用于操作具有最佳效率的电机的方法和装置制造方法及图纸

技术编号:9411020 阅读:107 留言:0更新日期:2013-12-05 07:48
一种系统和方法可以包括根据温度而改变效率的一台电机和一个电机冷却系统。该电机冷却系统可以被驱动来将由该电机和该冷却系统消耗的能量的和最小化。根据一个实施例,一个冷却的电机包括根据温度而改变效率的一台电机和被配置成用于可变地冷却该电机的一个电机冷却装置。该电机冷却装置可以可变地冷却该电机,这样使得电机效率能量损耗和电机冷却装置能量消耗的一个组合与一个非零动力能量输出相比被最小化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种系统和方法可以包括根据温度而改变效率的一台电机和一个电机冷却系统。该电机冷却系统可以被驱动来将由该电机和该冷却系统消耗的能量的和最小化。根据一个实施例,一个冷却的电机包括根据温度而改变效率的一台电机和被配置成用于可变地冷却该电机的一个电机冷却装置。该电机冷却装置可以可变地冷却该电机,这样使得电机效率能量损耗和电机冷却装置能量消耗的一个组合与一个非零动力能量输出相比被最小化。【专利说明】用于操作具有最佳效率的电机的方法和装置专利技术人:罗德里克A.海德(Roderick A.Hyde),约尔丁 T.卡尔(Jordin T.Kare),托马斯 A.韦弗(Thomas A.Weaver)和小洛厄尔 L.伍德(Lowell L.Wood, Jr.)专利技术概述根据一个实施例,一个冷却的电机包括根据温度而改变效率的一台电机和被配置成用于可变地冷却该电机的一个电机冷却装置。该电机冷却装置可以可变地冷却该电机,这样使得电机效率能量损耗和电机冷却装置能量消耗的一个组合与一个非零动力能量输出相比被最小化。根据一个实施例,一个电机和冷却机系统包括一台电机、一台冷却机(该冷却机被配置成用于根据一个可变的冷却机能量消耗和对应的可变热力学冷却能量冷却该电机或这些电机绕组)、和一个冷却机驱动或耦合(被配置成用于将电机能量消耗加上该冷却机能量消耗的和最小化,并且该和除以一个电机输出能量大于零)。根据一个实施例,一台电机和冷却机驱动包括一个可变地冷却的电机和一个冷却机驱动或冷却机耦合,该冷却机驱动或冷却机耦合被配置成用于最大化一个系统效率,该系统效率等于一个动力能量输出除以电机能量消耗加上冷却能量消耗的和。根据一个实施例,一种用于对电机进行冷却的系统包括被配置成用于冷却一台电机的一个电机冷却装置和一个控制器,该控制器包括被配置成用于接收一个参数的一个接口,该参数对应于或预测一个电机操作值,该控制器被操作性地耦合到该电机冷却装置并且被配置成用于驱动该电机冷却装置,以便将由该电机消耗的能量加上由该电机冷却装置消耗的能量的和最小化。根据一个实施例,一种用于操作电机的方法包括驱动一台电机产生一个指定的电机性能并且驱动一台电机冷却装置将由该电机消耗的能量加上由该电机冷却装置消耗的能量的和最小化。该方法可以进一步包括接收对应于或预测该电机的一个温度的至少一个第一参数,并且响应于这个或这些参数确定一个电机冷却装置驱动参数。根据一个实施例,一种用于确定电机的最佳冷却的计算机方法包括接收对应于或预测一台电机的一个操作值的至少一个第一参数,并且用一台计算机确定对应于根据该第一参数驱动一个电机冷却装置的至少一个第二参数。该第二参数被选择用来将由该电机冷却装置消耗的能量加上由对应于该操作值的电机低效率损耗的能量的组合最小化。根据一个实施例,一种永久性计算机可读介质携带多个计算机指令,这些指令被配置成用于引起一台计算机执行多个步骤,这些步骤包括接收对应于一个当前或未来的电机操作值的第一数据、并且确定对应于(对于一个指定的电机输出)驱动一个电机冷却装置将该电机和该电机冷却装置的组合的能量效率最大化的第二数据。附图简要说明图1是根据一个实施例的一个冷却电机的方框图。图2A是一个曲线图,示出了根据一个实施例对于一个第一操作条件的电机能量消耗、冷却装置能量消耗、和总能量消耗之间的一种关系图2B是一个曲线图,示出了根据一个实施例对于一个第二操作条件的电机能量消耗、冷却装置能量消耗、和总能量消耗之间的一种关系。图3是根据一个实施例的一个冷却电机的方框图,该电机被安排成在该电机和一个电机冷却装置的至少一部分之间包括一个耦合。图4是根据一个实施例的一个控制器的方框图,该控制器根据导致总能量消耗最小化的一个调度被配置成用于响应于参数输入驱动一个电机冷却机。图5是根据一个实施例的一个流程图,示出了一种用于操作电机冷却装置(并且任选地一个电机)来将效率最大化的方法。详细说明在以下详细描述中,参考了这些组成本文的一部分的附图。在附图中,类似的符号通常识别类似的组件,除非上下文另外规定。在详细说明、附图、以及权利要求中所描述的这些示意性实施例并旨在进行限制。在不脱离在此呈现的主题的精神或范围的情况下,可以采用其他实施例,并且可做出其他改动。图1是根据一个实施例的一个冷却电机101的方框图。该冷却电机101可以包括根据温度而改变效率的一台电机102和被配置成用于可变地冷却该电机的一个电机冷却装置104。根据实施例,该电机冷却装置104可以提供一个被优化的冷却量,这样使得电机效率能量损耗和电机冷却装置能量消耗的一个组合被最小化(对于一个非零动力能量输出)。该电机102可以是一台电动机,例如AC感应电机、通用电机、AC同步电机、DC步进电机、DC无电刷电机、DC电刷电机、或扁平形DC电机。该电机可以根据温度而改变效率化,这是由于在该电机的一部分的相对高的温度下电阻的增加。例如,该电机可以在更高的温度下承受电机绕组的电阻增加。例如,该电机冷却装置104可以包括风扇、循环液体、相变流体、蒸汽压缩制冷设备、蒸汽吸收式制冷设备、珀尔帖效应设备、或热量效应设备中的一个或多个。可选地,该电机102和该电机冷却装置104可以被配置为一个冷却电机组件110。根据各种函数关系,从该电机冷却装置104向该电机102提供冷却,一般称作冷却作用112。例如,该冷却作用112可以经由液体通过该电机102的循环、经由吹到该电机104的多个部分上的气体以提供对流冷却、或经由通过一个散热器的余热传导而发生。该电机冷却装置104可以被配置成用于根据一个电机操作值和/或该电机的至少一部分的温度把可变的冷却应用于该电机102。可以使用各种方法来驱动该电机冷却装置104。在图3所展示的一个实施例中,一个可变耦合302可以选择性地将电机输出功率耦合到一个冷却装置。根据图1的实施例,一个电子控制器106可以控制该电机冷却装置104。该控制器106可以被配置成用于接收一个或多个输入108并且响应于该一个或多个输入控制该电机冷却装置。例如,这些输入可以由一个或多个传感器114、或者一个或多个其他输入源116提供。可选地,该一个或多个传感器114可以被集成为该控制器106的多个部分。可选地,该控制器106可以包括该一个或多个输入源116、或者可以被集成到该一个或多个输入源116中。例如,该一个或多个输入108可以包括电机温度、电机绕组温度、或环境温度中的一个或多个。可替代地或另外地,该一个或多个输入108可以包括电机转矩输出、电机转矩需求、电机转动速度、需求的电机转动速度、电机电压、电机电流、电机驱动频率、电池充电、功率可用性、或增加的能量消耗中的一个或多个。该一个或多个输入108还可以包括未来的电机转矩需求或未来的需求电机转动速度中的一个或多个。可被编程的该控制器106可以包括至少两个输入108并且响应于该至少两个输入108控制该电机冷却装置104。该控制器106可以被配置成用于允许短期非最小的能量消耗。例如,该控制器106可以被配置成用于预期未来电机使用而增加电机102冷却。如果该输入源116被配置成用于提供对应于在转矩需求中即将到来的增加的一个输入108,那么该控制器106可以预期该增加的转矩需求而增加该电机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗德里克·A·海德乔丁·T·卡勒托马斯·A·韦弗小洛厄尔·L·伍德
申请(专利权)人:希尔莱特有限责任公司
类型:
国别省市:

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