[发明专利]变频独立速度马达

说明书

本公开涉及变频独立速度马达，具体地，电动马达设备可以包括转子和定子。设备可以包括主场马达级，该主场马达级具有位于定子上的一组定子电枢绕组和位于转子上的一组主场绕组，其中，该组定子电枢绕组被配置为从交流电力母线接收主多相电力信号，该主多相电力信号具有引起相对于定子旋转的第一旋转磁通的第一电流，其中，一组主场绕组被配置为接收副多相电力信号，该副多相电力信号具有引起相对于转子旋转的第二旋转磁通的第二电流，并且其中，第一旋转磁通和第二旋转磁通的组合使得转子以预定基准频率转动。

技术领域

本公开总体涉及多相(multiphases)马达，具体涉及变频独立速度马达。

背景技术

典型感应马达包括联接到定子的有源的一组多相绕组和联接到转子的无源的(或反应的)一组多相绕组。向有源组的多相绕组施加多相电力信号(multiphase powersignal)。由有源组的绕组中的多相电力信号产生的电流产生磁场，该磁场在无源组的多相绕组中引起反向电流。反向电流引起使得转子转动的反向磁场。随着转子转动，无源组的多相绕组内的反向电流减小，这减小磁场。马达基于附加到马达的负载和多相电力信号的频率而最终处于平衡速度。平衡速度通常是比AC电力信号的频率稍小的频率。AC电力信号的频率与转子的旋转频率之间的差被称为差频(或滑移角，slip angle)。在具有恒定负载的典型系统中，转子的旋转频率和滑移角取决于AC电力信号的频率。

为了实现独立的旋转频率，典型的马达系统可以依赖整流器电路来执行全功率AC到DC电力转换，然后依赖逆变器来关于具有期望频率、幅值以及相位的新AC电力信号执行另一个全功率DC到AC电力转换。该新AC电力信号然后可以用于以对应的新频率驱动感应马达。该全规模电力转换可能导致重大的功率损失。进一步地，执行电力转换所需的部件可能增加重大重量，这在特定应用中(诸如在飞行器内)可能不期望。

发明内容

公开了一种克服上述缺陷中的至少一个的变频独立速度马达。在实施方式中，电动马达设备包括高频变压器级，该高频变压器级用于从定子向转子发送激励信号。激励信号可以用于为位于转子上的一组主场绕组供电。进一步地，AC电力信号可以直接联接到位于定子上的一组主场绕组。这两组主场绕组可以在不执行全规模功率转移的情况下用应用于位于定子上的一组主场绕组的大部分有效功率供电。通过在位于转子上的一组主场绕组内生成电流，马达的平衡速度可以被调节至独立于AC信号的频率的预定速度。

在实施方式中，电动马达设备包括转子和定子。设备还包括高频变压器级，该高频变压器级用于从定子向转子发送激励信号，高频变压器级具有位于定子上的第一组变压器绕组和位于转子上的第二组变压器绕组。设备还包括主场马达级，该主场马达级具有位于定子上的一组定子电枢绕组和位于转子上的一组主场绕组，其中，该组定子电枢绕组被配置为从交流电力母线接收主多相电力信号，该主多相电力信号具有引起相对于定子旋转的第一旋转磁通的第一电流，其中，一组主场绕组被配置为接收副多相电力信号，该副多相电力信号具有引起相对于转子旋转的第二旋转磁通的第二电流，其中，第一旋转磁通和第二旋转磁通的组合使得转子以预定基准频率转动。

在一些实施方式中，设备包括：整流器，该整流器联接到转子并电连接到第二组变压器绕组，整流器被配置为整流激励信号，以生成直流电力信号；和逆变器，该逆变器联接到转子并电连接到整流器，其中，逆变器被配置为调制直流电力信号，以生成副多相电力信号。在一些实施方式中，设备包括：编码器；和嵌入式控制器电路，该嵌入式控制器电路联接到转子，嵌入式控制器电路被配置为：基于主多相电力信号生成电相位信号；从编码器接收转子相位信号；基于电相位信号与转子相位信号之间的差生成组合相位信号；并且基于组合相位信号生成脉宽调制信号，以控制逆变器使得副多相电力信号具有如下频率、幅值以及相位，该频率、幅值以及相位使得第一旋转磁通和第二旋转磁通能够组合地，使转子以预定基准频率转动。