[发明专利]发电机的非正弦电流波形激励的系统和方法

权利要求书

1.一种发电机，包括：

定子，具有多个非正弦集中绕组；

转子，安置在所述定子内并且配置成相对所述定子旋转，所述转子具有场绕组，所述场绕组配置成响应于施加于所述场绕组的电流而在所述定子和所述转子之间的空隙中产生旋转磁场；

驱动器，控制从电源到所述场绕组的电流，所述驱动器配置成：

基于第一电流需求提供初始输入电流到所述转子；

接收由所述初始输入电流生成的在所述旋转磁场上的反馈；

基于所述反馈生成第二电流需求；

基于所述第二电流需求生成提供瞬时修改的输入电流到所述场绕组，从而在所述空隙中生成正弦旋转磁场并且在所述发电机中生成AC电力，其中所述瞬时修改的输入电流包括非正弦电流波形。

2.如权利要求1所述的发电机，其中所述驱动器进一步配置成：

使用快速傅里叶变换(FFT)确定所述旋转磁场的瞬时基波分量和瞬时谐波分量；

对所述旋转磁场的所述瞬时基波分量应用校正以产生理想基波分量；以及

基于所述理想基波分量生成所述第二电流需求。

3.如权利要求1所述的发电机，其中所述驱动器进一步配置成访问DC场电流需求的多个输入电流需求的每一个和从所述多个输入电流需求的每一个生成的旋转磁场的理想基波分量，每个理想基波分量是将输入电流需求输入到具有正弦绕组的发电机所产生的最高基波分量。

4.如权利要求1所述的发电机，其中所述驱动器进一步配置成生成所述旋转磁场的理想基波分量所需要的修改的输入电流。

5.如权利要求1所述的发电机，其中所述驱动器进一步配置成：

将所述初始输入电流归零；以及

根据所述第二电流需求调整来自所述电源的电流的时序，从而产生所述瞬时修改的输入电流的非正弦电流波形。

6.如权利要求1所述的发电机，其中所述第一电流需求表示会引起具有正弦定子绕组的发电机输出所述AC电力的DC场电流需求。

7.一种在发电机中生成AC电力的方法，所述发电机包括具有多个分数槽集中绕组的定子和具有多个场绕组的转子，所述方法包括：

输入测试DC场电流需求到逆变器；

响应于所述测试DC场电流需求在所述逆变器中生成初始DC场电流，所述初始DC场电流被输出到所述转子上的所述多个场绕组以在所述转子和所述定子之间生成测试旋转磁场；

检测由所述初始DC场电流生成的所述测试旋转磁场的理想基波分量；

基于所述测试旋转磁场的所检测的理想基波分量确定所需电流波形；

基于所述所需电流波形生成修改的DC场电流需求，以产生所述所需电流波形；以及

将所述所需电流波形输出到所述转子上的所述多个场绕组以生成正弦旋转磁场，由此在所述多个分数槽集中绕组中生成AC电力。

8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：

确定所述测试旋转磁场的基波分量和谐波分量；

从所述测试DC场电流需求和所述基波分量确定用于所述测试旋转磁场的理想基波分量；以及

基于所述理想基波分量确定所述所需电流波形。

9.如权利要求8所述的方法，其中确定所述基波分量和谐波分量包括：

经由探查线圈和多个霍尔效应传感器中的一个检测所述测试旋转磁场；以及

对所检测的测试旋转磁场施加快速傅里叶变换(FFT)以识别所述基波分量和谐波分量。

10.如权利要求8所述的方法，其中确定所述测试旋转磁场的所述理想基波分量包括访问查找表，所述查找表具有存储在所述查找表上的多个DC场电流需求的每一个和从所述多个输入电流需求的每一个生成的旋转磁场的理想基波分量；每个理想基波分量是将DC场电流需求输入到具有正弦绕组的发电机所产生的最高基波分量。

11.如权利要求8所述的方法，进一步包括执行所述测试旋转磁场的拉普拉斯传递函数，所述测试旋转磁场的拉普拉斯传递函数从所述初始DC场电流和所述测试旋转磁场的所述理想基波分量得到。

12.如权利要求8所述的方法，其中，所述修改的DC场电流需求调整来自电源的输入电流的时序以产生所述所需电流波形，由此，使所述逆变器输出非正弦AC电流波形到所述多个场绕组，从而生成具有所述理想基波分量的正弦旋转磁场。