[发明专利]用于机动车的电机以及机动车

说明书

本发明涉及一种用于机动车的电机，其包括定子(2)和转子(4)，转子(4)具有至少一个产生磁性励磁场的磁性元件(8‑11)，其中，在定子(2)和转子(4)之间布置具有至少一个导磁的导体区段的屏蔽件(6)，其中，可调整屏蔽件(6)相对于转子(4)的相对位置以改变至少一个磁性元件(8‑11)被至少一个导体区段遮盖的方案。

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的电机，其包括定子和转子，转子具有至少一个产生磁性励磁场的磁性元件。

背景技术

长期以来，这种电机已经是已知的并且在汽车工业中用于混合动力驱动的或全电驱动的机动车。在以低转速运行时，电机典型地产生基本上恒定的扭矩。然而，在较高的转速时，典型地从约4000/min开始，扭矩通过互感效应的增加几乎线性/直线下降到0Nm。

已知的是，通过有目的地减弱磁性励磁场的场强克服扭矩下降。为此，例如可通过有目的地施加相反地指向的磁场减小转子的磁性元件的磁通量。为了减弱场强而产生的磁场对产生扭矩没有贡献，并且由此降低了电机的效率。除了用于减弱场强的这种电磁措施，也已知的是，使转子相对于定子在轴向方向上从定子场中引导出来，并且由此以机械的方式减小励磁场的磁通量。然而，由于作用到转子上的力矩，在电机运行期间转子的这种运动成本非常高。

发明内容

因此本发明提出的目标是，给出用于机械的磁场弱化的相对改善的、尤其成本更低的可能性。

根据本发明，在开头所述类型的电机中，该目标通过以下方式实现，即，在定子和转子之间布置具有至少一个导磁的导体区段(导磁区段)的屏蔽件，其中，可调整屏蔽件相对于转子的相对位置以改变至少一个导体区段对至少一个磁性元件的遮盖/遮盖情况。

本发明基于这样的构思，即，通过以下方式减弱转子的磁性励磁场并且由此减弱与定子场相互作用的磁通，即，通过屏蔽件的导体区段可变地遮盖至少一个磁性元件。该导体区段是布置在定子和转子之间的屏蔽件的优选扁平的区段并且由导磁性良好的材料制成。在该构思中，导磁的材料的特征在于这样的导磁率，即，其显著大于顺磁体的导磁率，具有至少10、优选地至少100的导磁性、即例如导磁系数。尤其地，导体区段由铁磁的材料制成并且优选地具有带有高饱和度的软磁材料性能。通过如此构造的导体区段，可通过磁短路减弱励磁场，从而减小励磁场的磁通。由此，根据至少一个磁性元件被至少一个导体区段遮盖的面积，可改变磁场弱化的强度，为此，调整屏蔽件相对于转子的可变的相对位置。换句话说，相对于转子屏蔽在遮盖面积上进入导体区段中的励磁场的磁力线，尤其通过由屏蔽件短路磁性回路。

遮盖面积确定遮盖程度，即，相对于定子被至少一个导体区域遮盖的至少一个磁性元件的部分。通过调整屏蔽件的相对位置，可在当没有遮盖时为0的最小值和尤其地当至少一个磁性元件被至少一个导体区域完全遮盖的最大值之间预定该遮盖程度。适宜地，可根据转速预定遮盖程度，以便在电机的整个运行范围上通过针对性的磁场弱化实现尽可能高的扭矩。例如，可根据经验确定转速和遮盖程度的合适的关联性并且将其储存在储存单元中，在电机运行期间，该关联性可用于调整相对位置。

在这一点上应指出的是，至少一个磁性元件优选地是永磁体，因为刚好在这种情况中不能实现直接控制其励磁场。例如可设置唯一的、穿过转子轴线的永磁体，其产生转子的极对。但是，备选地，作为磁性元件，也可设置多个等距地在转子的周向上布置的永磁体，其产生转子的一个或多个极对。然而，本发明不一定限制在永磁激励的转子上，而是原则上为了磁场弱化，也可使用电磁产生的励磁场、即使用例如外部激励的同步电机或异步电机。

由此，有利地，通过本发明不仅可省去引入附加的磁场，而且可省去为了磁场弱化进行的转子相对于定子的运动。由此，既不会由于用于产生附加弱化的磁场的附加功率需求导致电机效率直接下降，也不会为了实现可动的转子而导致显著提高的结构成本。相反地，仅仅在定子和转子之间、即在电机的气隙的区域中设置基本上质量很小的屏蔽件，与用于磁场弱化的传统技术相比，可利用明显更简单且由此成本更低的措施调整屏蔽件相对于转子的相对位置。