用于操作电动机的方法和装置制造方法及图纸

提供了用于操作电动机的装置和方法，包括选择性地激励具有多个定子齿的定子的线圈，每个定子齿具有安装在其上的所述线圈。在给定时间段期间激励定子齿的子集的定子线圈，以在该给定时间段内吸引相应的转子齿与该子集中的每个定子齿对准。在该至少一个定子齿与相应的转子齿重叠之前的给定时间段的一部分期间激励该子集中的至少一个定子齿的定子线圈。

Methods and devices for operating motors

Devices and methods for operating motors are provided, including selectively exciting coils of stators with multiple stator teeth, each of which has said coils mounted thereon. During a given period of time, the stator coil of the subset of stator teeth is stimulated to attract the corresponding rotor teeth to align with each stator teeth in the subset within the given period of time. The stator coil of at least one stator tooth in the subset is excited during a given period of time before the at least one stator tooth overlaps with the corresponding rotor tooth.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于操作电动机的方法和装置
本技术一般涉及电动机。具体地，本技术涉及用于控制电动机的方法和装置。
技术介绍
已知一种开关磁阻电动机系统，其具有某些不期望的特性，诸如大的噪声剖面(noiseprofile)或大的峰值电源电流要求。本公开试图提供用于改进的电动机系统的技术。
技术实现思路
根据第一技术，提供一种电动机，包括：定子，包括多个定子齿，每个定子齿具有安装在其上的定子线圈；转子，包括多个转子齿，该转子被布置成在电动机操作期间相对于所述定子旋转，使得转子齿中的一个或多个与定子齿中的一个或多个周期性地重叠；以及控制电路，用于在给定时间段期间激励定子齿的子集的定子线圈，以在该给定时间段内吸引转子齿与该子集中的每个定子齿对准，其中，控制电路被配置为在子集中的至少一个定子齿与相应的转子齿重叠之前的该给定时间段的一部分期间激励该至少一个定子齿的定子线圈。根据第二种技术，提供了一种用于电动机的电路，包括：驱动电路，用于选择性地激励具有多个定子齿的定子的定子线圈，每个定子齿具有安装在其上的所述定子线圈；以及控制电路，用于使得驱动电路在给定时间段期间激励定子齿的子集的定子线圈，以在该给定时间段内吸引相应的转子齿与子集中的每个定子齿对准，其中，控制电路被配置为使得驱动电路在子集中的至少一个定子齿与相应的转子齿重叠之前的给定时间段的一部分期间激励该至少一个定子齿的定子线圈。根据第三种技术，提供了一种操作电动机的方法，包括：选择性地激励具有多个定子齿的定子的线圈，每个定子齿具有安装在其上的所述线圈，选择性地激励包括：在给定时间段期间激励定子齿的子集的定子线圈，以在该给定时间段内吸引相应的转子齿与子集中的每个定子齿对准，其中，在该至少一个定子齿与相应的转子齿重叠之前的给定时间段的一部分期间激励在子集中的至少一个定子齿的定子线圈。附图说明仅通过举例的方式，参考附图中所示的实施例进一步描述本技术，其中：图1示出了根据实施例的开关磁阻电动机系统；图2示意性地示出了根据实施例的驱动电路的示例部分；图3示出了根据实施例的驱动电路部分的示例操作；图4示出了根据实施例的示例布置，其中两个驱动电路部分被成对布置；图5示出了根据实施例的转子和定子的径向视图；图6a、6b和6c示出了在示例性电动机系统的操作期间一组定子齿和相邻转子齿的近视径向视图；以及图7a、7b和7c示出了在齿弧的不同阶段用于定子线圈激励的转子齿上的合力。具体实施方式图1示出了根据实施例的开关磁阻电动机系统100。电动机包括转子102和定子104。转子102被布置成相对于定子104旋转。转子102包括多个转子齿106。转子齿106包括从转子102径向向外延伸的突起。在图1描绘的实施例中，每个转子齿106沿转子102的长度延伸。在图1描绘的实施例中，转子102具有16个转子齿106。在替代实施例中，定子可以具有多于或少于16个转子齿106。定子104包括多个定子齿108。定子齿108包括从定子104径向向内延伸的突起。在图1描绘的实施例中，每个定子齿沿定子104的长度延伸。在图1描绘的实施例中，定子104具有24个定子齿108。在替代实施例中，定子可以具有多于或少于24个定子齿。每个定子齿被构造成具有安装在其上的定子线圈110。例如，每个定子线圈110可以缠绕在相应的定子齿108上。每个定子线圈通常可以包括大量的匝数，例如，200。在图1描绘的实施例中，为了清楚起见，仅示出了安装有定子线圈110的单个定子齿。然而，在实践中，定子齿中的许多或全部可以具有这种安装在其上的定子线圈。在图1描绘的实施例中，未示出安装在转子齿106上的线圈。在替代实施例(未示出)中，转子线圈可以以类似的方式安装到每个转子齿106上。电动机系统100还包括用于激励相应的定子线圈110的驱动电路112以及用于控制驱动电路112并由此控制供应给定子线圈110的电力的控制电路114。在一些实施例中，控制电路114可被认为包括驱动电路112。图2示意性地示出了根据实施例的用于向给定定子线圈110供电的驱动电路112的示例部分200。在图2中，给定定子线圈被示意性地表示为电感202。驱动电路200可以被视为包括电压升压部分和电压降压部分的混合开关电感电压转换器。驱动电路200的电压升压部分包括升压二极管204和升压开关206。驱动电路200的电压降压部分包括降压开关208和降压二极管210。驱动电路200的电压升压部分和电压降压部分两者都利用存储电容器212。升压开关206和降压开关208可由控制电路114分别通过升压控制信号216和降压控制信号218电子地控制。在实施例中，升压开关206和降压开关208可以各自包括基于晶体管的开关元件。在操作中，升压控制信号216和降压控制信号218互斥地断言以使得定子线圈202以双极方式被供电，其中电流被使得首先沿一个方向流过定子线圈(即，在升压操作期间)，然后沿相反方向流过定子线圈(即，在降压操作期间)。在升压操作期间，使用驱动电路200的电压升压部分。当升压控制信号216被断言时，升压开关206被使得导通(即，闭合)，并且电源电压被施加在由电感202表示的定子线圈上。这使得电流从电源流过定子线圈，从而在定子线圈处产生磁场。当升压控制信号216被关断(即，未被断言)时，升压开关206停止导通(即，断开)。然而，由于定子线圈的电感202，电流将继续流过定子线圈一段时间。在这段时间期间，流过定子线圈的电流经由升压二极管204流入存储电容器212。因此，在这段时间期间从定子线圈消耗的能量由存储电容器212收集。这将存储电容器212升压到关断定子线圈中的电流的电压电平。此后，存储在存储电容器212中的电荷可用于在驱动电路200的降压操作期间沿相反方向激励定子线圈。在降压操作期间，使用驱动电路200的电压降压部分。当降压控制信号218被断言时，降压开关208被使得导通(即，闭合)，并且存储电容器212的电压被施加到定子线圈。这使得电流沿相反方向从存储电容器212流过定子线圈，从而在相反极性的定子线圈处产生磁场。当降压控制信号218被关断(即，未被断言)时，降压开关208停止导通(即，断开)。同样，由于定子线圈的电感202，电流将继续流过定子线圈一段时间。在这段时间期间流过定子线圈的电流经由降压二极管210流入电源。图3示出了驱动电路部分200的示例操作以及通过相应定子线圈110产生的结果电流。图300示出了升压控制信号216随时间的电压(标记为VBOOST)。图301示出了降压控制信号218随时间的电压(标记为VBUCK)。图304示出了在相同的时间段内在相应定子线圈110中产生的结果电流(标记为ICOIL)。如前所述，升压控制信号216和降压控制信号218由控制电路114互斥地断言。在实施例中，控制电路114被配置为仅在定子线圈中的电流归零(或接近零)时对升压控制信号216和降压控制信号218进行断言。以这种方式，驱动电路部分200中的电压仅在电流低时才被切换，并且定子线圈中的电流仅在电压低时才被切换。这具有确保升压开关206和降压开关208的功耗要求较小的效果，这意味着可以使用相对低成本的开关元件(例如，MOSFET)(代替例如更昂贵的高功率IGBT)。如图3所示，驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机，包括：定子，包括多个定子齿，每个定子齿具有安装在其上的定子线圈；转子，包括多个转子齿，所述转子被布置成在所述电动机的操作期间相对于所述定子旋转，使得所述转子齿中的一个或多个与所述定子齿中的一个或多个周期性地重叠；以及控制电路，用于在给定时间段期间激励所述定子齿的子集的定子线圈以在所述给定时间段内吸引转子齿与所述子集中的每个定子齿对准，其中，所述控制电路被配置为在所述子集中的至少一个定子齿与相应的转子齿重叠之前的所述给定时间段的一部分期间激励所述至少一个定子齿的定子线圈。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.14 US 15/182,4741.一种电动机，包括：定子，包括多个定子齿，每个定子齿具有安装在其上的定子线圈；转子，包括多个转子齿，所述转子被布置成在所述电动机的操作期间相对于所述定子旋转，使得所述转子齿中的一个或多个与所述定子齿中的一个或多个周期性地重叠；以及控制电路，用于在给定时间段期间激励所述定子齿的子集的定子线圈以在所述给定时间段内吸引转子齿与所述子集中的每个定子齿对准，其中，所述控制电路被配置为在所述子集中的至少一个定子齿与相应的转子齿重叠之前的所述给定时间段的一部分期间激励所述至少一个定子齿的定子线圈。2.根据权利要求1所述的电动机，其中，在所述至少一个定子齿与相应的转子齿至少部分地重叠时的所述给定时间段的一部分期间，所述至少一个定子齿的定子线圈不被激励。3.根据权利要求1或2所述的电动机，其中，所述控制电路还被配置为在第二时间段期间激励所述定子齿的不同的第二子集的定子线圈，其中所述控制电路被配置为在所述第二子集中的定子齿与相应的转子齿重叠之前的所述第二时间段的一部分期间激励所述第二子集中的至少一个定子齿的定子线圈。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机，其中，所述控制电路被配置为在相应的转子齿与所述多个定子齿中的每个相应定子齿重叠之前的所述转子的旋转的时间段期间激励所述多个定子齿的定子线圈。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动机，其中，所述控制电路被配置为在所述给定时间段期间在不同点处激励所述子集中的至少两个定子齿的定子线圈。6.根据权利要求5所述的电动机，其中，所述控制电路被配置为在所述给定时间段的非重叠部分激励所述至少两个定子齿的定子线圈。7.根据权利要求5或6所述的电动机，其中，所述控制电路被配置为在所述子集中的定子齿与相应的转子齿重叠之前的所述给定时间段的一部分期间激励所述至少两个定子齿的定子线圈。8.根据权利要求5至7中任一项所述的电动机，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·维克托·皮耶特罗莫纳科，
申请(专利权)人：ARM有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB