[发明专利]励磁绕组和独立电力绕组组成的双绕组同步磁阻机

说明书

提供一种包括定子(140)和转子(150)的旋转场机器(200)。特别地，可以提供双绕组旋转场机器(200)，其中定子(140)包括两个独立的绕组。在一个示例性实施方式中，定子(140)可包括构造成控制励磁电流的励磁绕组(220)和构造成控制到电气系统的电力流的电力绕组(230)。双绕组旋转场机器(200)还可包括启动模式和发电模式。在启动模式期间，励磁绕组(220)和电力绕组(230)都可以联接到一个或多个开关电力转换器(170)。在发电模式期间，电力绕组(230)可以联接到可变频率总线，并且电力转换器(170)可以用于仅管理励磁电力。

技术领域

本主题大体涉及旋转场机器。

背景技术

旋转电机用于各种应用，例如汽车应用，航空航天应用，船舶应用，工业应用和许多其他应用。旋转电机可以是电动机。转子构造成相对于定子旋转以将电能转换成机械能。旋转电机还包括发电机。转子和定子之间的相对旋转可以将机械能转换成电能。

发电机的一个示例是在飞行器上使用的发电机。在航空应用中，可变频率启动发电机(VFSG)通常用于电动机/发电机。在传统应用中，旋转场机器和其他机器(例如，同步磁阻机器，感应式机器等)需要将机器联接到DC/AC转换器，以便控制施加到负载的电力。电力转换器必须管理从机器流向电气系统的所有电力，导致机器的整体可靠性降低并且成本，体积和重量增加。

发明内容

本公开的实施例的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中学习，或者可以通过实施例的实践来学习。

本公开的一个示例方面涉及旋转场机器。旋转场机器包括定子和转子。转子安装成相对于定子旋转。定子包括第一绕组。第一绕组可以是被构造为接收励磁电流的励磁绕组。定子还包括第二绕组。第二绕组可以是被构造为容纳通过旋转场机器的电力流的电力绕组。

在一些实施例中，励磁绕组和电力绕组位于定子中，使得励磁绕组和电力绕组相对于彼此电气正交。在一些实施例中，励磁绕组相对于电力绕组电相异相90°。在一些实施例中，励磁绕组与d轴电流相关联，并且电力绕组与旋转场机器的q轴电流相关联。

在一些实施例中，旋转场机器联接到控制系统，控制系统构造成以启动模式和发电模式操作旋转场机器。在一些实施例中，在启动模式期间，励磁绕组和电力绕组都联接到一个或多个电力转换器。在一些实施例中，电力绕组经由桥式整流器联接到DC总线。在一些实施例中，在发电模式期间，电力绕组联接到可变频率恒定电压总线。在一些实施例中，控制装置构造成控制电力转换器以管理在励磁绕组中流动的励磁电流，以控制电力绕组中产生的电力。在一些实施例中，旋转场机器是同步磁阻机。

本公开的另一示例方面涉及一种用于操作旋转场机器的控制系统。旋转场机器包括定子和转子。转子可以安装成相对于定子旋转。定子包括被构造为接收励磁电流的励磁绕组。定子还包括被构造为容纳旋转场机器中的电力流的电力绕组。控制系统可以构造为执行操作。该操作可以包括确定以启动模式操作旋转场机器。在启动模式期间，操作可以包括利用电力转换器激励励磁绕组和电力绕组。操作还包括操作电力转换器以启动旋转场机器。操作还包括确定以发电模式操作旋转场机器。在发电模式期间，操作包括将电力绕组与电力转换器去联接。操作还包括操作电力转换器以管理在励磁绕组中流动的励磁电流，以控制电力绕组中产生的电力。

在一些实施例中，在发电模式期间，操作包括经由整流器将电力绕组联接到DC总线。在一些实施例中，在发电模式期间，操作包括将电力绕组联接到AC总线。在一些实施例中，励磁绕组和电力绕组位于定子中，使得励磁绕组和电力绕组相对于彼此电气正交。在一些实施例中，励磁绕组相对于电力绕组定位成电相异相90°。