KR20100063025A

KR20100063025A - 차량 구동 장치를 위한 전류-전원 공급 동기 모터

Info

Publication number: KR20100063025A
Application number: KR1020107003623A
Authority: KR
Inventors: 아르노 매소이
Original assignee: 브루사 일렉트로닉 아게
Priority date: 2007-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2010-06-10
Also published as: JP4897924B2; US20100308686A1; DE102007040750A1; JP2010538597A; WO2009027938A4; US8198776B2; CN101785168B; EP2195907A2; WO2009027938A3; WO2009027938A2; EP2195907B1; CN101785168A

Abstract

본 발명은 특히 차량 구동 장치에 적절한 전류-전원 공급의 동기 모터(1)에 관한 것이다. 이것은 전원 공급 권선(7)을 지니는 로터(3)와 스테이터(2)로 구성되며, 로터(3)는, 하나의 전원 공급 권선(7)을 각각 구비한 적어도 두 개의 로터 폴(4)을 갖는다. 본 발명의 핵심적인 특성은, 특히 주 축(4A)을 따라서 방사상 슬롯(8) 형태인 적어도 하나의 선택적인 자속 장벽을 각 로터 폴(4)에 제공하여 전류-전원 공급 동기 모터(1)의 자기저항 모멘트(reluctance moment)를 증가시킨다는 것이다.

Description

차량 구동 장치를 위한 전류-전원 공급 동기 모터{CURRENT-ENERGIZED SYNCHRONOUS MOTOR, PARTICULARLY FOR VEHICLE DRIVES}

본 발명은 특히 차량 구동 장치에 적절한 전류-전원 공급 동기 모터에 관한 것이다.

개요

전세기의 90년대 중반이래로, 자동차 제조사들과 설계사들은 상용차뿐만 아니라 자동차 및 스포츠카용 하이브리드 구동 장치에 대해 더욱 더 관심을 갖고 있다. 하이브리드 구동 장치는 내부 연소 엔진을 전기 모터(및 선택적으로는 플라이휠)와 결합한다. 만약 소형 내부 연소 엔진이 주 전기 구동 장치(주행거리 확장기(range extender))를 위한 전력 생성에만 사용된다면, 용어 시리즈 하이브리드를 사용한다.

배터리 기술이 수 년 동안 상당히 발전을 보였으므로, 배터리 전기 차량(BEVs: Battery Electric Vehicles)이 또한 새로운 전기를 맞고 있다.

전기 차량의 전기 주 구동 장치에 관한 요건

전기 모터가 추진력의 상당한 부분을 제공하거나, 그러한 모터가 단독 구동 유닛인 차량 구동 장치의 경우에, 가능한 고효율을 갖고 광폭의 속도 및 부하 범위(load range)에서 출력이 발생할 것이다.

전기 차량에 주로 사용되는 모터 타입

종래기술에 따라, 본 명세서에서는 특히 비동기 모터(ASM: ASynchronous Motor), 특정하게 설계된 영구-자석 동기 모터(PSM: Permanent-magnet Synchronous Motor) 및 스위칭 자기저항 모터(SRM: Switched Reluctance Motor)를 구별한다. 선호되는 설계의 PSM은 로터(내부 영구 자석 모터(IPM))의 내부에서 자석의 위치에 기반한다.

스위칭 자기저항 모터(SRM)

독일특허출원(DE-A-10207267)은, 비자기 연결 소자를 통해 결합되어 단위 장치(unit)를 이루는 다수의 적층된 세그먼트로 구성된 로터를 갖는 자기저항 모터를 기재하고 있다. 연결 소자는 플로우 장벽으로 동작한다. 비자기 연결 소자는 대체로 표준 강철인 연결 소자보다 더 고가이거나, 강철과 동일한 강도 값을 달성하기 위해 더 큰 크기로 제조되어야 하다.

동기 자기저항 모터(SyR)

독일특허출원(DE-A-10004175)은 연속적인 플로우 장벽을 갖는 동기 자기저항 모터를 기재하고 있다.

비동기 모터의 스테이터와 유사한 스테이터를 갖고 있고 3-상 전류로 동작하는 동기 자기저항 모터(SyR)는 실제로, 이들의 심플하고 강한 설계(로터 권선이나 자석이 없다) 덕분에, 150mm 내지 400mm의 스테이터 직경을 갖는 경제적인 산업용 구동장치에 적절하다. 단점이라면 다른 모터 타입에 비해 상대적으로 낮은 토크 밀도와 열악한 역률이라는 점이며, 이점은 차량에서 이들 모터의 사용을 복잡하게 하며, 그러므로 고정된 응용장치 (applications)로 그 사용을 제한시킨다.

사인파 모터

이전 연구(www.brusa.biz에서 Antriebsentwicklung(구동 장치 개발)의 최종 보고서 참조) 에 따라, 사인파 머신의 장점은 이들이 정방형파 모터에 비해 고조파 영역으로부터 낮은 잡음 전개와 회전 각도에 걸쳐서 일정한 토크 출력을 갖는다는 점이다. 이것은 전원(배터리나 모터 인버터)으로부터의 일정 전력 입수(uptake)시 명백히 드러난다.

만약 모터 인버터가 배터리(배터리 링크)로부터 직접 그 전력을 입수한다면, 고조파 영역은, 정방형파 모터의 경우에, 결국 교류 부하를 야기하며, 이것은 배터리의 내부 저항에 추가 손실을 초래한다. 사인파 모터는 어떠한 고조파 영역도 갖지 않으며 그에 따라 회전 각도에 걸쳐서 일정한 전력 입수를 달성하므로, 이들은 또한 공급 배터리의 내부 저항에 어떠한 추가 손실도 초래하지 않는다.

전류-전원 공급 동기 모터

알려진 바와 같이, 전류-전원 공급 동기 모터(CSM)는 다른 사인파 모터와 비교해 유사한 스테이터를 갖는다. 그러나 로터에는 명백한 폴(pronounced poles)(비돌극(non-salient poles) 또는 돌극)이 제공되며, 직류가 흐르는 로터 권선은 이들 폴로 조정된다. 전류-전원 공급 동기 모터에서, 로터의 전원 공급 전력이 그러므로 외부로부터 공급되어야 한다. 송신은 대형 머신에서는 (변압기를 통해) 비-접촉 방식으로 발생할 수 있다. 150mm 내지 400mm의 스테이터 직경을 갖는, 차량 구동 장치용의 더 소형의 모터의 경우와 로터 전류 규제의 큰 동적 범위가 필요한 그러한 모터의 경우에, 송신은 브러시와 슬립 링을 통해 발생한다. 따라서 CSM은, 직류 모터(DCM)와 함께, 전력 송신이 브러시를 통해 로터로 발생하는 브러시-타입 모터 중 하나이다.

모든 동기 모터의 기본 속성

모든 동기 모터의 로터는 스테이터 전류의 영역과 동기적으로 회전한다. 만약 로터가 스테이터 주파수로 회전할 수 없다거나, 스테이터 영역이 로터 위치에 맞출 수 없다면, 로터와 스테이터 영역의 비동기성 중첩은 단지 진자 모멘트(pendulum moments)를 생성한다. 이들을 차량 구동 장치로서 사용할 때, 모든 타입의 동기 모터는 그러므로 원칙적으로 로터 위치를 통해 제어되는 주파수 인버터를 필요로 한다.

종래의 전류-전원 공급 동기 모터의 기본 속성

동적인 전원 공급으로, 전류-전원 공급 동기 모터는 대략 30초 동안 그 공칭 모멘트의 2.5배를 달성하며, 대략 5초 동안 그 공칭 모멘트의 최대 4배를 달성한다. 그 단기간 모멘트를 통해, 이들 모터는 대부분의 경우 동일한 크기의 영구 자석 동기 모터를 능가한다. 특히 매설된 자석을 갖는 동기 모터(IPM)와 비교할 때, 차이점이 명백해 진다. 이들 모터에서, 자석은 로터 판(lamellae)의 슬롯 내로 삽입된다.

CSM에서 브러시를 통한 전력 송신

브러시-타입 모터는 종종 또한 고려하지 않으며, 이는, 우세한 주장에 따르면, 이러한 기술은 혁신적인 제품으로 판매하기가 어렵고, 기계적인 브러시 마모로 인한 수명 제한을 염려하였기 때문이다.

일반적인 선입견의 일부분으로서, 종종, 직류 모터(DCM)의 커뮤테이터와 전류-전원 공급 동기 모터(CSM)의 상대적으로 심플한 슬립 링 사이를 충분히 구별하지 못한다. 총 모터 전력이 DCM의 경우 커뮤테이터를 통해 로터로 송신되어야 하는 반면, CSM의 슬립 링으로 송신되어야 할 전원 공급 전력은 단지 총 모터 전력의 낮은 한-자릿수 백분율 범위에 있다. CSM의 경우, 차량 구동 장치용의 기타 모든 동기 모터의 경우처럼, 실제 전기 모터 전력은 주파수 인버터를 통해 스테이터로 송신된다.

종래기술에 따른 CSM의 단점

전원공급 없이도 동작하는 전류-전원 공급 동기 모터의 토크(비상 토크)는 자기저항과는 배타적으로 발생한다. 자기저항은 무차원 변수이고, 종축의 인덕턴스(Ld)의 횡축 인덕턴스(Lq)에 대한 비로 결정한다. 돌극 모터에서, Ld>>Lq이고, 종축 인덕턴스인 Ld는 주로 에어 갭에 의해 결정하며, 횡축 인덕턴스인 Lq는 주로 폴 형상에 의해 결정한다.

만약, 전류-전원 공급 동기 모터에서, 전원 공급이 실패한다면, 종래의 돌극 모터의 경우에 단지 대략 공칭 모멘트의 1/4를 구축할 수 있고, 비돌극 모터의 경우에는 어떠한 모멘트도 구축할 수 없다. 이것은 특정한 환경 하에서는 위험한 구동 상황을 야기한다.

열악한, 즉 부족한 비상 작동 속성은 그러므로, 당업자가 전류-전원 공급 동기 모터(CSM)를 차량 구동 장치로서 실질적으로 부적절하다고 현재는 믿게 하는 추가적인 이유를 구성한다(예컨대, 상술한 최종 보고서 참조).

자기저항 증가를 통한 비상 구동 속성의 개선

본 발명의 목적은, 전류-전원 공급 동기 모터(CSM)의 경우에 종래기술의 상술한 단점을 상당히 감소시킬 수 있거나 제거할 수 있는 개선된 해결책을 제공하는 것이다. 전류-전원 공급 동기 모터는, 전원공급 없이도 비상한 동작 시에 차량을 구동하기에 충분한 토크를 생성할 수 있도록 더 개발될 것이다. 본 발명의 목적은 그러므로 전류-전원 공급 동기 모터(CSM)의 경우에 전류(자기저항 모멘트)에 의한 전원공급 없이도 토크를 상당히 증가시키는 것이었다.

본 발명의 핵심적인 특성은, 특히 방사상 슬롯의 형태인 적어도 하나의 선택적 자속 장벽을 로터 폴의 주축을 따라 제공하여, 각 로터 폴에서 자기저항 모멘트를 증가시키는 것이다. 추가적인 개발에 따라, 로터 폴은 바람직하게는 돌극 형태를 갖는다.

제1항의 특성부에 기재된 이들 자속 장벽은 q-축(직교 축)에서 자속선에 대한 자기 저항을 증가시키고, 그에 따라 자기저항의 증가를 실현한다.

본 발명에 따른 성과의 유리한 추가적인 전개는 종속항에 기재하였다.

CSM에서 개선을 위한 기술적인 사전 조건

본 배경기술과는 배치되게, 종래의 전류-전원 공급 동기 모터는 시작점으로서 사용되었고, 목적은 차량 구동 장치를 위해 이것을 개발하는 것이었다. 본 발명의 근거가 되는 본 발명에 따른 발견은, 다음의 중요한 사전 조건이 전류-전원 공급 동시 모터의 비상시 작동 속성을 개선하기 위해 필수적이라는 점이다.

- 로터 폴의 주 축, 즉 d-축을 따른 자기 장벽이

- 횡축의 인덕턴스(Lq)를 크게 감소시키지만,

- 축의 인덕턴스(Lq)를 그 원래의 높은 값으로 유지하며, 그 결과

- Ld/Lq 비, 자기저항이 크게 증가하며, 전원공급 없이도, 토크가 예컨대 4의 인자만큼 수 배 증가한다.

전략적 원자재에 대한 요건의 감소

이 분야에서 출원인 측의 오랜 경험 이후와 전술한 선입견의 극복 이후, 전류-전원 공급 동기 모터가 자동차 제조사에게 기술적으로 가장 유리한 가능성을 제공하여, 이들을, 하이브리드 및 전기 차량을 위한 고가의 고성능 자기 자재인 소위 희토류 소자 자석(REE 자석)의 경우에 가격 의존성으로부터 보호한다는 점을 또한 인식하였다.

그 비상시 작동 속성에 관하여 본 발명에 따라 개선된 전류-전원 공급 동기 모터는 그 시스템 속성으로 인해 주 구동 모터로서 매우 적절하다. 만약 시리즈 제조사가 매설된 자석을 가진 이전에 일반적으로 사용되는 영구 자석 동기 모터(IRM)를 전류-전원 공급 동기 모터로 대체한다면, REE 원자재의 임의의 가격 추세나 부족은 시리즈 제조사에게 어떠한 영향도 미치지 않는다.

주 구동 장치로서 CSM의 적절성에 대한 본 발명의 효과

본 발명에 따른 개시로부터, 전류-전원 공급 동기 모터(CSM)의 자기저항 모멘트가 예컨대 로터 폴에서 방사상 슬롯 형태를 갖는 선택적 자속 장벽을 사용함으로써, 전원 공급 없이도 상당히 증가할 수 있음이 분명하다.

그러한 비상 토크는 주 차량 구동 장치로서 사용 시에 매우 주요한 장점이지만, 다른 응용 장치의 경우에 특정한 환경에서는 중요하지 않을 수 있다. 만약, 어떤 이유로, 전원 공급 전력이 로터의 전원 공급 권선에 송신될 수 없다면, 자기저항으로부터 얻은 토크 레벨은 비상 동작에서 시스템 속성을 결정한다. 전원 공급 전력의 부재의 원인은, 예컨대 로터 전류 제어기의 고장, 단락 회로, 전기 공급 케이블의 파괴 또는 슬립 링 손상일 수 있다.

본 발명에 따라, 전류-전원 공급 동기 모터 자체의 자기저항 모멘트는 그러므로 특히, 전술한 이유로, 차량이 예컨대 철로 상에서나 교통정체를 겪는 차로 상에서 부득이하게 정지하는 비상 상황에서 차량 운정 장치에서 매우 중요한 역할을 한다. 그러한 상황에서, 본 발명에 따른 전류-전원 공급 동기 모터의 자기저항 모멘트로 인해 안전한 위치로 접근하기 위해 위험 지역 밖으로 이동할 수 있다.

그러나 본 발명에 따른 자기저항 장벽이 없는 종래의 전류-전원 공급 동기 모터로는, 이것은 가능하지 않았고, 이는, 전술한 바와 같이, 이용 가능한 비상 토크가 전기 전원 공급의 부재 이후 불충분한 것으로 분류되어야 했기 때문이다.

CSM의 기본 속성 제한이 없는 본 발명의 우수한 제조 능력(manufacturability)

본 발명은, 펀칭에 의해 로터 판에 슬롯형 홈을 제공함으로써 간단히 생성한다. 더 소형의 웹이 그러므로 로터에 필요한 고유 세기를 주기 위해 연결 브릿지로서 남아 있을 수 있다. 본 발명의 추가적인 전개에서, 이들 기계적으로 필수 불가결한 연결 브릿지는, 본 발명에 따라, 상대적으로 소형 영구 자석에 의해 포화된다. 자석의 필요한 양은 하이브리드-전원(전자기적으로 그리고 영구 자석에 의해 전원 공급되는) 동일한 크기의 동기 모터(HSM)의 대략 10%와, 동일한 크기의 영구 자석 동기 모터의 대략 6%에 해당한다.

사전 자화된 영구 자석을 자속 장벽(슬롯 섹션)의 준비된 "포켓"에 간단히 밀어 넣는다. 이러한 조치가 없다면, 자속 장벽 단독으로 횡방향 자속으로 연결부를 포화시킨 후 단지 동작할 것이며, 그러나 이점은 바람직하지 않고, 그러므로 더 작은 자기저항 증가를 제공할 것이며, 따라서 더 낮은 비상 토크를 제공할 것이다.

도 1 내지 3에 따른 바람직한 전류-전원 공급 동기 모터에서, 종축(d-축) 인덕턴스의 횡축(도 2의 q-축) 인덕턴스에 대한 비는, d-축(즉, 슬롯(8))을 따라 연장하는 자속 장벽을 도입한 결과로 종래의 돌극 머신의 정상치를 훨씬 초과하여, 그에 따라 증가하며, 축 근처에서 기계적으로 필요한 잔류 폭은 바람직하게는 이러한 자속 장벽 내로 도입된 영구 자석(13)에 의해 완벽히 포화되며, 그 결과, 자속 장벽의 효과는 브릿지 영역에서도 볼 수 있고, 웹을 거쳐 축으로 계속된다.

본 발명의 추가적인 장점, 변형 및 세부내용을 이하의 도면에 대한 상세한 설명 및 특허청구범위에서 제공한다.

본 발명은 본 발명에 다른 전류-전원 공급 동기 모터의 작동 예를 참조하여 첨부한 도면에 예시되어 있다.
도 1은 자속선과 함께, 본 발명에 따른 전류-전원 공급 동기 모터의 횡단면을 도시한다.
도 2는 설계 공정의 결과로서 도 1에 따른 동기 모터의 실시예에 대한 도면을 도시한다.
도 3은 자속선 없이, 도 1에 따른 동기 모터의 로터의 추가적인 단면도를 도시한다.

로터 및 스테이터의 횡단면

도 1은 본 발명에 따른 전류-전원 공급 동기 모터(1)의 작동 예의 횡단면을 개략적으로 도시하며, 이러한 모터(1)는 특히 차량 구동 장치를 위해 형성한다. 동기 모터(1)에는 외부 스테이터(2)와 내부 로터(3)가 제공된다. 스테이터(2)에는 분배된 권선(2A)용 홈이 그 자체로 알려진 방식으로 제공된다.

로터 형상

도시한 작동 예에서, 로터(3)는 6-폴 설계(2-폴, 4-폴, 8-폴 등의 로터도 선택적으로 가능하다)를 갖는다. 도 1은 돌극(4)을 갖는 로터(3)를 예시하며, 이러한 돌극(4)의 폴 섕크(pole shank)와 폴 슈(pole shoe)는 각각 5 및 6으로 표기한다. 이 도면에서 횡단면 영역으로 표시되며 폴 섕크(5)를 따라 배치된 하나의 전원 공급 권선(7)은 그 자체로 알려진 방식으로 로터 폴(4) 각각으로 조정된다.

주 폴 축을 따른 자속 장벽

본 발명에 따라, 완전히 새로운 로터 외형을 제공한다. 본 발명에 따라, 바람직하게는 각 로터 폴(4)에서 로터 폴(4)의 주 축(4A)을 따라 슬롯(8) 형태로 적어도 하나의 선택적 자속 장벽을 제공하여, 전류-전원 공급 동기 모터(1)의 자기저항 모멘트를 증가시킬 것을 제안한다. 자속 장벽으로 동작하는 슬롯(8)을, 실질적으로 평행한 측면 표면(9)을 갖는 중앙의 그리고 방사상으로 종방향의 개구(도 2 참조)로서 폴 섕크(5)에 형성한다.

슬롯(8)과 로터 폴(4)의 더 중요한 크기 및 상호 배치에 관해, 도 2의 이러한 작동 예의 경우에, 상대적으로 좁은 방사상 슬롯(8)이 길이(L)와 폭(B)을 가짐이 명백하다. 본 발명자들에 의한 실험에 따르면, 슬롯(8)의 길이(L)는 로터 반경(R)-구동 장치 샤프트(12)의 반경의 3/4 내지 5/6이며, 슬롯(8)의 폭(B)은 섕크 폭(W)의 1/10 내지 1/15 사이이다.

방사 방향에서 볼 때, 슬롯(8)의 최외측 지점(10)은, 나사산이 있는 볼트에 고정한 캡 너트(cap nut)가 외부 섕크 폴 표면을 넘어 돌출하지 않도록, 폴 슈(6)의 외부 폴 표면으로부터 거리(11)에 배치된다. 폴 캡과 로터 판 패킷은 나사산이 있는 볼트에 의해 결합되어 전체 유닛을 제공한다.

자속 장벽에서 웹 및 브릿지의 사전포화

도 2에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 전류-전원 공급 동기 모터의 바람직한 실시예에서, 상대적으로 소형인 영구 자석(13)(예컨대, 다함께 했을 때 0.2kg 자석/50kW 정격 출력)을 슬롯(3)(포켓)의 방사상 내부 섹션에 배치한다. 자체로 자속 장벽인 이미 사전에 자화된 고체 자석(13)의 크기는, 구조적 이유로 제공되지만 그 자체가 자기적으로 전도성인 자속 장벽에서 이러한 자석(13)이 생성한 자속선으로도 충분히 웹(14)을 포화시키도록 조정된다. 이러한 방식으로 사전포화된 웹(14)은 이때 각각의 추가적인 자속에 대해 높은 저항을 나타낸다. 이들 웹은 그러므로 동작 중에 유용한 자속에 관한 슬롯(8)의 확장으로서 거동한다. 이러한 응용 장치에서 성가신 것인 이들의 자기 전도성은 삽입된 자석(13)에 의해 제거된다.

웹(14)은, 샤프트와 로터(3) 사이에 고정된 샤프트의 최종 원심력이나 압축력을 흡수하는데 기계적으로 유리하다. 이것은 강도 고려사항(strenth consideration)에 따라 정밀하게 설계되며, 응용 장치에 맞춰진다.

섕크 폴 모터(1)의 직교축(도 2에서 q-축)에서 자속 장벽의 기계적으로 유발된 파괴를 오로지 이러한 목적을 위해 도입한 영구 자석(13)으로 의도적으로 포화시키는 것은, 그러므로 기재한 응용 장치에 관계없이 전기 구동 장치에서의 특정한 환경에서도 사용될 수 있는 본 발명의 기본적인 추가 전개를 구성한다. 이러한 점에서, 그러므로 본 발명은 CSM으로 제한되지 않는다.

판 브릿지가 강도 이유로 필요하지만 자속 장벽이 더 유리한 경우이면 언제나, 그러한 자석은 판 브릿지의 자기 전도성을 제거하는데 사용될 수 있다.

결합 방법

비록 이것을 상세하게 도시하지 않았지만, 로터(3)는 또한 종래의 판, 종단 플레이트 및 연결 수단(15)(예컨대, 연결 볼트)으로 구성될 수 있고, 이러한 연결 수단(15)은 로터 판 패킷과 종단 플레이트를 서로 연결하여 일체형을 이룬다(도 1 및 3에서, 이것의 횡단면만을 도시하였다). 본 발명에 따라, 연결 수단(15)은 바람직하게는, 자속 장벽으로 동작하는 슬롯(8) 내에 배치되어야 한다. 연결 수단(15)의 연결 볼트를 구멍(16)을 통해 스테이터 판 및 종단 플레이트 내에 삽입하고, 구멍(16)은 예시한 예에서, 방사 방향에서 보았을 때, 자속 장벽으로 동작하는 슬롯(8)의 외측 종단을 실제로 형성한다. 이 경우, 구멍(16)은 대략 5mm의 두꺼운 클램핑 볼트를 수용하기 위해 대략 5.2mm의 직경을 갖는다.

종래기술에 비교한 개선사항

자기저항 증가

자속 장벽으로, 자기저항은 본 발명에 따라 상당히 증가하며, 이것을 통해, 이용 가능한 자기저항 모멘트는 자속 장벽이 없는 예와 비교해서 인자 3-4만큼 증가한다.

도시한 작동 예의 성능 데이터

85Nm 공칭 모멘트로 조사한 머신에서, 본 발명자들이 한 실험은 72Nm의 비상 모멘트, 즉 공칭 모멘트의 거의 90%가 제안한 자기저항 장벽으로 실현될 수 있음을 보였다. 본 발명에 따른 자기저항 장벽이 없다면, 종래기술에 따라 제조될 수 있었던 비교 가능한 로터는 전원공급이 없다면 대략 20Nm 비상 모멘트만을 생성할 수 있을 것이며, 이것은 이러한 로터를 비상 동작 시에도 주된 구동 장치로서 사용하기에는 너무 작다.

도시한 CSM은 단기간 동작으로 그리고 완전한 전원공급으로 320Nm을 출력할 수 있다. 만약 이것에 제안한 자기저항 장벽을 본 발명에 따라 추가로 장착한다면, 이것은 또한, 더 낮은 추가 비용으로 비상 속성을 상당히 개선하였다. CSM의 원래 유리한 시스템 속성은 그러나, 자기저항 장벽에 의해 악영향을 받지 않으며, 이는, 본 발명에 따른 CSM이 또한 모든 동작 상태에서 매우 높은 역률로 동작할 수 있고, 매우 높은 효율로 광폭의 속도 범위(1:5보다 더 큼)에서 일정 전력을 출력할 수 있다.

본 발명은 물론 기재한 작동 예로 제한되지 않는다. 상기 개시를 기초로 해서 청구된 보호 범위 내에서 또한 추가적인 실시예 및 결합을 생각해 볼 수 있다.

Claims

차량 구동 장치를 위한 전류-전원 공급 동기 모터(1)로서,
스테이터(2)와 로터(3)를 포함하고, 상기 로터(3)는, 하나의 전원 공급 권선(7)을 각각 구비한 적어도 두 개의 로터 폴(4)을 가지며, 특히 방사상 슬롯(8) 형태인 적어도 하나의 선택적 자속 장벽이 각 로터 폴(4)에서 로터 폴(4)의 주 축(4A)을 따라 제공되어 상기 동기 로터(1)의 자기저항 모멘트를 증가시키는, 전류-전원 공급 동기 모터.
제1항에 있어서, 상기 로터 폴(4)은 돌극(salient poles) 형태이며, 선택적 자속 장벽으로 동작하며 폴 섕크(pole shank)(5)에 제공된 상기 슬롯(8)은 상기 주 폴 측(4A)에 평행한 방사상 종축 개구의 형태인, 전류-전원 공급 동기 모터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 자속 장벽으로 동작하는 상기 방사상 슬롯(8)은 길이(L)와 폭(B)을 가지며, 상기 슬롯(8)의 길이(L)는 로터 반경(R)-샤프트 반경(12)의 3/4 내지 5/6이 되도록 선택되고, 상기 슬롯(8)의 폭(B)은 샤프트 폭(W)의 대략 1/10 내지 1/15 사이가 되도록 선택되는, 전류-전원 공급 동기 모터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자속 장벽에서 기계적인 브릿지를 포화시키고 그에 따라 상기 로터 폴(4)의 종축의 전체 영역에 대해 상기 자속 장벽의 효과를 연장시키는 영구 자석(13)이 자속 장벽으로 동작하는 상기 슬롯(8)의 적어도 한 섹션에서 상기 로터 폴(4)에 배치되는, 전류-전원 공급 동기 모터.
제4항에 있어서, 상기 영구 자석(13)의 외측 종단은, 방사 방향에 횡방향으로 형성한 웹(14)에 의해 상기 방사상 슬롯(8)에서 지지되는, 전류-전원 공급 동기 모터.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로터의 판 패킷과 종단 플레이트는, 개별 부품을 서로 연결하여 일체형을 형성하는 연결 수단을 가지며, 상기 연결 수단(15)은 자속 장벽으로 동작하는 상기 슬롯(8) 내에 배치되는, 전류-전원 공급 동기 모터.