WO2012065778A2 - Elektrische maschine für einen lenkantrieb - Google Patents

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WO2012065778A2
WO2012065778A2 PCT/EP2011/066618 EP2011066618W WO2012065778A2 WO 2012065778 A2 WO2012065778 A2 WO 2012065778A2 EP 2011066618 W EP2011066618 W EP 2011066618W WO 2012065778 A2 WO2012065778 A2 WO 2012065778A2
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Inventor
Kurt Reutlinger
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Robert Bosch Gmbh
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0403—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02—Details
    • H02K21/04—Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation
    • H02K21/046—Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation with rotating permanent magnets and stationary field winding
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K21/20—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having windings each turn of which co-operates only with poles of one polarity, e.g. homopolar machine

Definitions

  • the present invention relates to electrical machines for use in steering drives, in particular electrical machines, which are designed as hybrid-excited homopolar machines.
  • Modern motor vehicles have a power steering, which is usually designed in the form of an electric motor coupled to the steering linkage.
  • an electric motor In such electrically assisted steering the moment exerted by the driver on the handlebar is amplified by an electric motor. It is customary to couple the electric motor via a gearbox rigid with the steering linkage.
  • harmonic torques occur in electric machines due to harmonics, which can lead to strong fluctuations in the torque dependent on the rotor position. These fluctuations can therefore be felt on the steering wheel for the driver. Such torque fluctuations of the electric motor occur due to the design.
  • the electromagnetic design of the electric machines for steering assistance must therefore be designed so that these harmonics are avoided or at least reduced in their effect on the torque curve.
  • Electronically commutated rare earth magnet synchronous machines preferably of neodymium-iron-boron alloys, have become established for these applications because of their power density, efficiency and control capability. However, these machines not only cause torque fluctuations during operation when the stator winding is energized, but also cogging torques occur when the stator winding is de-energized.
  • star point separations are provided today.
  • a star point relay which can be designed mechanically or electronically, the neutral point of the machine can be separated in the event of an error. This is known, for example, from document WO 03/099 632 A1. This can eliminate errors in the electronics, such as short circuits between the phases. Occurs, however such electrical machines short circuit within a phase, the star point separation is usually unsuitable.
  • phase separators that interrupt the connection between the inverter and the electrical machine in the event of a fault.
  • this only allows for errors in the converter electronics. Short circuits in the electrical machine itself can not be remedied or influenced hereby. Therefore, such systems are required to be intrinsically safe.
  • Another way to reduce the cogging torque is to provide a skew either in the stator or in the rotor.
  • a skew the course of the rotor pole deviates from the axis-parallel direction in the direction of movement of the relative movement between the stator and the rotor. Since true skewing is difficult to realize, graduations of the rotor or stator are usually provided, as for example from US Pat. No. 6,252,323 B1, DE 100 16 002 A1, EP 0 569 594 B1, DE 103 48 410 A1 and EP 1 447 901 A1 known.
  • Homopolarmaschinen As electric machines that exert no cogging torque when de-energized, Homopolarmaschinen are known. However, these electric machines provide only a low power density and thus only a small torque for the use of a steering assistance available. Therefore, the combination of a homopolar machine with additional permanent magnets in the rotor is already known from the prior art. So, from the printing DE 69 406 706 A1 discloses a homopolar machine with additional permanent magnets mounted on the rotor surface. The excitation winding of Homopolarmaschine lies above the stator winding between the two stator yokes.
  • the document DE 216 51 52 discloses a synchronous machine with a rotor with surface magnets and with buried magnets.
  • the excitation winding is located above the stator winding between the two stator yokes.
  • Homopolar machines with permanent magnets arranged on the rotor or with an exciter winding arranged above the stator winding are known from US Pat. Nos. 5,543,382 A1 and 1,999,009,638 A1, respectively.
  • an electric machine in particular for use in a steering system of a motor vehicle, is provided.
  • the electric machine includes:
  • the excitation winding is arranged between the sub-machines.
  • the above electric machine for steering drives is designed as a hybrid homopolar engine and has a low torque ripple and low cogging torque and is thus suitable for use in steering drives.
  • the above hybrid excited homopolar engine has the advantage that the exciting coil is disposed inside the electric machine, whereby the electric machine can be formed with a reduced diameter. As a result, the winding length of the excitation coil is reduced, whereby the power requirement for generating the exciting magnetic field is reduced.
  • the geometry of the electric machine can be reduced by the excitation coil arranged in the interior, so that the electric machine can be constructed either with a smaller outer diameter or with a larger rotor diameter.
  • the machine has the advantage over a purely permanent magnet excited machine that in the event of a fault (for example short circuits in the machine) the magnetic field can be reduced by the additional electrical excitation. This makes it possible to reduce the braking torque occurring in the event of a fault and bring it below a critical limit.
  • the driver In the event of a fault, the driver must be able to apply the full steering force, and the rigidly connected electric machine must not generate any braking torques that will block the steering. Also, it must be possible for the driver to apply the steering force including the maximum braking torque occurring.
  • the maximum occurring braking torque can be limited in case of failure and at the same time a small space can be achieved.
  • the sub-rotors each have permanent magnets which are arranged so that through the permanent magnet Neten induced magnetic field in the magnetic field generated by the excitation winding in at least one of the rotor poles additively or subtractively superimposed.
  • the permanent magnets in the sub-rotors can be arranged in a follower pole arrangement.
  • the partial stators may each have stator teeth, which are aligned in the direction of the associated partial rotor, that an air gap is formed between the stator teeth and the rotor poles.
  • the partial stators can be connected to one another via a magnetic return path, in particular in the form of a housing.
  • the excitation winding can protrude into a recess of the rotor formed by the partial rotors or be completely accommodated therein and be held by one or both partial stators, in particular by means of a holder.
  • the excitation winding is connected via an electrical connection with at least one of the partial stators in order to supply the excitation winding with electrical energy.
  • a magnetic conclusion in particular in the form of a connecting element, be arranged for connecting the part stators between the part stators.
  • a steering system with the above electric machine connected to a handlebar.
  • FIGS. 1 a to 1 d show various representations of a hybrid-excited H
  • FIG. 2 shows a further variant of a hybrid-excited homopolar engine with an excitation coil arranged in the interior of the stator winding
  • Figure 3 is a schematic cross-sectional view of another
  • FIGS. 5a and 5b show a method of using the rotor in the homopolar machine of FIGS. 2 and 3;
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the homopolar machine with an air gap widening of the rotor poles of the rotor.
  • FIG. 7 shows a cross-sectional view of the rotor contour of the homopolar engine of FIG. 6.
  • Figures 1 a to 1 d show different views of a homopolar machine used for a steering drive.
  • 1 a shows a perspective view of the assembled homopolar machine 1
  • Figure 1 b is a perspective view of the homopolar machine 1 with a separate stator and rotor
  • Figure 1 c is a perspective view of a cake piece section of the homopolar machine
  • FIG. 1 d shows a perspective sectional view of an axis-parallel cutting plane through the homopolar machine.
  • the homopolar engine 1 of Figures 1 a to 1 d comprises a housing 2, in which a circular cylindrical stator assembly 3 is provided.
  • the stator assembly 3 includes radially inwardly facing stator teeth 4, which are wrapped with stator coils 5.
  • the stator coils 5 lie with their coil sides in located between the stator teeth 4 stator slots and are shown schematically in the figures, the different hatches indicate the location of stator coils 5, which are assigned to different phases.
  • the homopolar engine 1 has, by way of example, twelve stator teeth 4 or twelve stator slots.
  • a rotor 6 which is arranged rotatably.
  • the rotor 6 comprises buried permanent magnets 7, the polar directions of which extend in the radial direction.
  • the stator is divided into two and has a first partial stator 31 and a second partial stator 32.
  • the two partial stators 31, 32 are arranged concentrically with one another, wherein an exciter coil 10, which is likewise arranged concentrically, is provided between them.
  • the excitation coil 10 is wound concentrically with the axial direction about the rotor 6 and has a radial thickness substantially less than or equal to the thickness of the stator 3.
  • the rotor 6 is divided into a first part rotor 61 and a second part rotor 62.
  • the two partial rotors 61, 62 have a follower pole arrangement of the permanent magnets 7, the permanent magnets of a partial rotor having the same polarity in the radial direction.
  • the permanent magnets 7 are arranged relative to each other such that a rotor pole formed with a permanent magnet 7 lies opposite a corresponding pole of the other partial rotor 61, 62.
  • the permanent magnets of the other partial rotor have an opposite polarity (ie south pole or north pole). Alternatively, other arrangements of permanent magnets may be provided.
  • the arrangement of the permanent magnets in the sub-rotors may correspond to a follower pole arrangement.
  • the two sub-rotors 61, 62 are separated from one another by an intermediate gap 9 and only via a shaft 8, to which they transmit the drive torque. should be linked.
  • the intermediate gap 9 between the partial rotors 61, 62 has approximately the same width in the axial direction as the width of the exciter coil 10 in the axial direction.
  • the excitation coil 10 between the partial stators 31, 32 serves to generate a uniform magnetic field, which runs in the axis-parallel direction through the shaft 8 and, since the permanent magnets 7 have a high magnetic resistance, by the follower poles in the radial direction in the direction of the stator teeth 4th is steered.
  • the housing 2 may preferably be designed to be magnetically conductive.
  • the excitation coil 10 can be controlled by means of a regulator, which allows excitation currents in the range between zero and a maximum value. If the controller continues to have an H-bridge for controlling the excitation current, negative excitation currents are also possible. This makes it possible to further reduce the braking torque.
  • a disadvantage of the arranged outside of the stator winding excitation coil 10 is that for a magnetic housing for the magnetic
  • Diameter of the electric machine increased. Also is with the well-known ones Constructions the winding length of the exciter coil 10, resulting in a higher power requirement of the excitation.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the hybrid-excited one
  • Homopolarmaschine 1 shown in which an excitation coil 14 inside the
  • the exciting coil 14 is within the area bounded by the outer circumference of the rotor.
  • the diameter of the stator arrangement can be made smaller, since the magnetic inference can now be provided between the partial stators 31, 32. Consequently, the diameter of the electric machine as a whole can be reduced.
  • the exciter coil is not wound on the rotor or connected to this, so that they need not be energized via slip rings.
  • a connecting element 12 which essentially connects the two partial stators 31, 32 with each other.
  • the connecting element 12 comprises holding elements 13, which also carry or represent corresponding current conductors, in order to energize the exciter coil 14 and to fix it between the partial rotors 61, 62.
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view of a further embodiment which has separate stator windings of the partial stators 31, 32.
  • the cross-sectional view of Figure 3 corresponds to the homopolar engine of Figure 2, except that each of the stator teeth 4 of the Operastatoren 31, 32 is provided with a separate winding, ie each stator coil 5 is only on the first part of stator 31 or the second Partial stator 32 arranged and not formed across.
  • the two partial stators 31, 32 to be produced as separate, already wound components and for the connecting element 12 with the corresponding holder 13 and the exciter coil 14 also to be produced as a separate element.
  • the sequence of assembly of the individual components is shown in FIGS. 4a and 4b. In this case, it can be achieved by placing the partial stators 31, 32 See lying components the entire stator assembly for the homopolar machine in a simple manner.
  • Rotor 6 can not be pre-assembled before it is inserted into the stator assembly.
  • Figures 5a and 5b illustrate the insertion of the two-piece rotor 6 with the two rotor parts 61, 62 in the stator assembly of Figure 4b.
  • the rotor 6 Before being inserted into the stator arrangement, the rotor 6 is provided in two parts on a rotor shaft 15, which essentially corresponds to the shaft 8 according to the previously described embodiments.
  • the rotor shaft 15 is provided with the first part rotor 61, so that the part rotor 61 bears directly against a shaft section 16 assigned to the intermediate gap 9. That The shaft portion 16 is in the inserted state of the rotor 6 in a common, perpendicular to the axial direction extending plane of the shaft portion 16 has a diameter which is only slightly smaller than the inner diameter of the exciting coil 14, so that the inner edge of the exciting coil 14 is not rests against the shaft portion 16.
  • the rotor shaft 15 is now provided with the first part rotor 61 and then inserted from one side in the axial direction into the inner region of the stator arrangement until the shaft section 16 comes to lie within the area surrounded by the exciter coil 14. This is ensured when the first part rotor 61 strikes the exciter coil 14 with one end face.
  • the second partial rotor 62 is inserted from the opposite opening of the stator assembly, so that it is placed on the corresponding portion of the rotor shaft 15.
  • the two sub-rotors 61, 62 are offset from each other so that in the axial direction of a follower pole and a permanent magnet with a th trained pole in the axial direction are opposite.
  • the offset of the sub-rotors should preferably correspond to 3607 number of rotor poles.
  • the offset between the partial rotors can also deviate from this angle by a certain amount, in order to offset the cogging torques of the two partial machines relative to one another, so that torque cancellation occurs in part.
  • the number of rotor poles of the sub-rotors may differ from each other. Even with separately wound part stators, it is basically possible to form them with different numbers of stator teeth.
  • the rotor poles have no cylindrical surface, but are formed as sine poles or are provided to the pole edges with an air gap expansion. This is shown in FIG. 6 as a further embodiment and schematically in FIG.
  • the air gap expansion allows a smoother field transition at the pole edges, resulting in lower harmonics and torque variations. Furthermore, it can also reduce the magnetic noise excitations of the machine.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (1), insbesondere zum Einsatz in einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend: - eine erste Teilmaschine mit einem an einer Welle angeordneten ersten Teilrotor (61), der in radialer Richtung der Welle einem ersten Teilstator (31) gegenüber liegend angeordnet ist; - eine zweite Teilmaschine mit einem an der Welle angeordneten zweiten Teilrotor (62), der in radialer Richtung der Welle einem zweiten Teilstator (32) gegenüber liegend angeordnet ist; - eine um die Drehachse der Welle gewickelte Erregerwicklung (10, 14), die dazu dient, ein Magnetfeld in einem durch die Teilrotoren (61, 62) gebildeten Rotor zu erzeugen, wobei die Erregerwicklung (10, 14) zwischen den Teilmaschinen angeordnet ist.

Description

Beschreibung Titel
Elektrische Maschine für einen Lenkantrieb
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Maschinen zum Einsatz in Lenkantrieben, insbesondere elektrische Maschinen, die als hybriderregte Homopolarmaschinen ausgebildet sind.
Stand der Technik
Moderne Kraftfahrzeuge weisen eine Lenkkraftunterstützung auf, die üblicherweise in Form eines mit dem Lenkgestänge gekoppelten Elektromotors ausgebildet ist. Bei derartigen elektrisch unterstützten Lenkungen wird das vom Fahrer auf die Lenkstange ausgeübte Moment durch einen Elektromotor verstärkt. Dabei ist es üblich, den Elektromotor über ein Getriebe starr mit dem Lenkgestänge zu koppeln.
Im Betrieb treten bei elektrischen Maschinen durch Oberwellen so genannte Oberwellenmomente auf, die zu starken rotorlageabhängigen Schwankungen des Drehmoments führen können. Diese Schwankungen können daher am Lenkrad für den Fahrer spürbar sein. Derartige Momentschwankungen des Elektromotors treten konstruktionsbedingt auf. Das elektromagnetische Design der elektrischen Maschinen für eine Lenkunterstützung muss somit so gestaltet werden, dass diese Oberwellen möglichst vermieden werden oder zumindest in ihrer Auswirkung auf den Drehmomentverlauf reduziert sind.
Bei Ausfall des Elektromotors aufgrund eines Fehlers im Elektromotor muss es dem Fahrer weiterhin möglich sein, das Fahrzeug zu lenken, auch wenn die Un- terstützung des Elektromotors vollständig ausfällt. Insbesondere ist es notwendig, dass bei Ausfall des Elektromotors keine größeren Momentenschwankungen des durch den Elektromotor bewirkten Widerstandsmoments (Rastmomente und Bremsmomente) an dem Lenkgestänge auftreten. Hierdurch ergeben sich besonders hohe Anforderungen an die Kopplung des Elektromotors mit dem Lenkgestänge sowie an den Elektromotor selbst.
Elektronisch kommutierte Synchronmaschinen mit Seltene-Erden-Magneten vorzugsweise aus Neodym-Eisen-Bor-Legierungen, haben sich aufgrund von Leistungsdichte, Wirkungsgrad und Regelmöglichkeit für diese Anwendungen durchgesetzt. Jedoch kommt es bei diesen Maschinen nicht nur zu Drehmomentschwankungen im Betrieb bei bestromter Statorwicklung, sondern es treten auch Rastmomente bei unbestromter Statorwicklung auf.
Zwar ist es möglich, durch ein Wicklungsschema bzw. eine Gestaltung der Polschuhkontur ein sinusförmiges Luftspaltfeld in den elektrischen Maschinen zu erzeugen, wodurch die Rastmomente im unbestromten Fall und Drehmomentschwankungen im bestromten Fall reduziert sind, dies ist jedoch bei Elektromotoren mit geringen Abmessungen aufgrund der Platzverhältnisse und der Herstellungskosten nur mit erhöhtem Aufwand möglich. Daher muss man bei elektrischen Maschinen mit geringen Abmessungen mit entsprechenden Oberwellen im Luftspalt rechnen und die Drehmomentenschwankungen in Kauf nehmen. Es wird daher versucht, die elektrischen Maschinen für die Lenkantriebe so zu gestalten, dass die Oberwellen möglichst ohne Wirkung auf das in die Lenkung übertragene Drehmoment bleiben.
Eine weitere wesentliche Anforderung besteht darin, Störungen, die in der elektrischen Maschine auftreten, so zu beherrschen, dass keine merklichen Bremsmomente in dem Lenkgestänge auftreten. Um im Fehlerfall, insbesondere bei Kurzschlüssen oder Durchlegieren von Schaltern, die Bremsmomente der elektrischen Maschine und damit auch die am Lenkrad gering zu halten, werden heute so genannte Stern punktauftrennungen vorgesehen. Mithilfe eines Sternpunktrelais, das mechanisch oder elektronisch ausgebildet sein kann, kann im Fehlerfall der Sternpunkt der Maschine aufgetrennt werden. Dies ist beispielsweise aus der Druckschrift WO 03/099 632 A1 bekannt. Hierdurch lassen sich Fehler in der Elektronik, so wie Kurzschlüsse zwischen den Phasen, aufheben. Tritt jedoch bei solchen elektrischen Maschinen ein Kurzschluss innerhalb einer Phase auf, so ist die Sternpunktauftrennung in der Regel ungeeignet.
Eine einfachere Lösung zur Trennung von Maschine und Umrichterelektronik stellen Phasentrenner dar, die eine Auftrennung der Verbindung zwischen Umrichter und elektrischer Maschine im Fehlerfall bewirken. Hiermit lassen sich jedoch nur Fehler der Umrichterelektronik berücksichtigen. Kurzschlüsse in der elektrischen Maschine selbst können hiermit nicht behoben bzw. beeinflusst werden. Daher wird für derartige Systeme gefordert, dass diese eigensicher aufgebaut sind.
Für einen eigensicheren Motor werden meistens Ansätze verfolgt, die eine Topologie mit einer Statorwicklung ohne Überlappung der einzelnen Spulen verwenden, also einen Aufbau, bei dem sich die Statorwicklungen nicht überkreuzen. Dies trifft beispielsweise auf eine 3/2-Topologie zu, bei der einem Polpaar im Läufer drei Statornuten gegenüber stehen. Typische Ausführungen solcher elektrischer Maschinen sind die 9/6- oder die 12/8-Varianten (9 bzw. 12 Statorzähne zu 6 bzw. 8 Läuferpolen). Diese Topologien haben jedoch den Nachteil, dass sie sehr ausgeprägte Drehmomentschwankungen bzw. Rastmomente im unbestrom- ten Zustand aufweisen. Um diese zu reduzieren, müssen teure Zusatzmaßnahmen ergriffen werden, was die Leistungsdichte des Motors reduziert und aufwändig in der Herstellung ist. Insbesondere bei der Topologie von zwölf Statorzähnen und acht Rotorpolen ist es bisher nicht gelungen, einen Antrieb mit ausreichender Drehmomentqualität, d. h. mit geringen Rastmomenten und Oberwellenmomenten im normalen ungestörten Betrieb, zu erreichen.
Auch durch davon abweichende Rotortopologien, wie beispielsweise eine 18/8- Topologie mit 18 Statornuten bzw. Statorzähnen und acht Läuferpolen, können zwar sehr geringe Drehmomentschwankungen erreicht werden, diese weisen jedoch den Nachteil auf, dass die Maschine eine verteilte Wicklung besitzt. Dabei kreuzen sich im Wickekopf die Spulen verschiedener Phasen und auch in den Nuten liegen teilweise Spulenseiten unterschiedlicher Phasen. Dies erhöht die Gefahr des Auftretens von Kurzschlüssen zwischen verschiedenen Phasen, die zu unzulässig hohen Bremsmomenten führen können. Auch dies ist bei sicherheitskritischen Lenkantrieben in jedem Fall zu vermeiden. Daher eignet sich die 18/8-Topologie nur in Kombination mit einer Sternpunktauftrennung, die zu einem deutlich erhöhten Herstellungsaufwand führt.
Weiterhin sind auch Topologien mit zwölf Statorzähnen und zehn Rotorpolen, beispielsweise aus US 6,597,078 B2 und US 7,034,423 B2, bekannt. Deren im
Vergleich zu der 18/8-Topologie verschlechterte Drehmomentqualität kann durch eine Luftspaltaufweitung, beispielsweise mithilfe eines Sinuspols, kompensiert werden. Jedoch liegen auch bei einer solchen Maschine jeweils zwei Spulenseiten gemeinsam in einer Nut, so dass die Gefahr von Kurzschlüssen zwischen benachbarten Statorspulen weiterhin besteht.
Eine weitere Möglichkeit zur Senkung des Rastmoments besteht darin, eine Schrägung entweder im Stator oder im Läufer vorzusehen. Bei einer Schrägung weicht der Verlauf des Rotorpols in Bewegungsrichtung der relativen Bewegung zwischen dem Stator und dem Rotor von der achsparallelen Richtung ab. Da eine echte Schrägung schwierig zu realisieren ist, werden üblicherweise Staffelungen des Rotors bzw. des Stators vorgesehen, wie beispielsweise aus der US 6,252,323 B1 , DE 100 16 002 A1 , EP 0 569 594 B1 , DE 103 48 410 A1 und EP 1 447 901 A1 bekannt.
Im Gegensatz zu elektrisch erregten Maschinen ist es bei elektrischen Maschinen, deren Erregerfeld durch Permanentmagneten erzeugt wird, nicht möglich, das magnetische Feld abzuschalten. Dies kann im Fehlerfall, wie beispielsweise bei Kurzschlüssen in der Wicklung, zu erheblichen Bremsmomenten führen, die bei einem Einsatz für Lenkantriebe nicht zulässig sind. Überschreitet das Bremsmoment im Fehlerfall einen bestimmten Betrag, so kommt dies einem Blockieren der Lenkung gleich. Daher ist es für Lenkantriebe erforderlich, elektrische Maschinen einzusetzen, die eine geringe Ausfallwahrscheinlichkeit besitzen und im Fehlerfall nur geringe Bremsmomente bewirken.
Als elektrische Maschinen, die im stromlosen Zustand keinerlei Rastmomente ausüben, sind Homopolarmaschinen bekannt. Diese elektrischen Maschinen stellen jedoch nur eine geringe Leistungsdichte und somit nur ein geringes Drehmoment für den Einsatz einer Lenkunterstützung zur Verfügung. Daher ist bereits aus dem Stand der Technik die Kombination einer Homopolarmaschine mit zusätzlichen Permanentmagneten im Läufer bekannt. So ist aus der Druck- schritt DE 69 406 706 A1 eine Homopolarmaschine mit zusätzlichen auf der Läuferoberfläche montierten Permanentmagneten bekannt. Die Erregerwicklung der Homopolarmaschine liegt dabei über der Statorwicklung zwischen den beiden Statorjochen.
In der Druckschrift EP 07 29 217 ist eine Homopolarmaschine mit im Läufer vergrabenen Magneten mit Flusssperren beschrieben. Die Erregerwicklung befindet sich auf dem Rotor und wird über Schleifringe bestromt.
Die Druckschrift DE 216 51 52 offenbart eine Synchronmaschine mit einem Läufer mit Oberflächenmagneten und mit vergrabenen Magneten. Die Erregerwicklung liegt über der Statorwicklung zwischen den beiden Statorjochen.
Aus den Druckschriften US 550 43 82 A1 und WO 1 999 009 638 A1 sind jeweils Homopolarmaschinen mit am Läufer angeordneten Permanentmagneten bzw. mit einer über der Statorwicklung angeordneten Erregerwicklung bekannt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Lenkantrieb für die Lenkung eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen, der eine ausreichend hohe Leistungsdichte aufweist, der im Fehlerfall nur ein geringes Bremsmoment ausübt und der mit einem geringen Aufwand aufgebaut werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch die elektrische Maschine gemäß Anspruch 1 sowie durch das Lenksystem gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist eine elektrische Maschine, insbesondere zum Einsatz in einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen. Die elektrische Maschine umfasst:
- eine erste Teilmaschine mit einem an einer Welle angeordneten ersten Teilrotor, der in radialer Richtung der Welle einem ersten Teilstator gegenüber liegend angeordnet ist; - eine zweite Teilmaschine mit einem an der Welle angeordneten zweiten Teilrotor, der in radialer Richtung der Welle einem zweiten Teilstator gegenüber liegend angeordnet ist;
- eine um die Drehachse der Welle gewickelte Erregerwicklung, die dazu dient, ein Magnetfeld in einem durch die Teilrotoren gebildeten Rotor zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass
die Erregerwicklung zwischen den Teilmaschinen angeordnet ist.
Eine Idee der obigen elektrischen Maschine für Lenkantriebe besteht darin, dass diese als hybriderregte Homopolarmaschine ausgebildet ist und eine geringe Drehmomentwelligkeit und geringe Rastmomente aufweist und so für den Einsatz für Lenkantriebe geeignet ist. Weiterhin hat die obige hybriderregte Homopolarmaschine den Vorteil, dass die Erregerspule im Inneren der elektrischen Maschine angeordnet ist, wodurch die elektrische Maschine mit einem reduzierten Durchmesser ausgebildet werden kann. Dadurch wird die Windungslänge der Erregerspule reduziert, wodurch der Leistungsbedarf zum Erzeugen des Erregermagnetfelds reduziert ist. Weiterhin kann die Geometrie der elektrischen Maschine durch die im Inneren angeordnete Erregerspule verkleinert werden, so dass die elektrische Maschine entweder mit kleinerem Außendurchmesser oder mit größerem Rotordurchmesser aufgebaut werden kann.
Die Maschine weist als Vorteil gegenüber einer rein permanentmagneterregten Maschinen auf, dass im Fehlerfall (z.B. Kurzschlüsse in der Maschine) das magnetische Feld durch die zusätzliche elektrische Erregung reduziert werden kann. Hierdurch ist es möglich die im Fehlerfall auftretenden Bremsmomente zu reduzieren und unter eine kritische Grenze zu bringen. Im Fehlerfall muss der Fahrer in der Lage sein, die volle Lenkkraft aufbringen zu können, und die starr angekuppelte elektrische Maschine darf keine Bremsmomente erzeugen, die zu einer Blockierung der Lenkung führt. Auch muss es dem Fahrer möglich sein, die Lenkkraft inklusive der maximal auftretenden Bremsmomente aufzubringen.
Durch die obige Topologie einer elektrischen Maschine kann das maximal auftretende Bremsmoment im Fehlerfall begrenzt werden und gleichzeitig ein geringer Bauraum erreicht werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Teilrotoren jeweils Permanentmagneten aufweisen, die so angeordnet sind, dass sich das durch die Permanentmag- neten hervorgerufene Magnetfeld dem durch die Erregerwicklung erzeugten Magnetfeld in mindestens einem der Rotorpole additiv oder subtraktiv überlagert.
Insbesondere können die Permanentmagneten in den Teilrotoren in einer Folgepolanordnung angeordnet sein.
Die Teilstatoren können jeweils Statorzähne aufweisen, die so in Richtung des zugeordneten Teilrotors ausgerichtet sind, dass zwischen den Statorzähnen und den Rotorpolen ein Luftspalt ausgebildet ist.
Gemäß einer Ausführungsform können die Teilstatoren über einen magnetischen Rückschluss, insbesondere in Form eines Gehäuses, miteinander verbunden sein.
Weiterhin kann die Erregerwicklung in eine Ausnehmung des durch die Teilrotoren gebildeten Rotors hineinragen oder vollständig darin aufgenommen sein und von einer oder beiden Teilstatoren, insbesondere mit Hilfe einer Halterung, gehalten sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die Erregerwicklung über eine elektrische Verbindung mit mindestens einem der Teilstatoren verbunden ist, um die Erregerwicklung mit elektrischer Energie zu versorgen.
Weiterhin kann zwischen den Teilstatoren ein magnetischer Rückschluss, insbesondere in Form eines Verbindungselementes, zum Verbinden der Teilstatoren angeordnet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Lenksystem mit der obigen elektrischen Maschine vorgesehen, die mit einer Lenkstange verbunden ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figuren 1 a bis 1 d verschiedene Darstellungen einer hybriderregten H
polarmaschine zum Einsatz für einen Lenkantrieb;
Figur 2 eine weitere Variante einer hybriderregten Homopolarmaschine mit einer im Inneren der Statorwicklung angeordneten Erregerspule;
Figur 3 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren
Ausführungsform einer hybriderregten Homopolarmaschine;
Figuren 4a und 4b die Verdeutlichung eines Verfahrens zur Montage einer
Homopolarmaschine der Figuren 2 und 3;
Figuren 5a und 5b ein Verfahren zum Einsatz des Rotors in die Homopolarmaschine der Figuren 2 und 3;
Figur 6 eine weitere Ausführungsform der Homopolarmaschine mit einer Luftspaltaufweitung der Rotorpole des Rotors; und
Figur 7 eine Querschnittsdarstellung der Rotorkontur der Homopolarmaschine der Figur 6.
Beschreibung von Ausführungsformen
Die Figuren 1 a bis 1 d zeigen verschiedene Ansichten einer Homopolarmaschine zum Einsatz für einen Lenkantrieb. Im Detail zeigen: Figur 1 a eine perspektivische Darstellung der zusammengesetzten Homopolarmaschine 1 ; Figur 1 b eine perspektivische Darstellung der Homopolarmaschine 1 mit getrenntem Stator und Rotor; Figur 1 c eine perspektivische Ansicht eines Kuchenstückausschnitts der Homopolarmaschine; und Figur 1 d eine perspektivische Schnittansicht auf eine achsparallele Schnittebene durch die Homopolarmaschine.
Die Homopolarmaschine 1 der Figuren 1 a bis 1 d umfasst ein Gehäuse 2, in dem eine kreiszylindrische Statoranordnung 3 vorgesehen ist. Die Statoranordnung 3 umfasst radial nach innen weisende Statorzähne 4, die mit Statorspulen 5 umwickelt sind. Die Statorspulen 5 liegen mit ihren Spulenseiten in zwischen den Statorzähnen 4 befindlichen Statornuten und sind in den Abbildungen schematisch dargestellt, wobei die verschiedenen Schraffuren die Lage von Statorspulen 5 angeben, die verschiedenen Phasen zugeordnet sind.
Im vorliegenden Fall weist die Homopolarmaschine 1 exemplarisch zwölf Statorzähne 4 bzw. zwölf Statornuten auf. In einem durch die nach innen gerichteten Enden der Statorzähne 4 definierten Innenraum befindet sich ein Rotor 6, der drehbeweglich angeordnet ist. Der Rotor 6 umfasst vergrabene Permanentmagneten 7, deren Polrichtungen in radialer Richtung verlaufen.
Wie insbesondere aus den Figuren 1 c und 1 d ersichtlich ist, ist der Stator zweigeteilt und weist einen ersten Teilstator 31 und einen zweiten Teilstator 32 auf. Die beiden Teilstatoren 31 , 32 sind konzentrisch zueinander angeordnet, wobei zwischen ihnen eine ebenfalls konzentrisch angeordnete Erregerspule 10 vorgesehen ist. Die Erregerspule 10 ist konzentrisch zur axialen Richtung um den Rotor 6 gewickelt und weist im Wesentlichen eine radiale Dicke auf, die kleiner oder gleich der Dicke des Stators 3 ist.
Weiterhin ist der Rotor 6 in einen ersten Teilrotor 61 und einen zweiten Teilrotor 62 unterteilt. Die beiden Teilrotoren 61 , 62 weisen eine Folgepolanordnung der Permanentmagneten 7 auf, wobei die Permanentmagneten eines Teilrotors in radialer Richtung die gleiche Polung aufweisen. Die Permanentmagneten 7 sind so zueinander angeordnet, dass einem mit einem Permanentmagneten 7 ausgebildeten Rotorpol ein entsprechender Folgepol des anderen Teilrotors 61 , 62 gegenüber liegt. Im Wesentlichen sind bei dieser Aufbauweise des Rotors 6 alle Permanentmagneten 7 eines Teilrotors 61 , 62 mit der gleichen Polung, d. h. Nordpol oder Südpol nach außen weisend, angeordnet. Die Permanentmagneten des anderen Teilrotors weisen eine dazu entgegengesetzte Polung (d.h. Südpol oder Nordpol) auf. Alternativ können auch andere Anordnungen von Permanentmagneten vorgesehen sein. Die Anordnung der Permanentmagnete in den Teilrotoren kann einer Folgepolanordnung entsprechen. Die beiden Teilrotoren 61 , 62 sind durch einen Zwischenspalt 9 voneinander getrennt und lediglich über eine Welle 8, auf die sie das Antriebsmoment übertra- gen sollen, miteinander verbunden. Der Zwischenspalt 9 zwischen den Teilrotoren 61 , 62 weist in axialer Richtung etwa die gleiche Breite auf wie die Breite der Erregerspule 10 in axialer Richtung. Die Erregerspule 10 zwischen den Teilstatoren 31 , 32 dient dazu, ein gleichförmiges Magnetfeld zu erzeugen, das in achsparalleler Richtung durch die Welle 8 verläuft und, da die Permanentmagneten 7 einen hohen magnetischen Widerstand aufweisen, durch die Folgepole in radialer Richtung in Richtung der Statorzähne 4 gelenkt wird. Um einen magnetischen Rückschluss für das elektrisch er- zeugte Erregermagnetfeld zu erreichen, kann das Gehäuse 2 vorzugsweise magnetisch leitfähig ausgebildet sein.
Die Erregerspule 10 kann mithilfe eines Reglers angesteuert werden, der Erregerströme im Bereich zwischen Null und einem Maximalwert ermöglicht. Weist der Regler weiterhin eine H-Brücke zum Steuern des Erregerstroms auf, so sind dagegen ebenfalls negative Erregerströme möglich. Dies ermöglicht es, das Bremsmoment noch weiter zu senken.
Grundsätzlich sind auch andere Topologien der Homopolarmaschine 1 möglich, die eine von der obigen Anzahl abweichende Anzahl von Statorzähnen bzw. eine abweichende Anzahl von Rotorpolen aufweisen. Um Taumelmomente zu vermeiden, ist es jedoch sinnvoll, dass die Anordnung der Permanentmagneten 7 im Rotor 6 gemäß einer Folgepolanordnung vorgesehen ist, da ansonsten Kippmomente in der Maschine entstehen können oder sich ein unsymmetrisches Span- nungssystem ergeben kann. Zusätzlich sind Topologien mit 18 Statorzähnen und
10 Rotorpolen sowie mit 12 Statorzähnen und 10 Rotorpolen, die sich insbesondere zum Bewickeln mit einer Einzelzahnwicklung eignen, hervorzuheben.
Ein Nachteil der außerhalb der Statorwicklung angeordneten Erregerspule 10 besteht darin, dass dafür ein magnetisches Gehäuse für den magnetischen
Rückschluss erforderlich ist, da die Erregerspule 10 die Statoranordnung in die Teilstatoren 31 , 32 unterteilt. Zusätzlich müssen die Statorjoche der
Teilstatoren 31 , 32 entsprechend der Dicke der Erregerspule 10 in radialer Richtung stärker dimensioniert werden als es eigentlich für den magnetischen Rückschluss für die Statorspulen 5 erforderlich wäre. Dadurch wird der
Durchmesser der elektrischen Maschine vergrößert. Auch ist bei den bekannten Konstruktionen die Windungslänge der Erregerspule 10 lang, was zu einem höheren Leistungsbedarf der Erregung führt.
In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform der hybriderregten
Homopolarmaschine 1 dargestellt, bei der eine Erregerspule 14 im Inneren der
Statoranordnung und in dem Zwischenspalt 9 zwischen die Teilrotoren 61 , 62 angeordnet ist. Mit anderen Worten befindet sich die Erregerspule 14 innerhalb des von dem Außenumfang des Rotors begrenzten Bereichs. Dadurch kann der Durchmesser der Statoranordnung geringer dimensioniert werden, da der magnetische Rückschluss nun zwischen den Teilstatoren 31 , 32 vorgesehen werden kann. Folglich kann der Durchmesser der elektrischen Maschine insgesamt verringert werden. Im Gegensatz zu bekannten Homopolarmaschinen ist die Erregerspule nicht auf den Rotor gewickelt oder mit diesem verbunden, so dass sie auch nicht über Schleifringe bestromt werden muss.
Um den magnetischen Rückschluss zu gewährleisten, ist ein Verbindungselement 12 vorgesehen, das im Wesentlichen die beiden Teilstatoren 31 , 32 miteinander verbindet. Gleichzeitig umfasst das Verbindungselement 12 Halteelemente 13, die auch entsprechende Stromleiter tragen oder darstellen, um die Erre- gerspule 14 zu bestromen und zwischen den Teilrotoren 61 , 62 zu fixieren.
In Figur 3 ist eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform gezeigt, die getrennte Statorwicklungen der Teilstatoren 31 , 32 aufweist. Im Wesentlichen entspricht die Querschnittsdarstellung der Figur 3 der Homopolarmaschine der Figur 2, bis auf den Unterschied, dass jeder der Statorzähne 4 der Teilstatoren 31 , 32 mit einer separaten Wicklung versehen ist, d. h. jede Statorspule 5 ist nur auf dem ersten Teilstator 31 oder dem zweiten Teilstator 32 angeordnet und nicht übergreifend ausgebildet. Dadurch ist es möglich, dass die beiden Teilstatoren 31 , 32 als separate, bereits bewickelte Bauelemente hergestellt werden können und das Verbindungselement 12 mit der entsprechenden Halterung 13 und der Erregerspule 14 ebenfalls als separates Element hergestellt werden kann. Der Ablauf des Zusammenbaus der einzelnen Bauelemente ist in den Figuren 4a und 4b dargestellt. In diesem Fall lässt sich durch Aufeinandersetzen der Teilstatoren 31 , 32 mit den dazwi- sehen liegenden Komponenten die gesamte Statoranordnung für die Homopolarmaschine in einfacher Weise aufbauen.
Da die Erregerspule 14 nun in den durch die Enden der Statorzähne definierten Innenraum hineinragt, kann der aus den Teilrotoren 61 , 62 zusammengesetzte
Rotor 6 nicht fertig vormontiert werden, bevor er in die Statoranordnung eingesetzt wird. Die Figuren 5a und 5b veranschaulichen das Einsetzen des zweiteiligen Rotors 6 mit den beiden Rotorteilen 61 , 62 in die Statoranordnung der Figur 4b. Vor dem Einsetzen in die Statoranordnung wird der Rotor 6 zweiteilig an einer Rotorwelle 15 vorgesehen, die im Wesentlichen der Welle 8 gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsformen entspricht.
Die Rotorwelle 15 wird mit dem ersten Teilrotor 61 versehen, so dass der Teilrotor 61 unmittelbar an einem dem Zwischenspalt 9 zugeordneten Wellenabschnitt 16 anliegt. D.h. der Wellenabschnitt 16 liegt im eingesetzten Zustand des Rotors 6 in einer gemeinsamen, senkrecht zu der axialen Richtung verlaufenden Ebene der Der Wellenabschnitt 16 weist einen Durchmesser auf, der nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser der Erregerspule 14, so dass der Innenrand der Erregerspule 14 nicht an dem Wellenabschnitt 16 anliegt.
An einem bezüglich des Wellenabschnitts 16 gegenüber dem ersten Teilrotor 61 liegenden Abschnitt der Rotorwelle 15 ist diese mit einem Durchmesser versehen, der einem Innendurchmesser des zweiten Teilrotors 62 entspricht, so dass der zweite Teilrotor 62 auf die Rotorwelle 15 aufgesetzt werden kann. Beim Zusammenbau der Homopolarmaschine wird nun die Rotorwelle 15 mit dem ersten Teilrotor 61 versehen und anschließend von einer Seite in axialer Richtung in den Innenbereich der Statoranordnung eingeschoben, bis der Wellenabschnitt 16 innerhalb des von der Erregerspule 14 umgebenen Bereichs zu liegen kommt. Dies ist dann gewährleistet, wenn der erste Teilrotor 61 mit einer Stirnseite an die Erregerspule 14 anschlägt.
Anschließend wird der zweite Teilrotor 62 von der gegenüber liegenden Öffnung der Statoranordnung eingeschoben, so dass dieser auf dem entsprechenden Abschnitt der Rotorwelle 15 aufgesetzt wird. Dabei ist durch geeignete Maßnahmen zu beachten, dass die beiden Teilrotoren 61 , 62 so zueinander versetzt sind, dass sich in axialer Richtung ein Folgepol und ein mit einem Permanentmagne- ten ausgebildeter Pol in axialer Richtung gegenüber liegen. Der Versatz der Teilrotoren sollte vorzugsweise 3607Anzahl der Rotorpole entsprechen. Der Versatz zwischen den Teilrotoren kann alternativ auch um einen bestimmten Betrag von diesem Winkel abweichen, um die Rastmomente der beiden Teilmaschinen so gegeneinander zu versetzen, dass es teilweise zu einer Momentenauslöschung kommt.
Gemäß einer Ausführungsform kann sich selbstverständlich die Anzahl der Rotorpole der Teilrotoren voneinander unterscheiden. Auch bei getrennt bewickelten Teilstatoren ist es grundsätzlich möglich, diese mit unterschiedlicher Anzahl von Statorzähnen auszubilden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Rotorpole keine zylindrische Mantelfläche aufweisen, sondern als Sinuspole ausgebildet sind bzw. zu den Polkanten hin mit einer Luftspaltaufweitung versehen sind. Dies ist in Figur 6 als eine weitere Ausführungsform und schematisch in Figur 7 gezeigt. Die Luftspaltaufweitung ermöglicht einen weicheren Feldübergang an den Polkanten, der zu geringeren Oberwellen und Drehmomentschwankungen führt. Weiterhin lassen sich damit auch die magnetischen Geräuschanregungen der Maschine reduzieren.

Claims

Ansprüche
1 . Elektrische Maschine (1 ), insbesondere zum Einsatz in einem Lenksystem eines Kraftfahrzeugs, umfassend:
- eine erste Teilmaschine mit einem an einer Welle angeordneten ersten Teilrotor (61 ), der in radialer Richtung der Welle einem ersten Teilstator
(31 ) gegenüber liegend angeordnet ist;
- eine zweite Teilmaschine mit einem an der Welle angeordneten zweiten Teilrotor (62), der in radialer Richtung der Welle einem zweiten Teilstator
(32) gegenüber liegend angeordnet ist;
- eine um die Drehachse der Welle gewickelte Erregerwicklung (10, 14), die dazu dient, ein Magnetfeld in einem durch die Teilrotoren (61 , 62) gebildeten Rotor zu erzeugen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Erregerwicklung (10, 14) zwischen den Teilmaschinen angeordnet ist.
2. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die Teilrotoren (61 , 62) jeweils Permanentmagneten (7) aufweisen, die so angeordnet sind, dass sich das durch die Permanentmagneten (7) hervorgerufene Magnetfeld dem durch die Erregerwicklung (10, 14) erzeugten Magnetfeld in mindestens einem der Rotorpole additiv oder subtraktiv überlagert.
3. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 2, wobei die Permanentmagneten (7) in den Teilrotoren (61 , 62) in einer Folgepolanordnung angeordnet sind.
4. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die
Teilstatoren (31 , 32) jeweils Statorzähne (4) aufweisen, die so in Richtung des zugeordneten Teilrotors (61 , 62) ausgerichtet sind, dass zwischen den Statorzähnen und den Rotorpolen ein Luftspalt ausgebildet ist.
5. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 4, wobei die Teilstatoren (31 , 32) über einen magnetischen Rückschluss, insbesondere in Form eines Gehäuses (2), miteinander verbunden sind.
6. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Erregerwicklung (14) in eine Ausnehmung des durch die Teilrotoren (61 , 62) gebildeten Rotors (6) hineinragt oder vollständig darin aufgenommen ist und von einer oder beiden Teilstatoren (31 , 32), insbesondere mithilfe einer Halterung (13), gehalten ist.
7. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 5, wobei die Erregerwicklung (14) über eine elektrische Verbindung mit mindestens einem der Teilstatoren (31 , 32) verbunden ist, um die Erregerwicklung (14) mit elektrischer Energie zu versorgen.
8. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 6 oder 7, wobei zwischen den
Teilstatoren (31 , 32) ein magnetischer Rückschluss, insbesondere in Form eines Verbindungselementes (12), zum Verbinden der Teilstatoren (31 , 32) angeordnet ist.
9. Lenksystem mit einer elektrischen Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die mit einer Lenkstange verbunden ist, wobei die elektrische Maschine (1 ) eine mechanisch starre Verbindung über ein Getriebe mit dem Lenkrad aufweist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110601476A (zh) * 2019-09-17 2019-12-20 淮阴工学院 径向磁场轴向并列复合电机
CN113692374A (zh) * 2019-04-05 2021-11-23 采埃孚股份公司 操作机动车辆的转向器的方法和装置及控制器和转向器
JP7092234B1 (ja) * 2021-05-19 2022-06-28 株式会社明電舎 ハイブリッド励磁式回転電機

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9806569B2 (en) 2012-02-29 2017-10-31 Aisin Aw Co., Ltd. Hybrid excitation rotating electrical machine
DE102012210365A1 (de) * 2012-06-20 2013-12-24 Robert Bosch Gmbh Statoranordnung für eine elektrische Maschine und Verfahren zu deren Herstellung
DE102012214883A1 (de) 2012-08-22 2014-02-27 Robert Bosch Gmbh Statoranordnung für eine elektrische Maschine sowie Verfahren zum Aufbau einer elektrische Maschine
DE102013200436A1 (de) 2013-01-14 2014-07-17 Robert Bosch Gmbh Spulenträger für eine Erregerspule, Erregerspulenanordnung sowie Statoranordnung für eine Homopolarmaschine
DE102013208175A1 (de) 2013-05-03 2014-11-20 Robert Bosch Gmbh Trägerelement für eine Erregerspule, elektrische Maschine sowie Verfahren zum Aufbau einer elektrischen Maschine
DE102014210541A1 (de) 2014-06-04 2015-12-17 Robert Bosch Gmbh Hybriderregte elektrische Maschine

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2165152A1 (de) 1971-01-22 1972-08-03 Heemaf Nv Synchronmotor
US5504382A (en) 1994-01-24 1996-04-02 Douglass; Michael J. Field controlled permanent magnet alternator
EP0729217A2 (de) 1995-02-21 1996-08-28 Siemens Aktiengesellschaft Hybriderregte elektrische Maschine
EP0569594B1 (de) 1991-11-29 1997-01-08 Fanuc Ltd. Rotor synchroner drehmaschinen
DE69406706T2 (de) 1993-04-14 1998-03-12 Meidensha Electric Mfg Co Ltd Hybriderregungstype eines Permanentmagnet-Synchronmotors
WO1999009638A1 (en) 1997-08-13 1999-02-25 Alliedsignal Inc. Compact hybrid electrical machine
DE10016002A1 (de) 1999-04-01 2000-11-30 Asmo Co Ltd Rotierender Magnetfeldmotor
US6597078B2 (en) 2000-12-04 2003-07-22 Emerson Electric Co. Electric power steering system including a permanent magnet motor
WO2003099632A1 (de) 2002-05-24 2003-12-04 Robert Bosch Gmbh Elektronisch kommutierbarer motor
EP1447901A2 (de) 2003-02-14 2004-08-18 Kabushiki Kaisha Moric Magnetfelder für eine rotierende elektrische Maschine
DE10348410A1 (de) 2003-10-13 2005-05-04 Willy Degen Werkzeugmaschinen Verfahren, Vorrichtung und Schleifscheibe zum Profilieren und zum Trennen von rotationssymmetrischen Werkstücken

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7064466B2 (en) * 2001-11-27 2006-06-20 Denso Corporation Brushless rotary electric machine having tandem rotary cores
JP2006333642A (ja) * 2005-05-27 2006-12-07 Hitachi Ltd 車両用回転電機
JP4889281B2 (ja) * 2005-11-11 2012-03-07 ダイハツ工業株式会社 自動車用駆動モータ及びモータ駆動制御方法
GB0813033D0 (en) * 2008-07-16 2008-08-20 Cummins Generator Technologies Rotating electrical machine

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2165152A1 (de) 1971-01-22 1972-08-03 Heemaf Nv Synchronmotor
EP0569594B1 (de) 1991-11-29 1997-01-08 Fanuc Ltd. Rotor synchroner drehmaschinen
DE69406706T2 (de) 1993-04-14 1998-03-12 Meidensha Electric Mfg Co Ltd Hybriderregungstype eines Permanentmagnet-Synchronmotors
US5504382A (en) 1994-01-24 1996-04-02 Douglass; Michael J. Field controlled permanent magnet alternator
EP0729217A2 (de) 1995-02-21 1996-08-28 Siemens Aktiengesellschaft Hybriderregte elektrische Maschine
WO1999009638A1 (en) 1997-08-13 1999-02-25 Alliedsignal Inc. Compact hybrid electrical machine
DE10016002A1 (de) 1999-04-01 2000-11-30 Asmo Co Ltd Rotierender Magnetfeldmotor
US6252323B1 (en) 1999-04-01 2001-06-26 Asmo Co., Ltd. Revolving magnetic field type motor
US6597078B2 (en) 2000-12-04 2003-07-22 Emerson Electric Co. Electric power steering system including a permanent magnet motor
US7034423B2 (en) 2001-01-30 2006-04-25 Emerson Electric Co Electric power steering system including a permanent magnet motor
WO2003099632A1 (de) 2002-05-24 2003-12-04 Robert Bosch Gmbh Elektronisch kommutierbarer motor
EP1447901A2 (de) 2003-02-14 2004-08-18 Kabushiki Kaisha Moric Magnetfelder für eine rotierende elektrische Maschine
DE10348410A1 (de) 2003-10-13 2005-05-04 Willy Degen Werkzeugmaschinen Verfahren, Vorrichtung und Schleifscheibe zum Profilieren und zum Trennen von rotationssymmetrischen Werkstücken

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113692374A (zh) * 2019-04-05 2021-11-23 采埃孚股份公司 操作机动车辆的转向器的方法和装置及控制器和转向器
CN113692374B (zh) * 2019-04-05 2024-02-27 采埃孚股份公司 操作机动车辆的转向器的方法和装置及控制器和转向器
CN110601476A (zh) * 2019-09-17 2019-12-20 淮阴工学院 径向磁场轴向并列复合电机
JP7092234B1 (ja) * 2021-05-19 2022-06-28 株式会社明電舎 ハイブリッド励磁式回転電機
WO2022244398A1 (ja) * 2021-05-19 2022-11-24 株式会社明電舎 ハイブリッド励磁式回転電機

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WO2012065778A3 (de) 2012-11-22
DE102010043970A1 (de) 2012-05-16

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