專利名稱:發(fā)電系統(tǒng)的調(diào)制控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
一般來說,本發(fā)明涉及發(fā)電,具體來說,涉及發(fā)電機(jī)和關(guān)聯(lián)系統(tǒng)。
背景技術(shù):
永磁(PM)交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓和頻率通常取決于交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn) 子轉(zhuǎn)速,這在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速無法單獨(dú)控制的功率調(diào)節(jié)方面帶來難題,例如 在如飛機(jī)、船只、車輛或發(fā)電機(jī)等的由原動(dòng)機(jī)(prime mover)驅(qū)動(dòng)的交 流發(fā)電機(jī)中,特別是在希望指定的固定電壓和頻率交流發(fā)電機(jī)輸出而 不管原動(dòng)機(jī)的可變速操作的情況下。存在用于調(diào)節(jié)高電力的有限節(jié)省 成本的有效部件?,F(xiàn)有電子通信系統(tǒng)既笨重且昂貴。本申請(qǐng)人的標(biāo)題 為"電機(jī)的體系結(jié)構(gòu)"的美國(guó)專利No. 6965183以及標(biāo)題均為"電機(jī)的 飽和控制"的共同未決美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)10/996411和11/420614提 供新的體系結(jié)構(gòu)和方法,但是當(dāng)然存在對(duì)發(fā)電和調(diào)節(jié)電力的現(xiàn)有技術(shù) 的進(jìn)一步改進(jìn)的余地。
發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于發(fā)電和調(diào)節(jié)電力的改進(jìn)技術(shù) 和設(shè)備。
在一個(gè)方面,本發(fā)明提供一種設(shè)備,包括第一交流發(fā)電機(jī)和第 二交流發(fā)電機(jī),各交流發(fā)電機(jī)均具有轉(zhuǎn)子和定子,定子具有在定子與 轉(zhuǎn)子之間共同定義的多個(gè)轉(zhuǎn)子-茲路以及多個(gè)輔助磁路,各轉(zhuǎn)子磁路環(huán) 繞(encircle)定子的至少一個(gè)功率繞組的第一部分,各輔助》茲路環(huán)繞 設(shè)置在轉(zhuǎn)子磁路外部的功率繞組的第二部分,至少一個(gè)控制繞組與所 述輔助磁路關(guān)聯(lián),使得通過控制繞組的飽和控制電流使不同于轉(zhuǎn)子磁路的所述輔助磁路的至少一部分磁飽和,輔助磁路成對(duì),使得在一個(gè) 輔助磁路中,關(guān)聯(lián)控制繞組和定子繞組第二部分在相同方向上纏繞
(wound around)定子,而在另一個(gè)輔助》茲路中,關(guān)聯(lián):控制繞組和定子 繞組第二部分在相反方向上纏繞定子;受控電流源組件,與各交流發(fā) 電機(jī)的所述至少一個(gè)控制繞組連接,并且適合于向其提供周期DC控制 電流,DC電流具有高于使所述輔助磁路的所述部分飽和所需的飽和度 的最大幅度;第一整流器,用于把來自所述第一交流發(fā)電機(jī)的至少一 個(gè)功率繞組的交流電轉(zhuǎn)換成直流電;第二整流器,用于把來自所述第 二交流發(fā)電機(jī)的至少一個(gè)功率繞組的交流電轉(zhuǎn)換成直流電;以及組合 器電路,用于把來自所述整流器的直流電組合到交流電輸出中。
在另一個(gè)方面,本發(fā)明提供一種設(shè)備,包括以驅(qū)動(dòng)方式 (drivingly)與原動(dòng)機(jī)連接以產(chǎn)生交流發(fā)電機(jī)交流電的至少一個(gè)交流 發(fā)電機(jī),交流發(fā)電機(jī)具有轉(zhuǎn)子、定子組件和飽和設(shè)備,定子組件具有 用于提供所述交流發(fā)電機(jī)交流電的至少一個(gè)定子繞組,定子繞組具有 相互串聯(lián)的至少一對(duì)支路(leg),支路在圓周上(circumferentially)
相對(duì)于定子組件相互間隔開,轉(zhuǎn)子和定子組件共同定義用于傳導(dǎo)轉(zhuǎn)子 磁通量的至少兩個(gè)轉(zhuǎn)子磁路,轉(zhuǎn)子磁路其中之一環(huán)繞定子繞組的所述 支路之一的第 一部分,而轉(zhuǎn)子磁路的另 一個(gè)環(huán)繞定子繞組的所述支路 的另一個(gè)的第一部分,定子組件定義用于傳導(dǎo)磁通量的至少一對(duì)輔助 磁路,輔助磁路其中之一環(huán)繞定子繞組的所述支路之一的第二部分, 而輔助磁路的另一個(gè)環(huán)繞定子繞組的所述支路的另一個(gè)的第二部分, 輔助磁路遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子磁路,飽和設(shè)備與各輔助磁路的至少一部分關(guān)聯(lián), 各輔助磁路的所述至少一部分遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子磁路,飽和設(shè)備適合于以所選 頻率有選擇地使各輔助磁路的所述部分磁飽和,飽和設(shè)備適合于在與 沿那個(gè)輔助磁路循環(huán)(circulate)的石茲通量相同的方向上使輔助》茲^各 其中之一磁飽和,同時(shí)在與沿那個(gè)輔助磁路循環(huán)的磁通量相反的方向 上使輔助磁路的另一個(gè)磁飽和;AC-DC轉(zhuǎn)換電路,其與定子繞組連接, 適合于將交流發(fā)電機(jī)交流電轉(zhuǎn)換成直流電;以及DC-AC轉(zhuǎn)換電路,其
12與AC-DC轉(zhuǎn)換電路連接,并且適合于將直流電轉(zhuǎn)換成具有與所選頻率 成比例的輸出頻率的交流電輸出。
在另一個(gè)方面,本發(fā)明提供一種設(shè)備,包括以驅(qū)動(dòng)方式與原動(dòng) 機(jī)連接以產(chǎn)生交流發(fā)電機(jī)交流電的至少一個(gè)交流發(fā)電機(jī),交流發(fā)電機(jī) 具有轉(zhuǎn)子和定子組件,定子組件具有用于提供所述交流發(fā)電機(jī)交流電 的至少一個(gè)定子繞組,定子繞組具有相互串聯(lián)的至少一對(duì)支路,支路 在圓周上相對(duì)于定子組件相互間隔開,轉(zhuǎn)子和定子組件共同定義用于 傳導(dǎo)轉(zhuǎn)子磁通量的至少兩個(gè)轉(zhuǎn)子磁路,轉(zhuǎn)子磁路其中之一環(huán)繞定子繞 組的所述支路之一的第一部分,而轉(zhuǎn)子磁路的另一個(gè)環(huán)繞定子繞組的 所述支路的另一個(gè)的第一部分,定子組件定義用于傳導(dǎo)磁通量的至少 一對(duì)輔助磁路,所述輔助磁路其中之一環(huán)繞定子繞組的所述支路之一 的第二部分,而所述輔助磁路的另一個(gè)環(huán)繞定子繞組的所述支路的另 一個(gè)的第二部分,輔助磁路遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子磁路,輔助磁路具有包括纏繞輔 助磁3各的至少 一部分的至少 一個(gè)控制繞組的飽和設(shè)備,輔助磁路的所 述至少 一部分遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子磁路,控制繞組適合于當(dāng)飽和閾值電流經(jīng)過控 制繞組時(shí)使輔助磁路的所述部分磁飽和,其中輔助磁路其中之一的控 制繞組在與所關(guān)聯(lián)的定子繞組支路的第二部分相同的方向上纏繞,以 及輔助磁路的另 一個(gè)的控制繞組在相對(duì)于所關(guān)聯(lián)的定子繞組的第二部 分的相反方向上纏繞;受控電流源,用于向控制繞組提供具有所選頻 率以及至少所述飽和閾值電流的最大幅度的可變幅度電流;AC-DC轉(zhuǎn) 換電路,其與所述定子繞組連接,并且適合于將交流發(fā)電機(jī)交流電轉(zhuǎn) 換成直流電;以及DC-AC轉(zhuǎn)換電路,其與AC-DC轉(zhuǎn)換電路連接,并且 適合于將直流電轉(zhuǎn)換成具有與所選頻率成比例的輸出頻率的交流電輸 出。
在另一個(gè)方面,本發(fā)明提供一種設(shè)備,包括具有轉(zhuǎn)子、定子組 件和飽和設(shè)備的交流發(fā)電機(jī),定子組件具有至少一個(gè)定子繞組,該繞
組具有相互串聯(lián)的至少一對(duì)支路,支路在圓周上相對(duì)于定子相互間隔 開,轉(zhuǎn)子和定子組件共同定義用于傳導(dǎo)轉(zhuǎn)子磁通量的至少兩個(gè)轉(zhuǎn)子磁路,轉(zhuǎn)子磁路其中之一環(huán)繞定子繞組的所述支路之一的第一部分,而 轉(zhuǎn)子磁路的另一個(gè)環(huán)繞定子繞組的所述支路的另一個(gè)的第一部分,定 子組件定義用于傳導(dǎo)磁通量的至少兩個(gè)輔助磁路,輔助磁路其中之一 環(huán)繞定子繞組的所述支路之一的第二部分,而輔助磁路的另一個(gè)環(huán)繞 定子繞組的所述支路的另一個(gè)的第二部分,輔助磁路遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子磁路, 飽和設(shè)備適合于使各輔助磁路的至少 一部分磁飽和,各輔助磁路的所 述至少 一部分遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子磁路,飽和設(shè)備適合于在與沿那個(gè)輔助磁路循 環(huán)的磁通量相同的方向上使輔助磁路其中之一磁飽和,同時(shí)在與沿那
個(gè)輔助磁路循環(huán)的磁通量相反的方向上使輔助磁路的另 一個(gè)磁飽和; 以及整流器,設(shè)置成把來自定子繞組的交流電轉(zhuǎn)換成直流電。
在另一個(gè)方面,本發(fā)明提供一種用于產(chǎn)生交流電的設(shè)備,包括 具有含至少一個(gè)定子繞組的定子的至少一個(gè)交流發(fā)電機(jī),定子定義至 少兩個(gè)轉(zhuǎn)子磁路以及與轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子磁路分離的至少兩個(gè)輔助磁路,定 子繞組的第 一部分僅纟支轉(zhuǎn)子磁路環(huán)繞,而其第二部分僅由輔助磁路環(huán) 繞;用于在相反的相對(duì)方向上使相應(yīng)的輔助磁路對(duì)的至少一部分磁飽 和、由此在使轉(zhuǎn)子磁路保持未飽和的同時(shí)調(diào)節(jié)交流發(fā)電機(jī)輸出的部件; 控制設(shè)備,適合于控制所述部件按照所選模式有選擇地控制飽和度; 整流器,把來自定子繞組的交流電轉(zhuǎn)換成直流電;以及換流器 (inverter),用于把來自整流器的直流電轉(zhuǎn)換成具有與所述所選模 式成比例的輸出才莫式的交流電輸出。
在另一個(gè)方面,本發(fā)明提供一種在發(fā)電系統(tǒng)中產(chǎn)生交流電的方法, 發(fā)電系統(tǒng)具有至少第一和第二交流發(fā)電機(jī),各具有包括至少一個(gè)功率 繞組和至少 一個(gè)控制繞組的定子,各功率繞組具有與多個(gè)轉(zhuǎn)子石茲路關(guān) 聯(lián)的多個(gè)第一部分以及與和轉(zhuǎn)子磁路隔離的多個(gè)輔助磁路關(guān)聯(lián)的多個(gè) 第二部分,各控制繞組纏繞各輔助磁路的至少一部分,各輔助磁路的 所述部分遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子磁路,其中,對(duì)于其控制繞組在與所關(guān)聯(lián)的定子繞 組的第二部分相同的方向上纏繞的各輔助磁路,存在另一個(gè)輔助磁路, 該輔助磁路的控制繞組在相對(duì)于所關(guān)聯(lián)的定子繞組的第二部分的相反方向上纏繞,所述方法包括以下步驟驅(qū)動(dòng)所述第一和第二交流發(fā)電機(jī)以便在所述功率繞組中感生交流電流;按照所選模式在幅度上改變各交流發(fā)電機(jī)的所述控制繞組中的控制電流,所述所選才莫式的至少一部分具有充分的電流幅度,以便使輔助磁路的所述部分磁飽和,由此控制功率繞組中的所述感生交流電流的幅度;把來自各交流發(fā)電機(jī)的功率繞組的電流轉(zhuǎn)換成直流電;以及組合各交流發(fā)電機(jī)的所述直流電,以便提供具有與所選模式成比例的模式的交流電輸出。
在另一個(gè)方面,本發(fā)明提供一種用于提供交流電的方法,該方法包括以下步驟將交流發(fā)電機(jī)與負(fù)載系統(tǒng)連接,交流發(fā)電機(jī)具有轉(zhuǎn)子以及帶至少一個(gè)定子繞組的定子組件,定子繞組具有在圓周上相對(duì)于定子組件相互間隔開的至少 一對(duì)串聯(lián)支路,支路均具有相應(yīng)的第 一和第二部分;使轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子組件轉(zhuǎn)動(dòng),以便使轉(zhuǎn)子磁通量沿圍繞定子繞組的所述支路的所述第 一部分的每個(gè)的相應(yīng)第 一磁通路(magnetic path)通過定子循環(huán),從而在定子繞組中感生交流電流,定子繞組中的所述感生電流在定子組件中、在圍繞定子繞組的所述支路的所述第二部分的每個(gè)的相應(yīng)第二磁通路中感生輔助磁通流,第二-茲通路完全定義在定子組件中,并且與第一磁通路分離;以預(yù)期頻率使遠(yuǎn)離第一磁通路的定子組件的至少兩個(gè)部分磁飽和以及去磁飽和,所述定子組件部分包括所述第二》茲通路的對(duì)應(yīng)一個(gè)的至少一部分,由此通過其傳導(dǎo)所述輔助磁通流,其中使所述至少兩個(gè)定子組件部分之一在與輔助磁通流流經(jīng)的方向相同的方向瞬時(shí)飽和,而使所述定子組件
部分的另一個(gè)在與輔助磁通流流經(jīng)的方向相反的方向瞬時(shí)飽和;將感生交流電整流為直流電,直流電包含具有與所述預(yù)期頻率成比例的頻率的循環(huán)分量;以及將直流電改變?yōu)榫哂信c所述預(yù)期頻率成比例的頻率的交流電輸出。
在另一個(gè)方面,本發(fā)明提供一種生成交流電輸出的方法,包括以下步驟驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生與輸出AC周期的正半部對(duì)應(yīng)的電力;驅(qū)動(dòng)第二交流發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生與輸出AC周期的負(fù)半部對(duì)應(yīng)的電力;對(duì)相應(yīng)交流發(fā)電機(jī)輸出進(jìn)行整流;以及相加交流發(fā)電機(jī)輸出以提供交流電輸出。
通過以下包含的詳細(xì)描述的附圖,這些及其它方面的其它細(xì)節(jié)將會(huì)非常明顯。
現(xiàn)在參照附圖,附圖包括
圖1是永磁交流發(fā)電機(jī)的截面;
圖2是圖1的交流發(fā)電機(jī)的局部示意圖3是圖1和圖2的機(jī)器的示例功率繞組(power winding);
圖4是圖l和圖2的機(jī)器的局部等效電路的示意圖5是示出根據(jù)本描述的系統(tǒng)的示意圖6是圖5的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖6a是圖6的系統(tǒng)的一個(gè)備選實(shí)施例的示意圖7是示出圖6的控制電流調(diào)制器的一個(gè)實(shí)施例的框圖8是示出另一個(gè)實(shí)施例、與圖5相似的示意圖9是與圖1相似的、交流發(fā)電機(jī)的另一個(gè)配置的截面;
圖IO是示出另一個(gè)實(shí)施例、與圖5和圖8相似的示意圖11是示出另一個(gè)實(shí)施例的示意圖12是根據(jù)本技術(shù)的方法的步驟的流程圖13以橫截面示出另一個(gè)交流發(fā)電機(jī)配置的一部分;以及
圖14以橫截面示出另一個(gè)交流發(fā)電機(jī)配置的一部分。
具體實(shí)施例方式
首先參照?qǐng)D1和圖2,示出永磁(PM)電機(jī)IO。為了便于說明和描迷,圖2示出圖1的電機(jī)10的線性布置。但是,大家要理解,電機(jī)IO—般優(yōu)選地具有圖1的圓形體系結(jié)構(gòu),其中具有內(nèi)部或外部轉(zhuǎn)子(圖1示出外部轉(zhuǎn)子)。技術(shù)人員還會(huì)理解,圖1和圖2以及伴隨的描述實(shí)際上是示意的,并且為了清楚起見可能有時(shí)省略機(jī)器設(shè)計(jì)的常規(guī)細(xì)節(jié),
這是技術(shù)人員清楚知道的。機(jī)器10可配置為發(fā)電的交流發(fā)電機(jī)、將電
力轉(zhuǎn)換成機(jī)械轉(zhuǎn)矩的電機(jī)或者它們兩者。在以下描述中,這種機(jī)器的交流發(fā)電機(jī)方面是主要關(guān)注的。
機(jī)器i o具有轉(zhuǎn)子12,其中具有可選地插入隔板16的永磁體14 ,安裝轉(zhuǎn)子12以便相對(duì)于定子20轉(zhuǎn)動(dòng)。提供固定套筒(retentionsleeve) 18以便保持永磁體14和隔板16。在磁體14之間還提供磁通路。定子20具有至少一個(gè)功率繞組22以及優(yōu)選的至少一個(gè)控制繞組24。在所示實(shí)施例中,定子20具有3相設(shè)計(jì),其中具有三個(gè)基本獨(dú)立的功率繞組22(相位在圖2中分別由加圓圈數(shù)字1、 2、 3表示)以及相應(yīng)的三個(gè)控制繞組24。這個(gè)實(shí)施例中的功率繞組是星形連接,但是,根據(jù)需要,它們可以是三角形連接或者甚至無連接。在這個(gè)實(shí)施例中,功率繞組22和控制繞組24通過繞組氣隙26分隔,并且"i殳置在徑向相位槽28中,徑向相位槽28分為設(shè)置在定子20中的相鄰齒30之間的槽部分28,和28"。為了便于描述,相鄰相位槽28在圖2中表示為A、B、 C、 D等,以指明相鄰相位槽28。功率繞組22與控制繞組24電絕緣。護(hù)鐵32在本申請(qǐng)中又稱作控制通量總線32,它在槽28之間和底部(即圖2中的相鄰槽部分28"的底部之下)延伸。轉(zhuǎn)子氣隙34以典型方式分隔轉(zhuǎn)子12和定子20。磁芯或"橋"部分又稱作定子20的"功率通量總線"部分36,它在槽28中在相鄰齒對(duì)30之間延伸,以便形成兩個(gè)不同的槽28,和28"。第一槽28,僅保持功率繞組22,而第二槽28,,保持彼此相鄰的功率繞組22以及控制繞組24。
PM機(jī)器10的材料可以是設(shè)計(jì)人員認(rèn)為適合的任何材料。本發(fā)明人優(yōu)選的材料是釤鈷永磁體、銅功率和控制繞組、用于定子齒及功率和控制通量總線的適當(dāng)可飽和電磁材料,例如Hiperco 50合金(Carpenter Technology Corporation的商標(biāo))是優(yōu)選的,但是也可使用其它適當(dāng)材料,例如常用于構(gòu)造電磁機(jī)器的電硅鋼。根據(jù)需要,定子齒、功率和控制通量總線可以彼此集成在一起或不集成在一起。圖3示出在3相配置的定子中纏繞時(shí)定位的功率繞組22其中之一的示例。在這個(gè)實(shí)施例中,功率繞組22的每個(gè)由單圏導(dǎo)體組成,它進(jìn)入例如所選槽28(例如圖2中的槽"A")的第一槽部分28',貫穿該槽并從槽的對(duì)端離開,然后徑向穿過功率通量總線36以進(jìn)入相同槽28(例如槽"A")的第二槽部分28",此后,它又貫穿所選槽的長(zhǎng)度,從第二槽部分28"離開,因此在與進(jìn)入時(shí)相同的定子軸側(cè)離開槽28。然后,功率繞組22的導(dǎo)體進(jìn)入下一個(gè)所選槽28(例如圖2中的槽"D")的第二槽28",其中功率繞組22則進(jìn)入和經(jīng)過槽28,離開并且徑向穿過功率通量總線36,然后進(jìn)入所選槽28的相鄰第一槽部分28',然后再次穿過該槽以便在與繞組進(jìn)入所選槽28的槽28"的位置相鄰處離開槽28,和定子。然后,功率繞組進(jìn)入下一個(gè)所選槽28(例如槽"G),模式以這種方式重復(fù)進(jìn)行。與相位2對(duì)應(yīng)的第二功率繞組22開始于適當(dāng)?shù)乃x槽(例如圖2的槽B)并沿著類似通路,但優(yōu)選地在相對(duì)于相位1的繞組22的相反繞組方向纏繞。也就是說,相位2的繞組22將經(jīng)由槽部分28"進(jìn)入所選槽(槽B)(因?yàn)樯鲜鱿辔?的繞組22經(jīng)由槽部分28,進(jìn)入槽A),然后沿著相似但相反的通路逐槽(例如槽B、 E等)到達(dá)相位1的導(dǎo)體。類似地,相位3的繞組22優(yōu)選地相對(duì)于相位2相反地纏繞,因此經(jīng)由槽部分28,進(jìn)入定子的所選槽(例如槽"C"),并且沿著與相位1相同但與相位2的模式相反的一般才莫式逐槽(例如槽C、 F等)進(jìn)行。因此,功率繞組22的相位相對(duì)彼此相反地纏繞。
同時(shí),控制繞組24巻繞控制通量總線32,現(xiàn)在將描述其方式。參照?qǐng)D2,在這個(gè)實(shí)施例中,控制繞組24優(yōu)選地形成優(yōu)選地多次、例如25次巻繞控制通量總線32的環(huán)路,以便4是供25: 1控制-功率繞組圏數(shù)比,其原因如下所述。相鄰的第二槽28"之間的繞組的方向優(yōu)選地逐槽相同,因此相對(duì)于如上所述纏繞的相同相位的功率繞組22交替相反,使得在各控制繞組24中感生實(shí)質(zhì)上純零電壓,下面還將進(jìn)一步進(jìn)行描述。優(yōu)選地,圍繞控制通量總線32的所有環(huán)路處于相同方向。注意,控制繞組24不一定需要連同功率繞組一起分隔為相位,而是可以只是以相鄰方式逐槽(例如槽A、 B、 C、 D等)進(jìn)行?;蛘撸m然沒有分隔成(segregated into)與功率繞組22對(duì)應(yīng)的相位,但是可能希望提供多個(gè)控制繞組,例如以便降低電感,并且由此改進(jìn)某些情況下的響應(yīng)時(shí)間。優(yōu)選地,若干控制繞組24以串聯(lián)-并聯(lián)布置來提供,意味著數(shù)個(gè)槽的控制繞組24串聯(lián),而數(shù)個(gè)這類繞組則并聯(lián),以便為機(jī)器提供完整的控制繞組。雖然優(yōu)選的是交替功率繞組的繞組方向而不是交替控制繞組的方向,但是,功率和控制繞組優(yōu)選地纏繞在偶數(shù)槽中,一半處于相同方向,而一半處于相反方向,以便確保由于功率繞組22中的電流而在各控制繞組24中感生實(shí)質(zhì)上的純零電壓,因而實(shí)現(xiàn)以下所述的功能。
控制繞組24與電流源50 (參見圖4)連接,電流源50在本例中包括可變電流直流(DC)源以及優(yōu)選地具有下面進(jìn)一 步描述的功能性的適當(dāng)固態(tài)控制系統(tǒng)。如果存在一個(gè)以上控制繞組24,則各控制繞組24可與同一個(gè)電流源50連接或者與相應(yīng)電流源連接。來自這種源的所需近似電流主要通過所需的功率繞組輸出電流以及功率和控制繞組的圈數(shù)比來定義,這是技術(shù)人員根據(jù)本公開會(huì)理解的。
參照?qǐng)D4,機(jī)器10的各相位可通過近似等效電路IO,來表示,近似等效電路IO,具有與多個(gè)功率電感器22'(即,等效于設(shè)置在第二槽28,,中的功率繞組22的部分)連接的多個(gè)交流(AC)電壓源12,(即,均等效于移動(dòng)磁轉(zhuǎn)子系統(tǒng)與設(shè)置在第一槽28,中的功率繞組22的部分的結(jié)合),電壓源12,和功率電感器22,交替串聯(lián)設(shè)置。與功率電感器22,關(guān)聯(lián)的是具有可飽和磁芯32,(等效于控制通量總線32)的多個(gè)控制電感器24,(即,等效于控制繞組24)??刂齐姼衅?4,與本例中由50表示的可變DC電流源和控制系統(tǒng)連接。因此,可以看到,功率繞組22、控制繞組24和控制通量總線32共同提供定子12中的至少一個(gè)可飽和/磁芯電感器。下面進(jìn)一步描述,可飽和/磁芯電感器與其它電》茲效應(yīng)結(jié)合提供實(shí)現(xiàn)以下所述的功率調(diào)節(jié)方案的綜合方式。
又參照?qǐng)D2,當(dāng)機(jī)器10用于交流發(fā)電機(jī)才莫式時(shí),轉(zhuǎn)子12相對(duì)于定子20轉(zhuǎn)動(dòng)(即通過原動(dòng)機(jī))。磁體14以及形成主要磁路的一部分的定子的部分的交互在PM機(jī)器10中沿本文中又稱作轉(zhuǎn)子磁路的主要磁通量通路或磁路6Q創(chuàng)建主要磁通量。主要或轉(zhuǎn)子通量在功率繞組22中感生電壓,功率繞組22在電氣負(fù)載被連接時(shí)產(chǎn)生感生電流。功率繞組22中的感生電流使輔助磁通量沿相鄰輔助磁通量通路或磁路62循環(huán)。技術(shù)人員根據(jù)本^Hf會(huì)理解,如果功率繞組22中沒有電流,則沒有磁通量圍繞輔助磁路循環(huán)。另外,輔助磁路中的磁通量或者沒有磁通量沒有直接影響主要磁路中的通量。輔助AC磁路62通常與轉(zhuǎn)子12和主要磁路60隔離,因?yàn)檩o助磁路62中的AC通量?jī)H歸因于功率繞組中的電流。因此,輔助磁路可說成是遠(yuǎn)離主要》茲路而定義,并且以這種方式提供,以便能夠與主要磁路中的通量無關(guān)地傳導(dǎo)磁通量。從圖2還會(huì)注意到,主要磁路環(huán)繞功率繞組22的第一部分(即槽部分28,中的部分),而輔助磁路62環(huán)繞功率繞組22的第二部分(即槽部分28"中的部分),不用說在這個(gè)實(shí)施例中還環(huán)繞控制繞組24的一部分。槽部分28"處于主要磁路(magnetic circuit) 60的外部。要理解,本描述僅適用于3相位所示實(shí)施例的相位"1",并且類似交互等相對(duì)于其它相位發(fā)生。
技術(shù)人員根據(jù)以上論述會(huì)理解,在許多情況下可能希望包括調(diào)節(jié)設(shè)備,以便在無負(fù)載條件期間保持功率繞組中的最小電流,例如本發(fā)明人于2006年4月21日提交的標(biāo)題為"電壓限制電機(jī)"的共同未決申請(qǐng)序號(hào)11/379620所述,通過引用結(jié)合到本文中,現(xiàn)在簡(jiǎn)要地進(jìn)行描述。圖2示出定子中定義的虛線磁通量通路61,沿著該虛線磁通量通路61,來自轉(zhuǎn)子磁體的泄漏通量(本文中為了方便起見又稱作主要抑制通量61)從磁體通過齒30并且圍繞第三磁路通路64流動(dòng),從而使原本在主要磁路通路62中沿功率總線36流動(dòng)的轉(zhuǎn)子通量的一部分改為向下并沿控制總線32分流,然后又經(jīng)由適當(dāng)齒30向上分流到異性極磁體。這個(gè)作用引起在設(shè)置于槽28的下部28"的功率繞組22的部分中感生電壓,其極性與設(shè)置于槽28的上部28,的功率繞組22的部分中產(chǎn)生的電壓相反。這還降低設(shè)置于槽28的上部28,的功率繞組22 的部分中產(chǎn)生的電壓,因?yàn)樵窘?jīng)由功率通量總線36通過的通量的一 部分轉(zhuǎn)向控制總線32。當(dāng)控制繞組24中存在極少或者沒有電流時(shí), 這兩個(gè)動(dòng)作抑制有效電壓源12,(如圖4所示)。當(dāng)控制繞組24中的電 流增加時(shí),較少轉(zhuǎn)子泄漏通量經(jīng)由控制總線(即沿通路61)通過,并且 降低抑制作用,從而引起功率繞組22中產(chǎn)生的電壓的提高。
仍然參照?qǐng)D2,在這個(gè)實(shí)施例中,主要磁路60包括轉(zhuǎn)子12、轉(zhuǎn)子 氣隙34、功率通量總'線36以及轉(zhuǎn)子12與功率通量總線36之間的定 子齒30的部分。主要磁路60環(huán)繞功率繞組22的一部分,并且在用作 交流發(fā)電機(jī)時(shí),來自轉(zhuǎn)子、沿主要磁路60循環(huán)的磁通量引起功率繞組 22中的電流。(技術(shù)人員會(huì)理解,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)使磁通量沿主要磁路60 循環(huán),與電流是否在功率繞組22中流動(dòng)無關(guān)。)在這個(gè)實(shí)施例中,輔 助磁路62包括功率通量總線36、控制總線32以及控制總線32與功 率通量總線36之間的定子齒30的部分。由于輔助磁路62通路與主要 磁路60通路隔離,所以轉(zhuǎn)子磁通量決不圍繞輔助磁路62循環(huán)。
仍然參照?qǐng)D2,在這個(gè)實(shí)施例中,輔助》茲路62環(huán)繞第二槽28"中 的功率繞組22和控制繞組24的部分。主要磁路60環(huán)繞第一槽28,, 而輔助磁路62環(huán)繞第二槽28"。優(yōu)選地,第一槽28,在徑向上比第二 槽28,,更接近轉(zhuǎn)子12。功率通量總線36優(yōu)選地為主要和輔助磁路通路 所共有,但不一定如此。例如,如果需要,則功率通量總線可與沿通 量線的方向的輔助通量通路的上部分隔,使得輔助磁路在物理上與主 要磁路分隔,如圖13所示(但是,這將消除如上所述的無/低負(fù)載電壓 源抑制作用)。在圖13的實(shí)施例中,控制繞組24位于設(shè)置在獨(dú)立定子 21中的槽28b之內(nèi),獨(dú)立定子21優(yōu)選但不一定與定子20共中心定位。 雖然控制繞組24在圖13中示意示為單片環(huán)形,但是如上所述,它優(yōu) 選地是與適當(dāng)電源(本圖中未示出)連接的多圏纏繞導(dǎo)體。功率繞組20 設(shè)置在槽28a和28b中,因此在定子20與定子21之間延伸。功率繞 組末圏23接合相鄰槽的導(dǎo)體(圖13的實(shí)施例具有功率繞組22的三個(gè)集合-僅示出其中之一 -其中各繞組集合對(duì)應(yīng)于三相系統(tǒng)的一相,
因此末圈23的三個(gè)集合如圖13所示,最里面的集合對(duì)應(yīng)于所示功率 繞組22,而其它的對(duì)應(yīng)于未示出的相鄰相位)。定子21提供控制通量 總線32和輔助磁路62,而功率通量總線36在定子20中提供。功率 通量總線部分36形成主要J茲路60的一部分,而定子21形成輔助磁路 62的一部分??刂仆靠偩€32提供輔助磁路62和第三磁路64的一 部分,如前所述。定子21以任何適當(dāng)方式來支承,例如通過與定子 20(未示出)結(jié)合、通過安裝到定子20或其它適當(dāng)基礎(chǔ)的支柱(未示 出)、或者只通過功率繞組22本身所提供的固有支承,優(yōu)選地與適當(dāng) 部件(未示出)結(jié)合以阻止不希望的振動(dòng)等。其它適合的機(jī)器配置是可 用的,在申請(qǐng)人于2006年5月26日提交的共同未決申請(qǐng)序號(hào) 11/420614中/>開了它們的幾個(gè)示例,通過引用結(jié)合到本文中。
又參照?qǐng)D2的實(shí)施例,第三磁路64優(yōu)選地圍繞控制總線32循環(huán), 如圖2部分所示(即,僅示出第三電路的一部分,如這個(gè)實(shí)施例中的第 三電路通過整個(gè)定子20循環(huán))??刂仆靠偩€32優(yōu)選地為輔助和第三 磁路通路所共有??刂仆靠偩€32的至少一部分是通過第三磁路64 中的通量強(qiáng)度可飽和的。
當(dāng)作為交流發(fā)電機(jī)進(jìn)行操作時(shí),機(jī)器10允許功率繞組22的輸出 通過操縱提供給控制繞組24的電流來控制,現(xiàn)在將進(jìn)行描述。
如上所述,等效功率電感器22,由第二槽28"中的功率繞組22的 部分和輔助磁路62形成,如圖4的等效電路示意表示??刂评@組24 共用輔助》茲路62的一部分,^f旦是如上所述,由于它優(yōu)選地在相同方向 纏繞各第二槽28"中的控制通量總線32,因此,所實(shí)現(xiàn)的所得效果與 相對(duì)于功率繞組22交替反極性可飽和電感器所提供的相似,并且優(yōu)選 地實(shí)質(zhì)上在整個(gè)控制繞組24中沒有通過輔助磁路62中的通量或者通 過來自轉(zhuǎn)子磁體的主要抑制通量61產(chǎn)生的凈電壓。
將DC電流從源50施加到控制繞組24使DC通量沿控制通量總線 32中的電路64循環(huán)。在圖2所示的時(shí)刻可以看到,控制通量總線32的第三磁路64中的DC通量在槽A中處于與輔助磁路62中的AC通量 相同的方向,但在槽D中,控制通量總線32的第三磁路64中的DC通 量的方向與輔助磁路62中的AC通量相反。當(dāng)DC電流在控制繞組24 中增加時(shí),控制總線32中的通量密度增加,使得最終達(dá)到飽和通量密 度。機(jī)器也可配置成使得實(shí)質(zhì)上通過控制繞組的任何電流引起沒有功 率繞組電流(即沒有來自功率繞組電流的相反通量)時(shí)的定子的關(guān)聯(lián)部 分的飽和。大家會(huì)理解,在AC通量和DC通量處于相同方向的控制通 量總線32的區(qū)域中首先達(dá)到飽和,以及在較高的DC控制電流,如果 功率相位繞組中的電流不足以防止通量處于相反方向的區(qū)域中的飽 和,則控制通量總線32的兩個(gè)區(qū)域變?yōu)轱柡投c通量方向無關(guān)。如果 功率繞組中的電流增加到高于取得兩個(gè)區(qū)域的飽和的點(diǎn),則區(qū)域其中 之一將離開飽和。 一旦出現(xiàn)飽和,則輔助磁路62中的AC通量因功率 繞組22中的電流而極大地降低。但是,技術(shù)人員通過本文的描述將會(huì) 理解,飽和沒有實(shí)質(zhì)上改變主要磁路60中的通量,而是僅直接影響在 輔助磁路62中產(chǎn)生的通量。技術(shù)人員清楚地知道,本文所述類型的飽 和優(yōu)選地在主要磁路的任何部分沒有出現(xiàn)。
如上所述,控制繞組24相對(duì)于功率繞組22的繞組一莫式優(yōu)選地產(chǎn) 生在控制繞組24中感生的準(zhǔn)純零電壓,這筒化控制。在這個(gè)實(shí)施例中, 從一個(gè)槽部分28"到下一個(gè),功率繞組22的連續(xù)圏在相反的相對(duì)方向 纏繞,而與功率繞組相鄰的控制繞組24的對(duì)應(yīng)部分在相同方向纏繞。 另外,由于通過控制通量總線32的DC控制電流在相對(duì)于功率繞組22 的不同方向產(chǎn)生磁通量,因此,控制通量總線32的一段將在AC功率 的一半周期(例如正方向或極性)使更多飽和,而控制通量總線32的另 一個(gè)段將在另 一半周期(例如在負(fù)方向或極性)使更多飽和,因此傾向 于使通過每個(gè)半周期的控制動(dòng)作均衡。
一旦飽和,則磁性材料實(shí)質(zhì)上丟失它們傳導(dǎo)附加磁通量的能力, 并且因此表現(xiàn)為對(duì)于AC磁力(HAC)和DC磁影響(HDC)的其它變化幾乎 是非磁性的。因此,控制通量總線32中的這個(gè)飽和條件的最后效果是實(shí)際上消除因輔助磁路62引起的電感,由此極大地減小機(jī)器10的電 感。這個(gè)動(dòng)作還減小來自沿控制總線循環(huán)的轉(zhuǎn)子的泄漏通量(主要抑制 通量61)。
此外,當(dāng)功率繞組22中的電流例如因外部負(fù)載的增加或者由于操 作速度的增加而產(chǎn)生的輸出電壓的增加而增加時(shí),其中通量方向瞬時(shí) 相反的控制通量總線32的部分將變?yōu)椴惶柡停@引起電感的成比例 增加。這種效果傾向于使輸出電流保持為稍微恒定,因此交流發(fā)電機(jī) 的輸出電流變?yōu)榭刂齐娏鞯暮瘮?shù)。通過輔助磁路62所形成的等效功率 電感器22,的最大電感與攜帶輔助》茲if各62的定子部分的物理尺寸和材 料相關(guān)。峰值功率繞組電流與控制繞組中的DC電流相關(guān),并且可近似 為
IP=K+[Ic*Nc/NP]
其中NP和NC分別是功率和控制繞組中的圈數(shù),IP和IC分別是 功率和控制繞組中的電流,以及K是與功率繞組的最大電感和其它機(jī) 器設(shè)計(jì)特征成反比的常數(shù),這是技術(shù)人員會(huì)理解的。
這允許操縱功率繞組22的輸出,因此控制繞組24可用作控制PM 機(jī)器10的源。因此,用于控制PM機(jī)器10的操作的部件是在機(jī)器本身 中可用的,因?yàn)?控制"電流可由PM機(jī)器10的功率繞組22、通常結(jié) 合整流器來產(chǎn)生。在一些情況下,可需要或希望控制電流的外部源與 電子電流控制結(jié)合,但是,將控制繞組24與整流輸出電流串聯(lián)設(shè)置也 可用于在某種程度上調(diào)節(jié)輸出電壓。因此,該體系結(jié)構(gòu)適用于機(jī)器IO 的控制系統(tǒng)的許多新可能性,現(xiàn)在將描述其中的幾個(gè)示例。
例如,現(xiàn)在參照?qǐng)D2和圖4,交流發(fā)電機(jī)10的輸出(即,來自功 率繞組22)可通過將控制繞組24與電源50連接來控制,并且施加到 控制繞組24的電流優(yōu)選地足以在預(yù)期功率繞組電流^使控制通量總線 32飽和,這種飽和由經(jīng)過在這個(gè)實(shí)施例中巻繞控制通量總線32的控 制繞組24的電流所感生的沿第三通路64流動(dòng)的磁通量引起。當(dāng)出現(xiàn) 飽和時(shí),有效地消除輔助磁路62周圍的AC通量,并且功率繞組22與輔助磁路62之間的磁關(guān)系是,實(shí)際上消除因功率繞組22中的輔助磁 路引起的影響。因此,允許比沒有使受控DC電流源所產(chǎn)生的通量飽和 時(shí)所流動(dòng)的電流更多的電流流入功率繞組22。功率繞組電流的這種增 加將限制在其中相反方向的通量的數(shù)量變?yōu)榛鞠嗟鹊狞c(diǎn),從而引起 其中這個(gè)通量均衡條件在那個(gè)特定時(shí)刻出現(xiàn)的輔助磁路部分的去飽
和。去飽和效應(yīng)引起與相反通量均衡對(duì)應(yīng)的時(shí)刻的電感的突然增加, 它又將功率繞組電流限制到對(duì)應(yīng)電流值。因此,受控電流源50提供的
電流水平可根據(jù)需要改變,以便對(duì)于一系列轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和電氣負(fù)載來調(diào) 節(jié)功率繞組22的輸出電流(因此最終調(diào)節(jié)輸出電壓)。在一個(gè)示例應(yīng)用 中,為了實(shí)現(xiàn)恒定輸出電壓控制,反饋控制電路(下面進(jìn)一步論述)由 源50的控制系統(tǒng)用于將交流發(fā)電機(jī)輸出電壓(即功率繞組22的輸出) 與固定參考(例如表示預(yù)期輸出電壓電平)進(jìn)行比較,并且控制可配置 成使得在交流發(fā)電機(jī)輸出電壓低于預(yù)期參考電平時(shí),提供命令增加控 制電流以增加飽和度、因而增加輸出電流,并且因此增加給定輸出負(fù) 載的輸出電壓。這類控制系統(tǒng)是眾所周知的,并且可使用數(shù)字或斗莫擬 方式來實(shí)現(xiàn)。在第二示例應(yīng)用中,如果電流源50根據(jù)預(yù)期才莫式改變控 制電流,例如在圖4示意所示的半正弦才莫式52中,由此當(dāng)控制繞組按 照下面進(jìn)一步所述適當(dāng)配置時(shí)相應(yīng)地影響飽和度,功率繞組的AC輸出 的幅度的絕對(duì)值將按照相同的一般才莫式和頻率改變,因此可通過有用 方式來調(diào)節(jié),下面參照?qǐng)D6-12進(jìn)一步論述。如將要進(jìn)行論述的,輸入 控制才莫式可以是任何預(yù)期的,并且無需;l^見則或周期的。優(yōu)選地,取 決于輸出信號(hào)或預(yù)期影響,輸入控制將具有比交流發(fā)電機(jī)的原始輸出 頻率更低的頻率,但這不是必要的。
又參照?qǐng)D2,磁通量?jī)?yōu)選地在相同方向圍繞控制通量總線32沿第 三磁路64循環(huán)。如上所述,雖然控制繞組24設(shè)置在與所述3相機(jī)器 的特定相位對(duì)應(yīng)的第二槽28"中,但是功率繞組22在歸因于與相位的 每個(gè)相鄰第一槽28,關(guān)聯(lián)的磁體14的異性極布置的每個(gè)第一槽28,中 沿相反方向纏繞。為了確保提供第三磁路64的統(tǒng)一方向,如上所述,控制繞組24優(yōu)選地在所有第二槽28,,中沿相同方向纏繞。又如上所述, 由于上述功率和控制繞組的對(duì)應(yīng)部分之間的這種同相&異相或關(guān)系,在 控制繞組24中感生準(zhǔn)純零電壓,它是合乎需要的,因?yàn)檩^低DC電位 可用于提供DC控制電流,并且不需要特殊考慮以去除控制繞組24上 的大AC電位。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5,其中示出利用機(jī)器IO(具有功率繞組22和控制繞 組24)的交流發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。這個(gè)實(shí)施例中的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)使用兩個(gè)可變 或固定速度交流發(fā)電機(jī)270a、 270b,優(yōu)選地各具有機(jī)器10的設(shè)計(jì), 各提供可變或固定頻率N相電流271a、 271b。當(dāng)提及與特定交流發(fā)電 機(jī)270a或270b關(guān)聯(lián)的方面時(shí),系統(tǒng)的組件可一般采用具有后綴"a" 或"b"的參考標(biāo)號(hào)提及,而當(dāng)通常提及這類元件時(shí)沒有該后綴。例如 全波N相整流器等的電流整流器272a、 272b將相應(yīng)功率繞組22的N 相輸出電流271a、 271b轉(zhuǎn)換成直流電輸出280a、 280b。整流器272a、 272b優(yōu)選地包括例如高頻濾波器等濾波器,以便去除非預(yù)期殘留分量。 交流發(fā)電機(jī)270a、 270b使用例如燃?xì)廨啓C(jī)、風(fēng)車、水輪機(jī)或者任何其 它機(jī)械動(dòng)力源等相同或不同的原動(dòng)機(jī)268來驅(qū)動(dòng)。
通過改變控制器274a、 274b提供給交流發(fā)電機(jī)270a、 270b的相 應(yīng)控制繞組24的控制電流276a、 276b,使得交流發(fā)電機(jī)270a、 270b 的AC輸出電流(即功率繞組22中的輸出電流)的幅度相對(duì)于控制輸入 電流276a、 276b(即控制繞組24中的控制電流)成比例地改變,來實(shí) 現(xiàn)控制,如上所述(即,控制器274a、 274b具有與圖4的電源50相似 的控制功能)。也就是說,當(dāng)相應(yīng)控制繞組24中的控制電流增加時(shí), 相應(yīng)功率繞組22中的交流發(fā)電機(jī)輸出AC電流的絕對(duì)值在幅度上按照 上述原理成比例增加。通過按照上述技術(shù)、如半正弦模式(圖5示意所 示的輸入電流;溪式)以預(yù)期頻率、以預(yù)期模式并且以足以使對(duì)應(yīng)于輔助 磁路62的定子的至少一部分飽和的級(jí)別改變提供^^相應(yīng)控制繞組24 的輸入控制電流276,來自交流發(fā)電機(jī)的功率繞組22的AC輸出271 的幅度的絕對(duì)值將按照相同的一般才莫式和頻率改變??刂评@組和關(guān)聯(lián)
26控制通量總線優(yōu)選地配置成使得實(shí)質(zhì)上通過控制繞組的任何電流引起 在沒有功率繞組電流(即沒有來自功率繞組電流的相反通量)時(shí)的的控
制通量總線的飽和。 一旦來自交流發(fā)電機(jī)270a、 270b的功率繞組22 的AC輸出271a、 271b由整流器272a、 272b從AC整流為DC, DC輸出 280a、 280b提供成比例并且與控制輸入信號(hào)276a、 b同相改變的輸出, 例如在控制輸入是半正弦才莫式時(shí)通過半正弦才莫式(圖5示意所示),由 此依照輸入控制信號(hào)。應(yīng)用于整流信號(hào)的高頻濾波將消除整流信號(hào)中 剩余的任何紋波,從而僅留下預(yù)期半正弦調(diào)制DC輸出。在這種布置中 控制的兩個(gè)交流發(fā)電機(jī)270a、 270b各通過與控制輸入對(duì)應(yīng)的^^莫式產(chǎn)生 輸出,該輸出則由加法器282通過適當(dāng)方式以任何預(yù)期頻率(通常達(dá)到 交流發(fā)電機(jī)基本功率頻率的大約一半)、包括必要時(shí)的零頻率(即DC) 進(jìn)行組合,以便形成全AC波輸出284 (圖5示意所示)。來自各機(jī)器的 整流輸出電流直接與輸入控制電流相關(guān),并且因此可使其以任何預(yù)期 形式改變。通過向交流發(fā)電機(jī)270a、 270b的控制繞組集合24的每個(gè) 提供互補(bǔ)波形,在組合輸出端子產(chǎn)生對(duì)稱AC輸出波形。向相應(yīng)控制繞 組24提供具有"看起來"像半波整流信號(hào)(例如整流正弦波的單峰) 的波的輸入電流,相似電流波形將流入整流器272輸出電路,按照控 制與功率繞組之間的圏數(shù)比進(jìn)行放大。每隔一個(gè)周期的反極性則重新 構(gòu)成全AC波。
現(xiàn)在參照?qǐng)D6,更詳細(xì)地示出圖5的系統(tǒng)的示例。相似參考標(biāo)號(hào) 表示相似元件。 一個(gè)或多個(gè)原動(dòng)機(jī)268使交流發(fā)電機(jī)270a、 270b轉(zhuǎn)動(dòng), 以便從交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生n相電流輸出271a、 271b。輸出271a、 271b 如前面所述按照控制輸入276a、 276b和交流發(fā)電機(jī)270a、 270b的內(nèi) 部特性經(jīng)過幅度調(diào)制,然后由單元272a、 272b進(jìn)行整流,然后相加 282,以便向負(fù)載提供系統(tǒng)輸出電壓和電流284,下面將進(jìn)行描述。如 果半正弦控制輸入(例如)提供給交流發(fā)電機(jī)270a、 270b,則控制輸入 相互異相,并且交流發(fā)電機(jī)270a、 270b的整流輸出各與負(fù)載電路和開 關(guān)277a、 277b的一端連接,負(fù)栽電路和開關(guān)277a、 277b配置成使得當(dāng)對(duì)應(yīng)整流器輸出為零時(shí),開關(guān)對(duì)整流器的輸出提供短路,因此全正 弦AC電流將流入負(fù)載電路。優(yōu)選地,提供控制輸入,使得只有交流發(fā)
電機(jī)270a、 270b其中之一在給定時(shí)間產(chǎn)生輸出電流。因此,輸出電流 的頻率優(yōu)選地僅取決于輸入控制電流的頻率,而不取決于交流發(fā)電機(jī) 270a、 270b的轉(zhuǎn)速。如圖6所示,控制電流#^居組合AC輸出(280a、 280b)來控制,組合AC輸出(280a、 280b)被反饋286給控制274以便 進(jìn)行處理,并且再次輸入控制周期。如上所述,AC輸出的大小與交流 發(fā)電機(jī)270a、 270b的控制繞組和功率繞組之間的圈數(shù)比的控制輸入的 大小相關(guān)。
仍然參照?qǐng)D6,現(xiàn)在將描述一個(gè)適當(dāng)加法器282的布置的細(xì)節(jié)。 加法器282包括兩個(gè)開關(guān)277a、 277b。開關(guān)277a在交流發(fā)電機(jī)270b 提供有控制電流并且將例如負(fù)半周期的輸出電流驅(qū)動(dòng)到負(fù)載時(shí)閉合, 而開關(guān)277b在交流發(fā)電機(jī)270a提供有控制電流以便將正半周期電流 傳遞給負(fù)載時(shí)閉合。開關(guān)277a、 277b優(yōu)選地是固態(tài)裝置、如IGBT晶 體管或MOSFET裝置,因?yàn)閱蜗蜷_關(guān)可用于提供這種電路。整流器272a、 272b是任何適當(dāng)?shù)?、?yōu)選地是標(biāo)準(zhǔn)的布置。整流器272a的輸出在交 流發(fā)電機(jī)270a的控制電流處于或接近零時(shí)處于或接近零,因此,當(dāng)開 關(guān)277a閉合時(shí),它提供使電流開始在相反方向從整流器輸出272b通 過負(fù)載流動(dòng)的電流通路,并且還提供可從整流器272a流動(dòng)的殘留電流 的分流通路。開關(guān)277a、 277b可在"接通"和"斷開"期間成比例地 控制,以便改進(jìn)接近波形的零相交點(diǎn)的所產(chǎn)生波形的保真度。當(dāng)釆用 這種整體調(diào)制技術(shù)時(shí),原始交流發(fā)電機(jī)基本頻率基本上被消除,僅留 下控制調(diào)制分量作為所產(chǎn)生的輸出功率頻率。
仍然參照?qǐng)D6,在另一個(gè)方面,為了采用這種布置來實(shí)現(xiàn)給定極 性的DC輸出,優(yōu)選地將一個(gè)機(jī)器(例如270a)的輸入控制電流設(shè)置成 所選DC電流,而另一個(gè)機(jī)器(例如270b)設(shè)置成零控制電流,并且未 使用機(jī)器整流器上的開關(guān)(例如開關(guān)227b)閉合。技術(shù)人員會(huì)理解,"活 動(dòng)"機(jī)器270a的輸入控制電流的大小將取決于預(yù)期來自整流器272a的輸出DC電流的大小,并且取決于例如圈數(shù)比等的機(jī)器特性。當(dāng)然, 如果始終需要來自系統(tǒng)的單極性的DC輸出電流,則圖6的系統(tǒng)可簡(jiǎn)化 成去除"不需要的"交流發(fā)電機(jī)和設(shè)備,因此可提供單交流發(fā)電機(jī)系 統(tǒng),如圖6a所示(示意示出但不需要恒定控制電流)。又參照?qǐng)D6,另 一方面,必要時(shí),來自系統(tǒng)的DC輸出的極性在通知瞬間可^^轉(zhuǎn),結(jié) 合適當(dāng)開關(guān)只反轉(zhuǎn)被激活的機(jī)器270a、 270b。類似地,如果希望矩形 波輸出電流,則只需要提供適當(dāng)調(diào)制(即控制)電流和開關(guān)控制信號(hào)。
存在允許使用單可控機(jī)器來產(chǎn)生任意AC輸出波形、包括系統(tǒng)的極 限之內(nèi)的任何預(yù)期頻率的正弦的其它整流和輸出組合方法。下面將針 對(duì)圖8來論述一個(gè)這樣的示例。
為了從圖6的功率系統(tǒng)的輸出獲得高保真度功率信號(hào),圖7所示 的系統(tǒng)布置可以可選地用于提供調(diào)制和開關(guān)控制274。將預(yù)期固定幅 度的例如400 Hz正弦波的參考信號(hào)源290提供給差分誤差放大器和信 號(hào)分離器292的一個(gè)輸入。差分》文大器292的另一個(gè)輸入^是供有負(fù)載 電流和電壓監(jiān)測(cè)器298從功率系統(tǒng)的輸出(即本例中的400 Hz正弦波) 得出的反饋信號(hào)286。確定參考290與輸出信號(hào)反饋286之間的差或 誤差。由此產(chǎn)生"校正"電流波形,它從"純"輸入波形經(jīng)過修改, 嘗試去除相對(duì)于預(yù)期輸出(例如由參考290表示)的輸出功率信號(hào)的誤 差,由此產(chǎn)生更"純"的輸出波形。然后,這個(gè)校正波形成為控制電 流276的基礎(chǔ),以及信號(hào)分離器292向電流源294a和294b提供適當(dāng) 的信號(hào)。因此,在圖6的示例中,校正控制電流可不同于示意表示為 276a、 276b的"純"輸入波形。將校正調(diào)制控制電流作為控制輸入電 流276a、 276b提供給交流發(fā)電機(jī)270a、 270b。這種作用使輸出功率 信號(hào)在基于差分放大器292的增益參數(shù)的誤差范圍內(nèi),與參考信號(hào)290 相似。這樣,控制繞組24或整流器系統(tǒng)272a、 272b中的任何非線性 可以最小化或者優(yōu)選地被消除,包括因開關(guān)277a、 277b的開關(guān)動(dòng)作引 起的交叉失真。又參照?qǐng)D6,優(yōu)選地還通過開關(guān)277a、 277b斷開和閉 合的速率的控制275a、 275b,使得在從向負(fù)載提供電流的一個(gè)整流器系統(tǒng)(例如272a)改變成向負(fù)載提供電流的另一個(gè)整流器系統(tǒng)(例如 272b)時(shí)的輸出電流的變化速率,來使因開關(guān)277a、 277b的開關(guān)動(dòng)作 引起的交叉失真為最小。在交流發(fā)電機(jī)272a、 272b的輸出電流271a、 271b無法完全減小為零、使得開關(guān)277a、 277b有效地充當(dāng)其余電流 的分路的情況下,可需要這種交叉失真最小化技術(shù)。如上所述,給定 開關(guān)277a、 277b的受控較緩慢轉(zhuǎn)換可提供電路輸出電流的正確變化速 率以匹配接近零相交點(diǎn)的參考信號(hào)變化速率,由此最小化或消除相交 失真。
除了所產(chǎn)生交流電284的頻率控制之外,還能夠調(diào)節(jié)所產(chǎn)生交流 電284的幅度。反饋控制電路由調(diào)制和開關(guān)控制器274用于將所產(chǎn)生 交流電284的幅度與固定參考(例如表示預(yù)期幅度)進(jìn)行比較,并且控 制可配置成使得當(dāng)所產(chǎn)生交流電284低于預(yù)期幅度時(shí),提供命令以便 增加控制電流的幅度,由此增加飽和度,因此增加所產(chǎn)生交流電284 的幅度。同樣,當(dāng)所產(chǎn)生交流電284的幅度高于預(yù)期參考幅度(可以或 者可以不是如上所述相同的參考幅度)時(shí),類似地提供命令以便減小控 制電流的幅度,由此減小飽和度,因此減小所產(chǎn)生交流電的幅度。因 此可調(diào)節(jié)所產(chǎn)生交流電的幅度。但是,如上所述,任何種類的反饋控 制祐:認(rèn)為是本發(fā)明可選的,并且在必要時(shí)可省略。
圖8示出一種備選布置,其中設(shè)置單調(diào)制交流發(fā)電機(jī)370和4個(gè) 雙向開關(guān)全橋接器以便提供對(duì)稱AC輸出,現(xiàn)在將進(jìn)行描述。在這種布 置中,調(diào)制單元374提供給控制繞組24的調(diào)制信號(hào)376可以是形狀和 頻率與預(yù)期最終輸出信號(hào)相似的AC信號(hào),或者是對(duì)最終輸出信號(hào)所預(yù) 期的全波整流形式(例如在形狀和頻率上相似),如圖8示意示出。當(dāng) 電流在控制輸入376的波(例如正弦波)的第一半周期中從零增加然后 又減小到零時(shí),整流器380輸出的輸出電流將同樣增加然后再減小 。 一旦控制輸入376的這個(gè)第一半周期完成(即控制電流波返回到零輸 入電流),整流器372的輸出380上的開關(guān)377的位置反轉(zhuǎn),從而使電 流進(jìn)入待反轉(zhuǎn)的負(fù)載。然后,在提供AC控制電流的情況下控制電流開始在低于零的負(fù)方向增加(或者在提供全波整流控制電流的情況下再 次增加)時(shí),輸出電流在負(fù)載中開始在相反方向增加,因?yàn)殚_關(guān)位置反
轉(zhuǎn)(reversed),然后又減小到零,由此完成AC正弦波的另一半。
參照?qǐng)D9,在另一個(gè)實(shí)施例中,要使用根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行修改的、 按照申請(qǐng)人的美國(guó)專利No. 696518 3中所述的一般原理的N相"雙通道" 機(jī)器,現(xiàn)在將對(duì)其更詳細(xì)地進(jìn)行描述。雙通道機(jī)器410具有設(shè)置在定 子42 0中的 一次繞組422和關(guān)聯(lián)控制繞組424的兩個(gè)(在這個(gè)實(shí)施例中) 沿圓周分布的不同且完全獨(dú)立(即電磁分隔)的N相集合。定子420分 為兩個(gè)部分或兩半420a、 420b,這兩半在圖9中通過平分定子的點(diǎn)虛 線限定,并且將各通道的獨(dú)立繞組集合(例如422a/424a和422b/424b) 限定到機(jī)器的這些獨(dú)立部分或兩半420a、 420b,由此提供"二合一" 或2通道機(jī)器410。 N相繞組的兩個(gè)集合的每個(gè)是單獨(dú)可控的,因此具 有與好像提供兩個(gè)不同機(jī)器(即如圖6所示)相似的效果。如申請(qǐng)人的 美國(guó)專利No. 6965183中所述,這種多通道體系結(jié)構(gòu)允許多個(gè)單獨(dú)可控 交流發(fā)電機(jī)存在于同一個(gè)定子中,并且可根據(jù)需要結(jié)合或單獨(dú)操作。 因此,這種特征允許一個(gè)以上功能"機(jī)器"存在于同一個(gè)定子結(jié)構(gòu)中。 圖9的定子優(yōu)選地包括用于阻止通道A和B的第三磁路之間的串 擾的部件,例如申請(qǐng)人于2006年5月19日提交的標(biāo)題為"磁控制電 路分隔縫隙"的共同未決申請(qǐng)序號(hào)11/419238中所述。如那個(gè)申請(qǐng)中 所述,例如定子縫隙421等的串?dāng)_減小特征的存在用于實(shí)際上在通道 中包含第三磁性。因此,第三磁通量?jī)?yōu)選地沿控制通量總線432的整 個(gè)長(zhǎng)度傳播到通道邊界,其中串?dāng)_減小縫隙421的存在將通量重定向 到功率通量總線436,它在其中則又沿功率通量總線436的整個(gè)長(zhǎng)度 傳播(這個(gè)通量不存在,因此在圖2的單通道實(shí)施例中未示出),直到 通路再次在另一個(gè)串?dāng)_減小縫隙421附近與第三通路的開始匯合。
圖10示出使用雙通道機(jī)器410來提供交流發(fā)電機(jī)470的交流發(fā)電 機(jī)系統(tǒng)。在交流發(fā)電機(jī)470中,優(yōu)選地,機(jī)器410的一半420a提供與 圖5的交流發(fā)電機(jī)270a相當(dāng)?shù)墓δ苄?,而機(jī)器410的另一半420b提供圖5的交流發(fā)電機(jī)270b的功能性。電源控制器474包括適合于提供 適當(dāng)控制電流476a、 476b以控制交流發(fā)電機(jī)輸出電流470a、 470b的 電流源。如上所述,通過采用與預(yù)期輸出頻率對(duì)應(yīng)的周期交替改變均 由與預(yù)期輸出頻率對(duì)應(yīng)的預(yù)期總周期的一半中的預(yù)期輸出波形(在本 例中為梯形波)的一半組成的控制電流476a、 476b,交流發(fā)電機(jī)470 的通道A和B可按照上述方式進(jìn)行調(diào)制控制。
所產(chǎn)生交流電484的頻率通過控制電流476a、 476b的頻率以及恢 復(fù)AC分量的頻率來控制。另外,所產(chǎn)生交流電484的幅度通過控制電 路476a、 476b的幅度來控制。相應(yīng)地,可選地將反饋486提供給調(diào)制 和開關(guān)控制器474,使得可自動(dòng)調(diào)整控制電流的幅度,以便補(bǔ)償所產(chǎn) 生交流電流或電壓484的波動(dòng)。
因此可以看到,輸出頻率受到控制,并且可設(shè)置成固定預(yù)期值或 者可在時(shí)間上改變,完全與交流發(fā)電機(jī)的機(jī)械速度無關(guān)。例如,因此 能夠從變速渦輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī),并且通過提供適當(dāng)控制輸入仍然 提供恒定60 Hz交流電輸出。在另一個(gè)示例中,同樣通過提供適當(dāng)控 制輸入,也可提供用于航空應(yīng)用的400 Hz交流電。因此,交流發(fā)電機(jī) 的速度不再是輸出頻率的關(guān)鍵。在例如圖5和圖6所示的采用一個(gè)以 上交流發(fā)電機(jī)的布置中,交流發(fā)電機(jī)270a、 270b的速度不一定需要相 等。在所有布置中,交流發(fā)電機(jī)的速度僅需要高于產(chǎn)生最小輸出電壓 和/或頻率所需的給定最小速度。最大控制電流的交流發(fā)電機(jī)的最小輸 出電壓通過例如最大通量變化率以及來自轉(zhuǎn)子的通量循環(huán)的繞組的長(zhǎng) 度等機(jī)器參數(shù)來定義。機(jī)器速度或輸出電壓優(yōu)選地足以至少?gòu)恼髌?提供DC輸出,以便能夠再生輸出波形中所需的峰值電壓。機(jī)器速度優(yōu) 選地是高于這個(gè)最小速度的任何實(shí)際速度。優(yōu)選地,為了使本方式所 提供的重量和尺寸有益效果為最大,交流發(fā)電機(jī)速度將盡可能高,以 便使產(chǎn)生預(yù)期輸出電壓和電流所需的交流發(fā)電機(jī)尺寸為最小。
參照?qǐng)D12,示出一種以預(yù)期頻率提供調(diào)制AC功率輸出的方法。 通過一個(gè)或多個(gè)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)(600)—個(gè)或多個(gè)交流發(fā)電機(jī),以便在功率繞組22中感生電力。按照預(yù)期輸出模式有選擇地控制(610)交流發(fā)電 機(jī)輔助磁路中的飽和,由此影響交流發(fā)電機(jī)輸出,如上所述。將交流 發(fā)電機(jī)輸出從AC轉(zhuǎn)換(620)成DC (即需要交流發(fā)電機(jī)輸出的絕對(duì)值), 并且還可選地執(zhí)行濾波。然后使DC信號(hào)恢復(fù)(630)到具有與輸入才莫式 對(duì)應(yīng)的頻率的AC輸出信號(hào)。然后可將輸出AC信號(hào)提供(640)給適當(dāng)負(fù) 載。根據(jù)需要,反饋監(jiān)測(cè)(650)可用來幫助改進(jìn)輸出信號(hào)保真度,或者 提供其他監(jiān)測(cè)或控制功能。
本方式允許交流發(fā)電機(jī)輸出從零頻率(即DC)改變到僅由轉(zhuǎn)子中使 用的磁體的速度和數(shù)目限制的頻率。調(diào)制也可設(shè)置成零與最大交流發(fā) 電機(jī)輸出之間的任何幅度,它僅由使交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原動(dòng)機(jī)的功率 限制??刂?功率繞組圈數(shù)比優(yōu)選地大于1:1,以便實(shí)現(xiàn)控制輸入與交 流發(fā)電機(jī)輸出之間的放大效果。但是, 一般來說,控制繞組中的較低 電感(因此圈數(shù)比)對(duì)于AC激勵(lì)是希望的,但是較高圏數(shù)比產(chǎn)生也是所 希望的較高放大,因此通常需要優(yōu)化。影響折衷的是以下事實(shí)功率 繞組電壓可以極高,其中如果交流發(fā)電機(jī)輸出的頻率明顯高于調(diào)制頻 率,則高電流的控制繞組仍然可處于極低電壓。
現(xiàn)有的60 Hz渦輪發(fā)電機(jī)組以3600 RPM或更低運(yùn)轉(zhuǎn),以便獲得
60 Hz輸出頻率。這種要求導(dǎo)致極大的機(jī)器用于有效發(fā)電,并且一般
來說,機(jī)器的尺寸和重量對(duì)于給定額定功率與其操作速度成反比。例 如火車和輪船等大車輛以及石油平臺(tái)或者需要標(biāo)準(zhǔn)電力的其它基地對(duì)
于例如低速發(fā)電機(jī)(高功率變速箱加上大的3600或1800 RPM發(fā)電機(jī)) 或者昂貴的固態(tài)功率電子設(shè)備和重型濾波系統(tǒng)等電力供應(yīng)具有有限選 擇,以便合成低頻功率。本方式允許提供大輸出電力供應(yīng),它只有這 些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的重量和成本的幾分之一。因此,本發(fā)明提供對(duì)所有 這些及其它問題的輕型簡(jiǎn)單且通用的解決方案。交流發(fā)電機(jī)可由適當(dāng) 原動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng),但是具有高切向速度(即交流發(fā)電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子之間的 相對(duì)速度)的原動(dòng)機(jī)將使本系統(tǒng)的尺寸為最小,因此利用本方式所提供 的空間、重量等節(jié)省。本系統(tǒng)特別適合于通過燃?xì)廨啓C(jī)的主軸來驅(qū)動(dòng),并且尺寸和重量節(jié)省使它完全適合與如渦輪風(fēng)扇、渦輪軸和渦輪螺槳 燃?xì)廨啓C(jī)等航空引擎配合使用。
本發(fā)明可用于提供不同的交流電形狀,例如正弦、梯形、三角形 鋸齒、矩形波或者任何其它預(yù)期形狀或才莫式。形狀/模式不需要是常規(guī)
也不需要是固定的。所產(chǎn)生交流電284的形狀通過提供控制電流276a、 276b的適當(dāng)形狀來調(diào)整。機(jī)器10的設(shè)計(jì)允許改變飽和程度,與能/斷 方案相反。因此可根據(jù)需要來調(diào)制所產(chǎn)生的交流電284。但是應(yīng)當(dāng)考 慮,根據(jù)配置,電機(jī)10可具有充分非線性行為,控制電流276a、 276b 的形狀必須補(bǔ)償以實(shí)現(xiàn)預(yù)期結(jié)果。另外,如上所述,所產(chǎn)生電流284 不一定是周期交流電,而也可能是任何時(shí)變電流,或者如上所述完全 不需要改變(即可以是DC)。
在另一個(gè)實(shí)施例中,不是依靠用于一個(gè)或多個(gè)交流發(fā)電機(jī)中的飽 和控制的控制繞組24和可控電流源50,而是可通過由可以是機(jī)械、 電氣、電子等或者它們的組合的適當(dāng)控制和起動(dòng)系統(tǒng)帶入到接近控制 通量總線的永磁體來提供。例如,參照?qǐng)D14,飽和組件包括由可以是 機(jī)械、電氣、電子等或者它們的組合的適當(dāng)控制和起動(dòng)系統(tǒng)(未示出) 帶入到接近輔助磁路62的一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)7^c磁體80。例如,7Jc磁體 80安裝到例如通過轉(zhuǎn)動(dòng)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)或其它移動(dòng)以可控方式可活 動(dòng)的支架82,以便允許磁體周期改變輔助磁路的至少一部分的飽和度, 從而適當(dāng)控制功率繞組22,如上所述。飽和的頻率通過控制移動(dòng)磁體 80的速度和移動(dòng)來調(diào)整。這個(gè)永磁體飽和組件消除了對(duì)于具有控制繞 組24及其關(guān)聯(lián)電路的電磁組件的需要。可采用任何其它適當(dāng)磁或電磁 飽和技術(shù),以便實(shí)現(xiàn)本文所述的飽和控制效果。
雖然以上為了筒潔起見描述了單相系統(tǒng)輸出,但是,系統(tǒng)輸出可 具有任何預(yù)期數(shù)量的相位,只要提供交流發(fā)電機(jī)的所需數(shù)量和配置來 進(jìn)行這種操作。例如,參照?qǐng)D11,渦輪機(jī)568驅(qū)動(dòng)六通道交流發(fā)電機(jī) 570 (具有通道"a"至"f,,,未示出),以便提供包括六個(gè)單獨(dú)功率繞 組集合522a-f以及相應(yīng)控制繞組524a-f的3相電力供應(yīng)系統(tǒng),由此向負(fù)載提供雙通道3相輸出584。這樣提供的是具有取決于所提供的 控制輸入的從零(即DC)到最大頻率的可變頻率的3相源,它具有要求 高功率能力的許多可能的應(yīng)用,并且特別是在較高功率級(jí)提供優(yōu)于固 態(tài)裝置的成本、尺寸和復(fù)雜度優(yōu)點(diǎn)。
為了清楚起見,技術(shù)人員會(huì)理解, 一般來說,磁性材料的飽和定 義為材料的通量密度的工作范圍中的區(qū)域,在該區(qū)域中,磁化力(H) 的進(jìn)一步增加沒有產(chǎn)生高于僅由空氣組成的電路中觀測(cè)到的通量密度 (B)的明顯變化。技術(shù)人員還會(huì)理解,以低于飽和通量密度50%的通量 密度操作磁性材料不認(rèn)為是50%飽和,而是理解為根本沒有飽和(即, 未飽和)。
以上描述僅意味著示范,并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)知道,可對(duì)所 述實(shí)施例進(jìn)行變更,而沒有背離所公開的本發(fā)明的范圍。例如,交流 發(fā)電機(jī)中的相位的數(shù)量可改變,并且可以是任何數(shù)量。交流發(fā)電機(jī)可 以是單相或多相、單或多通道。繞組每槽可具有單圈或多圈,繞組的 圈數(shù)不一定必須是整數(shù)。功率繞組的數(shù)量不一定必須等于控制繞組的 數(shù)量,并且一個(gè)或多個(gè)繞組也許存在于槽中。繞組可以是任何導(dǎo)體(即 單導(dǎo)體、多于一條導(dǎo)線、絕緣、層疊、絞合線等),或者可以是超導(dǎo)體。
在多相交流發(fā)電機(jī)中,可存在根據(jù)適當(dāng)技術(shù)的三角形或Y連接繞組。 在功率和控制繞組之間不需要存在空氣間隙,只要繞組相互電絕緣。 轉(zhuǎn)子可以是適當(dāng)?shù)娜魏坞姶排渲?即,不一定是永磁體轉(zhuǎn)子),并且可 通過外部或內(nèi)部配置或者任何其它適當(dāng)配置來提供。其它繞組配置是 可能的,并且以上所述的配置完全不需要使用或者用于整個(gè)設(shè)備中。 另外,所述的磁路可通過任何適當(dāng)方式設(shè)置在定子(和/或轉(zhuǎn)子)中。同 樣,定子和轉(zhuǎn)子還可具有任何適當(dāng)配置。例如,定子不需要開槽,因 為可使用任何適當(dāng)定子配置??墒褂萌魏芜m當(dāng)?shù)娘柡图夹g(shù)。雖然DC 源在以上所述的一些實(shí)施例中對(duì)于控制飽和是優(yōu)選的,但是,當(dāng)適合 于實(shí)現(xiàn)預(yù)期結(jié)果時(shí),也可使用AC源??刂戚斎氩恍枰猑MJ'J、周期 的或者具有恒定頻率或幅度,并且可具有復(fù)合頻率、如音頻信號(hào),或者可具有零頻率(DC)。整流器不需要是常規(guī)的,但可以是或者使用獲 取AC信號(hào)的絕對(duì)值的任何適當(dāng)部件。換流器、加法器等不需要是常 規(guī)的,但可以是或者使用從所提供輸入來提供AC信號(hào)的任何適當(dāng)部 件。所述的整流器、加法器、換流器等只是示范,并且可使用將AC 轉(zhuǎn)換成DC或者反之的任何適當(dāng)部件,而沒有背離本文講授的本發(fā)明。 雖然在上述實(shí)施例中僅使輔助磁路的一部分飽和,但是,必要時(shí)可使 整個(gè)輔助磁路飽和,只要轉(zhuǎn)子磁路沒有飽和。落入本發(fā)明的范圍之內(nèi) 的其它修改將是本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過閱讀本公開清楚知道的,并且 這類修改意在落入所附權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備,包括第一交流發(fā)電機(jī)和第二交流發(fā)電機(jī),各交流發(fā)電機(jī)具有轉(zhuǎn)子和定子,所述定子具有在所述定子和轉(zhuǎn)子之間共同定義的多個(gè)轉(zhuǎn)子磁路以及多個(gè)輔助磁路,各轉(zhuǎn)子磁路環(huán)繞所述定子的至少一個(gè)功率繞組的第一部分,各輔助磁路環(huán)繞設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子磁路外部的所述功率繞組的第二部分,至少一個(gè)控制繞組與所述輔助磁路關(guān)聯(lián),使得通過所述控制繞組的飽和控制電流使與所述轉(zhuǎn)子磁路不同的所述輔助磁路的至少一部分磁飽和,所述輔助磁路成對(duì),使得在一個(gè)輔助磁路中,所述關(guān)聯(lián)控制繞組和定子繞組第二部分在相同方向纏繞所述定子,而在另一個(gè)輔助磁路中,所述關(guān)聯(lián)控制繞組和定子繞組第二部分在相反方向纏繞所述定子;可控電流源組件,所述可控電流源組件與各交流發(fā)電機(jī)的所述至少一個(gè)控制繞組連接,并且適合于向其提供周期DC控制電流,所述DC電流具有高于使所述輔助磁路的所述部分飽和所需的飽和度的最大幅度;第一整流器,用于將來自所述第一交流發(fā)電機(jī)的至少一個(gè)功率繞組的交流電轉(zhuǎn)換成直流電;第二整流器,用于將來自所述第二交流發(fā)電機(jī)的至少一個(gè)功率繞組的交流電轉(zhuǎn)換成直流電;以及組合器電路,用于將來自所述整流器的直流電組合成交流電輸出。
2. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備,其中,所述可控電流源組件向各交 流發(fā)電機(jī)提供可變幅度DC控制電流,并且它與提供給另一個(gè)的電流異 相改變。
3. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備,其中,所述可控電流源組件向各交 流發(fā)電機(jī)提供與所述交流電輸出的一半周期對(duì)應(yīng)的間斷DC控制電流。
4. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備,其中,所述可控電流源組件提供以 半正弦模式改變的DC控制電流。
5. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備,其中,所述周期DC控制電流的頻 率與相應(yīng)交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速無關(guān)。
6. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備,其中,所述第一和所述第二交流發(fā) 電機(jī)包括具有共用磁轉(zhuǎn)子的單機(jī)器,各交流發(fā)電機(jī)的所述定子被定義 為所述機(jī)器的定子組件的實(shí)質(zhì)無關(guān)部分,所述定子在所述定子組件中 實(shí)質(zhì)上相互/F茲隔離,所述定子的功率繞組相互電隔離。
7. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備,其中,各輔助磁路完全設(shè)置在其相 應(yīng)定子中。
8. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備,其中,所述定子包括兩個(gè)不同部分, 以及所述轉(zhuǎn)子磁路和輔助磁路在所述定子部分的不同部分定義。
9. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備,其中,所述定子具有其中設(shè)置所述 功率繞組的所述第 一部分的多個(gè)徑向第 一槽,以及每個(gè)所迷第 一磁路 環(huán)繞所述第一槽的至少一個(gè)。
10. 如權(quán)利要求9所述的設(shè)備,其中,所述定子具有其中設(shè)置所 述功率繞組的所述第二部分和所述控制繞組的一部分的多個(gè)第二槽, 以及每個(gè)所述輔助^茲路環(huán)繞所述第二槽其中之一 。
11. 一種設(shè)備,包括以驅(qū)動(dòng)方式與原動(dòng)機(jī)連接以產(chǎn)生交流發(fā)電機(jī)交流電的至少 一個(gè)交 流發(fā)電機(jī),所述交流發(fā)電機(jī)具有轉(zhuǎn)子、定子組件和飽和設(shè)備,所述定 子組件具有用于提供所述交流發(fā)電機(jī)交流電的至少一個(gè)定子繞組,所 述定子繞組具有相互串聯(lián)的至少一對(duì)支路,所述支路在圓周上相對(duì)于 所述定子組件相互間隔開,所述轉(zhuǎn)子和定子組件共同定義用于傳導(dǎo)轉(zhuǎn) 子磁通量的至少兩個(gè)轉(zhuǎn)子磁路,所述轉(zhuǎn)子磁路其中之一環(huán)繞所述定子 繞組的所述支路之一的第一部分,而所述轉(zhuǎn)子^茲路的另一個(gè)環(huán)繞所述 定子繞組的所述支路的另一個(gè)的第一部分,所述定子組件定義用于傳 導(dǎo)^f茲通量的至少 一對(duì)輔助磁路,所述輔助磁路其中之一環(huán)繞所述定子繞組的所述支路之一的第二部分,而所述輔助;茲路的另一個(gè)環(huán)繞所述 定子繞組的所述支if各的另一個(gè)的第二部分,所述輔助》茲if各遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn) 子磁路,所述飽和設(shè)備與各輔助磁路的至少一部分關(guān)聯(lián),各輔助磁路 的所述至少 一部分遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)子磁路,所述飽和設(shè)備適合于以所選頻 率有選擇地使各輔助磁路的所述部分磁飽和,所述飽和設(shè)備適合于在 與沿那個(gè)輔助磁路循環(huán)的磁通量相同的方向使所述輔助磁路其中之一 磁飽和,同時(shí)在與沿那個(gè)輔助磁路循環(huán)的磁通量相反的方向使所述輔助^茲;洛的另 一個(gè)》茲飽和;AC-DC轉(zhuǎn)換電路,所述AC-DC轉(zhuǎn)換電路與所述定子繞組連接,適 合于將所述交流發(fā)電機(jī)交流電轉(zhuǎn)換成直流電;以及DC-AC轉(zhuǎn)換電路,所述DC-AC轉(zhuǎn)換電路與所述AC-DC轉(zhuǎn)換電路連 接,并且適合于將所述直流電轉(zhuǎn)換成具有與所述所選頻率成比例的輸 出頻率的交流電輸出。
12. 如權(quán)利要求11所述的設(shè)備,其中,所述定子包括多個(gè)外圍槽, 以及所述定子繞組的支路的所述第一部分設(shè)置在不同的所述槽中。
13. 如權(quán)利要求ll所述的設(shè)備,其中,所述所選頻率與所述交流 發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速無關(guān)。
14. 如權(quán)利要求11所述的設(shè)備,其中,所述原動(dòng)機(jī)以可變速度驅(qū) 動(dòng)所述交流發(fā)電機(jī),以及所述所選頻率實(shí)質(zhì)上是固定的。
15. 如權(quán)利要求ll所述的設(shè)備,其中,所述預(yù)期頻率低于所述交 流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
16. 如權(quán)利要求11所述的設(shè)備,還包括適合于監(jiān)測(cè)所述交流電 輸出的反饋監(jiān)測(cè)器電路,所述監(jiān)測(cè)器與所述飽和控制設(shè)備和所述DC-AC 轉(zhuǎn)換電路中的至少 一個(gè)進(jìn)行通信。
17. 如權(quán)利要求ll所述的設(shè)備,其中,所迷定子組件包括定義所 述轉(zhuǎn)子磁路的第 一定子以及定義所述輔助磁路的第二定子。
18. —種設(shè)備,包括以驅(qū)動(dòng)方式與原動(dòng)機(jī)連接以產(chǎn)生交流發(fā)電機(jī)交流電的至少一個(gè)交流發(fā)電機(jī),所述交流發(fā)電機(jī)具有轉(zhuǎn)子和定子組件,所述定子組件具有 用于提供所述交流發(fā)電機(jī)交流電的至少一個(gè)定子繞組,所述定子繞組 具有相互串聯(lián)的至少一對(duì)支路,所述支路在圓周上相對(duì)于所述定子組 件相互間隔開,所述轉(zhuǎn)子和定子組件共同定義用于傳導(dǎo)轉(zhuǎn)子磁通量的 至少兩個(gè)轉(zhuǎn)子磁路,所述轉(zhuǎn)子磁路其中之一環(huán)繞所述定子繞組的所述 支路之一的第一部分,而所述轉(zhuǎn)子》茲路的另一個(gè)環(huán)繞所述定子繞組的 所述支路的另一個(gè)的第一部分,所述定子組件定義用于傳導(dǎo)磁通量的 至少一對(duì)輔助磁路,所述輔助磁路其中之一環(huán)繞所述定子繞組的所述 支路之一的第二部分,而所述輔助磁路的另一個(gè)環(huán)繞所述定子繞組的 所述支路的另一個(gè)的第二部分,所述輔助磁路遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)子磁路,所 述輔助磁路具有包括纏繞所述輔助磁路的至少 一部分的至少 一個(gè)控制 繞組的飽和設(shè)備,所述輔助磁路的所述至少一部分遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)子磁路, 所述控制繞組適合于當(dāng)飽和閾值電流經(jīng)過所述控制繞組時(shí)使所述輔助 磁路的所述部分磁飽和,其中所述輔助磁路其中之一的控制繞組在與 所關(guān)聯(lián)的所述定子繞組支路的所述第二部分相同的方向上纏繞,以及 所述輔助磁路的另一個(gè)的控制繞組在相對(duì)于所關(guān)聯(lián)的所述定子繞組支路的所述第二部分的相反方向上纏繞;受控電流源,用于向所述控制繞組提供具有至少所述飽和閾值電 流的所選頻率和最大幅度的可變幅度電流;AC-DC轉(zhuǎn)換電路,所述AC-DC轉(zhuǎn)換電路與所述定子繞組連接,并 且適合于將所述交流發(fā)電機(jī)交流電轉(zhuǎn)換成直流電;以及DC-AC轉(zhuǎn)換電路,所述DC-AC轉(zhuǎn)換電路與所述AC-DC轉(zhuǎn)換電路連 接,并且適合于將所述直流電轉(zhuǎn)換成具有與所述所選頻率成比例的輸 出頻率的交流電輸出。
19. 如權(quán)利要求18所述的設(shè)備,其中,提供給所述控制繞組的所 述電流是幅度按照所述預(yù)期頻率改變的直流電。
20. 如權(quán)利要求19所述的設(shè)備,其中,所述幅度以半正弦方式改變。
21. 如權(quán)利要求18所述的設(shè)備,其中,所述控制繞組具有相對(duì)于 所述定子繞組的相應(yīng)支路的所述第二部分的多圈數(shù)比。
22. 如權(quán)利要求18所述的設(shè)備,其中,所述定子包括多個(gè)外圍槽, 以及所述定子繞組的支路的所迷第一部分設(shè)置在不同的所述槽中。
23. 如權(quán)利要求18所述的設(shè)備,其中,所述所選頻率與所述交流 發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速無關(guān)。
24. 如權(quán)利要求18所述的設(shè)備,其中,所述原動(dòng)機(jī)以可變速度驅(qū) 動(dòng)所述交流發(fā)電機(jī),以及所述所選頻率實(shí)質(zhì)上是固定的。
25. 如權(quán)利要求18所述的設(shè)備,其中,所述所選頻率低于所述交 流發(fā)電機(jī)的原始輸出頻率。
26. 如權(quán)利要求18所述的設(shè)備,其中,所述所選頻率是復(fù)合頻率。
27. 如權(quán)利要求18所述的設(shè)備,其中,所述輸出頻率實(shí)質(zhì)上等于 所述所選頻率。
28. 如權(quán)利要求18所述的設(shè)備,其中,所述輸出頻率實(shí)質(zhì)上是所 述所選頻率的一半。
29. 如權(quán)利要求18所述的設(shè)備,還包括適合于監(jiān)測(cè)所述交流電 輸出的反饋監(jiān)測(cè)器電路,所述監(jiān)測(cè)器與所述受控電流源和所述DC-AC 轉(zhuǎn)換電路中的至少 一個(gè)進(jìn)行通信。
30. 如權(quán)利要求18所述的設(shè)備,其中,所述定子組件包括定義所 述轉(zhuǎn)子磁路的第 一定子以及定義所述輔助磁路的第二定子。
31. 如權(quán)利要求18所述的設(shè)備,其中,所述DC-AC轉(zhuǎn)換電路包括 以所述所選頻率驅(qū)動(dòng)的開關(guān)設(shè)備。
32. 如權(quán)利要求18所述的設(shè)備,其中,所述至少一個(gè)交流發(fā)電機(jī) 包括均具有所述可控電流源和所述AC-DC轉(zhuǎn)換電路的至少兩個(gè)所述交 流發(fā)電機(jī),以及所述DC-AC轉(zhuǎn)換電路相加從與各交流發(fā)電機(jī)關(guān)聯(lián)的所 述AC-DC轉(zhuǎn)換電路所接收的所述直流電,以便提供所述交流電輸出。
33. 如權(quán)利要求32所述的設(shè)備,其中,所述交流發(fā)電機(jī)以實(shí)質(zhì)上 相同速度驅(qū)動(dòng)。
34. 如權(quán)利要求33所述的設(shè)備,其中,所述交流發(fā)電機(jī)具有共用 轉(zhuǎn)子,并且相應(yīng)定子設(shè)置在共用定子主體的非重疊部分。
35. 如權(quán)利要求33所述的設(shè)備,其中,所述交流發(fā)電機(jī)通過同一 個(gè)原動(dòng)纟幾來驅(qū)動(dòng)。
36. 如權(quán)利要求18所述的設(shè)備,其中,各輔助磁路僅沿所述定子 繞組的一個(gè)支路循環(huán)。
37. —種設(shè)備,包括具有轉(zhuǎn)子、定子組件和飽和設(shè)備的交流發(fā)電機(jī),所述定子組件具 有至少一個(gè)定子繞組,所述繞組具有相互串聯(lián)的至少一對(duì)支路,所述 支路在圓周上相對(duì)于所述定子相互間隔開,所述轉(zhuǎn)子和定子組件共同 定義用于傳導(dǎo)轉(zhuǎn)子磁通量的至少兩個(gè)轉(zhuǎn)子磁路,所述轉(zhuǎn)子磁路其中之 一環(huán)繞所述定子繞組的所述支路之一的第一部分,而所述轉(zhuǎn)子磁路的 另一個(gè)環(huán)繞所述定子繞組的所述支路的另一個(gè)的第一部分,所述定子 組件定義用于傳導(dǎo)磁通量的至少兩個(gè)輔助磁路,所述輔助磁路其中之 一環(huán)繞所述定子繞組的所述支路之一的第二部分,而所述輔助磁路的 另一個(gè)環(huán)繞所述定子繞組的所述支路的另一個(gè)的第二部分,所述輔助 磁路遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)子磁路,所述飽和設(shè)備適合于使各輔助磁路的至少一 部分石茲飽和,各輔助磁路的所述至少一部分遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)子;茲路,所述 飽和設(shè)備適合于在與沿那個(gè)輔助磁路循環(huán)的磁通量相同的方向使所述 輔助磁路其中之一磁飽和,同時(shí)在與沿那個(gè)輔助磁路循環(huán)的磁通量相 反的方向4吏輔助磁;洛的另 一個(gè)磁飽和;以及整流器,設(shè)置成將來自所述定子繞組的交流電轉(zhuǎn)換成直流電。
38. 如權(quán)利要求37所述的設(shè)備,其中,所述飽和設(shè)備適合于以實(shí) 質(zhì)上恒定的飽和度使各輔助磁路的所述至少一部分磁飽和。
39. —種用于產(chǎn)生交流電的設(shè)備,包括具有含至少一個(gè)定子繞組的定子的至少一個(gè)交流發(fā)電機(jī),所述定 子定義至少兩個(gè)轉(zhuǎn)子磁路以及與所述轉(zhuǎn)子和所述轉(zhuǎn)子磁路分離的至少 兩個(gè)輔助》茲路,所述定子繞組的第一部分僅由所述轉(zhuǎn)子;茲路環(huán)繞,而所迷定子繞組的第二部分僅由所述輔助磁路環(huán)繞;用于在相反的相對(duì)方向上使相應(yīng)的輔助磁路對(duì)的至少 一 部分磁飽 和、由此在使所述轉(zhuǎn)子磁路未飽和的同時(shí)調(diào)節(jié)交流發(fā)電機(jī)輸出的部件;控制設(shè)備,適合于控制所述部件按照所選模式有選擇地控制飽和度;整流器,設(shè)置成將來自所述定子繞組的交流電轉(zhuǎn)換成直流電;以及換流器,用于將來自所述整流器的直流電轉(zhuǎn)換成具有與所述所選 模式成比例的輸出模式的交流電輸出。
40. 如權(quán)利要求39所述的控制器,還包括 用于監(jiān)測(cè)所述交流電輸出相對(duì)于參考信號(hào)的幅度偏差和頻率偏差 中的至少一個(gè)的部件;以及用于改變所述控制設(shè)備的操作以減小所述偏差的部件。
41. 一種在具有至少第一和第二交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電系統(tǒng)中產(chǎn)生交 流電的方法,所述第 一和第二交流發(fā)電機(jī)各具有包括至少一個(gè)功率繞 組和至少一個(gè)控制繞組的定子,各功率繞組具有與多個(gè)轉(zhuǎn)子磁路關(guān)聯(lián) 的多個(gè)第 一部分以及與和所述轉(zhuǎn)子磁路隔離的多個(gè)輔助磁路關(guān)聯(lián)的多 個(gè)第二部分,各控制繞組纏繞各輔助磁路的至少一部分,各輔助磁路 的所述部分遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)子磁路,其中對(duì)于其控制繞組在與所關(guān)聯(lián)的所 述定子繞組的所述第二部分相同的方向上纏繞的各輔助》茲路,存在其 控制繞組在相對(duì)于所關(guān)聯(lián)的所述定子繞組的所述第二部分的相反方向 上纏繞的另一個(gè)輔助^茲路,所述方法包括以下步驟驅(qū)動(dòng)所述第一和所述第二交流發(fā)電機(jī),以便在所述功率繞組中感 生交流電流;按照所選^^式在幅度上改變各交流發(fā)電機(jī)的所述控制繞組中的控 制電流,所述所選才莫式的至少一部分具有使所述輔助磁路的所述部分 磁飽和的充分電流幅度,由此控制所述功率繞組中的所述感生交流電 流的幅度;將來自各交流發(fā)電機(jī)的所述功率繞組的電流轉(zhuǎn)換成直流電;以及 組合各交流發(fā)電機(jī)的所述直流電,以便提供具有與所述所選模式 成比例的模式的交流電輸出。
42. 如權(quán)利要求41所述的方法,還包括監(jiān)測(cè)所述交流電輸出的瞬時(shí)幅度與參考幅度的偏差;以及 改變所述所選才莫式的幅度特性和頻率特性中的至少一個(gè),以便減 小所述偏差。
43. —種用于提供交流電的方法,所述方法包括以下步驟 將交流發(fā)電機(jī)與負(fù)載系統(tǒng)連接,所述交流發(fā)電機(jī)具有轉(zhuǎn)子以及帶有至少一個(gè)定子繞組的定子組件,所述定子繞組具有在圓周上相對(duì)于 所述定子組件相互間隔開的至少一對(duì)串聯(lián)支路,所述支路均具有相應(yīng) 的第一和第二部分;使所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子組件轉(zhuǎn)動(dòng)以便使轉(zhuǎn)子磁通量沿圍繞所述定 子繞組的所述支路的所述第一部分的每個(gè)的相應(yīng)第一磁通路通過所述 定子循環(huán),從而在所述定子繞組中感生交流電流,所迷定子繞組中的 感生電流在所述定子組件中在圍繞所述定子繞組的所述支路的所述第 二部分的每個(gè)的相應(yīng)第二磁通路感生輔助磁通量流,所述第二磁通路 完全在所述定子組件中定義,并且與所述第一磁通路分離;以預(yù)期頻率使遠(yuǎn)離所述第一磁通路的所述定子組件的至少兩個(gè)部 分磁飽和以及去磁飽和,所述定子組件部分包括所述第二磁通路的對(duì) 應(yīng)一個(gè)的至少一部分,并且由此通過其傳導(dǎo)所述輔助磁通量流,其中 所述至少兩個(gè)定子組件部分其中之一在與輔助^磁通量流流經(jīng)方向相同 的方向瞬時(shí)飽和,而所述定子組件部分的另 一個(gè)在與輔助磁通量流流 經(jīng)方向相反的方向瞬時(shí)飽和;將所述感生交流電整流為直流電,所述直流電具有含與所述預(yù)期 頻率成比例的頻率的循環(huán)分量;以及輸出
44. 如權(quán)利要求43所述的方法,其中,連接交流發(fā)電機(jī)的所述步 驟還包括將第二所述交流發(fā)電機(jī)與所述交流發(fā)電機(jī)并聯(lián),以及轉(zhuǎn)動(dòng)、 磁飽和以及去磁飽和以及整流的所述步驟應(yīng)用于兩個(gè)交流發(fā)電機(jī),以 及所述改變步驟包括相加從各交流發(fā)電機(jī)得到的所述直流電。
45. 如權(quán)利要求44所述的方法,其中,執(zhí)行使所述交流發(fā)電機(jī)磁 飽和以及去磁飽和的所述步驟,使得從一個(gè)交流發(fā)電機(jī)得到的所述直 流電提供所述交流電輸出的半周期部分,而從另一個(gè)交流發(fā)電機(jī)得到 的所述直流電提供所述交流電輸出的不同的半周期部分。
46. 如權(quán)利要求45所述的方法,其中, 一個(gè)半周期部分是正電流 半周期部分,而一個(gè)半周期部分是負(fù)電流半周期部分。
47. 如權(quán)利要求43所述的方法,還包括以下步驟 確定所述交流電輸出與參考信號(hào)之間的誤差,以及 修改磁飽和幅度和所述預(yù)期頻率中的至少一個(gè),以便減小所述誤差。
48. —種產(chǎn)生交流電輸出的方法,包括以下步驟 驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī),以便產(chǎn)生與輸出AC周期的正半部分對(duì)應(yīng)的電力;驅(qū)動(dòng)第二交流發(fā)電機(jī),以便產(chǎn)生與所述輸出AC周期的負(fù)半部分對(duì) 應(yīng)的電力;對(duì)相應(yīng)交流發(fā)電才幾輸出進(jìn)行整流;以及 相加所述交流發(fā)電機(jī)輸出,以便提供所述交流電輸出。
49. 如權(quán)利要求48所述的方法,其中,只有所述交流發(fā)電機(jī)其中 之一在給定時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生所述電力。
50. 如權(quán)利要求48所述的方法,其中,所述相加步驟包括閉合至 少一個(gè)開關(guān)而斷開另一個(gè)開關(guān)以便將所述交流發(fā)電機(jī)其中之一與負(fù)栽 連^t妄、同時(shí)斷開所述交流發(fā)電^L中的另一個(gè)的步驟。
全文摘要
公開用于通過根據(jù)預(yù)期輸出頻率改變交流發(fā)電機(jī)的一部分的飽和度、優(yōu)選地然后對(duì)輸出進(jìn)行整流以產(chǎn)生可作為直流電或交流電輸出到適當(dāng)負(fù)載的預(yù)期電氣輸出而從一個(gè)或多個(gè)固定或可變速度交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生具有預(yù)期輸出頻率的方法和設(shè)備。
文檔編號(hào)H02P9/48GK101529713SQ200780034622
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2007年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月20日
發(fā)明者K·A·杜利 申請(qǐng)人:普拉特-惠特尼加拿大公司