[发明专利]18/8同步电机

说明书

本发明涉及一种具有8个转子极和18个定子齿的18/8同步电机， 其尤其用于电动转向辅助装置中。

在用于汽车中的具有机电式辅助机构的转向系统的电动驱动装置 中要求在轴上产生的驱动力矩的波动幅度非常小。通常将永久激励的电 子换向的同步电机用作这种驱动装置，因为这种同步电机由于其功率密 度，其效率和其调节可能性而优选于这种应用。但是在电子换向的同步 电机中由于高次谐波而形成所谓的高次谐波力矩，其可以导致转矩的强 烈波动。因此必须这样地构造这种驱动装置，使得这种高次谐波尽可能 地被减小或使它们对转矩变化的作用很小。此外在这种同步机中不仅在 负荷下出现转矩波动，而且在无电流的定子绕组中也出现转矩波动，其 被称为定位转矩。

用于减小同步电机中的定位转矩的常用方法在于，这样地选择定子 槽数与极数的比，使得最小公倍数尽可能地大。这例如在具有在定子中 的9个定子齿和8个转子极的同步电机中实现。此时得到具有小的定位 转矩幅度的每转72个定位位置。

但是这种同步电机对对称性的偏差的反应非常敏感，亦即小的偏差 就将导致很大的定位转矩和转矩波动。

此外在运行中形成很大的径向力波，其可以导致增强的噪音形成。 由于制造公差的原因不可能实现绝对的结构对称而减小公差会大大地 提高制造费用。

本发明的任务是提供一种同步电机，其在保持低的定位转矩和力矩 波动下对对称性的偏差具有较小的敏感性和明显减小径向力波。

该任务由按照权利要求1所述的同步电机解决。

本发明的其它有利的实施例由从属权利要求给出。

按照一个方面，设置具有带18个定子齿的定子的同步电机，定子 齿上缠绕定子线圈。8个极磁体布置在转子上。每个定子线圈缠绕至少 两个定子齿。

本发明的同步电机的18/8配置将对对称性偏差不很敏感的永久激 励的同步电机的9/8配置的优点与大大减小的径向力波相结合。这是通 过相对于9/8配置将定子齿的数目加倍并且每个定子线圈围绕至少两个 定子齿设置而实现的。

同步电机的每个定子齿优选被至少两个定子线圈缠绕，后者此外分 别缠绕在对应的定子齿两侧的相邻的定子齿。尤其是缠绕一个定子齿的 定子线圈可以具有相互反向设置的缠绕方向。这导致，通过围绕其中一 个定子齿的定子线圈产生的径向力的分量至少部分地相互抵消。由此可 以减小在同步电机运行时产生的径向力波。

此外缠绕三个相互相邻的定子齿对的每三个定子线圈可以串联地 连接成一个三定子线圈组和通过控制连接头用一个共同的相进行控制。

可以优选地将分别以120°在定子上相互错开的三定子线圈组通过 三个相连接头进行控制和分别以部分星形连接方式连接。

按照其它的实施形式，该部分星形连接可以或者是与两个逆变器连 接或者是与一个共同的逆变器连接。

可以规定分别以120°在定子上相互错开的三定子线圈组通过三个 相连接头控制和分别以部分三角连接方式连接。

此外该部分三角连接可以或者是与两个逆变器连接或者是与一个 共同的逆变器连接。

按照另一个实施形式，八个定子齿的第一部分系统的定子线圈和位 于八个定子齿对面的另外八个定子齿的第二部分系统的定子线圈相互 不是重叠地布置的，其中第一和第二部分系统的定子线圈具有缠绕三个 定子齿的定子线圈。

尤其是部分系统中之一的定子线圈可以布置在一个由三个串联的 定子线圈构成的位于相互相邻的定子齿对上的三定子线圈组中和在两 个串联的、分别由一个具有围绕三个定子齿的单倍卷绕圈数的定子线圈 和一个具有围绕两个定子齿的双倍卷绕圈数的定子线圈构成的两定子 线圈组中。此外每个部分系统的定子线圈的该三定子线圈组和该两个两 定子线圈组可以以分开的部分星形连接线路或部分三角连接线路相互 连接起来和各三相地通过一个共同的逆变器或通过相互分开的逆变器 进行控制。

以下依据附图描述本发明的优选实施形式。附图所示：

图1是按照本发明的一个实施形式的18/8同步电机的横截面视图；

图2是定子线圈相对于不同的相的概要图示；

图3是按照附图的布置进行连接的六个线圈组的图示；

图4至7是按照本发明的同步电机的定子线圈各种不同的连接；和

图8是按照图4至图7的同步电机的一种可能的实施例，其中六个 线圈装置相互分开地布置在同步电机的两个半部上。