[發明專利]新型同步電機及電機控制系統

在審

• 申請號: 201110326661.X
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN102355105A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 王榮華
• 申請（專利權）人: 王榮華
• 主分類號: H02K19/12
• 分類號: H02K19/12;H02K1/24;H02K1/27;H02P21/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種同步電機及與其相適應的電機控制器系統，所述電機的特征在于，包括至少兩種激勵磁源的混合磁源結構的電機，其一種為穩定的磁源如永磁體，另一種為可調的磁源如勵磁繞組，這兩種磁源以穩定的磁源為主，可調的磁源為輔，兩種磁源相結合，可實時的調節電機氣隙磁場的強弱，從而得到適應多種路況的電機特性；所述電機控制器的特征在于包括至少兩個電流控制器，其中一個為電樞電流的控制器，即電機矢量控制器，另一個為勵磁電流的控制器，即勵磁磁場控制器，電機矢量控制器實時控制電樞的電流，勵磁磁場控制器實時調節勵磁磁場，這兩個電流控制器實時控制著電機得到多種電機特性，運行于多種不同的路況。

2.根據權利要求1所述的混合磁源結構，其特征在于，轉子結構為凸極轉子結構，在轉子凸極上內嵌永磁體，在凸極上繞制勵磁繞組；所述勵磁繞組相鄰兩極的極性相反，繞組繞向相反，兩極間的繞組串聯在一起，在凸極齒根部從繞組連接點引出，把相同極性的繞組引出線連在同極性的轉子電極上。

3.根據權利要求1所述的混合磁源結構，其特征在于，所述電極為極性相反的兩電極，兩電極間絕緣隔離，兩電極與轉子和轉軸間絕緣隔離；所述兩電極分別對應兩電刷，兩電刷與磁場控制器相連。

4.根據權利要求1所述的電機控制器，其特征在于，在電機矢量控制器的基礎上增加了勵磁磁場控制器，通過勵磁磁場控制器控制勵磁繞組的電流來改變電機磁極的磁場強弱，以此來改變電機的外特性。

5.根據權利要求1所述的電機控制器，其特征在于，所述勵磁磁場控制器包括勵磁方向控制器，勵磁方向控制器是H橋換向器，實現勵磁電流的電子換向。

6.根據權利要求1所述的電機控制器，其特征在于，所述勵磁磁場控制器包括直流電源調節器，直流電源調節器是一個斬波器和濾波器構成的可調直流電源，也可以是其它可調直流電源，實現直流電壓的實時可調，并保持電壓平穩。

7.根據權利要求1所述的電機控制器，其特征在于，所述勵磁磁場控制器包括勵磁電流檢測器，勵磁電流檢測器是一個低值高精度電阻電流檢測電路，也可以是電流傳感器檢測電路等，實現勵磁電流的實時檢測反饋。

8.根據權利要求1所述的電機控制器，其特征在于，所述勵磁磁場控制器包括勵磁電流控制器，所述勵磁磁場控制器包括磁通控制器，這兩個控制器控制是否需要調節磁場，根據是否處于增磁狀態或減磁狀態來判斷勵磁電流的方向，根據需要調節的磁場強弱來運算勵磁電流的大小。

9.根據權利要求1所述的電機控制器，其特征在于，所述勵磁電流控制器、磁通控制器和電機矢量控制器的處理器集成在一片MCU上，或者分別在多片MCU上，每片MCU之間實時通訊協作。所述勵磁磁場控制器和電機矢量控制器集成在一個機殼里，或者設計成不同的控制器，每個控制器之間實時通訊協作。

10.根據權利要求1所述的同步電機及與其相適應的電機控制器系統，本發明還提供一種電機控制器的控制策略。其特征在于，一種解耦的磁通控制方法，勵磁電流和電樞電流相互獨立，控制時互不影響。通過改變直流勵磁繞組的電流大小和方向，可以調節電機氣隙磁通，達到氣隙磁通的增強和減小。增強磁通，電機可提供大轉矩的恒轉矩區，減小磁通，電機可提供寬速度范圍的恒功率區。