三相双电机及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种电机，所述电机具有第一三相绕组和第二三相绕组并且包括定子，所述定子由软铁磁材料制成的圆柱轭形成并且通过一组齿径向延伸，所述一组齿的一部分承载所述绕组，所述绕组彼此有区别，所述第一三相绕组以三角形构造电连接，所述第二三相绕组以星形构造电连接。造电连接。造电连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三相双电机及其控制方法
专利

[0001]本申请涉及多相电机及其控制领域，并且更具体地涉及具有必须在相对高的环境温度(通常为160℃)下工作的若干三相绕线系统的机器。
[0002]优选地但非限制性地，本专利技术将在要求苛刻的汽车应用(例如，在电动凸轮轴移相器或甚至在涡轮增压器的废气门致动器中的接近显著热量排放源并且需要相当紧凑才能融入环境的应用)中找到特许用途。
现有技术
[0003]以下文件在现有技术中是已知的，呈现了具有两个三相系统的多相电气架构：
[0004]例如，文件EP3098963呈现了一种三相双架构，当该三相双架构在矢量控制中被驱动时使机器的共模最小化。矢量控制允许在转矩规律方面获得良好的机器性能，但缺点是需要利用先进的控制电子以及精确的位置传感器来进行复杂的控制。
[0005]文件US2014375232也呈现了一种三相双架构，该三相双架构具有两个独立的电源，在两个三相系统之间具有能量传输电路。再次地，此处的机器控制是矢量控制，此外，需要双倍的电源。
[0006]文件WO2016012703也呈现了一种三相双架构，该三相双架构具有用于汽车的两个有区别的控制模块，这两个模块相互连接以最小化这些模块的总损耗。控制类型未被指定，并且需要对两个电子模块进行恒定相角控制。众所周知，在两个三相系统之间产生30
°
偏移，以便相当于获得平衡六相架构。
[0007]最后，文件EP3224929呈现了一种三相双架构，该三相双架构使用星形连接和三角形连接，两个三相网络与两个不同值的电压源相关联。
[0008]现有技术未解决的问题
[0009]在以中等电力(通常为几十瓦到几千瓦)工作的汽车应用背景下，现有技术的架构不能有效且经济地应用。实际上，和与它们竞争的三相解决方案相比，使用复杂的矢量控制或两个单独的电子模块会使解决方案过于庞大和昂贵，三相解决方案是目前针对这些应用的最广泛表示。
[0010]此外，现有的三相双系统最常使用具有每相若干绕组的电机，其中两个三相系统的不同相相互交织，使得生产不经济且工业复杂，其中通常存在要被管理的12个或更多个绕组。
[0011]在现有技术中，没有简单且经济的解决方案可以针对中等电力汽车应用获得紧凑的致动器，其与简单的三相系统相比具有三相双系统的优点：更大且更恒定的平均转矩、信号的谐波含量和更有利的转矩。
[0012]专利技术目标
[0013]本专利技术的主要目的是为中等电力应用的汽车工业提供简单且经济上可行的三相双电机。
[0014]特别是，本专利技术的一个目标是提出一种被优化以用于块控制的三相双电机的通用
拓扑结构，这归因于使用去耦齿对各个半机器的相和两个半机器之间的相进行了磁分离。因此，与现有技术的矢量控制相比，所提出的拓扑结构适于简单地进行块控制。
[0015]本专利技术的另一个目标是显著限制或简化马达绕组的数量，并与等效的三相解决方案相比允许改进的紧凑性。
[0016]本专利技术的目标还在于提出一种用于此类机器的简单控制(特别是在使用块切换的背景下)，它比矢量控制更容易实现，由经济的电子设备支持，同时了保留上述优点。
[0017]更具体地，本专利技术涉及一种电机，该电机具有第一三相绕组和第二三相绕组并且包括定子，该定子由软铁磁材料制成的圆柱轭形成，所述圆柱轭径向延伸有一组齿，所述一组齿的一部分承载所述绕组，所述绕组彼此有区别，所述第一三相绕组以三角形构造电连接，所述第二三相绕组以星形构造电连接，其特征在于，所述定子的齿的总数量等于3.(N1+N2).(k+1)，其中，k为大于或等于1的自然整数且表示绕组的同相连续线圈的数量；N1和N2分别为所述第一绕组和所述第二绕组的同相连续线圈组的数量，所述两个绕组由不承载绕组的至少一个齿隔开。
[0018]在本专利技术的含义中，“同相连续线圈的数量”是指属于同一相、同一半机器且相邻、不被非绕线齿隔开的线圈的数量。
[0019]类似地，在本专利技术的含义中，“同相连续线圈组的数量”是指属于由至少一个去耦齿隔开的同一半机器的同一相的连续线圈组成的组的数量。这些线圈组可以由单个去耦齿或由若干齿和属于其他相的其他线圈组隔开。
[0020]优选地，所述绕组由主齿承载，所述齿不承载绕组，因为它们是去耦齿，并且所述去耦齿的从机器的中心考量并由所述齿的自由端的宽度界定的角度宽度小于或等于所述主齿的角度宽度。以这种方式，由绕线齿收集的通量被最大化。
[0021]优选的机器将是根据关系N1＝N2＝k＝1的，其中总共具有十二个齿，包括交替的6个绕线齿和6个非绕线齿，从而使机器经济地生产。
[0022]在一个可能的实施方式中，所述第一三相绕组由在绕线齿与非绕线齿之间交替的第一组连续定子齿承载，并且所述第二三相绕组由在绕线齿与非绕线齿之间交替的第二组连续定子齿承载，所述第一组定子齿和所述第二组定子齿彼此隔开。
[0023]在另一实施方式中，所述第一三相绕组和所述第二三相绕组是交替的，使得由所述定子的承载所述第一绕组的线圈的第一齿、所述定子的不承载绕组的第二齿以及所述定子的承载所述第二绕组的线圈的第三齿形成周期性图案，所述第一齿、所述第二齿和所述第三齿在所述定子的周向方向上是连续的。
[0024]优选地，所述第一绕组成角度地分布在180
°
的第一扇区上，所述第二绕组成角度地分布在180
°
的第二扇区上，所述第一扇区和所述第二扇区彼此隔开，并且所述绕组中的每一者电连接到一组电轨，所述多组电轨彼此隔开并且成角度地分布在彼此隔开的两个180
°
角度的扇区上。
[0025]本专利技术还涉及一种控制具有上述三相双绕组的机器的方法，其特征在于，各个三相绕组由块序列控制，并且各个三相绕组被控制为相对于彼此电偏移30
°
，从而产生十二个均匀电分布的控制矢量。
[0026]优选地，所述第一绕组和第二绕组由两个不同的电力桥供电，每个电力桥包括六个电子开关单元。
[0027]有利地且优选地，所述块控制使用被称为PWM的脉冲宽度调制来执行，将第一PWM应用于所述第一绕组，并且将第二PWM应用于所述第二绕组，并且应用所述第一PWM和所述第二PWM，以消除或最小化同时应用正交替的交叠时段。
[0028]在一个实施方式中，将所述PWM应用于所述电子开关，并且在一个变型实施方式中，所述机器还包括：在所述电力桥的上游具有六个电子开关单元，由四个电子开关单元形成的整流器桥，所述四个电子开关单元接收来自中央控制单元的两线电信号作为输入，所述块控制使用被称为PWM的脉冲宽度调制来执行，所述PWM控制被应用为桥式整流器的输入，所述桥式整流器对所述PWM控制进行动态整流，并且所述两个电力桥为全间距控制。
[0029]所述两个三相绕组的控制可以由同一单个微处理器执行，或由两个单独的微处理器执行。
[0030]本专利技术还涉及一种调整设备，所述调整设备针对控制内燃机的气体交换阀的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电机，所述电机具有第一三相绕组(4a、4b、4c)和第二三相绕组(5a、5b、5c)并且包括定子(3)，所述定子(3)由软铁磁材料制成的圆柱轭(10)形成，所述圆柱轭径向延伸有一组齿(7、8)，所述一组齿的一部分(8)承载所述绕组，所述绕组(4a、4b、4c、5a、5b、5c)彼此有区别，所述第一三相绕组(4a、4b、4c)以三角形构造电连接，所述第二三相绕组(5a、5b、5c)以星形构造电连接，其特征在于，所述定子(3)的齿(7、8)的总数量等于3.(N1+N2).(k+1)，其中，k为大于或等于1的自然整数且表示绕组的同相连续线圈的数量；N1和N2分别为所述第一绕组和所述第二绕组的同相连续线圈组的数量，所述两个绕组由不承载绕组的至少一个齿(7)隔开。2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：所述绕组由主齿(8)承载，不承载绕组的所述齿为去耦齿(7)，并且所述去耦齿(7)的从所述电机的中心考量并由所述去耦齿的自由端的宽度界定的角度宽度小于或等于所述主齿(8)的角度宽度。3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于：N1＝N2＝k＝1，所述定子(3)总共具有十二个齿(7、8)，所述十二个齿(7、8)包括交替的六个绕线齿和六个非绕线齿。4.根据权利要求1、2或3中的一项所述的电机，其特征在于，所述第一三相绕组由在绕线齿与非绕线齿之间交替的第一组连续定子齿承载，并且所述第二三相绕组由在绕线齿与非绕线齿之间交替的第二组连续定子齿承载，所述第一组定子齿和所述第二组定子齿彼此隔开。5.根据权利要求1、2或3中的任一项所述的电机，其特征在于，所述第一三相绕组和所述第二三相绕组是交替的，使得由所述定子的承载所述第一绕组的线圈的第一齿、所述定子的不承载绕组的第二齿以及所述定子的承载所述第二绕组的线圈的第三齿形成周期性图案，所述第一齿、所述第二齿和所述第三齿在所述定子的周向方向上是连续的。6.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述第一绕组成角度地分布在180
°
的第一扇区上，所述第二绕组成角度地分布在180
°
的第二扇区上，所述第一扇区和所述第二扇区彼此隔开，并且所述绕组中的每一者电连接到一组电轨，所述多组电轨彼此隔开并且成角度地分布在彼此隔开的两个180
°
角度的扇区上。7.一种用于控制根据前述权利要求中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：动磁科技公司，
类型：发明
国别省市：