技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明技術(shù)公開(kāi)一般涉及與電機(jī)有關(guān)的裝置和方法，以及具體地涉及具有徑向力的主動(dòng)補(bǔ)償?shù)碾姍C(jī)及其方法。

背景技術(shù)

一般，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，不同的力作用于轉(zhuǎn)子與定子之間。一些力是由于負(fù)載或?qū)πD(zhuǎn)軸施加力所致。此類力通常是機(jī)械力。其他力，例如磁力，可能看上去像是不理想的轉(zhuǎn)子和/或定子配置所導(dǎo)致。此類力通常由不同類型的軸承承載。旋轉(zhuǎn)電機(jī)通常同時(shí)具有徑向和軸向軸承，其任一個(gè)或二者可以是無(wú)接觸類型的。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一些旋轉(zhuǎn)電機(jī)利用將控制磁通加入到定子中的正態(tài)偏置定子磁通的原理。存在附加的定子繞組，這使得能夠向定子的不同部分提供不同的磁通。在環(huán)向方向上，不同位置處的定子電流之差意味著沿著氣隙氣隙磁通密度是變化的。變化的氣隙磁通密度導(dǎo)致轉(zhuǎn)子與定子之間變化的力。

A.Laiho等人在IEEE Transactions on magnetics，第45卷，編號(hào)2009年12月12日第5388-5398頁(yè)的“Attenuation of Harmonic Rotor Vibration in a Cage Rotor Induction Machine by a Self-Bearing Force Actuator”公開(kāi)利用定子控制繞組以便減弱轉(zhuǎn)子彎曲振動(dòng)的電機(jī)的一個(gè)示例。在所公布的國(guó)際專利申請(qǐng)WO03/032470 A1中，提出一種具有生成側(cè)向力的能力的電機(jī)。定子電流按不同量值分布在定子繞組的不同部分之間，這導(dǎo)致轉(zhuǎn)子和定子之間的合力。

在美國(guó)專利5,053,662中，公開(kāi)軸的電磁阻尼。來(lái)自位置傳感器的輸入信號(hào)指示具有永磁體或開(kāi)關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子的電機(jī)，需要電機(jī)軸的阻尼。響應(yīng)于傳感器指示，促使與轉(zhuǎn)子電磁耦合的定子繞組選擇性地賦能以抑制軸的振動(dòng)。

此類現(xiàn)有技術(shù)解決方案的一個(gè)問(wèn)題是，需要修改電機(jī)設(shè)計(jì)以包含附加的定子控制繞組，這影響整個(gè)電機(jī)的性能。再者，在大型電機(jī)中，控制實(shí)現(xiàn)適合的力所需的定子功率較高，這需要復(fù)雜且昂貴的功率電子器件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開(kāi)的一般目的在于提供補(bǔ)償徑向力的解決方案，其易于作為現(xiàn)有電機(jī)的改裝來(lái)提供以及易于在新設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)且與現(xiàn)有技術(shù)中使用的功率電子器件相比，所需的功率電子器件較不復(fù)雜。

上文的目的通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的方法和裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求中定義了優(yōu)選實(shí)施例。

一般來(lái)說(shuō)，在第一方面中，一種電機(jī)包括轉(zhuǎn)子、定子、轉(zhuǎn)子供電源、至少一個(gè)傳感器和轉(zhuǎn)子磁化控制配置。所述轉(zhuǎn)子具有用于控制轉(zhuǎn)子磁極的磁化的轉(zhuǎn)子繞組。所述定子在所述轉(zhuǎn)子周圍提供且布置成用于使所述轉(zhuǎn)子能相對(duì)于所述定子旋轉(zhuǎn)。所述轉(zhuǎn)子供電源布置成向所述轉(zhuǎn)子繞組提供電流。所述傳感器布置成測(cè)量與所述定子的部分或機(jī)械附接到所述定子的部分與所述轉(zhuǎn)子的部分或機(jī)械附接到所述轉(zhuǎn)子的部分之間的相對(duì)力關(guān)聯(lián)的參數(shù)。所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置通信上連接到所述至少一個(gè)傳感器，所述至少一個(gè)傳感器用于接收表示所測(cè)得的參數(shù)的信號(hào)。所述轉(zhuǎn)子磁極分成至少兩組轉(zhuǎn)子磁極，其中每組轉(zhuǎn)子磁極具有至少一個(gè)磁極。所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置布置成通過(guò)從所述轉(zhuǎn)子供電源向所述至少兩組轉(zhuǎn)子磁極中每一個(gè)的轉(zhuǎn)子繞組提供相應(yīng)可個(gè)別控制的轉(zhuǎn)子電流，從而個(gè)別地控制所述至少兩組轉(zhuǎn)子磁極的磁化。所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置布置成根據(jù)表示所述至少一個(gè)傳感器的測(cè)得的參數(shù)的信號(hào)來(lái)個(gè)別地控制相應(yīng)的轉(zhuǎn)子電流。

在第二方面中，考慮一種用于控制電機(jī)的方法。相關(guān)的電機(jī)具有定子以及具有轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子繞組包括用于控制轉(zhuǎn)子磁極的磁化的轉(zhuǎn)子繞組。所述轉(zhuǎn)子磁極分成至少兩組轉(zhuǎn)子磁極，其中每組轉(zhuǎn)子磁極具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子磁極。該方法包括測(cè)量與所述定子的部分或機(jī)械附接到所述定子的部分與所述轉(zhuǎn)子的部分或機(jī)械附接到所述轉(zhuǎn)子的部分之間的相對(duì)力關(guān)聯(lián)的參數(shù)。向所述至少兩組轉(zhuǎn)子磁極中每一個(gè)的所述轉(zhuǎn)子繞組提供相應(yīng)可個(gè)別控制的轉(zhuǎn)子電流，以用于控制所述至少兩組轉(zhuǎn)子磁極與所述定子之間的相應(yīng)磁力。所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流是根據(jù)所測(cè)得的參數(shù)個(gè)別地進(jìn)行控制的。

所提出的技術(shù)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)控制用于激勵(lì)所述轉(zhuǎn)子的電流來(lái)控制轉(zhuǎn)子磁極磁化，能夠以相對(duì)較低電流實(shí)現(xiàn)力的補(bǔ)償。由此，可以使用與現(xiàn)有技術(shù)中相比較不復(fù)雜的功率電子器件。在閱讀詳細(xì)描述時(shí)，將顯見(jiàn)到其他優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

參考下文結(jié)合附圖的描述，將最佳地理解本發(fā)明及其其他目的和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：

圖1A是一種電機(jī)的示意性剖面圖；

圖1B是圖示圖1A的電機(jī)在理想情況中轉(zhuǎn)子磁極與定子之間的徑向磁力的示意圖；

圖2A是具有多組轉(zhuǎn)子磁極的電機(jī)實(shí)施例的示意性剖面圖；