[發明專利]無傳感器電機

在審

• 申請號: 201510876387.1
• 申請日: 2015-12-03
• 公開（公告）號: CN105680657A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: K.K.河;P.B.里迪;A.M.F.埃爾-雷菲;P.L.詹森;R.D.舒爾茨;L.薩拉蘇
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02K21/46
• 分類號: H02K21/46;H02K21/14;H02K1/27
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;周心志

相關申請的交叉引用

該繼續部分(CLP)申請請求享有2012年11月1日提交的美國申請序列第13/666,283號(標題：SENSORLESSELECTRICMACHINE，代理人卷號：264564-1)的權益。上述申請通過引用以其整體并入本文中。

技術領域

本發明大體上涉及電機，并且更具體地涉及無傳感器電機、其構件、使用構件和電機的車輛，以及制作和操作其的方法。

背景技術

關于為內部永磁體(IPM)機器、永磁體(PM)協助的同步磁阻機器(SRM)或SRM的電機，位置是在零激勵頻率和接近零的激勵頻率下進行轉矩控制的關鍵信息元素。典型地，編碼器、流速計或解算器作為位置傳感器與電機一起使用。

然而，位置傳感器(例如，編碼器)連同其線纜和接口電子裝置貢獻了馬達驅動系統成本和總體復雜性的相當大部分，并且通常是主要可靠性關注點。自用于零頻率無編碼器控制的高頻注射方法出現以來，無編碼器控制得到了極大改進，但還未發現在恢復機器的全部或接近全部轉矩能力方面的成功。這歸因于在機器的高負載水平下的小信號凸極性的損失。

因此，不斷需要解決復雜性、成本、效率和/或性能的當前電機技術的改進。

發明內容

本發明通過提供允許電機如IPM馬達以全轉矩控制操作而不需要任何位置傳感器(例如，編碼器)的改進來克服上述缺陷中的至少一些。更具體而言，本發明針對一種機器構件和機器，其在使用構件時，能夠作為無傳感器電機操作。還公開了使用一個或更多個電機的車輛以及制作和操作此類電機的方法。

因此，根據本發明的一個方面，轉子構件包括轉子電路，其構造用于與內部永磁體(IPM)機器和同步磁阻機器(SRM)中的一種一起使用，轉子電路包括：至少一個極點電路，其中至少一個極點電路由傳導性非磁性材料制成。

根據本發明的另一個方面，一種電機包括轉子芯，其包括磁鋼；其中構造有多個靜止繞組的定子；設置在轉子芯內或上的多個開口；以及構造成基于轉子電路的一部分關于電機的極點位置的定向引入凸極性的轉子電路，所述轉子電路由傳導性非磁性材料制成。

根據本發明的另一個方面，一種電機包括：轉子芯；其中構造有多個靜止繞組的定子；設置在轉子芯內的多個開口；以及轉子電路結構，其包括設置在預定位置的至少一個極點電路，其中所述預定位置在從電機的大約q軸線延伸至大約d軸線的范圍中。

根據本發明的另一個方面，一種電機包括：轉子芯；其中構造有多個靜止繞組的定子；設置在轉子芯內的多個開口；穿過其的可旋轉軸；以及包括傳導性非磁性材料的至少一個環路或環的轉子電路結構，其中所述至少一個環路或環關于電機的d軸線大致同心。

根據本發明的另一個方面，一種內部永磁體(IPM)機器包括用于將電能轉換成旋轉能的器件；以及用于在高頻激勵下提供增大的磁性凸極性的器件。

技術方案1.一種轉子構件，包括：

轉子電路，其構造用于與內部永磁體(IPM)機器和同步磁阻機器(SRM)中的一種一起使用，所述轉子電路包括：

至少一個極點電路，其中所述至少一個極點電路由傳導性非磁性材料制成。

技術方案2.一種電機，包括：

包括磁鋼的轉子芯；

其中構造有多個靜止繞組的定子；

設置在所述轉子芯內或上的多個開口；以及

轉子電路，其配置成基于所述轉子電路的一部分關于所述電機的極點位置的定向引入凸極性，所述轉子電路由傳導性非磁性材料制成。

技術方案3.根據技術方案2所述的電機，其特征在于，所述電機還包括設置在所述多個開口中的多個永磁體。

技術方案4.根據技術方案2所述的電機，其特征在于，所述電機為內部永磁體(IPM)機器、永磁體(PM)協助同步磁阻機器(SRM)、感應機器和SRM中的一種。

技術方案5.根據技術方案4所述的電機，其特征在于，所述IPM機器包括單層IPM、多層IPM和輻條型IPM中的一種。

技術方案6.根據技術方案2所述的電機，其特征在于，所述電機包括牽引馬達。

技術方案7.根據技術方案2所述的電機，其特征在于，所述轉子電路包括連接于多個連接元件的多個轉子導體。

技術方案8.根據技術方案7所述的電機，其特征在于，所述多個轉子導體中的至少一個包括轉子條、多股條、多股線和絞合線中的一種。