[發(fā)明專(zhuān)利]電機(jī)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711025568.9
• 申請(qǐng)日: 2017-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107742965B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何春旺
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 珠海磐磊智能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02K21/16
• 分類(lèi)號(hào): H02K21/16;H02K3/28;H02P6/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明的電機(jī)具有多段獨(dú)立線(xiàn)圈，可通過(guò)電流控制模塊可選擇性地控制每一個(gè)線(xiàn)圈的供電方向，并且能根據(jù)電機(jī)的工作狀況選擇最合適的線(xiàn)圈組合作為相繞組。有利于提高電機(jī)的適應(yīng)性，使電機(jī)在不同工況下能具有較高的工作效率。線(xiàn)圈的控制具有較高的獨(dú)立性和組合性，可選擇性分段工作，使線(xiàn)圈實(shí)現(xiàn)輪換工作，減小線(xiàn)圈發(fā)熱的集中程度，有利于電機(jī)內(nèi)部的散熱，從而提高電機(jī)整體的工作性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)及其控制方法。

背景技術(shù)

電機(jī)是日常中常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，能把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。電機(jī)包含定子組件和轉(zhuǎn)子組件，依靠電磁變換來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子組件相對(duì)定子組件的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子通過(guò)轉(zhuǎn)軸輸出動(dòng)力。

目前的飛行器、電動(dòng)車(chē)或船等行駛裝置通常使用單模態(tài)電機(jī)，工作電壓固定時(shí)只有一個(gè)最佳效率點(diǎn)。然而行駛裝置在不同的工作環(huán)境下對(duì)電機(jī)的動(dòng)力輸出有不同的要求，如行駛裝置在啟動(dòng)或負(fù)載較大時(shí)，需要低轉(zhuǎn)速大扭矩，有較高的轉(zhuǎn)速常數(shù)的適合高速運(yùn)行的電機(jī)在這些工況下會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的電樞電流，發(fā)熱嚴(yán)重。然而有較低的轉(zhuǎn)速常數(shù)的適合低速運(yùn)行的電機(jī)利于行駛裝置啟動(dòng)和重載運(yùn)行，但無(wú)法高速運(yùn)轉(zhuǎn)，行駛裝置只能低速行駛。單模態(tài)電機(jī)無(wú)法在不同的工況下達(dá)到最佳效率狀態(tài)，使得行駛裝置整體行駛效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的是提供一種適應(yīng)性高的電機(jī)。

本發(fā)明的第二目的是提供一種適應(yīng)性高的電機(jī)控制方法。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，提供一種電機(jī)，包括基座，定子組件和轉(zhuǎn)子組件，定子組件上設(shè)置有繞組和導(dǎo)磁元件，轉(zhuǎn)子組件上固定有沿電機(jī)周向均勻分布的永磁體，轉(zhuǎn)子組件與定子組件共軸線(xiàn)設(shè)置。繞組，包括沿電機(jī)的周向均勻分布的線(xiàn)圈構(gòu)成的線(xiàn)圈陣列；線(xiàn)圈的軸線(xiàn)沿電機(jī)的徑向分布；每個(gè)線(xiàn)圈分別具有用于與獨(dú)立的電流控制模塊電連接的獨(dú)立的引腳；沿電機(jī)軸向設(shè)置有最少兩個(gè)線(xiàn)圈陣列。

由上述方案可見(jiàn)，本發(fā)明的電機(jī)具有多段獨(dú)立線(xiàn)圈，可通過(guò)電流控制模塊可選擇性地控制每一個(gè)線(xiàn)圈的供電方向，并且能根據(jù)電機(jī)的工作狀況選擇最合適的線(xiàn)圈組合作為相繞組。有利于提高電機(jī)的適應(yīng)性，使電機(jī)在不同工況下能具有較高的工作效率。線(xiàn)圈的控制具有較高的獨(dú)立性和組合性，可選擇性分段工作，使線(xiàn)圈實(shí)現(xiàn)輪換工作，減小線(xiàn)圈發(fā)熱的集中程度，有利于電機(jī)內(nèi)部的散熱，從而提高電機(jī)整體的工作性能。

進(jìn)一步方案為，沿電機(jī)的軸向，轉(zhuǎn)子組件設(shè)置有數(shù)量與線(xiàn)圈陣列一致的磁極陣列。有利于保證線(xiàn)圈陣列與永磁體之間的磁效應(yīng)，有利于電機(jī)的模態(tài)切換時(shí)，保證電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步方案為，沿電機(jī)的軸向，至少一個(gè)磁極陣列的永磁體工作面呈錐狀分布。使電機(jī)能夠受到較集中的磁力，轉(zhuǎn)子組件呈碟狀，具有較強(qiáng)的陀螺儀效應(yīng)，回轉(zhuǎn)時(shí)具有較強(qiáng)的定軸性，有利于提高電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步方案為，磁極陣列的磁極由最少兩片充磁方向相近的永磁體構(gòu)成。有利于增強(qiáng)磁極磁場(chǎng)強(qiáng)度，提高氣隙磁密，提高永磁體的利用率。

進(jìn)一步方案為，定子組件的導(dǎo)磁元件設(shè)置有齒；沿電機(jī)的周向，齒的齒冠與永磁體之間設(shè)置有呈波浪狀分布的氣隙。永磁體和齒相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，波浪狀的氣隙有利于永磁體和齒構(gòu)之間造較大的過(guò)渡力，過(guò)度平穩(wěn)，提高電機(jī)的工作效率。

進(jìn)一步方案為，正對(duì)的永磁體和齒冠之間的最大氣隙靠近該永磁體的中部。由此方案可見(jiàn)，永磁體和齒相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，永磁體和齒冠正對(duì)時(shí)，靠近該永磁體中部處在最大氣隙，因此靠近永磁體中部的磁密線(xiàn)較疏，磁力較小；靠近永磁體兩端部具有較小氣隙，磁密線(xiàn)較密，磁力較大，使永磁體和齒冠的工作面之間受到分布較為均勻的力，有利于進(jìn)一步構(gòu)造較大的過(guò)渡力，過(guò)渡平穩(wěn)。

進(jìn)一步方案為，位置傳感器安裝在電機(jī)上，用于檢測(cè)繞組與永磁體的相對(duì)位置。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，提供一種電機(jī)的控制方法。電機(jī)為上述任一電機(jī)，電機(jī)具有最少兩種模態(tài)，控制步驟如下：

S1. 監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)換信號(hào)。