永磁電機(jī)的受控組裝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及永磁電機(jī)的受控組裝。具體而言，提供了一種用于控制包括定子和轉(zhuǎn)子的電氣機(jī)械內(nèi)的多個(gè)磁體的插入的控制方法和控制系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，該控制系統(tǒng)具有連續(xù)地感測(cè)轉(zhuǎn)子與定子之間的空隙的多個(gè)傳感器、連續(xù)地檢測(cè)轉(zhuǎn)子的角位置的編碼器，以及處理器，處理器從傳感器和編碼器接收數(shù)據(jù)且實(shí)時(shí)確定用于將多個(gè)磁體插入轉(zhuǎn)子的表面中的插入順序，且在執(zhí)行插入過程的同時(shí)應(yīng)用反饋回路以基于接收的數(shù)據(jù)中的變化調(diào)整插入順序。
【專利說明】
永磁電機(jī)的受控組裝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本技術(shù)發(fā)明大體上涉及永磁電機(jī)(PMM)的受控組裝。具體而言，本發(fā)明涉及確定將磁體插入PMM或其它電氣機(jī)械中的順序。
【背景技術(shù)】
[0002]在諸如PMM的電氣機(jī)械中，用于同步機(jī)的磁場(chǎng)可通過在PMM的轉(zhuǎn)子上使用由釹-硼-鐵、釤-鈷或鐵素體制成的永磁體提供。在一些情況中，這些磁體安裝在轉(zhuǎn)子芯的表面上，使得磁場(chǎng)沿徑向定向穿過機(jī)器的轉(zhuǎn)子與定子之間的空隙。在其它情況中，磁場(chǎng)沿軸向定向。作為備選，磁體插入轉(zhuǎn)子芯表面中，或插入在轉(zhuǎn)子芯表面正下方的槽口中。
[0003]圖1為示出具有使用常規(guī)方法安裝在其上的磁體的PMM的轉(zhuǎn)子表面的展開圖。如圖1中所示，轉(zhuǎn)子表面I具有使用當(dāng)前插入方法在預(yù)定固定位置插入其上的多個(gè)磁體3。如圖1中所示，使用該常規(guī)方法，磁體3的位置基于極數(shù)6和7、磁體極性9和極插入順序數(shù)11預(yù)先確定。
[0004]在大型電氣機(jī)械中，空隙可由不平衡磁力內(nèi)在地減小。因此，彼此相對(duì)的轉(zhuǎn)子上的磁體和定子的線圈可彼此吸引，因此引起組裝問題。例如，在定子和轉(zhuǎn)子偏移的電氣機(jī)械中，不需要的力或不平衡的磁拉力(UMP)可沿偏移方向生成。因此，電氣機(jī)械的結(jié)構(gòu)剛度產(chǎn)生相反的力來試圖反抗生成的不需要的力。
[0005]常規(guī)的插入方法不能動(dòng)態(tài)地考慮定子與轉(zhuǎn)子之間的潛在偏移或插入過程期間和考慮各個(gè)磁體插入的位置時(shí)可能生成的不需要的吸引和/或力(例如，UMP)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開內(nèi)容的各種實(shí)施例構(gòu)造成通過提供用于將磁體插入電氣機(jī)械中的受控組裝方法和控制系統(tǒng)來緩解上述方法的缺點(diǎn)，組裝方法和控制系統(tǒng)在插入過程期間應(yīng)用反饋回路來適應(yīng)轉(zhuǎn)子與定子之間的任何偏移，且最大限度地減小電氣機(jī)械內(nèi)的不需要的吸引和/或力。
[0007]在一個(gè)示例性實(shí)施例中，一種控制系統(tǒng)設(shè)置成用于控制包括定子和轉(zhuǎn)子的電氣機(jī)械內(nèi)的多個(gè)磁體的插入，轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，控制系統(tǒng)包括連續(xù)地測(cè)量轉(zhuǎn)子與定子之間的空隙的多個(gè)傳感器、連續(xù)地檢測(cè)轉(zhuǎn)子的角位置的編碼器，以及處理器，其從傳感器和編碼器接收數(shù)據(jù)且實(shí)時(shí)確定用于將多個(gè)磁體插入轉(zhuǎn)子的表面中的插入順序，且在執(zhí)行插入過程的同時(shí)應(yīng)用反饋回路以基于接收的數(shù)據(jù)中的變化調(diào)整插入順序。
[0008]根據(jù)實(shí)施例，可連續(xù)地測(cè)量空隙的間距；或可例如通過測(cè)量轉(zhuǎn)子邊沿的后側(cè)且扣除邊沿的厚度來連續(xù)地間接測(cè)量空隙。
[0009]在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，提供了一種由計(jì)算機(jī)實(shí)施的控制方法?？刂品椒ò▓?zhí)行反饋回路，其包括將至少一個(gè)磁體插入電氣機(jī)械的轉(zhuǎn)子中、經(jīng)由傳感器感測(cè)和測(cè)量電氣機(jī)械的轉(zhuǎn)子與定子之間的空隙的間距、經(jīng)由編碼器檢測(cè)插入該至少一個(gè)磁體之后轉(zhuǎn)子的角位置，以及經(jīng)由處理器處理從傳感器和編碼器接收的測(cè)量數(shù)據(jù)，且實(shí)時(shí)確定用于插入多個(gè)磁體中的剩余磁體的插入順序，且因此在插入該多個(gè)磁體的同時(shí)應(yīng)用反饋回路。
[0010]技術(shù)方案1.一種用于將多個(gè)磁體插入電氣機(jī)械中的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括:
多個(gè)傳感器，其配置成連續(xù)地感測(cè)所述電氣機(jī)械的轉(zhuǎn)子與定子之間的空隙；以及處理器，其配置成在插入至少一個(gè)磁體之后處理從所述多個(gè)傳感器接收的數(shù)據(jù)，且實(shí)時(shí)確定用于插入所述多個(gè)磁體的插入順序；
其中所述控制系統(tǒng)在所述插入過程期間執(zhí)行反饋回路;以及其中所述插入順序基于所述接收的數(shù)據(jù)的變化調(diào)整。
[0011]技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案I所述的控制系統(tǒng)，其中，所述控制系統(tǒng)還包括配置成連續(xù)地檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的角位置的編碼器，其中所述處理器進(jìn)一步基于所述檢測(cè)的角位置來確定所述插入過程。
[0012]技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案I所述的控制系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)傳感器設(shè)置在沿所述轉(zhuǎn)子的表面的軸向和/或徑向位置處，且包括沿X軸、y軸和Z軸的感測(cè)方向。
[0013]技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案I所述的控制系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)傳感器設(shè)置在所述定子的從動(dòng)側(cè)和/或非從動(dòng)側(cè)處，且包括沿X軸、y軸和Z軸的感測(cè)方向。
[0014]技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案2所述的控制系統(tǒng)，其中，所述編碼器進(jìn)一步配置成在插入之后檢測(cè)所述至少一個(gè)磁體的插入位置。
[0015]技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案I所述的控制系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)傳感器進(jìn)一步配置成確定所述電氣機(jī)械在多個(gè)方向上的結(jié)構(gòu)剛度。
[0016]技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案2所述的控制系統(tǒng)，其中，所述編碼器為絕對(duì)編碼器。
[0017]技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案I所述的控制系統(tǒng)，其中，所述反饋回路實(shí)時(shí)重復(fù)地應(yīng)用，以在所述插入過程期間調(diào)整用于插入所述多個(gè)磁體的所述插入順序。
[0018]技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案I所述的控制系統(tǒng)，其中，所述處理器進(jìn)一步配置成基于歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前測(cè)得的數(shù)據(jù)確定所述插入順序。
[0019]技術(shù)方案10.—種由包括反饋回路的計(jì)算機(jī)實(shí)施的控制方法，包括:
將至少一個(gè)磁體插入所述電氣機(jī)械的轉(zhuǎn)子中；
在插入所述至少一個(gè)磁體之后，經(jīng)由傳感器連續(xù)地感測(cè)所述電氣機(jī)械的所述轉(zhuǎn)子與定子之間的空隙；以及
經(jīng)由處理器處理從所述傳感器接收的數(shù)據(jù)，且實(shí)時(shí)確定用于插入多個(gè)磁體中的剩余磁體的插入順序，以及在插入所述多個(gè)磁體的同時(shí)應(yīng)用所述反饋回路。
[0020]技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案10所述的控制方法，其中，所述控制方法還包括以不同時(shí)間間隔重復(fù)所述反饋回路。
[0021]技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案10所述的控制方法，其中，所述控制方法還包括在使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至少一圈和測(cè)量所述空隙的間距之后初始地確定所述插入順序。
[0022]技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案10所述的控制方法，其中，所述控制方法還包括: 經(jīng)由編碼器連續(xù)地檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的角位置，以及基于所述檢測(cè)的角位置調(diào)整所述插入過程。
[0023]技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案13所述的控制方法，其中，所述控制方法還包括:
經(jīng)由所述編碼器檢測(cè)所述至少一個(gè)磁體在插入之后的插入位置。
[0024]技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案10所述的控制方法，其中，所述控制方法包括:
實(shí)時(shí)重復(fù)地執(zhí)行所述反饋回路，以在所述插入過程期間調(diào)整所述插入順序，以便適應(yīng)所述轉(zhuǎn)子和所述定子相對(duì)于彼此的移動(dòng)的任何變化。
[0025]技術(shù)方案16.根據(jù)技術(shù)方案10所述的控制方法，其中，所述控制方法還包括:
經(jīng)由所述多個(gè)傳感器確定所述電氣機(jī)械在多個(gè)方向上的結(jié)構(gòu)剛度。
[0026]技術(shù)方案17.根據(jù)技術(shù)方案10所述的控制方法，其中，所述控制方法還包括: 經(jīng)由所述處理器基于歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前測(cè)得的數(shù)據(jù)確定所述插入順序。
[0027]技術(shù)方案18.—種用于由計(jì)算機(jī)執(zhí)行控制方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述控制方法包括用于將多個(gè)磁體插入電氣機(jī)械中的反饋回路，包括:
將至少一個(gè)磁體插入所述電氣機(jī)械的轉(zhuǎn)子中；
在插入所述至少一個(gè)磁體之后，經(jīng)由傳感器連續(xù)地感測(cè)所述電氣機(jī)械的所述轉(zhuǎn)子與定子之間的空隙；以及
經(jīng)由處理器處理從所述傳感器接收的數(shù)據(jù)，且實(shí)時(shí)確定用于插入多個(gè)磁體中的剩余磁體的插入順序，以及在插入所述多個(gè)磁體的同時(shí)應(yīng)用反饋回路。
[0028]技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案18所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，所述反饋回路還包括:
經(jīng)由編碼器連續(xù)地檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的角位置，以及基于所述檢測(cè)的角位置調(diào)整所述插入過程。
[0029]技術(shù)方案20.根據(jù)技術(shù)方案18所述的計(jì)算機(jī)程序方法，其中，所述反饋回路還包括:
實(shí)時(shí)重復(fù)地執(zhí)行所述反饋回路，以在所述插入過程期間調(diào)整所述插入順序，以便適應(yīng)所述轉(zhuǎn)子和所述定子相對(duì)于彼此的移動(dòng)的任何變化。
[0030]前文已經(jīng)寬泛地指出了各種實(shí)施例的其中一些方面和特征，其應(yīng)看作是僅說明本公開內(nèi)容的各種潛在應(yīng)用。其它有益結(jié)果可通過以不同方式應(yīng)用公開信息或通過組合公開的實(shí)施例的各種方面來獲得。因此，除權(quán)利要求限定的范圍外，其它方面和更透徹的理解可通過連同附圖參照示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述來獲得。
【附圖說明】
[0031]圖1為示出具有使用常規(guī)插入方法安裝在其上的多個(gè)磁體的電氣機(jī)械的轉(zhuǎn)子表面的展開圖。
[0032]圖2為用于實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的電氣機(jī)械的示意圖。
[0033]圖3為示出可在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例內(nèi)實(shí)施的用于將永磁體插入轉(zhuǎn)子中的控制系統(tǒng)的傳感器的放置的示意圖。
[0034]圖4為示出可在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例內(nèi)實(shí)施的用于將多個(gè)永磁體插入電氣機(jī)械的轉(zhuǎn)子中的包括反饋回路的控制方法的流程圖。
[0035]圖5為可在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例內(nèi)實(shí)施的插入電氣機(jī)械的轉(zhuǎn)子上的磁體的圖示。
[0036]圖6為示出可在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例內(nèi)實(shí)施的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的示例的示意圖。
[0037]附圖僅出于示出優(yōu)選實(shí)施例的目的，且不認(rèn)作是限制本公開內(nèi)容。給定附圖的以下開放描述，本公開內(nèi)容的新穎方面將對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員變得清楚。該詳細(xì)描述使用了數(shù)字和字母標(biāo)號(hào)來表示附圖中的特征。附圖和描述中相似或類似的標(biāo)記用于表示本發(fā)明的實(shí)施例的相似或類似的部分。
【具體實(shí)施方式】
[0038]本文按需要公開了詳細(xì)實(shí)施例。必須理解的是，公開實(shí)施例僅為示例性的各種形式和備選形式。如本文使用的詞語"示例性"寬泛地用于表示用作圖解、范例、模型或型式的實(shí)施例。附圖不一定按比例，且一些特征可擴(kuò)大或縮小以示出特定構(gòu)件的細(xì)節(jié)。在其它情況下，并未詳細(xì)描述本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的公知的構(gòu)件、系統(tǒng)、材料或方法，以免使本公開內(nèi)容模糊。因此，本文公開的特定結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不被認(rèn)作是限制性的，而是僅作為權(quán)利要求的基礎(chǔ)，以及用于教導(dǎo)本領(lǐng)域的技術(shù)人員的代表性基礎(chǔ)。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的控制系統(tǒng)和控制方法可在不同的電氣機(jī)械內(nèi)實(shí)施，諸如PMM、永磁發(fā)電機(jī)(PMG)、永磁電動(dòng)機(jī)和船用電動(dòng)機(jī)，或其它適合的電氣機(jī)械。
[0040]圖2為用于實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的電氣機(jī)械的示意圖。如圖2中所示，電氣機(jī)械100包括定子102和轉(zhuǎn)子(例如，內(nèi)轉(zhuǎn)子)104，轉(zhuǎn)子104相對(duì)于定子102圍繞具有專用旋轉(zhuǎn)軸線1^的軸105旋轉(zhuǎn)。定子102還可具有縱軸線，其與轉(zhuǎn)子104的旋轉(zhuǎn)軸線Ra對(duì)準(zhǔn)。
[0041]使用如圖所示的軸承60實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)?？障?06位于內(nèi)轉(zhuǎn)子104與定子102之間。促動(dòng)器108聯(lián)接在旋轉(zhuǎn)軸線1^處，以便于轉(zhuǎn)子104相對(duì)于定子102的促動(dòng)。促動(dòng)器108還控制轉(zhuǎn)子104到定子102的徑向位置。轉(zhuǎn)子104包括插入其中的多個(gè)永磁體110。
[0042]磁體110可插入磁體座(未示出)中，且安裝在轉(zhuǎn)子表面112上，或可使用緊固器件(例如，螺栓)直接地安裝在轉(zhuǎn)子表面112上。如果使用磁體座，則磁體座提供偏壓力以將磁體110裝固在其中。磁體座可設(shè)置和分成區(qū)段以易于處理和安裝。如圖所示，實(shí)施例可在具有外定子和內(nèi)轉(zhuǎn)子的電氣機(jī)械內(nèi)實(shí)施。作為備選，實(shí)施例可在具有內(nèi)定子或任何其它類型的定子-轉(zhuǎn)子關(guān)系的外轉(zhuǎn)子中實(shí)施，且不限于此。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的控制系統(tǒng)200包括用于感測(cè)空隙106的間距和對(duì)準(zhǔn)的多個(gè)傳感器205(例如，距離傳感器)。傳感器205可設(shè)置在如實(shí)線箭頭指出的軸向位置和/或如虛線箭頭指出的在轉(zhuǎn)子104的轉(zhuǎn)子表面112附近的徑向位置。作為備選，傳感器205可安裝在定子102上或轉(zhuǎn)子104與定子102之間。作為備選，傳感器可測(cè)量其它量，如應(yīng)變或力。
[0044]傳感器205可設(shè)置在定子102的從動(dòng)側(cè)102a或非從動(dòng)側(cè)102b(如圖3中所示)上。傳感器205由控制系統(tǒng)200連接和控制，以測(cè)量空隙106的間距，且確定電氣機(jī)械100在多個(gè)方向上的結(jié)構(gòu)剛度。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，傳感器205連續(xù)地監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子104相對(duì)于定子102的移動(dòng)，以確定移動(dòng)的變化，且可選地確定電氣機(jī)械100的剛度。
[0045]偏轉(zhuǎn)器可在從動(dòng)面和非從動(dòng)面上附接在轉(zhuǎn)子102周圍的點(diǎn)處，以用于測(cè)量定子面的大小。根據(jù)其它實(shí)施例，可使用接近探頭(例如，電容、電感或光學(xué))。使用發(fā)光元件(例如，發(fā)光二極管(LED))從定子102的從動(dòng)側(cè)穿過空隙106傳輸?shù)墓饪衫霉怆娞綔y(cè)器測(cè)量。光電探測(cè)器可由控制系統(tǒng)200控制以測(cè)量空隙106的間距。
[0046]在還有其它實(shí)施例中，使用固定至表面以從定子102的從動(dòng)側(cè)以較低入射角發(fā)射的激光可監(jiān)測(cè)反射離開轉(zhuǎn)子104的激光。在空隙106內(nèi)檢測(cè)到一次或多次激光反射之后，可獲得非從動(dòng)側(cè)102b上的激光點(diǎn)的位置的測(cè)量結(jié)果。除上文所列的無接觸裝置之外，具有彈簧加載的銷的測(cè)量裝置可用于確定轉(zhuǎn)子與定子之間的相對(duì)位置。
[0047]控制系統(tǒng)200還包括位于軸105處的編碼器210，以在將多個(gè)磁體110插入轉(zhuǎn)子104中的同時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)子104相對(duì)于定子102的角位置。根據(jù)定義，角位置限定轉(zhuǎn)子104上的哪個(gè)磁體位置在磁體插入部位或位置的前方和離其的距離。編碼器210可為絕對(duì)編碼器或適用于本文提出的目的的任何其它類型的編碼器。
[0048]控制系統(tǒng)200還包括處理器215(例如，圖6中所示的605)，或數(shù)據(jù)處理單元(DPU)，以用于接收由傳感器205和編碼器210檢測(cè)到的測(cè)量結(jié)果且處理它們。
[0049]插入機(jī)構(gòu)(未示出)還設(shè)置成用于執(zhí)行磁體110到轉(zhuǎn)子104中的插入。取決于磁體110的載入由磁體的臺(tái)架和物流最佳支持的位置，插入機(jī)構(gòu)布置在可接近的位置處，例如，三點(diǎn)鐘、六點(diǎn)鐘或九點(diǎn)鐘位置。插入機(jī)構(gòu)可由處理器605進(jìn)一步控制。
[0050]根據(jù)實(shí)施例，處理器215進(jìn)一步執(zhí)行實(shí)時(shí)確定用于將多個(gè)磁體110插入轉(zhuǎn)子104的轉(zhuǎn)子表面112中的插入順序的技術(shù)。實(shí)施例的技術(shù)對(duì)從傳感器205、編碼器210接收的測(cè)量數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)子104中的至少一個(gè)磁體110的放置敏感。處理器215應(yīng)用反饋回路來實(shí)時(shí)調(diào)整插入順序，以控制多個(gè)磁體110到轉(zhuǎn)子104中的插入(例如，在轉(zhuǎn)子表面112處)。
[0051 ]例如，在插入4或5個(gè)磁體110之后，基于實(shí)際位移測(cè)量、空隙的間距、已經(jīng)安裝的磁體及其位置的信息，以及在處理器215中實(shí)時(shí)接收到的額外測(cè)量數(shù)據(jù)，處理器215可調(diào)整插入順序來抵銷不需要的力(例如，UMP)。該調(diào)整通過將磁體110應(yīng)用于轉(zhuǎn)子104的相對(duì)側(cè)處來實(shí)現(xiàn)。處理器215重復(fù)反饋回路，直到該多個(gè)磁體110全部都插入轉(zhuǎn)子104中。
[0052]測(cè)量數(shù)據(jù)可顯示，且可由使用者在控制系統(tǒng)200的顯示裝置(例如，圖6中所示的670)處查看。
[0053]基于接收到的測(cè)量數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)200可在確定插入順序時(shí)考慮若干變量。例如，這些變量可包括磁性吸引中的強(qiáng)度的磁體與磁體的變化、磁性吸引對(duì)任何偏移的非線性、軸承間隙、結(jié)構(gòu)剛度的偏差，以及機(jī)器零件和其組件的公差。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解那樣，可使用其它適合的變量，且將在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
[0054]根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，控制系統(tǒng)200可基于儲(chǔ)存于儲(chǔ)存裝置(例如，圖6中所示的635)中的歷史數(shù)據(jù)來確定插入順序。歷史數(shù)據(jù)可包括與磁體類型、記錄的UMP，或記錄的轉(zhuǎn)子與定子之間的距離相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，以及任何其它類型的歷史數(shù)據(jù)。
[0055]圖3為示出根據(jù)實(shí)施例的用于將永磁體插入轉(zhuǎn)子上的控制系統(tǒng)的傳感器的放置的示意圖。如圖3中所示，設(shè)置了定子102且包括為面向轉(zhuǎn)子104的前側(cè)的從動(dòng)側(cè)102a，以及為定子102的后側(cè)或外側(cè)的非從動(dòng)側(cè)102b。多個(gè)傳感器205可沿x、y和z軸設(shè)置在各個(gè)方向，如由用于從動(dòng)側(cè)傳感器20f5D和非從動(dòng)側(cè)傳感器205N的相應(yīng)箭頭指出的那樣?？纱嬖陂L度方向上對(duì)稱和非對(duì)稱，且在周向方向上非對(duì)稱的機(jī)器(例如，其中定子102下半部分具有底腳來連接至基部，且定子102上半部分安裝在下半部分的頂部上而沒有基部的附接)。
[0056]下文參照?qǐng)D4和圖5描述了用于將磁體110插入轉(zhuǎn)子104中的控制方法。
[0057]圖4為示出根據(jù)實(shí)施例的用于將多個(gè)磁體插入電氣機(jī)械的轉(zhuǎn)子上的包括反饋回路的控制方法的流程圖。如圖4中所示，方法400執(zhí)行反饋回路405，其在操作410處開始，其中控制系統(tǒng)200控制插入機(jī)構(gòu)將至少一個(gè)磁體110插入轉(zhuǎn)子104中。
[0058]該過程然后繼續(xù)至操作420，在該處，傳感器205感測(cè)和測(cè)量轉(zhuǎn)子104與定子102之間的空隙1 6的間距。也執(zhí)行其它測(cè)量，諸如多個(gè)方向上的結(jié)構(gòu)剛度，例如通過將已知的力施加到系統(tǒng)中，確定對(duì)施加力的響應(yīng)，因此確定剛度。作為其變型，系統(tǒng)可規(guī)定具有已知水平的不平衡磁拉力的一個(gè)或多個(gè)磁體構(gòu)造，其將旋轉(zhuǎn)以便觀察在若干方向上的系統(tǒng)響應(yīng)。此外，在操作420中，編碼器210連續(xù)地檢測(cè)轉(zhuǎn)子104的角位置，以及各個(gè)插入磁體110的插入位置。該過程繼續(xù)至操作430。
[0059]在操作430中，控制系統(tǒng)200接收來自傳感器205和編碼器210的測(cè)量數(shù)據(jù)。處理單元215處理測(cè)量數(shù)據(jù)，且限定最佳適于插入多個(gè)磁體中的剩余磁體110的插入順序。即，控制系統(tǒng)200讀取傳感器205，計(jì)算接下來的插入順序，且通知插入機(jī)構(gòu)的操作者按順序接下來插入哪個(gè)磁體?？刂葡到y(tǒng)200還可控制促動(dòng)，例如，轉(zhuǎn)子104在磁體進(jìn)入其插入位置的兩次插入或運(yùn)動(dòng)之間的旋轉(zhuǎn)。
[0060]控制系統(tǒng)200實(shí)時(shí)執(zhí)行反饋回路405，使得插入順序可在插入過程期間調(diào)整(S卩，再計(jì)算)。該過程幫助適應(yīng)轉(zhuǎn)子104和定子102相對(duì)于彼此的移動(dòng)中的任何變化，以及電氣機(jī)械100的多個(gè)方向上的結(jié)構(gòu)剛度的任何變化。
[0061]取決于空隙106的間距的連續(xù)監(jiān)測(cè)和已經(jīng)填充有磁體110的插入位置，可重復(fù)反饋回路。根據(jù)實(shí)施例，反饋回路可設(shè)置成以不同的時(shí)間間隔發(fā)生，或如由控制系統(tǒng)200的使用者另外期望的那樣發(fā)生。
[0062]在所示實(shí)施例中，插入順序可在使轉(zhuǎn)子104旋轉(zhuǎn)至少一圈且然后測(cè)量空隙106的間距(或距離)之后來確定，以確定空隙106相對(duì)于定子102的任何閉合或剛度。通過確定結(jié)構(gòu)剛度和測(cè)量的空隙106，可確定用于插入磁體110的最佳插入順序。如上文所述，系統(tǒng)可規(guī)定具有已知水平的不平衡磁拉力的一個(gè)或多個(gè)磁體構(gòu)造，其將旋轉(zhuǎn)以便觀察在若干方向上的系統(tǒng)響應(yīng)。優(yōu)化可聚焦于磁體插入之間的最小旋轉(zhuǎn)量、空隙閉合的最小量、最小總體組裝時(shí)間、其它因素，或它們的組合。
[0063]圖5為可在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例內(nèi)實(shí)施的安裝在轉(zhuǎn)子上的磁體的圖示。在圖5中，轉(zhuǎn)子104示為具有插入其中的兩個(gè)磁體IlOa和110b，以及彼此相對(duì)的UMP的力和實(shí)際測(cè)量空隙106的力?？刂葡到y(tǒng)200考慮了UMP和測(cè)量空隙106來確定和調(diào)整磁體IlOa和IlOb的插入過程期間的插入順序。
[0064]圖6為示出可在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例內(nèi)實(shí)施的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的示例的示意圖。如圖6中所示，控制系統(tǒng)200可在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)600內(nèi)實(shí)施。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)600包括至少一個(gè)微處理器或中央處理單元(CPU)605。
[0065]CPU 605經(jīng)由系統(tǒng)總線610互連到隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)615、只讀存儲(chǔ)器(R0M)620和輸入/輸出(I/o)適配器625。1/0 625連接到可移除的數(shù)據(jù)和/或程序儲(chǔ)存裝置630。還包括海量數(shù)據(jù)和/或程序儲(chǔ)存裝置635、用于連接鍵盤645和鼠標(biāo)650的用戶界面適配器640、用于連接數(shù)據(jù)端口 660的端口適配器655，以及用于連接顯示裝置670的顯示適配器665。
[0066]ROM 620包含用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)600的基本操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)可作為備選位于RAM615中或其它地方，如本領(lǐng)域中已知那樣。示例或可移除的數(shù)據(jù)和/或程序儲(chǔ)存裝置630包括磁性介質(zhì)，諸如軟盤驅(qū)動(dòng)器和磁帶驅(qū)動(dòng)器，以及光學(xué)介質(zhì)，諸如⑶ROM驅(qū)動(dòng)器。
[0067]海量數(shù)據(jù)和/或程序儲(chǔ)存裝置635的示例包括硬盤驅(qū)動(dòng)器和非易失性存儲(chǔ)器，諸如閃速存儲(chǔ)器。除鍵盤645和鼠標(biāo)650之外，其它用戶輸入裝置(諸如軌跡球、手寫板、壓力墊、麥克風(fēng)、光筆和位置感測(cè)屏幕顯示器)可連接到用戶界面640。顯示裝置的示例包括陰極射線管(CRT)和液晶顯示器(LCD)。
[0068]來自傳感器205和編碼器210(如圖2中所示)的信號(hào)輸入所示的數(shù)據(jù)端口660中。
[0069]顯示裝置670可顯示提出的和備選的插入方案、插入方案的決策數(shù)據(jù)的概括、完成磁體插入的估計(jì)時(shí)間、至最大應(yīng)用UMP的裕度、估計(jì)的變形、直接測(cè)得的值或原始數(shù)據(jù)的圖形和表格指示、不同坐標(biāo)系(替代線性位移的角)所示的校準(zhǔn)(偏移)的此原始數(shù)據(jù)的幾何再計(jì)算、計(jì)算或測(cè)量的力。
[0070]具有適合的應(yīng)用接口的計(jì)算機(jī)程序可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員創(chuàng)建，且儲(chǔ)存在系統(tǒng)或裝置或數(shù)據(jù)和/或程序儲(chǔ)存裝置上，以簡(jiǎn)化實(shí)施例的實(shí)施。在操作中，創(chuàng)建成執(zhí)行實(shí)施例的信息或計(jì)算機(jī)程序加載到適合的可移除數(shù)據(jù)和/或程序儲(chǔ)存裝置630上。信息經(jīng)由數(shù)據(jù)端口660給送，且使用鍵盤645鍵入。
[0071]鑒于上文，本方法的實(shí)施例因此可采用計(jì)算機(jī)或控制器實(shí)施的過程和設(shè)備的形式來實(shí)施那些過程。本公開內(nèi)容還可體現(xiàn)為包含指令的計(jì)算機(jī)程序代碼的形式，指令體現(xiàn)在有形介質(zhì)中，諸如軟盤、CD R0M、硬盤或任何其它計(jì)算機(jī)可讀儲(chǔ)存介質(zhì)中，其中，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序代碼加載到計(jì)算機(jī)或控制器中且由計(jì)算機(jī)或控制器執(zhí)行時(shí)，計(jì)算機(jī)變?yōu)橛糜趯?shí)施該實(shí)施例的設(shè)備。
[0072]本公開內(nèi)容還可體現(xiàn)為計(jì)算機(jī)程序代碼或信號(hào)的形式，例如，其儲(chǔ)存在儲(chǔ)存介質(zhì)中、由計(jì)算機(jī)或控制器加載和/或執(zhí)行，或在一些傳輸介質(zhì)上傳輸，諸如在電線或線纜上、穿過光纖或經(jīng)由電磁輻射，其中，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序代碼加載到計(jì)算機(jī)中且由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，計(jì)算機(jī)變?yōu)橛糜趯?shí)施本發(fā)明的設(shè)備。
[0073]當(dāng)在通用微處理器上實(shí)施時(shí)，計(jì)算機(jī)程序代碼節(jié)段將微處理器配置成產(chǎn)生特定的邏輯電路?？蓤?zhí)行的指令的技術(shù)效果在于實(shí)施上文所述的示例性方法。
[0074]該書面描述使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何包含的方法。本發(fā)明可申請(qǐng)專利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這些其它示例具有不與權(quán)利要求的字面語言不同的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言無實(shí)質(zhì)差異的等同結(jié)構(gòu)要素，則意在使這些其它示例處于權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于將多個(gè)磁體插入電氣機(jī)械中的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括: 多個(gè)傳感器，其配置成連續(xù)地感測(cè)所述電氣機(jī)械的轉(zhuǎn)子與定子之間的空隙；以及 處理器，其配置成在插入至少一個(gè)磁體之后處理從所述多個(gè)傳感器接收的數(shù)據(jù)，且實(shí)時(shí)確定用于插入所述多個(gè)磁體的插入順序； 其中所述控制系統(tǒng)在所述插入過程期間執(zhí)行反饋回路；以及 其中所述插入順序基于所述接收的數(shù)據(jù)的變化調(diào)整。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括配置成連續(xù)地檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的角位置的編碼器，其中所述處理器進(jìn)一步基于所述檢測(cè)的角位置來確定所述插入過程。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)傳感器設(shè)置在沿所述轉(zhuǎn)子的表面的軸向和/或徑向位置處，且包括沿X軸、y軸和z軸的感測(cè)方向。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)傳感器設(shè)置在所述定子的從動(dòng)側(cè)和/或非從動(dòng)側(cè)處，且包括沿X軸、y軸和z軸的感測(cè)方向。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述編碼器進(jìn)一步配置成在插入之后檢測(cè)所述至少一個(gè)磁體的插入位置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)傳感器進(jìn)一步配置成確定所述電氣機(jī)械在多個(gè)方向上的結(jié)構(gòu)剛度。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述編碼器為絕對(duì)編碼器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述反饋回路實(shí)時(shí)重復(fù)地應(yīng)用，以在所述插入過程期間調(diào)整用于插入所述多個(gè)磁體的所述插入順序。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器進(jìn)一步配置成基于歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前測(cè)得的數(shù)據(jù)確定所述插入順序。10.一種由包括反饋回路的計(jì)算機(jī)實(shí)施的控制方法，包括: 將至少一個(gè)磁體插入所述電氣機(jī)械的轉(zhuǎn)子中； 在插入所述至少一個(gè)磁體之后，經(jīng)由傳感器連續(xù)地感測(cè)所述電氣機(jī)械的所述轉(zhuǎn)子與定子之間的空隙；以及 經(jīng)由處理器處理從所述傳感器接收的數(shù)據(jù)，且實(shí)時(shí)確定用于插入多個(gè)磁體中的剩余磁體的插入順序，以及在插入所述多個(gè)磁體的同時(shí)應(yīng)用所述反饋回路。
【文檔編號(hào)】H02K15/03GK106059215SQ201610208360
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年4月6日 公開號(hào)201610208360.X, CN 106059215 A, CN 106059215A, CN 201610208360, CN-A-106059215, CN106059215 A, CN106059215A, CN201610208360, CN201610208360.X
【發(fā)明人】J.J.尼斯
【申請(qǐng)人】通用電氣能源能量變換技術(shù)有限公司