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具有集成电力电子器件的旋转变压器制造技术

技术编号:44289693 阅读:1 留言:0更新日期:2025-02-14 22:24
本公开的实施例提供了一种电驱动马达系统,其包括固定侧、旋转侧和旋转侧上的第一安装和通信结构。次级绕组被物理地耦合到第一安装和通信结构。整流器系统被物理地耦合到第一安装和通信结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】


技术介绍

1、绕线转子同步机器(wound-rotor synchronous machine,wrsm)是一种具有转子和定子的电动马达。定子是机器的固定部分,而转子是机器的旋转部分。定子通常具有多相绕组,而转子用取代永磁体的励磁绕组制成。转子在磁场中旋转,并且磁场可以由绕组或励磁线圈产生。励磁线圈是电磁体,被用于在电磁机器中生成磁场,电磁机器典型地是旋转电气机器,诸如马达或发电机。它包括电流流过的电线线圈。在带有励磁线圈的机器的情况下,电流必须在线圈中流动以生成磁场,否则没有电力被传递到转子或从转子传递。借助于电流生成磁场的过程被称为激励。励磁线圈产生了最灵活的磁通量调节和去调节(de-regulation)形式,但以电流的流动为代价。

2、常规地,wrsm的转子绕组可以使用滑环和电刷组件系统被供电或激励。然而,滑环和电刷组件系统具有缺点,包括在高速下效率低、经常需要维护以及总体上有损耗,特别是在高速下由于电刷和滑环之间的高接触电阻。

3、为了避免滑环和电刷组件激励方法的缺点,已经开发了无线(或非接触式)激励系统或无线电力传递系统。一般来说,无线电力传递使用各种技术来借助于电磁场(electromagnetic field,emf)传输能量,而不需要物理链路。在无线电力传递系统中,由来自电源的电功率驱动的发射器设备生成时变emf,其经由跨空间的互感(m)将电力传输到接收器设备。接收器设备使用m从emf中提取电力,并将提取的电力供应给电气负载。无线电力传递为其中互连电线不方便、危险或不可能的电气设备/负载提供电力。无线电力技术主要分为两类,近场和远场。在近场技术中,时变emf使用各种技术生成,包括谐振电感耦合。谐振电感耦合是磁耦合线圈之间的电能的近场无线传递,磁耦合线圈是谐振电路的一部分,谐振电路被调谐为以与驱动频率相同的频率谐振。

4、旋转变压器(rotary transformer,rt)是一种无线电力传递系统,其可以被用于wrsm的转子绕组的受控无线激励。rt执行与常规变压器相同的一般功能,即两者都以相同的频率但不同的电压将电能从一个电路传递到另一个电路。常规变压器按电磁感应原理工作,即由于其周围的可变磁场而在闭合电路中感应电动势。rt与常规变压器的区别在于rt几何形状被布置成使得初级绕组和次级绕组可以相对于彼此旋转,而在电气特性上的改变是可忽略的。在已知的配置中,rt可以通过将初级绕组和次级绕组缠绕成杯形芯的单独半部分来构造。同心的半部分彼此面对,其中每一半部分安装在相对于彼此旋转的零件之一上。磁通量提供从杯形芯的一半部分跨空气间隙到另一半部分的耦合,提供将能量从rt的初级绕组传递到其次级绕组的m。

5、使用rt系统来为wrsm提供激励的已知方法可以包括谐振调谐网络,其也被称为补偿网络。谐振调谐网络可以包括电路部件(例如,电阻器、电感器和/或电容器的各种组合),其使相关联的变压器能够类似于谐振电路存储振荡电能,并且因此起到带通滤波器的作用,允许接近它们的谐振频率的频率从初级绕组传递到次级绕组,但阻断其他频率。初级绕组和次级绕组之间的m的量,连同电路的品质因子(q因子),确定频率响应曲线的形状。谐振电路通常称为lc或lrc电路,缘于用于形成谐振电路的电感(l)、电阻(r)和电容(c)部件。在材料科学中,每种材料都有其自己的固有频率。如果外部振动等于固有频率,则发生共振。在电气科学中,电感器和电容器的阻抗取决于频率。电容阻抗与频率成反比,而电感阻抗与频率成正比。在特定频率,两者相互抵消。这种电路被称为谐振电路,并且特定的频率是谐振频率。

6、在提供谐振调谐或补偿的常规rt系统(即rt补偿系统)中,谐振调谐网络(或补偿网络)被设置在wrsm的固定(或定子,或初级)侧和旋转(或转动,或次级)侧两者上。对于初级线圈,“补偿”的基本功能是最小化输入视在功率和/或最小化电源的电压-安培(voltage-ampere,va)额定值。对于次级线圈,补偿抵消了次级线圈的漏电感,以便最大化传递能力。

7、一般来说,电动马达会是相对复杂的结构,其零件以高速旋转并产生高温。另外,使用各种形式的电动势、emf、复杂的通信信号、复杂的马达控制操作和类似物会增加进一步的复杂性。此外,对于许多应用,必须控制马达尺寸和重量。因此,提供以下方面的马达设计是有价值的:优先提供紧凑尺寸;降低的成本;电气、机械和热设计的简化;以及降低的涡流损耗。


技术实现思路

1、本公开的实施例提供了一种电驱动马达系统,其包括固定侧、旋转侧和旋转侧上的第一安装和通信结构。次级绕组被物理地耦合到第一安装和通信结构。整流器系统被物理地耦合到第一安装和通信结构。

2、本公开的实施例提供了一种制造电驱动马达系统的方法,该方法包括形成固定侧、形成旋转侧以及在旋转侧上形成第一安装和通信结构。次级绕组被物理地耦合到第一安装和通信结构。整流器系统被物理地耦合到第一安装和通信结构。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电驱动马达系统,包括:

2.根据权利要求1所述的电驱动马达系统,还包括第一组电连接器,其物理地耦合到所述第一安装和通信结构。

3.根据权利要求2所述的电驱动马达系统,其中,所述第一组电连接器将所述次级绕组电气耦合到所述整流器系统。

4.根据权利要求3所述的电驱动马达系统,其中,所述整流器系统还包括整流器组件壳体中的整流器电路。

5.根据权利要求4所述的电驱动马达系统,其中,物理地耦合到所述第一安装和通信结构的所述整流器系统包括被物理地耦合到所述第一安装和通信结构的所述整流器组件壳体。

6.根据权利要求5所述的电驱动马达系统,其中,所述第一组电连接器的一部分延伸穿过所述整流器组件壳体到达所述整流器电路。

7.根据权利要求1所述的电驱动马达系统,其中,所述第一安装和通信结构包括具有多层的印刷电路板(PCB)。

8.根据权利要求7所述的电驱动马达系统,其中,所述次级绕组被形成在PCB的多层中的一个或多个层中。

9.根据权利要求1所述的电驱动马达系统,还包括:

10.根据权利要求9所述的电驱动马达系统,还包括第二组电连接器,其物理地耦合到所述第二安装和通信结构,其中,所述第二组电连接器电气地耦合所述初级绕组、所述旋转变压器补偿系统和所述逆变器系统。

11.一种制造电驱动马达系统的方法,所述方法包括:

12.根据权利要求11所述的方法,还包括形成物理地耦合到所述第一安装和通信结构的第一组电连接器。

13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述第一组电连接器将所述次级绕组电气地耦合到所述整流器系统。

14.根据权利要求13所述的方法,其中,所述整流器系统还包括整流器组件壳体中的整流器电路。

15.根据权利要求14所述的方法,其中,物理地耦合到所述第一安装和通信结构的所述整流器系统包括被物理地耦合到所述第一安装和通信结构的所述整流器组件壳体。

16.根据权利要求15所述的方法,其中,所述第一组电连接器的一部分延伸穿过所述整流器组件壳体到达所述整流器电路。

17.根据权利要求11所述的方法,其中,所述第一安装和通信结构包括具有多层的印刷电路板(PCB)。

18.根据权利要求17所述的方法,其中,所述次级绕组被形成在所述PCB的多层中的一个或多个层中。

19.根据权利要求11所述的方法,还包括:

20.根据权利要求19所述的方法,还包括第二组电连接器,其物理地耦合到所述第二安装和通信结构,其中,所述第二组电连接器电气地耦合所述初级绕组、所述旋转变压器补偿系统和所述逆变器系统。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种电驱动马达系统,包括:

2.根据权利要求1所述的电驱动马达系统,还包括第一组电连接器,其物理地耦合到所述第一安装和通信结构。

3.根据权利要求2所述的电驱动马达系统,其中,所述第一组电连接器将所述次级绕组电气耦合到所述整流器系统。

4.根据权利要求3所述的电驱动马达系统,其中,所述整流器系统还包括整流器组件壳体中的整流器电路。

5.根据权利要求4所述的电驱动马达系统,其中,物理地耦合到所述第一安装和通信结构的所述整流器系统包括被物理地耦合到所述第一安装和通信结构的所述整流器组件壳体。

6.根据权利要求5所述的电驱动马达系统,其中,所述第一组电连接器的一部分延伸穿过所述整流器组件壳体到达所述整流器电路。

7.根据权利要求1所述的电驱动马达系统,其中,所述第一安装和通信结构包括具有多层的印刷电路板(pcb)。

8.根据权利要求7所述的电驱动马达系统,其中,所述次级绕组被形成在pcb的多层中的一个或多个层中。

9.根据权利要求1所述的电驱动马达系统,还包括:

10.根据权利要求9所述的电驱动马达系统,还包括第二组电连接器,其物理地耦合到所述第二安装和通信结构,其中,所述第二组电连接器电气地耦合所述初级绕组、所述旋转变压器补偿系统和所述逆变器...

【专利技术属性】
技术研发人员:莫斯塔克·穆罕默德兰迪·H·威尔斯埃姆雷·古尔皮纳尔奥默·奥纳尔沙贾德·乔杜里乔纳森·威尔金斯
申请(专利权)人:博格华纳公司
类型:发明
国别省市:

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