技术领域
[0001] 本
发明涉及
电动机，具体地，涉及
转子和
定子均具有绕组布置的通用电动机。
背景技术
[0002] 众所周知，有各种不同的方法配置电动机，每种方法有各自的相关优点和缺点。图1示意性地说明了
永磁体直流(DC)电动机的轴视图，其中，在环绕中心转子外周处布置有一组永磁体，同时将
能量供给在定子上的固定绕组使得转子相对于定子转动。大家知晓这种直流电动机相对是大功率的，但是受到安装在转子上的永磁体的磁阻
力，从而损失效率。
[0003] 图2示意性地说明了具有与图1所示相同的定子布置的感应电动机，但是其中
铁转子具有嵌入的导电条(例如由
铜制成)，而非永磁体。向定子绕组布置供给能量引起转子导电条中的
电流。由定子绕组布置产生的电
磁场和这些感应电流之间的相互作用因此使得转子相对于定子转动。大家知晓感应电动机在给定设计速度下是非常有效率的，但是当在不同速度下运行时会损失效率。
[0004] 另一种众所周知的电动机类型是通用电动机，由图3图示说明。这里的转子和定子均有绕组布置。这种通用电动机可以在直流电源或者交流(AC)电源下运转，而且通常提供了紧凑并且高功率的电动机。某种程度上，通用电动机可被认为是结合了感应电动机和永磁体电动机的优点。然而，将所需
波形耦合到转子绕组布置而带来的困难具有明显的
缺陷。
[0005] 图4中示意性地说明了通用电动机布置的更多细节。构造成在轴15上转动的转子10具有围绕转子的外周布置的一组绕组20。定子(未明确显示)环绕转子10，在定子内布置一组定子线圈(绕组)30以对应于转子绕组20。电源35将电力供给定子线圈控制单元40和转子线圈控制单元45两者。定子线圈控制单元40从供给的电力产生合适的转子波形并且将其提供给定子线圈30。然而，由于转子转动，向转子绕组20提供电力并不像向定子绕组30提供电力那么简单。因此，典型通用电动机的设计寻求通过提供
整流器50(整流器50将外部供给的电力耦合到转子线圈20上)利用转子的转动。整流器包括围绕在转子的轴的外周安装的一组
接触器55，接触器55间歇地与接触器60接触。这组接触器55电耦合到相应的不同绕组
20上，绕组20组成了转子绕组布置。因此，转子的转动按顺序地将不同的转子线圈20耦合到转子线圈控制单元45上，使一系列波形能够施加到转子线圈20上。然而整流器是相对原始的机械连接件，容易产生噪音并且效率低。
[0006] 将所需电连接件提供给转子的另一种公知的方法是将电连接件以滑环(slip ring)方式布置。然而，由于通常需要的分离的电连接件的数量，和还必须提供的滑环的对应数量，所以包含大量滑环的转子和转子的具有对应数量的同轴电力通道(通常布置在轴上)的轴伴随有巨大的加工复杂性。
[0007] 因此期望提供构造成通用电动机的电动机装置，从而具有通用电动机的上述优点，但是没有通过有噪音且效率低的整流器或者使用大量滑环将电动机绕组耦合到外部电源的上述缺点。
发明内容
[0008] 从第一方面看，本发明提供电动机装置，一种构造为通用电动机的电动机装置，所述电动机装置包括：
[0009] 转子部件和定子部件，所述转子部件布置成相对于所述定子部件转动；
[0010] 转子绕组布置，所述转子绕组布置安装在所述转子部件上；
[0011] 定子绕组布置，所述定子绕组布置安装在所述定子部件上；
[0012] 转动
位置指示器，所述转动位置指示器构造成产生表示所述转子部件和所述定子部件的相对方位的转动位置信息；
[0013] 转子绕组控制单元，所述转子绕组控制单元固定安装在所述转子部件上，所述转子绕组控制单元耦合到提供给所述转子部件的转子供给
电压，并且构造成执行转子波形产生操作以根据所述转动位置信息从所述转子供给电压产生转子波形并且将所述转子波形施加到所述转子绕组布置；和
[0014] 定子绕组波形生成器，所述定子绕组波形生成器构造成接收定子供给电压，由此根据所述转动位置信息产生定子波形，并且将所述定子波形施加到所述定子绕组布置，[0015] 其中，所述转子波形和所述定子波形产生为与所述转子部件和所述定子部件的所述相对方位同步，使得所述转子绕组布置和所述定子绕组布置的相互作用与所述相对方位同步。
[0016] 因此，提供构造为通用电动机的电动机装置，也就是说，其中转子部件和定子部件两者均具有绕组布置。另外，提供固定安装在转子部件上的转子绕组控制单元，即转子绕组控制单元作为转子部件的一部分随转子部件转动。转子绕组控制单元执行转子波形产生操作，以产生施加到转子绕组布置的转子波形。转子绕组布置从供应到转子部件的转子供给电压产生转子波形。因此，由于仅外部供给转子供给电压需要被耦合到转子部件，所以避免了对
现有技术中的整流器或者大量滑环的需求。这意味着避免了与整流器相关的噪音和低效以及与大量滑环相关的制造复杂性的每一者。
[0017] 转子绕组控制单元根据由转动位置指示器产生的转动位置信息产生转子波形，允许转子波形的产生匹配于转子部件和定子部件的相对方位。类似地，定子绕组波形生成器根据该转动位置信息产生其定子波形，使得转子波形和定子波形产生为与转子部件和定子部件的相对方位同步，以使得转子绕组布置和定子绕组布置的相互作用与该相对方位同步。除上述与避免使用整流器和多个滑环相关的优点之外，本文公开的电动机装置的另一个优点是转子波形的
频率不再依赖于转子部件本身的转动频率。这在选择可以施加到转子绕组布置和定子绕组布置的波形频率时提供更大的灵活性。由于制造和布置很多滑环的成本过高，以前实现使转子的转动频率与转子波形频率去耦合是不切实际的(尽管原则上利用具有很多滑环的布置可实现)。另外，由于大大减小转动频率的显著性，避免了很多应用中对机械传动的需求，这是因为转动频率的变化比在传统通用电动机的布置中更容易。
[0018] 在一个
实施例中，所述转子绕组布置和所述定子绕组布置的所述相互作用引起所述转子部件被驱动以相对于所述定子部件转动。换言之，本文公开的电动机装置可以作为电动机实施，其中将供给的电力转变为电动机部件的受驱动转动。在替换实施例中，所述转子绕组布置和所述定子绕组布置的所述相互作用引起对所述转子部件相对于所述定子部件的转动的阻力。换言之，本文公开的电动机装置可替换地作为发电机实施，其中，将转子部件的转动运动转变为电力。在一个这样的实施例中，电动机装置还还包括至少一个功率提取单元，所述功率提取单元构造成将由于对转动的所述阻力而在所述转子绕组布置和所述定子绕组布置中的至少一个中引入的电力进行提取。当电动机装置构造成发电机时，可以通过功率提取单元提取在转子绕组布置和／或定子绕组布置中引入的电力。
[0019] 在一个实施例中，所述转子供给电压经由滑环布置被提供给所述转子部件。但是，如上所述，由于相关的制造复杂性及成本，大量滑环不是有利的，本发明的电动机装置由于仅需要到转子部件的简单连接(提供转子供给电压)而受益，可以由简单滑环布置(例如，具有两个连接件)有效地提供这个简单连接。
[0020] 在一个实施例中，所述转子供给电压经由第一连接件和第二连接件被提供给所述转子部件，所述第一连接件布置在所述转子部件的第一轴侧，所述第二连接件布置在所述转子部件的第二轴侧。在本文公开的电动机装置中仅转子供给电压需要连接到转子部件(即，没有与转子部件的多个线圈相关的多个不同连接)，这个事实意味着能够实现用于向转子部件提供两个外部连接件的明显简单布置，例如，转子部件的每一个轴侧与转子供给电压的两个连接件中的一个相关。
[0021] 有多种不同方式来提供转子绕组控制单元，但是一些实施例利用现代
电子技术允许在适合于安装在电动机装置的转子部件上的规模提供数字控制单元的事实。因此，在这种实施例中，所述转子绕组控制单元包括数字控制单元和数字-模拟转换器。在这种布置中，数字控制单元提供对管理转子波形产生操作的控制能力，而数字-模拟转换器提供与转子绕组布置的必要
接口。
[0022] 应当认识到，数字控制单元控制数字-模拟转换的方式有多种，但是在一个实施例中，所述数字控制单元构造成使用二进制编码
信号控制所述数字-模拟转换器。在另一个实施例中，所述数字控制单元构造成使用脉冲-宽度-调制信号控制所述数字-模拟转换器。
[0023] 在一个实施例中，所述数字控制单元包括
微处理器单元。如上所述，一些实施例利用现代电子技术允许将相对高程度的控制能力以数字控制单元的形式安装在转子部件上的事实，这个具体实施例提供数字控制单元作为微处理器单元。现代微处理器单元将大量处理能力打包为非常小的形状系数，意味着根据转动位置信息产生转子波形所需的
数据处理能力(即使在例如转子高速转动时)可以通过将数字控制单元实施为微处理器来提供，而且这在不需实际上将大的额外部件负载到转子部件上便可完成。
[0024] 在一个实施例中，安装在所述转子部件上的所述转子绕组布置包括围绕所述转子部件的外周间隔开的多个电分离绕组。
[0025] 在一个这种实施例中，所述转子绕组控制单元构造成将相应转子波形施加到所述转子绕组布置的所述多个电分离绕组中的每一个。因此，通过将相应转子波形提供给每一个电分离绕组，转子绕组控制单元在其对转子绕组布置和定子绕组布置的相互作用进行控制时有很大灵活性。
[0026] 提供本文公开的电动机装置(具体地是转子波形频率已与转子部件的转动频率去耦合这一事实)还在可以在如何提供转子绕组布置和定子绕组布置方面给出很大灵活性。具体地，可以想到各布置上电分离绕组的数量的许多不同变换。因此，在一些实施例中，所述转子绕组布置与所述定子绕组布置具有彼此数量相同的电分离绕组。可替换地，在另一个实施例中，所述转子绕组布置与所述定子绕组布置具有彼此数量不相同的电分离绕组。
[0027] 构造本文公开的电动机的灵活性的另一个特征涉及转子波形和定子波形的类型。考虑到上述脱离转子波形频率和转子部件的转动频率之间的明显关联，可想到广泛的不同类型的转子波形和定子波形。因此，在一些实施例中，所述转子波形和所述定子波形中的至少一个包括
正弦波形。可替换地，或者附加地，在一些实施例中，所述转子波形和所述定子波形中的至少一个包括脉冲波形。还可以考虑其他周期波形，例如锯齿形、三
角形或者方形波形，或者由上述波形的结合组成的波形。
[0028] 应当领会，实施转动位置指示器有多种不同方式。例如，提供这种转动位置指示的布置可以基于
光源／探测器、霍尔效应
传感器、机械装置等等。然而在一个具体实施例中，所述转动位置指示器包括构造成来读取轴编码的读取单元。因此，可以通过读取单元读取设置在转动部件的轴上的编码，以确定转子部件和定子部件的相对方位。
[0029] 在一个实施例中，所述定子绕组波形生成器包括构造成与所述转子绕组控制单元通信的定子绕组控制单元。尽管仅凭借相对于转动位置信息产生转子波形和定子波形中的每一者可以实现转子波形和定子波形的必要同步，但是将定子绕组控制单元和转子绕组控制单元构造成彼此通信，能方便转子绕组布置和定子绕组布置的相互作用的同步，这是由于不同信息项目可以在两个控制单元间交换。例如，不仅可以检测并调节转子波形和定子波形的适当同步，还可以以这种方式将转动位置信息从一个控制单元传递到另一个控制单元，例如从定子绕组控制单元到转子绕组控制单元。
[0030] 应当领会，定子绕组控制单元和转子绕组控制单元之间的通信可以多种方式提供，但是在一个实施例中，所述定子绕组控制单元构造成与所述转子绕组控制单元无线通信。已知多种不同无线通信协议，例如蓝牙、wi-fi、
射频信号等等。可替换地，“无线”通信可以光学方式实施。
[0031] 可替换地，在另一个实施例中，所述定子绕组控制单元构造成与所述转子绕组控制单元通过有线连接进行通信。尽管在一些实施例中，这种有线连接可以通过另一个在转子部件上的连接提供(如，通过提供专用滑环)，但是在一个实施例中，通过所述有线连接的通信被
叠加在所述转子供给电压上。换言之，通过调制供给电压以编码转子绕组控制单元和定子绕组控制单元间的通信，可以利用已存在传导路径将转子供给电压提供给转子部件的事实。
[0032] 在一个实施例中，所述转子绕组控制单元安装在所述转子部件的轴面上。尽管转子绕组控制单元可以原则上以许多不同方式安装到所述转子部件中或上，但是将转子绕组控制单元安装到所述转子部件的轴面上方便转子绕组控制单元的冷却以及简化加工／维修。
[0033] 通用电动机可以用直流或者交流电压供电，在一些实施例中所述转子供给电压为直流电压，而在另一些实施例中所述转子供给电压为交流电压。
[0034] 在转子供给电压是交流电压的一些实施例中，所述转子绕组控制单元包括构造成对所述交流电压进行过
采样的
过采样器。因此，例如不是将交流供给电压转换成直流电压以进一步转换为合适的转子波形，而是提供
过采样器使交流电压能够被过采样(即，以高于交流电压本身的频率采样)并且产生的交流供给电压的“细密划分(fine-sliced)的”样本之后能直接用于形成转子波形的组成部分。
[0035] 例如，在一个实施例中，所述转子绕组控制单元包括分配器，所述分配器构造成将过采样的所述交流电压的
选定部分分配到所述转子绕组布置。因此，转子绕组控制单元能够使用这个分配器将过采样电压的选定部分施加到转子绕组布置。例如，当将多个不同转子波形提供给多个电分离绕组时，分配器可以简单地将过采样交流电压的选定部分分配到转子绕组布置的电分离绕组。
[0036] 在一个实施例中，所述转子绕组布置包括多个电分离绕组，所述分配器构造成将过采样的所述交流电压的所述选定部分在所述多个电分离绕组当中进行分配。因此分配器可以根据需要将从过采样交流电压获取的合适样本提供给多个电分离绕组中的每一者。
[0037] 可以是这种情况，同时将从过采样交流电压获取的具体样本适当供给多于一个分离绕组，并且因此在一个实施例中，所述分配器构造成将过采样的所述交流电压的所述选定部分中的至少一个同时选择性地分配到所述电分离绕组中的一个以上。
[0038] 应当领会，转子部件和定子部件相对于彼此不同地被布置。在一个实施例中，在轴视图中所述转子部件安装在所述定子部件内部。换言之，转子部件在定子部件内转动。在另一个实施例中，在轴视图中所述转子部件安装在所述定子部件外部。换言之，转子部件在定子部件外侧转动。
[0039] 从第二方面看，本发明提供构造为通用电动机的电动机装置，所述电动机装置包括：
[0040] 转子装置和定子装置，所述转子装置用于相对于所述定子装置转动；
[0041] 转子绕组装置，所述转子绕组装置安装在所述转子装置上；
[0042] 定子绕组装置，所述定子绕组装置安装在所述定子装置上；
[0043] 转动位置指示装置，所述转动位置指示装置用于产生表示所述转子装置和所述定子装置的相对方位的转动位置信息；
[0044] 转子绕组控制装置，所述转子绕组控制装置固定安装在所述转子部件上，所述转子绕组控制装置耦合到提供给所述转子部件的转子供给电压，并且用于执行转子波形产生操作以根据所述转动位置信息从所述转子供给电压产生转子波形并且将所述转子波形施加到所述转子绕组装置；和
[0045] 定子绕组波形发生装置，所述定子绕组波形发生装置用于接收定子供给电压，由此根据所述转动位置信息产生定子波形，并且将所述定子波形施加到所述定子绕组装置，[0046] 其中，所述转子波形和所述定子波形产生为与所述转子装置和所述定子装置的所述相对方位同步，使得所述转子绕组装置和所述定子绕组装置的相互作用与所述相对方位同步。
[0047] 从本发明的第三方面看，提供操作构造为通用电动机的电动机装置的方法，所述电动机装置包括：转子部件和定子部件，所述转子部件布置成相对于所述定子部件转动；安装在所述转子部件上的转子绕组布置；和安装在所述定子部件上的定子绕组布置，所述方法包括：
[0048] 产生表示所述转子部件和所述定子部件的相对方位的转动位置信息；
[0049] 将固定安装在所述转子部件上的转子绕组控制单元耦合到提供给所述转子部件的转子供给电压；
[0050] 在所述转子绕组控制单元中执行转子波形产生操作，以根据所述转动位置信息从所述转子供给电压产生转子波形；
[0051] 将所述转子波形施加到所述转子绕组布置；
[0052] 在定子绕组波形生成器中接收定子供给电压，并且由此根据所述转动位置信息产生定子波形；以及
[0053] 将所述定子波形施加到所述定子绕组布置，
[0054] 其中，所述转子波形和所述定子波形产生为与所述转子部件和所述定子部件的所述相对方位同步，使得所述转子绕组布置和所述定子绕组布置的相互作用与所述相对方位同步。
附图说明
[0055] 将参考附图中示出的本发明的实施例通过举例进一步描述本发明，其中：
[0056] 图1示意性地说明公知的具有围绕转子外周间隔开的永磁体的直流电动机；
[0057] 图2示意性地说明公知的感应电动机；
[0058] 图3示意性地说明公知的转子和定子均具有绕组的通用电动机；
[0059] 图4示意性地说明公知的通用电动机，阐释使用整流器将转子线圈耦合到外部电源；
[0060] 图5示意性地说明根据一个实施例的通用电动机；
[0061] 图6示意性地说明一个实施例中的转子控制单元，其安装在转子部件的轴面上且通过滑环耦合到外部电源；
[0062] 图7A示意性地说明根据一个实施例的通用电动机的轴视图，其中转子绕组控制单元和定子绕组控制单元彼此无线通信；
[0063] 图7B示意性地说明可替代布置的轴视图，其中将转子部件布置在定子部件的外面；
[0064] 图8示意性地说明一个实施例中的旋转位置指示器，其中使用轴编码(shaft encoding)确定转子部件和定子部件的相对方位；
[0065] 图9示意性地说明一个实施例中的形成数字控制单元的处理器
内核，以及通过数字-模拟转换器将数字
控制信号转换为转子波形；
[0066] 图10示意性地说明转子线圈和定子线圈的数量相同的实施例中的布置；
[0067] 图11示意性地说明转子线圈和定子线圈的数量不相同的实施例；
[0068] 图12A-图12C示意性地说明交流源电压的采过密以及使用采过密交流电压的选择部分产生转子波形；
[0069] 图13示意性地说明了在一个实施例中构造成进行交流供给电压的过采样的转子绕组控制单元；
[0070] 图14示意性地说明从过采样交流源电压供给分配选定的样本来产生三个转子波形。
具体实施方式
[0071] 图5示意性地说明一个实施例中的电动机装置。构造成在轴105上转动的转子100具有围绕转子外周布置的一组转子线圈110(其中仅清楚显示出两个转子线圈)。转子线圈110中的每一者包含构造成由控制单元115供应转子波形的绕组布置。将转子波形应用到转子线圈110引起转子线圈110和定子线圈120之间的相互作用，其中定子线圈120形成电动机装置的定子部件的一部分(未明确显示)。
[0072] 转子供给电压源125和定子供给电压源130分别向转子线圈和定子线圈提供电力。定子供给电压源130耦合到定子线圈控制单元135，定子线圈控制单元135被构造成产生施加到定子线圈120上的定子波形。定子线圈控制单元135依靠其收到的位置信息产生定子波形，该位置信息表示出转子线圈部件对于定子部件的相对方位。生成这种位置信息的更多细节将在下面进行讨论。转子供给电压源125耦合到转子部件100，以便于将转子供给电压提供给转子绕组控制单元115。在示意性实施例中，通过滑环布置中的接触器140(更多细节将在下面讨论)，提供到转子部件的用于转子供给电压的连接。如图5所示，将两个接触器
140耦合到转子部件100的轴105的每一端，以便于使用结构简单的轴，这仅需要向转子部件的任一端提供单一电源连接。
[0073] 应当注意到，为了图5中显示清晰，相对于转子部件在中心显示控制单元115，但是这种
定位不是必要的。实际上，正如关于下面图6的讨论，在一些情况下，优选地将转子绕组控制单元布置成安装在转子部件的轴向端。
[0074] 在一些实施例中，定子线圈控制单元135和转子控制单元115可以布置成彼此通信。同时这种通信可以是无线的，更多细节将在下面进行讨论，在一些实施例中，可能具有提供在此两个单元之间的有线通信路径。提供这种有线内部控制通信路径的方法之一是，利用已经通过其供给电压路径提供的到转子控制单元115的连接。在这种布置中，通过在转子供给电压源125和转子控制单元115之间的已提供的电压路径上叠加通信信号，提供定子线圈控制单元135和转子控制单元115之间的通信。例如，当通过其他公知的用于直流电压供给的传输路径信号技术将电压提供为交流电压时，通过电压的频率或振幅调制(amplitude modulation)可以提供这种通信的叠加。以这种方式搭载(piggybacking)在电压供给上具有的优点是，不需要给转子部件上提供额外专用连接(例如，通过另一个滑环)，便可提供定子线圈控制单元135和转子控制单元115之间的有线通信路径。
[0075] 应当意识到，可以将图5中示意性示出的电动机装置提供为电动机，其中，转子线圈110和定子线圈120之间的相互作用使转子部件100受到驱动相对于定子转动。或者，图5中示意性示出的电动机装置可以构造为发电机，其中，转子线圈110和定子线圈120之间的相互作用引起对转子部件100相对于定子转动的阻力。当构造为发电机时，电动机装置还可以设置有分别耦合在转子供给电压线和定子供给电压线的功率提取单元145、150，以便于提取通过转子逆着转子线圈110和定子线圈120之间的相互作用所提供的阻力进行转动引入到这些路径中的电力。原则上，仅一个功率提取单元(145或150)是必要的。技术人员熟悉发电机的构造，以及为了简要，此处不提供进一步细节。
[0076] 电动机装置不论构造成电动机或者发电机，都将从以下事实中受益：转子波形在转子部件上局部地产生以及因此不依赖于转子部件的转动频率。这意味着避免了很多应用中所需的机械传动。例如，当构造成电动机时，可以选择转子部件的转动频率以对应最终应用所需的转动速度，然而在传统通用电动机的很多应用中，需要提供机械传动以允许电动机在其优选速度下运转，并且将优选速度转换为所需最终应用速度。相反地，当构造成发电机时，可以允许转子部件(例如，通过
风力
涡轮机的转动)在由驱动力
指定的速度下转动，而非以布置为发电机的传统通用电动机的“优选”转动速度。
[0077] 图6示意性地说明实施例，如上面提到的，其中转子绕组控制单元安装在转子部件的轴面上。为了清楚说明，在图6中仅图示转子部件200的端部区域，显示转子部件的轴端面205和轴210。微处理器单元(处理器内核)215和数字-模拟转换器220固定安装在转子部件
200的轴面205上。处理器内核215和数字-模拟转换器220均通过从转子部件的外部获得的电源供给电力。该电源供给通过滑环布置225耦合到转子部件。在转子控制单元(例如图6中的处理器内核215)和定子控制单元之间提供独立有线通信路径的实施例中，这可以通过所示的额外滑环230提供。
[0078] 处理器内核215作为控制数字-模拟转换器(DAC)220的操作的数字控制单元，处理器内核215产生施加到转子线圈的转子波形。转子线圈并未在图6中明确示出，但是位于转子部件200的外部线圈区域235中。数字-模拟转换器220具有到围绕在转子部件200外周处的线圈区域235间隔开的n个电分离绕组的n个连接。
[0079] 图7A示意性的说明实施例中的电动机装置300，该实施例中转子绕组控制单元和定子绕组控制单元构造成彼此无线通信。在这个实施例中，电动机装置包含转子部件305和定子部件310，转子部件305具有包括3组转子线圈315的转子绕组布置，定子部件310具有包括3组定子线圈320的定子绕组布置。在处理器内核330控制下数字-模拟转换器(DAC)335将转子波形提供给转子线圈315，同时在处理器内核340控制下数字-模拟转换器(DAC)345将定子波形提供给定子线圈320。处理器内核340构造成接收表示转子部件和定子部件的相对方位的位置信息。定子处理器内核340和转子处理器内核330构造成彼此无线通信，在这个实施例中通过射频信号进行无线通信。作为该无线通信的一部分，处理器内核340向处理器内核330提供位置信息，使两个处理器内核能够同步数字-模拟转换器335和345的操作并且不需要用来提供此信息的到处理器内核330的有线连接。
[0080] 应当领会，尽管到目前为止描述的实施例均被布置为转子部件在定子部件内转动，但这此种情形不是必要的。图7B示意性的说明可替换布置，其中转子部件布置成围绕定子部件的外侧转动。这种布置可以因此提供一种“
盘式电机(disc motor)”，例如可被用作摩托
车轮的的驱动力(以及大量其他应用)。
[0081] 图8说明在一个实施例中，转动位置信息如何产生。此处，转动位置指示器包括读取单元360，读取单元360构造成读取围绕转子部件的轴的部段的外周标记的轴编码350。读取单元360包括4个分离的探测器，该探测器布置成确定读取单元的部段当前位于轴编码的标记部分上还是未标记部分上。以这种方法，如图8的下半部分所示，结合二进制值(表示轴编码的标记部段或者未标记部段)形成转子部件和定子部件的相对方位的二进制编码。图8所示的布置当然可以改变，不论在形成读取单元360的探测器的数量方面还是在轴上标记的具体编码350方面。相反地，应当注意，尽管在图8中说明的实施例中编码是标记在转子部件上并且读取单元相对于定子部件被固定安装，但也可考虑相反情况，其中编码被标记在定子部件上且读取单元相对于转子部件被固定安装。
[0082] 图9示意性地说明通过转子绕组控制单元产生一组3个转子波形，在说明性例子中转子绕组控制单元包括控制数字-模拟转换器(DAC)410且形式为处理器内核400的数字控制单元。处理器内核400和数字-模拟转换器410均提供有直流电压供给(VDD和VSS)。处理器内核400还接收表示转子部件和定子部件的相对方位的位置信息。基于此转动位置信息，处理器内核400通过3个数字控制信号D1，D2和D3控制DAC410。这些控制信号中的每一个确定应当由DAC410传递给相应转子线圈的转子波形。这些数字控制信号可以采取若干形式，例如以脉冲-宽度-调制信号420或者二进制编码430的形式(见图9下半部分)，这些形式然后通过DAC410中公知的数字-模拟转换技术转换为模拟转子波形。
[0083] 如上所述，本文描述的电动机装置的优势之一是在转子绕组和定子绕组(线圈)的分别布置以及之后施加到这些布置的相应转子波形和定子波形方面的灵活性。图10示意性地说明实施例，其中转子具有一组4个转子线圈以及定子具有相应的一组4个定子线圈。图10的下半部分说明两个替换波形A和B，这些波形可以施加到这些转子和定子线圈。图10所示的例子中，将相同的波形施加到转子和定子。波形A是连续正弦波形，而波形B是脉冲波形。
[0084] 图11说明转子和定子的数量不同的实施例。在此处说明的例子中，有3个转子线圈和6个定子线圈。在图11的下面部分，说明将相应的波形施加到转子线圈和定子线圈。可以看出，此处的转子波形和定子波形两者都是脉冲波形，其中转子波形以60度间隔产生脉冲，而定子波形以120度间隔产生脉冲。应当领会，图10和图11中说明的例子仅仅是示意性的，转子线圈和定子线圈的各自数量以及施加到每一个线圈的相应波形可能有很多变换。另外，图10和图11中显示的正弦和／或脉冲波形形状仅仅是例子，也可以使用其他形状(例如，锯齿形、三角形、方形等等)或者其结合。
[0085] 在一些实施例中，供给转子部件的源电压可以是交流电压。图12A中示意性图示这种交流源电压波形。图12A还图示了交流源电压的过采样，其中，源电压的电压采样的频率高于源电压自身的频率。之后过采样的交流源电压可以再次用于近似期望转子波形。尽管源电压的样本可能不能够很好提供对期望转子波形的完美匹配，但是运用过采样的交流电压可以提供对期望转子波形的足够近似，使得电动机能够运行。
[0086] 图12B图示例子，其中，将采样得到的图12A所示的过采样交流源电压用于近似转子波形，该转子波形的周期是交流源电压本身周期的大约2倍。因此，过采样的源电压仅仅可以对转子波形正摆幅的前半部分和转子波形负摆幅的后半部分具有贡献。然而，电动机的转动惯性意味着不必施加完美的转子波形，即使近似转子波形(例如图12B中所示的波形)也可以驱动电动机。图12C还图示另一个变化形式，其中，交流源电压可以反相，且这样允许实现与转子波形的更近似。
[0087] 图13示意性图示了转子绕组控制单元500，其中，转子绕组控制单元500包括过采样单元510、控制单元520以及分配单元530。过采样单元510和分配单元530在控制单元520的控制下操作。因此，控制单元520指导过采样器510对图12A中所示的接收的交流供给电压进行过采样。之后将过采样电压从过采样器510传到分配单元530，以恰当分布给转子线圈(如图12B和图12C所示)。当需要反相(例如图12C所示)时，转子绕组控制单元500另外包括反相功能，例如可以包含在过采样器510或者分配单元530中。
[0088] 图14示意性图示了交流供给电压的过采样和分配如何近似为3个期望转子波形的另一个例子。图14中的图A示出了交流源电压，以及由上述过采样过程获得的一些选定的样本(阴影条)。应当注意，仅仅这些选定的用于分配到转子线圈的样本在图14中图A示出，交流源电
压实际上将被完全过采样，例如图12A中所示。图14中的图B、图C和图D图示了使用过采样交流源电压对3个期望转子波形(#1、#2和#3)的近似。因此，使用可应用于对转子波形中的一个进行近似的过采样交流源电压的那些采样，如图14中的图B、图C和图D所示。如上所述，应当领会，尽管对具体转子波形的近似在有些地方不理想(例如，在图14中的图C所示的时间段中，交流源电压和期望转子波形#2的相对
相位仅仅允许非常有限制的使用过采样交流源电压的样本)，但是转动的电机的惯性意味着这些样本可以用于驱动电动机。另外，应当注意，过采样波形的具体样本可以根据每个转子波形的即时需求同时提供给一个以上转子波形。
[0089] 尽管本文描述了本发明的具体实施例，但是应当清楚本发明并未限制于此，在本发明的范围内可以做出许多修正和增加。例如，可作出下面从属
权利要求中的特征与
独立权利要求的特征的不脱离本发明的范围的各种结合。
