驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及基于雙供給的異步電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在所謂的雙供給的異步電動(dòng)機(jī)的變流器瀑布（Stromrichterkaskade)的情況下出 現(xiàn)的轉(zhuǎn)子電流或者轉(zhuǎn)子功率通常通過滑動(dòng)環(huán)引開。但是滑動(dòng)環(huán)容易干擾和維護(hù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明W該任務(wù)為基礎(chǔ)，通過基于雙供給的異步電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)W供使用，其 不需要滑動(dòng)環(huán)并且具有與通常的雙供給的異步電動(dòng)機(jī)相比改善的運(yùn)行性能。
[0004] 本發(fā)明通過如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解決了運(yùn)個(gè)任務(wù)。
[0005] 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有=相交流電動(dòng)機(jī)和至少一個(gè)逆變器。
[0006]=相交流電動(dòng)機(jī)具有通常的通過其驅(qū)動(dòng)的軸。
[0007]=相交流電動(dòng)機(jī)還具有第一=相定子繞組，其通常的，尤其是沒有逆變器的中間 連接的，直接能與或與用于產(chǎn)生第一磁定子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)的=相交流電壓網(wǎng)連接。
[000引 S相交流電動(dòng)機(jī)還具有第二S相定子繞組，其能與S相交流電壓網(wǎng)如此連接，使 得相對(duì)于借助于第一定子繞組產(chǎn)生的所述第一磁定子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)產(chǎn)生反向環(huán)繞的第二磁定子 旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。
[0009]=相交流電動(dòng)機(jī)還具有轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)，其與軸旋轉(zhuǎn)固定地機(jī)械禪合。轉(zhuǎn)子繞組系 統(tǒng)可W具有均勻在轉(zhuǎn)子周圍分布的線圈組。
[0010] 至少一個(gè)逆變器與軸旋轉(zhuǎn)固定地機(jī)械禪合，即與軸一起旋轉(zhuǎn)，并且與轉(zhuǎn)子繞組系 統(tǒng)電禪合，其中至少一個(gè)逆變器構(gòu)造成，如此產(chǎn)生用于轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)的控制電壓和/或控 制電流形式的控制信號(hào)，使得產(chǎn)生第一轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)和第二，與第一轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)不同的轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)場(chǎng)，其中第一轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)與第一定子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)如此交換作用，使得產(chǎn)生第一馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)和 第一扭矩，并且其中第二轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)與第二定子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)如此交換作用，使得產(chǎn)生第一馬達(dá) 轉(zhuǎn)數(shù)和第二扭矩，其中第二扭矩具有對(duì)于第一扭矩相同的作用方向或者旋轉(zhuǎn)方向。
[0011] 兩個(gè)定子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)相對(duì)地環(huán)繞。由此產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)數(shù)之間的整流的扭矩。
[0012] 至少一個(gè)逆變器可W構(gòu)造成如此產(chǎn)生轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)的控制信號(hào)，使得通過第一定 子繞組傳輸?shù)霓D(zhuǎn)子功率由通過第二定子繞組傳輸?shù)霓D(zhuǎn)子功率補(bǔ)償。
[0013] 對(duì)第一定子繞組和第二定子繞組能分配共同的定子磁環(huán)路或者定子鐵磁路，其中 定子磁環(huán)路可W具有例如通常的薄板束（Blechpakete)等等。第一和第二定子繞組由此形 成定子繞組系統(tǒng)。
[0014] 第一定子繞組可具有第一極對(duì)數(shù)量Pl并且第二定子繞組可具有第二極對(duì)數(shù)量 p2,其中pi聲p2適合。
[0015] 轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)可具有2* (pl+p2)各均勻地在轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)的周邊分布的線圈組。
[0016] 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可具有正好一個(gè)逆變器具有最高2* (pl+p2)相或者相連接。
[0017]對(duì)轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)可分配正好一個(gè)單個(gè)轉(zhuǎn)子磁環(huán)路。備選地轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)可具有第 一轉(zhuǎn)子繞組(其具有分配的第一磁環(huán)路）和與第一轉(zhuǎn)子繞組分離的第二轉(zhuǎn)子繞組(其具有分 配的第二與第一磁環(huán)路分離的磁環(huán)路)。
[0018] 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可W具有借助于軸驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇葉輪，其中至少一個(gè)逆變器與風(fēng)扇葉輪旋 轉(zhuǎn)固定地禪合并且熱禪合。一個(gè)或多個(gè)逆變器可W固定到例如任意位置，例如在風(fēng)扇葉輪 的旋轉(zhuǎn)中屯、的區(qū)域中或在旋轉(zhuǎn)中屯、外部緊貼或者在風(fēng)扇葉輪上。
[0019] 一個(gè)或多個(gè)逆變器可W集成到風(fēng)扇葉輪中，例如通過風(fēng)扇葉輪形成一個(gè)或多個(gè)逆 變器的殼體的方式。
【附圖說明】
[0020] 本發(fā)明在下面參照附圖詳細(xì)描述。在此示意性示出： 圖1示出根據(jù)第一實(shí)施方式的根據(jù)本發(fā)明的具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)， 圖2示出在圖1中示出的驅(qū)動(dòng)件系統(tǒng)的補(bǔ)充工作點(diǎn)， 圖3示出在在圖1中示出的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行象限中轉(zhuǎn)子功率的作用方向并且 圖4示出根據(jù)另外的實(shí)施方式的根據(jù)本發(fā)明的具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100,其具有=相交流電動(dòng)機(jī)(其具有定子繞組系 統(tǒng)1和轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)2)和正好一個(gè)6-相逆變器3,其產(chǎn)生轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)2的控制信號(hào)。
[0022] =相交流電動(dòng)機(jī)具有通常的未示出的軸。
[0023] 定子繞組系統(tǒng)或者定子包1具有第一=相定子繞組la,其通常沒有逆變器的中間 連接直接與=相交流電壓網(wǎng)或者其相電壓U，V和W連接用于產(chǎn)生第一定子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。
[0024] 定子繞組系統(tǒng)1還具有第二=相定子繞組化，其與=相交流電壓網(wǎng)或者其相電壓 U，V和W如此連接，使得相對(duì)于第一定子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)(其借助于第一定子繞組Ia產(chǎn)生)產(chǎn)生反向 環(huán)繞的第二磁定子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。為了實(shí)現(xiàn)，借助于定子繞組Ia和化產(chǎn)生的磁定子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)反向 環(huán)繞，定子繞組Ia和化可例如反向纏繞。
[00巧]對(duì)第一定子繞組Ia和第二定子繞組化分配共同的未示出的定子磁環(huán)路或者定子 鐵磁路，其中定子磁環(huán)路或者定子鐵磁路可具有例如通常的薄板束等等。
[0026]轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)或者轉(zhuǎn)子包2與軸旋轉(zhuǎn)固定地機(jī)械禪合。對(duì)轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)或者轉(zhuǎn)子 包2分配正好一個(gè)轉(zhuǎn)子磁環(huán)路或者轉(zhuǎn)子鐵磁路（未示出）。轉(zhuǎn)子磁環(huán)路或者轉(zhuǎn)子鐵磁路可 具有例如通常的薄板束等等。
[0027]逆變器3與軸旋轉(zhuǎn)固定地機(jī)械禪合并且與轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)2電禪合。
[002引逆變器3產(chǎn)生用于轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)2的控制電壓和/或控制電流形式的控制信號(hào)， 使得產(chǎn)生第一磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)和第二關(guān)于第一轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)反向環(huán)繞的磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。第一轉(zhuǎn) 子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)交換作用與第一定子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)如此，使得產(chǎn)生第一馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)和第一扭矩。第二轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)場(chǎng)與第二定子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)如此交換作用，使得產(chǎn)生第一馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)和第二扭矩，其中第二扭 矩具有對(duì)于第一扭矩相同的作用方向 第一定子繞組Ia具有示意性為1的第一極對(duì)數(shù)量Pl并且第二定子繞組化具有示意 性為2的第二極對(duì)數(shù)量p2。轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)2具有2* (pl+p2) =6各均勻在轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)2的 周邊分布的線圈組。相應(yīng)地逆變器具有2* (pl+p2) =6關(guān)聯(lián)的相或者相輸出，其與關(guān)聯(lián)的線 圈組巧日所示）電相連。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明具有轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)2的雙供給的異步電動(dòng)機(jī)的在轉(zhuǎn)子側(cè)上布置的并 且與（馬達(dá)-)軸一起運(yùn)行的逆變器3如此控制，使得通過第一定子繞組Ia傳輸?shù)霓D(zhuǎn)子功 率由通過第二定子繞組化傳輸?shù)霓D(zhuǎn)子功率補(bǔ)償。
[0030] 兩個(gè)定子繞組Ia和化可共同地安置到具有相電壓U，V，W的=相網(wǎng)上并且在其中 產(chǎn)生基本上正弦形的網(wǎng)電流中。此外通過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100的4-象限能力不需要額外的手段 如斬波器（Bremschopper)或者電阻或電子設(shè)備用于在發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的情況下能量反饋。
[0031] 本發(fā)明在雙供給的異步電動(dòng)機(jī)的情況下基于變流器瀑布的原理。但是出現(xiàn)的轉(zhuǎn)子 電流和轉(zhuǎn)子功率未通過滑動(dòng)環(huán)引開，而是借助于合適地控制轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)2與定子繞組系 統(tǒng)1相連。
[0032] 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)100具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件系統(tǒng)（子馬達(dá)）。在運(yùn)個(gè)情景中逆變器產(chǎn)生控制信 號(hào)，控制信號(hào)由第一控制信號(hào)組和第二控制信號(hào)組形成。第一驅(qū)動(dòng)件系統(tǒng)包括第一定子繞 組Ia和轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)2,借助于逆變器3將第一控制信號(hào)組施加到其用于形成第一子馬達(dá)。 第二驅(qū)動(dòng)件系統(tǒng)包括第二定子繞組化和轉(zhuǎn)子繞組系統(tǒng)2,借助于逆變器3將第二控制信號(hào) 組施加到其用于形成第二子馬達(dá)。第一控制信號(hào)組影響第一轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)并且第二控制信號(hào) 組影響第二轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)。
[0033] 對(duì)于Pl=I和p2=2得出用于六個(gè)線圈組的示意性下面的控制信號(hào)組：
藥，:=2極場(chǎng)的幅度 歲=4極場(chǎng)的幅度 :毎=2極場(chǎng)的角頻率 W! =4極場(chǎng)的角頻率 用"r"索引的變量表示第一控制信號(hào)組并且用"1"索引的變量表示第二控制信號(hào)組。
[0034]在第二驅(qū)動(dòng)件系統(tǒng)中在相同軸上通過第一驅(qū)動(dòng)件系統(tǒng)傳輸?shù)霓D(zhuǎn)子功率回傳輸?shù)?供應(yīng)網(wǎng)中，其中產(chǎn)生具有與通過第一驅(qū)動(dòng)件系統(tǒng)相同作用方向的軸上的機(jī)械功率。
[0035]根據(jù)本發(fā)明補(bǔ)充工作點(diǎn)設(shè)定在第二驅(qū)動(dòng)件系統(tǒng)中。在此第二驅(qū)動(dòng)件系統(tǒng)的工作點(diǎn) 借助于逆變器3的控制如此確定，使得： a) 兩個(gè)子馬達(dá)或者驅(qū)動(dòng)件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)數(shù)正好相同并且 b) 兩個(gè)轉(zhuǎn)子功率的和得出零。
[0036] 為了可W將兩個(gè)相互相反，但是相同頻率磁旋轉(zhuǎn)場(chǎng)用于共同的定子繞組系統(tǒng)或者 定子包I上，要求，兩個(gè)定子繞組la和化的極對(duì)數(shù)量不同地出現(xiàn)。不同極對(duì)數(shù)量的旋轉(zhuǎn)場(chǎng) 在共同的磁環(huán)路中不影響。
[0037] 為了設(shè)定第二驅(qū)動(dòng)件系統(tǒng)的補(bǔ)充工作點(diǎn)對(duì)于第一驅(qū)動(dòng)件系統(tǒng)的工作點(diǎn)在上述條 件a)下適合：
其中Pl和p2表示兩個(gè)定子繞組Ia和化的極對(duì)數(shù)量，:極掙康示第一控制信號(hào)組的基 本振蕩的頻率，其與Pl極或者第一定子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)交換作用，并且f"2表示第二控制信號(hào)組的 基本振蕩的頻率，其與p2極或者第二定子旋轉(zhuǎn)場(chǎng)交換作用。對(duì)于上述示意性控制信號(hào)組在 此適合：
只要選擇成Pl聲p2,可能將兩個(gè)定子繞組系統(tǒng)施加到共同的鐵磁路上。
[0038] 結(jié)果在定子周邊上磁通勢(shì)分布的豎立軸形成，其具有pl+p2個(gè)交點(diǎn)，也就是例如 在Pl=I并且p2=2時(shí)正好3個(gè)交點(diǎn)。最大磁通勢(shì)對(duì)稱地在交點(diǎn)之間W基波磁通勢(shì)的單獨(dú)幅 度的總和形成。該特性可在設(shè)置共同的磁環(huán)路的情況下附加地利用。
[0039] 圖2示出在需要的工作頻率或者轉(zhuǎn)數(shù)之間的關(guān)系，其中n表示轉(zhuǎn)數(shù)，表示同 步轉(zhuǎn)數(shù)并且S表示滑動(dòng)。圖2示意性示出兩個(gè)驅(qū)動(dòng)件系統(tǒng)的表示，如例如對(duì)于極對(duì)數(shù)量p2/ pi二 1/2 適合。
[0040] 從圖2得出，對(duì)于每個(gè)工作頻率或者轉(zhuǎn)數(shù)可發(fā)現(xiàn)正好兩個(gè)工作點(diǎn)，對(duì)于每個(gè)驅(qū)動(dòng) 件系統(tǒng)分別一個(gè)。
[0041] 圖3說明，在該工作點(diǎn)中轉(zhuǎn)子功率在馬達(dá)扭矩的相同作用方向的情況下分別具有 相反的符號(hào)。運(yùn)起因在于，例如第一驅(qū)動(dòng)件系統(tǒng)在第一象限值并且第二驅(qū)動(dòng)