[发明专利]电机的饱和控制

说明书

技术领域

本发明涉及一种例如交流发电机和马达的电机，尤其涉及该电机的控制。

背景技术

参考图1，一典型的永磁(PM)交流发电机或马达具有支撑永磁铁104并安装在转轴108上的转子102。定子110具有多个在多个绕组112，这些绕组在安装到后铁(back iron)116的多个齿114之间。(为了便于说明，图1中绕组112的邻近元件示为不连在一起。)当运行在交流发电机模式时，外部转矩促使轴转动，磁铁和绕组的相互作用在槽中绕组中引起磁通循环。随着转子旋转引起的磁通的变化，在绕组112中产生电压，从而当负载连接到该电机输出端时输出电流。当运行在马达模式时，来自外部源(未示出)的电压施加给绕组112，从而在定子和转子中产生电流感应磁通，当适当控制时，使得转子的旋转以产生转矩。PM电机可以具有如图1所示的“内部转子”结构，或“外部转子”结构(未示出)。

现有技术中PM交流发电机的输出电压和频率由转子速度确定，其存在不能独立控制转子速度的难题。因此希望改善电机，尤其是PM电机的可控性。

发明内容

在一方面，本发明提供一交流发电机/马达，其包括：具有多个永磁体的转子；具有多个第一槽和多个第二槽的定子，第一槽位于与转子相对方向的定子的外围，第二槽位于相对于转子的第一槽相反一侧；至少第一绕组，位于多个所述第一和第二槽内；至少第一磁路，限定在定子和转子中，第一磁路围绕着至少一个第一槽，第一绕组设置在该第一槽中；至少第二磁路，围绕着至少第二槽中的一个，第一绕组设置在第二槽中，第二磁路与第一磁路共用定子的一部分，第二磁路包括与共用部分不同于定子的磁饱和部分；至少第二绕组，邻近于第一绕组设置在多个第二槽中；第三磁路，限定在定子中并且包括定子的磁饱和部分，第三磁路与流过第二绕组的电流相关；电流源，连接到第二绕组并且适于传递足够多的电流流经第二绕组从而基本上饱和定子的所述磁饱和部分；控制器，适于改变提供给第二绕组的所述电流以改变磁饱和部分的饱和电平。

在另一方面，本发明提供担一种可作为当交流发电机/发电机以及马达中的至少一个的电机，该电机包括转子和定子组件，该组件具有包括至少第一绕组的定子，该组件还具有第一和第二磁路和饱和控制组件，第一磁路包括转子并围绕第一绕组的至少第一部分，第二磁路围绕远离第一磁路的第一绕组的至少一个第二部分，当电流流过第一绕组时第一和第二磁路磁耦合，第二磁路包括磁饱和的部分，饱和控制组件与第二电路的磁饱和部分相关，并且可操作的改变所述饱和部分的饱和电平。

在另一方面，本发明提供一交流发电机，其包括：磁转子；具有本体和至少一个功率绕组的定子，所述功率绕组适于产生电压和电流，至少部分地响应转子相对于定子的转动，定子还包括至少一个和输出线圈串联的饱和铁芯电感组件，其中饱和铁芯电感组件的饱和铁芯部分本质上由定子本体提供；以及适于选择性控制饱和铁芯部饱和水平的饱和控制装置。

在另一方面，本发明提供一种可作为交流发电机/发电机和马达中的至少一种进行操作的电机，该电机具有转子和定子，定子包括至少一个第一绕组，该电机包括：包括第一磁路，其包括转子并围绕第一绕组的至少第一部分；一第二磁路，其围绕第一绕组的至少第二部分，当电流流过第一绕组时第一和第二磁路磁耦合，第二磁路包括可磁饱和的部分；以及用于控制所述可饱和部分的饱和电平的变换装置。

在另一方面，本发明提供一种调节连接到负载的电力输出的方法，该方法包括连接到负载的至少一个交流发电机，该交流发电机具有磁转子，定子以及至少一个定子绕组，该绕组与初级磁路相关，初级磁路包括转子和在定子中限定的次级磁路，次级磁路与初级磁路磁耦合到初级磁路并包括磁饱和部分，该方法包括以下步骤：相对于定子移动转子以在绕组中产生输出电流，并可控地改变次级磁路的饱和电平。

在另一方面，本发明提供一种在该电机中分配功率的方法。本说明书及附图中还公开了其它的发明，同样，本发申请要求了所有的发明。

附图说明

为了更好地理解本发明并更清晰地示出它如何实现，现在通过参考附图实例的方法，示出根据本发明优选实施例的主题，其中：

图1是现有技术中永磁交流发电机/马达的横截面示意图；

图2是根据本发明交流发电机/马达的局部横截面示意图；

图3是图2的交流发电机/马达部分等效电路的示意图，示出了其功能特征；

图4类似于图2，但示出了本发明另一实施例；

图5示意性地示出本发明另一方面的方框图；以及