[发明专利]可动态重构的电机、电机系统及电机动态重构方法

说明书

本发明与电气传动和控制有关，特别是和电动机和发电机的新型结构，及用电力电子设备来驱动和控制电动机和发电机的方法有关。本发明采用可动态重构的电机，该电机包括一个转子，一个磁耦合到转子并有多个槽和多个绕组的定子，其中每个绕组被安置于两个对应的槽中，当电流流过绕组时形成多个磁极，每对磁极有多个相，且所述绕组的配置使得磁极数和相数可动态调整。本发明所述可动态重构的电动机和发电机系统可以通过对磁极数和相数动态调整，从而优化系统并降低成本。

技术领域

本发明与电气传动和控制有关，特别是和电动机和发电机的新型结构，及用电力电子设备来驱动和控制电动机和发电机的方法有关。

背景技术

电机(包括电动机和发电机)广泛用于能量转换和为设备提供动力。许多应用要求电动机和发电机运行在变速状态。电力电子设备也广泛应用于变速系统中，如工业传动，电动汽车，柴油发电机组，和风力发电等。人们强烈希望在这样的系统中能提高效率，同时减小尺寸并降低成本，特别是对电动汽车及其它运输设备这些技术要求高的应用而言。

不幸的是，迄今为止在变速系统中,电动机，发电机和电力电子设备通常采用的是各自领域的标准技术，并没有为取得最佳效果来做统一优化。例如，目前绝大多数电动机和发电机采用了三相结构，与它们一同工作的电力电子设备也只好采用三相结构。因此，需要重大改进来进一步优化系统的性能并降低成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可动态重构的电动机和发电机系统，其可以通过对磁极数和相数动态调整，从而优化系统并降低成本。

为解决以上技术问题，本发明提供的第一方面的技术方案为采用可动态重构的电机，该电机包括一个转子，一个磁耦合到转子并有多个槽和多个绕组的定子，其中每个绕组被安置于两个对应的槽中，当电流流过绕组时形成多个磁极，每对磁极有多个相，且所述绕组的配置使得磁极数和相数可动态调整。

优选的，相数是由流经绕组的电流来确定的。

优选的，磁极数是由流经绕组的电流来确定的。

优选的，绕组为一多匝线圈。

优选的，相数根据磁极数变化进行调整。

另外，本发明提供的第二方面的技术方案为采用可动态重构的电机系统，该系统包括一个具有一个定子的电机和一个电力电子系统，所述定子具有多个槽，并且每个槽放有多个导体以构成绕组的一部分，且绕组的配置使得所述电机的相数和磁极数可以被动态调整；所述电力电子系统包括一个控制系统和多个功率变换器，每一功率变换器被耦合到一个对应的绕组，而控制系统被如此配置使得所述电机的相数和磁极数可以被动态调整。

优选的，控制系统根据电机的速度来确定磁极数。

优选的，控制系统根据磁极数来确定相数。

优选的，绕组电流的频率根据电机的速度进行调整。

优选的，每个功率变换器被耦合到相对应的安置于两个槽中的绕组。

优选的，功率转换器被放置到一个与定子有机械联接的衬底，并且所述衬底具有一开孔，一个功率变换器通过此孔与一个定子的绕组耦合。

优选的，在某一工作模式下，若干功率变换器停止工作。

优选的，当有功率变换器停止工作时，控制系统对系统运行进行调整。

优选的，当一个功率变换器或一个与之耦合的绕组出现故障，引致该功率变换器停止工作的时候，系统在故障下继续运行。

优选的，一个功率转换器工作于待机模式，作为正常工作的功率变换器的备份。