[發明專利]電動機和電動機控制器

有效

• 申請號: 201710241922.5
• 申請日: 2012-04-30
• 公開（公告）號: CN107154759B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 彼得·巴拉斯;蓋里·斯蓋瑞;羅伯特·泰勒;霍華德·斯拉特;戴維·霍德森;菲利普·伊格萊頓
• 申請（專利權）人: 賽偉科有限責任公司
• 主分類號: H02P7/298
• 分類號: H02P7/298;H02P7/03;B60L50/16;B60L15/20;B60L50/51;B60L3/04;B60W30/20;G05B9/02;H02P29/00;H02P6/06;H05K7/14;B60L3/00;H02P3/06;B60L7/14
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王洵

一種電動機控制器，具有正面和背面，正面承載多個AC輸出耦接器，并且控制器承載轉換器，該轉換器被配置為將接收的DC電源轉換為用于控制電動機的輸出AC電源，AC輸出耦接器關于控制器的對稱軸被對稱地放置在控制器的正面上。還描述了一種裝置，包括：DC串激電動機；以及第一電流源，被配置為將第一電流提供給DC串激電動機的電樞；第二電流源，被配置為將第二電流提供給DC串激電動機的勵磁繞組；以及控制器，其被配置為控制第一電流源以基于電動機所需的扭矩輸出來提供第一電流，以及控制第二電流源以基于第一電流來提供第二電流。

本申請是申請日為2012年4月30日、申請號為201280030879.3的中國發明專利申請“電動機和電動機控制器”的分案申請。

技術領域

本發明涉及用于電動機的控制器，并且涉及模塊化電動機-控制器組件?？梢栽陔妱榆囍惺褂么祟惪刂破骱碗妱訖C。

本發明的一些方案涉及電動車，并且涉及用于電動車中的電動機的控制器和控制方案。具體地說，一些方案涉及具有振蕩阻尼系統的電動機控制器。

本發明的一些方案還涉及DC串激電動機的控制以及用于控制DC電動機的控制電路，本發明的這些方案與DC串激電動機的控制具有特定但是非排他的關聯。

背景技術

AC電動機和電動機控制器

在電動車中，為了避免差速器的重量和成本，相應的(單獨的)電動機可以用于驅動相應的車輪。與二氧化碳車輛排放相關聯的環境問題是眾所周知的。所提出的解決方案是利用用于車輛的電動機替換內燃機。每一個電動機需要控制器。在電動機是三相電動機的情況下，控制器具有用于將DC電源轉換為用于電動機的AC的逆變器。該過程由于高功率晶體管的快速切換和通態壓降而產生熱量。在電動機中還由于繞組中的歐姆(l²R)加熱、渦流、并且由于摩擦而產生熱量。每一個電動機和每一個控制器需要冷卻系統。通常，通過使冷卻液通過散熱器或者歧管以吸收熱能來實現冷卻。雖然可以使用單個泵，但是每一個冷卻系統將包括用于實現流體循環的管道系統。因此，在具有兩個電動機和兩個電動機控制器的布置中，必須提供四組冷卻裝置(包括散熱器、歧管和管道系統)。多個電動機、控制器、相關聯的電部件和冷卻部件的存在意味著電動車牽引系統的設計和裝配不是一項簡單的任務。

另一個問題是，當分隔開的電動機和控制器通過長電線連接時，電動機所需的高電流(幾百安培的量級)導致損耗。這種布線還帶來了安全問題，例如，需要進入(cut in)事故車輛中的緊急服務人員的觸電風險。

本案的發明人已經認識到對減小電力牽引電動機和電動機控制器組件的重量、體積和復雜性以及改善安全性的需要。

DC串激電動機及其控制

各種類型的DC電動機是已知的，并且每一個DC電動機具有相關聯的優點和缺點。一種類型的DC電動機是DC串激電動機，其在圖5中被示意性地示出。在DC串激電動機中，電動機1002的電樞繞組1004和勵磁繞組6被串聯，使得相同的電流通過每一個繞組。與其它電動機類型相比，這意味著勵磁繞組比平常承載遠遠更高的電流，并且必須由重載電線制成。

因為通過繞組(具體地說，勵磁繞組)的電流的量確定可以由電動機產生的扭矩，因此DC串激電動機通常提供高起始扭矩，這使得它們能夠在第一次被供電時移動相對高的軸負載。DC串激電動機的依賴于該高扭矩特征的一種常用用途是作為用于啟動內燃機的啟動電動機。串激電動機的高扭矩特征還導致在牽引應用中(例如，在電動的電車輛中)考慮這些電動機。

DC串激電動機的一個特征是使通過電動機的電流的方向反向不會改變電動機的旋轉方向。這是因為使通過電動機的電流的方向反向使得勵磁繞組和電樞繞組中的電流均反向，這導致兩個磁場反向。DC串激電動機的該特征導致這些電動機被認為是“交直流兩用”電動機，這是因為它允許使用DC或AC電流來對它們供電。