[发明专利]电动机和电动机控制器

说明书

一种电动机控制器，具有正面和背面，正面承载多个AC输出耦接器，并且控制器承载转换器，该转换器被配置为将接收的DC电源转换为用于控制电动机的输出AC电源，AC输出耦接器关于控制器的对称轴被对称地放置在控制器的正面上。还描述了一种装置，包括：DC串激电动机；以及第一电流源，被配置为将第一电流提供给DC串激电动机的电枢；第二电流源，被配置为将第二电流提供给DC串激电动机的励磁绕组；以及控制器，其被配置为控制第一电流源以基于电动机所需的扭矩输出来提供第一电流，以及控制第二电流源以基于第一电流来提供第二电流。

本申请是申请日为2012年4月30日、申请号为201280030879.3的中国发明专利申请“电动机和电动机控制器”的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于电动机的控制器，并且涉及模块化电动机-控制器组件。可以在电动车中使用此类控制器和电动机。

本发明的一些方案涉及电动车，并且涉及用于电动车中的电动机的控制器和控制方案。具体地说，一些方案涉及具有振荡阻尼系统的电动机控制器。

本发明的一些方案还涉及DC串激电动机的控制以及用于控制DC电动机的控制电路，本发明的这些方案与DC串激电动机的控制具有特定但是非排他的关联。

背景技术

AC电动机和电动机控制器

在电动车中，为了避免差速器的重量和成本，相应的(单独的)电动机可以用于驱动相应的车轮。与二氧化碳车辆排放相关联的环境问题是众所周知的。所提出的解决方案是利用用于车辆的电动机替换内燃机。每一个电动机需要控制器。在电动机是三相电动机的情况下，控制器具有用于将DC电源转换为用于电动机的AC的逆变器。该过程由于高功率晶体管的快速切换和通态压降而产生热量。在电动机中还由于绕组中的欧姆(l²R)加热、涡流、并且由于摩擦而产生热量。每一个电动机和每一个控制器需要冷却系统。通常，通过使冷却液通过散热器或者歧管以吸收热能来实现冷却。虽然可以使用单个泵，但是每一个冷却系统将包括用于实现流体循环的管道系统。因此，在具有两个电动机和两个电动机控制器的布置中，必须提供四组冷却装置(包括散热器、歧管和管道系统)。多个电动机、控制器、相关联的电部件和冷却部件的存在意味着电动车牵引系统的设计和装配不是一项简单的任务。

另一个问题是，当分隔开的电动机和控制器通过长电线连接时，电动机所需的高电流(几百安培的量级)导致损耗。这种布线还带来了安全问题，例如，需要进入(cut in)事故车辆中的紧急服务人员的触电风险。

本案的发明人已经认识到对减小电力牵引电动机和电动机控制器组件的重量、体积和复杂性以及改善安全性的需要。

DC串激电动机及其控制

各种类型的DC电动机是已知的，并且每一个DC电动机具有相关联的优点和缺点。一种类型的DC电动机是DC串激电动机，其在图5中被示意性地示出。在DC串激电动机中，电动机1002的电枢绕组1004和励磁绕组6被串联，使得相同的电流通过每一个绕组。与其它电动机类型相比，这意味着励磁绕组比平常承载远远更高的电流，并且必须由重载电线制成。

因为通过绕组(具体地说，励磁绕组)的电流的量确定可以由电动机产生的扭矩，因此DC串激电动机通常提供高起始扭矩，这使得它们能够在第一次被供电时移动相对高的轴负载。DC串激电动机的依赖于该高扭矩特征的一种常用用途是作为用于启动内燃机的启动电动机。串激电动机的高扭矩特征还导致在牵引应用中(例如，在电动的电车辆中)考虑这些电动机。

DC串激电动机的一个特征是使通过电动机的电流的方向反向不会改变电动机的旋转方向。这是因为使通过电动机的电流的方向反向使得励磁绕组和电枢绕组中的电流均反向，这导致两个磁场反向。DC串激电动机的该特征导致这些电动机被认为是“交直流两用”电动机，这是因为它允许使用DC或AC电流来对它们供电。