[发明专利]多相电机及使用方法

说明书

本发明题为多相电机及使用方法。提供一种电机(102；200；300)。电机包括定子(104；310)、转子(106)和多个开关(260；320)。定子包括主绕组(210)和辅助绕组(220)。转子可耦合到原动机(108)，原动机配置成使转子相对于定子转动，以便在主绕组生成至少六相交流(AC)电力。多个开关相应地耦合在辅助绕组与主绕组编组之间。当多个开关闭合时，多个开关配置成将至少六相转换成三相。

技术领域

本公开的领域一般涉及多相电机，以及更具体来说，涉及作为多相电动机可操作的电机以及多相发电机及其使用方法。

背景技术

许多已知的电力系统在正常操作过程期间执行电力驱动和电力生成。非限制性地例如，某些交通工具动力系统、例如飞机动力系统包括电机，其用作用于推进的电动机，并且还可用作发电机。在驱动时，来自辅助源的电力施加到电机，以转动附连到机械负荷的电动机。机械负荷非限制性地包括例如转动驱动轴以启动发动机或者使交通工具加速。辅助电源非限制性地包括例如各种交流(AC)和直流(DC)电源，例如AC电网电力、电池、光伏阵列或者用于机械负荷的任何其他适当电源。在生成时，原动机转动转子以生成AC电力。所生成的AC电力然后分配到一个或多个AC或DC负载。

通过特定已知电机所生成的AC电力通常在特定电压下并且以一相或多相来产生。这种AC电力然后由变压器转换成适当电压电平以向给定AC负载供电，并且由整流器进一步转换成DC以向给定DC负载供电。当AC电力为多相(例如3相、6相和12相)时，将AC电力整流成DC电力一般产生较高质量的DC电力。例如，整流器的相移输出进行组合，以便因相移谐波的消除而产生低纹波电压和电流。同样，辅助电力下的驱动通常利用单相或3相电力。因此，进行驱动和生成的电机通常以3相电力这样操作。

利用上述已知电动机-发电机电机的许多已知的电力系统一般包括附加功率电子器件，以执行必要驱动和生成功能。非限制性地例如，已知飞机动力系统可包括自耦变压器整流器单元(ATRU)，其包括自耦变压器单元(ATU)和整流器。在生成时，ATU将所生成的3相电力转换成高阶多相电力、即6相或以上。多相电力然后整流成DC，并且分配到AC或DC电力负载。用于转换成多相电力并且然后转换成DC电力的附加功率电子器件常常与电机本身几乎一样重。电力系统的附加重量降低效率。此外，必要的变压器和整流器通常引入自身的损耗，非限制性地包括例如换向损耗和寄生损耗。

发明内容

在一个方面，提供一种电力系统。电机包括定子、转子和多个开关。定子包括主绕组和辅助绕组。转子可耦合到原动机，原动机配置成使转子相对于定子转动，以便在主绕组生成至少六相交流(AC)电力。多个开关相应地耦合在辅助绕组与主绕组编组之间。当多个开关闭合时，多个开关配置成将至少六相转换成三相。

在另一方面，提供一种使用电机的方法。该方法包括在电机的定子的主绕组生成至少六相交流(AC)电力。该方法还包括将定子的辅助绕组耦合到主绕组编组，以将至少六相转换成三相。该方法还包括在施加到电机的三相的辅助AC电力下进行驱动。

在又一方面，提供一种电力系统。该电力系统包括电机、控制器、整流器和变压器。电机包括主绕组和辅助绕组。电机可操作以生成多相交流(AC)电力，并且还可操作以在三相AC电力下进行驱动。在三相AC电力下进行驱动时，控制器配置成将辅助绕组耦合到主绕组。控制器还配置成当生成多相AC电力时将辅助绕组解耦合。整流器配置成将多相AC电力整流成直流(DC)电力。变压器配置成将DC电力转换成DC输出电压。

技术方案1：一种电机(102；200；300)，包括：

定子(104；310)，包括辅助绕组(220)和主绕组(210)，所述主绕组分组为所述主绕组的编组；

转子(106)，可耦合到原动机(108)，所述原动机配置成使所述转子相对于所述定子转动，以便在所述主绕组生成至少六相交流(AC)电力；以及