[發明專利]用于電機的控制系統

有效

• 申請號: 201310594555.9
• 申請日: 2013-11-22
• 公開（公告）號: CN103840720B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: R·T·伯克
• 申請（專利權）人: 普羅蒂恩電子有限公司
• 主分類號: H02P6/04
• 分類號: H02P6/04
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司11280
• 代理人: 王勇,王博

技術領域

本發明涉及控制系統，尤其涉及一種用于電機的控制系統。

背景技術

電機系統通常包括電機和被配置為控制由電機生成的功率/扭矩的控制單元。已知類型的電機的例子包括感應電機、同步無刷永磁電機、開關磁阻電機和直線電機。在商業領域，三相電機是最常用種類的可用電機。

三相電機通常包括三個線圈組，其中，每個線圈組被配置為生成與交流電壓的三相中的一個相關聯的磁場。

為了增加電機內形成的磁極的數量，每個線圈組通常會具有圍繞電機的外圍分布的多個子線圈組，其被驅動來產生旋轉磁場。

三相電機的三個線圈組通常以三角形結構或Y形結構來配置。

用于具有DC電力供應的三相電機的控制單元通常包括三相橋逆變器，其生成用于驅動電機的三相電壓供應。每個相應的電壓相位被施加至電機的相應線圈組。

三相橋逆變器包括多個開關裝置，例如，諸如絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）開關的電力電子開關。

然而，電力電子開關通常會表現出開關損耗和傳導損耗。

包括開關損耗和傳導損耗的總損耗大約與功率的平方成比例。這對電機和逆變器會導致嚴重的熱管理問題，因為例如，雙倍的功率翻倍會導致四倍的熱損耗。導出該熱量而不將裝置的溫度提高至其安全工作水平之上成為裝置能夠處理的功率的量的限制因素。實際上，現代較大功率的裝置具有例如500A的固有電流處理能力，但由于熱約束而被限制為200A。

對于具有給定額定功率的傳統三相電機，如果期望更大的額定功率，則可以通過生產具有更大直徑的電機來實現。對于較大的電機直徑，轉子的圓周速度在角速度給定時增大。然而，針對給定的供應電壓，需要電機線圈具有減少的匝數。

克服該限制所提出的一個解決方案是開發具有可以相互獨立地工作的多個子電機的電機，其中，一個子電機的子線圈組中流動的電流獨立于另一子電機的子線圈組中流動的電流（即，相應子線圈組不串聯連接）。結果，相比于所有相應子線圈組串聯連接的等同電機，每個子線圈組的線圈可以具有較大匝數。每個線圈中增加的匝數增大了電機的總電感。這意味著較低的電流可以在每個子線圈組的線圈中使用，這導致了較少的散熱問題，并且允許使用較小的開關裝置。較小開關裝置的使用由此允許較快的開關速度和較低的開關損耗。

然而，對于具有多個獨立子電機的電機，如果每個子電機具有其本身的用于直接與遠程安裝的車輛控制器通信的通信接口，則將導致額外的通信線路不得不延伸在車輛控制器和電機之間，這將導致車輛的重量和成本的增加。

期望改進這種情形。

發明內容

根據本發明的方面，提供一種根據所附權利要求的控制系統。

所請求保護的發明具有以下優點，提供一種用于控制電機的工作的通信系統，電機具有多個子電機，每個子電機可以經由外部控制器獨立控制而僅使用電機的單個通信接口。此外，如果用于控制一個子電機的工作的通信線路發生故障，則子電機仍可以接收控制數據。

附圖說明

現在將參考附圖通過示例的方式描述本發明，其中：

圖1示出本發明實施例中使用的電機的分解圖；

圖2示出從另一角度觀察的圖1所示的電機的分解圖；

圖3示出根據本發明實施例的電機的線圈組的示例配置；

圖4示出根據本發明實施例的電機的第一驅動配置；

圖5示出根據本發明實施例的電機的第二驅動配置。

具體實施方式

針對用在車輛的車輪中的電機的控制系統描述了本發明的實施例，但電機可以位于車輛內的任何位置。電機是以下類型：具有一組線圈，該線圈是定子的附接至車輛的一部分并且被轉子徑向圍繞，轉子承載一組磁體，用于附接至車輪。為了避免疑問，本發明的各個方面同樣可應用于具有相同配置的發電機。這樣，電機的定義意欲包括發電機。另外，本發明的一些方面可應用于轉子中心地安裝在徑向圍繞的線圈內的配置。如本領域技術人員將理解的，本發明可應用于其他類型的電機。

為了本實施例的目的，如圖1所示，輪內電機40包括定子252，定子包括散熱片253、多個線圈254以及安裝在定子后部以驅動線圈的電子模塊255。線圈254形成在定子齒疊片結構上以形成線圈繞組。定子罩256安裝在定子252的后部，包封電子模塊255以形成定子252，定子252之后可以固定至車輛并在使用期間不相對于車輛旋轉。