[發明專利]電機系統

無效

• 申請號: 201080012340.6
• 申請日: 2010-03-24
• 公開（公告）號: CN102625977A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 藤原謙二;馬場功
• 申請（專利權）人: 日本穆格股份有限公司
• 主分類號: H02P25/02
• 分類號: H02P25/02;H02P25/22;H02K19/10;H02K21/16
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 蔣世迅

技術領域

本發明一般地涉及電機系統，更具體地，涉及具有帶有至少一個永磁體的轉子、帶有凸極的定子、帶有纏繞在定子的凸極上的線圈的多個多相線圈組和用于供應多個多相電流的驅動器。

背景技術

近來，市場上強大的稀土磁體的出現使轉子中使用稀土磁體的小型、高效、高功率永磁體型同步電機的開發成為可能。這些電機在各種工業中用作動力源和控制驅動源。為了以高功率使用這些電機，增加了用于電機的變換器(inverter)的電流容量。

圖7所示為常用電機系統的一個示例。該電機系統具有帶有分路連接的分布式繞組的兩個三相線圈組以及與單個線圈串聯的兩個變換器。每個變換器配備有互補連接的六個絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。各個IGBT由使用PWM方法控制的柵極驅動器驅動，以便從IGBT經由電流并聯電抗器(parallel?reactor)L向電機的兩個線圈提供三相AC電源。另一個變換器以相同方式構成，以便經由兩個變換器并行驅動并聯的各個三相線圈組。也就是，在該結構類型的電機中，兩個變換器并聯到兩個三相線圈組。在該結構類型中，電流并聯電抗器L對于減輕來自兩個變換器的各個電流之間的失衡是必不可少的。

圖8示出了另一個常用電機系統。該電機系統具有帶有分路連接的單一三相線圈組的電機以及具有并聯的IGBT的變換器71、72和73。該電機系統通過并聯相對低價的當下(below-current)IGBT來使大電流的供應成為可能。然而，因為IGBT并聯，所以難以平衡IGBT之間的電流，典型地必須具有考慮到10％和30％之間降額(derating)的電路設計(因為必須使用具有相對于所用功率的富余(margin)的額定值的設備)。因此，必須使用相對于電機所需最大電流值具有大額定功率的IGBT，這增加了制造變換器的成本。

日本專利申請公布JP-A-9-331694公開了一種感應電機，其中通過分離每一個相的線圈來形成大量復合分離線圈，以及提供了能夠單個地應用多相交流電源到分離多相線圈的多個變換器初級電路。該電機在不需要與低功率元件相比相對昂貴的高功率切換元件的情況下提供高功率變換器電機。

日本專利申請公布JP-A-7-298685公開了一種使用兩個三相PWM變換器的用于驅動6相感應電機的系統。6相感應電機有六相線圈u1、y1、w1、x1、v1和z1，其中線圈u1、w1和v1形成三相繞組W1，而線圈y1、x1和z1形成三相繞組W2。兩個三相PWM變換器產生具有180°相位差的波形的電壓，它們被連接到各個三相繞組W1和W2。如此，公開了向每個繞組提供同相或反向對稱電壓波形的高功率驅動系統，其中兩個不同繞組通過形成六相感應電機被連接到多個變換器，其中形成在三相感應電機中用于單一相的相對極上的繞組被分開。

日本專利申請公布JP-A-2004-64893公開了一種感應電機，其中兩個三相變換器和兩個三相繞組被各自分離并連接。兩個三相變換器的相位互相脫相180°。

日本專利申請公布JP-A-2006-203957公開了一種感應電機，其中兩個三相變換器和兩個三相繞組每個均被分離并連接。單一線圈被連接到每一相，其中構成單一三相連接的線圈在定子上以120°角被設置，而兩個三相連接互相偏移60°被設置。相同相的兩個三相變換器向各自三相連接提供電源。

然而，上述參考文件中公開的電機是感應電機，因此具有根本上不同于在轉子中使用永磁體的同步電機的結構。

發明內容

附帶參考本發明實施例的對應部件、部分或表面，僅僅用于示意而不用于限制，本發明寬泛地提供一種改進的電機系統，包括：轉子(9)；定子(8)；轉子和定子被安裝用于互相相對運動；轉子具有多個磁極(11)；定子具有面向磁極的多個凸極(12)；第一線圈組(1A)和第二線圈組(1B)；第一線圈組具有三相，每一相包括串聯并以相對于轉子的不同方向環繞不同凸極的第一線圈(u1，v1，w1)和第二線圈(u1′，v1′，w1′)；第二線圈組具有三相，每一相包括串聯并以相對于轉子的不同方向環繞不同凸極的第一線圈(u2，v2，w2)和第二線圈(u2′，v2′，w2′)；被配置為以第一三相電壓(U1，V1，W1)驅動第一線圈組并以第二三相電壓(U2，V2，W2)驅動第二線圈組的驅動器(2)；該驅動器被配置以便驅動第一三相電壓的第一相和具有相對相位偏移的第二三相電壓的第一相。