[发明专利]用于电机的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及控制系统，尤其涉及一种用于电机的控制系统。

背景技术

电机系统通常包括电机和被配置为控制由电机生成的功率/扭矩的控制单元。已知类型的电机的例子包括感应电机、同步无刷永磁电机、开关磁阻电机和直线电机。在商业领域，三相电机是最常用种类的可用电机。

三相电机通常包括三个线圈组，其中，每个线圈组被配置为生成与交流电压的三相中的一个相关联的磁场。

为了增加电机内形成的磁极的数量，每个线圈组通常会具有围绕电机的外围分布的多个子线圈组，其被驱动来产生旋转磁场。

三相电机的三个线圈组通常以三角形结构或Y形结构来配置。

用于具有DC电力供应的三相电机的控制单元通常包括三相桥逆变器，其生成用于驱动电机的三相电压供应。每个相应的电压相位被施加至电机的相应线圈组。

三相桥逆变器包括多个开关装置，例如，诸如绝缘栅双极型晶体管（IGBT）开关的电力电子开关。

然而，电力电子开关通常会表现出开关损耗和传导损耗。

包括开关损耗和传导损耗的总损耗大约与功率的平方成比例。这对电机和逆变器会导致严重的热管理问题，因为例如，双倍的功率翻倍会导致四倍的热损耗。导出该热量而不将装置的温度提高至其安全工作水平之上成为装置能够处理的功率的量的限制因素。实际上，现代较大功率的装置具有例如500A的固有电流处理能力，但由于热约束而被限制为200A。

对于具有给定额定功率的传统三相电机，如果期望更大的额定功率，则可以通过生产具有更大直径的电机来实现。对于较大的电机直径，转子的圆周速度在角速度给定时增大。然而，针对给定的供应电压，需要电机线圈具有减少的匝数。

克服该限制所提出的一个解决方案是开发具有可以相互独立地工作的多个子电机的电机，其中，一个子电机的子线圈组中流动的电流独立于另一子电机的子线圈组中流动的电流（即，相应子线圈组不串联连接）。结果，相比于所有相应子线圈组串联连接的等同电机，每个子线圈组的线圈可以具有较大匝数。每个线圈中增加的匝数增大了电机的总电感。这意味着较低的电流可以在每个子线圈组的线圈中使用，这导致了较少的散热问题，并且允许使用较小的开关装置。较小开关装置的使用由此允许较快的开关速度和较低的开关损耗。

然而，对于具有多个独立子电机的电机，如果每个子电机具有其本身的用于直接与远程安装的车辆控制器通信的通信接口，则将导致额外的通信线路不得不延伸在车辆控制器和电机之间，这将导致车辆的重量和成本的增加。

期望改进这种情形。

发明内容

根据本发明的方面，提供一种根据所附权利要求的控制系统。

所请求保护的发明具有以下优点，提供一种用于控制电机的工作的通信系统，电机具有多个子电机，每个子电机可以经由外部控制器独立控制而仅使用电机的单个通信接口。此外，如果用于控制一个子电机的工作的通信线路发生故障，则子电机仍可以接收控制数据。

附图说明

现在将参考附图通过示例的方式描述本发明，其中：

图1示出本发明实施例中使用的电机的分解图；

图2示出从另一角度观察的图1所示的电机的分解图；

图3示出根据本发明实施例的电机的线圈组的示例配置；

图4示出根据本发明实施例的电机的第一驱动配置；

图5示出根据本发明实施例的电机的第二驱动配置。

具体实施方式

针对用在车辆的车轮中的电机的控制系统描述了本发明的实施例，但电机可以位于车辆内的任何位置。电机是以下类型：具有一组线圈，该线圈是定子的附接至车辆的一部分并且被转子径向围绕，转子承载一组磁体，用于附接至车轮。为了避免疑问，本发明的各个方面同样可应用于具有相同配置的发电机。这样，电机的定义意欲包括发电机。另外，本发明的一些方面可应用于转子中心地安装在径向围绕的线圈内的配置。如本领域技术人员将理解的，本发明可应用于其他类型的电机。

为了本实施例的目的，如图1所示，轮内电机40包括定子252，定子包括散热片253、多个线圈254以及安装在定子后部以驱动线圈的电子模块255。线圈254形成在定子齿叠片结构上以形成线圈绕组。定子罩256安装在定子252的后部，包封电子模块255以形成定子252，定子252之后可以固定至车辆并在使用期间不相对于车辆旋转。