專利名稱：微步進(jìn)磁阻電動(dòng)機(jī)的制作方法
微步進(jìn)磁阻電動(dòng)機(jī)本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)的控制，尤其是涉及具有微步進(jìn)位置控制的能力的磁阻電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和控制?；旌喜竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)眾所周知有在開環(huán)定位模式中操作的能力，轉(zhuǎn)子跟隨一序列定子激勵(lì)脈沖?；旌喜竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)通常在簡(jiǎn)單的開環(huán)位置控制系統(tǒng)中在沒(méi)有任何軸位置反饋的情況下操作。一種普通的混合步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有50個(gè)轉(zhuǎn)子齒和兩相繞組。如果在一個(gè)相繞組中的正電流被切斷且后面是在第二個(gè)相繞組中的正電流，轉(zhuǎn)子將移動(dòng)1.8° (—個(gè)全步長(zhǎng))。如果第二個(gè)相繞組被斷開電源且負(fù)電流施加到第一個(gè)相繞組，則在相同方向上的另一全步長(zhǎng)將出現(xiàn)。每轉(zhuǎn)將有轉(zhuǎn)子的200個(gè)分立的全步長(zhǎng)或保持轉(zhuǎn)矩位置。保持位置的數(shù)量可通過(guò)在第一個(gè)相繞組被斷開電源之前給第二個(gè)相繞組通電來(lái)加倍。這個(gè)“兩相開-一相開-兩相開”模式稱為半步進(jìn)，每轉(zhuǎn)產(chǎn)生400個(gè)步長(zhǎng)。通過(guò)以小的增量步長(zhǎng)增加在第二個(gè)相繞組中的電流同時(shí)以相似的減量減少在第一個(gè)相繞組中的電流，可能實(shí)現(xiàn)非常高的開環(huán)位置控制，而不需要任何位置傳感器。該模式稱為微步進(jìn)，且提供每轉(zhuǎn)50，000個(gè)步長(zhǎng)的分解力(resolution)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)被發(fā)展?；旌喜竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)因此對(duì)獲得平穩(wěn)的位置控制是極好的。轉(zhuǎn)子齒的大數(shù)量意味著對(duì)于電動(dòng)機(jī)的每轉(zhuǎn)，在相繞組中有50個(gè)電輪轉(zhuǎn)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)以3000r/min旋轉(zhuǎn)將需要在2500Hz的每個(gè)繞組中的電激勵(lì)。這導(dǎo)致在磁路中的非常高的損耗，并對(duì)產(chǎn)生高頻電流的電子控制器產(chǎn)生相當(dāng)大的挑戰(zhàn)?；旌喜竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)因此是用于低速精確定位的極好的機(jī)器，但通常被限制到小于2000r/min的速度。最初稱為單組定子可變磁阻步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)具有凸極定子和轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)，并可用作大的角步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其具有以較高的旋轉(zhuǎn)速度操作而在磁路中沒(méi)有過(guò)多的損耗的能力。然而，凸極結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生轉(zhuǎn)子齒和定子齒完全對(duì)齊的分立位置。當(dāng)電流激勵(lì)在一個(gè)相繞組和下一個(gè)相繞組之間改變時(shí)，開關(guān)磁阻或可變磁阻步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子將傾向于從一個(gè)對(duì)齊位置移動(dòng)到下一個(gè)對(duì)齊位置。不可能使用開環(huán)控制方法來(lái)將轉(zhuǎn)子保持在相鄰定子相繞組的對(duì)齊位置之間的中間位置處。因此不可能使用具有根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的單組定子可變磁阻步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的微步進(jìn)技術(shù)。類似的困難出現(xiàn)在無(wú)刷永磁同步電動(dòng)機(jī)中。無(wú)刷永磁同步電動(dòng)機(jī)具有在攜帶相繞組的轉(zhuǎn)子和定子上的磁極。使用無(wú)刷永磁同步電動(dòng)機(jī)作為微步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要困難由齒槽轉(zhuǎn)矩引起。這是通過(guò)永磁轉(zhuǎn)子與疊片式定子結(jié)構(gòu)上的齒之間的交互作用產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩。 即使使用零定子電流，仍有將傾向于將轉(zhuǎn)子保持在優(yōu)選位置中的轉(zhuǎn)矩。這個(gè)齒槽轉(zhuǎn)矩與定子相電流所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩相互作用，結(jié)果是這樣的電動(dòng)機(jī)在微步進(jìn)模式中的操作產(chǎn)生轉(zhuǎn)子的不穩(wěn)定定位。電流必須增加以克服齒槽轉(zhuǎn)矩，且接著轉(zhuǎn)子迅速移動(dòng)到下一齒槽位置。多組定子可變磁阻電動(dòng)機(jī)沒(méi)有永久磁鐵，因此沒(méi)有任何齒槽轉(zhuǎn)矩。它們也克服單組定子可變磁阻步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的限制。電動(dòng)機(jī)沿著其軸向長(zhǎng)度被劃分成磁性地隔離的部分 “定子組”，且這些部分中的每個(gè)可由單獨(dú)的繞組激勵(lì)。不同定子組上的齒相對(duì)于其它定子未對(duì)齊。轉(zhuǎn)子上的齒通常都布置有相同的定線。當(dāng)激勵(lì)依次應(yīng)用于每個(gè)定子組時(shí)，轉(zhuǎn)子的保持位置因此移動(dòng)。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的定子組被磁性地隔離，每個(gè)定子組產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩可按累積的方式施加于軸，且轉(zhuǎn)子可保持在每個(gè)定子組的對(duì)齊位置之間半途的位置上。該電動(dòng)機(jī)允許大的角步長(zhǎng)，因而提供了適合于高速和定位應(yīng)用的電動(dòng)機(jī)。然而，將三個(gè)磁性地隔離的定子放置在同一機(jī)器內(nèi)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)使電動(dòng)機(jī)比用于給定轉(zhuǎn)矩輸出的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)器大。本發(fā)明的目的是提供單組定子可變磁阻機(jī)器，其簡(jiǎn)單地使用定子上的場(chǎng)磁鐵部分以及也在定子上的兩個(gè)或多個(gè)電樞相繞組以具有提供微步進(jìn)能力的適當(dāng)功率電子換流器構(gòu)造，使得一個(gè)或多個(gè)電樞相繞組電流的幅值的小變化引起轉(zhuǎn)子的角位置的小變化，以產(chǎn)生微步進(jìn)磁阻機(jī)器。根據(jù)本發(fā)明，提供了微步進(jìn)磁阻電動(dòng)機(jī)，其包括具有凸定子齒和凸轉(zhuǎn)子齒的單組定子可變磁阻機(jī)器，定子還包括由永久磁鐵或場(chǎng)繞組或永久磁鐵和場(chǎng)繞組的組合產(chǎn)生的場(chǎng)磁鐵部分，場(chǎng)磁鐵部分位于每個(gè)交替的定子齒之間的空間中，并且還包括電樞繞組，每個(gè)電樞繞組跨越被連接的兩個(gè)定子齒以形成至少兩個(gè)電樞相繞組，電樞相繞組連接到功率電子換流器，用于將正和負(fù)電流提供到電樞相繞組，功率電子換流器還能夠調(diào)節(jié)在每個(gè)電樞相繞組中的電流的幅值，并能夠?qū)⒖勺冸娏魍瑫r(shí)提供到至少兩個(gè)電樞相繞組，使得轉(zhuǎn)子在機(jī)器操作的任何部分期間響應(yīng)于在一個(gè)或多個(gè)通電的電樞相繞組中的電流的小變化而以小的增量步長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)。現(xiàn)在將參考下面的附圖描述本發(fā)明，其中

圖1示出具有一個(gè)特定的定子激勵(lì)的根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩與角度的關(guān)系曲線.
一入 ，圖2示出具有兩個(gè)不同的定子激勵(lì)的根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)的兩條轉(zhuǎn)矩與角度的關(guān)系曲線；圖3示出現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)磁阻或單組定子可變磁阻電動(dòng)機(jī)；圖4示出開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的一系列轉(zhuǎn)矩與角度的關(guān)系曲線；圖5示出具有三個(gè)電樞相繞組的根據(jù)本發(fā)明的微步進(jìn)磁阻電動(dòng)機(jī)；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的三相微步進(jìn)磁阻電動(dòng)機(jī)的一系列轉(zhuǎn)矩與角度的關(guān)系曲線；圖7示出具有三個(gè)電樞相繞組的根據(jù)本發(fā)明的另一微步進(jìn)磁阻電動(dòng)機(jī)；圖8和9示出根據(jù)本發(fā)明的兩相微步進(jìn)磁阻電動(dòng)機(jī)；圖10示出根據(jù)本發(fā)明的五相微步進(jìn)磁阻電動(dòng)機(jī)；圖11示出根據(jù)本發(fā)明的兩相微步進(jìn)磁阻電動(dòng)機(jī)的功率電子換流器；圖12示出根據(jù)本發(fā)明的三相微步進(jìn)磁阻電動(dòng)機(jī)的功率電子換流器。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的微步進(jìn)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩與角度的關(guān)系曲線。該曲線示出在固定的定子激勵(lì)時(shí)由轉(zhuǎn)子上的定子產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。如果在軸上沒(méi)有負(fù)荷，轉(zhuǎn)子將擱在位置10 處。此時(shí)，轉(zhuǎn)矩與角度的關(guān)系曲線越過(guò)具有負(fù)梯度的X軸。如果施加作用于軸上的負(fù)荷以減小轉(zhuǎn)矩角，正轉(zhuǎn)矩將由與所施加的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩相反的定子的靜態(tài)磁性產(chǎn)生，且轉(zhuǎn)子將占據(jù)在位置11處的新的保持位置。如果施加作用于軸上的負(fù)荷以增加轉(zhuǎn)矩角，負(fù)轉(zhuǎn)矩將由與所施加的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩相反的定子的靜態(tài)磁性產(chǎn)生，且轉(zhuǎn)子將占據(jù)在位置12處的新的保持位置。圖2示出具有兩個(gè)不同的定子激勵(lì)的根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)的兩條轉(zhuǎn)矩與角度的關(guān)系曲線。這些曲線說(shuō)明微步進(jìn)的原理，并示出在給定的負(fù)荷處，轉(zhuǎn)子的保持位置可通過(guò)改變定子中的電樞相繞組的激勵(lì)來(lái)從14移動(dòng)到15。圖3示出來(lái)自現(xiàn)有技術(shù)的三相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(單組定子可變磁阻步進(jìn)電動(dòng)機(jī))。所示電動(dòng)機(jī)具有在定子2上的12個(gè)凸齒1和在轉(zhuǎn)子4上的8個(gè)凸齒3。定子齒被纏繞在每個(gè)齒周圍的線圈磁化。在現(xiàn)有技術(shù)的這個(gè)實(shí)例中，三相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)、纏繞在分開90°的四個(gè)定子齒周圍的線圈將連接在一起，以產(chǎn)生每個(gè)相繞組。與每個(gè)相繞組相關(guān)的這四個(gè)線圈的通電將產(chǎn)生具有兩個(gè)南極和兩個(gè)北極的四極磁場(chǎng)。八個(gè)轉(zhuǎn)子齒中最接近于通電定子齒的四個(gè)轉(zhuǎn)子齒將被吸引到四個(gè)通電定子齒，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，直到四個(gè)轉(zhuǎn)子齒完全與通電定子齒對(duì)齊。另外的旋轉(zhuǎn)通過(guò)使其它兩相之一的四個(gè)定子齒通電來(lái)實(shí)現(xiàn)，使第二組四個(gè)轉(zhuǎn)子齒被吸引到通電定子齒。開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)因此可充當(dāng)大的角步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，因此在現(xiàn)有技術(shù)中被稱為單組定子可變磁阻步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。每個(gè)全步長(zhǎng)的幅值取決于定子上的齒的數(shù)量和相繞組的數(shù)量。在表1中給出了來(lái)自現(xiàn)有技術(shù)的一些共同的實(shí)例。
相繞組定子齒轉(zhuǎn)子齒轉(zhuǎn)子步長(zhǎng)角36430°36815°312815°48615°表1具有由轉(zhuǎn)子使用相繞組激勵(lì)中的一個(gè)變化移動(dòng)的步長(zhǎng)角的單組定子可變磁阻電動(dòng)機(jī)(開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī))的共同配置最近，開關(guān)磁阻機(jī)器在很多應(yīng)用中被成功地用作可變速度電動(dòng)機(jī)，因?yàn)檗D(zhuǎn)子具有非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。然而在低速時(shí)，轉(zhuǎn)子的移動(dòng)非常不均勻，轉(zhuǎn)矩到角度特征對(duì)于電流和位置是非常非線性地。這使開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(單組定子可變磁阻電動(dòng)機(jī))非常不適合于定位應(yīng)用，特別是在需要小于一個(gè)全步長(zhǎng)的角運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。為了說(shuō)明控制開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子從一個(gè)保持轉(zhuǎn)矩位置到下一保持轉(zhuǎn)矩位置的問(wèn)題，可參考圖4，其示出當(dāng)電流從相繞組2中的100%逐漸改變到相繞組1中的100%時(shí)圖1所示的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與角度的關(guān)系曲線。對(duì)于100%的相2(圖4中的線1 100)沒(méi)有負(fù)荷施加到轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定或保持轉(zhuǎn)矩位置是7. 5°。從這個(gè)位置，如果負(fù)荷轉(zhuǎn)矩施加到傾向于增加轉(zhuǎn)子角的轉(zhuǎn)子，電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩是負(fù)的，其在將傾向于減小角度并將轉(zhuǎn)子拉回到保持轉(zhuǎn)矩位置的方向上。如果負(fù)荷轉(zhuǎn)矩施加到傾向于增加轉(zhuǎn)子角的轉(zhuǎn)子，電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩是正的，其在將傾向于增加角度并將轉(zhuǎn)子拉回到保持轉(zhuǎn)矩位置的方向上。當(dāng)在特定激勵(lì)處的轉(zhuǎn)矩與角度的關(guān)系曲線與具有負(fù)梯度的X軸交叉時(shí)，這相應(yīng)于對(duì)該激勵(lì)的穩(wěn)定或保持轉(zhuǎn)矩位置。當(dāng)轉(zhuǎn)矩與角度的關(guān)系曲線穿過(guò)保持轉(zhuǎn)矩位置時(shí)它的梯度確定保持位置的穩(wěn)定性，且當(dāng)轉(zhuǎn)子在保持位置的任一側(cè)移動(dòng)時(shí)，峰值保持轉(zhuǎn)矩或拉出轉(zhuǎn)矩被示為峰值正或負(fù)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)相2中的電流增加到70%而相1中的電流增加到30%時(shí)，穩(wěn)定位置只移動(dòng)大約 0.5°到8°。因此，在相繞組1和相繞組2中的電流的相對(duì)比例的大的變化并不導(dǎo)致穩(wěn)定(停留或保持)位置的逐漸變化。此外，峰值保持轉(zhuǎn)矩現(xiàn)在大約是一相被激勵(lì)的原始值的 50%。當(dāng)相1和相2中的電流都是50%時(shí)，轉(zhuǎn)矩與角度的關(guān)系曲線非常平坦，沒(méi)有不同的保持位置。當(dāng)相1中的電流變得大于相2時(shí)，轉(zhuǎn)子將移動(dòng)到穩(wěn)定位置附近，在該穩(wěn)定位置處， 轉(zhuǎn)子齒與相繞組1的定子齒對(duì)齊。這個(gè)位置在22. 5°處，其是遠(yuǎn)離相繞組2的穩(wěn)定位置的 15°的一個(gè)全步長(zhǎng)。這個(gè)數(shù)據(jù)證實(shí)，常規(guī)開關(guān)磁阻機(jī)器不能用在半步進(jìn)或微步進(jìn)模式中，因?yàn)楸３治恢貌荒芤孕〉脑隽坎介L(zhǎng)從第一保持位置逐漸移動(dòng)到第二保持位置。當(dāng)用在定位應(yīng)用中時(shí)， 本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的這個(gè)限制?，F(xiàn)在描述包括根據(jù)本發(fā)明的單組定子可變磁阻電機(jī)的微步進(jìn)磁阻電動(dòng)機(jī)，其對(duì)開環(huán)定位應(yīng)用克服了開關(guān)磁阻機(jī)器的缺點(diǎn)。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的單組定子可變磁阻電機(jī)的一個(gè)實(shí)例。與現(xiàn)有技術(shù)可變磁阻步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一樣，它也具有沒(méi)有可按非常低的成本制造的磁鐵或繞組的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)子。與現(xiàn)有技術(shù)可變磁阻步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不同，根據(jù)本發(fā)明的單組定子可變磁阻電動(dòng)機(jī)具有控制機(jī)器中的通量的在定子上的場(chǎng)繞組，且機(jī)器具有被連接的額外的電樞相繞組，以例如產(chǎn)生兩個(gè)、三個(gè)或五個(gè)電樞相繞組。圖5所示的示例性微步進(jìn)磁阻電動(dòng)機(jī)是三相單組定子可變磁阻電動(dòng)機(jī)，并具有攜帶12個(gè)凸齒101的定子100。散布在定子齒之間的定子具有12個(gè)槽102。在圖3所示的實(shí)例中，轉(zhuǎn)子110具有5個(gè)凸齒111，而沒(méi)有繞組或永久磁鐵。場(chǎng)繞組F和3個(gè)電樞繞組Al、 A2、A3都在定子上。每個(gè)繞組設(shè)立在兩個(gè)定子齒上。場(chǎng)繞組F產(chǎn)生6個(gè)場(chǎng)磁鐵部分。定子的交替的場(chǎng)激勵(lì)部分將配置有相反的磁性。作為可選方案，根據(jù)本發(fā)明的單組定子可變磁阻電動(dòng)機(jī)可具有包括場(chǎng)繞組和永久磁鐵的場(chǎng)繞組部分，如在GBMM171A中公開的。場(chǎng)磁鐵部分也可完全由沒(méi)有場(chǎng)繞組的永久磁鐵提供。三相單組定子可變磁阻電動(dòng)機(jī)的不尋常的定子到轉(zhuǎn)子齒幾何結(jié)構(gòu)意味著，當(dāng)電樞相繞組中的電流使用適當(dāng)?shù)墓β孰娮涌刂破鞲淖冃〉脑隽繒r(shí)，它可用在保持位置有逐漸的變化的微步進(jìn)模式中。作為結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明的三相單組定子可變磁阻電動(dòng)機(jī)可非常成功地用作開環(huán)微步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。圖6所示的曲線示出當(dāng)三個(gè)電樞相繞組中的電樞相繞組電流以使每個(gè)相繞組的正弦變化與位置對(duì)應(yīng)的激勵(lì)模式改變時(shí)，圖5的三相單組定子可變磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與角度的關(guān)系曲線。圖6示出在每組定子電流處轉(zhuǎn)矩與角度的關(guān)系曲線的結(jié)果。圖6中的每個(gè)曲線通過(guò)使定子電流激勵(lì)和因而產(chǎn)生的定子通量矢量前進(jìn)6° (機(jī)械的)、30° (電的)的等量來(lái)獲得?？煽吹剑總€(gè)位置的靜止轉(zhuǎn)矩曲線移動(dòng)相同的6° (機(jī)械的)，而沒(méi)有曲線的形狀的任何實(shí)質(zhì)的變化。當(dāng)激勵(lì)改變時(shí)，拉出轉(zhuǎn)矩被維持在恒定的值處。沒(méi)有負(fù)荷的保持轉(zhuǎn)矩位置是曲線與具有負(fù)梯度的X軸交叉的地方。在表2中概述了每轉(zhuǎn)有較小的全步長(zhǎng)角和較大的電輪轉(zhuǎn)的根據(jù)本發(fā)明的其它三相單組定子微步進(jìn)磁阻電動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種包括單組定子可變磁阻機(jī)器的電機(jī)，所述單組定子可變磁阻機(jī)器具有凸定子齒和凸轉(zhuǎn)子齒，所述定子還包括由永久磁鐵或場(chǎng)繞組或永久磁鐵和場(chǎng)繞組的組合產(chǎn)生的場(chǎng)磁鐵部分，所述場(chǎng)磁鐵部分位于每個(gè)交替的定子齒之間的空間中，并且還包括電樞繞組，每個(gè)電樞繞組跨越被連接的兩個(gè)定子齒以形成至少兩個(gè)電樞相繞組，所述電樞相繞組連接到電源，用于將正和負(fù)電流提供到所述電樞相繞組，所述電源還能夠?qū)㈦娏魍瑫r(shí)提供到至少兩個(gè)電樞相繞組并調(diào)節(jié)在至少一個(gè)電樞相繞組中的電流的幅值，以在機(jī)器操作的任何部分期間產(chǎn)生所述轉(zhuǎn)子的增量旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的具有至少兩個(gè)電樞相繞組的電機(jī)，其中定子齒的數(shù)量是電樞相繞組的數(shù)量的四倍的第一正整數(shù)倍。
3.如權(quán)利要求2所述的電機(jī)，其中轉(zhuǎn)子齒的數(shù)量是大于電樞相繞組的數(shù)量的兩倍的第二正整數(shù)倍。
4.如權(quán)利要求2所述的電機(jī)，其中轉(zhuǎn)子齒的數(shù)量是大于電樞相繞組的數(shù)量的兩倍的第二正整數(shù)倍。
5.如權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的電機(jī)，其中所述第一整數(shù)倍和第二整數(shù)倍是相同的數(shù)字。
6.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求4或權(quán)利要求5所述的電機(jī)，其中所述電源是具有到每個(gè)電樞相繞組的至少一個(gè)連接的電子換流器，所述電子換流器能夠?qū)㈦娏魍瑫r(shí)提供到至少兩個(gè)電樞相繞組，使得轉(zhuǎn)子能夠響應(yīng)于在一個(gè)或多個(gè)所述電樞相繞組中的電流的小變化以小的增量步長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的電機(jī)，其中所述電子換流器還包括到所述機(jī)器中的至少一個(gè)場(chǎng)繞組的連接，使得所述機(jī)器中的場(chǎng)電流的量能夠與所述電樞相繞組中的電流獨(dú)立地變化。
8.如權(quán)利要求6所述的電機(jī)，其中所述電子換流器還包括到所述機(jī)器中的至少一個(gè)場(chǎng)繞組的連接，使得所述機(jī)器中的場(chǎng)電流的量能夠與所述電樞相繞組中的電流成比例地變化。
9.如前述權(quán)利要求的任一個(gè)所述的電機(jī)，其中每個(gè)電樞相繞組中的電流每個(gè)被控制到一個(gè)值，使得定子電流的矢量和具有選定的幅值和可控制的角位置。
10.如權(quán)利要求1-8所述的電機(jī)，其中所述定子具有6個(gè)齒，而所述轉(zhuǎn)子具有3個(gè)齒，以及有兩個(gè)電樞相繞組。
11.如權(quán)利要求1-8所述的電機(jī)，其中所述定子具有8個(gè)齒，而所述轉(zhuǎn)子具有5個(gè)齒，以及有兩個(gè)電樞相繞組。
12.如權(quán)利要求1-8所述的電機(jī)，其中所述定子具有12個(gè)齒，而所述轉(zhuǎn)子具有5個(gè)齒， 以及有三個(gè)電樞相繞組。
13.如權(quán)利要求1-8所述的電機(jī)，其中所述定子具有12個(gè)齒，而所述轉(zhuǎn)子具有7個(gè)齒， 以及有三個(gè)電樞相繞組。
14.如權(quán)利要求1-8所述的電機(jī)，其中所述定子具有12個(gè)齒，而所述轉(zhuǎn)子具有9個(gè)齒， 以及有五個(gè)電樞相繞組。
15.如權(quán)利要求1-8所述的電機(jī)，其中所述定子具有12個(gè)齒，而所述轉(zhuǎn)子具有11個(gè)齒， 以及有五個(gè)電樞相繞組。
16.如任何權(quán)利要求所述的電機(jī)，其中在所述電樞繞組中流動(dòng)的電流的至少一個(gè)的遞增變化用于使所述轉(zhuǎn)子按增量步長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)以建立旋轉(zhuǎn)，且一旦旋轉(zhuǎn)，所述機(jī)器的控制就傳遞到另一類型的控制器。
17.如任何權(quán)利要求所述的電機(jī)，其中有q個(gè)電樞相繞組，其中使每個(gè)電樞相繞組中的電流大約遵循正弦函數(shù)，每個(gè)連續(xù)的電樞相電流的正弦函數(shù)之間的相位移等于2 π /q電弧度。
18.如權(quán)利要求17所述的電機(jī)，其中施加到q個(gè)電樞相繞組中的每個(gè)的電流能夠在機(jī)器操作的任何部分期間在等于q個(gè)正弦函數(shù)的瞬時(shí)值的值處被保持為恒定的。
全文摘要
本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)的控制，尤其是涉及具有微步進(jìn)位置控制的能力的磁阻電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和控制。根據(jù)本發(fā)明，提供了具有凸定子齒和凸轉(zhuǎn)子齒的單組定子可變磁阻機(jī)器，定子還包括由永久磁鐵或場(chǎng)繞組或永久磁鐵和場(chǎng)繞組的組合產(chǎn)生的場(chǎng)磁鐵部分，并且還包括被連接以形成至少兩個(gè)電樞相繞組的電樞繞組，電樞相繞組連接到電源或功率電子換流器，用于將正和負(fù)電流提供到至少兩個(gè)電樞相繞組，使得轉(zhuǎn)子響應(yīng)于在一個(gè)或多個(gè)電樞相繞組中的電流的小變化而以小的增量步長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)H02P8/22GK102217189SQ200980139872
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月7日
發(fā)明者查爾斯·波洛克, 海倫·波洛克 申請(qǐng)人:泰克尼萊克有限公司