[发明专利]双馈感应马达

说明书

电马达，特别是感应马达，包括定子、转子和布置在转子处的控制装置。三个转子绕组连接至转子控制装置，其中逆变器和控制器单元安装在该转子上。电容器安置在DC链路中。电容器由转子中感应的EMF供电。转子绕组中的电流被推进，以便在转子电流与定子MMF矢量之间实现90度相移。为此，可以改变转子电流的频率和幅度以及相移。其中转子逆变器的频率与滑差频率相匹配。

本发明涉及电马达，特别是涉及感应马达，并且涉及操作电马达特别是感应马达的方法。

虽然同步电马达通常比感应电马达更有效率，但感应马达仍广泛用于许多应用中。原因是与同步马达相比，成本低、维护少且设计简单。感应马达效率较低的原因之一是，转子磁通量场在强度和方向方面非常难控制。在稳态情况(恒定的RPM和转矩)下，定子MMF(磁动势)矢量与转子磁通量矢量之间的角度不是最佳的90°(电学的)。由于必须在定子和转子中维持更大的电流，导致欧姆和气隙损失，这削减了效率并且可以导致过热问题。此外，当需要来自马达的瞬时转矩时，增加转子场耗费相当长的时间。额外激励转子的过程可能耗费多达几秒钟，在该时间内马达可能会停转，导致各种问题。

因此，本发明的目的是提供一种电马达，特别是感应马达，在方向和强度二者方面具有比现有技术的感应马达更好的转子场矢量控制的能力。

该目的通过根据权利要求1的电马达和根据权利要求(16)的操作电马达的方法来实现。在从属权利要求中限定了本发明优选实施方式的附加的优点和特征。

根据本发明，电马达，特别是感应马达，包括定子、转子和控制装置，特别是转子控制装置，其布置在转子处，其中在操作期间，定子适于将EMF(电动势)感应到转子中，并且其中控制装置适于基于转子中的感应EMF而改变转子的滑差和/或功率因数。

有利地，定子包括不少于三个定子绕组，并且转子包括不少于三个转子绕组，EMF(电磁力)可感应到其中，并且其中控制装置适于改变或调节以下中的至少一个：

·转子绕组中的电流

·和/或转子磁通量矢量的角度

·和/或马达的滑差。

转子控制装置适于在时间的合适时刻从转子绕组汲取电能，并将该能量的一部分以电荷的形式存储在转子能量存储单元即一组电容器中。因此，在转子能量存储单元的端子之间建立电势。然后，使用存储在转子能量存储单元中的能量来改变转子磁通量场强度和角度，相对于转子本身和/或马达的滑差，通过在时间的合适时刻向转子绕组施用电势以更改转子绕组中的电流，使用已经在转子能量存储单元中建立的电势。

有利地，转子控制装置适于改变转子电流的相位和/或大小/幅度，以适应转子磁通量矢量的角度和大小，特别是转子磁通量场。因此，电流可以在时间上向前或向后移动，用于与转子中的感应EMF同步。另外，电流的电平、大小或幅度可以增加或减小，这意味着可以改变/调制绕组中的电流。

此外，转子控制装置优选地适于改变转子电流的频率和/或大小/幅度以适应滑差。滑差频率被定义为定子MMF矢量旋转(同步)频率与实际轴旋转频率之间的差。滑差被定义为滑差频率与同步频率之比。滑差在同步速度下从零改变，而当转子静止时从一改变。