電動(dòng)馬達(dá)頻率調(diào)制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電動(dòng)馬達(dá)頻率調(diào)制系統(tǒng)。公開了用于控制電動(dòng)馬達(dá)的方法和設(shè)備。從關(guān)于電動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行的信息中識(shí)別達(dá)到期望的運(yùn)行條件的轉(zhuǎn)換頻率。用已識(shí)別的轉(zhuǎn)換頻率控制供應(yīng)到電動(dòng)馬達(dá)的電流的轉(zhuǎn)換。
【專利說(shuō)明】電動(dòng)馬達(dá)頻率調(diào)制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明大體涉及電動(dòng)馬達(dá)系統(tǒng)，并且特別地涉及控制電動(dòng)馬達(dá)系統(tǒng)。進(jìn)一步更特 別地，本發(fā)明涉及用于控制轉(zhuǎn)換頻率的方法和設(shè)備，馬達(dá)控制器以此轉(zhuǎn)換頻率供應(yīng)電流到 電動(dòng)馬達(dá)。

【背景技術(shù)】
[0002] 電動(dòng)馬達(dá)是轉(zhuǎn)換電功率為機(jī)械功率的裝置。電動(dòng)馬達(dá)被使用于各種應(yīng)用。這些應(yīng) 用包括風(fēng)扇、泵、工具、磁盤驅(qū)動(dòng)器、鉆頭和可以在這些和其他類型的平臺(tái)中被發(fā)現(xiàn)的其他 類型的裝置。
[0003] 無(wú)刷電動(dòng)馬達(dá)是通常使用的電動(dòng)馬達(dá)類型。對(duì)于無(wú)刷電動(dòng)馬達(dá)，控制器被配置為 改變電動(dòng)馬達(dá)中的繞組中的電流。特別的，電流以某頻率轉(zhuǎn)換，該頻率是以引起馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的 形式改變施加到繞組的各相位中的電流的幅度的頻率。通過(guò)使用具有晶體管形式的開關(guān)來(lái) 執(zhí)行電流的轉(zhuǎn)換。
[0004] 至于無(wú)刷電動(dòng)馬達(dá)的性能和持久性，熱量是一個(gè)限制。熱量可以使磁體減弱，引起 繞組安裝中不期望的不一致性和其他不期望的結(jié)果。進(jìn)一步，運(yùn)行環(huán)境也可以使電動(dòng)馬達(dá) 經(jīng)受高于期望的熱量。
[0005] 因此，電動(dòng)馬達(dá)可能具有比期望更少的使用期限。此外，電動(dòng)馬達(dá)可能不按期望地 執(zhí)行。這個(gè)情況可能導(dǎo)致維修和/或更換比預(yù)期更早或更頻繁地出現(xiàn)。
[0006] 此外，由電動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生的熱量也可能在臨近電動(dòng)馬達(dá)的其他裝置上產(chǎn)生不期望的 結(jié)果。例如，由電動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生的熱量可引起這些其他裝置不按期望地執(zhí)行。
[0007] 目前，可以通過(guò)冷卻系統(tǒng)管理由電動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生的熱量。冷卻系統(tǒng)可以包括風(fēng)扇、液 體冷卻裝置和可以耗散來(lái)自電動(dòng)馬達(dá)的熱量的其他合適的系統(tǒng)。
[0008] 然而，冷卻系統(tǒng)的使用增加了電動(dòng)馬達(dá)的開銷。進(jìn)一步，冷卻系統(tǒng)也使用空間并且 增加電動(dòng)馬達(dá)系統(tǒng)的重量。進(jìn)一步，有源冷卻系統(tǒng)的使用可降低電動(dòng)馬達(dá)系統(tǒng)的效率。此 夕卜，在一些情況下，可供增加的重量使用的空間數(shù)量可能使得冷卻系統(tǒng)的使用是不期望的 或不可行的。
[0009] 因此，期望具有考慮至少一些上述問(wèn)題和其他可能問(wèn)題的方法和設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的實(shí)施例提供了包含控制器的設(shè)備。控制器被配置為從關(guān)于電動(dòng)馬達(dá)運(yùn)行 的信息中識(shí)別達(dá)到期望的運(yùn)行條件的轉(zhuǎn)換頻率?？刂破鬟M(jìn)一步被配置為用已識(shí)別的轉(zhuǎn)換頻 率控制供應(yīng)到電動(dòng)馬達(dá)的電流的轉(zhuǎn)換。
[0011] 本發(fā)明的另一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例提供了包含電動(dòng)馬達(dá)和控制器的電動(dòng)馬達(dá)系統(tǒng)?？?制器被配置為接收關(guān)于由電動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行而產(chǎn)生的熱量的信息?？刂破饕脖慌渲脼閺年P(guān)于 由電動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行產(chǎn)生的熱量的信息中識(shí)別達(dá)到期望運(yùn)行溫度的轉(zhuǎn)換頻率?？刂破鬟M(jìn)一步 配置為用已識(shí)別的轉(zhuǎn)換頻率控制被供應(yīng)到電動(dòng)馬達(dá)的電流的轉(zhuǎn)換。
[0012] 另一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例還提供了用于控制電動(dòng)馬達(dá)的方法。達(dá)到期望運(yùn)行條件的轉(zhuǎn) 換頻率被從關(guān)于電動(dòng)馬達(dá)運(yùn)行的信息中識(shí)別。用已識(shí)別的轉(zhuǎn)換頻率控制供應(yīng)到電動(dòng)馬達(dá)的 電流的轉(zhuǎn)換。
[0013] 進(jìn)一步，本發(fā)明包含根據(jù)下列條款的實(shí)施例：
[0014] 條款1. 一種設(shè)備，包含：
[0015] 控制器，該控制器被配置為從關(guān)于電動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行的信息中識(shí)別達(dá)到期望的運(yùn)行 條件的轉(zhuǎn)換頻率，并且用已識(shí)別的轉(zhuǎn)換頻率控制被供應(yīng)到電動(dòng)馬達(dá)的電流的轉(zhuǎn)換。
[0016] 條款2.根據(jù)條款1所述的設(shè)備，其中控制器被配置為在電動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行期間動(dòng)態(tài) 改變轉(zhuǎn)換頻率。
[0017] 條款3.根據(jù)條款2所述的設(shè)備，其中轉(zhuǎn)換頻率響應(yīng)于電動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)行條件的改變 而改變。
[0018] 條款4.根據(jù)條款1所述的設(shè)備，其中控制器包含：
[0019] 頻率識(shí)別器，其被配置為接收關(guān)于電動(dòng)馬達(dá)運(yùn)行的信息并且從接收到的信息中識(shí) 別達(dá)到期望的運(yùn)行條件的轉(zhuǎn)換頻率；和
[0020] 頻率控制器，其被配置為用已識(shí)別的轉(zhuǎn)換頻率控制被供應(yīng)到電動(dòng)馬達(dá)的電流的轉(zhuǎn) 換。
[0021] 條款5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中控制器進(jìn)一步包含：
[0022] 連接到頻率控制器的一組開關(guān)，其中所述一組開關(guān)配置為當(dāng)發(fā)送電流到電動(dòng)馬達(dá) 時(shí)以轉(zhuǎn)換頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0023] 條款6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包含：
[0024] 配置為產(chǎn)生所述信息的傳感器系統(tǒng)。
[0025] 條款7.根據(jù)條款4所述的設(shè)備，其中所述信息包含從下列至少一個(gè)中選擇的一組 運(yùn)行條件：馬達(dá)負(fù)載、一組開關(guān)的溫度的改變速率、電動(dòng)馬達(dá)的溫度或電動(dòng)馬達(dá)中的定子溫 度。
[0026] 條款8.根據(jù)條款1所述的設(shè)備，其中所述控制器被配置為響應(yīng)于事件而識(shí)別關(guān)于 電動(dòng)馬達(dá)運(yùn)行的信息并且從信息中識(shí)別達(dá)到電動(dòng)馬達(dá)的期望的運(yùn)行條件的轉(zhuǎn)換頻率。
[0027] 條款9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述事件是從下列中的一個(gè)選擇的：周 期性事件、非周期性事件、溫度改變、電動(dòng)馬達(dá)上的負(fù)載的改變、或操作者起動(dòng)的事件。
[0028] 條款10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中期望的運(yùn)行條件選自效率或功率中的 至少一個(gè)。
[0029] 條款11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中控制器被配置為基于電動(dòng)馬達(dá)如下所 示的效率的識(shí)別而從接收的信息中識(shí)別達(dá)到電動(dòng)馬達(dá)的期望的運(yùn)行條件的轉(zhuǎn)換頻率：

【權(quán)利要求】
1. 一種設(shè)備，包括： 控制器（108)，其被配置為從關(guān)于電動(dòng)馬達(dá)（104)的運(yùn)行的信息中識(shí)別達(dá)到期望的運(yùn) 行條件的轉(zhuǎn)換頻率（114)并且用已識(shí)別的所述轉(zhuǎn)換頻率（114)控制被供應(yīng)到所述電動(dòng)馬達(dá) (104)的電流的轉(zhuǎn)換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述控制器（108)包括： 頻率識(shí)別器（120)，其被配置為接收關(guān)于所述電動(dòng)馬達(dá)（104)的運(yùn)行的信息并且從接 收到的所述信息中識(shí)別達(dá)到所述期望的運(yùn)行條件的所述轉(zhuǎn)換頻率（114);和 頻率控制器（122)，其被配置為用已識(shí)別的所述轉(zhuǎn)換頻率（114)控制被供應(yīng)到所述電 動(dòng)馬達(dá)（104)的電流的轉(zhuǎn)換。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括： 傳感器系統(tǒng)（132)，其被配置為生成所述信息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的設(shè)備， 其中所述電動(dòng)馬達(dá)（104)包括控制器（108)，該控制器（108)被配置為：接收關(guān)于由 所述電動(dòng)馬達(dá)（104)的運(yùn)行產(chǎn)生的熱量的信息；從關(guān)于由所述電動(dòng)馬達(dá)（104)的運(yùn)行產(chǎn)生 的熱量的信息中識(shí)別達(dá)到期望的運(yùn)行溫度的轉(zhuǎn)換頻率（114);和用已識(shí)別的所述轉(zhuǎn)換頻率 (114)控制被供應(yīng)到所述電動(dòng)馬達(dá)（104)的電流的轉(zhuǎn)換。
5. -種用于控制電動(dòng)馬達(dá)（104)的方法，該方法包含： 從關(guān)于所述電動(dòng)馬達(dá)（104)的運(yùn)行的信息中識(shí)別（300)達(dá)到期望的運(yùn)行條件的轉(zhuǎn)換頻 率（114);和 用已識(shí)別的所述轉(zhuǎn)換頻率（114)控制被供應(yīng)到所述電動(dòng)馬達(dá)（104)的電流的轉(zhuǎn)換（302)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中識(shí)別步驟（300)和控制步驟（302)在所述電動(dòng)馬 達(dá)（104)的運(yùn)行期間被動(dòng)態(tài)執(zhí)行。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)換頻率（114)響應(yīng)于所述電動(dòng)馬達(dá) (104)的運(yùn)行條件（128)的改變而改變。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的方法，其中所述信息選自以下項(xiàng)目中的至少一個(gè)： 馬達(dá)負(fù)載（200)、一組開關(guān)（124)的溫度改變速率（202)、電動(dòng)馬達(dá)（104)的溫度、電動(dòng)馬 達(dá)（104)中的定子溫度（206)、電動(dòng)馬達(dá)（104)的最大溫度、或該組開關(guān)（124)的期望溫度 (204)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5-8中任一項(xiàng)所述的方法，其中識(shí)別步驟（300)包括： 基于如下描述的所述電動(dòng)馬達(dá)（104)的效率的識(shí)別而從接收到的所述信息中識(shí)別達(dá)到 所述電動(dòng)馬達(dá)（104)的期望的運(yùn)行條件的所述轉(zhuǎn)換頻率（114): _ τω ViJin 其中，e是效率，τ是所述電動(dòng)馬達(dá)（104)的扭矩，ω是每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，Vin是輸入到所 述電動(dòng)馬達(dá)（104)的電壓，以及iin是輸入到所述電動(dòng)馬達(dá)（104)的電流。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5-9中任一項(xiàng)所述的方法，其中識(shí)別步驟（300)包括： 識(shí)別一組轉(zhuǎn)換頻率的一組平均效率；和 從經(jīng)歷違反運(yùn)行參數(shù)的規(guī)則的所述一組平均效率中的最高平均效率中識(shí)別所述轉(zhuǎn)換 頻率（114)。
【文檔編號(hào)】H02P27/04GK104104303SQ201410141776
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月11日
【發(fā)明者】C·P·本森, D·C·卡梅倫, P·曾 申請(qǐng)人:波音公司