所述转子机构2围绕(未示出的）转轴而得到支承，从而空气间隙6的宽 度在整个周向上基本上恒定。
[0027] 所述永磁体21优选地构造为铁素体磁体（Ferritmagnet)，但是也能够设置为稀 土永磁体或诸如此类的。转子极22由软磁性的材料例如电金属板（Elektroblech)以叠片 结构方式构造。
[0028] 在永磁激励的同步电机的转子固定的坐标系统中，q轴描述了通过流经定子线圈 32的电流的、垂直于由永磁体21产生的励磁场的磁流的方向，并且d轴描述了励磁场的磁 流的方向。对没有预换向的马达操控而言，定子3不产生向着d方向的磁流份额，而仅仅产 生向着q方向磁流份额，从而定子磁场基本上以90°的电气转子位置提前于励磁场。由电 动马达1提供的马达力矩如下得出：
其中Ld、Lq分别对应沿着d或者说q方向的瞬时的虚拟定子电感，Z p对应外部转子2的 极对数，'">对应励磁场的磁流并且I q对应通过定子线圈32的电流。虚拟电感L d和L q根 据沿着所观测的磁流的环积分的逆向计算而得出。
[0029] 铁磁材料的磁渗透性几乎等于空气的磁渗透性，从而虚拟定子电感Ld和Lq对具有 永磁体21的电动马达而目在表面布置中几乎相同。在此不重要的是，是否表面磁体互相间 隔或者正如那时对轮毂驱动而言普遍的那样平整地互相安装。
[0030] 但是，上述的转子机构2具有凸极性，因为虚拟电感Ld和L q也尤其依据电动马达 1的运行状态、尤其其转速和转子位置而提供了不同的值。
[0031] 如果就明显凸极的电动马达1而言对出于转子固定的坐标系统的视角的时间不 变的相位提前角进行选择，该相位提前角使得马达电流的组分I d不等于0,则就如下得出工 作参量电流、相位电压、马达力矩、电转速以及相位电流的和：
其中ld、Iq分别对应有效的定子相位电流，U d、uq对应感应的相位电压，^对应电旋转 速度并且MMi对应内部的马达力矩。
[0032] 上述的式子适用于电动马达2的正弦换向。对矩形换向而言，虽然为上述的等式 添加了更高的适配项，但是基础的关系并不改变。
[0033] 可见的是，对马达力矩而言通过设置凸极性而得到的份额是所谓的磁阻力矩3/2 Zp X (Ld - Lq) X Id X Iq。通过优化操控，现在可能的是，对电动马达2的每个静态或者动 态的运行状态而言选择优化的操控参数组。该优化能够例如通过电流或者电压调节而进 行，分别设计该电流或者电压调节以达到最大的转矩。
[0034] 具有预换向的操控被附加到电动马达2的永磁激励，然后是分量LdXld。对预换 向而言，沿着d方向的定子电流Id近似零（kleiner Null)并且由此减小了由永磁体21产 生的、沿着d方向的磁场的励磁流，并且因此减小了感应的电动马达的反向电压，从而对电 动马达2而言实现了更高的转速。
[0035] 因此设置的是，如此地操控上述的电动马达2,从而定子磁场额外于对90°的电 气转子位置而言提前的角度还提前了另一个预换向角。所述预换向角能够依据工作点选择 或者固定地预先设定。
[0036] 在图2中示出了各种负载/转速特性曲线：用于没有凸极性的转子机构的电动 马达（曲线Kl)以及用于具有凸极性的转子机构和用于操控所述定子线圈的0°、20°和 40° (曲线K2、K3、K4)的预换向角的电动马达。可见的是，甚至对固定的与工作点无关的 预换向角而言也能够结合凸极的转子机构获得效率的改善。
【主权项】
1. 用于两轮车的驱动轮的驱动马达（I )，包括： -构造为外部转子的、具有转子极（22)并且具有永磁体（21)的圆柱状的转子机构（2); 和 -构造为内部定子的、具有定子齿（31)和能够被操控的定子线圈（32)的定子机构 (3)； 其中如此地布置所述转子机构（2 )的永磁体（22 )，使得所述转子机构（2 )具有凸极性。2. 按照权利要求1所述的驱动马达（1)，其中永磁体（21)以切向的极化方向设置在转 子机构（2)的转子极（22)之间，其中尤其永磁体交替地沿着相反的方向被磁化。3. 按照权利要求2所述的驱动马达（1 )，其中设置了在转子机构（2)的外侧的围面上布 置的由顺磁的材料制成的保持元件（4)，以便保证转子极（22)之间的磁隔离。4. 按照权利要求2到3中任一项所述的驱动马达（1)，其中转子极（22)利用其沿径向 在内的端部与永磁体（21)的沿径向在内的端部齐平地闭合或者向内越过永磁体（21)的沿 径向在内的端部突起，并且尤其转子极（22)构成了将永磁体（22)固定在其径向位置中的 形状配合连接。5. 按照权利要求2到4中任一项所述的驱动马达（1)，其中永磁体（21)的极面贴靠在 转子极（22)的沿着径向方向延伸的侧面上。6. 按照权利要求1到5中任一项所述的驱动马达（1)，其中永磁体（21)沿着径向比沿 着切向具有更大的延展，并且尤其构造为铁素体磁体。7. 按照权利要求1到6中任一项所述的驱动马达（1)，其中转子极（22)沿着切向由单 个的铁磁的叠片-尤其由电金属板-成层地构造。8. 用于两轮车的驱动系统，包括： -按照权利要求1到7中任一项所述的驱动马达（1)， 其中驱动马达（1)设置在轮圈体的内部中。9. 用于运行按照权利要求1到7中任一项所述的驱动马达（1)的方法，其中根据预先 设定的换向模式来操控所述定子线圈（32)，以便产生定子磁场，定子磁场与由永磁体（21) 产生的励磁场交互作用，以便引起驱动力矩（1)，其中如此地产生定子磁场，从而在励磁场 和定子磁场之间的角度对应大于90°的电气转子位置。10. 按照权利要求9所述的方法，其中设置了恒定的、与转子机构（2)的凸极性有关的 预换向角，借助于该预换向角来进行操控以用于产生定子磁场。
【专利摘要】本发明涉及一种用于两轮车的驱动轮的驱动马达（1），它包括-构造为外部转子的、具有转子极（22）并且具有永磁体（21）的圆柱状的转子机构（2）；和-构造为内部定子的、具有定子齿（31）和能够被操控的定子线圈（32）的定子机构（3）；其中如此地布置所述转子机构（2）的永磁体（22），使得转子机构（2）具有凸极性。
【IPC分类】H02K21/22, H02K7/18, H02K1/27
【公开号】CN104995821
【申请号】CN201480007787
【发明人】S.A.埃文斯, J-L.奥吉尔, N.马丁
【申请人】罗伯特·博世有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2014年1月13日
【公告号】DE102013202011A1, EP2954609A2, WO2014121976A2, WO2014121976A3