[發明專利]嵌套式永磁同步電機伺服系統及其控制運行方法

無效

• 申請號: 200710048867.4
• 申請日: 2007-04-10
• 公開（公告）號: CN101286678A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 呂虹
• 申請（專利權）人: 桂林吉星電子等平衡動力有限公司
• 主分類號: H02K16/00
• 分類號: H02K16/00;H02K21/12;H02K11/00;H02K7/00;H02P31/00;H02P9/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司
• 代理人: 歐陽波

1、?一種嵌套式永磁同步電機伺服系統，包括永磁電機及伺服驅動裝置，其特征在于：

永磁電機為嵌套式永磁同步電機，包括定子(6)、外轉子(5)和內轉子(4)，定子(6)為電樞繞組，處于最外層，固定于機殼；外轉子(5)處于定子(6)內，其上嵌有內外層永磁磁極，外轉子(5)的外層磁極為定子(6)提供磁場，外轉子(5)與定子(6)構成外電機；內轉子(4)為電樞，位于外轉子(5)內，外轉子(5)的內層磁極為內轉子(4)提供磁場，外轉子(5)與內轉子(4)構成內電機；外轉子(5)軸為本電機輸出軸(14)，內轉子(4)軸為本電機動力輸入軸(2)；輸入軸(2)與發動機軸連接；

所述伺服驅動裝置包括兩個伺服驅動器、兩個速度/位置傳感器，A、B速度/位置傳感器(1、13)分別安裝于內轉子(4)和外轉子(5)的軸上，A速度/位置傳感器(1)連接A伺服驅動器(7)，B速度/位置傳感器(13)同時連接A、B伺服驅動器(7、12)；A伺服驅動器(7)通過滑環(3)與內轉子(4)的繞組連接，B伺服驅動器(12)直接連接定子(6)的繞組；控制單元(8)連接A、B伺服驅動器(7、12)，A、B速度/位置傳感器(1、13)接入控制單元(8)；控制單元(8)主體為計算機，A伺服驅動器(7)和B伺服驅動器(12)通過公共直流母線(8)連接。

2、?根據權利要求1所述的嵌套式永磁同步電機伺服系統，其特征在于：

所述嵌套式電機輸出軸(14)上安裝輸出齒輪(15)，輸出齒輪(15)連接外負載。

3、?如權利要求1所述的嵌套式永磁同步電機伺服系統的控制運行方法，其特征在于：

所述嵌套式永磁同步電機伺服系統的內轉子(4)與發動機的軸同步轉動，A伺服驅動器(7)通過A、B速度/位置傳感器(1、13)的位置信號得到內外轉子(4、5)的相對位置，A伺服驅動器(7)按控制單元(8)給出的扭矩設定值和內外轉子(4、5)的相對位置信號對內轉子(4)的繞組加載相應的電流矢量，對內電機進行扭矩伺服控制，發動機軸上的扭矩等于A伺服驅動器(7)通過內電機施加在其內轉子(4)的扭矩；B伺服驅動器(12)通過B速度/位置傳感器(13)得到外轉子(5)的位置信號，B伺服驅動器(12)按控制單元(8)給出的扭矩設定值和外轉子(5)的位置信號對定子(6)的繞組加載相應的電流矢量，對外電機進行扭矩伺服控制。

4、?如權利要求3所述的嵌套式永磁同步電機伺服系統的控制運行方法，其特征在于：

當發動機未啟動，內轉子(4)靜止，B伺服驅動器(12)通過公共直流母線(9)汲取電能驅動外電機工作于電動機狀態，對輸出軸(14)輸出扭矩驅動外負載；A伺服驅動器(7)對內轉子(4)加載的電流矢量為零，內轉子(4)與外轉子(5)之間作用力為零。

5、?如權利要求4所述的嵌套式永磁同步電機伺服系統的控制運行方法，其特征在于：

B伺服驅動器(12)對外電機輸出反向扭矩，驅動輸出軸(14)反向運轉。

6、?如權利要求3所述的一種嵌套式永磁同步電機伺服系統的控制運行方法，其特征在于：

當發動機開始啟動時，需外力協助由停止進入運轉狀態，A、B伺服驅動器(7、12)通過公共直流母線(9)吸收電能、驅動A、B電機按電動機模式運行；施加在外轉子(5)的扭矩大小相等方向相反，嵌套式電機輸出軸(14)靜止，外轉子(5)對內轉子(4)的作用扭矩驅動內轉子(4)和發動機的軸轉動。

7、?如權利要求3所述的一種嵌套式永磁同步電機伺服系統的控制運行方法，其特征在于：

發動機以怠速供油量、高速慣性運行，A伺服驅動器(7)控制內電機對發動機施加順拖負載扭矩，外轉子(5)對外的透過扭矩為制動方向的扭矩；B伺服驅動器(12)控制外轉子(5)對輸出軸(14)施加制動扭矩，內外電機都工作在發電機狀態，嵌套式電機從負載驅動軸得到的動能，經內外電機轉化為電能經A、B伺服驅動器(7、12)送入公共直流母線(9)。