使用绕线式转子同步电动机的充电系统技术方案

提供使用绕线式转子同步电动机的充电系统。该充电系统包括逆变器，绕线式转子同步电动机，该绕线式转子同步电动机具有被供给由逆变器转换的电力的至少一个定子线圈和具有多个励磁线圈的转子；以及开关电路单元，被配置为选择性地向多个励磁线圈供电。另外，控制器被配置为当绕线式转子同步电动机作为电动机操作时，操作开关电路单元以从电池向多个励磁线圈中的至少一个供电，并且当所述绕线式转子同步电动机向励磁线圈侧供给电网电力而对电池进行充电时，在所述绕线式转子同步电动机正在充电时，使励磁线圈与电池隔离，并且操作开关电路单元向励磁线圈的一部分供给电网电力。

【技术实现步骤摘要】
使用绕线式转子同步电动机的充电系统
本专利技术涉及一种充电系统，更具体地涉及一种使用绕线式转子同步电动机的充电系统，通过在双重结构中实现安装在绕线式转子同步电动机的转子上的励磁线圈以在作为电动机的操作中和在作为充电器的操作中选择性地应用励磁线圈，能够提高效率。
技术介绍
近来，由于全球变暖，环境污染等问题，在汽车工业领域积极开展减少环境污染的环保型车辆的研究开发。因此，环保型车辆的市场正在扩大。典型地，环保型车辆，电动车辆，混合动力车辆和插电式混合动力车辆使用通过使用电能来产生驱动力的电动机，而不是通过燃烧现有化石燃料来产生驱动力的发动机。许多使用电能的环保型车辆技术通过从电网向车辆内部安装的电池充电来驱动电动机。因此，使用电能的环保型车辆需要包括用于利用从电网供给的电能对电池进行充电的车载充电电路。车载充电电路是用于对环保车辆的电池进行充电的基本电路，并且可以使用各种拓扑结构来实现。然而，许多车载充电电路包括高频变压器和用于隔离的滤波器，多个开关元件和控制模块。因此，环保车辆典型地包括单独的车载充电电路，并且车辆的成本和体积不可避免地增加。特别地，在车载充电电路中提供的变压器需要磁路，并且变压器的尺寸根据容量而增加并且增加了重量和体积。在相关技术中，公开了使用绕线式转子同步电动机的充电系统，其中省略了用于给电池充电的单独的充电器电路，并且使用绕线式转子同步电动机的定子线圈与安装在转子上励磁线圈之间的电耦合来实现隔离变压器。因此，不需要单独的车载充电电路。因此，期望使用绕线式转子同步电动机的插电式混合动力车辆的电池的充电性能以低成本和简化的结构得以改进。然而，相关技术存在问题，因为绕线式转子同步电动机的转子侧励磁线圈仅考虑电动机的效率而被制造，因此当绕线式转子同步电动机作为充电器运行时，不能获得有效的驱动特性。描述为相关技术的内容仅仅是为了帮助理解本公开的背景而提供的，而不应被认为是对应于本领域技术人员已知的相关技术。
技术实现思路
本公开提供了一种使用绕线式转子同步电动机的充电系统。绕线式转子同步电动机可以通过从将电池的直流(DC)电力转换成交流(AC)电力的逆变器供给AC电力而应用为充电电路的隔离变压器，并且可以基于绕线式转子同步电动机作为电动机工作并且绕线式转子同步电动机作为变压器工作以作为充电器的一部分应用的条件而确定励磁线圈的电感值。因此，可以改进每个操作模式的效率。根据本专利技术的示例性实施例，充电系统可以包括：被配置为转换电池的电力的逆变器；绕线式转子同步电动机，具有至少一个定子线圈以及具有多个励磁线圈的转子，至少一个定子线圈被供给由逆变器转换的电力；开关电路单元，被配置为选择性地向多个励磁线圈供电；以及控制器，被配置为：当绕线式转子同步电动机处于电动机模式时，操作开关电路单元以从电池向多个励磁线圈中的至少一个励磁线圈供电，在电动机模式中绕线式转子同步电动机被供给来自电池的电力以作为电动机操作；以及当绕线式转子同步电动机处于充电模式时，操作电池和励磁线圈以彼此隔离，并且操作开关电路单元向励磁线圈的一部分供给电网电力，在充电模式中绕线式转子同步电动机向励磁线圈侧供给电网电力，以对电池充电。在一些示例性实施例中，充电系统可以包括设置在电池和开关电路单元之间的继电器。控制器可以使继电器在电动机模式下短路并且使继电器在充电模式下开路。励磁线圈可以包括彼此串联电连接的多个励磁线圈，并且开关电路单元可以包括多个开关元件，多个开关元件连接到由彼此串联电连接的多个励磁线圈形成的每个节点。在另一个示例性实施例中，开关电路单元可以包括多个上开关元件和多个下开关元件，每个上开关元件对由彼此串联连接的多个励磁线圈形成的每个节点与电池的正(+)端子之间的电连接进行开关操作，每个下开关元件对由彼此串联连接的多个励磁线圈形成的每个节点与电池的负(－)端子之间的电连接进行开关操作。连接到由多个励磁线圈中的、在电动机模式中被供电而在充电模式中不被供电的励磁线圈形成的节点的下开关元件可以被实现为二极管。另外，充电系统可以包括整流电路单元，被配置为对电网电力进行整流并将整流后的电网电力供给到开关电路单元。充电系统可以包括功率因数校正电路单元，被配置为校正电网功率的功率因数，并将经校正的功率因数转换成DC功率。根据本专利技术的示例性实施例的另一方面，充电系统可以包括：逆变器，其被配置为转换电池的电力；绕线式转子同步电动机，具有至少一个定子线圈以及转子，每个定子线圈被供给由逆变器转换的电力，转子具有彼此串联连接的多个励磁线圈；开关电路单元，具有连接到由彼此串联连接的多个励磁线圈形成的每个节点的多个开关元件。另外，充电系统可以包括第一继电器和第二继电器，第一继电器具有连接到电池的正(+)端子的第一端子，第二继电器配置为具有连接到电池的负(－)端子的第一端子；以及控制器，控制器被配置为：当绕线式转子同步电动机处于电动机模式时，使第一继电器和第二继电器短路，在电动机模式中绕线式转子同步电动机被供给来自电池的电力；以及当绕线式转子同步电动机处于充电模式时，使第一继电器和第二继电器开路，在充电模式中绕线式转子同步电动机向励磁线圈侧供给电网电力，以对电池充电。特别地，多个开关元件可以包括多个上开关元件和多个下开关元件，每个上开关元件对第一继电器的第二端子与由彼此串联连接的多个励磁线圈形成的每个节点之间的电连接进行开关操作，每个下开关元件对第二继电器的第二端子与由彼此串联连接的多个励磁线圈形成的每个节点之间的电连接进行开关操作。电网电力可以被传输到第一继电器的第二端子和第二继电器的第二端子，并且控制器可以被配置为打开或关闭开关元件以在电动机模式和充电模式下向不同的励磁线圈供电。在一些示例性实施例中，连接到由多个励磁线圈中的、在电动机模式中被供电而在充电模式中不被供电的励磁线圈形成的节点的下开关元件可以被实现为二极管。充电系统可以包括整流电路单元，被配置为对电网电力进行整流并将整流后的电网电力供给到开关电路单元。充电系统还可以包括功率因数校正电路单元，被配置为校正电网功率的功率因数，并将经校正的功率因数转换成DC功率。附图说明结合附图阅读以下详细描述，本公开的上述和其他目的、特征和优点将变得更加明显。图1是示出根据相关技术的使用绕线式转子同步电动机的充电系统的示例性电路图；图2是示出根据本公开的示例性实施例的使用绕线式转子同步电动机的充电系统的示例性电路图；和图3是示出根据本公开另一示例性实施例的使用绕线式转子同步电动机的充电系统的示例性电路图。具体实施方式在下文中，将参照附图描述本公开的示例性实施例。虽然本专利技术将结合示例性实施例进行描述，但是应该理解的是，本说明书并不旨在将本专利技术限制于那些示例性实施例。相反，本专利技术旨在不仅覆盖示例性实施例，而且覆盖可以包括在由所附权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的各种替代，修改，等同和其它示例性实施例。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，而不是为了限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一”和“该”旨在也包括复数形式除非上下文另有明确说明。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定了所陈述的特征，整数，步骤，操作，元件和/或部件的存在，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充电系统，包括：被配置为转换电池的电力的逆变器；绕线式转子同步电动机，具有至少一个定子线圈以及具有多个励磁线圈的转子，所述至少一个定子线圈被供给由所述逆变器转换的电力；开关电路单元，被配置为选择性地向所述多个励磁线圈供电；以及控制器，被配置为：当所述绕线式转子同步电动机处于电动机模式时，操作所述开关电路单元以从所述电池向所述多个励磁线圈中的至少一个励磁线圈供电，在所述电动机模式中所述绕线式转子同步电动机被供给来自所述电池的电力以作为电动机操作；以及当所述绕线式转子同步电动机处于充电模式时，操作所述电池和所述励磁线圈以彼此隔离，并且操作所述开关电路单元向所述励磁线圈的一部分供给电网电力，在所述充电模式中所述绕线式转子同步电动机向励磁线圈侧供给电网电力，以对所述电池充电。

【技术特征摘要】
2017.06.09 KR 10-2017-00725401.一种充电系统，包括：被配置为转换电池的电力的逆变器；绕线式转子同步电动机，具有至少一个定子线圈以及具有多个励磁线圈的转子，所述至少一个定子线圈被供给由所述逆变器转换的电力；开关电路单元，被配置为选择性地向所述多个励磁线圈供电；以及控制器，被配置为：当所述绕线式转子同步电动机处于电动机模式时，操作所述开关电路单元以从所述电池向所述多个励磁线圈中的至少一个励磁线圈供电，在所述电动机模式中所述绕线式转子同步电动机被供给来自所述电池的电力以作为电动机操作；以及当所述绕线式转子同步电动机处于充电模式时，操作所述电池和所述励磁线圈以彼此隔离，并且操作所述开关电路单元向所述励磁线圈的一部分供给电网电力，在所述充电模式中所述绕线式转子同步电动机向励磁线圈侧供给电网电力，以对所述电池充电。2.根据权利要求1所述的充电系统，还包括：设置在所述电池和所述开关电路单元之间的继电器，其中，所述控制器被配置为使所述继电器在所述电动机模式下短路并且使所述继电器在所述充电模式下开路。3.根据权利要求1所述的充电系统，其中所述励磁线圈包括彼此串联连接的多个励磁线圈，并且所述开关电路单元包括多个开关元件，所述多个开关元件连接到由彼此串联连接的多个励磁线圈形成的每个节点。4.根据权利要求3所述的充电系统，其中所述开关电路单元包括多个上开关元件和多个下开关元件，每个上开关元件对由彼此串联连接的多个励磁线圈形成的每个节点与所述电池的正端子之间的电连接进行开关操作，每个下开关元件对由彼此串联连接的多个励磁线圈形成的每个节点与所述电池的负端子之间的电连接进行开关操作。5.根据权利要求4所述的充电系统，其中连接到由所述多个励磁线圈中的、在所述电动机模式中被供电而在所述充电模式中不被供电的励磁线圈形成的节点的下开关元件被实现为二极管。6.根据权利要求1所述的充电系统，还包括：整流电路单元，被配置为对电网电力进行整流并将整流后的电网电力供给到所述开关电路单元。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：申昊埈，郭武信，裴秀炫，安埈模，金成奎，朴柱英，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR