[发明专利]用于空气轴承电机的驱动电路

说明书

本发明涉及一种驱动电路，其用于具有电机轴的空气动力支承的电机，其中，所述驱动电路包括至少一个用于存储电能的存储部件，当供给电压或者中间电路电压故障时，电机能够被供应电能，从而至少暂时地获得用于空气支承的所需的电机轴的最小速度。

技术领域

本发明涉及一种驱动电路，其用于具有电机轴的空气动力支承的电机。

背景技术

空气轴承是这样一种轴承，其中相对于彼此移动的两部分被一层薄的空气膜分隔。因此它们允许几乎无摩擦的相对运动。

空气支承可以特别地与电机一起使用，其中，被驱动的电机轴，即转子，在电机外壳中被空气隙支承。在空气轴承中，静压轴承和动压轴承之间是有区别的。对于静压轴承，通过由外部手段引入压缩空气产生空气隙。动压轴承不需要供应任何压缩空气，因为空气隙中所需要的压缩空气由内部运动产生。然而，这里问题就出现了，相对于彼此移动的两个轴承部分当低于特定的相对速度时会彼此接触，并且因此受到磨损并且增大摩擦。

空气支承电机用于例如空调单元，特别地用于轨道车辆中的空调单元。空气支承电机耦合至压缩机并驱动压缩机。因为空调系统，就像轨道车辆内部的其它耗电装置一样，由架空线路的供给电压供电，所以在特定的转换点会暂时地中断这种电压供给。由于这种中断期，可能导致空调单元的空气支承电机的速度突然地减小，直到停止，并且不能产生用于空气轴承的足够的压缩空气。因此，在空气轴承内部产生有害的摩擦现象，并且电机的使用寿命大大降低。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种解决方案，用于防止由于供给电压的短暂的或特定的中断而使空气支承电机内部的空气压力和速度下降，从而减少空气轴承的磨损。

本发明提出了用于电机的驱动电路，其具有电机轴或者转子轴的空气动力支承。根据本发明，驱动电路具有至少一个用于存储电能的存储部件。该至少一个电存储部件所存储的能量现在应该在实际供给电压故障时用于维持电机的应急操作。因此，电机可以至少暂时地在电压故障时通过所述至少一个存储部件所存储的电能供电，以能够保持电机轴或转子轴的最小速度。选择最小速度以仅仅提供电机轴的符合要求的空气支承。

在本发明的一个实施例中，驱动电路包括中间DC电流电路，其用于给电机供应电能。至少一个电存储部件则是中间电路的组件。当中间电路电压故障时，该至少一个电存储部件接管电机的能量供给。

电机可以被配置为AC电机，然后通过逆变器从中间电路电压供电。逆变器用于调节电机速度。

在正常操作期间，所述至少一个存储部件是能够方便地通过供给电压或者通过中间电路电压充电的。利用足够的电压供给，所述至少一个存储部件被充电至一个特定的电压电平。因此确保当供给电压或者中间电路电压后来发生电压故障时，能够从存储部件获得足够的电能。

理想地提供控制器，其识别供给电压或者中间电路电压的电压故障并且在这种情况下通过至少一个存储部件转接至电机的应急供应。这可以是特定组件的主动转换过程。可替代地，存在这种可能性，即至少一个存储部件连接至电机以使得来自至少一个存储部件的能量可以在供给电压中断时被自动地提供给电机。

驱动电路可以优选地被设计为使得在供给电压或者中间电路电压发生任何波动时，继续允许稳定中间电路电压。驱动电路的控制器可以优选地被设计为使得其识别中间电路电压降到预定的下限值以下。在这种情况下，可以自动地从至少一个存储部件提供电能以支承电机的电压供给。因此，中间电路电压几乎可以被保持恒定。

所述至少一个空气支承电机可以在输出侧具有至少一个耦合部件。在以下情况下是方便的：如果驱动电路的控制器具有相应部件，该相应部件用于在紧急情况下，即供给电压或者中间电路电压故障的情况下，启动这种耦合以无负载地转接电机。因此产生理想的电机操作条件，以能够确保在供给中断时尽可能长久地从存储部件给电机供电。