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TECHNISCHES GEBIET
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Die
hierin beschriebenen Ausführungsformen
betreffen allgemein elektrische Maschinen, die Motoren und Generatoren
umfassen, und sie betreffen insbesondere eine elektrische Maschine,
die gleichzeitig als ein Motor und ein Generator/eine Lichtmaschine
oder entweder als das eine oder das andere arbeiten kann.
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HINTERGRUND
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Im
Prinzip umfasst ein typischer Elektromotor einen zentralen Rotor,
der von einem Stator umgeben ist, und einen mit dem Rotor gekoppelten
Anker. Der Stator umfasst Drähte
oder Spulen, durch welche ein elektrischer Strom fließt, um ein
Magnetfeld zu erzeugen. Das Magnetfeld interagiert mit einem Anker,
der wiederum ein Drehmoment auf den Rotor aufbringt, wodurch eine
Drehung des Rotors bewirkt wird. Ein Beispiel eines einfachen Elektromotors 10 ist
in 1 schematisch gezeigt. Der Motor 10 umfasst
einen Stator 12, der bei diesem Beispiel aus einem Paar
von Permanentmagneten 14, 16 besteht. Statoren
können
zum Beispiel auch einen zylindrischen Ring umfassen, der Spulen
enthält,
die ein Magnetfeld erzeugen, wenn die Spulen mit Energie versorgt
werden. In 1 weist ein Anker 20 ein Paar
von Ankerspulen 22 auf. Der Anker 20 ist mit einem
Rotor 30 gekoppelt. Wenn die Spulen 22 mit Energie
versorgt werden, interagiert das resultierende elektromagnetische
Feld (dessen Vektoren durch unterbrochene Pfeile 40 dargestellt
sind) mit dem Magnetfeld der Permanentmagnete 14, 16,
wodurch eine Drehung des Ankers 20 und des gekoppelten
Rotors 30 verursacht wird. Eine Drehung des Rotors 30 beaufschlagt
gekoppelte Hebel 35 mit einer Antriebskraft.
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Elektromotoren
sind relativ effizient beim Umwandeln von elektrischer Energie in
mechanische Energie und darum besteht ein wachsendes Interesse an
derartigen Motoren bei einer Vielzahl von Anwendungen, die auch
das Gebiet der Kraftfahrzeuge umfassen. Auf dem Gebiet "hybrid"-angetriebener Fahrzeuge zum Beispiel,
die eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem oder
mehreren Elektromotoren verwenden, um Antriebsleistung bereitzustellen.
Im Allgemeinen wird elektrische Energie zum Betreiben der Elektromotoren
in einem Energiestapel ("Batterie") gespeichert, der
eine Vielzahl wiederaufladbarer Energiespeicherzellen umfasst. Elektrische
Elektromotoren finden Verwendung in anderen Bereichen bei Hybridfahrzeugen
neben dem Bereitstellen von zusätzlicher
oder Hilfsantriebsleistung. Zum Beispiel können Elektromotoren eine Reihe
von Fahrzeugzubehöreinrichtungen
mit Leistung versorgen, die andernfalls über hydraulische oder andere
Systeme angetrieben würden,
die oft über Systeme
von Riemen und Riemenscheiben von einem Drehmoment angetrieben werden,
das von einer Brennkraftmaschine bereitgestellt wird.
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Zusätzlich zu
Elektromotoren umfassen Kraftfahrzeuge im Allgemeinen auch einen
Generator. Bei herkömmlichen
von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeugen bestand der Hauptzweck
der Lichtmaschine darin, die Fahrzeugbatterie wiederaufzuladen,
um eine in elektrischen Systemen, zum Beispiel Frontscheinwerfern,
Scheibenwischermotoren und Anlassermotoren verwendete Batterieladung
zu ergänzen.
Zunehmend benötigen
herkömmliche
(nicht hybride) Fahrzeuge der Mittel- und Oberklasse wegen des elektrischen
Verbrauchs durch Zubehöreinrichtungen
aller Art größere Lichtmaschinen.
Insbesondere verbrauchen in dem Fall von Hybridfahrzeugen der/die
Elektromotor(en) zum Fahren und Zubehörantriebselektromotor(en) viel
mehr elektrische Energie als in herkömmlichen Brennkraftmaschinenfahrzeugen.
Dementsprechend ist eine größere Kapazität der Lichtmaschine
notwendig, um die Batterie zum Ersetzen von Energie, die aus der
Batterie entnommen wurde, wieder aufzuladen. Eine größere Kapazität kann entweder
ein Ansteigen der Lichtmaschinengröße oder die Verwendung mehrerer
Lichtmaschinen notwendig machen. Dieser Bedarf an erhöhter Kapazität der Lichtmaschine
verschärft
sowohl die Raumbedarfsproblematik als auch die Fahrzeugmassenzuwachsproblematik
weiter, die durch die Verwendung zusätzlicher Elektromotoren und
eines größeren Batteriestapels
bei Hybridfahrzeugen aufgeworfen wird. Auch bei Nichthybridfahrzeugen
der Mittel- und Oberklasse besteht ein wachsender Bedarf für eine größere Batterie
und eine größere Lichtmaschine oder
mehrere Lichtmaschinen. Es ist zu erwarten, dass das vergrößerte Volumen
der Ausrüstung,
das aus mehreren und/oder größeren Motoren
und Lichtmaschinen resultiert, den von Insassen nutzbaren Raum in
dem Fahrzeug verringert (oder ein größeres Fahrzeug erforderlich
macht, was Masse hinzufügt). Es
ist zu erwarten, dass die erhöhte
Masse von mehreren und/oder größeren Motoren
und Lichtmaschinen die Kraftstoffeffizienz verringert. Wenn alle
anderen Faktoren gleich bleiben, nimmt die Kraftstoffeffizienz ab,
wenn die Fahrzeugmasse ansteigt. Andere Leistungskriterien, die
für Verbraucher
oft wichtig sind, leiden ebenfalls, wenn die Fahrzeugmasse ansteigt,
z. B. die Beschleunigung, die Fahrbarkeit auf der Straße und dergleichen.
Somit können
Nachteile sowohl beim Insassennutzen als auch bei der Leistung die
Folge sein.
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In
Abhängigkeit
von der Ausgestaltung des Hybridfahrzeugs kann es zudem notwendig
oder wünschenswert
sein, unter gewissen Umständen elektrische
Energie von einer Batterie zu verbrauchen, während gleichzeitig eine weitere
Batterie über eine
Lichtmaschine wieder aufgeladen wird. Bei anderen Gelegenheiten
kann es sein, dass ein gleichzeitiges Verwenden elektrischer Energie
aus einer Batterie und ein Aufladen einer weiteren Batterie nicht
notwendig sind.
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Entsprechend
ist wünschenswert,
elektrische Maschinen zu entwickeln, die kompakt und leicht sind,
besonders für
Anwendungen, bei denen Einbauraum- und Massenbeschränkungen
herrschen. Zudem ist es wünschenswert,
dass diese elektrischen Maschinen in der Lage sind, gleichzeitig Drehmoment
zum mechanischen Antreiben von Systemen zu liefern und auch eine
Batterie oder eine andere Speichereinrichtung aufzuladen. Ferner
ist es wünschenswert,
dass die elektrischen Maschinen leicht herzustellen sind, ohne dass
eine größere Umarbeitung
oder ein Ersetzen von Produktionswerkzeugen nötig ist. Andere wünschenswerte
Merkmale und Eigenschaften der elektrischen Maschinen mit vielfachen
Wicklungen werden aus der nachfolgenden genauen Beschreibung und
den beigefügten
Ansprüchen
in Verbindung mit dem begleitenden Zeichnungen und dem voranstehenden
technischen Gebiet und Hintergrund offenbar werden.
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KURZZUSAMMENFASSUNG
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Eine
beispielhafte Ausführungsform
stellt eine elektrische Maschinenvorrichtung bereit, die einen Rotor,
der mit einem Anker gekoppelt ist, und einen Stator umfasst, der
den Rotor umgibt. Der Stator weist eine Reihe von Spulen auf. Die
Reihe von Spulen ist in eine erste Gruppe von Spulen und eine zweite
Gruppe von Spulen unterteilt. Die erste Gruppe von Spulen ist elektrisch
und magnetisch von der zweiten Gruppe von Spulen isoliert. Die elektrische Maschine
ist in der Lage, gleichzeitig als Elektromotor zu wirken und als
Lichtmaschine Elektrizität
zu erzeugen.
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Bei
einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird eine elektrische
Maschine bereitgestellt, die gleichzeitig mechanisches Drehmoment bereitstellt
und elektrische Leistung erzeugt. Die elektrische Maschine weist
einen Rotor auf, der mit einem Anker gekoppelt ist, und einen Stator,
der den Rotor umgibt. Der Stator umfasst eine Reihe von Spulen.
Die Reihe von Spulen ist in eine erste Gruppe von Spulen und eine
zweite Gruppe von Spulen unterteilt. Die erste Gruppe von Spulen
ist elektrisch und magnetisch von der zweiten Gruppe von Spulen isoliert.
Die erste Gruppe von Spulen umfasst erste Paare von Spulen und die
zweite Gruppe von Spulen umfasst zweite Paare von Spulen. Auf diese
Weise wird, wenn sich der Rotor dreht, die zweite Gruppe von Spulen
elektrisch mit Energie versorgt.
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Bei
einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird eine Schaltung
einer elektrischen Maschine bereitgestellt. Die Schaltung der elektrischen Maschine
umfasst: eine elektrische Maschine, die Antriebsleistung bereitstellt
und gleichzeitig elektrische Leistung erzeugt, ein Mittel zum Konfigurieren eingegebener
elektrischer Energie, um die zweite Gruppe von Spulen mit Energie
zu versorgen und dadurch den Rotor der elektrischen Maschine zu
drehen, und ein Mittel zum Konfigurieren einer von der ersten Gruppe
von Spulen ausgegebenen elektrischen Energie derart, dass die konfigurierte
ausgegebene elektrische Energie zur Verwendung bei einer weiteren
Operation geeignet ist. Die elektrische Maschine umfasst einen Rotor,
der mit einem Anker gekoppelt ist, und einen Stator, der den Rotor
umgibt. Der Stator umfasst eine Reihe von Spulen. Die Reihe von
Spulen ist in eine erste Gruppe von Spulen und eine zweite Gruppe
von Spulen unterteilt. Die erste Gruppe von Spulen ist elektrisch
und magnetisch von der zweiten Gruppe von Spulen isoliert. Die erste Gruppe
von Spulen umfasst erste Paare von Spulen und die zweite Gruppe
von Spulen umfasst zweite Paare von Spulen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Nachstehend
werden verschiedene Ausführungsformen
in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, in
denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und
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1 eine
schematische Darstellung ist, die Details eines Elektromotors nach
Stand der Technik zeigt; und
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2 eine
schematische Veranschaulichung einer beispielhaften Ausführungsform
einer elektrischen Maschine und ein Beispiel zugeordneter Schaltungen
ist.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Die
folgende genaue Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und ist
nicht dazu gedacht, die beschriebenen Ausführungsformen oder die Anwendung
und Verwendungen der beschriebenen Ausführungsformen zu beschränken. Ferner
besteht nicht die Absicht, durch irgendeine explizite oder implizite Theorie
gebunden zu sein, die in dem voranstehenden technischen Gebiet,
dem Hintergrund, der Kurzzusammenfassung oder der folgenden genauen
Beschreibung dargestellt ist.
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Eine
beispielhafte Ausführungsform
stellt eine elektrische Maschine mit einem "dualen Spulensatz" bereit, die gleichzeitig als Motor
und Lichtmaschine arbeiten kann, oder entweder als das eine oder
das andere arbeiten kann. Die elektrische Maschine umfasst als Hauptkomponenten
einen Stator, einen Rotor und elektrisch leitfähige Spulen. Bestehende Produktionswerkzeuge
können
zur Herstellung der elektrischen Maschine einge richtet werden. Die
Spulen unterscheiden sich von denjenigen herkömmlicher Elektromotoren dadurch,
dass die Spulen als "duale
Spulensätze" bereitgestellt sind. "Duale Spulensätze" oder "duale Spulengruppen" bedeutet, wie hierin
verwendet, dass der Elektromotor zwei elektrisch und magnetisch
isolierte Sätze
oder Gruppen von Spulen umfasst. Unter gewissen Bedingungen kann
ein Satz oder eine Gruppe von Spulen in einer Motorfunktion verwendet
werden, um den Rotor mm Drehen zu veranlassen, während der andere Satz oder
die andere Gruppe von Spulen gleichzeitig als eine Lichtmaschine
wirken kann, die Strom erzeugt, wenn sich der Rotor dreht. Somit
können
bei gewissen Anwendungen beide Spulensätze gleichzeitig arbeiten,
um eine einzige elektrische Maschine bereitzustellen, die gleichzeitig
ein Elektromotor und eine Lichtmaschine ist.
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Wie
voranstehend erläutert
wurde, sind die beiden dualen Spulensätze elektrisch voneinander isoliert
und voneinander unabhängig.
Dies erlaubt einen Betrieb nur als Motor, nur als Lichtmaschine
und als Motor und Lichtmaschine gleichzeitig. Zusätzlich sind,
speziell bei Ausführungsformen,
in denen sich beide Spulensätze
in einem einzigen Stator befinden, die zwei Spulensätze auch
magnetisch voneinander isoliert. Eine magnetische Isolierung (oder
Entkopplung) kann unter Verwendung einer Technik der "konzentrierten Spule" erreicht werden.
Bei dieser Technik der konzentrierten Spule ist jede Spule um nur
einen Statorzahn herumgewickelt und jede Spule weist einen unabhängigen Flusspfad
auf. Dies stellt eine magnetische Entkopplung zwischen den zwei
Spulensätzen
sicher.
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Bei
beispielhaften Ausführungsformen
können
die dualen Spulensätze
unabhängig
gesteuert werden. Zum Beispiel kann ein Motordrehmoment und/oder
eine Motordrehzahl durch das Steuern des Stroms in der Motorspule
gesteuert werden, ohne den Betrieb der Lichtmaschinenspule zu beeinträchtigen.
Dieses Merkmal der gleichzeitigen dualen Betriebsart ist bei einer
Vielzahl von Anwendungen von Nutzen. Zum Beispiel kann das System
bei Hybridfahrzeugen in einem elektrischen Zubehörantriebssystem (EADS, EADS
von electric accessory drive system) Verwendung finden. Ein Spulensatz
kann als ein Motorspulensatz verwendet werden, während der andere als ein Lichtmaschinenspulensatz
verwendet werden kann. Bei EADS-Systemen, die derart ausgestaltet
sind, dass Fahrzeugzubehöreinrichtungen (zum
Beispiel eine Klimaanlage) von einem Motor angetrieben werden, wenn
der Verbrennungsmotor ausgeschaltet ist, stellt ein Elektromotor
den andauernden Betrieb von Zubehöreinrichtungen sicher. Um Platz
zu sparen und die Gesamtmasse zu verringern fügt eine beispielhafte Ausführungsform
der elektrischen Maschine mit dualen Spulen einen zweiten Spulensatz
zu dem Elektromotorgehäuse
des EADS hinzu. Der zweite Spulensatz ist so ausgestaltet, dass
er als eine Lichtmaschine verwendet werden kann, um elektrische
Energie zum Wiederaufladen einer Batterie, zum Beispiel einer 12
Volt DC-Batterie, oder für
einen anderen Zweck zu erzeugen.
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Herkömmliche
Fahrzeuge verwenden eine Lichtmaschine vom Lundell-Typ, um 12 Volt DC
zu erzeugen. Andererseits können
Hybridfahrzeuge so ausgestaltet sein, dass sie ein Hilfsleistungsmodul (APM,
APM von Auxiliary Power Module) verwenden, um die Spannung herunterzutransformieren,
um aus einer Hochspannungsspeicherbatterie (eine "Hochspannung" kann zum Beispiel
in dem Bereich von etwa 40 bis etwa 300 Volt, oder bei etwa 288
Volt liegen) 12 Volt zu erhalten. Ein APM ist im Wesentlichen ein
DC/DC-Wandler, der zur Versorgung von Fahrzeuglasten verwendet wird,
die einen Nennspannungspegel von 12 Volt aufweisen. Das APM empfängt DC-Eingangsleistung
von einer Batterie mit höherer
Spannung und sein Ausgang liefert 12 Volt DC-Leistung an die Fahrzeuglasten.
Anders als eine herkömmliche
Lichtmaschine vom Lundell-Typ, die in einem "herkömmlichen
Hybridfahrzeug" nicht
verwendet werden kann, weil auch die Lichtmaschine anhält und keine
Leistung erzeugt, wenn der Verbrennungsmotor anhält, kann ein APM mit dem Liefern
von Leistung ohne Unterbrechung fortfahren. Ein "herkömmliches
Hybridfahrzeug" kann
als ein Hybridfahrzeug betrachtet werden, das nicht mit einem EADS
ausgestattet ist. Beispiele von Ausführungsformen der Erfindung überwinden
nicht nur den niedrigen Wirkungsgrad und die Leistungsbeschränkungsprobleme
von Maschinen vom Lundell-Typ, sondern bieten auch einen kostengünstigen
Ersatz für
ein APM in einer AHS2-Hybridarchitektur oder einer anderen ähnlichen
Architektur. AHS2 ist das fortgeschrittene Hybridsystem mit zwei
Betriebsarten von General Motors, das zwei Elektromotoren und zwei
Planetenradsätze
und Kupplungen verwendet. Die beispielhaften Ausführungsformen
können
in Verbindung mit anderen ähnlichen
Systemen anderer Hersteller von Nutzen sein.
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Bei
anderen Beispielen von Ausführungsformen
können
beide Spulensätze
als Lichtmaschinenspulensätze
verwendet werden, wenn die Maschinenwelle mit mechanischer Leistung
versorgt wird. Diese spezielle Ausführungsform ist besonders geeignet
für Anwendungen,
in denen zwei verschiedene Spannungen erzeugt werden müssen, und
beseitigt den Bedarf für
zwei Lichtmaschinen. Auf diese Weise stellt sie eine kostengünstige Lösung zur
Bereitstellung von Systemen mit zwei verschiedenen Spannungen in
dem gleichen Fahrzeug bereit, zum Beispiel ein 42 Volt-System und
12 Volt-System, oder ein 288 Volt-System und ein 12 Volt-System.
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Beispielhafte
Ausführungsformen
können
einen vollen Bereich einer unabhängigen
Steuerbarkeit der zwei Spulengruppen bereitstellen, ohne den Betrieb
untereinander zu beeinträchtigen.
Ferner bieten einige beispielhafte Ausführungsformen Vorteile beim
Einbauraum und den Kosten. Ein Stator, ein Rotor und Spulen, die
alle geeignet ausgestaltet sind, bieten wesentliche Wirkungsgradvorteile
im Vergleich zu herkömmlichen
Licht maschinen. Diejenigen Ausführungsformen,
die konzentrierte Wicklungen verwenden, bieten einen potenziell
höheren
Wirkungsgrad und eine leichte Herstellbarkeit im Vergleich zu verteilten
Wicklungen an. Beispielhafte Ausführungsformen, die einen einzigen
Stator mit dualen Spulengruppen aufweisen, bieten kompaktere elektrische
Maschinen mit leichterer Herstellbarkeit als elektrische Maschinen
mit axial kaskadierten dualen Statoren an.
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2 veranschaulicht
ein Beispiel einer elektrischen Maschine mit einem einzigen Stator
und dualen Spulen. Bei diesem Beispiel umfasst die elektrische Maschine 100 einen
zentralen Rotor 200 und einen umgebenden Stator 110.
Der Stator umfasst eine Reihe von Spulen 120 (nur zwei
davon sind durch Bezugszeichen bezeichnet, um eine Verwirrung bei
der Veranschaulichung zu vermeiden), die in einem Kreis angeordnet
sind. Jede Spule 120 ist um einen einzigen (nicht gezeigten)
Zahn herumgewickelt, und die Spulen 120 sind in der Technik
der konzentrierten Spule aufgewickelt und derart voneinander beabstandet,
dass jede Spule 120 von benachbarten Spulen 120 magnetisch
isoliert ist. Ferner sind bei dem veranschaulichten Beispiel die
Spulen 120 in abwechselnden Spulengruppen 130, 150 miteinander
elektrisch gekoppelt. In diesem Fall sind die Gruppen Paare von
Spulen 130, 150. Die Spulenpaare 130 sind
von den Spulenpaaren 150 elektrisch isoliert. Somit weist
die elektrische Maschine einen "dualen
Spulensatz" insofern
auf, als sie zwei Sätze
von Spulen oder Spulen aufweist, die voneinander elektrisch isoliert
sind.
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Die
Technologie ist selbstverständlich
nicht auf abwechselnde Paare 130, 150 von Spulen 120 beschränkt. Tatsächlich können die
Spulen 120 in Gruppen von drei Spulen oder vier Spulen
oder andere Gruppen von Spulen gruppiert werden und müssen sich
nicht notwendigerweise symmetrisch abwechseln, wie bei diesem Beispiel
gezeigt ist, sondern können
in dem Stator 110 in einem anderen Muster angeordnet werden.
In Abhängigkeit
von der gewünschten
Verwendung und den Anforderungen kann eine erste Spulengruppe mehr
Spulen aufweisen als eine zweite Spulengruppe. Ferner kann die Gesamtanzahl
von Spulen der ersten Spulengruppen größer als die Gesamtanzahl von
Spulen in den zweiten Spulengruppen sein. Die Anzahl von Spulen
pro Gruppe und die Anzahl von Gruppen in einem Wicklungssatz werden
auf der Grundlage der Leistungs- und Spannungspegel der Anwendungen
bestimmt. Als ein Grundprinzip sollte die Wahl der Zahl von Spulen
oder Gruppen keine wesentliche Auswirkung auf Beispiele von Ausführungsformen
der Elektromotoren mit vielfachen Wicklungen aufweisen. Ein Entwurf
einer elektrischen Maschine kann zum Beispiel durch einen typischen
Entwurfsprozess für
eine elektrische Maschine bestimmt werden, indem Parameter so gesetzt
werden, dass sichergestellt ist, dass die Spulen magnetisch isoliert
sind. Die Beschränkungen
der physikalischen Größe (Einbauraum)
und die Anforderung der magnetischen Spulenisolation kann die Anzahl
von Spulen und Gruppen diktieren.
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Mit
Bezug auf 2 wirken die Spulenpaare 150 zusammen
als eine Lichtmaschine, die Energie liefert, um eine Niederspannungsbatterie 300 wiederaufzuladen,
in diesem Fall eine wiederaufladbare 12 Volt DC-Batterie. Es kann gewünscht oder
notwendig sein, dass der in den Spulenpaaren 150 erzeugte Strom,
wenn sich der Rotor 180 dreht, durch einen gesteuerten
dreiphasigen Gleichrichter 310 oder eine ähnliche
Einrichtung, zum Beispiel einen AC/DC-Wechselrichter oder Gleichrichter
und dergleichen fließt,
um die Spannung zum Laden der Batterie 300 geeignet auszugestalten.
Der Rotor 180 ist mit einem nicht gezeigten Anker gekoppelt,
was notwendig ist, um den Rotor 180 zu drehen.
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Andererseits
empfangen die Spulenpaare 130 elektrische Energie von einer
Hochspannungsbatterie 400; bei dem veranschaulichten Beispiel kann
dies eine 288 Volt-Batterie sein, die bei einigen Hybridfahrzeuganwendungen
von General Motors (General Motors und GM sind Markenzeichen von General
Motors aus Detroit, Michigan, im Folgenden "GM" bezeichnet)
verwendet wird, obwohl auch andere Hochspannungsquellen von Nutzen
sind. Elektrizität
wird durch einen dreiphasigen AC/DC-Wechselrichter 410 oder eine
Einrichtung, die eine ähnliche
Funktion ausführt,
geliefert. Diese Energie versorgt die Spulenpaare 130 mit
Energie und veranlasst, dass sich der Rotor 180 dreht;
d. h. die Spulenpaare 130 betreiben das Elektromotormerkmal
der elektrischen Maschine 100. Die von dem Motor bereitgestellte
mechanische Drehmomentenergie kann verwendet werden, um irgendwelche
aus einer Vielzahl von Zubehöreinrichtungen
bei Kraftfahrzeuganwendungen anzutreiben, oder sie kann verwendet werden,
um die einzige oder eine Hilfsantriebskraft bereitzustellen.
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Das
Beispiel von 2, bei dem die Spulenpaare 130 und
die Spulenpaare 150 elektrisch und magnetisch voneinander
isoliert sind, ermöglicht
einen gleichzeitigen Betrieb der elektrischen Maschine als ein Motor
unter Verwendung der Spulenpaare 130 und als ein Generator
oder eine Lichtmaschine unter Verwendung der Spulenpaare 150,
wenn sich der Rotor 180 dreht. Andererseits kann der Elektromotor, wenn
nur die Lichtmaschinenfunktion benötigt wird, von der mechanischen
Last abgekoppelt werden und die Batterie 400 kann verwendet
werden, um den Rotor 180 zu drehen, um es den Spulenpaaren 150 zu ermöglichen,
die Lichtmaschinenfunktion zum Laden der Batterie 300 auszuführen. Wenn
nur die Elektromotorfunktion benötigt
wird, kann die Batterie 400 die Spulenpaare 130 mit
Leistung versorgen, um den Motor anzutreiben. Die Spulenpaa re 150 können unterbrochen
werden, sodass die Batterie 300 keine Wiederaufladungsenergie
empfangt.
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Obwohl
mindestens eine beispielhafte Ausführungsform in der voranstehenden
genauen Beschreibung dargestellt wurde, ist festzustellen, dass eine
große
Anzahl an Variationen existiert. Es ist auch festzustellen, dass
die beispielhafte Ausführungsform
oder die beispielhaften Ausführungsformen
nur Beispiele sind und nicht dazu gedacht sind, den Schutzumfang,
die Anwendbarkeit oder Ausgestaltung der beschriebenen Ausführungsformen
in irgendeiner Weise zu beschränken.
Stattdessen wird die voranstehende genaue Beschreibung Fachleuten eine
brauchbare Anleitung zur Implementierung der beispielhaften Ausführungsform
oder der beispielhaften Ausführungsformen
liefern. Es sollte verstanden sein, dass in der Funktion und Anordnung
von Elementen verschiedene Änderungen
durchgeführt
werden können,
ohne von dem Schutzumfang abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen und
deren juristischen Äquivalenten
offengelegt ist.