[发明专利]电动机装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机装置，尤其是一种在电动机的再生制动期间能被配置为减少到能量存储装置的电流的电动机装置。

背景技术

关于环境友好性汽车的兴趣正日益增长，可能并不令人吃惊的是，相关对于与电动汽车的使用兴趣也日益增长。

电动车通常采用电动机来提供用于该车辆的驱动以及用于停驶该车辆的再生制动。为实现有效的再生制动，连接到电动机的驱动轮的旋转运动是被转换为电能。这涉及动能的消耗，通过在所述驱动轮的旋转的相对方向施加制动扭矩而提供了对于驱动轮的制动力。

在再生制动期间产生的电能导致在电动机的线圈绕组内产生电流，该电流通常被引导到能量存储装置。到需要时，再生的能量可被再次使用，以驱动电动机，因而提高该电动机的操作效率。

然而，如果发生这样的条件，即避免再生电流被存储在能量存储装置内，这会导致在再生制动扭矩上的减少。

对于这个问题的一个解决方案已经被提出采用移能电阻器，它们被使用在车辆内以吸收那些不能被存储在能量存储装置内的再生电流，因而确保当发生这样的条件，即避免再生电流被存储在能量存储装置内时，再生制动扭矩不被危及。然而，移能电阻器是体积大和昂贵的。

人们希望改善这种状况。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了根据所附的权利要求所述的一种电动机装置。

这种电动机装置提供了这样的优点：使得再生制动扭矩能被产生，而不需使相关联的再生电流被存储在能量存储装置内，也不需要移能电阻器。

通过控制施加到电动机的线圈绕组的相电压，致使再生电流被配置为流经该电动机的线圈绕组和电动机的功率电子元件，而不是返回到电源，本发明使得用于定子绕组的控制短电路能更有效。

如果电源能对电动机进行充电，则速度低于该电动机能进入的产生动力的制动模式，这会从该电源处获得电流，以便提供制动扭矩。

附图说明

本发明现在将通过实施例的方式，根据所附的附图进行说明，在这些附图中：

图1显示了用于本发明的一个具体实施方式中的电动机的爆炸分解图；

图2显示了在图2中所示的电动机的从另一个角度的爆炸分解图；

图3显示了用于根据本发明的一个具体实施方式所述的电动机的线圈绕组的一个示例性装置；

图4显示了一种三相定子电流复杂空间矢量；

图5显示了一种三相定子电流参考帧，具有a、d、q旋转参考帧；

图6显示了对于ω_e的一定数量的不同正值的一组能量比I_q的图；

图7显示了根据本发明的一个具体实施方式所述的电动机的制动电流与旋转速度的比较；

图8图形化地显示了对于本发明的一个具体实施方式所述的电动机在正交轴的电流与在直轴的电流的比较。

图9显示了控制器的第一个具体实施方式。

图10显示了控制器的第二个具体实施方式。

图11显示了控制器的第三个具体实施方式。

具体实施方式

本发明所描述的具体实施方式是一种用于在车轮内使用的永磁同步电动机，也就是一种轮内电动机。然而，正如本领域技术人员所熟知，本发明也可被应用于其他类型的永磁同步电动机。该类型的电动机具有一组线圈，该线圈是定子的一部分，用于安装到车辆，由带有一组磁体的转子所轴向环绕，用于安装到车轮。此外，本发明的一些方面是可被应用到一种具有自安装到轴向环绕的线圈内的转子的装置。

本发明具体实施的物理装置可参考图1和图2来得以最好的理解。所述装置可被描述为一种内建电子元件和轴承的电动机，或者当该装置被构建为容纳分离的车轮时，该装置也可以被描述为一种轮毂电动机或轮毂驱动器。然而，所描述的永磁同步电动机结构仅是用于示例性目的，而有其他永磁同步电动机结构也可被利用。

首先参考图1，所述装置包括：定子252，包括后部分230，形成该装置的壳体的第一部分；以及散热与驱动装置231，包括多个线圈和电子元件，以驱动这些线圈和散热器。该线圈驱动装置231是安装到后部分230以形成定子252，然后该定子252可被安装到车辆，在使用过程中不再旋转。这些线圈自身是在齿片上形成的，这些齿片与所述驱动装置231和后部分230一起形成所述定子252。

虽然未示出，多个电容电路板也被安装到所述定子，这些电路板用于在所述电动机与电源之间提供电容以降低电压线降。