專利名稱：防消磁的、永磁體勵(lì)磁的船用驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大功率(例如功率超過500kW)、有高利用率和長(zhǎng)使用壽命、尤其用于海船的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，此驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有一個(gè)以永磁體勵(lì)磁的、與至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)能負(fù)載(尤其是船用螺旋槳)配合工作的電動(dòng)機(jī)，至少一個(gè)用于電動(dòng)機(jī)供電的整流器，以及一個(gè)該系統(tǒng)的控制、調(diào)整和監(jiān)測(cè)裝置。
永磁體勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期以來已公知各種不同的結(jié)構(gòu)形式。例如在Siemens-Zeitschrift 49，1975，第6期第368至374頁的論文中介紹了永磁體勵(lì)磁的電動(dòng)機(jī)各種不同的結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)時(shí)可達(dá)到的功率至500kW。長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)這曾是永磁體勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)的功率極限，直至近年來才發(fā)展更大型的、例如達(dá)30MW(兆瓦)的電動(dòng)機(jī)。對(duì)于這種意味著巨大投資的電動(dòng)機(jī)要求在高利用率的同時(shí)有長(zhǎng)的使用壽命，以便使投資成本合理。船的使用壽命通常為25至30年，因此要求它們的驅(qū)動(dòng)裝置有相同的使用壽命。迄今對(duì)于大型的永磁體勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)不能保證這樣的使用壽命。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種系統(tǒng)，采用這種系統(tǒng)能保證大型永磁體勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)達(dá)到如此長(zhǎng)的使用壽命。
上述技術(shù)問題是這樣解決的將電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成能長(zhǎng)期可靠工作，并尤其設(shè)計(jì)成防止全部或部分消磁，這通過對(duì)電動(dòng)機(jī)和整流器采取補(bǔ)充的結(jié)構(gòu)方面和運(yùn)行技術(shù)方面的措施，例如電路和調(diào)節(jié)技術(shù)方面的措施來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于按結(jié)構(gòu)性調(diào)整設(shè)計(jì)為長(zhǎng)壽命的電動(dòng)機(jī)而言，永磁體的使用壽命是重要的判據(jù)。因此，對(duì)于船或其他大型電動(dòng)設(shè)備(船也可看作工業(yè)設(shè)備)中，以永磁體勵(lì)磁工作的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就其使用壽命而言決定性地取決于磁性部件的使用壽命。例如可能由于過熱或過大的內(nèi)部磁場(chǎng)而發(fā)生消磁。此外，磁體也可能產(chǎn)生腐蝕，所以老化也會(huì)導(dǎo)致消磁。還有可能磁體在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生漂移或類似情況，例如在故障狀況出現(xiàn)高周向加速度時(shí)。本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)按迄今為止新的方式考慮上面所描述的降低使用壽命的因素。
對(duì)永磁體勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)消磁的研究還可在Ville Nahkuri的畢業(yè)論文“LargePower Permanent Magnet Propulsion Motors”(1998年2月24日，HelsinkiUniuersity of Technology，F(xiàn)akultry Electric and Communications Engineering)中看到。此畢業(yè)論文指出，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的溫度處于臨界值以下，而磁場(chǎng)在電系統(tǒng)功能失誤時(shí)可能對(duì)永磁體構(gòu)成危險(xiǎn)。此畢業(yè)論文沒有針對(duì)這個(gè)在顧及系統(tǒng)其余部件的情況下可能出現(xiàn)的問題給出解決辦法。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)規(guī)定，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有由一種抗磁性老化的磁合金，例如經(jīng)燒結(jié)和熱處理的釹-鐵-硼為基的磁合金制成的永磁體，它們尤其以形狀相鎖合方式固定在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上。相應(yīng)的磁合金一些時(shí)間以來已由小型的、例如用于伺服驅(qū)動(dòng)的電驅(qū)動(dòng)裝置公知。對(duì)它們的持久性能在實(shí)際工作中和在理論上已作了充分研究。根據(jù)這些研究得出了一個(gè)使用壽命，在按規(guī)定使用時(shí)它明顯超過所要求的25至30年時(shí)間。前提條件是磁體位置恒定。它們不允許漂移。
作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)設(shè)計(jì)規(guī)定，電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成不采用循環(huán)冷卻的冷卻劑進(jìn)行冷卻，尤其在用作電動(dòng)機(jī)短艙(Motorgondel)的可轉(zhuǎn)導(dǎo)管螺旋槳電動(dòng)機(jī)(Ruderpropellermotor)時(shí)其具有外壁冷卻裝置。采用這種優(yōu)選設(shè)計(jì)，就過熱而言達(dá)到最大可能的保險(xiǎn)。當(dāng)不存在冷卻劑循環(huán)系統(tǒng)時(shí)，也就不可能發(fā)生故障。對(duì)壁冷卻在任何情況下均能令人滿意地工作，尤其用于船的短艙驅(qū)動(dòng)裝置。當(dāng)船航行時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)用水保證冷卻。冷卻效果隨航行速度，亦即隨驅(qū)動(dòng)所消耗的能量而提高。在這種情況下自動(dòng)實(shí)現(xiàn)與其功率相當(dāng)?shù)睦鋮s。
作為本發(fā)明的又一種改進(jìn)設(shè)計(jì)規(guī)定，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的磁路這樣來布置在設(shè)計(jì)點(diǎn)使短路電流自動(dòng)限制在非臨界值。例如起因于端子短路的短路電流，在典型的使用情況下為額定電流的1.7倍。這一值是非臨界的，因?yàn)槔绫景l(fā)明的磁系統(tǒng)可忍受2.2倍電流，不致使由過電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)損害此永磁體。在整流器內(nèi)限制電流(如限制在可參數(shù)化設(shè)計(jì)電流的110％至120％)的共同作用下，可以做到可靠地將流經(jīng)電動(dòng)機(jī)的電流在所有的位置均限制在非臨界值。為此規(guī)定，整流器對(duì)其各支路具有一個(gè)可參數(shù)化的最大電流限制，例如限制在能可靠地防止由于過電流引起消磁的值。通過將整流器的各支路以及不僅這些(如部件)加入監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)，則即使遇到一些發(fā)生概率很低的情況也能做到將電動(dòng)機(jī)內(nèi)流動(dòng)的電流在所有的位置均限制在非臨界值。
在這種情況下特別有利的是采用基于一種物理效應(yīng)非常迅速(例如小于1毫秒)斷開的電流限制器，例如高溫超導(dǎo)(HTSL)電流限制器。HTSL電流限制器約在77°K下工作，亦即通過液氮冷卻。當(dāng)超過臨界電流密度時(shí)直接形成比較大的有限電阻，亦即進(jìn)行一次斷開。在這之后不久必須二次斷開，例如通過功率開關(guān)。
相應(yīng)的電流限制器已提供給公眾，例如由本申請(qǐng)人提供的在1MVA(兆伏安)量級(jí)范圍內(nèi)的。陶瓷片式導(dǎo)體的YBCO層起開關(guān)元件的作用。
這種限制可按特定形式在根據(jù)整流器的設(shè)計(jì)采用的不同的大功率半導(dǎo)體(例如GTO、IGBT或可控硅)中實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)的大功率半導(dǎo)體優(yōu)選為逐個(gè)監(jiān)測(cè)，以便立即檢測(cè)到穿通的半導(dǎo)體并將其更換。此外所使用的大功率半導(dǎo)體未完全被穿通還不會(huì)損壞磁系統(tǒng)。
此外，為了監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還進(jìn)一步規(guī)定，此系統(tǒng)在整流器與電動(dòng)機(jī)之間以及在整流器與變壓器之間不僅整體上有測(cè)量裝置，而且對(duì)各功率支路也有測(cè)量裝置。因此可快速識(shí)別整流器內(nèi)的故障并加以排除。為了識(shí)別采用相應(yīng)公知的測(cè)量裝置。
有特別重要意義的是根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速限制電流。從而考慮了內(nèi)部磁場(chǎng)取決于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速這一事實(shí)。
作為進(jìn)一步的安全措施，此系統(tǒng)有船用等效的接地顯示和接地保護(hù)裝置、線路中斷監(jiān)測(cè)裝置、相位對(duì)稱監(jiān)測(cè)裝置以及其他一些尤其用于過電流和過熱的監(jiān)測(cè)和保護(hù)電路部件。因此整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)所有能想到的可能導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過熱的故障均已被考慮。
作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)還規(guī)定，按本發(fā)明的系統(tǒng)在帶有兩個(gè)分別為繞組供電的整流器的電動(dòng)機(jī)內(nèi)具有復(fù)式繞組系統(tǒng)，也就是說它借助兩個(gè)各有一整流器的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作，在這種情況下各個(gè)整流器的三相聯(lián)接到一個(gè)三相電流系統(tǒng)。因此總體上形成較小的、能分別逐個(gè)監(jiān)測(cè)和斷開的單元。由此還保證在驅(qū)動(dòng)電機(jī)中不產(chǎn)生有害的過電流。
它還設(shè)有一個(gè)尤其適用于船運(yùn)行系統(tǒng)和整流器及其部件的遠(yuǎn)距診斷裝置。這樣一種例如借助衛(wèi)星通信系統(tǒng)工作的船用遠(yuǎn)距診斷裝置，允許制造廠的專家通知隨船工程師，他應(yīng)更換哪些部件或哪些部件可能即將失效。由此也進(jìn)一步提高防消磁的可靠性和運(yùn)行安全性。
為保證永磁體的使用壽命，規(guī)定這些永磁體由抗磁性老化和特別耐腐蝕的磁合金制成，例如由經(jīng)燒結(jié)和熱處理的釹-鈷-銅-鐵-硼為基的磁合金(如Vac-Qualitat Vacodynm 677HR)制成。此外還規(guī)定，永磁體被涂復(fù)耐久的涂層或漆，并具有光滑的表面。它們具有例如長(zhǎng)方六面體形狀。因此不僅得到耐腐蝕的母材，而且形成防腐蝕的總體設(shè)計(jì)。在所要求的使用壽命期間在電動(dòng)機(jī)內(nèi)存在的條件下不會(huì)發(fā)生永磁體的材料損失及由此帶來的磁力損失。
磁體塊優(yōu)選在其底面通過膠粘劑固定，尤其通過形式上為單組分膠粘劑的全交聯(lián)硅樹脂膠粘劑固定。磁體塊在其底面的固定對(duì)于裝配是必需的。在這里，通過采用形式上為單組分膠粘劑的全交聯(lián)硅樹脂膠粘劑，有利地防止在磁體-極靴的過渡處可能形成腐蝕穴。
為了監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)，規(guī)定定子繞組有溫度傳感器，尤其是帶測(cè)量值處理裝置和/或報(bào)警功能釋放裝置的溫度傳感器。在這里還優(yōu)選規(guī)定，溫度傳感器連接在系統(tǒng)的調(diào)整部分上，以便可靠地防止繞組和磁體過熱。因此提供了一種輔助監(jiān)測(cè)可能性，這種可能性尤其允許對(duì)有關(guān)電動(dòng)機(jī)過熱的有害傾向采取防御措施。
各磁體塊的吸力很大。在電動(dòng)機(jī)的優(yōu)選設(shè)計(jì)中規(guī)定，電動(dòng)機(jī)的直徑尺寸和運(yùn)行的最高轉(zhuǎn)速這樣確定即使在最高轉(zhuǎn)速的情況下在長(zhǎng)方磁塊與其支承面之間仍保持有剩余磁力(自動(dòng)磁穩(wěn)定)。雖然磁體塊通過箍帶以與極靴的幾何結(jié)構(gòu)形成形狀鎖合和作用力鎖合方式在其底面固定連接，這種以形狀和作用力鎖合方式的固定還受到一個(gè)自發(fā)的持久磁力的支持。在不影響使用壽命以及在例如出故障時(shí)出現(xiàn)過激的力的情況下，長(zhǎng)方磁體均能可靠地定位。該箍帶既可用纖維增強(qiáng)塑料也可用非磁性材料(A-magnetisch Material)制成。然而纖維增強(qiáng)塑料允許箍帶設(shè)計(jì)得特別薄，所以電動(dòng)機(jī)可設(shè)計(jì)成有特別小的氣隙。
定子繞組的繞組端部?jī)?yōu)選設(shè)計(jì)為澆注的，并通過導(dǎo)熱的固體橋與外壁連接。因此得到一種防止出故障的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在可靠性方面遠(yuǎn)優(yōu)于借助循環(huán)冷卻劑的強(qiáng)迫循環(huán)冷卻裝置。
按相同的思路同樣將電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成帶有一個(gè)無孔的封閉式外殼。因此保證，如可在修理等情況下，不會(huì)有任何異物從外面侵入或被帶入電動(dòng)機(jī)內(nèi)。總體上提供了一種封閉形式和有最長(zhǎng)使用壽命的免維護(hù)的電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)。因而有利地取消了在船與短艙之間所要求的桿，如對(duì)永磁體勵(lì)磁、循環(huán)水冷卻的短艙驅(qū)動(dòng)裝置所公知的桿。在每五年進(jìn)行的船進(jìn)塢之際不需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行任何修理，只須檢查和在必要時(shí)更換如密封件和軸承這樣的磨損件。
最后還規(guī)定，為提高可靠性，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)設(shè)置了磁場(chǎng)傳感器，尤其是這些磁場(chǎng)傳感器可周期地接通或由偶發(fā)事件控制來接通。此外設(shè)置一個(gè)計(jì)算單元，該計(jì)算單元連續(xù)地根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)、例如電動(dòng)機(jī)內(nèi)的各種電流，根據(jù)電動(dòng)機(jī)溫度、輸出功率和轉(zhuǎn)速以及必要時(shí)其他一些特征影響參數(shù)來確定電動(dòng)機(jī)的電和磁的狀態(tài)，并在接近臨界值時(shí)報(bào)警，優(yōu)選地還采取針對(duì)性的控制措施。從而有利地獲得一種持久的監(jiān)測(cè)，尤其為了遠(yuǎn)距診斷，對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)在考慮到各影響參數(shù)的相互影響的條件下實(shí)施連續(xù)監(jiān)測(cè)。
下面借助附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明，由這些附圖以及由從屬權(quán)利要求可得知本發(fā)明另一些重要的細(xì)節(jié)。
圖1、2、3和4 系統(tǒng)采用的各種電路；圖5 永磁體典型的磁通圖；圖6 沿轉(zhuǎn)子縱向的溫度曲線；圖7 磁力變化曲線；圖8 釹-鐵-硼磁體的磁力隨時(shí)間的變化曲線。
附圖結(jié)合權(quán)利要求的內(nèi)容以及其中所包含的細(xì)節(jié)和說明對(duì)專業(yè)人員而言是不言自明的。
在圖1至4中對(duì)變壓器、整流器和電動(dòng)機(jī)采用電子技術(shù)通用的符號(hào)?？梢钥闯?，圖1所示有6個(gè)脈沖變頻器的三相電動(dòng)機(jī)具有最少數(shù)量的要監(jiān)測(cè)的相位和大功率半導(dǎo)體(Halbleistungshalbleiter)。因此在這里最好選擇逐個(gè)監(jiān)測(cè)相位和大功率半導(dǎo)體。
在表示帶有12個(gè)脈沖整流器的三相電動(dòng)機(jī)電路圖的圖2中，整流器內(nèi)的功率支路的數(shù)量加倍，在這里只要是涉及整流器的監(jiān)測(cè)已被簡(jiǎn)化。在圖3中也可減少電動(dòng)機(jī)內(nèi)的監(jiān)測(cè)裝置。在圖4中表示的帶有12個(gè)脈沖整流器的6相電動(dòng)機(jī)電路，提供了可靠性最佳的實(shí)施方式。
圖5中表示的理想化了的磁力線分布尤其以其對(duì)稱性為特點(diǎn)。因此能避免磁通量特別集中。
圖6表示定子溫度沿電動(dòng)機(jī)縱向的變化曲線。轉(zhuǎn)子溫度約低于定子溫度10℃，所以可有利地取消對(duì)轉(zhuǎn)子溫度的獨(dú)立監(jiān)測(cè)。如圖所示，氣隙溫度在電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁側(cè)最高，因此最好在這里密集安裝監(jiān)測(cè)用的熱電偶。
可以通過在電動(dòng)機(jī)磁體側(cè)密集的熱電偶實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單和可靠的電動(dòng)機(jī)溫度監(jiān)測(cè)，其中熱電偶優(yōu)選與定子繞組固定連接。
最后，圖7表示在空載運(yùn)行、額定負(fù)載和短路狀況的磁力。如圖所示，磁力在任何情況下均處于特征曲線可逆部分之內(nèi)，即使對(duì)于短路狀況也是如此。因此在短路狀況也能防止消磁。
最后，圖8在對(duì)數(shù)圖中表示在130℃時(shí)不同的系數(shù)B/μ0H情況下經(jīng)詳細(xì)研究確定的不可逆的極化損失。130℃明顯高于由圖6可得知的本發(fā)明電動(dòng)機(jī)的最高溫度，換句話說就過熱溫度而言存在防止消磁的安全度，此安全度如此之高，以致即使超過了所要求的25至30年磁體仍能有耐久性。
鑒于所使用的經(jīng)多年試驗(yàn)在130℃的持續(xù)磁力下其持久耐溫超過150°的變壓器樹脂(在這方面同樣已有20多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn))、在永磁體區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的最高溫度為安全的90°以及可靠地避免電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)過電流的情況下，可以保證船用短艙電動(dòng)機(jī)永磁體驅(qū)動(dòng)裝置所要求的使用壽命25至30年。帶有直接外壁冷卻、故障自動(dòng)保護(hù)封閉式結(jié)構(gòu)對(duì)此有顯著的貢獻(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種大功率、例如功率超過500kW、有高利用率和長(zhǎng)使用壽命、尤其用于海船的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，此驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有一個(gè)以永磁體勵(lì)磁的、與至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)能負(fù)載尤其是與船用螺旋槳配合工作的電動(dòng)機(jī)，至少一個(gè)用于電動(dòng)機(jī)供電的整流器，以及一個(gè)該系統(tǒng)的控制、調(diào)整和監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于該電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成能長(zhǎng)期可靠地工作，并且尤其設(shè)計(jì)成防止全部或部分消磁，這通過對(duì)電動(dòng)機(jī)和整流器采取補(bǔ)充的結(jié)構(gòu)方面和運(yùn)行技術(shù)方面的措施，例如電路和調(diào)節(jié)技術(shù)方面的措施來實(shí)現(xiàn)。
2.按照權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它具有由一種抗磁性老化的磁合金，例如經(jīng)燒結(jié)和熱處理的釹-鐵-硼為基的磁合金制成的永磁體，它們尤其以形狀相鎖合方式固定在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于所述電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成不采用循環(huán)冷卻的冷卻劑冷卻，尤其在用作電動(dòng)機(jī)短艙的可轉(zhuǎn)導(dǎo)管螺旋槳電動(dòng)機(jī)時(shí)具有短艙外壁冷卻裝置。
4.按照權(quán)利要求1、2或3所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于磁路這樣來配置，在設(shè)計(jì)點(diǎn)短路電流自動(dòng)限制在非臨界值。
5.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于在電動(dòng)機(jī)的繞組內(nèi)通過整流器完成可參數(shù)化的電流限制，例如限制為設(shè)計(jì)電流的110％至120％。
6.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于整流器對(duì)其各支路有可參數(shù)化的最大電流限制，例如限制為能可靠地防止由于過電流引起消磁的值。
7.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它具有基于一種物理效應(yīng)非常迅速斷開、例如小于1毫秒就斷開的電流限制器，尤其是HTSL電流限制器。
8.按照上述權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它具有在功能失誤時(shí)快速自動(dòng)斷路的IGBT大功率半導(dǎo)體。
9.按照上述權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它具有功能監(jiān)測(cè)的可控硅。
10.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它具有位于整流器與電機(jī)動(dòng)之間用于各相電流的測(cè)量裝置。
11.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它具有位于其整流變壓器與整流器之間的相電流測(cè)量裝置。
12.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它具有取決于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和必要時(shí)電動(dòng)機(jī)扭矩的可參數(shù)化的電流極限。
13.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它具有一個(gè)位于其供電網(wǎng)與整流變壓器之間還可在負(fù)載狀態(tài)下轉(zhuǎn)換的功率開關(guān)。
14.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它具有船用等效的接地顯示和接地保護(hù)裝置。
15.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它具有一個(gè)線路中斷監(jiān)測(cè)裝置。
16.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它具有相位對(duì)稱監(jiān)測(cè)裝置。
17.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它具有其他的、尤其是用于過電流和過熱的監(jiān)測(cè)和保護(hù)電路部件、調(diào)整裝置和控制裝置。
18.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它在帶有兩個(gè)分別為繞組供電的整流器的電動(dòng)機(jī)內(nèi)具有一個(gè)復(fù)式繞組系統(tǒng)，其中各個(gè)三相聯(lián)接到一個(gè)三相電流系統(tǒng)。
19.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它具有尤其適用于船運(yùn)行系統(tǒng)和整流器及其部件的遠(yuǎn)距診斷裝置。
20.按照權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它具有由一種抗磁性老化和特別耐腐蝕磁合金，例如經(jīng)燒結(jié)和熱處理的釹-鈷-銅-鐵-硼為基的磁合金制成的永磁體。
21.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它以涂復(fù)有能耐久的涂層或漆的磁塊為永磁體，尤其是涂復(fù)有能耐久的涂層或漆的長(zhǎng)方形磁塊。
22.按照權(quán)利要求21所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于長(zhǎng)方磁塊在其底面通過膠粘劑固定，尤其通過形式上為單組分膠粘劑的全交聯(lián)硅樹脂膠粘劑固定。
23.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于定子繞組有溫度傳感器，尤其是帶有測(cè)量值處理裝置和/或報(bào)警功能觸發(fā)裝置的溫度傳感器。
24.按照權(quán)利要求23所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于溫度傳感器連接在系統(tǒng)的調(diào)整部分上，以防止繞組和/或勵(lì)磁體過熱。
25.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于電動(dòng)機(jī)的直徑尺寸和最高轉(zhuǎn)速這樣確定，使得在最高轉(zhuǎn)速的情況下，在長(zhǎng)方磁塊與其支承面之間仍保持有剩余磁力，即自動(dòng)磁穩(wěn)定。
26.按照權(quán)利要求3所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于電動(dòng)機(jī)的定子及其繞組被收縮在其殼體內(nèi)，且在其繞組端部區(qū)內(nèi)有導(dǎo)熱固定橋，尤其由充填的塑料，例如由充填的環(huán)氧樹脂組成的導(dǎo)熱固體橋，其中繞組端部澆注絕緣樹脂。
27.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于勵(lì)磁體優(yōu)選設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方六面體形狀，裝在具有多邊形表面的極靴上，并從外部通過箍帶固定在多邊形表面上。
28.按照權(quán)利要求7所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于箍帶由纖維增強(qiáng)的塑料制成，尤其由一種用玻璃纖維、碳纖維或凱芙拉(Keflar)增強(qiáng)的塑料制成，在這種情況下箍帶優(yōu)選具有未預(yù)浸漬的帶狀纖維。
29.按照權(quán)利要求28所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于塑料是一種F類(Klasse F)絕緣塑料，尤其是一種充填的變壓器樹脂。
30.按照權(quán)利要求1至27中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于該勵(lì)磁體有一條由非磁性材料，例如由不銹鋼帶制成的箍帶。
31.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于電動(dòng)機(jī)有一個(gè)無孔的封閉式外殼。
32.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它在電動(dòng)機(jī)內(nèi)具有磁場(chǎng)傳感器，尤其是周期性地或可事件控制地接通的磁場(chǎng)傳感器。
33.按照上述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于它具有一個(gè)計(jì)算單元，該計(jì)算單元在考慮到各種參數(shù)，例如電動(dòng)機(jī)內(nèi)的各種電流、繞組溫度、輸出功率和轉(zhuǎn)速以及必要時(shí)其他一些影響參數(shù)的情況下，連續(xù)地計(jì)算確定電動(dòng)機(jī)的電和磁的狀態(tài)，并在接近臨界值時(shí)報(bào)警，還優(yōu)選采取針對(duì)性的控制措施。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大功率、例如功率超過500kW、有高利用率和長(zhǎng)使用壽命、尤其用于海船的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),此驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有一永磁體勵(lì)磁的、與至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)能負(fù)載尤其是與船用螺旋槳配合工作的電動(dòng)機(jī),至少一個(gè)用于電動(dòng)機(jī)供電的整流器,以及一個(gè)該系統(tǒng)的控制、調(diào)整和監(jiān)測(cè)裝置,其中,該電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成能長(zhǎng)期可靠地工作,并且尤其設(shè)計(jì)成防止全部或部分消磁,這通過對(duì)電動(dòng)機(jī)和整流器采取補(bǔ)充的結(jié)構(gòu)方面和運(yùn)行技術(shù)方面的措施,例如電路和調(diào)節(jié)技術(shù)方面的措施來實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H02K1/00GK1372715SQ00812425
公開日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2000年8月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月3日
發(fā)明者英戈·舒林, 萊因哈德·沃格爾, 沃爾夫?qū)ぴ禄?申請(qǐng)人:西門子公司