具有保險電路的電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種尤其在機動車中的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中使用的電勵磁的電機（2），其包括：具有定子繞組的定子，所述定子繞組具有多個相線；勵磁繞組（3），如此布置所述勵磁繞組，以將勵磁磁場耦合到相對于所述定子可運動地布置的轉(zhuǎn)子中，從而在所述定子與所述轉(zhuǎn)子之間的氣隙中形成磁場；以及勵磁電流回路，所述勵磁電流回路具有保險裝置（11），所述保險裝置在過電流時自動地觸發(fā)。
【專利說明】具有保險電路的電機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機、尤其電勵磁的電機、如例如混合勵磁的或者外部勵磁的機器。本發(fā)明尤其涉及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中所使用的電勵磁的電機并且尤其涉及用于減小故障情況下出現(xiàn)的制動力矩的措施。
【背景技術(shù)】
[0002]外部勵磁的或者說混合勵磁的電機與永磁體勵磁的機器相比需要另外兩個用于勵磁繞組的電觸通部。所述勵磁繞組通常必須借助自身的操控單元、勵磁電路來操控。
[0003]替代地,所述勵磁繞組也能夠通過運行電機的相線(Phasenstrjinge)的驅(qū)動電路來通電。在這種情況下，勵磁繞組連接在星形接點與地電勢之間，其中所述電機的相線通過所述星形接點相互連接。
[0004]在驅(qū)動電路失靈時必須防止，電機除其機械剛度外還會由于去掉了支撐力矩而形成電制動力矩。
[0005]在故障情況下必要的是，根據(jù)故障情況的類型，例如在吸動開關(guān)(Pull-Up-Schalter)擊穿(durchlegiert)時,繼續(xù)操控單個開關(guān),從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力的返航輔助(Heimfahrhilfe)或者說替代地設(shè)置能夠拆開的相位繼電器和/或星形接點繼電器。
[0006]尤其當(dāng)勵磁繞組連接在電機中的星形接點與地電勢之間時，能夠在故障情況下甚至出現(xiàn)過勵磁，通過所述過勵磁會產(chǎn)生大制動力矩。在使用這種轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的電機時，這會導(dǎo)致車輛的不可控性并且因此顯示出安全風(fēng)險。
[0007]由于混合勵磁的電機中除勵磁繞組外還存在的勵磁磁體，因此在驅(qū)動電路中出現(xiàn)短路故障時存在于電機中的永磁體能夠產(chǎn)生感應(yīng)電壓,所述感應(yīng)電壓通過短接的開關(guān)導(dǎo)通(freilhfen)、產(chǎn)生電流并且由此施加反向于外部力矩作用的電制動力矩。這種故障情況對于具有星形接點中勵磁繞組的分接頭的混合勵磁的電機而言特別危急，因為在此由于所述故障情況所述星形接點電壓會升高并且會形成最大勵磁或者說過勵磁狀態(tài)。
[0008]在出現(xiàn)故障情況時拆開電機的星形接點的措施一般花費較大，因為為此需要專用的開關(guān)、例如星形接點繼電器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種用于電勵磁的電機的保險方案，其能夠以簡單的方式減小在故障情況中可能出現(xiàn)的制動力矩。
[0010]該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中使用的電勵磁的電機以及根據(jù)并列的權(quán)利要求所述的馬達系統(tǒng)解決。
[0011]本發(fā)明的其他有利的設(shè)計方案在從屬權(quán)利要求中給出。
[0012]根據(jù)第一方面，規(guī)定了電勵磁的電機，其尤其用于在機動車中的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中使用。所述機器包括: 一具有定子繞組的定子，所述定子繞組具有多個相線；
一至少部分地設(shè)有軟磁材料的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子相對于所述定子能夠運動地布置；
一勵磁繞組，如此布置所述勵磁繞組，以將勵磁磁場耦合到轉(zhuǎn)子中，從而在所述定子與所述轉(zhuǎn)子之間的氣隙中形成磁場；以及
一勵磁電流回路，所述勵磁電流回路具有保險裝置，所述保險裝置在過電流時自動地觸發(fā)。
[0013]上述電機的構(gòu)思在于，設(shè)置具有單獨的保險裝置的勵磁繞組，所述保險裝置在過電流時由于故障情況自動觸發(fā)。因此能夠在故障情況下獨立于能源通過相線可靠地切斷勵磁回路，從而在故障情況下能夠不出現(xiàn)不期望的制動力矩。出于這種原因，具有所述保險裝置的這種外部勵磁的或者說混合勵磁的電機尤其適用于在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及其他對于安全至關(guān)重要的系統(tǒng)中使用，其中在故障情況中不允許通過電機施加制動力矩。
[0014]此外，所述保險裝置能夠具有熔斷保險裝置。
[0015]根據(jù)一種實施方式，所述勵磁繞組、所述勵磁電流回路和所述保險裝置布置在所述電機的殼體上或者中。
[0016]能夠規(guī)定，所述勵磁電流回路與星形接點連接，相線通過所述星形接點相互錯接。
[0017]此外能夠設(shè)置驅(qū)動電路用于提供穿過所述電機的相線的相位電流，其中所述驅(qū)動電路能夠通過控制單元操控。
[0018]所述控制單元能夠構(gòu)造用于探測故障情況并且用于在探測到故障情況后操控所述驅(qū)動電路，從而將高電源電勢持久地施加到所述相線之一上，從而使得所述星形接點處的電勢升高并且增大了穿過所述勵磁電流回路的電流，其中所述相線通過所述星形接點相互錯接。
[0019]此外，所述保險裝置能夠構(gòu)造用于在穿過所述勵磁電流回路的電流增大時觸發(fā)。
[0020]根據(jù)另一方面，規(guī)定了馬達系統(tǒng)。所述馬達系統(tǒng)包括:
一上述電機；
一用于給所述電機的相線通電的驅(qū)動電路；
一用于操控所述驅(qū)動電路的控制單元。
[0021]根據(jù)另一方面，規(guī)定了用于運行上述馬達系統(tǒng)的方法，其中在探測到故障情況后將高電源電勢持久地施加到所述相線之一上，從而使得所述星形接點處的電勢升高并且增大了穿過所述勵磁電流回路的電流，其中所述相線通過所述星形接點相互錯接。
[0022]尤其能夠在穿過所述勵磁電流回路的電流增大時觸發(fā)所述保險裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面借助附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進行詳細闡述。其中:
圖1示出了根據(jù)一種實施方式的、具有外部勵磁的電機的馬達系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]圖1示出具有電機2的馬達系統(tǒng)1，所述電機在該情況下構(gòu)造為三相。電機2具有帶有三個相線的定子結(jié)構(gòu)，所述三個相線在星形接點電路中通過星形接點S相互錯接。
[0025]電機2的(未示出的)轉(zhuǎn)子由軟磁材料構(gòu)成并且通過位置固定地布置的勵磁繞組3被施以勵磁磁場，所述勵磁磁場基本上具有與同步電機的轉(zhuǎn)子中的永磁體相同的功能。勵磁繞組3通常構(gòu)造在定子內(nèi)部，從而使得所述勵磁磁場貫穿到轉(zhuǎn)子中并且在那轉(zhuǎn)向，從而在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子極與定子之間的氣隙中形成磁場，所述磁場用于驅(qū)動轉(zhuǎn)子。
[0026]為了給構(gòu)造有勵磁繞組3的電流回路通電，勵磁繞組3在所示出的實施例中連接在星形連接點S與地電勢GND之間，其中定子的相線通過所述星形接點相互連接。
[0027]此外，電機2由驅(qū)動電路4運行，所述驅(qū)動電路以B6電路的形式構(gòu)造。B6電路具有三個分別帶有兩個串聯(lián)的半導(dǎo)體開關(guān)6的反相器電路5，在所述半導(dǎo)體開關(guān)之間分別設(shè)置一個結(jié)點作為用于連接電機2的相線之一的分接頭。所述半導(dǎo)體開關(guān)6通常根據(jù)整流線路圖借助控制單元10接通。施加在驅(qū)動電路4上的電壓施加在所述反相器電路5中的每一個上。此外設(shè)置有中間電路電容器9，通過所述中間電路電容器施加電源電壓Uvers。
[0028]將高電源電勢Vh和低電源電勢八之間的電源電壓Uvers施加到驅(qū)動電路4上，所述電源電壓通過第一保險裝置7以及與此串聯(lián)的配電繼電器8與驅(qū)動電路4連接。所述第一保險裝置7如此設(shè)計，使得在施加全電源電壓Uvers時流經(jīng)電機2的兩個相線的最大電流仍未足以觸發(fā)所述保險裝置。優(yōu)選的是，所述觸發(fā)閾根據(jù)所述最大電流和預(yù)先規(guī)定的公差確定。當(dāng)高電源電勢Vh和低電源電勢'之間出現(xiàn)短路時，尤其當(dāng)電流繞行穿過相線的情況下穿過所述反相器電路5之一出現(xiàn)短路時，由于短路線路的較小的阻抗觸發(fā)所述第一保險裝置7。
[0029]在勵磁回路中設(shè)置第二保險裝置11，所述第二保險裝置如此設(shè)計，使得其避免了過勵磁。尤其能夠如此設(shè)計所述第二保險裝置11，使得其能夠承載在一半的電源電壓Uvots下穿過勵磁回路形成的電流。所述一半的電源電壓Uv_/2在正常運行的情況下施加在電機2的星形接點S上。一旦勵磁回路中的電流強度顯著超過這個值，例如超出10%的公差范圍，則觸發(fā)所述第二保險裝置。由此能夠?qū)崿F(xiàn)，解除激活勵磁繞組3，從而能夠不再產(chǎn)生制動力矩。
[0030]如果勵磁繞組3處于混合勵磁的電機中，則由此能夠至少減小作用到電機2的轉(zhuǎn)子中的永磁體上的制動力矩。也能夠防止由于星形接點電壓可能的升高而出現(xiàn)的過勵磁，所述過勵磁可能導(dǎo)致額外的制動力矩。
[0031]所述相線和勵磁繞組3優(yōu)選布置在電機2中。出于這個原因有利的是，將所述第二保險裝置11也布置在電機2內(nèi)部。第一保險裝置7和/或第二保險裝置11優(yōu)選構(gòu)造為熔斷保險裝置并且尤其構(gòu)造為自動且持久地觸發(fā)的保險裝置、也就是引起要保護的電流回路斷開的保險裝置。
[0032]通過在勵磁回路中設(shè)置第二保險裝置11能夠?qū)崿F(xiàn)保險功能，所述保險功能在故障情況中完全獨立于馬達系統(tǒng)I的其余部分地實現(xiàn)了安全狀態(tài)并且完全切斷了馬達系統(tǒng)
I。由于所述勵磁回路的切斷情況的獨立性，無需控制電子裝置內(nèi)部重要的附加措施。
[0033]此外能夠規(guī)定，通過操控半導(dǎo)體開關(guān)6中與高電源電勢Vh連接的那個半導(dǎo)體開關(guān)，通過控制單元10使得相線之一在更長的時間段內(nèi)或者說持久地與高電源電勢Vh連接，從而升高星形接點電壓。因此能夠在識別出出現(xiàn)了故障情況時通過相應(yīng)地操控驅(qū)動電路4的半導(dǎo)體開關(guān)6觸發(fā)第二保險裝置11。
【權(quán)利要求】
1.電勵磁的電機(2),尤其用于在機動車中的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中使用,包括: 一具有定子繞組的定子，所述定子繞組具有多個相線； 一勵磁繞組(3)，如此布置所述勵磁繞組，以將勵磁磁場耦合到相對于所述定子可運動地布置的轉(zhuǎn)子中，從而在所述定子與所述轉(zhuǎn)子之間的氣隙中形成磁場；以及 一勵磁電流回路，所述勵磁電流回路具有保險裝置(11)，所述保險裝置在過電流時自動地觸發(fā)。
2.按權(quán)利要求1所述的電機(2)，其中所述保險裝置(11)具有熔斷保險裝置。
3.按權(quán)利要求1或2所述的電機(2)，其中所述勵磁繞組、所述勵磁電流回路和所述保險裝置(11)布置在所述電機(2)的殼體上或者中。
4.按權(quán)利要求1到3中任一項所述的電機(2)，其中所述勵磁電流回路與星形接點(S)連接，所述相線通過所述星形接點相互錯接。
5.按權(quán)利要求1到4中任一項所述的電機(2)，其中設(shè)置有驅(qū)動電路(4)用于提供穿過所述電機(2)的相線的相位電流，其中所述驅(qū)動電路(4)能夠通過控制單元(10)操控。
6.按權(quán)利要求5的電機(2)，其中所述控制單元(10)構(gòu)造用于探測故障情況并且用于在探測到故障情況后操控所述驅(qū)動電路(4)，從而將高電源電勢持久地施加到所述相線之一上，從而使得所述星形接點(S)處的電勢升高并且增大了穿過所述勵磁電流回路的電流，其中所述相線通過所述星形接點相互錯接。
7.按權(quán)利要求6所述的電機(2)，其中所述保險裝置(11)構(gòu)造用于在穿過所述勵磁電流回路的電流增大時觸發(fā)。
8.馬達系統(tǒng)(I)，包括: 一按權(quán)利要求1到7中任一項所述的電機(2)； 一用于給所述電機(2)的相線通電的驅(qū)動電路(4)； 一用于操控所述驅(qū)動電路(4)的控制單元(10)。
9.用于運行按權(quán)利要求8所述的馬達系統(tǒng)(I)的方法，其中在探測到故障情況后將高電源電勢持久地施加到所述相線之一上，從而使得所述星形接點(S)處的電勢升高并且增大了穿過所述勵磁電流回路的電流，其中所述相線通過所述星形接點相互錯接。
10.按權(quán)利要求9所述的方法，其中在穿過所述勵磁電流回路的電流增大時觸發(fā)所述保險裝置(11)。
【文檔編號】H02H7/06GK103620948SQ201280032076
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月28日
【發(fā)明者】M.諾伊布格, V.里格 申請人:羅伯特·博世有限公司