电动机及其控制方法技术

本文描述电动机和控制电动机的方法。电动机包括：移动部件，具有至少一个与其耦合的永磁体；和与所述移动部件隔开的定子。定子包括至少一个定子极，具有铁磁芯和缠绕在铁磁芯周围的线圈。铁磁芯自然地被至少一个永磁体吸引。所述电机还包括磁性位置控制系统，被配置为监控所述至少一个永磁体相对于所述定子的位置，并可控制地向每个定子极的线圈传递电脉冲，从而在所述铁磁芯上产生排斥磁通，以抵消所述铁磁芯和所述至少一个永磁体之间的吸引力来控制移动部件的移动。力来控制移动部件的移动。力来控制移动部件的移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机及其控制方法
[0001]相关申请
[0002]本申请要求优先于2020年4月25日提交的、标题为“电动机及其控制方法”的美国临时申请No.63/015,566的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本文公开的实施方案涉及电动机和控制电动机的方法，更具体地说，涉及电动机和控制电动机的方法。

技术介绍

[0004]各种类型的电子机械都有包括永磁体的电动机。电动机通常用于加热、通风和空调(HVAC)系统、泵和家用电器等应用中。这种永磁电机通常包括定子和转子。该转子通常包括环形转子芯和多个安装在转子芯周围的表面磁体。
[0005]采用永磁体的传统电机的实现受到当前对磁性理解的限制。拓宽对磁性的理论理解可为使用永磁体的电机提供新的和改进的实现。随着全球减少人类环境足迹、提高自主性和灵活性的倡议，对性能更高、效率更高、用途更广的电机的需求正在扩大。一个例子可是各种运输工具的电气化和各种操作的数字化。
[0006]因此，需要新型电动机和控制电动机的方法。

技术实现思路

[0007]根据广泛的方面，本文描述一种电动机。电动机包括：移动部件，具有至少一个与其耦合的永磁体，每个永磁体具有具有表面积的外表面；和与所述移动部件隔开的定子，所述定子具有至少一个定位为与所述至少一个永磁体相对的定子极。每个定子极包括铁磁芯和缠绕在所述铁磁芯周围的线圈，所述铁磁芯被自然地吸引到所述至少一个永磁体。电动机还包括磁性位置控制系统，被配置为监控所述移动部件上的至少一个永磁体相对于所述定子的位置；和响应于所述至少一个永磁体的位置，可控制地向每个至少一个定子极的线圈传递电脉冲，以在所述铁磁芯上产生排斥磁通，从而抵消所述铁磁芯和所述至少一个永磁体之间的吸引力，以控制所述移动部件的移动。每个永磁体外表面的表面积之差小于10％。两个相邻定子极的中心线之间的最大距离是所述永磁体中一个的宽度的两倍。所述移动部件的每个永磁体的外表面具有相同的极性。
[0008]根据广泛的方面，本文描述一种电动机。电动机包括：转子，具有至少一个与其耦合的永磁体，每个永磁体具有具有表面积的外表面；轴，与所述转子固定耦合，使得所述转子的旋转使所述轴旋转；和所述定子具有至少一个定位为与所述至少一个永磁体相对的定子极，每个定子极包括铁磁芯和缠绕在所述铁磁芯周围的线圈，所述铁磁芯被自然地吸引到所述至少一个永磁体。电动机还包括磁性位置控制系统，被配置为监控所述转子上的至少一个永磁体相对于所述定子的位置；和响应于所述至少一个永磁体的位置，可控制地向每个至少一个定子极的线圈传递电脉冲，以在所述铁磁芯上产生排斥磁通，从而抵消所述
铁磁芯和所述至少一个永磁体之间的吸引力，以控制所述移动部件的移动。每个永磁体外表面的表面积之差小于10％。两个相邻定子极的中心线之间的最大距离是所述永磁体中一个的宽度的两倍。所述移动部件的每个永磁体的外表面具有相同的极性。
[0009]在至少一个实施方案中，每个永磁体外表面的表面积之差小于5％。
[0010]在至少一个实施方案中，每个永磁体外表面的表面积之差小于3％。
[0011]在至少一个实施方案中，任何一个永磁体的外表面的表面积与任何一个定子极的外表面的表面积之差小于10％。
[0012]在至少一个实施方案中，任何一个永磁体的外表面的表面积与任何一个定子极的外表面的表面积之差小于5％。
[0013]在至少一个实施方案中，任何一个永磁体的外表面的表面积与任何一个定子极的外表面的表面积之差小于3％。
[0014]在至少一个实施方案中，每个永磁体都是圆柱形的。
[0015]在至少一个实施方案中，每个永磁体都是棱柱形的。
[0016]在至少一个实施方案中，通过向所述至少一个定子极传送调制的电脉冲来控制所述电机，并提供所述电机以在各种操作模式下操作，所述磁性位置控制系统基于所述至少一个永磁体的磁通量监控和管理所述至少一个永磁体的相对位置。
[0017]在至少一个实施方案中，所述定子的每个铁磁芯与所述转子的每个永磁体径向和/或轴向间隔间隙。
[0018]在至少一个实施方案中，所述电机包括一个定子极和一个永磁体。
[0019]在至少一个实施方案中，所述电机包括两个或多个永磁体。
[0020]在至少一个实施方案中，所述电机包括两个或多个定子极。
[0021]在至少一个实施方案中，所述电机包括1至100范围内的多个定子极。
[0022]在至少一个实施方案中，所述电机包括10至75范围内的多个定子极。
[0023]在至少一个实施方案中，所述电机包括15至50范围内的多个定子极。
[0024]在至少一个实施方案中，所述电机包括15至30范围内的多个定子极。
[0025]在至少一个实施方案中，所述电机包括16至20范围内的多个定子极。
[0026]在至少一个实施方案中，所述电机包括每个转子组1至100范围内的多个定子极。
[0027]在至少一个实施方案中，所述电机包括每个转子组10至75范围内的多个定子极。
[0028]在至少一个实施方案中，所述电机包括每个转子组15至50范围内的多个定子极。
[0029]在至少一个实施方案中，所述电机包括每个转子组15至30范围内的多个定子极。
[0030]在至少一个实施方案中，所述电机包括每个转子组16至20范围内的多个定子极。
[0031]在至少一个实施方案中，所述定子极通常在所述定子周围等距分布。
[0032]在至少一个实施方案中，所述定子极通常在轴向上等距分布，并与所述移动部件平行。
[0033]在至少一个实施方案中，所述电机包括：两个或多个定子极，在一个或多个电路中并联、串联、或并联与串联的混合，在一起通电时，以一组或多组相同极性排列在所述转子周围。
[0034]在至少一个实施方案中，所述定子极通常在所述定子周围彼此等距分布。
[0035]在至少一个实施方案中，所述移动部件的直径或长度在1英寸到200英寸之间。
[0036]在至少一个实施方案中，所述移动部件的直径或长度在1英寸到60英寸之间。
[0037]在至少一个实施方案中，所述移动部件的直径或长度在6英寸到36英寸之间。
[0038]在至少一个实施方案中，所述转子的直径在1英寸到200英寸之间。
[0039]在至少一个实施方案中，所述转子的直径在1英寸到60英寸之间。
[0040]在至少一个实施方案中，所述转子的直径在6英寸到36英寸之间。
[0041]在至少一个实施方案中，所述电机的最大转速约为1至100,000转/分钟(RPM)。
[0042]在至少一个实施方案中，所述电机的最大转速约为1至50,000转/分钟(RPM)。
[0043]在至少一个实施方案中，所述电机的最大转速约为1至30,000转/分钟(RPM)。
[0044]在至少一个实施方案中，所述永磁体由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.电动机，包括：移动部件，具有至少一个与其耦合的永磁体，每个永磁体具有具有表面积的外表面；与所述移动部件隔开的定子，所述定子具有至少一个定位为与所述至少一个永磁体相对的定子极，每个定子极包括铁磁芯和缠绕在所述铁磁芯周围的线圈，所述铁磁芯被自然地吸引到所述至少一个永磁体；和磁性位置控制系统，被配置为：监控所述移动部件上的至少一个永磁体相对于所述定子的位置；和响应于所述至少一个永磁体的位置，可控制地向每个至少一个定子极的线圈传递电脉冲，以在所述铁磁芯上产生排斥磁通，从而抵消所述铁磁芯和所述至少一个永磁体之间的吸引力，以控制所述移动部件的移动；其中：每个永磁体外表面的表面积之差小于10％；两个相邻定子极的中心线之间的最大距离是所述永磁体中一个的宽度的两倍；和所述移动部件的每个永磁体的外表面具有相同的极性。2.电动机，包括：转子，具有至少一个与其耦合的永磁体，每个永磁体具有具有表面积的外表面；轴，与所述转子固定耦合，使得所述转子的旋转使所述轴旋转；围绕所述转子的定子，所述定子具有至少一个定位为与所述至少一个永磁体相对的定子极，每个定子极包括铁磁芯和缠绕在所述铁磁芯周围的线圈，所述铁磁芯被自然地吸引到所述至少一个永磁体；和磁性位置控制系统，被配置为：监控所述转子上的至少一个永磁体相对于所述定子的位置；和响应于所述至少一个永磁体的位置，可控制地向每个至少一个定子极的线圈传递电脉冲，以在所述铁磁芯上产生排斥磁通，从而抵消所述铁磁芯和所述至少一个永磁体之间的吸引力，以控制所述转子的移动；其中:每个永磁体外表面的表面积之差小于10％；两个相邻定子极的中心线之间的最大距离是所述永磁体中一个的宽度的两倍；和每个永磁体的外表面具有相同的极性。3.权利要求1或权利要求2所述的电动机，其中每个永磁体外表面的表面积之差小于5％。4.权利要求1至3中任一项所述的电动机，其中每个永磁体外表面的表面积之差小于3％。5.权利要求1至4中任一项所述的电动机，其中任何一个永磁体的外表面的表面积与任何一个定子极的外表面的表面积之差小于10％。6.权利要求5所述的电动机，其中任何一个永磁体的外表面的表面积与任何一个定子极的外表面的表面积之差小于5％。7.权利要求6所述的电动机，其中任何一个永磁体的外表面的表面积与任何一个定子极的外表面的表面积之差小于3％。
8.权利要求1至7中任一项所述的电动机，其中每个永磁体都是圆柱形的。9.权利要求1至7中任一项所述的电动机，其中每个永磁体都是棱柱形的。10.权利要求1至9中任一项所述的电动机，其中通过向所述至少一个定子极传送调制的电脉冲来控制所述电机，并提供所述电机以在各种操作模式下操作，所述磁性位置控制系统基于所述至少一个永磁体的磁通量监控和管理所述至少一个永磁体的相对位置。11.权利要求1至10中任一项所述的电动机，其中所述定子的每个铁磁芯与所述转子的每个永磁体径向和/或轴向间隔间隙。12.权利要求1至11中任一项所述的电动机，其中所述电机包括一个定子极和一个永磁体。13.权利要求1至11中任一项所述的电动机，其中所述电机包括两个或多个永磁体。14.权利要求1至11中任一项所述的电动机，其中所述电机包括两个或多个定子极。15.权利要求1至11中任一项所述的电动机，其中所述电机包括1至100范围内的多个定子极。16.权利要求1至11中任一项所述的电动机，其中所述电机包括10至75范围内的多个定子极。17.权利要求1至11中任一项所述的电动机，其中所述电机包括15至50范围内的多个定子极。18.权利要求1至11中任一项所述的电动机，其中所述电机包括15至30范围内的多个定子极。19.权利要求1至11中任一项所述的电动机，其中所述电机包括16至20范围内的多个定子极。20.权利要求1至11中任一项所述的电动机，其中所述电机包括每个转子组1至100范围内的多个定子极。21.权利要求1至11中任一项所述的电动机，其中所述电机包括每个转子组10至75范围内的多个定子极。22.权利要求1至11中任一项所述的电动机，其中所述电机包括每个转子组15至50范围内的多个定子极。23.权利要求1至11中任一项所述的电动机，其中所述电机包括每个转子组15至30范围内的多个定子极。24.权利要求1至11中任一项所述的电动机，其中所述电机包括每个转子组16至20范围内的多个定子极。25.权利要求1至24中任一项所述的电动机，其中所述定子极通常在所述定子周围等距分布。26.权利要求1至24中任一项所述的电动机，其中所述定子极通常在轴向上等距分布，并与所述移动部件平行。27.权利要求1或权利要求2所述的电动机，其中所述电机包括：两个或多个定子极，在一个或多个电路中并联、串联、或并联与串联的混合，在一起通电时，以一组或多组相同极性排列在所述转子周围。28.权利要求27所述的电动机，其中所述定子极通常在所述定子周围彼此等距分布。
29.权利要求1所述的电动机，其中所述移动部件的直径或长度在1英寸到200英寸之间。30.权利要求1所述的电动机，其中所述移动部件的直径或长度在1英寸到60英寸之间。31.权利要求1所述的电动机，其中所述移动部件的直径或长度在6英寸到36英寸之间。32.权利要求2所述的电动机，其中所述转子的直径在1英寸到200英寸之间。33.权利要求2所述的电动机，其中所述转子的直径在1英寸到60...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：N，
类型：发明
国别省市：