[發明專利]用于電動機內轉子定位的系統和方法

在審

• 申請號: 201980047983.5
• 申請日: 2019-07-29
• 公開（公告）號: CN112514215A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 唐納德·倫波斯基;杰奎琳·德多;馬克·維爾斯特耶
• 申請（專利權）人: 尼亞布科知識產權控股有限責任公司
• 主分類號: H02K7/09
• 分類號: H02K7/09;H02P25/02;H02P6/16;H02K7/08;F16C32/04
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 肖華

一種用于控制電動機的系統(20)，所述電動機(22)包括由潤滑劑(31)支撐在定子(25)上的轉子(24)，所述定子具有多個定子磁極(29)和定子繞組(28)，所述系統包括通過控制器監測所述轉子的徑向位置(26)和轉子角度(27)。該系統包括由控制器產生調節，以使定子磁極向轉子施加凈徑向力。該凈徑向力可用于例如使轉子以電動機的中心軸(30)為中心，并且對于潤滑劑支撐的轉子尤其有利。電動機驅動器向定子繞組提供交流電流以及對一個或多個定子繞組中的電流進行相位電流調節，以沿垂直于驅動軸的方向向轉子施加凈徑向力。

技術領域

本申請要求于2018年7月27日提交的美國臨時專利申請序列號62/711,107和于2019年7月26日提交的美國實用新型專利申請序列號16/522,838的權益，其內容通過引用整體并入本文。

技術領域

本發明總體上涉及一種用于控制電動機的系統和方法。更具體地講，本發明涉及一種用于控制電動機內定子繞組中的電流以控制轉子在電動機內位置的系統和方法。

背景技術

電動機通常包括轉子，該轉子通過與支撐定子繞組的定子磁極的電磁相互作用而繞驅動軸旋轉，定子磁極由電流激勵。

傳統的電動機包括支撐在轉子主軸上的轉子，該轉子主軸被安裝在主軸軸承上，該主軸軸承將轉子保持在相對于定子磁極居中的徑向位置。主軸軸承必須足夠堅固以承受施加到轉子上的徑向和扭轉載荷。這種主軸軸承容易磨損，并且如果主軸軸承磨損或由于其他方式損壞，則會導致電動機故障。主軸軸承還增加了傳統電動機的重量。

發明內容

本發明提供了一種用于控制電動機的系統。電動機包括可繞驅動軸旋轉的轉子和定子，定子包括多個繞中心軸彼此徑向間隔開的定子磁極。該系統包括：控制器，其被配置為監測轉子相對于定子磁極的徑向位置；以及電動機驅動器，其被配置為向多個定子繞組中的每一個提供交流電流以控制轉子繞驅動軸旋轉。控制器被配置為使電動機驅動器在一個或多個定子繞組中提供電流，以控制轉子的徑向位置。

本發明還提供了一種用于控制電動機轉子的徑向位置的方法。這種方法包括控制向電動機的定子中的多個定子繞組施加電流，以控制轉子繞驅動軸的旋轉；測量轉子相對于定子中心軸的徑向位置；以及在所述多個定子繞組的一個或多個中提供電流，以向所述轉子施加凈徑向力，并使所述轉子相對于所述中心軸徑向和橫向移動。

附圖說明

本發明設計的更多細節、特征和優點從以下參考附圖對實施方式的描述中得到。

圖1A是處于第一位置的示例電動機的側剖視圖；

圖1B是處于第二位置的示例電動機的側剖視圖；

圖2是符合本發明的一個方面的系統的原理框圖；和

圖3是列出符合本發明的方法的示例步驟的流程圖。

具體實施方式

重復特征在圖中用相同的參考數字標記，其中公開了用于控制電動機22的系統20的示例實施方式。在一些實施方式中，電動機22用作牽引電動機，用于驅動輪式車輛，例如汽車或卡車。更具體地講，在一些實施方式中，電動機22被設置在輪式車輛的車輪內或車輪附近。這種輪端電動機應用可以使電動機22經受強大的力(例如，由凸起和其它不規則地形產生的力)。這種輪端電動機的應用可以受益于簧下質量的減小，這是由于縮小或取消了傳統電動機中使用的主軸軸承而導致的。

圖1A示出了電動機22，其包括處于停放位置的轉子24，與定子25接觸。圖1B示出了電動機22，其中轉子24在定子25內居中，轉子24的驅動軸26覆蓋定子25的中心軸30并與定子25的中心軸30共線。