电机系统和操作电机系统的方法技术方案

技术编号:44384663 阅读:43 留言:0更新日期:2025-02-25 09:59
本申请涉及电机系统和操作电机系统的方法,描述了促进对电机(例如,电动机和发电机)的脉冲控制以提高机器的能量转换效率的各种方法、控制器和电机系统。在选定的运行条件下,该电机被间歇性地驱动(被施加脉冲)。该脉冲操作使得该电机的输出在第一输出水平与低于该第一输出水平的第二输出水平之间交替。这些输出水平被选择为使得该电机和包括该电机的系统中的至少一者在该脉冲操作期间的能量转换效率比该电机在以连续方式驱动该电机以递送期望输出所需的第三输出水平下运行时的能量转换效率更高。在一些实施例中,该第二输出水平是零扭矩。

【技术实现步骤摘要】


技术介绍

1、本申请总体上涉及电机控制。更具体地,描述了控制方案和控制器设计,这些控制方案和控制器设计在选定的运行条件期间对使电机的运行施加脉冲,以利于以更节能的方式运行电机。

2、本文所使用的短语“电机”旨在被广泛地理解为是指电动机和发电机两者。电动机和发电机在结构上非常相似。当电机作为电动机运行时,其将电能转换为机械能。当作为发电机运行时,该电机将机械能转换为电能。

3、电动机和发电机用于各种各样的应用中,并且在各种各样的运行条件下使用。通常,许多现代电机具有相对较高的能量转换效率。然而,大多数电机的能量转换效率可能基于其运行负荷而显著变化。许多应用要求电机在各种各样的不同运行负荷条件下运行,这意味着电机的运行效率通常不尽其能。图1中展示了该问题的性质,该图是图解地示出了代表性电动机在不同运行条件下的效率的电动机效率图10。更具体地,该图绘制了随电动机速度(x轴)和所生成的扭矩(y轴)而变的电动机的能量转换效率。

4、如图1可见,当所展示的电动机在特定速度范围内运行并生成限定范围内的扭矩时,该电动机通常是最高效的。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电机系统,包括:

2.根据权利要求1所述的电机系统,其中,每当电机处于零扭矩状态时,所述控制器关闭所述功率转换器。

3.根据权利要求2所述的电机系统,其中,所述控制器以每秒至少十次的脉冲频率使所述电机在打开和关闭之间交替,使得所述功率转换器每秒至少被关闭10次。

4.根据权利要求1所述的电机系统,其中,在所述电机被打开的时间段的至少部分期间,所述电机以高于期望的输出水平的第一输出水平输出,并且所述第一输出水平被选择成使得电机系统在电机系统的脉冲操作期间的总能量转换效率比在以第三输出水平按照连续方式驱动所述电机以递送期望输出时所述电机将具有的总能...

【技术特征摘要】

1.一种电机系统,包括:

2.根据权利要求1所述的电机系统,其中,每当电机处于零扭矩状态时,所述控制器关闭所述功率转换器。

3.根据权利要求2所述的电机系统,其中,所述控制器以每秒至少十次的脉冲频率使所述电机在打开和关闭之间交替,使得所述功率转换器每秒至少被关闭10次。

4.根据权利要求1所述的电机系统,其中,在所述电机被打开的时间段的至少部分期间,所述电机以高于期望的输出水平的第一输出水平输出,并且所述第一输出水平被选择成使得电机系统在电机系统的脉冲操作期间的总能量转换效率比在以第三输出水平按照连续方式驱动所述电机以递送期望输出时所述电机将具有的总能量转换效率更高。

5.根据权利要求4所述的电机系统,其中,所述控制器根据所述电机的运行速度的变化来改变第一输出水平。

6.根据权利要求1所述的电机系统,其中,连续的第一输出水平脉冲之间的时间段是脉冲周期持续时间,并且所述控制器配置成指引所述脉冲周期持续时间在所述电机运行期间变化。

7.根据权利要求6所述的电机系统,其中,所述脉冲周期持续时间根据所述电机的转速而变化。

8.一种电机系统,包括电机、功率转换器和控制器,所述控制器被布置成指引所述功率转换器来引起所述电机的脉冲操作以递送期望的平均输出,其中,在所述电机的脉冲操作期间:

9.一种操作交流电机系统的方法,所述方法包括指引功率转换器来引起所述电机的脉冲操作以递送期望的平均输出,所述功率转换器是逆变器或整流器中的至少一者或包括逆变器或整流器中的至少一者,其中,在所述电机的脉冲操作期间,控制器使所述电机的输出在打开和关闭之间交替,并且在所述电机处于零扭矩状态的时间段的至少部分中关闭所述功率转换器,其中,所述电机的输出水平在打开脉冲期间根据所述电机的运行速度而变化,并且所述电机的输出水平被选择为使得电机系统在电机系统的脉冲操作期间的能量转换效率相比以第三输出水平按照连续方式驱动所述电机以递送期望输出时所述电机将具有的总能量转换效率得到改进。

10.根据权利要求9所述的方法,其中,每当电机处于零扭矩状态时,所述功率转换器被关闭。

11.根据权利要求9所述的方法,其中,所述电机以每秒至少十次的脉冲频率在打开和关闭之间交替,使得所述功率转换器每秒至少被关闭10次。

12.根据权利要求9所述的方法,其中,在所述电机被打开的时间段的至少一部分期间,所述电机以高于期望的输出水平的第一输出水平输出,并且所述第一输出水平被选择成使得电机系统在电机系统的脉冲操作期间的总能量转换效率比在以第三输出水平按照连续方式驱动所述电机以递送期望输出时所述电机将具有的总能量转换效率更高。

13.一种电机系统,包括:

14.根据权利要求13所述的电机系统,其中,脉冲频率至少部分地基于脉冲操作期间的电机速度而变化。

15.根据权利要求13所述的电机系统,其中,脉冲频率至少部分地基于所请求的扭矩而变化。

16.根据权利要求13所述的电机系统,其中,脉冲频率至少部分地基于电机速度和所请求的扭矩而变化。

17.根据权利要求13所述的电机...

【专利技术属性】
技术研发人员:A·S·特里帕蒂
申请(专利权)人:图拉E技术公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1