电动机/发电机制造技术

某些实施例针对使用电机的装置、方法和/或系统。例如，某些实施例针对电机，包括：至少一个定子；至少一个模块，至少一个模块包括至少一个电磁线圈和至少一个开关，至少一个模块附连到至少一个定子；至少一个转子，具有附连到至少一个转子的多个磁体，其中至少一个模块与多个磁体有间隔关系；以及至少一个转子与至少一个定子有旋转关系，其中电机中的至少一个模块的数量和配置部分基于一个或多个操作参数来确定；其中至少一个模块能够单独来控制；以及其中至少一个模块能够至少部分基于下列一个或多个来重新配置：操作期间的至少一个操作参数、操作期间的至少一个性能参数或者它们的组合。还公开其它实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机/发电机澳大利亚临时申请No.2011902310，2011年6月10日提交，通过引用将其完整地结合到本文中。
一般来说，本公开涉及适合于各种应用的电动机/发电机，以及涉及相关方法和/或系统。本公开的某些实施例涉及电动机/发电机，这些电动机/发电机：1)是可逆的，2)能够在功率和/或RPM范围的部分中有效地产生高扭矩，3)能够在功率和/或RPM范围的部分中有效地产生功率，4)能够在基本上整个所定义扩展功率和/或RPM范围有效地产生高扭矩，5)能够在基本上整个所定义扩展功率和/或RPM范围有效地产生功率，6)是紧凑的，8)是模块化的，或者7)它们的组合。某些实施例能够用作例如直接驱动轮毂电动机、自推进装置、泵和/或发电。
技术介绍
多种应用领域中的电动机/发电机的使用是已知的。例如，在自推进装置、泵和/或发电中。传统电动机/发电机通常以特定速度和功率要求合理地工作。但是，当速度和功率输出改变时，这些传统电动机/发电机的效率下降。为了确保装置保持以高效率进行工作，大多数装置甚至在较低速度是足够时也常常以较高速度运行，从而浪费能量，或者耦合到昂贵笨重的传输系统，其要求日常维护，并且极大地增加运动部件数量，从而增加出故障的风险。修改现有电动机驱动系统以使得它们能够进行可调速驱动(ASD)根据应用能够引起能量节省。但是，将ADS添加到传统电动机是昂贵的实践。电源的频率必须修改，从而要求高电流开/关，其使用昂贵的大电子开关。此外，一旦电动机的速度经过调整，则电动机可能不再以其峰值效率进行操作，因此使电动机更缓慢运行的能量节省可通过在不太有效的区域中运行电动机而抵销。牵引电动机的各种配置是已知的。但是，对于许多应用，这类电动机趋向于具有过大重量和过大体积。还已知的是位于轮毂处或轮毂内并且直接驱动的盘式轮毂电动机的使用。当前，例如在混合电动车辆(HEV)和电动车辆(EV)中使用的牵引电动机的大多数是内部永磁体同步电机。与其它同步设计一样，它们在高功率操作期间可遭受传导和磁损耗以及热生成。转子冷却比比无刷直流电动机更为困难，并且峰值点效率一般较低。一般来说，感应电机更难以控制，控制规律更为复杂并且不太容易建模。对适当扭矩-速度范围实现稳定性和控制温度比无刷直流电动机更为困难。感应电机和开关磁阻电机一直使用了多年，但是要求修改以便在例如HEV和EV应用中提供适当最佳性能。在应用、例如风力发电中，这些系统趋向于体积大并且维修成本高。它们通常还要求变速箱、电动机、逆变器和/或变压器，从而使它们成为相当复杂的系统，其常遭受出故障的较大机会。需要针对电动机/发电机的改进系统、装置和方法。本公开针对克服和/或改善现有技术的缺点的至少一个，如通过本文的论述将变得显而易见。
技术实现思路
本部分内容意在是某些实施例的示范。说明书中公开装置、使用方法、制造方法和/或系统。一些实施例在本概述中可能没有公开，而是在本公开的其它示例或者其它部分中公开。某些实施例针对电机，包括：至少一个定子；至少一个模块，至少一个模块包括至少一个电磁线圈和至少一个开关，至少一个模块附连到至少一个定子；至少一个转子，具有附连到至少一个转子的多个磁体，其中至少一个模块与多个磁体有间隔关系；以及至少一个转子与至少一个定子有旋转关系，其中电机中的至少一个模块的数量和配置部分基于一个或多个操作参数来确定；其中至少一个模块能够单独来控制；以及其中至少一个模块能够至少部分基于下列一个或多个来重新配置：操作期间的至少一个操作参数、操作期间的至少一个性能参数或者它们的组合。某些实施例针对电机，包括：至少一个定子；至少一个模块，至少一个模块包括至少一个电磁线圈和至少一个开关，至少一个模块附连到至少一个定子；至少一个滑块，具有附连到至少一个滑块的多个磁体，其中至少一个模块与多个磁体有间隔关系；以及至少一个滑块与至少一个定子有线性关系，其中电机中的至少一个模块的数量和配置部分基于一个或多个操作参数来确定；其中至少一个模块能够单独来控制；以及其中至少一个模块能够至少部分基于下列一个或多个来重新配置：操作期间的至少一个操作参数、操作期间的至少一个性能参数或者它们的组合。某些实施例针对电机，包括：至少一个定子；至少一个模块，至少一个模块包括至少一个电磁线圈和至少一个开关，至少一个模块附连到至少一个定子；至少一个转子，具有附连到至少一个转子的多个磁体，其中至少一个模块与多个磁体有间隔关系；以及至少一个转子与至少一个定子有旋转关系。某些实施例针对电机，包括：至少一个定子；至少一个模块，至少一个模块包括至少一个电磁线圈和至少一个开关，至少一个模块附连到至少一个定子；至少一个滑块，具有附连到至少一个滑块的多个磁体，其中至少一个模块与多个磁体有间隔关系；以及至少一个滑块与至少一个定子有线性关系。某些实施例针对模块化、更灵活、更适合的电动机。某些实施例针对适合电车的电动机，其将电池使用寿命增加10％、20％、30％、40％、50％或以上。某些实施例针对电动机，其比同一类中的相似竞争电动机更小和/或更轻。由于其小尺寸，它在安装电动机的位置方面开启了很多选择。例如，在车辆中，电动机可直接安装到车轮。本公开的实施例之一与Tesla的当前电动机之间的比较表明，某些实施例具有翻倍的功率重量比。与基本上相似尺寸和重量的无刷永磁体三相电机相比，某些实施例具有要大25％、50％、100％、125％、150％、200％、250％或300％的功率重量比。在某些实施例中，无刷轴向磁通电动机的典型布置包括一个或多个转子，其采取在经过其中心的轴上旋转地支承的圆盘(这些可以是基本上平坦、盘式的)形式，各转子具有以交替极性围绕其周边所嵌入的高能量永磁体的圆阵列，磁体的轴线与轴平行；一个或多个定子，其采取与转子平行固定并且通过小气隙分隔的圆盘形式，各定子具有在与磁体相同的中心直径上围绕其周边所嵌入的电磁线圈的圆阵列；感测方式(或器件)，检测转子的绝对位置和旋转速度；以及控制系统，其响应来自感测方式(或器件)的输入以及功率和旋转方向命令而激励磁线圈吸引和排斥磁体以用于生成旋转运动目的。某些配置的一个优点是它的高功率和/或扭矩密度，所生成扭矩的幅值与线圈所生成的磁通量的强度、永磁体的磁通量的强度、线圈和磁体阵列的有效直径以及它们之间的间隙成比例。同时，使用电子换向来控制流到单独定子线圈的电流对大功率和RPM范围赋予高能量效率，从而产生实质上平坦的效率曲线。本公开的某些实施例针对无刷轴向磁通直流电动机的配置，其具有下列特性的一个或多个：高功率和/或扭矩密度；其将快速加速度与扩展RPM范围相结合；其具有小重量和/或紧凑形式，使它适合于多种应用；其采用复合控制机构(或部件)对整个操作参数的预期范围得到高效率；其具有最小冷却要求；其是健壮的，并且是机械和电气上可靠的；其能够经过适合用于从汽车到重型卡车和机械的车辆的一系列配置中的标准组件的组装来制造；其可适合用作风力、潮汐或海浪发电机，能够对高变发电条件的范围来优化发电效率，并且其可以以竞争性成本来制造。按照某些实施例，无刷轴向磁通直流电动机包括：一个或多个盘式定子，围绕其周边可嵌入等距(或者基本上等距)电磁线圈的圆阵列；一个或多个盘式转子，围绕其周边可嵌入等距(或者基本上等距)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机，包括：至少一个定子；至少一个模块，所述至少一个模块包括至少一个电磁线圈和至少一个开关，所述至少一个模块附连到所述至少一个定子；至少一个转子，具有附连到所述至少一个转子的多个磁体，其中所述至少一个模块与所述多个磁体有间隔关系；以及所述至少一个转子与所述至少一个定子有旋转关系，其中所述电机中的所述至少一个模块的数量和配置部分基于一个或多个操作参数来确定；所述至少一个模块能够单独来控制；以及所述至少一个模块能够至少部分基于下列一个或多个来重新配置：操作期间的至少一个操作参数、操作期间的至少一个性能参数或者它们的组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.10 AU 20119023101.一种电机，包括：至少一个定子；以及至少一个模块，所述至少一个模块包括至少一个电磁线圈和至少一个开关，所述至少一个模块附连到所述至少一个定子；其中所述电机中的所述至少一个模块的数量和配置部分基于一个或多个操作参数来确定；所述至少一个模块能够单独来控制；所述至少一个模块能够至少部分基于下列一个或多个来重新配置：操作期间的至少一个操作参数、操作期间的至少一个性能参数或者它们的组合；以及其中至少一个模块关于其它模块的一个或多个和至少一个定子的物理位置通过至少一个模块经由一系列编码模块位置的电接触、光反馈、磁力或者它们的组合插入至少一个定子的位置来检测。2.如权利要求1所述的电机，还包括下列一项：至少一个转子，具有附连到所述至少一个转子的多个磁体，其中所述至少一个模块与所述多个磁体有间隔关系，并且所述至少一个转子与所述至少一个定子有旋转关系；至少一个滑块，具有附连到所述至少一个滑块的多个磁体，其中所述至少一个模块与所述多个磁体有间隔关系；并且所述至少一个滑块与所述至少一个定子有线性关系，或者至少一个盘片或转子，具有附连到所述至少一个盘片或转子的多个磁体，其中所述至少一个模块与所述多个磁体有间隔关系；并且所述至少一个盘片或转子与所述至少一个定子有移动关系。3.如权利要求1或2所述的电机，其中操作期间的所述至少一个操作参数可从下列一个或多个来选择：最大角速度、平均角速度、最小角速度、最大功率输出、平均功率输出、最小功率输出、最大输入电压、平均输入电压、最小输入电压、最大生成电压、平均生成电压、最小生成电压、生成电压的形状和频率、峰值输入电流、平均输入电流、最小输入电流、最大生成电流、平均生成电流、最小生成电流、最大扭矩、平均扭矩、最小扭矩、扭矩平滑度、激活序列、加速速率、稳斜精度等级、使角速度的变化为最小、中断期间的减速速率、轴的直径、电机的最大半径、电机的最大长度、电机的最大深度、电机的最大高度、最大滑动距离、最小滑动距离、电机的最大重量、电机的最小重量、最大电阻功率损耗以及单元冗余度和总价格。4.如权利要求1或2所述的电机，其中操作期间的所述至少一个性能参数可从下列一个或多个来选择：最大角速度、最大功率输出、生成期间与输出电压的偏差、保持所需生成电压、扭矩平滑度、加速速率、稳斜精度、使角速度的变化为最小、在中断期间匹配所请求减速速率、使电阻功率损耗为最小、总效率、功率因数校正、机械谐波消除、电谐波消除、再生输出电压波的精度以及生成频率的精度。5.如权利要求1或2所述的电机，其中电机的重量功率比在5至1000、5至10、10至100、10至500、10至50、20至1000、20至50、50至100、50至500、100至500或者500至1000克每千瓦之间。6.如权利要求2所述的电机，还包括至少一个传感器以检测所述至少一个转子的绝对或相对位置；以及至少一个系统，其响应来自下列一个或多个的输入：所述至少一个传感器、至少一个功率命令、至少一个模式命令，其中包括下列一个或多个：至少一个驱动、生成、制动和保持命令，以及至少一个旋转方向命令。7.如权利要求6所述的电机，其中，所述至少一个控制系统配置成...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·伊莱亚斯·贾山，
申请(专利权)人：艾克西弗拉克斯控股有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU