[其他]永久磁鐵勵(lì)磁的同步電機(jī)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86108448
• 申請(qǐng)日: 1986-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN86108448A
• 公開（公告）日: 1987-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 赫爾穆特·黑雷爾;克勞斯·哈姆斯;西格弗里德·舒斯特克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅伯特-博希股份公司
• 主分類號(hào): H02K21/02
• 分類號(hào): H02K21/02;H02P6/00;H02P7/36
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 董江雄

本發(fā)明涉及一種永久磁鐵勵(lì)磁的同步電機(jī)，特別是用于汽車的該種電機(jī)，它具有一個(gè)嵌置在電樞中的電樞繞組，該電樞繞組是由構(gòu)成一個(gè)對(duì)稱多相繞組的多個(gè)繞組支路組成的。

較長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)同步電機(jī)在汽車中作為三相交流電的照明發(fā)電機(jī)得到應(yīng)用。所期望的緊湊的汽車具有寬敞的駕駛室位置及小型的尺寸，這就迫使汽車運(yùn)行所需的輔助機(jī)組的體積構(gòu)造越來(lái)越小。此外這些機(jī)組應(yīng)作到耐磨損并在極大程度上作到無(wú)需維修。

永久磁鐵勵(lì)磁的同步電機(jī)由于其本身體積小及旋轉(zhuǎn)部件少在汽車中用作發(fā)電是注定的趨勢(shì)?，F(xiàn)今所能提供的永久磁體材料也能使同步電機(jī)的設(shè)計(jì)滿足汽車要求的能量需要。

本發(fā)明的同步電機(jī)，相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而言，具有下述優(yōu)點(diǎn)：它無(wú)需結(jié)構(gòu)上的變化，僅通過(guò)從電樞繞組引出的繞組端部的相應(yīng)連接就不僅可用作汽車的發(fā)電機(jī)或照明用發(fā)電機(jī)，而且也可用作為慣性輪起動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。這種同步電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，耐磨損、可具有多方面的應(yīng)用。由于上述后一理由該同步電機(jī)能以極大批量地生產(chǎn)致使成本降低。

根據(jù)本發(fā)明電機(jī)的電樞多相繞組分配成每相繞組具有兩個(gè)部分繞組，這樣就使得同步電機(jī)的設(shè)計(jì)能滿足12伏電壓汽車設(shè)備用的照明發(fā)電機(jī)的要求，以及對(duì)于用作驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)能夠作到電壓大約減半并且由此使可達(dá)到的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速大約提高一倍。這點(diǎn)作為優(yōu)點(diǎn)是因?yàn)閼T性輪起動(dòng)裝置需要大約1000至1200轉(zhuǎn)/分的相當(dāng)高的發(fā)動(dòng)轉(zhuǎn)速才能使內(nèi)燃機(jī)可靠地起動(dòng)，另一方面在內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)該照明發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分時(shí)即可輸出超過(guò)汽車蓄電池電壓（12V）的充電電壓（大約為14V）。此外由于有部分繞組在同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)可能產(chǎn)生磁續(xù)流通路，因而使得在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)所需的大功率電子部件無(wú)需或使用花費(fèi)很少的保護(hù)電路。

利用在其余權(quán)利要求中提出的那些方法和措施就使在權(quán)利要求1中所描述的同步電機(jī)能夠進(jìn)一步合理地構(gòu)成與改進(jìn)。

在權(quán)利要求2中給出了本發(fā)明的一種合適的實(shí)施方案。利用電樞繞組的這種結(jié)構(gòu)，即對(duì)稱的多相繞組分配成每相繞組具有兩個(gè)部分繞組就能夠以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)屬于同一相部分繞組間的同時(shí)緊密的磁耦合。這個(gè)電樞繞組既可制成單層或雙層繞組也可作成環(huán)形的或波形的繞組。還可以根據(jù)權(quán)利要求9利用旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁磁鐵的軟鐵極靴來(lái)實(shí)現(xiàn)磁耦合。

在權(quán)利要求3中也給出了本發(fā)明的另一種合適的實(shí)施方案。利用繞組端部的連接使該同步電機(jī)在發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)能作為汽車照明發(fā)電機(jī)應(yīng)用。

在權(quán)利要求4中也給出了一種本發(fā)明的合適的實(shí)施方案。利用繞組端部的這樣的連接使該同步電機(jī)在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)能作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行在汽車的直流電壓網(wǎng)路上。與繞組各相所相應(yīng)的電路利用一種適合的調(diào)制方法，例如脈寬調(diào)制法進(jìn)行這樣的調(diào)節(jié)：使得在一個(gè)電周期內(nèi)，部分繞組中的每一個(gè)中能流過(guò)持續(xù)時(shí)間為360°/2m電角度的電流，其中對(duì)于二相繞組m取為2，對(duì)于三相繞組m取為3。

在權(quán)利要求5中給出了本發(fā)明的另一種合適的實(shí)施方案。利用這樣的同步電機(jī)結(jié)構(gòu)就能使其同時(shí)在汽車中作為照明用發(fā)電機(jī)及作為慣性輪起動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)而被采用。這樣就可以省去一個(gè)附設(shè)的慣性輪起動(dòng)裝置專用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，從而既節(jié)約了結(jié)構(gòu)空間又節(jié)省了費(fèi)用。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中所需的電子電路在發(fā)電機(jī)運(yùn)行中則可轉(zhuǎn)用成電壓調(diào)節(jié)電路，并且這些調(diào)節(jié)電路組成了根據(jù)“交叉調(diào)節(jié)”原理工作的電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。這樣就極大地降低了用于發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的大功率電子電路的需要量。并且用在譬如作為接觸器構(gòu)成的轉(zhuǎn)換開關(guān)上的費(fèi)用也是非常低的。

在權(quán)利要求6中也給出了本發(fā)明的一種合適的實(shí)施方案。該實(shí)施方案能獲得與根據(jù)權(quán)利要求5中的同步電機(jī)實(shí)施方案中同樣的優(yōu)點(diǎn)。這個(gè)實(shí)施方案與根據(jù)權(quán)利要求5中的實(shí)施方案相比有這樣的區(qū)別：它在轉(zhuǎn)換開關(guān)方面需要較高的費(fèi)用（這里用了6個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)取代權(quán)利要求5實(shí)施方案中的3個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)），但是為此在作為電壓調(diào)節(jié)的照明發(fā)電機(jī)的運(yùn)行中其損耗產(chǎn)生得小，這是因?yàn)樵谒龅目烧{(diào)節(jié)的電子電路結(jié)構(gòu)上使用交叉調(diào)節(jié)時(shí)并非所有的繞組支路中的每一個(gè)支路均產(chǎn)生短路，而每次只是繞組支路中的某一個(gè)部分繞組產(chǎn)生短路。

本發(fā)明將根據(jù)說(shuō)明實(shí)施方案的附圖在以下的描述中作進(jìn)一步的闡明，其附圖為：

圖1：具有永久磁鐵勵(lì)磁的磁極轉(zhuǎn)子及二相對(duì)稱電樞繞組的一個(gè)同步電機(jī)的示意圖;

圖2：圖1中電樞繞組的實(shí)施例的展開圖;

圖3及圖4：圖1中的同步電機(jī)根據(jù)第一個(gè)及第二個(gè)實(shí)施例可以選擇作發(fā)電機(jī)運(yùn)行及電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的兩種電路圖。