[发明专利]无传感器电机

说明书

相关申请的交叉引用

该继续部分(CLP)申请请求享有2012年11月1日提交的美国申请序列第13/666,283号(标题：SENSORLESSELECTRICMACHINE，代理人卷号：264564-1)的权益。上述申请通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及电机，并且更具体地涉及无传感器电机、其构件、使用构件和电机的车辆，以及制作和操作其的方法。

背景技术

关于为内部永磁体(IPM)机器、永磁体(PM)协助的同步磁阻机器(SRM)或SRM的电机，位置是在零激励频率和接近零的激励频率下进行转矩控制的关键信息元素。典型地，编码器、流速计或解算器作为位置传感器与电机一起使用。

然而，位置传感器(例如，编码器)连同其线缆和接口电子装置贡献了马达驱动系统成本和总体复杂性的相当大部分，并且通常是主要可靠性关注点。自用于零频率无编码器控制的高频注射方法出现以来，无编码器控制得到了极大改进，但还未发现在恢复机器的全部或接近全部转矩能力方面的成功。这归因于在机器的高负载水平下的小信号凸极性的损失。

因此，不断需要解决复杂性、成本、效率和/或性能的当前电机技术的改进。

发明内容

本发明通过提供允许电机如IPM马达以全转矩控制操作而不需要任何位置传感器(例如，编码器)的改进来克服上述缺陷中的至少一些。更具体而言，本发明针对一种机器构件和机器，其在使用构件时，能够作为无传感器电机操作。还公开了使用一个或更多个电机的车辆以及制作和操作此类电机的方法。

因此，根据本发明的一个方面，转子构件包括转子电路，其构造用于与内部永磁体(IPM)机器和同步磁阻机器(SRM)中的一种一起使用，转子电路包括：至少一个极点电路，其中至少一个极点电路由传导性非磁性材料制成。

根据本发明的另一个方面，一种电机包括转子芯，其包括磁钢；其中构造有多个静止绕组的定子；设置在转子芯内或上的多个开口；以及构造成基于转子电路的一部分关于电机的极点位置的定向引入凸极性的转子电路，所述转子电路由传导性非磁性材料制成。

根据本发明的另一个方面，一种电机包括：转子芯；其中构造有多个静止绕组的定子；设置在转子芯内的多个开口；以及转子电路结构，其包括设置在预定位置的至少一个极点电路，其中所述预定位置在从电机的大约q轴线延伸至大约d轴线的范围中。

根据本发明的另一个方面，一种电机包括：转子芯；其中构造有多个静止绕组的定子；设置在转子芯内的多个开口；穿过其的可旋转轴；以及包括传导性非磁性材料的至少一个环路或环的转子电路结构，其中所述至少一个环路或环关于电机的d轴线大致同心。

根据本发明的另一个方面，一种内部永磁体(IPM)机器包括用于将电能转换成旋转能的器件；以及用于在高频激励下提供增大的磁性凸极性的器件。

技术方案1.一种转子构件，包括：

转子电路，其构造用于与内部永磁体(IPM)机器和同步磁阻机器(SRM)中的一种一起使用，所述转子电路包括：

至少一个极点电路，其中所述至少一个极点电路由传导性非磁性材料制成。

技术方案2.一种电机，包括：

包括磁钢的转子芯；

其中构造有多个静止绕组的定子；

设置在所述转子芯内或上的多个开口；以及

转子电路，其配置成基于所述转子电路的一部分关于所述电机的极点位置的定向引入凸极性，所述转子电路由传导性非磁性材料制成。

技术方案3.根据技术方案2所述的电机，其特征在于，所述电机还包括设置在所述多个开口中的多个永磁体。

技术方案4.根据技术方案2所述的电机，其特征在于，所述电机为内部永磁体(IPM)机器、永磁体(PM)协助同步磁阻机器(SRM)、感应机器和SRM中的一种。

技术方案5.根据技术方案4所述的电机，其特征在于，所述IPM机器包括单层IPM、多层IPM和辐条型IPM中的一种。

技术方案6.根据技术方案2所述的电机，其特征在于，所述电机包括牵引马达。

技术方案7.根据技术方案2所述的电机，其特征在于，所述转子电路包括连接于多个连接元件的多个转子导体。

技术方案8.根据技术方案7所述的电机，其特征在于，所述多个转子导体中的至少一个包括转子条、多股条、多股线和绞合线中的一种。