[發(fā)明專利]多相電機(jī)及使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610993344.6
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106936269B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.S.阿塔拉;M.R.莎;S.普拉巴卡蘭;J.P.亞歷山大
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02K11/20
• 分類號: H02K11/20;H02K11/30;H02K11/04;H02K3/28;H02P25/22
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉培勇;姜甜

本發(fā)明題為多相電機(jī)及使用方法。提供一種電機(jī)(102；200；300)。電機(jī)包括定子(104；310)、轉(zhuǎn)子(106)和多個(gè)開關(guān)(260；320)。定子包括主繞組(210)和輔助繞組(220)。轉(zhuǎn)子可耦合到原動機(jī)(108)，原動機(jī)配置成使轉(zhuǎn)子相對于定子轉(zhuǎn)動，以便在主繞組生成至少六相交流(AC)電力。多個(gè)開關(guān)相應(yīng)地耦合在輔助繞組與主繞組編組之間。當(dāng)多個(gè)開關(guān)閉合時(shí)，多個(gè)開關(guān)配置成將至少六相轉(zhuǎn)換成三相。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開的領(lǐng)域一般涉及多相電機(jī)，以及更具體來說，涉及作為多相電動機(jī)可操作的電機(jī)以及多相發(fā)電機(jī)及其使用方法。

背景技術(shù)

許多已知的電力系統(tǒng)在正常操作過程期間執(zhí)行電力驅(qū)動和電力生成。非限制性地例如，某些交通工具動力系統(tǒng)、例如飛機(jī)動力系統(tǒng)包括電機(jī)，其用作用于推進(jìn)的電動機(jī)，并且還可用作發(fā)電機(jī)。在驅(qū)動時(shí)，來自輔助源的電力施加到電機(jī)，以轉(zhuǎn)動附連到機(jī)械負(fù)荷的電動機(jī)。機(jī)械負(fù)荷非限制性地包括例如轉(zhuǎn)動驅(qū)動軸以啟動發(fā)動機(jī)或者使交通工具加速。輔助電源非限制性地包括例如各種交流(AC)和直流(DC)電源，例如AC電網(wǎng)電力、電池、光伏陣列或者用于機(jī)械負(fù)荷的任何其他適當(dāng)電源。在生成時(shí)，原動機(jī)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子以生成AC電力。所生成的AC電力然后分配到一個(gè)或多個(gè)AC或DC負(fù)載。

通過特定已知電機(jī)所生成的AC電力通常在特定電壓下并且以一相或多相來產(chǎn)生。這種AC電力然后由變壓器轉(zhuǎn)換成適當(dāng)電壓電平以向給定AC負(fù)載供電，并且由整流器進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成DC以向給定DC負(fù)載供電。當(dāng)AC電力為多相(例如3相、6相和12相)時(shí)，將AC電力整流成DC電力一般產(chǎn)生較高質(zhì)量的DC電力。例如，整流器的相移輸出進(jìn)行組合，以便因相移諧波的消除而產(chǎn)生低紋波電壓和電流。同樣，輔助電力下的驅(qū)動通常利用單相或3相電力。因此，進(jìn)行驅(qū)動和生成的電機(jī)通常以3相電力這樣操作。

利用上述已知電動機(jī)-發(fā)電機(jī)電機(jī)的許多已知的電力系統(tǒng)一般包括附加功率電子器件，以執(zhí)行必要驅(qū)動和生成功能。非限制性地例如，已知飛機(jī)動力系統(tǒng)可包括自耦變壓器整流器單元(ATRU)，其包括自耦變壓器單元(ATU)和整流器。在生成時(shí)，ATU將所生成的3相電力轉(zhuǎn)換成高階多相電力、即6相或以上。多相電力然后整流成DC，并且分配到AC或DC電力負(fù)載。用于轉(zhuǎn)換成多相電力并且然后轉(zhuǎn)換成DC電力的附加功率電子器件常常與電機(jī)本身幾乎一樣重。電力系統(tǒng)的附加重量降低效率。此外，必要的變壓器和整流器通常引入自身的損耗，非限制性地包括例如換向損耗和寄生損耗。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)方面，提供一種電力系統(tǒng)。電機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子和多個(gè)開關(guān)。定子包括主繞組和輔助繞組。轉(zhuǎn)子可耦合到原動機(jī)，原動機(jī)配置成使轉(zhuǎn)子相對于定子轉(zhuǎn)動，以便在主繞組生成至少六相交流(AC)電力。多個(gè)開關(guān)相應(yīng)地耦合在輔助繞組與主繞組編組之間。當(dāng)多個(gè)開關(guān)閉合時(shí)，多個(gè)開關(guān)配置成將至少六相轉(zhuǎn)換成三相。

在另一方面，提供一種使用電機(jī)的方法。該方法包括在電機(jī)的定子的主繞組生成至少六相交流(AC)電力。該方法還包括將定子的輔助繞組耦合到主繞組編組，以將至少六相轉(zhuǎn)換成三相。該方法還包括在施加到電機(jī)的三相的輔助AC電力下進(jìn)行驅(qū)動。

在又一方面，提供一種電力系統(tǒng)。該電力系統(tǒng)包括電機(jī)、控制器、整流器和變壓器。電機(jī)包括主繞組和輔助繞組。電機(jī)可操作以生成多相交流(AC)電力，并且還可操作以在三相AC電力下進(jìn)行驅(qū)動。在三相AC電力下進(jìn)行驅(qū)動時(shí)，控制器配置成將輔助繞組耦合到主繞組。控制器還配置成當(dāng)生成多相AC電力時(shí)將輔助繞組解耦合。整流器配置成將多相AC電力整流成直流(DC)電力。變壓器配置成將DC電力轉(zhuǎn)換成DC輸出電壓。

技術(shù)方案1：一種電機(jī)(102；200；300)，包括：

定子(104；310)，包括輔助繞組(220)和主繞組(210)，所述主繞組分組為所述主繞組的編組；

轉(zhuǎn)子(106)，可耦合到原動機(jī)(108)，所述原動機(jī)配置成使所述轉(zhuǎn)子相對于所述定子轉(zhuǎn)動，以便在所述主繞組生成至少六相交流(AC)電力；以及