晶体管矩阵转换式磁阻变速电动机驱动器制造技术

一种包括当由电流激励时产生磁场的线圈磁铁的多相电动机驱动器。线圈磁铁构造在电气矩阵中。开关与线圈磁铁配置在电气电路中。各线圈磁铁与至少两个开关电气相通并且各开关与多于一个线圈磁铁电气相通。开关成对操作用以激励线圈磁铁，并且多相电动机驱动器包括比线圈磁铁较少数目的开关对。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】晶体管矩阵转换式磁阻变速电动机驱动器本专利技术涉及多相电动机驱动器，并且更具体地，涉及包括配置 在电子电路矩阵中的线圈磁铁和晶体管的多相电动机驱动器。电子多相电动机广泛使用在如泵和压缩机这样的应用中。典型 的多相电动机响应由线圈磁铁选择产生的磁场驱动转子或多个转 子。各线圈磁铁与电动机驱动器电气相通，驱动器选择性地激励线 圏磁铁产生驱动转子的磁场。转子驱动如空气或液压液体的流体从 进入到排放。不利地，当使用这些传统的电动机驱动器激励线圏磁铁时，由线圈磁铁生成磁通量的满额力(ftill force)作用到转子上。这造成可以 降低效率的抖动类型的转子运动。这在相对低的转子速度上是最明 显的。例如，如果九线圈磁铁多相电动机的各线圈磁铁开启一秒钟， 那么转子的一个循环将用九秒。用于转子在磁辨之间运动的时间可 能仅用十分之一秒。对于其它十分之九秒，转子将停止。这种类 型的电动机驱动器控制是相对低效的，如同在启动和停止期间转子 丢失惯性能量(inertial energy)。典型的电动机驱动器构造成这样，即各线圈磁铁连接在两个晶 体管开关之间。在一个具有三个线圈磁铁的示例中，各线圈磁铁电 气连接在低侧晶体管和高侧晶体管之间。低侧晶体管连接到负向直 流接地总线(bus ground)且高侧晶体管连接到正向直流总线。为激励 所选的线圏磁铁，相关联的低侧和高侧晶体管开启用以打开电气连 接。其它包括额外线圈磁铁的传统示例要求额外的高侧和低侧晶体 管用于各额外的线圈磁铁。利用两个晶体管的各线圏磁铁成比例地 增加多相电动机驱动器系统的开销。因此，需要对于各线圈磁铁使用少于 一对晶体管同时更有效地 控制转子运动的电动机驱动器系统。
技术实现思路
根据本专利技术的多相电动机驱动器包括当由电流激励时产生磁场 的多个线圈磁铁，以及与多个线圈磁铁配置成电子电路的多个开关。 多个开关与多个线圏磁铁电气相通且各线圈磁铁与多个开关中的至 少两个电气相通。各开关与多个线圈磁铁的多于一个电气相通。通过脉沖产生线圏磁铁的开/合工作循环，控制器控制转子的速 度和力。通过脉冲产生磁场，可以控制对转子的吸引用以控制转子 的速度和力。随磁场脉沖长度增加转子施加在管式转子导向件中流 体的力增加。"作用"更长脉沖产生更大的吸引和更多的力。当转 子更远离开线圏磁铁时，控制器也传递更多的磁场力。与以前已知 的多相电动机和电动机驱动器比较，这些控制转子的特征提供增加 操作有效性的益处。本专利技术因此提供 一种电动机驱动器系统，其对于各线圈磁铁利 用少于 一对晶体管用以更有效地控制转子的运动。附图说明 ■从下面当前优选实施例的详细描述中，本专利技术的各种特征和优 点对于本
这些专业人员将变得显而易见。配以详细描述的附图能够简述如下。图1是示例性管式转换磁阻线性电动机的截面图。 图2是示例性管式转换磁阻环形电动机的截面图。 图3是示例性电动机驱动器构造的示意图。图4是电动机驱动器另一实施例的示意图。具体实施例方式图1示意了管式转换的磁阻线性电动机10的简化截面示意图。线性电动机10包括管式转子导向件12 ,在其中转子14响应由线圏 磁铁16产生的磁场而运动。线圈磁铁16由数字Ml-M9标示并且各 线圈磁铁16包括两个串行的北极和南极线圈。在示意位置上，转子 14位于靠近线圈磁铁Ml处。当M2线圏磁铁16选择性地受到激励 时产生磁场。磁场吸引转子14中的磁性材料使得转子14从图1示 意的位置运动到与M2线圈磁铁16对准处。在运动过程中，转子14 使包含在管式电动机导向件12内部的流体运动。图2示意了管式切换的磁阻环形(torus)电动机26的简化截面示 意图。环形电动机26构成圆环形，然而椭圆或其它形状也可以使用。 为进一步理解环形电动机26，可关注美国专利申请No. 名为"环 形几何结构电动机系统"，其转让给了该项专利技术的受让人，并且该 专利整体地结合于本文中。环形电动机26包括管式转子导向件12，在其中转子14响应由 线圈磁铁16产生的磁场而运动。通过管式电动机导向件12,线圏磁 铁16选择性地受到激励使转子14运动用以使包含在管式电动机导 向件12内部的流体运动。图3示意了用来驱动线性电动机10、环形电动机26、或其它电 子多相电动机的电动机驱动器电路构造36的简化示意图。电动机驱 动器电路构造36包括线圈磁铁16的电气矩阵38。线圈磁铁16与线 圈磁铁行和列中的电气连接40相互连接。在显示的示例中，Ml、 M2和M3线圈磁铁16形成一行且Ml、 M4和M7线圈磁铁16形 成一列。多个晶体管42电气连接到线圏磁铁，作为一行44晶体管42和 一列46晶体管42。在行44上的各晶体管42对应于线圈磁铁16列。 C2晶体管42对应M2、 M5和M8线圈磁铁16列。在晶体管42列46 内的各晶体管42对应线圈磁铁16的行。控制器48控制晶体管42 的操作并选择性地激励线圏磁铁16。在一个示例中，希望激励M5线圈磁铁16。控制器48选择性地 开启C2晶体管42和R2晶体管42用以完成在正向和负向直流电压 之间的电气连接。尽管电路包括九个线圈磁铁16和六个晶体管42， 其它电路构造也是可能的，例如但不限于带有七个晶体管42的十二 个线圈磁铁16，带有九个晶体管42的十八个线圈磁铁16，带有八 个晶体管42的十六个线圈磁铁16,带有十二个晶体管42的三十六 个线圏磁铁16,以及带有十八个晶体管42的八十一个线圈磁铁16。 不像以前已知的电动机驱动器电路，电动机驱动器电路构造36提供 对带有较少数目晶体管42对的线圈磁铁16的控制。图4示意了另一电动机驱动器电路构造36简化的示意图，其包 括具有两行和三列线圏磁铁16的电气矩阵38。不像图3中示意的 电路，该电路在各行中不包括如在各列中相同数目的线圈磁铁16。 这可以提供如同以下将要描述的控制两个或更多线圏磁铁16同时操 作或重叠操作的益处。在电动机驱动器电路构造36中，根据等式S = 2(N，晶体管42 的数目与线圏磁铁16的数目相关，其中S等于晶体管的数目，并且 N等于线圏磁铁16的数目。根据该等式，电动机驱动器电路构造36可 以配置成如在图3中示例显示的对称电气矩阵38或在图4中示显示 的非对称电气矩阵38。与以前已知的电动机驱动器电路比较，电动机驱动器电路构造36 提供较低平均电流的益处。在一个示例中，已知的电动机驱动器包 括带有六个操作在六十安培峰值电流的晶体管的三个线圈磁铁。每 个晶体管的平均电流是二十安培。带有十二个晶体管42的三十六个 线圏磁铁16的示例电气矩阵38也操作在六十安培的峰值电流。每 个晶体管42的平均电流是十安培。用于示例电气矩阵38的4交低平 均电流允许利用较小和较便宜的晶体管42。在另一个电动机驱动器电路构造36示例中，控制器48脉冲激 励线圏磁铁16的开/合工作循环用以控制转子14的速度。控制器48以所选的循环周期频率脉冲激厉力所选的线圈磁铁16。当所选的线圏磁铁16受到激励，磁场吸引转子14并且当所选的线圈磁铁16断 开，没有磁场吸引转子14。 通过脉沖(产生)磁场，可以控制在转 子14上的吸引用以控制转子14的速度和力。随磁场脉冲长度增加转子14施加在管式转子导向件12 (图2)中 流体的力增加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多相电动机驱动器，包括：当由电流激励时产生磁场的多个线圈磁铁；与所述多个线圈磁铁配置在电子电路中的多个开关，所述多个开关与所述多个线圈磁铁电气相通，各线圈磁铁与至少两个开关电气相通，并且各开关与多于一个线圈磁铁电气相通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R卡德尔，
申请(专利权)人：萨莱尔公司，
类型：发明
国别省市：US[]