[發明專利]電磁設備

無效

• 申請號: 201210328937.2
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN103107667A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: S.P.威爾金森;M.R.赫恩登
• 申請（專利權）人: 哈米爾頓森德斯特蘭德公司
• 主分類號: H02K29/00
• 分類號: H02K29/00;H02K11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔣駿;王忠忠

聯合研究聲明

本專利申請涉及依據2010年9月20日的美國軍方合同號40096327所發明的主題。政府對本發明具有一定的權利。

技術領域

在此所公開的本主題涉及電磁設備和機器，并且更特別地，涉及用于確定發電機或馬達轉子的位置的布置。

背景技術

在諸如變速恒頻（VSCF）功率生成系統的功率轉換系統中，發電機（典型地是無刷式三相同步發電機）以發電模式被操作，以將由原動機所提供的變速動力轉換成變頻交流（AC）功率。例如，原動機可以是飛行器的燃汽輪機。在一些情況下，由發電機所產生的變頻AC功率被傳輸到整流器，在那里該變頻AC功率被整流，并作為直流（DC）鏈路上的DC信號被提供給逆變器。該逆變器可接著將DC鏈路上的該DC信號轉化成恒頻AC功率，用于通過負載總線提供給一個或多個AC負載。

發電機能以起動模式被操作為馬達，以將由外部AC電源所提供的電功率轉換成動力，該動力可轉而被提供給原動機以引起該原動機達到自持速度。例如，當以起動模式被操作時，該發電機可被用于起動飛行器的燃汽輪機。

能以發電模式和起動模式兩者被操作的一種類型的無刷式同步發電機包括永磁發電機（PMG）。為了適當地控制這樣的發電機，有必要用發電機轉子的位置來在同步性上對整流進行定時。以前，通過使用諸如霍爾效應傳感器的位置傳感器來實現這樣的同步。當PMG的轉子轉動時，每個霍爾效應傳感器兩端的電壓作為轉子位置的函數從零變化到最大，使得來自霍爾效應傳感器的輸出表示了轉子的位置。來自霍爾效應傳感器的輸出信號接著被用于控制整流器中的開關元件。

然而，使用這樣的位置傳感器在位置傳感器自身及其關聯的電子設備上必然伴有相當的支出，并且進一步導致額外的線路和額外的組裝步驟來安裝該位置感測裝置。而且，操作參數通常限制了這樣的位置傳感器的準確度。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供一種電磁設備，并且其包括限定了內孔的定子、轉子，在定子內孔之內可轉動，并且具有置于其外表面周圍以限定一系列磁極的永磁元件、功率線圈，被配置成在磁極的第一部分由于轉子轉動而通過每個功率線圈時生成功率電流、以及感測線圈，被配置成在磁極的第二部分由于轉子轉動而通過每個感測線圈時生成感測電流。

根據本發明的另一個方面，提供一種電磁設備，并且其包括限定了內孔的定子、轉子，在定子內孔之內可轉動，并且具有置于其外表面周圍以限定一系列磁極的永磁元件、功率線圈，支撐性地被卷進轉子的第一區段周圍的定子中，并且被配置成在磁極的第一部分由于轉子轉動而通過每個功率線圈時生成功率電流、以及感測線圈，支撐性地被卷進轉子的第二區段周圍的定子中，并且被配置成在磁極的第二部分由于轉子轉動而通過每個感測線圈時生成感測電流。

根據本發明的又一個方面，提供一種電磁設備，并且其包括限定了內孔的定子、轉子，在定子內孔之內可轉動，并且具有置于其外表面周圍以限定一系列二十八個磁極的永磁元件、功率線圈，支撐性地被卷進轉子的第一區段周圍的定子中，并且被配置成在至少二十五個磁極由于轉子轉動而通過每個功率線圈時生成功率電流、以及感測線圈，與該功率線圈磁性地且電氣地去耦合，并且支撐性地被卷進轉子的第二區段周圍的定子中，該感測線圈被配置成在剩余的三個磁極中的至少一個磁極由于轉子轉動而通過每個感測線圈時生成感測電流。

這些以及其它優勢和特征將根據結合了附圖的以下描述而變得更明白。

附圖說明

當本說明書的結尾完結時在權利要求中特別地指出且清楚地要求保護被看作為本發明的本主題。本發明的前述特征和其它特征以及優點，根據結合了附圖的以下詳細描述而是明白的，其中：

圖1是根據實施例的電磁設備的軸向圖；

圖2是根據進一步實施例的電磁設備的軸向圖；

圖3是說明了根據實施例的圖1和2的電磁設備的功率線圈和感測線圈的布置的示意圖；

圖4是說明了根據進一步實施例的圖1和2的電磁設備的功率線圈和感測線圈的布置的示意圖；以及

圖5是用于產生直流（DC）輸出的系統的示意圖。

該詳細描述參照附圖通過示例方式與優點和特征一起解釋了本發明的實施例。

具體實施方式