电动马达频率调制系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及电动马达频率调制系统。公开了用于控制电动马达的方法和设备。从关于电动马达的运行的信息中识别达到期望的运行条件的转换频率。用已识别的转换频率控制供应到电动马达的电流的转换。
【专利说明】电动马达频率调制系统
【技术领域】
[0001] 本发明大体涉及电动马达系统，并且特别地涉及控制电动马达系统。进一步更特 别地，本发明涉及用于控制转换频率的方法和设备，马达控制器以此转换频率供应电流到 电动马达。
【背景技术】
[0002] 电动马达是转换电功率为机械功率的装置。电动马达被使用于各种应用。这些应 用包括风扇、泵、工具、磁盘驱动器、钻头和可以在这些和其他类型的平台中被发现的其他 类型的装置。
[0003] 无刷电动马达是通常使用的电动马达类型。对于无刷电动马达，控制器被配置为 改变电动马达中的绕组中的电流。特别的，电流以某频率转换，该频率是以引起马达转动的 形式改变施加到绕组的各相位中的电流的幅度的频率。通过使用具有晶体管形式的开关来 执行电流的转换。
[0004] 至于无刷电动马达的性能和持久性，热量是一个限制。热量可以使磁体减弱，引起 绕组安装中不期望的不一致性和其他不期望的结果。进一步，运行环境也可以使电动马达 经受高于期望的热量。
[0005] 因此，电动马达可能具有比期望更少的使用期限。此外，电动马达可能不按期望地 执行。这个情况可能导致维修和/或更换比预期更早或更频繁地出现。
[0006] 此外，由电动马达产生的热量也可能在临近电动马达的其他装置上产生不期望的 结果。例如，由电动马达产生的热量可引起这些其他装置不按期望地执行。
[0007] 目前，可以通过冷却系统管理由电动马达产生的热量。冷却系统可以包括风扇、液 体冷却装置和可以耗散来自电动马达的热量的其他合适的系统。
[0008] 然而，冷却系统的使用增加了电动马达的开销。进一步，冷却系统也使用空间并且 增加电动马达系统的重量。进一步，有源冷却系统的使用可降低电动马达系统的效率。此 夕卜，在一些情况下，可供增加的重量使用的空间数量可能使得冷却系统的使用是不期望的 或不可行的。
[0009] 因此，期望具有考虑至少一些上述问题和其他可能问题的方法和设备。
【发明内容】
[0010] 本发明的实施例提供了包含控制器的设备。控制器被配置为从关于电动马达运行 的信息中识别达到期望的运行条件的转换频率。控制器进一步被配置为用已识别的转换频 率控制供应到电动马达的电流的转换。
[0011] 本发明的另一个说明性实施例提供了包含电动马达和控制器的电动马达系统。控 制器被配置为接收关于由电动马达的运行而产生的热量的信息。控制器也被配置为从关于 由电动马达的运行产生的热量的信息中识别达到期望运行温度的转换频率。控制器进一步 配置为用已识别的转换频率控制被供应到电动马达的电流的转换。
[0012] 另一个说明性实施例还提供了用于控制电动马达的方法。达到期望运行条件的转 换频率被从关于电动马达运行的信息中识别。用已识别的转换频率控制供应到电动马达的 电流的转换。
[0013] 进一步，本发明包含根据下列条款的实施例：
[0014] 条款1. 一种设备，包含：
[0015] 控制器，该控制器被配置为从关于电动马达的运行的信息中识别达到期望的运行 条件的转换频率，并且用已识别的转换频率控制被供应到电动马达的电流的转换。
[0016] 条款2.根据条款1所述的设备，其中控制器被配置为在电动马达的运行期间动态 改变转换频率。
[0017] 条款3.根据条款2所述的设备，其中转换频率响应于电动马达的运行条件的改变 而改变。
[0018] 条款4.根据条款1所述的设备，其中控制器包含：
[0019] 频率识别器，其被配置为接收关于电动马达运行的信息并且从接收到的信息中识 别达到期望的运行条件的转换频率；和
[0020] 频率控制器，其被配置为用已识别的转换频率控制被供应到电动马达的电流的转 换。
[0021] 条款5.根据权利要求4所述的设备，其中控制器进一步包含：
[0022] 连接到频率控制器的一组开关，其中所述一组开关配置为当发送电流到电动马达 时以转换频率进行转换。
[0023] 条款6.根据权利要求1所述的设备，进一步包含：
[0024] 配置为产生所述信息的传感器系统。
[0025] 条款7.根据条款4所述的设备，其中所述信息包含从下列至少一个中选择的一组 运行条件：马达负载、一组开关的温度的改变速率、电动马达的温度或电动马达中的定子温 度。
[0026] 条款8.根据条款1所述的设备，其中所述控制器被配置为响应于事件而识别关于 电动马达运行的信息并且从信息中识别达到电动马达的期望的运行条件的转换频率。
[0027] 条款9.根据权利要求8所述的设备，其中所述事件是从下列中的一个选择的：周 期性事件、非周期性事件、温度改变、电动马达上的负载的改变、或操作者起动的事件。
[0028] 条款10.根据权利要求1所述的设备，其中期望的运行条件选自效率或功率中的 至少一个。
[0029] 条款11.根据权利要求1所述的设备，其中控制器被配置为基于电动马达如下所 示的效率的识别而从接收的信息中识别达到电动马达的期望的运行条件的转换频率：
【权利要求】
1. 一种设备，包括： 控制器（108)，其被配置为从关于电动马达（104)的运行的信息中识别达到期望的运 行条件的转换频率（114)并且用已识别的所述转换频率（114)控制被供应到所述电动马达 (104)的电流的转换。
2. 根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器（108)包括： 频率识别器（120)，其被配置为接收关于所述电动马达（104)的运行的信息并且从接 收到的所述信息中识别达到所述期望的运行条件的所述转换频率（114);和 频率控制器（122)，其被配置为用已识别的所述转换频率（114)控制被供应到所述电 动马达（104)的电流的转换。
3. 根据权利要求1或2所述的设备，其进一步包括： 传感器系统（132)，其被配置为生成所述信息。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的设备， 其中所述电动马达（104)包括控制器（108)，该控制器（108)被配置为：接收关于由 所述电动马达（104)的运行产生的热量的信息；从关于由所述电动马达（104)的运行产生 的热量的信息中识别达到期望的运行温度的转换频率（114);和用已识别的所述转换频率 (114)控制被供应到所述电动马达（104)的电流的转换。
5. -种用于控制电动马达（104)的方法，该方法包含： 从关于所述电动马达（104)的运行的信息中识别（300)达到期望的运行条件的转换频 率（114);和 用已识别的所述转换频率（114)控制被供应到所述电动马达（104)的电流的转换（302)。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中识别步骤（300)和控制步骤（302)在所述电动马 达（104)的运行期间被动态执行。
7. 根据权利要求5或6所述的方法，其中所述转换频率（114)响应于所述电动马达 (104)的运行条件（128)的改变而改变。
8. 根据权利要求5、6或7所述的方法，其中所述信息选自以下项目中的至少一个： 马达负载（200)、一组开关（124)的温度改变速率（202)、电动马达（104)的温度、电动马 达（104)中的定子温度（206)、电动马达（104)的最大温度、或该组开关（124)的期望温度 (204)。
9. 根据权利要求5-8中任一项所述的方法，其中识别步骤（300)包括： 基于如下描述的所述电动马达（104)的效率的识别而从接收到的所述信息中识别达到 所述电动马达（104)的期望的运行条件的所述转换频率（114): _ τω ViJin 其中，e是效率，τ是所述电动马达（104)的扭矩，ω是每分钟的转数，Vin是输入到所 述电动马达（104)的电压，以及iin是输入到所述电动马达（104)的电流。
10. 根据权利要求5-9中任一项所述的方法，其中识别步骤（300)包括： 识别一组转换频率的一组平均效率；和 从经历违反运行参数的规则的所述一组平均效率中的最高平均效率中识别所述转换 频率（114)。
【文档编号】H02P27/04GK104104303SQ201410141776
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2013年4月11日
【发明者】C·P·本森, D·C·卡梅伦, P·曾 申请人:波音公司