本公開一般地涉及電動(dòng)機(jī)，并且具體地，涉及使用交流電流的電動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)：

電動(dòng)機(jī)是將電力轉(zhuǎn)換成機(jī)械動(dòng)力的裝置。電動(dòng)機(jī)可以被用于各種應(yīng)用。例如但不限于，電動(dòng)機(jī)可以用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、泵、工具、磁盤驅(qū)動(dòng)器、鉆頭以及其它類型的裝置。電動(dòng)機(jī)可以被用在各種環(huán)境中。例如，電動(dòng)機(jī)可以被用于各種固定和移動(dòng)平臺(tái)(諸如飛機(jī)和其它運(yùn)載工具)上的應(yīng)用。

電動(dòng)機(jī)可以被用在飛機(jī)上以執(zhí)行各種功能。例如但不限于，飛機(jī)上的電動(dòng)機(jī)可以用于移動(dòng)飛行操縱面，舉起和降低起落架，打開和關(guān)閉閥門，并且對(duì)飛機(jī)執(zhí)行其它功能。

當(dāng)電動(dòng)機(jī)被用在飛機(jī)中時(shí)，諸如重量和空間的因素是重要的考慮事項(xiàng)。當(dāng)前使用的電動(dòng)機(jī)采用包含鐵磁材料的轉(zhuǎn)子。鐵磁材料具有高密度。結(jié)果，轉(zhuǎn)子的重量可能將比期望更多的重量添加到電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)子重量也可能影響電動(dòng)機(jī)的響應(yīng)性、速度和功率密度。

例如，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和停止可能花費(fèi)非期望量的時(shí)間。轉(zhuǎn)子中的鐵與其它更輕的材料相比導(dǎo)致更大的慣性矩(moment of inertia)。更大的慣性矩導(dǎo)致非期望的響應(yīng)性。附加地，電動(dòng)機(jī)可能具有由離心應(yīng)力、換向電壓(commutation voltage)限制或其某種組合引起的最大速度限制。

附加地，電動(dòng)機(jī)可能比期望的更昂貴。例如，材料和零件增加電動(dòng)機(jī)的成本。

作為另一示例，組裝的成本可能比期望的更大。例如，制造電動(dòng)機(jī)可以包括纏繞線圈、將層壓鐵片與絕緣層堆疊在一起以及采取來組裝電動(dòng)機(jī)的步驟。用于組裝不同零件的步驟增加電動(dòng)機(jī)的成本。

電動(dòng)機(jī)所需的制造精度也增加成本。例如，電動(dòng)機(jī)可能對(duì)轉(zhuǎn)子與定子線圈之間的氣隙距離非常敏感。因此，零件以及為了將這些零件組裝成電動(dòng)機(jī)而執(zhí)行的不同操作的數(shù)量可以增加成本超出預(yù)期。

無刷直流電流(DC)電動(dòng)機(jī)是一種使用永久磁體的電動(dòng)機(jī)。這些永久磁體通常由釤鈷或釹鐵硼組成。這些類型的磁體制作起來昂貴并且更難以加工和組裝。

無刷直流電流電動(dòng)機(jī)包括來自被選擇來抵消可能由通過繞組產(chǎn)生的熱而產(chǎn)生的磨損的軸承的重量。這種類型的電動(dòng)機(jī)的慣性矩常常非常大，從而降低響應(yīng)性。繞組中的重量和熱也限制無刷直流電流電動(dòng)機(jī)的速度。

磁阻電動(dòng)機(jī)是一種在鐵磁轉(zhuǎn)子上包括非永久磁極的電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)矩使用磁阻來產(chǎn)生。這種類型的電動(dòng)機(jī)與無刷直流電流電動(dòng)機(jī)比不太昂貴，因?yàn)榇抛桦妱?dòng)機(jī)不使用永久磁體。

然而，磁阻電動(dòng)機(jī)仍然通常將堆疊層壓材料用于轉(zhuǎn)子和定子二者。在轉(zhuǎn)子和磁通返回路徑中利用層壓材料和鐵磁材料，重量可能比預(yù)期更高。

此外，僅定子與轉(zhuǎn)子之間的引力發(fā)生限制這種類型的電動(dòng)機(jī)的響應(yīng)性。附加地，利用這種類型的電動(dòng)機(jī)的更快換向需要更高的電壓以停止或者使方向反向。磁阻電動(dòng)機(jī)對(duì)于特定供應(yīng)電壓具有固定速度，并且速度也受轉(zhuǎn)子中的離心應(yīng)力約束。

感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是交流電流(AC)電動(dòng)機(jī)，其中在電動(dòng)機(jī)中用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流是通過來自由定子中的繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)的電磁感應(yīng)而獲得的。與使用永久磁體的其它電動(dòng)機(jī)相比感應(yīng)電動(dòng)機(jī)具有更低的成本。附加地，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)比其它類型的電動(dòng)機(jī)更易于控制，從而導(dǎo)致不太復(fù)雜的控制電路。

然而，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)由于鼠籠轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)是相對(duì)較重的。這種類型的轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)使用堆疊層壓材料、繞組或過度成形的導(dǎo)電材料。利用這種重量的轉(zhuǎn)子，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的響應(yīng)可能不和期望的一樣大，特別是在使方向反向時(shí)。

因此，將期望具有考慮上面所討論的問題中的至少一些以及其它可能的問題的方法和設(shè)備。例如，將期望具有克服電動(dòng)機(jī)的重量的技術(shù)問題的方法和設(shè)備。作為另一示例，將期望具有克服電動(dòng)機(jī)的成本的技術(shù)問題的方法和設(shè)備。將期望具有克服電動(dòng)機(jī)的響應(yīng)性和速度的技術(shù)問題的方法和設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的一個(gè)示例提供一種設(shè)備。該設(shè)備包括轉(zhuǎn)子、多個(gè)定子線圈和電流控制系統(tǒng)。所述轉(zhuǎn)子由導(dǎo)電材料組成，其中，所述轉(zhuǎn)子能夠繞軸旋轉(zhuǎn)。所述多個(gè)定子線圈被定位為與所述轉(zhuǎn)子相鄰，使得當(dāng)交流電流流過所述多個(gè)定子線圈時(shí)在所述轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生渦電流。所述電流控制系統(tǒng)基于所述轉(zhuǎn)子的位置來控制通過所述多個(gè)定子線圈的所述交流電流的流動(dòng)，其中，所述多個(gè)定子線圈中的定子線圈在所述交流電流流過該定子線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，從而在所述轉(zhuǎn)子中引起所述渦電流時(shí)，使得所述定子線圈與所述轉(zhuǎn)子之間的排斥力使所述轉(zhuǎn)子繞所述軸旋轉(zhuǎn)。

本公開的另一個(gè)例示性示例提供一種雙頻電動(dòng)機(jī)。該雙頻電動(dòng)機(jī)由轉(zhuǎn)子、多個(gè)定子線圈和電流控制系統(tǒng)組成。所述轉(zhuǎn)子是能夠繞軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，其中，所述轉(zhuǎn)子包括由鐵磁材料形成的芯以及包圍該芯的層，其中，所述層包括為非鐵磁的導(dǎo)電材料。所述多個(gè)定子線圈連接至交流電源和直流電源。所述電流控制系統(tǒng)基于所述轉(zhuǎn)子的位置來控制通過所述多個(gè)定子線圈的交流電流和直流電流的流動(dòng)，其中，所述多個(gè)定子線圈中的定子線圈在所述交流電流流過所述定子線圈時(shí)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)從而在所述定子線圈與所述轉(zhuǎn)子之間引起排斥力并且在所述直流電流通過所述定子線圈時(shí)產(chǎn)生單向磁場(chǎng)從而在所述定子線圈與所述轉(zhuǎn)子之間引起吸引力使得所述轉(zhuǎn)子繞所述軸旋轉(zhuǎn)。

本公開的又一個(gè)例示性示例提供一種用于控制電動(dòng)機(jī)的方法。通過所述電動(dòng)機(jī)中的多個(gè)定子線圈的交流電流的流動(dòng)是基于所述電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)子的位置而控制的，使得當(dāng)所述交流電流流過所述多個(gè)定子線圈中的定子線圈時(shí)，所述轉(zhuǎn)子與所述定子線圈之間的排斥力發(fā)生。

本公開的再一個(gè)例示性示例提供一種用于控制電動(dòng)機(jī)的方法。當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述電動(dòng)機(jī)中的定子線圈處于第一位置時(shí)，直流電流被發(fā)送通過該定子線圈，其中，所述定子線圈與所述轉(zhuǎn)子之間的吸引力使所述轉(zhuǎn)子繞軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述電動(dòng)機(jī)中的所述定子線圈處于第二位置時(shí)，交流電流被發(fā)送通過所述定子線圈，其中，所述定子線圈與所述轉(zhuǎn)子之間的排斥力使所述轉(zhuǎn)子繞所述軸旋轉(zhuǎn)。

能夠在本公開的各種示例中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)這些特征和功能，或者可以在能夠參照以下描述和附圖看到另外細(xì)節(jié)的其它的示例中組合這些特征或功能。

附圖說明

新穎特征認(rèn)為例示性示例的特性在所附權(quán)利要求中被闡述。然而，例示性示例以及優(yōu)選使用模式、另外的目標(biāo)及其特征將最好在結(jié)合附圖閱讀時(shí)通過參照本公開的例示性示例的以下詳細(xì)描述來理解，其中：

圖1是根據(jù)例示性示例的電動(dòng)機(jī)環(huán)境的框圖的例示；

圖2是根據(jù)例示性示例的電流控制系統(tǒng)的框圖的例示；

圖3是根據(jù)例示性示例的具有轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)的例示；

圖4是根據(jù)例示性示例的電動(dòng)機(jī)的操作的例示；

圖5是根據(jù)例示性示例的使用排斥力的電動(dòng)機(jī)的操作的例示；

圖6是根據(jù)例示性示例的使用排斥力的電動(dòng)機(jī)的操作的例示；

圖7是根據(jù)例示性示例的使用排斥力的電動(dòng)機(jī)的操作的例示；

圖8是根據(jù)例示性示例的使用排斥力的電動(dòng)機(jī)的操作的例示；

圖9是根據(jù)例示性示例的雙頻電動(dòng)機(jī)的例示；

圖10是根據(jù)例示性示例的雙頻電動(dòng)機(jī)的操作的例示；

圖11是根據(jù)例示性示例的雙頻電動(dòng)機(jī)的操作的例示；

圖12是根據(jù)例示性示例的雙頻電動(dòng)機(jī)的電源的框圖的例示；

圖13是根據(jù)例示性示例的雙頻電動(dòng)機(jī)的電源的框圖的例示；

圖14是根據(jù)例示性示例的雙頻電動(dòng)機(jī)的電源的框圖的例示；

圖15是根據(jù)例示性示例的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的例示；

圖16是根據(jù)例示性示例的用于控制電動(dòng)機(jī)的過程的流程圖；

圖17是根據(jù)例示性示例的用于控制雙頻電動(dòng)機(jī)的過程的流程圖；

圖18是根據(jù)例示性示例的飛機(jī)制造和服務(wù)方法的框圖的例示；以及

圖19是可以在其中實(shí)現(xiàn)例示性示例的飛機(jī)的框圖的例示。

具體實(shí)施方式

例示性示例識(shí)別并考慮一個(gè)或更多個(gè)不同的考慮事項(xiàng)。例如，例示性示例識(shí)別并考慮鐵磁材料在轉(zhuǎn)子中的使用以及電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和其它部分中的零件的數(shù)量可能導(dǎo)致不和期望一樣大的響應(yīng)性以及比期望大的成本。例示性示例還識(shí)別并考慮將期望具有速度不受在轉(zhuǎn)子中可能發(fā)生的離心應(yīng)力約束的電動(dòng)機(jī)。

例示性示例還識(shí)別并考慮期望具有與當(dāng)前可用的電動(dòng)機(jī)相比在更小大小上提供更大轉(zhuǎn)矩的輕便電動(dòng)機(jī)。例如，期望在可以被放置到飛機(jī)(諸如無人機(jī))的機(jī)翼中的電動(dòng)飛行控制致動(dòng)器中具有高加速度和高功率密度。

例示性示例還識(shí)別并考慮用于醫(yī)療用途或研究的電動(dòng)機(jī)的更小大小和更快速度是所希望的。具有期望量的轉(zhuǎn)矩的更小電動(dòng)機(jī)與當(dāng)前可用的電動(dòng)機(jī)相比可能可用于醫(yī)療裝置，諸如假體或可植入裝置。關(guān)于研究，提供期望水平的旋轉(zhuǎn)速度的電動(dòng)機(jī)是醫(yī)療裝置(諸如離心機(jī))所希望的。

例示性示例還識(shí)別并考慮重量、空間和速度是用在車中的電動(dòng)機(jī)的因素。在電動(dòng)車和混合電動(dòng)車的情況下，并且具體地，在這些類型的車的高性能版本中，電動(dòng)機(jī)的大小、重量和速度是設(shè)計(jì)車輛時(shí)的考慮事項(xiàng)。

因此，例示性示例識(shí)別并考慮將期望具有利用更少量的鐵磁材料或更少零件中的至少一個(gè)的電動(dòng)機(jī)。如本文所使用的，短語“...中的至少一個(gè)”當(dāng)與項(xiàng)目的列表一起使用時(shí)，意味著可以使用所列舉的項(xiàng)目中的一個(gè)或更多個(gè)的不同組合，并且可能需要列表中的各個(gè)項(xiàng)目中的僅一個(gè)。換句話說，“...中的至少一個(gè)”意味著可以根據(jù)列表使用項(xiàng)目的任何組合或任何數(shù)量的項(xiàng)目，但是并非列表中的所有項(xiàng)目都是需要的。項(xiàng)目可以是特定物體、事物或類別。

例如但不限于，“項(xiàng)目A、項(xiàng)目B或項(xiàng)目C中的至少一個(gè)”可以包括項(xiàng)目A、項(xiàng)目A和項(xiàng)目B或項(xiàng)目B。這個(gè)示例還包括項(xiàng)目A、項(xiàng)目B以及項(xiàng)目C或項(xiàng)目B和項(xiàng)目C。當(dāng)然，可能存在這些項(xiàng)目的任何組合。在一些例示性示例中，“...中的至少一個(gè)”可以是例如但不限于項(xiàng)目A的兩個(gè)；項(xiàng)目B的一個(gè)；以及項(xiàng)目C的十個(gè)；項(xiàng)目B的四個(gè)和項(xiàng)目C的七個(gè)；或其它適合的組合。

例示性示例識(shí)別并考慮可以實(shí)現(xiàn)更少量的鐵磁材料或更少零件的一個(gè)方式涉及減少轉(zhuǎn)子的重量。以這種方式，可以減少響應(yīng)性、速度和功率密度的局限。在一個(gè)例示性示例中，可以按照減少電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)子的重量的方式使用具有在導(dǎo)電材料中引起發(fā)生的頻率的磁場(chǎng)。

如所描繪的，例示性示例識(shí)別并考慮感生電流在與產(chǎn)生了該感生電流的改變相反的方向上流動(dòng)。此外，在相反方向上流動(dòng)的電流往往彼此磁排斥。換句話說，這些電流創(chuàng)建彼此排斥的磁場(chǎng)。結(jié)果，被稱為“渦電流”的感生電流通常被引起“渦電流”的電流排斥。

在一個(gè)例示性示例中，設(shè)備包括轉(zhuǎn)子、定子線圈和電流控制系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子含導(dǎo)電材料，其中，轉(zhuǎn)子可繞軸旋轉(zhuǎn)。定子線圈被定位為與轉(zhuǎn)子相鄰，使得當(dāng)交流電流流過定子線圈時(shí)在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生渦電流。電流控制系統(tǒng)基于轉(zhuǎn)子的位置來控制通過定子線圈的交流電流的流動(dòng)。定子線圈中的定子線圈在交流電流流過該定子線圈時(shí)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，從而在該定子線圈中引起渦電流，使得該定子線圈與轉(zhuǎn)子之間的排斥力使轉(zhuǎn)子繞軸旋轉(zhuǎn)。

現(xiàn)在參照?qǐng)D，并且具體地，參照?qǐng)D1，描繪了根據(jù)例示性示例的電動(dòng)機(jī)環(huán)境的框圖的例示。電動(dòng)機(jī)環(huán)境100是可以在其中實(shí)現(xiàn)例示性示例的環(huán)境的示例。

電動(dòng)機(jī)環(huán)境100可以是電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)102為平臺(tái)106提供機(jī)械動(dòng)力104的任何環(huán)境。例如但不限于，電動(dòng)機(jī)環(huán)境100可以包括機(jī)械動(dòng)力104是平臺(tái)106所需要或期望的制造環(huán)境、研究環(huán)境、醫(yī)療環(huán)境、軍事環(huán)境、運(yùn)輸環(huán)境或任何其它適當(dāng)?shù)沫h(huán)境。

例如，可以從包括移動(dòng)平臺(tái)、固定平臺(tái)、陸基結(jié)構(gòu)、水基結(jié)構(gòu)和空基結(jié)構(gòu)的組中選擇平臺(tái)106。更具體地，可以從包括水面艦艇、坦克、個(gè)人載體、火車、太空飛船、空間站、衛(wèi)星、潛艇、汽車、電站、橋梁、水壩、房屋、制造設(shè)施、建筑物和其它適合的平臺(tái)的組中選擇該平臺(tái)。在一個(gè)例示性示例中，平臺(tái)106可以是人體。

電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)102可以被配置為在電動(dòng)機(jī)環(huán)境100中為任何適當(dāng)?shù)膽?yīng)用提供機(jī)械動(dòng)力104。例如但不限于，應(yīng)用可以包括驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、泵、工具、磁盤驅(qū)動(dòng)器、鉆頭、任何其它適當(dāng)類型的裝置或這些裝置的各種組合。例如但不限于，當(dāng)平臺(tái)106采取飛機(jī)的形式時(shí)，針對(duì)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)102的應(yīng)用可以包括移動(dòng)飛行操縱面、舉起和降低起落架以及對(duì)飛機(jī)執(zhí)行其它功能或這些功能的各種組合。

在這個(gè)例示性示例中，電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)102包括許多不同的部件。如所描繪的，電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)102包括電動(dòng)機(jī)108、傳感器系統(tǒng)110、電流控制系統(tǒng)112和電源114。

電動(dòng)機(jī)108在這個(gè)例示性示例中產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)力104。電動(dòng)機(jī)108包括轉(zhuǎn)子116和定子線圈118。

如所描繪的，轉(zhuǎn)子116由導(dǎo)電材料120組成。此外，轉(zhuǎn)子116可繞軸122旋轉(zhuǎn)。在該例示性示例中，導(dǎo)電材料120是從導(dǎo)電鐵磁材料124或?qū)щ姺氰F磁材料126中的至少一種中選擇的。

如所描繪的，導(dǎo)電鐵磁材料124是從鐵、氧化鐵、鎳、釤鈷或某種其它適合的材料中的至少一種中選擇的。在這個(gè)示例中，導(dǎo)電非鐵磁材料126是從鋁、銅、金、夾層石墨烯、鉛、鎳、銀、錫、鈦、鋅或某種其它適合的材料中的至少一種選擇的。

定子線圈118被定位為與轉(zhuǎn)子116相鄰。在該例示性示例中，定子線圈118被定位為與轉(zhuǎn)子116相鄰，使得能夠以足以從轉(zhuǎn)子116的任何固定位置使轉(zhuǎn)子116旋轉(zhuǎn)的水平產(chǎn)生排斥力140。

所述位置是這樣的，即，當(dāng)交流電流130流過定子線圈118時(shí)，在轉(zhuǎn)子116中產(chǎn)生渦電流128。在這個(gè)例示性示例中，交流電流130流過定子線圈118中的繞組132。繞組132是擱置在定子線圈118中的線圈中的導(dǎo)電電線。

在該例示性示例中，交流電流130的第一頻率與轉(zhuǎn)子116的旋轉(zhuǎn)的第二頻率無關(guān)。換句話說，第一頻率與第二頻率無關(guān)。例如，第一頻率是第二頻率的整數(shù)倍或第一頻率和第二頻率的有理數(shù)乘積。在一個(gè)例示性示例中，交流電流130的頻率大于或者等于大約10kHz。

如所描繪的，可以基于渦電流128的期望位置來選擇頻率。例如，頻率可以基于是否期望使渦電流128更靠近表面或者更深入轉(zhuǎn)子116內(nèi)。離軸122更遠(yuǎn)的渦電流128的發(fā)生在例示性示例中導(dǎo)致更大轉(zhuǎn)矩。

傳感器系統(tǒng)110識(shí)別轉(zhuǎn)子116的位置134。如所描繪的，位置134由傳感器系統(tǒng)110發(fā)送到電流控制系統(tǒng)112。

在一個(gè)例示性示例中，傳感器系統(tǒng)110是指示轉(zhuǎn)子116的位置134的旋轉(zhuǎn)編碼器。該旋轉(zhuǎn)編碼器可以附接至轉(zhuǎn)子116或上面安裝有轉(zhuǎn)子116的軸中的至少一個(gè)。在該例示性示例中，可以從機(jī)械編碼器、光學(xué)編碼器、磁編碼器、電容編碼器或某種其它適合的編碼系統(tǒng)中的一個(gè)中選擇旋轉(zhuǎn)編碼器。

在另一例示性示例中，傳感器系統(tǒng)110是基于轉(zhuǎn)子116的位置134與轉(zhuǎn)子116中的渦電流128起反應(yīng)的一組位置感測(cè)線圈，其中，轉(zhuǎn)子116的位置134使用該組位置感測(cè)線圈來識(shí)別。

利用位置感測(cè)線圈，交流電流被連續(xù)地發(fā)送通過這些位置感測(cè)線圈中的每一個(gè)。隨著轉(zhuǎn)子116轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)子116中通過位置感測(cè)線圈感生渦電流128。渦電流128隨著轉(zhuǎn)子116接近位置感測(cè)線圈而越來越強(qiáng)。結(jié)果，流過位置感測(cè)定子線圈的交流電流減少。以這種方式，可以通過如由渦電流128引起的流過位置感測(cè)線圈的交流電流的改變來識(shí)別轉(zhuǎn)子116的位置。

發(fā)送通過位置感測(cè)線圈的交流電流相對(duì)于交流電流130較弱。這個(gè)交流電流被選擇為使得排斥力140不產(chǎn)生或者足夠小以致不以非期望的方式影響轉(zhuǎn)子116的旋轉(zhuǎn)。

傳感器系統(tǒng)110的這種類型的實(shí)施方式不需要可能被可能因旋轉(zhuǎn)編碼器而出現(xiàn)的灰塵或其它碎片阻擋的光學(xué)部件。以這種方式，可以基于如受渦電流128影響的流過位置感測(cè)線圈的電流的改變來確定轉(zhuǎn)子116的位置134。

在這個(gè)例示性示例中，電流控制系統(tǒng)112基于轉(zhuǎn)子116的位置134來控制通過定子線圈118的交流電流130的流動(dòng)。電流控制系統(tǒng)112可以采取換向器(commutator)的形式。如所描繪的，當(dāng)轉(zhuǎn)子116的位置134相對(duì)于定子線圈118落入選擇的位置時(shí)，電流控制系統(tǒng)112可以將定子線圈118中的不同定子線圈連接至電源114。

定子線圈118中的定子線圈136在交流電流130流過定子線圈136時(shí)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)138，從而在轉(zhuǎn)子116中引起渦電流128，使得定子線圈136與轉(zhuǎn)子116之間的排斥力140使轉(zhuǎn)子116繞軸122旋轉(zhuǎn)。

更具體地，渦電流128產(chǎn)生交變磁場(chǎng)144。來自定子線圈136的交變磁場(chǎng)138以及來自轉(zhuǎn)子116的端部142的交變磁場(chǎng)144相互作用以產(chǎn)生排斥力140。

在所描繪的示例中，當(dāng)轉(zhuǎn)子116的位置134是這樣的，即，轉(zhuǎn)子116的端部142與定子線圈136相鄰時(shí)，電流控制系統(tǒng)112發(fā)送交流電流130通過定子線圈136。

現(xiàn)在參照?qǐng)D2，描繪了根據(jù)例示性示例的電流控制系統(tǒng)的框圖的例示。在該例示性示例中，可以在超過一個(gè)圖中使用相同的附圖標(biāo)記。附圖標(biāo)記在不同圖中的這種再使用表示不同圖中的同一元素。

如所描繪的，可以按照許多不同的方式實(shí)現(xiàn)電流控制系統(tǒng)112。在一個(gè)例示性示例中，電流控制系統(tǒng)112包括控制器200和開關(guān)202。

開關(guān)202連接至圖1中的定子線圈118并且連接至圖1中的電源114。如所描繪的，定子線圈118通過開關(guān)202間接連接至電源114。如所描繪的，開關(guān)202中的各個(gè)開關(guān)連接至定子線圈118中的對(duì)應(yīng)的定子線圈。

例如，當(dāng)開關(guān)202中的開關(guān)204處于閉合位置206中時(shí)，開關(guān)204發(fā)送交流電流130通過定子線圈136。當(dāng)開關(guān)204處于斷開位置208中時(shí)，交流電流130不流過定子線圈136。

控制器200通過基于轉(zhuǎn)子116的位置134來控制通過定子線圈118的交流電流130的流動(dòng)而控制開關(guān)202。換句話說，控制器200基于轉(zhuǎn)子116的位置134使開關(guān)202接通和斷開。轉(zhuǎn)子116的位置134使用圖1中的傳感器系統(tǒng)110來識(shí)別。

在這個(gè)例示性示例中，當(dāng)交流電流130流過定子線圈136時(shí)，定子線圈118中的定子線圈136產(chǎn)生交變磁場(chǎng)138。交變磁場(chǎng)138在轉(zhuǎn)子116中引起渦電流128，使得定子線圈136與轉(zhuǎn)子116之間的排斥力140使轉(zhuǎn)子116繞軸122旋轉(zhuǎn)。更具體地，渦電流128產(chǎn)生交變磁場(chǎng)144。來自定子線圈136的交變磁場(chǎng)138以及來自轉(zhuǎn)子116的端部142的交變磁場(chǎng)144相互作用以產(chǎn)生排斥力140。

控制器200被配置為切換通過定子線圈118中的定子線圈136的交流電流130，其中轉(zhuǎn)子116具有轉(zhuǎn)子116的端部142與定子線圈136對(duì)準(zhǔn)的位置。在所描繪的示例中，對(duì)準(zhǔn)被選擇為使得轉(zhuǎn)子116的端部142經(jīng)過定子線圈136的中心。

除位置之外，當(dāng)交流電流130在交流電流(AC)循環(huán)中為零或者接近零時(shí)，控制器200還可以切斷交流電流130到定子線圈136的流動(dòng)。以這種方式，可以減少換向電壓。這個(gè)減少可以允許導(dǎo)致更高轉(zhuǎn)矩的更高電流的使用。更高電流的使用可以在無需使用昂貴的或笨重的高電壓部件的情況下發(fā)生。此外，與使用磁吸引力的電動(dòng)機(jī)相比，接通和斷開交流電流130的流動(dòng)的模式(pattern)可以使用相對(duì)于轉(zhuǎn)子的不同相位角而發(fā)生。

在該例示性示例中，控制器200可以用軟件、硬件、固件或其組合來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)使用軟件時(shí)，由控制器200執(zhí)行的操作可以用被配置為在硬件(諸如處理器單元)上運(yùn)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)使用固件時(shí)，由控制器200執(zhí)行的操作可以用存儲(chǔ)在持久存儲(chǔ)器中以在處理器單元上運(yùn)行的程序代碼和數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)采用硬件時(shí)，硬件可以包括操作來在控制器200中執(zhí)行操作的電路。

在例示性示例中，硬件可以采取電路系統(tǒng)、集成電路、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯器件或者被配置為執(zhí)行許多操作的某種其它適合類型的硬件的形式。例如，控制器200可以由固態(tài)電路、硅控整流器(SCR)、交流電流三極管電路(TRIAC)或某種其它適合類型的電路中的至少一個(gè)組成。

利用可編程邏輯器件，裝置可以被配置為執(zhí)行許多操作。裝置可以在后期被重新配置或者可以被永久性地配置為執(zhí)行許多操作。可編程邏輯器件包括例如可編程邏輯陣列、可編程陣列邏輯、現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列以及其它適合的硬件器件。附加地，過程可以用與無機(jī)部件集成在一起的有機(jī)部件來實(shí)現(xiàn)并且可以完全由有機(jī)部件(排除人類)組成。例如，過程可以作為電路被實(shí)現(xiàn)在有機(jī)半導(dǎo)體中。

在另一例示性示例中，電流控制系統(tǒng)112可以由電刷210和電觸點(diǎn)(electrical contact)212組成。在這個(gè)例示性示例中，定子線圈118具有連接至電源114的第一端部。電刷210連接至定子線圈118的第二端部。

電觸點(diǎn)212被定位在圖1中的軸122附近。電觸點(diǎn)212連接至電源114。如所描繪的，電刷210可以根據(jù)轉(zhuǎn)子116的位置134接觸電觸點(diǎn)212。

電觸點(diǎn)212隨著轉(zhuǎn)子116旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。此外，電觸點(diǎn)212按照?qǐng)D案(pattern)214布置，使得當(dāng)電觸點(diǎn)212繞軸122旋轉(zhuǎn)時(shí)電刷210在轉(zhuǎn)子116的不同位置處接觸電觸點(diǎn)212，從而控制通過定子線圈118的交流電流130的流動(dòng)。

如所描繪的，電觸點(diǎn)212與轉(zhuǎn)子116關(guān)聯(lián)。關(guān)聯(lián)可以是電觸點(diǎn)212位于轉(zhuǎn)子116上的直接關(guān)聯(lián)。在另一示例中，關(guān)聯(lián)可以是電觸點(diǎn)212位于連接至轉(zhuǎn)子116的軸上的間接關(guān)聯(lián)。

電刷210和電觸點(diǎn)212的使用可以具有更低的成本并且減少電路在電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)102中的使用。結(jié)果，減少的成本可以利用這種類型的配置而發(fā)生。

因此，例示性示例提供了用于克服電動(dòng)機(jī)的重量的技術(shù)問題的一個(gè)或更多個(gè)技術(shù)解決方案。例如，可以在電動(dòng)機(jī)108中使用更輕的材料代替當(dāng)前使用的電動(dòng)機(jī)中使用的材料。

作為另一示例，例示性示例提供了克服電動(dòng)機(jī)的成本的技術(shù)問題的技術(shù)解決方案。例如，可以在制造電動(dòng)機(jī)108時(shí)使用更少的部件，從而導(dǎo)致部件的更低成本以及比組件更低的成本。例如，電動(dòng)機(jī)108中的轉(zhuǎn)子116不需要使用層壓材料和重材料的層。

此外，例示性示例還可以提供用于克服電動(dòng)機(jī)的響應(yīng)性和速度的技術(shù)問題的技術(shù)解決方案中的一個(gè)或更多個(gè)?？梢詼p少關(guān)于基于增加的慣性的響應(yīng)性和速度的局限。此外，可以使用例示性示例來減少關(guān)于基于轉(zhuǎn)子上的應(yīng)力的位置和速度的局限。例如，轉(zhuǎn)子116與當(dāng)前使用的轉(zhuǎn)子相比可以具有更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，以提供期望水平的性能。

圖1和圖2中的電動(dòng)機(jī)環(huán)境100和不同部件的例示不意在對(duì)可以用來實(shí)現(xiàn)例示性示例的方式暗示物理或架構(gòu)局限。可以使用除所例示的部件之外或者代替所例示的部件的其它部件。一些部件可能是不必要的。并且，這些塊被呈現(xiàn)來例示一些功能部件。這些塊中的一個(gè)或更多個(gè)在被實(shí)現(xiàn)在例示性示例中時(shí)可以被組合、劃分或者組合并劃分成不同的塊。

例如，傳感器系統(tǒng)110可以識(shí)別除轉(zhuǎn)子116的位置134之外或者代替轉(zhuǎn)子116的位置134的其它信息。例如，傳感器系統(tǒng)110可以識(shí)別從溫度、速度、轉(zhuǎn)矩、磁場(chǎng)水平或關(guān)于電動(dòng)機(jī)108的某種其它期望信息中的至少一種中選擇的信息。

在這個(gè)例示性示例中，電源114向定子線圈118供應(yīng)交流電流130。交流電流130的供應(yīng)在電流控制系統(tǒng)112的控制下發(fā)生?？梢灾苯踊蜷g接供應(yīng)交流電流130。例如，可以直接通過電線或者間接通過無線磁耦合向定子線圈118供應(yīng)交流電流130。

作為另一示例，定子線圈118中的每一個(gè)可以具有與其它定子線圈不同的諧振頻率。諧振頻率是交流電流的大小對(duì)于特定定子線圈具有最大響應(yīng)的頻率。在該例示性示例中，可以通過使用并聯(lián)連接至定子線圈的電容器來設(shè)置諧振頻率。

在這個(gè)示例中，控制器200包括被配置為通過到定子線圈118的無線磁耦合來向定子線圈118發(fā)送電力的電力發(fā)送器。所發(fā)送的電力導(dǎo)致交流電流130流過定子線圈118。

在又一個(gè)例示性示例中，當(dāng)電流控制系統(tǒng)112是模擬電流控制系統(tǒng)時(shí)，可以省略傳感器系統(tǒng)110。當(dāng)電刷和電觸點(diǎn)存在時(shí)，不需要傳感器系統(tǒng)100來識(shí)別轉(zhuǎn)子116的位置134。

接下來參照?qǐng)D3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8，描繪了根據(jù)例示性示例的電動(dòng)機(jī)的操作的例示。這些圖例示了排斥力如何用于使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

首先轉(zhuǎn)向圖3，描繪了根據(jù)例示性示例的具有轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)的例示。在這個(gè)例示性示例中，電動(dòng)機(jī)300包括轉(zhuǎn)子302和定子線圈304。

如所描繪的，轉(zhuǎn)子302具有從軸312延伸的臂301和臂303。在這個(gè)例示性示例中，轉(zhuǎn)子302不包括磁材料。轉(zhuǎn)子302由形式為導(dǎo)電非鐵磁材料的導(dǎo)電材料組成。在這個(gè)特定示例中，轉(zhuǎn)子302由鋁組成。

在這個(gè)例示性示例中，定子線圈304包括定子線圈306、定子線圈308和定子線圈310?？梢栽陔妱?dòng)機(jī)300中使用大于二的任何數(shù)量的定子線圈304。

如所描繪的，轉(zhuǎn)子302處于固定位置中。此固定位置在這個(gè)例示性示例中是起始位置。在這個(gè)示例中，轉(zhuǎn)子302的期望旋轉(zhuǎn)方向在箭頭314的方向上繞軸312。

在這個(gè)例示性示例中，轉(zhuǎn)子302的臂301的端部316被示出為相對(duì)于定子線圈306在起始位置中。一系列操作激活并去激活定子線圈304以使轉(zhuǎn)子302旋轉(zhuǎn)。

在轉(zhuǎn)子302的起始位置中，轉(zhuǎn)子302的臂301的端部316以及定子線圈306的對(duì)準(zhǔn)是這樣的，即，端部316的中心線320偏離定子線圈306的中心線318。換句話說，端部316經(jīng)過定子線圈306的中心。在這個(gè)例示性示例中，偏移用度測(cè)量。偏移可以是例如一度或兩度。

中心線是將物體劃分或者截開成二等分(諸如轉(zhuǎn)子302和定子線圈306)的線。如所描繪的，定子線圈308具有中心線322，并且定子線圈310具有中心線324。這些描繪的示例中的中心線是虛構(gòu)的并且實(shí)際上在結(jié)構(gòu)上看不見。

這個(gè)示例中描繪的偏移在電動(dòng)機(jī)300的操作開始時(shí)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子302在箭頭314的方向上旋轉(zhuǎn)。中心線318與中心線320之間的偏移的大小可以根據(jù)當(dāng)交流電流被施加到定子線圈306時(shí)期望的排斥力的量而變化。

現(xiàn)在參照?qǐng)D4，描繪了根據(jù)例示性示例的電動(dòng)機(jī)的操作的例示。如所描繪的，定子線圈306在交流電流400流過定子線圈306時(shí)被接通。

交流電流400的流動(dòng)使交變磁場(chǎng)404被產(chǎn)生。作為交變磁場(chǎng)404的結(jié)果，在轉(zhuǎn)子302的端部316中產(chǎn)生渦電流402。渦電流402產(chǎn)生交變磁場(chǎng)406。

在這個(gè)例示性示例中，與當(dāng)前可用的其它交流電流電動(dòng)機(jī)相比，交流電流400可以具有相對(duì)較高的頻率。例如，該頻率可以大于或者等于10kHz。

來自這兩個(gè)電流的磁場(chǎng)導(dǎo)致排斥力408。進(jìn)而，排斥力408使轉(zhuǎn)子302在箭頭314的方向上旋轉(zhuǎn)，如此圖所示。

如所描繪的，排斥力408具有兩個(gè)分量。這些分量是切向力410和徑向力412。這些分量是相對(duì)于轉(zhuǎn)子302的旋轉(zhuǎn)的。切向力410產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子302轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩。

接下來參照?qǐng)D5，描繪了根據(jù)例示性示例的使用排斥力的電動(dòng)機(jī)的操作的例示。在這個(gè)示例中，轉(zhuǎn)子302已旋轉(zhuǎn)，使得轉(zhuǎn)子302的中心線320與定子線圈310的中心線324對(duì)齊。

在這個(gè)位置中，定子線圈306被斷開。換句話說，圖4的交流電流400不再流過定子線圈306。結(jié)果，圖4的交變磁場(chǎng)404不再存在。

在圖6中，描繪了根據(jù)例示性示例的使用排斥力的電動(dòng)機(jī)的操作的例示。如所描繪的，轉(zhuǎn)子302已通過轉(zhuǎn)子302中的慣性矩從圖5所示的位置旋轉(zhuǎn)至圖6所示的位置。

在這個(gè)圖中，轉(zhuǎn)子302已旋轉(zhuǎn)，使得轉(zhuǎn)子302的端部317的中心線320已經(jīng)過定子線圈310的中心線324。換句話說，轉(zhuǎn)子302的端部317與定子線圈310的對(duì)準(zhǔn)是這樣的，即，在定子線圈310的中心線324與端部317的中心線320之間存在偏移。

利用端部317和定子線圈310的這種對(duì)準(zhǔn)，發(fā)送交流電流600通過定子線圈310，從而使定子線圈310接通。換句話說，交流電流600隨著轉(zhuǎn)子302的端部317旋轉(zhuǎn)經(jīng)過定子線圈310的中心線324而發(fā)送通過定子線圈310。在交流電流600流過定子線圈310的情況下，交變磁場(chǎng)602被產(chǎn)生。

交變磁場(chǎng)602使渦電流402流過轉(zhuǎn)子302的端部317。進(jìn)而，渦電流402在轉(zhuǎn)子302的端部317處產(chǎn)生交變磁場(chǎng)604。

定子線圈310中的交流電流600以及渦電流402從交變磁場(chǎng)602與交變磁場(chǎng)604之間的相互作用產(chǎn)生排斥力408。結(jié)果，轉(zhuǎn)矩被施加到轉(zhuǎn)子302，從而使轉(zhuǎn)子302在箭頭314的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。

接下來轉(zhuǎn)向圖7，描繪了根據(jù)例示性示例的使用排斥力的電動(dòng)機(jī)的操作的例示。轉(zhuǎn)子302已旋轉(zhuǎn)，使得端部316的中心線320與定子線圈308的中心線322對(duì)齊。在這個(gè)位置中，定子線圈310被斷開。

參照?qǐng)D8，描繪了根據(jù)例示性示例的使用排斥力的電動(dòng)機(jī)的操作的例示。如所描繪的，轉(zhuǎn)子302已通過轉(zhuǎn)子302中的慣性矩從圖7所示的位置旋轉(zhuǎn)至圖8所示的位置。

在這個(gè)例示中，轉(zhuǎn)子302的中心線320與定子線圈308的中心線322對(duì)準(zhǔn)。該對(duì)準(zhǔn)是這樣的，即，中心線320偏離中心線322。

利用這種對(duì)準(zhǔn)，定子線圈308在交流電流800流過定子線圈308的情況下被接通，并且交變磁場(chǎng)802由定子線圈308產(chǎn)生。結(jié)果，渦電流402在轉(zhuǎn)子302的端部316中流動(dòng)。渦電流402導(dǎo)致交變磁場(chǎng)804。

以這種方式，交流電流800和渦電流402產(chǎn)生排斥力408。排斥力408使轉(zhuǎn)子302在箭頭314的方向上旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子302的這個(gè)旋轉(zhuǎn)使轉(zhuǎn)子302旋轉(zhuǎn)回至圖3所示的位置。

在所描繪的示例中，使定子線圈304接通和斷開的模式發(fā)生，使得在箭頭314的方向上總是存在轉(zhuǎn)矩。如所描述的，端部304和定子線圈304在電動(dòng)機(jī)300的操作期間的對(duì)準(zhǔn)發(fā)生，使得在轉(zhuǎn)子302的端部316的中心線320與定子線圈304的中心線之間存在偏移。在該例示性示例中，偏移用度測(cè)量。度數(shù)可以根據(jù)特定實(shí)施方式而變化。

已經(jīng)出于例示圖1中以塊形式所示的電動(dòng)機(jī)108的一個(gè)實(shí)施方式的目的示出了圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8中的電動(dòng)機(jī)300的例示。電動(dòng)機(jī)300的例示不意在限制可以在其它例示性示例中實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)108的方式。

盡管定子線圈304包括三個(gè)定子線圈，然而如電動(dòng)機(jī)300所示，可以在其它例示性示例中使用其它數(shù)量的定子線圈304。例如，在其它例示性示例中，可以在電動(dòng)機(jī)300中使用兩個(gè)、五個(gè)、七個(gè)或某個(gè)其它數(shù)量的定子線圈304。

在這個(gè)例示性示例中，定子線圈的數(shù)量可能取決于轉(zhuǎn)子302的配置。如所描繪的，轉(zhuǎn)子302具有形式為從軸312延伸的臂301和臂303的兩個(gè)細(xì)長構(gòu)件。在其它例示性示例中，臂的數(shù)量可以變化。

在選擇定子線圈304以及轉(zhuǎn)子302的臂的數(shù)量時(shí)，可以按照許多不同的方式選擇定子線圈304的數(shù)量。例如，定子線圈304的數(shù)量可以被選擇為大于二并且不等于轉(zhuǎn)子302的臂數(shù)乘以0.5、1或2的值。0.5、1和2的比率允許轉(zhuǎn)子302占據(jù)其中來自定子線圈304的排斥力對(duì)稱的位置。這些比率對(duì)于轉(zhuǎn)子302來說是不太希望的，因?yàn)楫?dāng)存在排斥力對(duì)稱的位置時(shí)，這些位置對(duì)轉(zhuǎn)子302產(chǎn)生零凈轉(zhuǎn)矩(zero net torque)。

結(jié)果，如果轉(zhuǎn)子302停止在這些位置中的一個(gè)中，則轉(zhuǎn)子302不能夠再次開始移動(dòng)。例如，具有四個(gè)定子線圈304并且在轉(zhuǎn)子302上具有兩個(gè)臂的配置是不太希望的。

在所希望的配置的一個(gè)示例中，定子線圈304的數(shù)量和轉(zhuǎn)子302的臂的數(shù)量可以彼此相差一個(gè)或者是連續(xù)的。例如，當(dāng)轉(zhuǎn)子302具有九個(gè)臂時(shí)，十個(gè)定子線圈可以被用于定子線圈304。

在所希望的配置的另一示例中，定子線圈304的數(shù)量可以是三的倍數(shù)。例如，當(dāng)在轉(zhuǎn)子302中存在四個(gè)臂時(shí)，六個(gè)定子線圈304可以被用于定子線圈304。三的倍數(shù)個(gè)定子線圈304使得電動(dòng)機(jī)能夠按三個(gè)換向器相位而操作。

在圖3中的例示性示例中，示出了具有轉(zhuǎn)子302的電動(dòng)機(jī)300，所述轉(zhuǎn)子302具有輕微經(jīng)過(past)定子線圈306的中心線318的中心線320作為當(dāng)電動(dòng)機(jī)300從完全停止開始操作時(shí)的起始位置。在控制電動(dòng)機(jī)300的操作時(shí)，可以發(fā)送電流通過定子線圈304，使得轉(zhuǎn)子302根據(jù)需要從完全停止在箭頭314的方向上或者在相反方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，而不管轉(zhuǎn)子302的起始位置如何。例如，如果端部316的中心線320與定子線圈306的中心線318對(duì)齊，則在向定子線圈306和定子線圈308發(fā)送交流電流時(shí)的輕微重疊可以用于使轉(zhuǎn)子302在箭頭314的方向上旋轉(zhuǎn)。

在所描繪的示例中，向定子線圈304發(fā)送交流電流的輕微重疊可能存在，使得可以使定子線圈304中的超過一個(gè)定子線圈接通。例如，當(dāng)轉(zhuǎn)子302的端部316的中心線320與定子線圈306的中心線318對(duì)齊時(shí)，定子線圈310仍被接通。

因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子302從彼此對(duì)齊的中心線開始時(shí)，轉(zhuǎn)子302不會(huì)停留在該位置處或者在非期望的方向上旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子302的端部316的中心線320旋轉(zhuǎn)經(jīng)過定子線圈306的中心線318幾度時(shí)，定子線圈310被斷開。

當(dāng)轉(zhuǎn)子302的端部316的中心線320與定子線圈308的中心線322重合時(shí)，相同的模式適用。在這個(gè)位置中，定子線圈306仍被接通以得到幾度的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子302的端部316移動(dòng)經(jīng)過定子線圈310時(shí)，發(fā)生類似的序列。

使定子線圈304接通的不同模式可以用于在箭頭314的相反方向上使轉(zhuǎn)子302旋轉(zhuǎn)。換句話說，可以使轉(zhuǎn)子302旋轉(zhuǎn)為逆時(shí)針或順時(shí)針運(yùn)動(dòng)。此外，發(fā)送通過一個(gè)或更多個(gè)定子線圈304的電流的量以及電流的持續(xù)時(shí)間中的至少一個(gè)可以用于改變轉(zhuǎn)子302的速度、轉(zhuǎn)矩或旋轉(zhuǎn)方向中的至少一個(gè)。

此外，傳感器可以用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)的速度。這個(gè)測(cè)量可以用于在電動(dòng)機(jī)300中的轉(zhuǎn)子302旋轉(zhuǎn)高于某個(gè)閾值速度時(shí)估計(jì)重疊區(qū)域。以這種方式，如所描述的，發(fā)送電流通過定子線圈304中的兩個(gè)所需的電力中的尖峰的量在轉(zhuǎn)子302已開始旋轉(zhuǎn)之后減少或者消除。

現(xiàn)在參照?qǐng)D9，描繪了根據(jù)例示性示例的雙頻電動(dòng)機(jī)的例示。如所描繪的，示出了雙頻電動(dòng)機(jī)900的頂部橫截面圖。在這個(gè)例示性示例中，雙頻電動(dòng)機(jī)900包括轉(zhuǎn)子902和定子線圈904。雙頻電動(dòng)機(jī)900使用排斥力和吸引力二者來使轉(zhuǎn)子902旋轉(zhuǎn)。使用排斥力和吸引力二者對(duì)于各個(gè)定子線圈允許百分之一百占空比實(shí)現(xiàn)，并且還增加可以由雙頻電動(dòng)機(jī)900產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。

在這個(gè)例示性示例中，轉(zhuǎn)子902具有從軸908延伸的臂905和臂906。如這個(gè)橫截面圖中看到的，轉(zhuǎn)子902包括芯910和層912。層912是形成在芯910上的涂層。

在這個(gè)例示性示例中，芯910由導(dǎo)電鐵磁材料組成。在這個(gè)示例中，可以從鐵、氧化鐵、鎳或衫鈷中的至少一種中選擇導(dǎo)電鐵磁材料。

層912由導(dǎo)電非鐵磁材料組成。在這個(gè)示例中，導(dǎo)電非鐵磁材料是從鋁、銅、金、夾層石墨烯、鉛、銀、錫、鈦或鋅中的至少一種中選擇的。

在這個(gè)例示性示例中，定子線圈904包括三個(gè)定子線圈。更具體地，定子線圈904包括定子線圈914、定子線圈916和定子線圈918。

如所描繪的，雙頻率可以用于操作雙頻電動(dòng)機(jī)900。在這個(gè)例示性示例中，第一頻率可以用于產(chǎn)生吸引力，然而第二頻率可以用于在雙頻電動(dòng)機(jī)900中產(chǎn)生排斥力。這種類型的電動(dòng)機(jī)還可以被稱為雙頻電動(dòng)機(jī)，其中吸引力或排斥力中的至少一個(gè)用于使轉(zhuǎn)子902旋轉(zhuǎn)。

在選擇層912的厚度時(shí)，層912具有取決于材料的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率以及施加的磁場(chǎng)的頻率的電集膚深度(δ)。在這個(gè)例示性示例中，集膚深度是外表面與電流流動(dòng)的水平面之間的距離。集膚深度根據(jù)下式確定在深度(d)下的電流密度(J)：

J＝Jδe^-d/δ

其中(Js)是在表面處的電流密度。集膚深度(δ)可以被估計(jì)如下：

其中ρ＝導(dǎo)體的電阻率；ω＝電流的角頻率2π×頻率；＝導(dǎo)體的相對(duì)磁導(dǎo)率；μ₀＝自由空間的磁導(dǎo)率；＝材料的相對(duì)磁導(dǎo)率；∈₀＝自由空間的磁導(dǎo)率；并且

層912的涂層厚度被選擇為使得它在低頻率下比一個(gè)集膚深度小得多并且在高頻率下超過一個(gè)集膚深度。低頻率可以是從大約30Hz到100Hz的換向頻率。低頻率可以和直流電流一樣低。高頻率可以是渦電流電動(dòng)機(jī)操作的交流電流(AC)頻率。該頻率可以是大約10kHz。在這個(gè)例示性示例中，形式為鋁涂層的層912是大約1.5毫米厚。

現(xiàn)在參照?qǐng)D10，描繪了根據(jù)例示性示例的雙頻電動(dòng)機(jī)的操作的例示。如此圖所描繪的，轉(zhuǎn)子902在箭頭1000的方向上繞軸908旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)轉(zhuǎn)子902的臂905的端部1004接近定子線圈914時(shí)，直流電流1006被發(fā)送通過定子線圈914。直流電流1006流過定子線圈914并且使定子線圈914產(chǎn)生單向磁場(chǎng)1008。在這個(gè)例示性示例中，單向磁場(chǎng)1008具有大約30Hz的頻率。這個(gè)變化頻率在單向磁場(chǎng)1008的強(qiáng)度中。

在這個(gè)頻率下，單向磁場(chǎng)1008的集膚深度是大約14毫米。如果頻率是0Hz，則集膚深度是無限大的。結(jié)果，單向磁場(chǎng)1008中的幾乎所有的磁通量通過為大約1.5毫米的層912。

單向磁場(chǎng)1008在芯910上產(chǎn)生吸引力1010。吸引力1010朝向定子線圈914拉轉(zhuǎn)子902的臂905的端部1004。芯910上的這種拉使轉(zhuǎn)子902旋轉(zhuǎn)以在箭頭1000的方向上繞軸908旋轉(zhuǎn)。

接下來參照?qǐng)D11，描繪了根據(jù)例示性示例的雙頻電動(dòng)機(jī)的操作的例示。在這個(gè)圖中，轉(zhuǎn)子902的臂905的端部1004被示出為開始旋轉(zhuǎn)經(jīng)過定子線圈914。在轉(zhuǎn)子902的這個(gè)位置中，圖10的直流電流1006的流動(dòng)被斷開，并且交流電流1100的流動(dòng)通過定子線圈914而發(fā)生。

流過定子線圈914的交流電流1100引起交變磁場(chǎng)1102。在這個(gè)例示性示例中，交變磁場(chǎng)1102具有大約10kHz的頻率。在這個(gè)頻率下，層912中的鋁的集膚深度是大約0.8毫米。交變磁場(chǎng)1102的大多數(shù)被在層912內(nèi)流動(dòng)的渦電流1104阻擋。

渦電流1104使交變磁場(chǎng)1106被產(chǎn)生。這些磁場(chǎng)的相互作用導(dǎo)致在定子線圈914與轉(zhuǎn)子902的臂905的端部1004之間產(chǎn)生排斥力1108，使得轉(zhuǎn)子902在箭頭1000的方向上繞軸908旋轉(zhuǎn)。對(duì)于轉(zhuǎn)子902的端部1004相對(duì)于定子線圈916和定子線圈918的類似位置來說，流過定子線圈914的直流電流1006和交流電流1100的這個(gè)模式還可以被應(yīng)用于定子線圈916和定子線圈918。

圖9、圖10和圖11中的雙頻電動(dòng)機(jī)900的例示是出于例示如圖1中以塊形式所示的電動(dòng)機(jī)108的實(shí)施方式的目的而提供的。如所描繪的，雙頻電動(dòng)機(jī)900除了使用排斥力1108之外還使用吸引力1010來使轉(zhuǎn)子902旋轉(zhuǎn)。

現(xiàn)在參照?qǐng)D12，描繪了根據(jù)例示性示例的雙頻電動(dòng)機(jī)的電源的框圖的例示。這個(gè)圖示出了可以給雙頻電動(dòng)機(jī)(諸如圖9中的雙頻電動(dòng)機(jī)900)供電的一個(gè)方式。

在這個(gè)例示性示例中，電源1200包括直流電源1202和交流電源1204。電源1200是如圖1中以塊形式所示的電源114的實(shí)施方式的示例。電源1200向雙頻電動(dòng)機(jī)1208中的定子線圈1206供應(yīng)直流電流1210和交流電流1212二者。各個(gè)電源具有不同的頻率。

在這個(gè)例示性示例中，電流控制系統(tǒng)1214是如圖1中以塊形式所示的電流控制系統(tǒng)112的實(shí)施方式的示例。如所描繪的，電流控制系統(tǒng)1214包括控制器1216、選擇器開關(guān)1218和選擇器開關(guān)1220。電流控制系統(tǒng)1214是如圖1中以塊形式所示的電流控制系統(tǒng)112的一個(gè)實(shí)施方式的示例。

控制器1216可以用硬件、軟件或其某種組合中的至少一個(gè)來實(shí)現(xiàn)?？刂破?216可以采取換向電子裝置的形式?？刂破?216控制選擇器開關(guān)1220以通過選擇直流電源1202或交流電源1204中的一個(gè)來選擇頻率。在這個(gè)例示性示例中，交流電源1204具有大約10kHz的頻率。

來自所選擇的電源的電流被發(fā)送到選擇器開關(guān)1218。控制器1216控制選擇器開關(guān)1218以將所選擇的電流導(dǎo)向定子線圈1206中的特定線圈。在該例示性示例中，可以根據(jù)特定實(shí)施方式將電流導(dǎo)向定子線圈1206中的超過一個(gè)定子線圈。

在這個(gè)例示性示例中，轉(zhuǎn)矩的基本上百分之一百占空比是從定子線圈1206中的各個(gè)定子線圈提供的。與來自磁阻電動(dòng)機(jī)中的各個(gè)定子線圈的百分之五十占空比相比，該配置增加來自給定大小的電動(dòng)機(jī)的平均轉(zhuǎn)矩。

現(xiàn)在參照?qǐng)D13，描繪了根據(jù)例示性示例的雙頻電動(dòng)機(jī)的電源的框圖的例示。在這個(gè)例示性示例中，電源1300是直流電源1302。電流控制系統(tǒng)1304包括控制器1306、選擇器開關(guān)1308和選擇器開關(guān)1310。

如所描繪的，電容器1312并聯(lián)連接至選擇器開關(guān)1310以及電動(dòng)機(jī)1316中的定子線圈1314。電流控制系統(tǒng)1304是如圖1中以塊形式所示的電流控制系統(tǒng)112的一個(gè)實(shí)施方式的示例。

在操作期間，控制器1306控制選擇器開關(guān)1310以將來自直流電源1302的電流發(fā)送到選擇器開關(guān)1308中。附加地，控制器1306控制選擇器開關(guān)1308以選擇在定子線圈1314中要連接至直流電源1302的特定定子線圈。直流電源1302用于供應(yīng)電流，直到轉(zhuǎn)子的端部處于它最靠近所選擇的線圈的位置為止。在直流電源1302連接的同時(shí)，直流電源1302還對(duì)電容器1312進(jìn)行充電。

當(dāng)轉(zhuǎn)子的端部在其最近位置處時(shí)，控制器1306然后斷開直流電源1302并且使用選擇器開關(guān)1308將電容器1312連接至定子線圈。結(jié)果，在定子線圈1314中所選擇的定子線圈與電容器1312之間形成電路。電流流入電容器1312。

定子線圈和電容器1312形成振蕩以發(fā)送交流電流通過線圈的電感器電容器(LC)振蕩電路。這個(gè)交流電流在轉(zhuǎn)子中引起渦電流，從而引起使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的排斥力。

在為電容器1312選擇值時(shí)，集膚效應(yīng)被完全包含在轉(zhuǎn)子的導(dǎo)電涂層中的頻率(ω₀)以及線圈的電感(L)用于使用下式來確定電容器1312的電容(C)的值：

在這個(gè)示例中，集膚效應(yīng)被完全包含在轉(zhuǎn)子的導(dǎo)電涂層中的頻率(ω₀)可以被選擇為集膚深度小于涂覆轉(zhuǎn)子的芯的層的厚度的一半的頻率。

在該例示性示例中，定子線圈1314中的各個(gè)定子線圈連接至電容器1312。在另一例示性示例中，對(duì)于如圖13所描繪的所有的定子線圈1314來說，各個(gè)定子線圈可以具有電容器而不是使用單個(gè)電容器(電容器1312)。

現(xiàn)在參照?qǐng)D14，描繪了根據(jù)例示性示例的雙頻電動(dòng)機(jī)的電源的框圖的例示。在這個(gè)圖中，定子線圈1400連接至電容器組1402。

如本文所使用的，“…組”當(dāng)參照項(xiàng)目使用時(shí)，意指一個(gè)或更多個(gè)項(xiàng)目。例如，電容器組1402是一個(gè)或更多個(gè)電容器。例如，多個(gè)電容器可以串聯(lián)、并聯(lián)或者按照其某種組合連接以獲得期望水平的電容。

如所描繪的，電容器組1402連接至定子線圈1400的第一端部1406以及定子線圈1400的第二端部1408。附加地，第一端部1406通過開關(guān)1412連接至直流電源1410。第二端部1408連接至直流電源1410。

在這個(gè)配置中，電容器組1402并聯(lián)連接至定子線圈1400和直流電源1410。在這個(gè)例示性示例中，定子線圈1400和電容器組1402形成諧振電感器電容器(LC)振蕩電路。

當(dāng)開關(guān)1412閉合時(shí)，直流電源1410對(duì)定子線圈1400和電容器組1402二者施加直流電壓。在開關(guān)1412閉合的情況下，電流在箭頭1414的方向上并且流動(dòng)通過定子線圈1400。在這個(gè)時(shí)間期間，電容器組1402被充電。此外，吸引力在來自直流電源1410的直流電流流過定子線圈1400的情況下通過圖10中的由定子線圈1400產(chǎn)生的單向磁場(chǎng)1008來產(chǎn)生。

當(dāng)開關(guān)1412斷開時(shí)，定子線圈1400與直流電源1410斷開。電流繼續(xù)在箭頭1414的方向上流動(dòng)，從而從電容器組1402消耗電荷，然后利用相反極性以及比直流電源1410高的電壓對(duì)電容器組1402進(jìn)行充電。

由定子線圈1400和電容器組1402形成的諧振電感器電容器(LC)振蕩電路然后在電流在箭頭1416的方向上流動(dòng)的情況下振蕩。電流的振蕩隨著時(shí)間的推移而衰減。電流的這個(gè)振蕩在轉(zhuǎn)子中引起渦電流，從而導(dǎo)致使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的排斥力。

各個(gè)定子線圈具有電容器組的這個(gè)配置使用比僅單個(gè)電容器被與定子線圈一起使用的圖13所示的配置更多的電容器。使電容器組與定子線圈中的每一個(gè)關(guān)聯(lián)導(dǎo)致使用更少的開關(guān)。

圖13和圖14二者中的電源的配置對(duì)于來自各個(gè)定子線圈的轉(zhuǎn)矩提供大于百分之五十但是小于百分之一百的占空比。這個(gè)類型的性能比磁阻電動(dòng)機(jī)大，但是比如圖12所描繪的使用具有直流電源1202和交流電源1204的電源1200的雙頻電動(dòng)機(jī)1208小。

已經(jīng)出于例示可以針對(duì)如圖1中以塊形式所示的電動(dòng)機(jī)108來實(shí)現(xiàn)雙頻電動(dòng)機(jī)的一個(gè)方式的目的提供了圖9、圖10、圖11、圖12、圖13和圖14中的雙頻電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的例示。這個(gè)例示不意在限制實(shí)現(xiàn)其它雙頻電動(dòng)機(jī)的方式。

例如，可以使用除針對(duì)雙頻電動(dòng)機(jī)900中的轉(zhuǎn)子902所示的兩個(gè)臂以外的其它數(shù)量的臂。例如，可以使用三個(gè)臂、四個(gè)臂或某個(gè)其它數(shù)量的臂來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子902。此外，定子線圈904的數(shù)量也可以基于轉(zhuǎn)子902的配置而改變。

接下來轉(zhuǎn)向圖15，描繪了根據(jù)例示性示例的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的例示。如所描繪的，轉(zhuǎn)子1500是如圖1中以塊形式所示的轉(zhuǎn)子116的一個(gè)實(shí)施方式的示例。

如所描繪的，轉(zhuǎn)子1500可繞軸1502旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子1500具有三個(gè)臂：臂1504、臂1506和臂1508。如可以看到的，這些臂隨著臂遠(yuǎn)離軸1502延伸而在寬度上逐漸變細(xì)。

附加地，轉(zhuǎn)子1500可以由超過一種材料組成。在這個(gè)示例中，轉(zhuǎn)子1500包括芯1510。芯1510可以由具有張力強(qiáng)度與密度的高比率的材料組成，這與當(dāng)前使用的轉(zhuǎn)子相比使得轉(zhuǎn)子1500能夠在臂的尖端處以更高速度旋轉(zhuǎn)。

例如，張力強(qiáng)度與密度的比率可以被選擇來提供至少和鈹?shù)膹?qiáng)度與密度比率一樣大的強(qiáng)度與密度比率。鈹?shù)膹?qiáng)度與密度比率是大約200,000帕斯卡每千克每立方米。

如所描繪的，芯1510可以由具有各向異性張力強(qiáng)度的材料組成，因?yàn)檗D(zhuǎn)子中的應(yīng)力主要在徑向方向上。這種類型的材料可以給轉(zhuǎn)子1510提供徑向方向上的張力強(qiáng)度與密度的更高比率。例如，具有大約60％纖維體積的標(biāo)準(zhǔn)單向碳纖維加強(qiáng)塑料(CFRP)導(dǎo)致可能至少和大約937,500帕斯卡每千克每立方米一樣大的徑向強(qiáng)度與密度比率。

芯1510中的材料也可以是導(dǎo)電的。與轉(zhuǎn)子中當(dāng)前使用的材料相比，芯1510中的材料也可以具有期望水平的熱導(dǎo)率。增加的熱導(dǎo)率幫助將由靠近轉(zhuǎn)子1500的尖端的渦電流產(chǎn)生的熱傳遞到轉(zhuǎn)子1500的其它部分。結(jié)果，轉(zhuǎn)子1500中的材料可以被維持在具有期望水平的強(qiáng)度的溫度下。例如，鈹和鋁具有比鐵或剛基本上更高的熱導(dǎo)率。如所描繪的，鈹具有175W/m-K的熱導(dǎo)率，并且鋁具有220W/m-K的熱導(dǎo)率。相比之下，鐵和剛具有作為這些材料和合金的典型值的16W/m-K至60W/m-K的熱導(dǎo)率。

此外，轉(zhuǎn)子1500還具有用于覆蓋芯1510的一些或全部的層1512。如所描繪的，層1512是導(dǎo)電的并且可以使用導(dǎo)電非鐵磁材料來形成。例如，當(dāng)芯1510是非導(dǎo)電的時(shí)，層1512的厚度可以被選擇為針對(duì)交流電流頻率以及被使用的層1512中的材料的集膚深度的大約兩倍。

利用這個(gè)設(shè)計(jì)和對(duì)材料的選擇，轉(zhuǎn)子1500可以比具有在寬度和厚度上均勻的而不是逐漸變細(xì)的固體鐵臂的當(dāng)前使用的轉(zhuǎn)子更快地旋轉(zhuǎn)。以這種方式，可以制造更快且更輕的電動(dòng)機(jī)。

圖15中的轉(zhuǎn)子1500的例示不意在限制可以實(shí)現(xiàn)其它轉(zhuǎn)子以用于在如圖1中以塊形式所示的電動(dòng)機(jī)108中使用的方式。例如，其它電動(dòng)機(jī)可以具有其它數(shù)量的臂，諸如兩個(gè)臂、六個(gè)臂、七個(gè)臂或某個(gè)其它數(shù)量的臂。在其它的例示性示例中，芯上的層可以不完全封裝芯。例如，可以暴露更靠近旋轉(zhuǎn)軸的芯的一部分，同時(shí)更靠近臂的端部的轉(zhuǎn)子的部分被所述層覆蓋。

此外，可以使用排斥力或者排斥力和吸引力二者來使轉(zhuǎn)子1500旋轉(zhuǎn)。對(duì)用于芯1510和層1512的材料的選擇可以基于排斥力或者排斥力和吸引力二者是否將用于使轉(zhuǎn)子1500旋轉(zhuǎn)來做出。

接下來轉(zhuǎn)向圖16，描繪了根據(jù)例示性示例的用于控制電動(dòng)機(jī)的過程的流程圖。可以在圖1中的電動(dòng)機(jī)環(huán)境100中實(shí)現(xiàn)圖16所例示的過程。具體地，可以使用圖1中的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)102來實(shí)現(xiàn)不同的操作。

該過程通過識(shí)別電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)子的位置而開始(操作1600)。在這個(gè)例示性示例中，位置識(shí)別轉(zhuǎn)子的臂的端部的位置。

該過程基于電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)子的位置來控制通過電動(dòng)機(jī)中的定子線圈的交流電流的流動(dòng)(操作1602)，同時(shí)該過程返回到操作1600。在操作1602中，交流電流的流動(dòng)被控制為使得轉(zhuǎn)子與這些定子線圈中的定子線圈之間的排斥力在交流電流流過該定子線圈時(shí)發(fā)生。

這個(gè)過程在電動(dòng)機(jī)正在操作的同時(shí)被重復(fù)。此外，可以執(zhí)行交流電流的流動(dòng)的控制以改變速度、轉(zhuǎn)矩的量、旋轉(zhuǎn)方向或某個(gè)其它適合的參數(shù)中的至少一個(gè)。

現(xiàn)在參照?qǐng)D17，描繪了根據(jù)例示性示例的用于控制雙頻電動(dòng)機(jī)的過程的流程圖?？梢允褂脠D9中的雙頻電動(dòng)機(jī)900來實(shí)現(xiàn)圖17所例示的過程。

該過程通過識(shí)別電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)子的位置而開始(操作1700)。這些位置包括相對(duì)于電動(dòng)機(jī)中的定子線圈中的定子線圈的第一位置和第二位置。

該過程在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子相對(duì)于電動(dòng)機(jī)中的定子線圈處于第一位置時(shí)發(fā)送直流電流通過該定子線圈(操作1702)。在操作1702中，定子線圈與轉(zhuǎn)子之間的吸引力使轉(zhuǎn)子繞軸旋轉(zhuǎn)。

該過程在轉(zhuǎn)子相對(duì)于電動(dòng)機(jī)中的定子線圈處于第二位置時(shí)發(fā)送交流電流通過該定子線圈(操作1704)，同時(shí)該過程返回到操作1700。在操作1704中，定子線圈與轉(zhuǎn)子之間的排斥力使轉(zhuǎn)子繞軸旋轉(zhuǎn)。

以這種方式，吸引力和排斥力二者用于操作電動(dòng)機(jī)。通過使用兩種類型的力，與當(dāng)前使用的電動(dòng)機(jī)相比，可以改進(jìn)速度、轉(zhuǎn)矩，以及速度、占空比或參數(shù)中的至少一個(gè)。

不同描繪的示例中的流程圖和框圖例示了例示性示例中的設(shè)備和方法的一些可能的實(shí)施方式的架構(gòu)、功能性和操作。在這方面，流程圖或框圖中的各個(gè)塊可以表示操作或步驟的模塊、段、功能或一部分中的至少一個(gè)。例如，這些塊中的一個(gè)或更多個(gè)可以作為程序代碼、硬件或者程序代碼和硬件的組合被實(shí)現(xiàn)。當(dāng)用硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)，硬件可以例如采取被制造或者配置為執(zhí)行流程圖或框圖中的一個(gè)或更多個(gè)操作的集成電路的形式。當(dāng)作為程序代碼和硬件的組合被實(shí)現(xiàn)時(shí)，實(shí)施方式可以采取固件的形式。

在例示性示例的一些替代實(shí)施方式中，這些塊中指出的一個(gè)或多個(gè)功能可以不按圖中指出的順序發(fā)生。例如，在一些情況下，取決于所涉及的功能性，可以基本上同時(shí)執(zhí)行相繼示出的兩個(gè)塊，或者有時(shí)可以按照相反的順序執(zhí)行這些塊。并且，可以添加除流程圖或框圖中所例示的塊之外的其它塊。

可以在如圖18所示的飛機(jī)制造和服務(wù)方法1800以及如圖19所示的飛機(jī)1900的背景下描述本公開內(nèi)容的例示性示例。首先轉(zhuǎn)向圖18，描繪了根據(jù)例示性示例的飛機(jī)制造和服務(wù)方法的框圖的例示。在預(yù)生產(chǎn)期間，飛機(jī)制造和服務(wù)方法1800可以包括圖19中的飛機(jī)19的規(guī)格和設(shè)計(jì)1802以及材料采購1804。

在生產(chǎn)期間，圖19中的飛機(jī)1900的部件和子組件制造1806以及系統(tǒng)集成1808發(fā)生。此后，飛機(jī)1900可以通過認(rèn)證和交付1810以便被置于服務(wù)中1812。雖然通過客戶在服務(wù)中1812，但是飛機(jī)1900被調(diào)度以便于例行維修和保養(yǎng)1814，其可以包括修改、重新配置、翻新以及其它維修或保養(yǎng)。

飛機(jī)制造和服務(wù)方法1800的過程中的每一個(gè)可以由系統(tǒng)集成商、第三方、運(yùn)營商或其某種組合來執(zhí)行或者實(shí)行。在這些示例中，運(yùn)營商可以是客戶。出于本描述的目的，系統(tǒng)集成商可以包括但不限于任何數(shù)量的飛機(jī)制造商和主系統(tǒng)轉(zhuǎn)包商；第三方可以包括但不限于任何數(shù)量的廠商、轉(zhuǎn)包商和供應(yīng)商；并且運(yùn)營商可以是航空公司、租賃公司、軍事實(shí)體、服務(wù)組織等。

現(xiàn)在參照?qǐng)D19，描繪了可以在其中實(shí)現(xiàn)例示性示例的飛機(jī)的框圖的例示。在這個(gè)示例中，飛機(jī)1900通過圖18中的飛機(jī)制造和服務(wù)方法1800來生產(chǎn)并且可以包括具有多個(gè)系統(tǒng)1904和內(nèi)飾1906的機(jī)身1902。系統(tǒng)1904的示例包括推進(jìn)系統(tǒng)1908、電氣系統(tǒng)1910、液壓系統(tǒng)1912和環(huán)境系統(tǒng)1914中的一個(gè)或更多個(gè)。可以包括任何數(shù)量的其它系統(tǒng)。盡管示出了航天示例，然而不同的例示性示例可以被應(yīng)用于其它工業(yè)，諸如汽車工業(yè)。

可以在圖18中的飛機(jī)制造和服務(wù)方法1800的各階段中的至少一個(gè)期間采用本文所具體實(shí)現(xiàn)的設(shè)備和方法。在一個(gè)例示性示例中，例示性示例中的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的部件或子組件可以用圖18中的部件和子組件制造1806來生產(chǎn)，可以按照與圖18中的在飛機(jī)1900在服務(wù)中1812的同時(shí)生產(chǎn)的部件或子組件類似的方式制作或者制造。在另一例示性示例中，例示性示例中的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以被用在用于為飛機(jī)1900制作部件或子組件的設(shè)備中。

可以在飛機(jī)1900在服務(wù)中1812的同時(shí)利用一個(gè)或更多個(gè)設(shè)備示例、方法示例或其組合。例如，根據(jù)例示性示例的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以在飛機(jī)1900在服務(wù)中1812的同時(shí)在飛機(jī)1900內(nèi)操作。例如，電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可以被用于移動(dòng)諸如襟翼、副翼和操縱面的操作面的飛行控制致動(dòng)器。此外，電動(dòng)機(jī)的大小還可以提供期望水平的轉(zhuǎn)矩，使得電動(dòng)機(jī)可以被用在空間(諸如飛機(jī)的機(jī)翼、垂直穩(wěn)定翼、水平穩(wěn)定翼或某個(gè)其它適合的位置)內(nèi)部。

附加地，例示性示例中的電動(dòng)機(jī)可以控制飛機(jī)1900中的流體系統(tǒng)的閥門。許多不同的例示性示例的使用可以基本上加快飛機(jī)1900的組裝，降低飛機(jī)1900的成本，或者既加快飛機(jī)1900的組裝又降低飛機(jī)1900的成本。

因此，與當(dāng)前使用的電動(dòng)機(jī)相比，一個(gè)或更多個(gè)例示性示例提供對(duì)于轉(zhuǎn)矩具有更高水平的加速度的電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)矩的增加量可能在空間(諸如飛機(jī)的機(jī)翼中的那些空間)常常需要具有更小大小的電動(dòng)機(jī)、但是還期望比可被當(dāng)前使用的電動(dòng)機(jī)利用的更高水平的轉(zhuǎn)矩的飛機(jī)中是特別有用的。此外，由不同的例示性示例中的電動(dòng)機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩的增加量可能在制造機(jī)器人以及在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)矩為所希望的因素的其它仿制品時(shí)有用。

例示性示例所示出且描述的電動(dòng)機(jī)可以在各式各樣的速度之上提供期望水平的轉(zhuǎn)矩或旋轉(zhuǎn)動(dòng)力中的至少一個(gè)。此外，例示性示例所描述的電動(dòng)機(jī)可以相對(duì)于起動(dòng)、停止以及改變速度或方向提供期望水平的響應(yīng)性。電動(dòng)機(jī)利用比當(dāng)前使用的電動(dòng)機(jī)更小、更輕或更便宜中的至少一個(gè)的配置來提供這些特征。

此外，例示性示例中的電動(dòng)機(jī)與磁阻電動(dòng)機(jī)相比更輕并且具有更少的零件。另外，與磁阻電動(dòng)機(jī)中的速度相比，可以在更高速度下使用例示性示例中的轉(zhuǎn)子。更高速度由轉(zhuǎn)子被構(gòu)造為與磁阻電動(dòng)機(jī)中的當(dāng)前使用的轉(zhuǎn)子相比具有更高重量比來產(chǎn)生，因?yàn)閾Q向電壓不隨著電動(dòng)機(jī)速度而上升。

此外，與磁阻電動(dòng)機(jī)相比，由于基于可以為例示性示例中使用的電動(dòng)機(jī)選擇的材料的更低慣性矩，存在與當(dāng)前電動(dòng)機(jī)相比的加速度的增加。而且，例示性示例中的控制器可以具有更低的成本，因?yàn)樗褂玫碾娐非袚Q交流電流而不是直流電流。

例示性示例中的電動(dòng)機(jī)比當(dāng)前使用的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)更高效。在例示性示例中，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)的頻率與交流電流頻率去耦。例如，旋轉(zhuǎn)的頻率可以是幾十赫茲，然而交流電流的頻率可以是幾十千赫茲。

并且，例示性示例中的電動(dòng)機(jī)提供優(yōu)于無刷直流電流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。例如，永久磁體是不必要的。結(jié)果，例示性示例中的電動(dòng)機(jī)可以在不使用永久磁體的情況下提供相同或更好的功率密度。結(jié)果，例示性示例中的電動(dòng)機(jī)可以是不太復(fù)雜的，從而與無刷直流電流電動(dòng)機(jī)相比導(dǎo)致更低的組裝成本以及具有更低的材料成本。

此外，本公開包括根據(jù)以下條款的示例：

條款1.一種設(shè)備，該設(shè)備包括：轉(zhuǎn)子(116)，該轉(zhuǎn)子(116)包括導(dǎo)電材料(120)，其中，該轉(zhuǎn)子(116)能夠繞軸(122)旋轉(zhuǎn)；多個(gè)定子線圈(118)，該多個(gè)定子線圈(118)被定位為與所述轉(zhuǎn)子(116)相鄰，使得當(dāng)交流電流(130)流過所述多個(gè)定子線圈(118)時(shí)在所述轉(zhuǎn)子(116)中產(chǎn)生渦電流(128)；以及電流控制系統(tǒng)(112)，該電流控制系統(tǒng)(112)基于所述轉(zhuǎn)子(116)的位置(134)來控制通過所述多個(gè)定子線圈(118)的所述交流電流(130)的流動(dòng)，其中，所述多個(gè)定子線圈(118)中的定子線圈(136)在所述交流電流(130)流過所述定子線圈(136)時(shí)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)(144)，從而在所述轉(zhuǎn)子(116)中引起所述渦電流(128)，使得所述定子線圈(136)與所述轉(zhuǎn)子(116)之間的排斥力(140)使所述轉(zhuǎn)子(116)繞所述軸(122)旋轉(zhuǎn)。

條款2.根據(jù)條款1所述的設(shè)備，其中，當(dāng)所述轉(zhuǎn)子(116)的所述位置(134)使得所述轉(zhuǎn)子(116)的端部(142)與所述定子線圈(136)相鄰時(shí)，所述電流控制系統(tǒng)(112)發(fā)送所述交流電流(130)通過所述定子線圈(136)。

條款3.根據(jù)條款1所述的設(shè)備，其中，所述導(dǎo)電材料(120)是從導(dǎo)電鐵磁材料(124)或?qū)щ姺氰F磁材料(126)中的至少一種中選擇的。

條款4.根據(jù)條款3所述的設(shè)備，其中，所述導(dǎo)電鐵磁材料(124)是從鐵、氧化鐵、鎳或衫鈷中的至少一種選擇的。

條款5.根據(jù)條款3所述的設(shè)備，其中，所述導(dǎo)電非鐵磁材料(126)是從鋁、銅、金、夾層石墨烯、鉛、銀、錫、鈦或鋅中的至少一種選擇的。

條款6.根據(jù)條款1所述的設(shè)備，其中，所述多個(gè)定子線圈(118)中的每一個(gè)定子線圈具有與所述多個(gè)定子線圈(118)中的其它定子線圈不同的諧振頻率并且還包括：電源(114)，該電源(114)被配置為通過到所述多個(gè)定子線圈(118)的無線磁耦合來向所述多個(gè)定子線圈(118)發(fā)送電力，其中，所發(fā)送的所述電力導(dǎo)致所述交流電流(130)流過所述多個(gè)定子線圈(118)。

條款7.根據(jù)條款1所述的設(shè)備，其中，所述電流控制系統(tǒng)(112)包括：多個(gè)開關(guān)(202)，所述多個(gè)開關(guān)(202)連接至所述多個(gè)定子線圈(118)，其中，所述多個(gè)開關(guān)(202)中的開關(guān)(204)在所述開關(guān)(204)處于閉合位置中時(shí)發(fā)送所述交流電流(130)通過所述定子線圈(136)；以及控制器(200)，該控制器(200)在基于所述轉(zhuǎn)子(116)的所述位置(134)來控制通過所述多個(gè)定子線圈(118)的所述交流電流(130)的所述流動(dòng)時(shí)控制所述開關(guān)(202)，其中，所述多個(gè)定子線圈(118)中的所述定子線圈(136)在所述交流電流(130)流過所述定子線圈(136)時(shí)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)(144)，從而在所述轉(zhuǎn)子(116)中引起所述渦電流(128)，使得所述定子線圈(136)與所述轉(zhuǎn)子(116)之間的所述排斥力(140)使所述轉(zhuǎn)子(116)繞所述軸(122)旋轉(zhuǎn)。

條款8.根據(jù)條款7所述的設(shè)備，其中，所述控制器(200)被配置為切換通過所述多個(gè)定子線圈(118)中的所述定子線圈(136)的所述交流電流(130)，其中所述轉(zhuǎn)子(116)具有所述轉(zhuǎn)子(116)的端部(142)與所述定子線圈(136)對(duì)準(zhǔn)的所述位置(134)。

條款9.根據(jù)條款7所述的設(shè)備還包括：旋轉(zhuǎn)編碼器，該旋轉(zhuǎn)編碼器指示所述轉(zhuǎn)子(116)的所述位置(134)。

條款10.根據(jù)條款7所述的設(shè)備，其中，所述控制器(200)由固態(tài)電路、硅控整流器或交流電流三極管電路中的至少一個(gè)組成。

條款11.根據(jù)條款7所述的設(shè)備還包括：一組位置感測(cè)線圈，該一組位置感測(cè)線圈基于所述轉(zhuǎn)子(116)的所述位置(134)與所述轉(zhuǎn)子(116)中的所述渦電流(128)起反應(yīng)，其中，所述控制器(200)使用該一組位置感測(cè)線圈來識(shí)別所述轉(zhuǎn)子(116)的所述位置(134)。

條款12.根據(jù)條款1所述的設(shè)備，其中，所述多個(gè)定子線圈(118)的第一端部連接至交流電源并且所述電流控制系統(tǒng)(112)包括：電刷(210)，該電刷(210)連接至所述多個(gè)定子線圈(118)的第二端部；以及電觸點(diǎn)(212)，該電觸點(diǎn)(212)被定位在所述軸(122)附近，其中，所述電觸點(diǎn)(212)連接至電源(114)并且按照?qǐng)D案(214)布置，使得所述電刷(210)當(dāng)電觸點(diǎn)(212)繞所述軸(122)旋轉(zhuǎn)時(shí)在轉(zhuǎn)子(116)的不同位置處接觸所述電觸點(diǎn)(212)，從而控制通過所述多個(gè)定子線圈(118)的所述交流電流(130)的所述流動(dòng)。

條款13.根據(jù)條款1所述的設(shè)備，其中，所述轉(zhuǎn)子(116)包括：芯(910)，該芯(910)包括鐵磁材料；以及位于所述芯(910)上的層(912)，其中，所述層(912)包括導(dǎo)電非鐵磁材料(126)，其中，所述電流控制系統(tǒng)(112)控制通過所述多個(gè)定子線圈(118)的直流電流(1210)和交流電流(1212)以選擇性地吸引和排斥所述轉(zhuǎn)子(116)。

條款14.根據(jù)條款13所述的設(shè)備，該設(shè)備還包括：電容器(1312)，該電容器(1312)并聯(lián)連接至所述多個(gè)定子線圈(118)和直流電源(1302)，其中，所述電容器(1312)從存儲(chǔ)在所述電容器(1312)中的電荷產(chǎn)生所述交流電流(130)。

條款15.根據(jù)條款1所述的設(shè)備，其中，所述多個(gè)定子線圈(118)被定位為與所述轉(zhuǎn)子(116)相鄰，使得所述排斥力(140)足以從所述轉(zhuǎn)子(116)的任何固定位置使所述轉(zhuǎn)子(116)旋轉(zhuǎn)。

條款16.根據(jù)條款1所述的設(shè)備，其中，所述交流電流(130)的第一頻率與所述轉(zhuǎn)子(116)的旋轉(zhuǎn)的第二頻率無關(guān)。

條款17.根據(jù)條款16所述的設(shè)備，其中，所述交流電流(130)的所述第一頻率大于或者等于大約10kHz。

條款18.根據(jù)條款1所述的設(shè)備，其中，所述渦電流(128)當(dāng)與所述交變磁場(chǎng)(144)相互作用時(shí)引起所述排斥力(140)，其中所述排斥力(140)中的切向力引起使所述轉(zhuǎn)子(116)繞所述軸(122)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩。

條款19.一種雙頻電動(dòng)機(jī)(900)，該雙頻電動(dòng)機(jī)(900)包括：轉(zhuǎn)子(116)，該轉(zhuǎn)子(116)能夠繞軸(122)旋轉(zhuǎn)，其中，所述轉(zhuǎn)子(116)包括由鐵磁材料形成的芯(910)以及包圍該芯的層(912)，其中，所述層(912)包括導(dǎo)電非鐵磁材料(126)；多個(gè)定子線圈(118)，所述多個(gè)定子線圈(118)連接至交流電源(1202)和直流電源(1204)；以及電流控制系統(tǒng)(112)，該電流控制系統(tǒng)(112)基于所述轉(zhuǎn)子(116)的位置(134)來控制通過所述多個(gè)定子線圈(118)的交流電流(130)和直流電流的流動(dòng)，其中，所述多個(gè)定子線圈(118)中的定子線圈(136)在所述交流電流(130)流過所述定子線圈(136)時(shí)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)(144)從而在所述定子線圈(136)與所述轉(zhuǎn)子(116)之間引起排斥力(140)并且在直流電流(1210)流過所述定子線圈(136)時(shí)產(chǎn)生單向磁場(chǎng)(1008)從而在所述定子線圈(136)與所述轉(zhuǎn)子(116)之間引起吸引力(1010)，使得所述轉(zhuǎn)子(116)繞所述軸(122)旋轉(zhuǎn)。

條款20.根據(jù)條款19所述的雙頻電動(dòng)機(jī)(900)，所述雙頻電動(dòng)機(jī)(900)還包括：電容器，該電容器并聯(lián)連接至所述多個(gè)定子線圈(118)和所述直流電源(1410)，其中，所述電容器(1402)在所述直流電源(1410)與所述多個(gè)定子線圈(118)斷開時(shí)是所述交流電源(1204)，并且其中，所述多個(gè)定子線圈(118)中的每一個(gè)定子線圈(136)具有并聯(lián)或串聯(lián)連接的電容器組(1402)。

條款21.根據(jù)條款19所述的雙頻電動(dòng)機(jī)(900)，其中，導(dǎo)電鐵磁金屬(124)是從鐵、氧化鐵、鎳或衫鈷中的至少一種選擇的。

條款22.根據(jù)條款19所述的雙頻電動(dòng)機(jī)(900)，其中，導(dǎo)電非鐵磁材料(126)是從鋁、銅、金、夾層石墨烯、鉛、鎳、銀、錫、鈦或鋅中的至少一種選擇的。

條款23.一種用于控制電動(dòng)機(jī)(108)的方法，該方法包括以下步驟：基于所述電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)子(116)的位置(134)來控制通過所述電動(dòng)機(jī)中的多個(gè)定子線圈(118)的交流電流(130)的流動(dòng)，使得當(dāng)所述交流電流(130)流過所述多個(gè)定子線圈(118)中的定子線圈(136)時(shí)，所述轉(zhuǎn)子(116)與所述定子線圈(136)之間的排斥力(140)發(fā)生。

條款24.根據(jù)條款23所述的方法，所述方法還包括以下步驟：識(shí)別所述轉(zhuǎn)子(116)的所述位置(134)。

條款25.根據(jù)條款24所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)子(116)的所述位置(134)使用旋轉(zhuǎn)編碼器、與所述轉(zhuǎn)子(116)關(guān)聯(lián)的觸點(diǎn)或位置感測(cè)線圈中的至少一個(gè)來識(shí)別。

條款26.根據(jù)條款23所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)子(116)包括由鐵磁材料形成的芯(910)以及包圍該芯(910)的層(912)，其中，所述層(912)包括導(dǎo)電非鐵磁材料(126)，并且所述方法還包括以下步驟：控制通過所述定子線圈(136)的直流電流(1210)的流動(dòng)，使得所述定子線圈(136)與所述轉(zhuǎn)子(116)之間的吸引力(1010)使所述轉(zhuǎn)子(116)繞軸(122)旋轉(zhuǎn)。

條款27.一種用于控制電動(dòng)機(jī)(108)的方法，該方法包括以下步驟：在所述電動(dòng)機(jī)(108)的轉(zhuǎn)子(116)相對(duì)于所述電動(dòng)機(jī)(108)中的多個(gè)定子線圈(118)中的定子線圈(136)處于第一位置中時(shí)，發(fā)送直流電流(1210)通過定子線圈(136)，其中，所述定子線圈(136)與所述轉(zhuǎn)子(116)之間的吸引力(1010)使所述轉(zhuǎn)子(116)繞軸(122)旋轉(zhuǎn)；以及在所述轉(zhuǎn)子(116)相對(duì)于所述電動(dòng)機(jī)(108)中的所述定子線圈(136)處于第二位置時(shí)，發(fā)送交流電流(130)通過所述定子線圈(136)，其中，所述定子線圈(136)與所述轉(zhuǎn)子(116)之間的排斥力(140)使所述轉(zhuǎn)子(116)繞所述軸(122)旋轉(zhuǎn)。

條款28.根據(jù)條款27所述的方法，所述方法還包括以下步驟：識(shí)別包括所述第一位置和所述第二位置的所述轉(zhuǎn)子(116)的位置。

不同的例示性示例的描述已被呈現(xiàn)用于例示和描述的目的，而不旨在為詳盡的或者以所公開的形式限于示例。不同的例示性示例描述了執(zhí)行動(dòng)作或操作的部件。在例示性示例中，部件可以被配置為執(zhí)行所描述的動(dòng)作或操作。例如，部件可以具有針對(duì)給該部件提供執(zhí)行在例示性示例中被描述為由該部件執(zhí)行的動(dòng)作或操作的能力的結(jié)構(gòu)的配置或設(shè)計(jì)。

此外，許多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。此外，與其它所希望的示例相比不同的例示性示例可以提供不同的特征。所選擇的一個(gè)或多個(gè)示例被選擇和描述，以便最好地說明示例的原理、實(shí)際應(yīng)用，并且以便使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠針對(duì)具有如適于所設(shè)想的特定用途的各種修改的各種示例來理解本公開。