用于在机动车中取出或添加永磁励磁的同步电机的具有永磁体的转子的方法以及机动车与流程

本发明涉及一种用于在机动车中取出或添加永磁励磁的同步电机的具有至少一个永磁体的转子的方法，该永磁励磁的同步电机此外具有定子，定子具有至少一个，尤其是三个定子绕组，其中，永磁励磁的同步电机和与定子绕组相连接的脉冲变换器形成电机装置。此外，本发明涉及一种机动车。

背景技术：

1、在具有动力电机的机动车中，例如混合动力机动车或尤其是电动车中，也使用永磁励磁的同步电机(psm)。至今为止规定，在永磁励磁的同步电机故障时，更换整个电动车桥，即，尤其是整个同步电机。此外也已知，大多数时候根据装配或安装情况在修理厂中单独更换脉冲变换器(pwr)。

2、随着在道路交通中运行的电动车的数量增加，尤其是出于成本和可持续性原因，对在修理厂中的更高的维修深度的需求也增加。但由于永磁体的力极大，目前不能在常规的机动车修理厂中进行转子的更换。虽然在制造时通过高功率的多轴机器人实现将通常构造成内转子的转子插入定子的相应的开口中，但不能将这种方案简单地转用到修理厂中，对于修理厂来说，这种类型的多轴机器人过于复杂、过于昂贵并且不值得。因此，在修理厂中，用于机动车的其中可以拆卸和安装转子的维修方案并不是已知的。然而，例如当仅转子损坏时或者为了修理例如轴承而必须暂时地取出转子时，这种维修方案是值的期望的。

3、ep 2 246 961 a1提出了一种永磁激励的电机，在该电机中，提供可变的转子磁化。为此提出，在转子中设置第一永磁体和第二永磁体，第一永磁体的矫顽力和在磁化方向上的厚度的乘积较小，并且第二永磁体的矫顽力和在磁化方向上的厚度的乘积较大。这可以实现，借助电枢线圈针对第一永磁体实现磁化的变化，并且进而也实现整个转子的磁化的变化。在该特殊的设计方案中也提出，第一永磁体磁化使得第一和第二永磁体的磁通量彼此相反地指向，从而减小了在转子和定子之间的磁吸力并且实现了拆卸。

4、cn 202 121 403 u涉及一种用于永磁体电机的电机盖结构，其中，该电机盖结构具有内部的孔，该孔的直径选择成使得该直径刚好超过转子的外直径。通过对开口的尺寸调整，提供了改进的稳定性，因为电机盖结构的支撑力大于在定子和转子之间的磁性力。

5、cn 113 098 216 a提出了一种用于更好地拼合外转子和定子的风力涡轮机，在相邻的磁体之间在转子处的气隙中安装可导磁的工具，该工具减弱在转子和定子之间的磁性力，并且由此显著降低转子和定子彼此吸附或碰撞的风险。以这种方式，也显著降低了拼合难度。

技术实现思路

1、因此本发明的目的是，尤其是在可持续性和/或成本方面改进在机动车中的永磁励磁的同步电机的可维护性和可维修性。

2、为了实现该目的，在开头所述的类型的方法中，根据本发明规定，在取出或添加转子时，借助脉冲变换器在维护运行模式中给定子绕组通电以产生与通过转子的永磁体产生的永磁场反作用的定子场，使得减小和/或至少部分地消除在定子和转子之间出现的力。

3、因此，为脉冲变换器设置运行模式，即，维护运行模式，在该运行模式中运行定子绕组，使得产生与永磁场以及进而与在转子和定子之间的力反作用的定子磁场，该定子磁场实现以显著简化的方式取出或添加尤其是构造成内转子的转子。由此，对于简易的机动车修理厂来说，在机动车方面也可以提供所上述的解决方案，即，仅更换永磁励磁的同步电机的转子或为了维修暂时取出转子。因此，如果应更换转子或者为了维修而取出转子，这可以在维护运行模式中通过定子绕组的定子电磁场实现。

4、目前为止，妨碍拉出(或再次插入)转子的主要问题是所产生的非常强的磁性力，尤其是在定子的定子叠片组方面产生的磁性力。在维护运行模式中，建立这样的定子场，即，该定子场与在转子和定子之间的磁性力反作用并且尽可能地抵消该磁性力。通过脉冲变换器实现维护模式和定子场的特殊结构。例如，可以在控制脉冲变换器的控制件的，尤其是控制器的存储件中储存用于维护运行模式的信息。在此尤其优选的是，仅仅可以从修理厂或者其它维护商方面调取维护运行模式，尤其是借助第三方设备，因此对于机动车的用户或驾驶员来说，维护运行模式不可用。对于机动车来说，这种类型的特殊的运行模式，例如生产运行模式或运输运行模式，在现有技术中已经被提出，从而维护运行模式是相似的、特殊的设计方案，该设计方案仅仅对于维护或维修措施是有意义的，并且因此理想地仅为相应的专业人员提供。

5、总地来说，与更换整个永磁励磁的同步电机或甚至整个车轴相比，维护运行模式以简单的低复杂度的方式实现了更高的维修深度以及进而节省成本。该处理方法是可持续，因为实现了维修而不是更换。此外，可以节省时间，因为可以直接在修理厂进行维修。

6、在此，适宜地，可以根据转子位置信息来产生定子场。转子位置(在此指的是旋转姿态)确定了永磁场的径向分布，定子场应与该永磁场相配合。因此，在使用转子位置信息(其描述作为转子的转子位置的旋转姿态)的情况下，可以精确调整地产生定子场。在此，存在不同的实施方案。

7、因此，首先可以规定，尤其是在取出转子时，由同步电机的转子位置传感器确定转子位置信息。就定子场而言，这尤其是也实现了根据转子的不同旋转姿态进行单独地调整。如果转子位置传感器构造成，当转子未定位在定子中或定子周围时也提供转子位置信息，则显然也可以在添加转子时相应地提供转子位置信息。附加地或备选地可以规定，尤其是在添加转子时，转子位置信息呈现转子的预设的标准位置。这意味着，可以定义转子的标准位置，即，标准旋转姿态，在维护运行模式中以与该标准位置相配合的方式产生定子场。这具有的优点是，与传感器装置无关地，并且仅针对确定的旋转姿态，即，针对预设的标准位置来确定并产生定子场，从而尤其是仅需要一组用于维护运行模式的控制信息。此外，可以有目的地选择转子的旋转姿态作为标准位置，针对该旋转姿态可以以高的精度和效率产生与永磁场反作用的定子场。

8、总地来说适宜的是，用于取出和/或添加的转子工具不能相对转动的方式保持转子。以这种方式，不需要在缓慢地添加或取出转子期间相对于转子极的位置调整定子场。例如，作为工具，可以使用固定部件(fixierkran)。尤其是在预设的转子的标准位置方面，还可以规定，仅在一个或所述预设的标准位置中进行或者甚至可以实现转子工具在转子上的联接。这意味着，转子工具或转子可以例如已经将预设的标准位置进行“编码”，从而在成本不高的情况下使用预设的标准位置，例如在维护运行模式中可以使定子场与该预设的标准位置相配合。

9、在本发明的尤其有利的设计方案中，在维护运行模式中，通过机动车的高压电网进行脉冲变换器的电流供给。这意味着，不需要复杂地联接附加的、外部的、特殊的且昂贵的能量源，这是因为机动车仍然可以提供所需的电能。该高压电网可以在机动车侧(如基本上已知的那样)通过高压电池，尤其是牵引电池供给，并且通常具有比设置在机动车中的低压电网，例如12v车载电源更高的直流电压作为运行电压。

10、虽然从机动车中拆出了同步电机或甚至整个电机装置，当联上用于连接同步电机的定子绕组与脉冲变换器或连接脉冲变换器与高压电网的缆线延长部时，根据本发明仍然可以从机动车的高压电网中进行电流供给。

11、相似地，也可以将机动车的通讯件用于激活维护运行模式，于是其中，当例如在拆卸整个电机装置时一起拆出了脉冲变换器，在此也可以将缆线延长以便将脉冲变换器，例如脉冲变换器的控制件联接到机动车的通讯件处，例如车辆总线处。以这种方式，不需要通讯件的替换件，例如复杂的剩余总线模拟。

12、在本发明的尤其适宜的改进方案中可以规定，通过机动车外部的、联接在机动车的诊断接头处的诊断设备，尤其是测试器，激活维护运行模式。对于修理厂来说，这种类型的测试器在现有技术中已经基本上已知，并且在不同的通过特殊的或通用的车辆总线联接的组件方面实现诊断工作，尤其是检测和/或测试工作。如果脉冲变换器或控制件，尤其是控制器，与诊断接头相连接，因此无问题地实现，通过相应的通讯件，尤其是车辆总线，发出用于激活维护运行模式的相应的命令。尤其是可设想这样的设计方案，即，在其中仅仅可以通过诊断设备，尤其是测试器激活维护运行模式，从而尽可能避免错误的、意外的激活，并且如果合适的话限制成由专业人员使用。

13、为了更好地保护转子和定子，本发明的一种改进方案规定，在取出或添加转子之前，将尤其是由塑料制成的保护筒插入气隙中或为气隙设置的区域中。在运行状态中，通常在转子和定子之间设置气隙。例如，该气隙可以具有在1mm的范围内的径向延伸。现在，可以将例如由塑料制成的薄的筒推入气隙中(或者在尚未添加转子时推入相应预设的区域中)，以便在取出或添加时在定子或转子上不能发生损坏。最晚在添加转子结束之后，相应地再次取出该保护筒。

14、已表明，在不考虑转子相对于定子的当前轴向位置的情况下，本发明也实现在修理厂中以低成本的方式取出或添加转子。此时，在修理厂中简单的手上用力就足够了。然而，当通过操控脉冲变换器根据转子在轴向上的当前轴向位置调整定子场时，也可以实现进一步的改进。这意味着，可以考虑，转子仅仅部分地轴向地与定子重叠。在此，具体地可以通过测量件/测量装置确定该轴向位置，尤其是以光学的方式和/或通过在固定在定子处的位置处测量转子的磁场确定。

15、总地还应说明的是，例如可以通过计算和/或模拟，尤其是也在使用优化技术的情况下，确定相应的定子场，并且可以在存储件中，尤其是在操控脉冲变换器的控制器方面，以与维护运行模式相关联的方式，储存用于维护运行模式的相应的操控参数，该操控参数尤其是也与确定的转子位置和/或轴向位置或转子位置区域或轴向位置区域相关联。

16、除了方法之外，本发明也涉及一种机动车，该机动车具有电机装置，电机装置具有永磁励磁的同步电机，永磁励磁的同步电机具有转子和定子，转子具有至少一个永磁体，定子具有至少一个、尤其是三个定子绕组，并且电机装置具有与定子绕组相连接的脉冲变换器，并且机动车具有用于操控脉冲变换器的控制器。机动车的特征在于，控制器构造成用于在维护运行模式中运行脉冲变换器，在维护运行模式中，给定子绕组通电以产生与由转子的永磁体产生的永磁场反作用的定子场，使得减小和/或至少部分地消除在定子和转子之间出现的力。在根据本发明的方法方面的所有实施方案可相似地应用到根据本发明的机动车上，因此，通过机动车同样可以获得已经描述的优点。

17、在此，机动车尤其是为电动车，在电动车中永磁励磁的同步电机用作在动力传动系中的动力电机。