[发明专利]电动机

说明书

定子限定了具有相关联的电绕组的多个定子极。转子包括多个转子极。转子相对于定子可移动，并与定子一起限定了定子极与转子极之间的标称间隙。转子极包括导磁极材料。转子还包括一系列频率可编程磁通通量(FPFC)。每个FPFC包括围绕相关联的转子极的导电回路。定子和转子被布置为使得定子中的电绕组在启动期间感应FPFC中的至少一个FPFC内的激励电流。

技术领域

本公开涉及电动机和此类电机的操作。

背景技术

电动机性能可以被表征的方式中的两种方式是其扭矩/力和其输出功率。旋转电机的输出功率是电机生成的扭矩与其输出轴的角速度的乘积。对于线性电机，输出功率是线性力与速度的乘积。常规地，有两种主要方法来直接提高电机性能：(1)通过增加电机的尺寸以及(2)通过在电机自身内部创建更强的磁场。虽然电机的最终尺寸限制了其特定的有用应用，但增加磁场从而增加电磁力可被视为实现更好的电机性能和电机技术的更广泛应用的关键。

发明内容

本公开的各个方面的特征在于具有设置在无源极周围的频率可编程磁通通道(FPFC)的电机，以改变磁通的路径并反射在操作中产生的磁通，以提供与运动方向对准的磁感应原动力的更大分量(以提供有用的扭矩和/或线性力)。

本公开内描述的主题的示例实现方式是具有以下特征的电气机器。定子限定了具有相关联的电绕组的多个定子极。转子包括多个转子极。转子相对于定子可移动，并与定子一起限定了定子极与转子极之间的标称间隙。转子极包括导磁极材料。转子还包括一系列频率可编程磁通通量(FPFC)。每个FPFC包括围绕相关联的转子极的导电回路。

本公开内描述的主题的示例实现方式是具有以下特征的电气机器。定子被配置为生成受控磁场。转子被配置为响应于受控磁场相对于定子移动。转子与定子一起限定了转子表面与定子表面之间的标称间隙。转子包括导磁极材料。转子包括可由定子产生的受控磁场控制的可变磁动势源。

本公开内描述的主题的示例实现方式是具有以下特征的电机控制方法。当定子极与转子极跨标称间隙对准时，磁化电流脉冲随时间施加到定子极的定子线圈。磁化电流被配置为通过感应耦合对转子极内的磁场充电。当转子极被定位在相邻的定子极之间时，随时间脉冲的负载电流被施加到定子线圈。负载电流脉冲加强转子极内的磁场。脉冲负载电流每时间增量包括比脉冲磁化电流更多的脉冲。

本公开内描述的主题的示例实现方式是具有以下特征的电机控制方法。电气机器的转子极通过转子极周围的电流进行磁硬化。电流由流过定子线圈的电流感应。转子相对于定子的运动由流过定子线圈的电流和绕转子极流动的电流产生的电动势引起。

本公开内描述的主题的示例实现方式是一种启动三相电动机的方法。该方法具有以下特征。直流电流流过与定子绕组的相相关联的定子绕组长达一持续时间。然后，通过与该相相关联的定子绕组将反向直流电流脉冲长达第二持续时间。

本公开内描述的主题的示例实现方式是一种驱动电动机的方法。该方法具有以下特征。电转子的平均磁通主要通过来自定子的波形激励而增加。

先前描述的实现方式可包括以下特征中的一些、全部或无一。

定子和转子被布置为使得定子中的电绕组在启动期间在FPFC中的至少一个FPFC内激励电流。

定子和转子被布置为使得定子中的电绕组在启动期间磁化转子极中的至少一个转子极。

FPFC的激励电流在操作期间由定子中的电绕组产生。

导电回路包括比转子芯材料更导电的材料。

导电回路包括比转子芯材料更不导磁的材料。

FPFC中的每个FPFC不与相邻的FPFC重叠。

导电回路包括基本均匀的电感。基本均匀的电感可以在径向方向上。