背景技术:
1、本申请总体上涉及电机/电动机器(electric machine)的脉冲控制,以更节能的方式选择性地输送所期望的输出,并且更具体地涉及脉冲式电绕线励磁同步机。
2、本文使用的术语“机器/机(machine)”旨在宽泛地解释为电动马达和发电机。电动马达和发电机在结构上非常相似。两者都包括具有若干磁极的定子和转子。当机器作为马达操作时,它将电能转化为机械能。当作为发电机操作时,机器将机械能转化为电能。
技术实现思路
1、描述了各种方法、控制器和电机系统,其有助于在操作条件允许时对多电机(例如电动马达和发电机)驱动系统进行脉冲控制,以提高电机的能量转换效率。更具体地,提供一种电机。功率转换器耦合在电源和绕线式励磁同步机之间。功率转换器被布置为通过向绕线式励磁同步机的励磁绕组提供脉冲直流电流来提供脉冲操作。
2、在另一实施例中,提供一种操作具有励磁绕组和电枢绕组的绕线式励磁同步机的方法。通过向励磁绕组提供脉冲直流电流来提供脉冲操作。
3、本公开的这些和其他特征将在下文的本公开的详细描述中并结合附图进行更详细的描述。
1.一种电机,其包括:
2.根据权利要求1所述的电机,其中所述功率转换器适于输送期望的输出,其中所述脉冲操作在所述励磁绕组中产生电流脉冲信号,使得所述绕线式励磁同步机在至少第一转矩水平和第二转矩水平之间交替以提供平均转矩水平,其中所述电流脉冲信号被选择以在所述电机的所述脉冲操作期间相比于所述电机在第三转矩水平下操作时提供更高的能量转换效率,所述第三转矩水平是以连续方式驱动所述电机以输送相同的平均转矩水平所需要的。
3.根据权利要求2所述的电机,其中所述电流脉冲信号具有至少为10hz的频率,其中所述电流脉冲信号的上升时间和下降时间中的至少一个不超过5ms。
4.根据权利要求3所述的电机,其中所述上升时间和所述下降时间均不超过5ms。
5.根据权利要求1所述的电机,其中所述绕线式励磁同步机的所述励磁绕组包括带状电缆。
6.根据权利要求1所述的电机,其中所述绕线式励磁同步机的所述励磁绕组具有少于50个线匝。
7.根据权利要求1所述的电机,其中所述绕线式励磁同步机的所述励磁绕组仅具有1个线匝。
8.根据权利要求1所述的电机,其中所述励磁绕组包括箔片。
9.根据权利要求1所述的电机,其中所述功率转换器包括具有升压电压的旋转变压器。
10.根据权利要求1所述的电机,其中所述绕线式励磁同步机是绕线式励磁同步马达。
11.根据权利要求1所述的电机,其中所述功率转换器包括第一电压源和第二电压源,其中所述第一电压源比所述第二电压源提供更高的电压,其中所述功率转换器提供来自所述第一电压源的电压以提供电流上升时间,其中在所述电流上升时间之后去除来自所述第一电压源的电压,并且提供来自所述第二电压来源的电压以维持电流,并且其中提供来自所述第一电压源的电压以提供电流下降时间,并且其中在提供所述电流下降时间之后去除来自所述第一电压源的电压。
12.根据权利要求1所述的电机,其中所述功率转换器进一步被布置为确定期望转矩是否处于不如连续电流那样有效地提供电流脉冲信号时的转矩,并且如果确定所述电流脉冲信号不如所述连续电流有效,则提供连续电流。
13.一种操作具有励磁绕组和电枢绕组的绕线式励磁同步机的方法,其包括通过向所述励磁绕组提供脉冲直流电流来提供脉冲操作。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述脉冲操作在所述励磁绕组中产生电流脉冲信号,使得所述绕线式励磁同步机在至少第一转矩水平和第二转矩水平之间交替以提供平均转矩水平,其中所述电流脉冲信号被选择以在所述绕线式励磁同步机的所述脉冲操作期间相比于所述绕线式励磁同步机在第三转矩水平下操作时提供更高的能量转换效率,所述第三转矩水平是以连续方式驱动所述绕线式励磁同步机以输送相同的平均转矩水平所需要的。
15.根据权利要求14所述的方法,其中所述电流脉冲信号具有至少为10hz的频率,其中所述电流脉冲信号的上升时间和下降时间中的至少一个不超过5ms。
16.根据权利要求15所述的方法,其中所述上升时间和所述下降时间均不超过5ms。
17.根据权利要求13所述的方法,其中所述绕线式励磁同步机是绕线式励磁同步马达。
18.根据权利要求13所述的方法,其中功率转换器连接到所述绕线式励磁同步机,其中所述功率转换器包括第一电压源和第二电压源,其中所述第一电压源比所述第二电压源提供更高的电压,其中所述方法进一步包括:
19.根据权利要求13所述的方法,其中功率转换器连接到所述绕线式励磁同步机,其中所述方法进一步包括: