CN102369653B - 电机器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机器，特别是他励同步机器，其中，在所述电机器的转子上，在一叠片组上设有一激励绕组，特别是包括励磁线圈的激励绕组，其中特别是沿轴向、沿转子轴线的方向，所述激励绕组的绕组头、特别是激励绕组的转向区沿轴向突出于所述叠片组，其中，在突出区域中设有一电子电路，特别是使得电子电路沿径向设有在沿轴向伸出的所述绕组头的区域中。

Description

电机器

本发明涉及一种电(动)机器/电机。

已知在他励式同步机器中，激励绕组设置在转子上。

因此本发明的目的是，提供一种高功能性的、尽可能紧凑的电机。

按照本发明，这个目的通过具有权利要求1中给定的特征的电机器实现。

本发明在电机器方面的重要特征是，该电机器特别是他励同步机器，在所述电机器的转子上，在一叠片组上设有一激励绕组，特别是包括励磁线圈的激励绕组，

其中，所述激励绕组的绕组头、特别是激励绕组的转向区沿轴向突出于所述叠片组，

其中，在突出区域中设有一电子电路，

特别是使得所述电子电路沿径向设置在沿轴向伸出的所述绕组头的区域中。

其优点是，不需要为电子电路提供额外的结构空间。此外，特别是在附加地设有导热装置，如填料的情况下可以优化地实现向转子的叠片组的散热。

在一种有利的实施方式中，在所述转子的与所述电子电路对置的轴向一侧上设有一次级绕组和与该次级绕组连接的另一电子电路，特别是(大)功率电子装置。其优点是，这些部件的热量可以被传出到转子叠片组上并从那里通过轴传出到外界或部分地也传出到机器内腔的周围空气中。此外，可直接在转子上实现不同的功能，例如具有数据传输的测量值检测，而无需附加的必要结构空间。

在一种有利的实施方式中，所述次级绕组设置成与一初级绕组沿轴向和域沿径向对置，特别是所述初级绕组与所述次级绕组感应耦合。其优点是，可传输大功率，可以非接触地为激励绕组供电，在轴向对置的布置结构中不扩大结构空间，因为初级绕组可以设置在电机器轴的轴承的轴向区域中，亦即沿径向包围该轴承。

在一种有利的实施方式中，至少在所述电子电路与所述叠片组之间或至少在所述另一电子电路、次级绕组和/或叠片组之间设有填料，特别是导热的填料。其优点是，可借助于填料降低不平衡，此外可改善散热，特别是可以降低局部的尖峰温度。

在一种有利的实施方式中，所述电子电路与一用来测量所述电机器的物理量的值的传感器相连接，所述传感器特别是用来测量转矩、转子角位置、转子转速、转子角加速度和/或转子温度的值。其优点是，可以直接测量电机器的(物理量的)值并且可以将测量值非接触地传输给固定部分。特别是用来给激励绕组供电的功率电子装置可这样对转子进行作用，即根据测量值来控制输入激励绕组的电流。为此有利的是，例如将次级绕组的电流输送给一可控的整流器或者将次级绕组的电流输入一给功率调整装置供电的整流器，使得输入激励绕组的功率或输入激励绕组的电流能被控制。因此能够根据测量值改变励磁电流，以实现向理论值的调节。

在一种有利的实施方式中，设有用于在所述电子电路和所述电机器的固定部分之间传输数据的数据传输装置。其优点是，由于初级绕组中的电流测量值是可控的，由此可以实现向理论值的调节。

在一种有利的实施方式中，所述数据传输装置包括一可借助于雷达波读取(询问)的表面波传感器。其优点是，可以直接在传感器上非接触地读取测量值。在此，表面波传感器由读取信号的能量、特别是由读取脉冲供电，并且产生应答信号、特别是应答脉冲，所述应答信号包含关于测量值的信息。

在一种有利的实施方式中，所述数据传输装置包括用于调制(频率)较高的电流分量的调制装置，所述较高的电流分量通过感应耦合被传输。其优点是，无需为信息传输提供额外的传输器，此外可以抗干扰地实现测量值传输。

在一种有利的实施方式中，所述数据传输装置至少包括另外的在转子上和/或在定子上的绕组，它们相互感应耦合。其优点是，可以实现更抗干扰的测量值信息传输。

其他优点由从属权利要求得到。

附图标记表

1电子电路

2轴承

3轴

4激励绕组5的绕组头

5激励绕组

6定子绕组

7带功率电子装置的次级绕组

8电源接头

9轴承

10初级线圈

11填料

12定子绕组

现在借助于附图详细说明本发明：

在图1中示意表示本发明的装置。在此示出一电机，其在壳体内具有一定子绕组6。

在电机壳体中还通过轴承2、9支承一轴3，该轴在一与它以不能相对转动的方式连接的转子叠片组上携带一激励绕组5，该激励绕组的绕组导线的转向区，亦即其绕组头4沿轴向突出于与轴连接的转子叠片组。

此外在转子上设有一电子电路1，该电子电路设置在绕组头的径向内部，因此不需要额外的轴向结构空间。电子电路可以通过与它连接的转子叠片组散热，其中固定装置同时也可以向转子叠片组散热。也就是说，从电子电路1到转子叠片组的热阻小于从电子电路1到周围空气的热阻。

电子电路1在转子叠片组的第一轴向端部区域上。

激励绕组5包括一个或多个励磁线圈绕组，因此电机可以作为他励同步机器运行。励磁线圈的供电用一由整流器提供的单极电流进行，该整流器设置在转子上。在此整流器包括在功率电子装置中，那里还设置一给整流器供电的次级绕组7。功率电子装置连同次级绕组7一起设置在与转子叠片组的第一轴向端部区域对置的轴向端部区域上。

由此，次级线圈和功率电子装置7的热量被传出到转子叠片组。

电子电路1以及次级线圈和功率电子装置7借助于填料与转子叠片组导热连接。填料11还包围激励绕组5、从而不仅有助于机械强度和抗颤振的稳定性，而且有助于散热。特别是还从转子叠片组通过轴3向外界进行散热。

在图1中，初级绕组10与次级绕组7沿轴向面对面地设置。但替代地沿径向面对面地设置也是有利的，这时初级绕组10和次级绕组7做成环形绕组并且初级绕组10径向围绕次级绕组7。

初级绕组10优选被施加10kHZ至500kHZ的交流电，该交流电通过电源接头8输入。次级绕组优选串联或并联一电容器，使得相应的协振频率基本上相当于输入的交流电的频率。

电子电路1还与用来测量转矩、转子角位置、转子转速、转子角加速度和/或转子温度的传感器相连接。由此能够在旋转着的转子上测量物理量的值。这些值通过使用无线电波或红外线而被传输给固定侧。替代地也可以将高频电流分量调制到次级绕组和/或初级绕组上或者从次级绕组和/或初级绕组解调，以实现数据传输。此外，替代地也可以使用可通过无线电读取的表面波传感器。

填料11还使转子不平衡降低并且保护敏感的电子电路1以及带功率电子装置7的次级线圈。此外，填料使转子中的热分布均匀，从而有助于改善转子的散热。从而可降低局部尖峰温度。

Claims (15)

1.电机器，所述电机器是他励同步机器，

其中，在所述电机器的转子上，在一叠片组上设有一激励绕组，所述激励绕组包括励磁线圈，

其中沿轴向、即沿转子轴线的方向，所述激励绕组的绕组头沿轴向突出于所述叠片组，所述绕组头形成激励绕组的转向区，

其特征为：

在突出区域中设有一电子电路，

使得所述电子电路沿径向方向被所述转向区覆盖，

亦即使得所述电子电路沿径向设置在沿轴向伸出的所述绕组头的区域中，

在所述转子的与所述电子电路对置的轴向端部区域上设有一次级绕组和与该次级绕组连接的另一电子电路，该另一电子电路是功率电子装置，

其中，所述电子电路与所述次级绕组及所述另一电子电路都能通过转子叠片组散热。

2.按权利要求1的电机器，

其特征为：

所述次级绕组设置成与一初级绕组沿轴向和/或沿径向对置。

3.按权利要求2的电机器，其特征为：所述初级绕组与所述次级绕组感应耦合。

4.按权利要求1-3中任一项的电机器，其特征为：

至少在所述电子电路与所述叠片组之间或至少在所述另一电子电路、次级绕组和/或叠片组之间设有填料。

5.按权利要求4的电机器，其特征为：所述填料是导热的。

6.按权利要求1-3中任一项的电机器，

其特征为：

所述电子电路与一用来测量所述电机器的物理量的值的传感器相连接。

7.按权利要求6的电机器，其特征为：所述传感器用来测量转矩、转子角位置、转子转速、转子角加速度和/或转子温度的值。

8.按权利要求1-3中任一项的电机器，

其特征为：

设有用于在所述电子电路和所述电机器的固定部分之间传输数据的数据传输装置。

9.按权利要求8的电机器，

其特征为：

所述数据传输装置包括一可借助于雷达波读取的表面波传感器。

10.按权利要求8的电机器，

其特征为：

所述数据传输装置包括用于调制较高的电流分量的调制装置，所述较高的电流分量通过感应耦合被传输。

11.按权利要求8的电机器，

其特征为：

所述数据传输装置包括另外的在转子上的绕组，或

所述数据传输装置包括另外的在定子上的绕组，或

所述数据传输装置包括另外的在转子上的绕组和在定子上的绕组，所述在转子上的绕组与在定子上的绕组相互感应耦合。

12.按权利要求2的电机器，

其特征为：

在所述初级绕组相对于所述次级绕组沿轴向对置的布置结构中，所述初级绕组能被设置在所述电机器的轴的轴承的轴向区域中。

13.按权利要求12的电机器，其特征为：所述初级绕组能设置成沿径向包围所述轴承。

14.按权利要求1-3中任一项的电机器，

其特征为：

由所述次级绕组给一功率调整装置供电，借助该功率调整装置能控制输入所述激励绕组的功率。

15.按权利要求14的电机器，其特征为：能将测得的测量值向理论值调节。

Images