电控通用电机制造技术

提供一种构造为通用电动机的电动机装置以其操作方法。电动机装置包括布置成相对于定子部件转动的转子部件。转子绕组布置安装在转子部件上，定子绕组布置安装在定子部件上。转动位置指示器生成表示转子部件和定子部件的相对方位的转动位置信息。转子绕组控制单元固定安装在转子部件上并且耦合到提供给转子部件的转子供给电压。转子控制单元构造成执行转子波形产生操作以根据转动位置信息从转子供给电压产生转子波形并且将转子波形施加到转子绕组布置。定子绕组波形生成器构造成接收定子供给电压，由此根据转动位置信息产生定子波形，并且将定子波形施加到定子绕组布置。转子波形和定子波形产生为与转子部件和定子部件的相对方位同步，使得转子绕组布置和定子绕组布置的相互作用与相对方位同步。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供一种构造为通用电动机的电动机装置以其操作方法。电动机装置包括布置成相对于定子部件转动的转子部件。转子绕组布置安装在转子部件上，定子绕组布置安装在定子部件上。转动位置指示器生成表示转子部件和定子部件的相对方位的转动位置信息。转子绕组控制单元固定安装在转子部件上并且耦合到提供给转子部件的转子供给电压。转子控制单元构造成执行转子波形产生操作以根据转动位置信息从转子供给电压产生转子波形并且将转子波形施加到转子绕组布置。定子绕组波形生成器构造成接收定子供给电压，由此根据转动位置信息产生定子波形，并且将定子波形施加到定子绕组布置。转子波形和定子波形产生为与转子部件和定子部件的相对方位同步，使得转子绕组布置和定子绕组布置的相互作用与相对方位同步。【专利说明】电控通用电机
本专利技术涉及电动机，具体地，涉及转子和定子均具有绕组布置的通用电动机。
技术介绍
众所周知，有各种不同的方法配置电动机，每种方法有各自的相关优点和缺点。图1示意性地说明了永磁体直流(DC)电动机的轴视图，其中，在环绕中心转子外周处布置有一组永磁体，同时将能量供给在定子上的固定绕组使得转子相对于定子转动。大家知晓这种直流电动机相对是大功率的，但是受到安装在转子上的永磁体的磁阻力，从而损失效率。图2示意性地说明了具有与图1所示相同的定子布置的感应电动机，但是其中铁转子具有嵌入的导电条(例如由铜制成)，而非永磁体。向定子绕组布置供给能量引起转子导电条中的电流。由定子绕组布置产生的电磁场和这些感应电流之间的相互作用因此使得转子相对于定子转动。大家知晓感应电动机在给定设计速度下是非常有效率的，但是当在不同速度下运行时会损失效率。另一种众所周知的电动机类型是通用电动机，由图3图示说明。这里的转子和定子均有绕组布置。这种通用电动机可以在直流电源或者交流(AC)电源下运转，而且通常提供了紧凑并且高功率的电动机。某种程度上，通用电动机可被认为是结合了感应电动机和永磁体电动机的优点。然而，将所需波形耦合到转子绕组布置而带来的困难具有明显的缺陷。图4中示意性地说明了通用电动机布置的更多细节。构造成在轴15上转动的转子10具有围绕转子的外周布置的一组绕组20。定子(未明确显示)环绕转子10，在定子内布置一组定子线圈(绕组)30以对应于转子绕组20。电源35将电力供给定子线圈控制单元40和转子线圈控制单元45两者。定子线圈控制单元40从供给的电力产生合适的转子波形并且将其提供给定子线圈30。然而，由于转子转动，向转子绕组20提供电力并不像向定子绕组30提供电力那么简单。因此，典型通用电动机的设计寻求通过提供整流器50 (整流器50将外部供给的电力耦合到转子线圈20上)利用转子的转动。整流器包括围绕在转子的轴的外周安装的一组接触器55，接触器55间歇地与接触器60接触。这组接触器55电耦合到相应的不同绕组20上，绕组20组成了转子绕组布置。因此，转子的转动按顺序地将不同的转子线圈20耦合到转子线圈控制单元45上，使一系列波形能够施加到转子线圈20上。然而整流器是相对原始的机械连接件，容易产生噪音并且效率低。将所需电连接件提供给转子的另一种公知的方法是将电连接件以滑环(slipring)方式布置。然而，由于通常需要的分离的电连接件的数量，和还必须提供的滑环的对应数量，所以包含大量滑环的转子和转子的具有对应数量的同轴电力通道(通常布置在轴上)的轴伴随有巨大的加工复杂性。因此期望提供构造成通用电动机的电动机装置，从而具有通用电动机的上述优点，但是没有通过有噪音且效率低的整流器或者使用大量滑环将电动机绕组耦合到外部电源的上述缺点。
技术实现思路
从第一方面看，本专利技术提供电动机装置，一种构造为通用电动机的电动机装置，所述电动机装置包括:转子部件和定子部件，所述转子部件布置成相对于所述定子部件转动；转子绕组布置，所述转子绕组布置安装在所述转子部件上；定子绕组布置，所述定子绕组布置安装在所述定子部件上；转动位置指示器，所述转动位置指示器构造成产生表示所述转子部件和所述定子部件的相对方位的转动位置信息；转子绕组控制单元，所述转子绕组控制单元固定安装在所述转子部件上，所述转子绕组控制单元耦合到提供给所述转子部件的转子供给电压，并且构造成执行转子波形产生操作以根据所述转动位置信息从所述转子供给电压产生转子波形并且将所述转子波形施加到所述转子绕组布置；和定子绕组波形生成器，所述定子绕组波形生成器构造成接收定子供给电压，由此根据所述转动位置信息产生定子波形，并且将所述定子波形施加到所述定子绕组布置，其中，所述转子波形和所述定子波形产生为与所述转子部件和所述定子部件的所述相对方位同步，使得所述转子绕组布置和所述定子绕组布置的相互作用与所述相对方位同步。因此，提供构造为通用电动机的电动机装置，也就是说，其中转子部件和定子部件两者均具有绕组布置。另外，提供固定安装在转子部件上的转子绕组控制单元，即转子绕组控制单元作为转子部件的一部分随转子部件转动。转子绕组控制单元执行转子波形产生操作，以产生施加到转子绕组布置的转子波形。转子绕组布置从供应到转子部件的转子供给电压产生转子波形。因此，由于仅外部供给转子供给电压需要被耦合到转子部件，所以避免了对现有技术中的整流器或者大量滑环的需求。这意味着避免了与整流器相关的噪音和低效以及与大量滑环相关的制造复杂性的每一者。转子绕组控制单元根据由转动位置指示器产生的转动位置信息产生转子波形，允许转子波形的产生匹配于转子部件和定子部件的相对方位。类似地，定子绕组波形生成器根据该转动位置信息产生其定子波形，使得转子波形和定子波形产生为与转子部件和定子部件的相对方位同步，以使得转子绕组布置和定子绕组布置的相互作用与该相对方位同步。除上述与避免使用整流器和多个滑环相关的优点之外，本文公开的电动机装置的另一个优点是转子波形的频率不再依赖于转子部件本身的转动频率。这在选择可以施加到转子绕组布置和定子绕组布置的波形频率时提供更大的灵活性。由于制造和布置很多滑环的成本过高，以前实现使转子的转动频率与转子波形频率去耦合是不切实际的(尽管原则上利用具有很多滑环的布置可实现)。另外，由于大大减小转动频率的显著性，避免了很多应用中对机械传动的需求，这是因为转动频率的变化比在传统通用电动机的布置中更容易。在一个实施例中，所述转子绕组布置和所述定子绕组布置的所述相互作用弓I起所述转子部件被驱动以相对于所述定子部件转动。换言之，本文公开的电动机装置可以作为电动机实施，其中将供给的电力转变为电动机部件的受驱动转动。在替换实施例中，所述转子绕组布置和所述定子绕组布置的所述相互作用引起对所述转子部件相对于所述定子部件的转动的阻力。换言之，本文公开的电动机装置可替换地作为发电机实施，其中，将转子部件的转动运动转变为电力。在一个这样的实施例中，电动机装置还还包括至少一个功率提取单元，所述功率提取单元构造成将由于对转动的所述阻力而在所述转子绕组布置和所述定子绕组布置中的至少一个中引入的电力进行提取。当电动机装置构造成发电机时，可以通过功率提取单元提取在转子绕组布置和/或定子绕组布置中引入的电力。在一个实施例中，所述转子供给电压经由滑环布置被提供给所述转子部件。但是，如上所述，由于相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构造成通用电动机的电动机装置，所述电动机装置包括：转子部件和定子部件，所述转子部件布置成相对于所述定子部件转动；转子绕组布置，所述转子绕组布置安装在所述转子部件上；定子绕组布置，所述定子绕组布置安装在所述定子部件上；转动位置指示器，所述转动位置指示器构造成产生表示所述转子部件和所述定子部件的相对方位的转动位置信息；转子绕组控制单元，所述转子绕组控制单元固定安装在所述转子部件上，所述转子绕组控制单元耦合到提供给所述转子部件的转子供给电压，并且构造成执行转子波形产生操作以根据所述转动位置信息从所述转子供给电压产生转子波形并且将所述转子波形施加到所述转子绕组布置；和定子绕组波形生成器，所述定子绕组波形生成器构造成接收定子供给电压，由此根据所述转动位置信息产生定子波形，并且将所述定子波形施加到所述定子绕组布置，其中，所述转子波形和所述定子波形产生为与所述转子部件和所述定子部件的所述相对方位同步，使得所述转子绕组布置和所述定子绕组布置的相互作用与所述相对方位同步。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·派特罗莫纳克，
申请(专利权)人：ARM有限公司，
类型：
国别省市：