测量并控制转子与定子装配间的气隙距离的电机和方法 |
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申请号 | CN201310222836.1 | 申请日 | 2013-06-06 | 公开(公告)号 | CN103516140A | 公开(公告)日 | 2014-01-15 |
申请人 | 三星电机株式会社; | 发明人 | 金敬泰; | ||||
摘要 | 本文公开了一种 电机 ,该电机包含:包含轴的 转子 ;可旋转地 支撑 转子的 定子 装配;气隙测量模 块 ,该气隙测量模块通过所述转子和定子装配间产生的电动势来测量轴和定子装配间的气隙距离。通过所述转子和所述定子装配间产生的电动势来测量所述转子和所述定子装配间的气隙距离,并且通过气隙距离来控制电机驱动。 | ||||||
权利要求 | 1.一种电机,该电机包括: |
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说明书全文 | 测量并控制转子与定子装配间的气隙距离的电机和方法[0001] 相关申请的交叉引用 [0002] 本申请要求2012年6月29日递交的名称为“Motor,Measure Method forDistance of Air Gap between Rotor and Stator Assembly,and Control Method using the Same”、申请号为10-2012-0070933的韩国专利申请的权益,其整体以引用的方式与本申请结合。 技术领域[0003] 本发明涉及一种测量转子和定子装配间的气隙距离以及控制电机的驱动的电机和方法。 背景技术[0004] 通常,电机包括安装在定子上的可旋转的转子并通过转子与定子间产生的电磁力或磁阻转矩使转子旋转。 [0006] 然而,在根据现有技术的包括下列现有技术文件所列的专利文件中所公开的开关磁阻电机的电机中,定子和转子间的气隙对电机的振动、噪声和效率有影响。 [0007] 因此,需要精确控制定子和转子间的气隙。然而,测量和评估电机驱动期间的气隙很困难,并且根据气隙的评估来控制电机驱动期间的气隙也很困难。 [0008] [相关现有技术文献] [0009] [专利文献] [0010] (专利文献1)US2010-0068558A1 发明内容[0011] 本发明致力于提供一种测量转子和定子装配间的气隙距离以及通过转子和定子装配间产生的电动势控制电机驱动的电机和方法。 [0012] 进一步地,本发明致力于提供一种电机,该电机能测量电机驱动期间转子和定子装配间的气隙以识别机械装配情况、运行情况、轴的不平衡等情况,并反映在控制电机驱动中识别到的信息。 [0013] 进一步地,本发明致力于提供一种测量电机的转子和定子装配间的气隙距离的方法,所述电机能在转子和定子装配间产生电动势、测量所产生的电动势并将所测量的电动势与已有的根据气隙的电动势数据进行比较来计算气隙距离,从而控制电机驱动。 [0015] 所述气隙测量模块可包含:在转子和定子装配中生成电动势的电动势产生单元;测量所述电动势产生单元中产生的电动势的电动势测量单元;将所述电动势测量单元中测量的电动势数据和已有的根据气隙的电动势数据进行比较来计算气隙距离的比较计算单元;和通过所述比较计算单元计算出的气隙距离来控制电机驱动的控制单元。 [0016] 所述气隙测量模块可进一步包括显示电机运行情况的显示单元,所述电机运行情况包括气隙距离、气隙情况和所述控制单元控制的电机的驱动速度。 [0017] 所述电动势产生单元可包括:转子的轴上的永磁体;以及安装在定子装配上以面向永磁体并包括缠绕其上的线圈的感应线圈部。 [0018] 多个永磁体可在圆周方向上被安装在轴上,并且可在相邻永磁体间形成空间部(space part)。 [0019] 所述电动势测量单元可测量所述电动势产生单元中产生的模拟电动势数据,而所述比较计算单元可把测量到的模拟电动势数据转换成数字电动势数据并将该数字电动势数据与预存的根据气隙的电动势数据进行比较以及计算气隙距离。 [0020] 所述控制单元可根据所述比较计算单元中计算出的气隙来控制电机驱动速度的加速、减速和停止。 [0021] 可向所述转子提供突向所述定子装配的凸极,并可向所述定子装配提供面向所述转子的凸极并有线圈缠绕其上的定子凸极,如此将电机实施为开关磁阻电机。 [0022] 永磁体可被安装以附着到所述转子的轴的一个端部上和/或从所述转子的轴的一个端部上拆除,并且感应线圈部可被安装以附着到面向所述永磁体的所述定子装配上和/或从所述定子装配上拆除。 [0023] 根据本发明的另一优选实施方式,提供了如上所述的测量转子和定子装配间的气隙距离以及控制电机驱动的电机和方法,该方法包括:通过转子和定子装配间的感应绕组产生电动势的电动势产生步骤;测量所产生的电动势的电动势测量步骤;将所测量的电动势数据和已有的根据气隙距离的电动势数据进行比较来计算气隙距离的气隙距离比较和计算步骤;以及根据气隙距离控制电机驱动的控制步骤。 [0024] 在所述电动势产生步骤中,可根据电机驱动来向被安装在定子装配上以面向安装在转子上的永磁体的感应线圈部施加电流。 [0025] 在所述电动势测量步骤中,可针对每个时区来测量在所述电动势产生步骤中产生的电动势。 [0026] 在所述控制步骤中,可根据气隙距离来控制电机速度的加速、减速和停止。 [0028] 根据以下结合附图的详细描述将更清楚地理解本发明的以上及其他目的、特征和优点,其中, [0029] 图1是示意性地示出根据本发明优选实施方式的电机的配置图; [0030] 图2是示意性地示出根据本发明优选实施方式的电机的气隙测量模块的配置图;以及 [0031] 图3是示意性地示出根据本发明优选实施方式的测量和控制电机的转子和定子装配间的气隙距离的方法的流程图。 具体实施方式[0032] 根据以下结合附图的优选实施方式的详细描述将更清楚地理解本发明的目的、特征和优点。在整个附图中,相同的参考标号用于表示相同或类似的部件且省略了对它们的多余描述。进一步地,在下面的描述中,术语“第一”、“第二”、“一侧”、“另一侧”等用于将某个部件与其他部件相区分,但这样的部件的配置不应被解释为受到这些术语的限制。进一步地,在本发明的描述中,当确定了相关技术的详细描述将会模糊本发明的主旨时,将省略对它们的描述。 [0033] 下文中,将参考附图详细地描述本发明的优选实施方式。 [0034] 图1是示意性地示出根据本发明优选实施方式的电机的配置图。参照图1,电机100被配置成包括包含轴的转子110、定子装配120以及通过转子和定子装配120间产生的电动势来测量轴和定子装配间的气隙的气隙测量模块130。 [0035] 更具体地,转子110包括轴111,而定子装配可旋转地支撑该转子。此外,该定子装配指包括定子的壳体部的一个主体。 [0036] 进一步地,气隙测量模块130包括安装在轴111上的永磁体131和安装在定子装配120上以面向永磁体131并有线圈缠绕其上的感应线圈部132。 [0037] 进一步地,多个永磁体131在圆周方向上被安装在轴111上,并在轴111的相邻的永磁体间形成空间部113。 [0039] 进一步地,永磁体131可被安装以附着到转子110的轴111的一个端部上和/或从转子110的轴111的一个端部上拆除,而感应线圈部132可被安装以附着到定子装配120上和/或从定子装配120上拆除。 [0040] 此外,给根据本发明优选实施方式的电机的转子110被提供有凸向定子装配120的凸极112,定子装配120被提供有面向转子的凸极112并有线圈缠绕其上的定子凸极(未示出),如此以使根据本发明优选实施方式的电机被实施为利用根据磁阻变化的磁阻转矩使转子旋转的开关磁阻电机。 [0041] 在上文所述的根据本发明优选实施方式的电机100中,在轴111旋转的情况下,安装在轴111上的永磁体131和磁感线圈部132可产生电动势,并且所产生的电动势被测量,所测量到的电动势与已有的根据气隙计算出的电动势作比较,从而使计算转子和定子装配间的气隙距离D成为可能。 [0042] 此外,机械装配情况、运行情况、轴的不平衡等等,可通过气隙距离被识别,并且可在控制电机的驱动中反映所识别的信息。 [0043] 下文中,将详细描述气隙测量模块的技术配置和气隙距离的测量以及根据该气隙测量模块的技术配置的控制。 [0044] 图2是示意性地示出根据本发明优选实施方式的电机的气隙测量模块的配置图。参照图2,该气隙测量模块包括电动势产生单元、电动势测量单元、比较计算单元、控制单元和显示单元。 [0045] 更具体地,用于在电机中的转子和定子装配中产生电动势的电动势产生单元可通过永磁体和被安装以面向永磁体的磁感线圈部得以实现,参照图1。 [0046] 此外,用于测量电动势产生单元中产生的电动势的电动势测量单元对电动势产生单元中产生的模拟电动势数据进行测量。 [0047] 此外,比较计算单元将电动势测量单元中测量的模拟电动势数据转换为数字电动势数据,并将该数字电动势数据和现有的根据气隙的预存电动势数据进行比较来计算气隙距离。在该情况中,可针对每个时区来分析数字电动势数据的最小值和最大值,并且所分析的最小值和最大值可在将数字电动势数据和已有数据进行比较时被使用。 [0048] 此外,用于通过比较计算单元中计算出的气隙距离来控制电机驱动的控制单元用于根据比较计算单元得出的气隙距离来向电机的速度控制单元传输信号,来控制驱动速度的加速、减速和停止。 [0050] 此外,显示单元显示电机运行情况,该运行情况包括气隙距离、气隙情况和控制单元控制的电机的驱动速度。 [0051] 图3是示意性地示出根据本发明优选实施方式的测量转子和定子装配间的气隙距离以及控制电机的驱动的方法的流程图。 [0052] 参照图3,根据本发明优选实施方式的测量电机的转子和定子装配间的气隙距离以及控制电机驱动的方法(S100)包括电动势产生步骤(S110)、电动势测量步骤(S120)、气隙距离比较和计算步骤(S130)、控制步骤(S140)和显示步骤(S150)。 [0053] 更具体地,在电动势产生步骤(S110)中,在电机驱动时,向安装在定子装配上以面向被安装在转子上的永磁体的感应线圈部施加电流,如此以使转子和定子装配间产生电动势。 [0054] 之后,在电动势测量步骤(S120)中,针对每个时区来测量电动势产生步骤中所产生的电动势。 [0055] 下一步,在气隙距离比较和计算步骤(S130)中,将测量到的电动势数据和预存的根据气隙的电动势数据进行比较以计算气隙距离。就是,将针对每个时区所测量到的数据和现有的数据通过每分钟运行转数、时间、最大值和最小值的数据进行比较以计算气隙距离。 [0056] 之后,在控制步骤(S140)中,通过气隙距离来控制电机驱动。就是,将根据比较计算单元得到的气隙距离的信号传递给电机的速度控制单元,以控制驱动速度的加速、减速和停止。 [0057] 下一步,在显示步骤(S150)中,显示电机的运行情况,该运行情况包括气隙距离、气隙情况和控制步骤中电机的驱动速度。 [0058] 如上所述,根据本发明的优选实施方式,能够获得这样的电机,即所述电机能通过转子和定子装配间产生的电动势来测量转子和定子装配间的气隙,能在电机驱动期间测量转子和定子装配间的气隙以识别机械装配情况、运行情况、轴的不平衡等,并反映控制电机的驱动中所识别到的信息。 [0059] 此外,可获得这样的方法,即测量电机的转子和定子装配间的气隙距离和控制电机的驱动的方法能够根据电机的驱动而在转子和定子装配间的感应绕组中产生电动势,能测量所产生的电动势,并能将所测量的电动势和根据气隙的已有电动势数据进行比较以计算气隙距离,从而控制电机驱动。 |