[发明专利]九相感应电动机起动器/交流发电机

说明书

电感应电动机可以包括九个独立的端子，该九个独立的端子配置成从九相反相器的九个输出相位接收九个电流输入(I1‑I9)。该电动机可以包括连接至该九个端子的九个绕组(L1‑L9)以及多个接触器，其中多个接触器中的每一个可以在包括该九个绕组(L1‑L9)的电路中可选择地打开或关闭，以可选择地将绕组以网形配置或星形配置中的一种连接在一起。每个绕组可以可选择地连接在九个电流输入(I1‑I9)中的两个之间，两个电流输入之间具有40°的相角差。接触器中的每一个可以被可选择地打开或关闭以确立网形配置的跨度值为两个，其中两个为在九个绕组中的一个的端子与连接至该九个绕组中的一个的该九个绕组中的另一个的端子之间的反相器输出相位的数目。该电动机可以可选择地接收由九相反相器所产生的驱动波形的第一个谐波，以及由该九相反相器所产生的驱动波形的第二个不同的谐波。

技术领域

本发明一般涉及感应电动机，并且更具体地，涉及用于用作起动器和用作交流发电机的九相感应电动机。

背景技术

机械，诸如，例如履带式拖拉机以及包括建筑、农业和采矿机械的其他非公路车辆，被用于执行许多作业。为了有效地执行这些作业，此类机械需要有为驱动系统提供有效动力的动力源。动力源可以是操作为在一定的速度范围内产生转矩输出的发动机，诸如，例如涡轮发动机、柴油发动机、汽油发动机或天然气发动机。该转矩通常通过传动装置被提供给一个或多个牵引装置，传动装置可操作地通过驱动系统连接至发动机。

为了起动此类机械，需要具有在低速下产生大量转矩的能力的起动器电动机。通常在相对较短的一段时间期间用来操作起动器电动机所需要的电功率量可以显著地耗尽诸如电池的的便携式能量存储装置中的可用功率。为了在电池中保持足够的功率以用于电源的多个起动，通常提供诸如交流发电机的发电机以产生再充电该电池所需的电功率。如果感应电动机既被用作起动器电动机又被用作交流发电机以产生电功率，当启动机械时感应电动机必须能够在较低速度和较高转矩条件下运行，以及当其作为交流发电机或发电机时在较高速度和较低转矩条件下运行，同时仍然产生其能力内的足够功率。

在1999年11月2日授予给米勒等人的美国专利号5,977,679(’679专利)中描述了一种既被用作起动器又被用作交流发电机的示例性感应电动机。该’679专利描述了一种感应电动机，其包括具有圆柱形芯部的定子，该圆柱形芯部具有多个内沟槽和外沟槽，以及多个环形线圈缠绕该芯部并被置于内沟槽和外沟槽中。’679专利中的感应电动机设计据称能够实现对电动机的若干极点和相位的任意组合，从而允许在交流发电机模式下的平滑转矩操作。

虽然，在允许既能在起动器模式下使用感应电动机又能将其用作交流发电机方面，’679专利中所公开的感应电动机可以提供一些优点，但是该电动机仍然存在各种缺点。例如，为了让’679专利中的感应电动机从发动机曲柄转动向交流发电机模式转变，必须改变相位的数量以适应极点数量的改变。此相位数量所需的改变还会导致连接至电动机的线圈以允许多相位操作的反相器的电子复杂度的显著提高。

本发明所公开的系统和方法针对于克服以上提出的一个或多个问题。

发明内容

在本发明的一个示例性实施例中，电感应电动机配置成在九个独立的端子处从九相反相器的九个输出相位接收九个独立的电流输入。电动机进一步包括连接至该九个独立的端子的九个绕组以及多个接触器。多个接触器中的每一个配置成在包括该九个绕组的电路中可选择地打开或关闭，以可选择地将该九个绕组以网形配置或星形配置中的一种连接在一起。九个绕组中的每一个配置成可选择地连接在九个独立的电流输入中的两个之间，该两个独立的电流输入之间具有40°的相角差。多个接触器中的每一个进一步配置成可选择地打开或关闭以确立网形配置的跨度值为两个，其中两个为在九个绕组中的一个的端子与连接至该九个绕组中的一个的该九个绕组中的另一个的端子之间的反相器输出相位的数目。电动机进一步配置成可选择地接收由九相反相器所产生的驱动波形的第一个谐波，以及由九相反相器所产生的驱动波形的第二个不同的谐波。