist. Die Kurzschlussschaltung 13 kann hierzu einen parallel zur Statorwicklung 9 geschalteten elektrischen oder elektronischen Schalter 14 umfassen. Der elektrische Schalter 14 kann als mechanischer Schalter, oder alternativ dazu, als Halbleiterschalter in der Art eines Transistors, beispielsweise eines FET-Transistors oder eines bipolaren Transistors, ausgebildet sein. Der Schalter 14 ist zwischen einen geschlossenen Zustand, in welchem die beiden Wicklungsenden 1 1 a, 1 1 b der Statorwicklung 9 elektrisch kurzgeschlossen sind, und einem geöffneten Zustand, in welchem der elektrische Kurzschluss zwischen den beiden Wicklungsenden 1 1 a, 1 1 b unterbrochen ist, umschaltbar. In dem geschlossenen Zustand des Schalters ist die Statorwicklung 9 inaktiv, d.h. sie wird nicht bestromt und erzeugt somit kein zusätzliches Magnetfeld. Dies bedeutet, dass der geschlossene Zustand des
Schalters 14 dem zweiten Betriebszustand zugeordnet ist. Entsprechend wird die Statorwicklung 9 bei geöffnetem Schalter 14 bestromt, so dass von ihr ein zusätzliches Magnetfeld erzeugt wird. Der geöffnete Zustand des Schalters 14 entspricht also dem ersten Betriebszustand des Elektromotors 1 .
Am Elektromotor 1 , insbesondere im Bereich des Rotors 5, kann optional ein Drehzahlsensor 15 vorgesehen sein, mittels welchem eine Drehzahl N bzw. Drehgeschwindigkeit des Rotors 5 bestimmbar ist. Der Drehzahlsensor 15 kann mit der Steuerungseinheit 12 derart zusammenwirken, dass die Steuerungseinheit 12 den Elektromotor 1 bei Unterschreiten einer vorbestimmten Schwelldrehzahl N0 vom zweiten in den ersten Betriebszustand umschaltet und bei Überschreiten der Schwelldrehzahl N0 vom ersten in den zweiten Betriebszustand umschaltet.
Es ist klar, dass in Varianten nicht unbedingt ein solcher Drehzahlsensor 15 erforderlich ist, um in Abhängigkeit von der vom Drehzahlsensor 15 bestimmten Drehzahl N des Rotors 5 zwischen den beiden Betriebszuständen umzuschalten; vielmehr kann das Umschalten zwischen dem Betriebszustand durch die Steuerungseinheit 12 auch in Abhängigkeit von anderen, externen Parametern, wie beispielsweise einem extern angeforderten Drehmoment , durchgeführt werden. Hier ergeben sich für den Fachmann vielfältige technische Realisierungsmöglichkeiten. Beispielsweise kann daran gedacht sein, dass das Umschalten zwischen den beiden Betriebszuständen in Abhängigkeit von einem extern angeforderten Drehmoment in Kombination mit der momentanen Drehzahl N des Rotors 5 erfolgt. Auch kann vorgesehen sein, dass die Umschaltung zwischen den beiden Betriebszuständen bei Unterschreiten bzw. Überschreiten eines vorbestimmten elektrischen Rotor-Schwei Istroms erfolgt.
Betrachtet man nun wieder die Darstellung der Fig. 1 , so erkennt man, dass der Stator-Permanentmagnet 3 den Rotor 5 in einer Drehrichtung D des Rotors 5 wenigstens teilweise umgibt. Der Stator-Permanentmagnet 3 umfasst einen ersten Statorpol 16a, welcher entlang der Drehrichtung in einen zweiten Statorpol 16b übergeht. Der Stator-Permanentmagnet 3 kann wie in der Fig. 1 gezeigt U-förmig mit einem ersten und zweiten U-Schenkel 17a, 17b und einer U-Basis 18 aufgebaut sein. Der erste U-Schenkel 17a bildet dabei teilweise den ersten Statorpol 16a aus, und entsprechend bildet der zweite U-Schenkel 17b teilweise den zweiten Statorpol 16b aus. Im Bereich der U-Basis 18 gehen die beiden Statorpole 16a, 16b ineinander über.
Wie in der Fig. 1 gezeigt, kann die Statorwicklung 9 auf der U-Basis 18 angeordnet sein. Hierzu kann eine in der Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigte spiralförmige Ausnehmung an der U-Basis 18 vorgesehen sein, welche sich in Umfangsrichtung der U-Basis 18 erstreckt. Alternativ kann anstelle einer spiralförmigen Ausnehmung auch eine entsprechende Einkerbung vorgesehen sein. Dies erlaubt eine mechanisch stabile Befestigung der Statorwicklung 9 auf der U- Basis 18. Alternativ dazu kann in einer Variante aber an der U-Basis 18 auch ein separates Bauteil, beispielsweise in der Art einer Blechplatte, vorgesehen sein, auf welchem die Statorwicklung 9 angeordnet ist. Das separate Bauteil kann auf geeignete Weise an der U-Basis 18 befestigt werden.
In der Fig. 3 ist nun eine Variante des Elektromotors der Fig. 1 und 2 schaltplan- artig dargestellt, bei welcher die Statorwicklung 9 und die Rotorwicklung 8 separat voneinander mit elektrischer Energie versorgt und angesteuert werden. Die An- steuerung kann dabei beispielsweise mittels Pulsweiten-Modulation (PWM) erfol- gen, wodurch eine besonders gute Leistungsregelung des Elektromotors 1 erzielt werden kann, was zu einer geringeren Dissipation von Energie und damit verbundenen zu einer reduzierten Erwärmung des Elektromotors 1 führt. Wie in der Fig. 3 gezeigt, können die Rotorwicklung 8 und die Statorwicklung 9 mittels getrennter Stromkreise 19, 20 angesteuert werden, wobei in jedem der beiden Stromkreise eine Pulsweiten(PWM-)Modulationseinheit 21 a, 21 b vorgesehen sein kann, mittels welcher der durch die Statorwicklung 9 bzw. durch die Rotorwicklung 8 fließende elektrische Strom eingestellt werden kann. Die beiden Pulsweiten- Modulationseinheiten 21 a, 21 b können durch die Steuerungseinheit 12 angesteuert werden. Es ist klar, dass eine solche PWM-Einheit auch in dem in der Figur 2 gezeigten Reihenschlussmotor vorgesehen sein kann, um den durch die Rotorwicklung 8 und die Statorwicklung 9 fließenden elektrischen Strom einstellen zu können.

Claims

Ansprüche
1 . Elektromotor (1 ), insbesondere für ein Kraftfahrzeug,
- mit einem Stator (2) und einem Rotor (5), welcher relativ zum Stator (2) um eine Rotationsachse (R) drehverstellbar ist,
- wobei der Stator (2) einen Stator-Permanentmagneten (3) umfasst, auf welchem eine Statorwicklung (9) zum einstellbaren Erzeugen eines zusätzlichen Magnetfelds angeordnet ist,
- wobei auf dem Rotor (5) eine Rotorwicklung (8) zum einstellbaren Erzeugen eines Rotor-Magnetfelds angeordnet ist,
- wobei der Elektromotor (1 ) derart ausgebildet ist, dass er zwischen einem ersten Betriebszustand, in welchem sowohl die Statorwicklung (9) als auch die Rotorwicklung (8) zum Erzeugen eines jeweiligen zusätzlichen Magnetfeldes bestromt sind, und einem zweiten Betriebszustand, in welchem die Statorwicklung (9) nicht bestromt ist, umschaltbar ist.
2. Elektromotor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Elektromotor (1 ) eine Steuerungseinheit (12) umfasst, welche den Elektromotor (1 ) bei Überschreiten einer vorbestimmten Schwelldrehzahl (N0) vom ersten in den zweiten Betriebszustand umschaltet und bei Unterschreiten der Schwelldrehzahl (N0) vom zweiten in den ersten Betriebszustand umschaltet.
3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Statorwicklung (9) und die Rotorwicklung (8) elektrisch zueinander in Reihe geschaltet sind und im Elektromotor (1 ) eine von der Steuerungseinheit (12) ansteuerbare schaltbare Kurzschlussschaltung (13) vorgesehen ist, mittels welcher die Statorwicklung (9) zum Umschalten zwischen den beiden Betriebszuständen wahlweise überbrückbar ist.
4. Elektromotor nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kurzschlussschaltung (13) einen parallel zur Statorwicklung (9) geschalteten elektrischen Schalter (14) umfasst, welcher zwischen einem geschlossenen Zustand, in welchem die beiden Wicklungsenden (1 1 a, 1 1 b) der Statorwicklung (9) elektrisch kurzgeschlossen sind, und einem geöffneten Zustand, in welchem der elektrische Kurzschluss zwischen den beiden Wicklungsenden (1 1 a, 1 1 b) unterbrochen ist, umschaltbar ist.
5. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Statorwicklung (9) und die Rotorwicklung (8) jeweils separate Anschlusselemente (10a, 10b, 1 1 a, 1 1 b) aufweisen und somit getrennt voneinander ansteuerbar sind.
6. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Stator-Permanentmagnet (3) den Rotor in einer Drehrichtung des Rotors wenigstens teilweise umgibt und einen ersten Statorpol (16a) umfasst, welcher entlang der Drehrichtung (D) in einen zweiten Statorpol (16b) übergeht, der Stator-Permanentmagnet (3) U-förmig mit einem ersten und zweiten U- Schenkel (17a, 17b) und einer U-Basis (18) aufgebaut ist, der erste U-Schenkel (17a) den ersten Statorpol (16a) und der zweite U- Schenkel (17b) den zweiten Statorpol (16b) ausbildet,
die beiden Statorpole (16a, 16b) im Bereich der U-Basis (18) ineinander übergehen oder aneinandergrenzen,
die Statorwicklung (9) wenigstens abschnittsweise auf der U-Basis (18) angeordnet ist.
7. Elektromotor nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
an der U-Basis (18) eine sich in Umfangsrichtung der U-Basis (18) erstreckende spiralartige Ausnehmung oder Einkerbung vorgesehen ist, in welcher die Statorwicklung (9) angeordnet ist.
8. Elektromotor Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
an der U-Basis (18) ein separates Bauteil, insbesondere eine Blechplatte, vorgesehen ist, auf welchem die Statorwicklung (9) angeordnet ist.
9. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Statorwicklung (9) einen Kupferdraht umfasst.
10. Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Elektromotor (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
1 1 . Verfahren zum Betreiben eines Elektromotors (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
gemäß welchem der Elektromotor (1 ) bei Unterschreiten einer vorbestimmten Schwelldrehzahl (N0) des Rotors (5) in einen ersten Betriebszustand ge- schaltet wird, in welchem sowohl die Statorwicklung (9) als auch die Rotorwicklung (8) zum Erzeugen eines jeweiligen zusätzlichen Magnetfeldes bestromt sind, so dass mittels des durch die bestromte Statorwicklung (9) erzeugten zusätzlichen Stator-Magnetfelds ein auf den Rotor wirkendes zusätzliches Drehmoment erzeugt wird,
gemäß welchem der Elektromotor (1 ) bei Überschreiten der vorbestimmten Schwelldrehzahl (N0) des Rotors (5) in einen zweiten Betriebszustand umgeschaltet wird, in welchem die Statorwicklung (9) nicht bestromt wird und somit das zusätzliche Stator-Magnetfeld abgeschaltet wird.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4092903A1 (de) * 2021-05-17 2022-11-23 Hilti Aktiengesellschaft Elektrische antriebseinheit für eine elektrische handwerkzeugmaschine und elektrische handwerkzeugmaschine mit einer elektrischen antriebseinheit
DE102021120652A1 (de) 2021-08-09 2023-02-09 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektromotor für ein Kraftfahrzeug, Rotor für einen Elektromotor und Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor
CN114094790A (zh) * 2021-11-03 2022-02-25 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 一种电感存电器电机

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2429886A1 (de) * 1974-06-21 1976-01-08 Volkswagenwerk Ag Elektro-fahrzeug
JPS5195314A (de) * 1975-02-14 1976-08-20
JPH02118164U (de) * 1989-03-09 1990-09-21
TW513005U (en) * 2000-11-20 2002-12-01 Power Vision Corp Variable torsion motor
EP1227569A1 (de) * 2001-01-24 2002-07-31 Power Vision Corp. Elektrischer Motor mit automatisch angepasstem Drehmoment
JP2004207393A (ja) * 2002-12-24 2004-07-22 Aisin Seiki Co Ltd ロータリーソレノイド
US7112907B2 (en) * 2003-12-12 2006-09-26 Siemens Vdo Automotive Inc. Flux modifier for a permanent magnet brush-type motor using wound field coils combined with permanent magnets
CN100486082C (zh) * 2005-12-31 2009-05-06 李金东 直流电机
CN101626188B (zh) * 2008-07-09 2012-11-07 德昌电机(深圳)有限公司 一种电机、电机定子及电机定子芯片
JP4901844B2 (ja) * 2008-11-28 2012-03-21 三菱電機株式会社 整流子電動機及び送風機及び電気掃除機
DE102011078994A1 (de) * 2011-07-12 2013-01-17 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine für einen Lenkantrieb

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016518808A (ja) 2016-06-23
DE102013209713A1 (de) 2014-11-27
CN105247768A (zh) 2016-01-13
WO2014187616A3 (de) 2015-08-27
WO2014187616A2 (de) 2014-11-27

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