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用于减少电动机驱动系统中的 扭矩变化的方法和设备

阅读：56发布：2020-12-11

专利汇可以提供用于减少电动机驱动系统中的扭矩变化的方法和设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于控制特定电机的方法，包括采用控制器接收特定电机的反电动势(BEMF)系数。控制器被配置成控制耦接到电机的逆变器的操作，其中，逆变器被配置成向处于电动机模式的电机提供多相电或者从处于发电机模式的电动机接收多相电。方法还包括采用控制器接收与电机待施加的所选择的扭矩有关的输入或者与待从电机移除的所选择的功率有关的输入。方法还包括使用BEMF系数确定在电动机模式下逆变器施加的第一电参数或者确定在发电机模式下逆变器将功率转换成的第二电参数，以及向电机施加第一电参数或将接收的功率转换成第二电参数。，下面是用于减少电动机驱动系统中的扭矩变化的方法和设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于控制电机的方法，所述方法包括：
采用控制器接收受控的电机的反电动势系数，所述控制器被配置成控制耦接到所述电机的逆变器的操作，所述逆变器被配置成向处于电动机模式的电机提供多相电或者从处于发电机模式的电机接收多相电；
采用所述控制器接收与处于电动机模式的所述电机待施加的所选择的扭矩有关的输入或者接收与从处于发电机模式的所述电机待移除的所选择的功率有关的输入；
使用所述反电动势系数确定所述逆变器向处于电动机模式的所述电机施加的、具有第一特性的第一电压或电流以便实现所选择的扭矩，或者使用所述反电动势系数确定所述逆变器将功率转换成的、具有第二特性的第二电压或电流以便从处于发电机模式的所述电机中移除所选择的功率；以及
使用所述逆变器向处于电动机模式的所述电机施加所述第一电压或电流或者使用所述逆变器将从处于发电机模式的所述电机接收的功率转换成所述第二电压或电流，其中，所述第一特性包括从由峰值、均方根值、频率和频率周期期间施加的持续时间组成的组中选出的至少一个，所述第二特性包括从由峰值、均方根值、频率和频率周期期间转换的持续时间组成的组中选出的至少一个。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述逆变器被耦接到电池，并且所述电池被配置成在电动机模式下向所述逆变器供应直流功率或者被配置成在发电机模式下接收所述逆变器从多相电转换的直流功率。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电机包括具有多相绕组的定子和具有永磁体的转子。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电机被布置在车辆中，并且与所选择的扭矩有关的输入包括来自加速器踏板的输入，与所选择的功率有关的输入包括来自制动器踏板的输入。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括使用速度传感器确定电动机的速度以及将所述速度输入到所述控制器中用于确定所述电机的操作点，其中，根据所述操作点确定所述第一电压或电流或者所述第二电压或电流。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括使用温度传感器确定所述电机的温度以及将所述温度输入到所述控制器中。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括使用所述控制器、根据所感测的温度来调节所述反电动势系数以提供经调节的反电动势系数，以及使用经调节的反电动势系数作为确定第一电压或电流的反电动势系数和作为确定第二电压或电流的反电动势系数。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，接收反电动势系数包括在所述电机使用默认反电动势系数操作时学习所述反电动势系数。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，学习所述反电动势系数包括测量所述反电动势，测量电动机速度，以及将所述反电动势系数除以所述电动机速度以提供经学习的反电动势系数。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，接收所述反电动势系数包括扫描贴附到所述电机的、具有反电动势系数的UPC标签或者读取贴附到所述电机的、具有反电动势系数的RFID标签。
11.根据权利要求1所述的方法，还包括接收用于被操作的电机的模型或类型的标定反电动势系数，其中，确定第一电压或电流或者确定第二电压或电流包括使用在接收的受控电机的反电动势和所述标定反电动势之间的偏离量。
12.一种用于控制电机的设备，所述设备包括：
逆变器，所述逆变器耦接到所述电机并且被配置成将直流电转化成施加到处于电动机模式的电机的多相电或者将从处于发电机模式的电机接收的多相电转换成直流电；以及控制器，所述控制器耦接到所述逆变器并且被配置成：
接收受控的电机的反电动势系数；
接收与处于电动机模式的所述电机待施加的所选择的扭矩有关的输入或者接收与从处于发电机模式的所述电机待移除的所选择的功率有关的输入；以及
使用所述反电动势系数确定所述逆变器向处于电动机模式的所述电机施加的、具有第一特性的第一电压或电流以便实现所选择的扭矩，或者使用所述反电动势系数确定所述逆变器将接收的多相电转换成的、具有第二特性的第二电压或电流以便从处于发电机模式的所述电机中移除所选择的功率，
其中，所述第一特性包括从由峰值、均方根值、频率和频率周期期间施加的持续时间组成的组中选出的至少一个，所述第二特性包括从由峰值、均方根值、频率和频率周期期间转换的持续时间组成的组中选出的至少一个。
13.根据权利要求12所述的设备，还包括速度传感器，所述速度传感器被配置成感测所述电机的速度并且被配置成向所述控制器输入所感测的速度，其中，所述控制器被配置成使用所感测的速度确定所述电机的操作点并且被配置成根据所述操作点确定所述第一电压或电流或者确定所述第二电压或电流。
14.根据权利要求12所述的设备，还包括温度传感器，所述温度传感器被配置成感测所述电机的温度，其中，所述控制器被配置成接收所感测的温度并且被配置成根据所感测的温度调节所述反电动势系数，以提供用作确定第一电压或电流的反电动势系数以及用作确定第二电压或电流的反电动势系数的经调节的反电动势系数。
15.根据权利要求12所述的设备，其中，所述控制器被配置成在所述电机使用默认反电动势操作时，通过使用电压传感器测量所述电机的反电动势、使用速度传感器测量电动机速度以及使用处理器将所述反电动势除以所述电动机速度来学习反电动势系数，以提供经学习的反电动势系数。
16.根据权利要求12所述的设备，还包括耦接到所述逆变器的电池。
17.一种车辆系统，包括：
车辆，所述车辆包括驱动机构；
电机，所述电机耦接到所述驱动机构并且被配置成给所述车辆提供动力或者从所述车辆中移除能量以提供制动功率；
电池，所述电池被配置成向所述车辆提供功率或者被配置成存储移除的能量；
逆变器，所述逆变器被配置成将来自所述电池的直流电转化成向在电动机模式下操作的电机施加的多相电或者将来自在发电机模式下操作的电机的多相电转换成提供给所述电池的直流电；以及
控制器，所述控制器耦接到所述逆变器并且被配置成：
接收受控的电机的反电动势系数；
接收与处于电动机模式的所述电机待施加的所选择的扭矩有关的输入或者与从处于发电机模式的所述电机待移除的所选择的功率有关的输入；以及
使用所述反电动势系数确定所述逆变器向处于电动机模式的所述电机施加的、具有第一特性的第一电压或电流以便实现所选择的扭矩，或者使用所述反电动势系数确定所述逆变器将接收的多相电转换成的、具有第二特性的第二电压或电流以便从处于发电机模式的所述电机中移除所选择的功率，
其中，所述第一特性包括从由峰值、均方根值、频率和频率周期期间施加的持续时间组成的组中选出的至少一个，所述第二特性包括从由峰值、均方根值、频率和频率周期期间转换的持续时间组成的组中选出的至少一个。

说明书全文

用于减少电动机驱动系统中的 扭矩变化的方法和设备

背景技术

[0001] 示例性实施方式涉及电机领域，更具体地，涉及电动和混合动力车辆中使用的电机。

[0002] 随着汽油价格的增长以及消费者对由传统车辆引起的环境影响具有更深的认识，电动车辆(EV)或混合动力车辆(HEV)越来越受欢迎。EV和HEV两者使用由电力作为推进力来提供动力的牵引电动机以减少排放。

[0003] 为了使EV和HEV被公众接受，EV和HEV必须具有类似于碳氢燃料车辆的驾驶性能特点。例如，如果在再生制动期间牵引电动机的减速比预期的更快，则车辆可能具有不和谐的刹车动作。类似地，如果加速比预期的更快，则车辆可能具有不和谐的加速。这类不期望的动作可能导致对驾驶性能的担忧以及消费者的抱怨。因此，在EV和HEV的细分市场中将重视牵引电动机的可操纵性的改进。发明内容

[0004] 公开了一种用于控制特定电机的方法。该方法包括：采用控制器接收受控的特定电机的反电动势(BEMF)系数，控制器被配置成控制耦接到电机的逆变器的操作，逆变器被配置成向处于电动机模式的电机提供多相电或者被配置成从处于发电机模式的电机接收多相电；采用控制器接收与处于电动机模式的电机待施加的所选择的扭矩有关的输入或者接收与从处于发电机模式的电机待移除的所选择的功率有关的输入；使用BEMF系数确定逆变器向处于电动机模式的电机施加的具有第一特性的第一电压或电流以便实现所选择的扭矩或者使用BEMF系数确定逆变器将功率转换成具有第二特性的第二电压或电流以便从处于发电机模式的电机中移除所选择的功率；以及使用逆变器向处于电动机模式的电机施加第一电压或电流或者使用逆变器将从处于发电机模式的电机接收的功率转换成第二电压或电流。

[0005] 还公开了一种用于控制特定电机的设备。该设备包括：逆变器，其耦接到电机并且被配置成将直流电转化成施加到处于电动机模式的电机的多相电或者将从处于发电机模式的电机接收的多相电转换成直流电；以及控制器，其耦接到逆变器。控制器被配置成：接收受控的特定电机的反电动势(BEMF)系数；接收与处于电动机模式的电机待施加的所选择的扭矩有关的输入或者接收与从处于发电机模式的电机待移除的所选择的功率有关的输入；以及，使用BEMF系数确定逆变器向处于电动机模式的电机施加的具有第一特性的第一电压或电流以便实现所选择的扭矩或者使用BEMF系数确定逆变器将接收的多相电转换成的具有第二特性的第二电压或电流以便从处于发电机模式的电机中移除所选择的功率。

[0006] 还公开了一种车辆系统。该车辆系统包括：车辆，其具有驱动机构；特定电机，其耦接到驱动机构并且被配置成给车辆提供动力或者被配置成从车辆中移除能量以提供制动功率；电池，其被配置成向车辆提供功率或者被配置成存储移除的能量；逆变器，其被配置成将来自电池的直流电转化成向操作在电动机模式的电机施加的多相电或者被配置成将来自操作在发电机模式的电机的多相电转换成提供给电池的直流电；以及控制器，其耦接到逆变器。控制器被配置成：接收受控的特定电机的反电动势系数；接收与处于电动机模式的电机待施加的所选择的扭矩有关的输入或者接收与从处于发电机模式的电机待移除的所选择的功率有关的输入；以及使用BEMF系数确定逆变器向处于电动机模式的电机施加的具有第一特性的第一电压或电流以便实现所选择的扭矩或者使用BEMF系数确定逆变器将接收的多相电转换成的具有第二特性的第二电压或电流以便从处于发电机模式的电机中移除所选择的功率。附图说明

[0007] 以下描述不应被认为是以任何方式进行限制。参考附图，相似的元件的标记相似：

[0008] 图1是具有电牵引电动机的车辆的示例性实施方式的截面图；

[0009] 图2是施加到电牵引电动机的不同电压的扭矩相对于速度的曲线的示例性实施方式；

[0010] 图3是施加到电牵引电动机的不同电压的功率相对于速度的曲线的示例性实施方式；

[0011] 图4是电牵引电动机的反电动势系数相对于温度的曲线的示例性实施方式；以及[0012] 图5是用于控制特定电动机的方法的流程图。

具体实施方式

[0013] 公开的设备和方法的一个或更多个实施方式的具体描述通过参考附图举例性地而非限制性地呈现在本文中。

[0014] 公开了一种用于减少由逆变器驱动的交流(ac)电动机的输出扭矩变化的方法和设备。针对特定电力输入，输出扭矩变化与诸如由于制造公差引起的、来自交流电动机的特定输出扭矩的变化有关。通过减少输出扭矩从特定值的变化，可以实现对期望扭矩的更加精确的施加，导致期望的电动机响应。

[0015] 公开的方法和设备通过调节电动机控制器减少扭矩变化，电动机控制器可以被包括作为逆变器的一部分，以调节受控的特定电动机的磁链(magnetic flux linkage)。例如，假设通过逆变器向特定电动机施加100安培-rms(root-mean-square,均方根值)，并且假设这在电动机中导致了100韦伯匝数的磁链并且使得电动机提供了200N-m的期望的所需扭矩。因为正常的生产公差，如果另一个电动机具有施加同样100A(rms)产生的100韦伯匝数的磁链，则电动机控制器能够控制逆变器将施加的电流减少到90.9A(rms)(100*100＝90.9*110)，导致另一个电动机产生相同的200N-m的期望的所需扭矩。因此，通过调节施加的电流(或有关的电压)，可以在不考虑减少制造公差的情况下实现期望的输出扭矩。

[0016] 为了完成磁链的调节，需要电动机控制器获取关于受控的特定电动机的磁链的信息。因为在给定温度下，磁链与反电动势(BEMF)系数(BEMF/旋转速度或BEMF/rpm)成比例，所以特定电动机的BEMF系数数据可以被用作该相同电动机的磁链的替代。在一个或更多个实施方式中，可以在生产特定电动机之后测量该特定电动机的BEMF系数并且将BEMF系数印刷在贴附到电动机的标签上。在一个或更多个实施方式中，标签是可以被电动机控制器扫描的UPC标签或者标签可以是可以被电动机控制器中的射频识别读取器读取的射频识别装置(RFID)标签。这类标签的一个优点在于：在控制器-逆变器-电动机系统的装配期间或者在电动机被另一个电动机替换的情况下，BEMF系数可以在没有抄写错误的情况下快速地输入至电动机控制器。

[0017] 在一个或更多个替选实施方式中，系统被配置成自测量或自学习BEMF系数。例如，控制器能够使用BEMF系数的默认值启动特定的电动机，接着测量BEMF、速度和温度，并在随后计算该特定电动机的实际BEMF系数。系统自学习BEMF系数的一个优点在于：在诸如混合动力车辆的电动车辆中电动机必须被替换的情况下，自学习过程能够允许控制器自动地学习用于替换的电动机的新的BEMF。

[0018] 图1中示出了根据示例性实施方式的车辆应用中的电机系统2。由电机系统2操作车辆3。电机系统2包括交流多相电动机4。电动机4具有定子5以及转子7，定子5具有绕组6，转子7具有永磁体8。在电动机模式下，电动机4可以被操作为将电功率转换为机械功率的电动机，而在发电机模式下，其可以被操作为将机械功率转换为电功率的发电机。在一个或更多个实施方式中，发电机模式被用于车辆3的制动并且可以被称作再生制动。因为电动机4可以被操作为电动机和/或发电机，所以电动机4可以被称作电机。

[0019] 逆变器9被耦接到电动机4并且被配置成将直流(即，0 频率)电功率转化为多相电功率并且向电动机4提供多相电功率。为了控制电动机4，逆变器9可以提供具有一个或更多个电特性的多相功率。例如，施加的多相电功率的频率可以确定由定子5提供的旋转磁场的旋转速度，并且因此确定电动机4的旋转速度。电压或电流的幅值(峰值或rms)和/或在频率周期(即，脉冲宽度调制)期间可以施加的电压或电流的持续时间可以确定通过电动机4施加到车辆3的动力传动系统(drivetrain)13的机械扭矩。逆变器9通常包括用于将直流(dc)功率转化为多相功率的半导体开关装置12，以及用于在一个或更多个电相位中分别感测电压和电流的电压传感器14和电流传感器15。应当理解，逆变器9虽然被称作逆变器，但还可以被配置为转换器或整流器以将从处于发电机模式的电动机4接收的多相功率转换为直流功率，以对电池11充电，用于再生制动。在这样的模式下，开关装置12调节从电动机4移除的以及诸如通过产生的电流的脉冲宽度调制供应到电池11的电功率的量以提供期望的制动量。

[0020] 图2示出了对于施加到电牵引电动机4的不同电压的扭矩相对于速度的曲线的示例性实施方式。应当注意，针对某一电动机速度，随着施加的电压(以及因此施加的电流)的增加，扭矩也增加。扭矩增加是由于与施加的电流的增加有关的、定子5和转子7之间磁链的增加。如图3中所示，随着输出扭矩的增加，输出功率也增加。由于这些曲线描述了电动机4的操作，它们可以被逆变器控制器使用以控制逆变器9的操作使得电动机4如期望地响应。

[0021] 返回参见图1，控制器10耦接到逆变器9。应当理解，控制器10的功能可以被纳入逆变器9。控制器10被配置成控制逆变器9的电气方面以便实现期望的结果，诸如增加处于电动机模式的电动机4施加的扭矩或者调节从处于发电机模式的电动机4中移除的功率的量。为了考虑在不同的电动机4之间磁通耦合的变化，控制器10被配置成接收待操作的特定电动机4的BEMF系数。如上所述，BEMF是定子5和转子7之间磁通耦合的量的度量。控制器10被配置成补偿磁通耦合的量的变化。在一个示例中，如果BEMF小于预期(基于电动机额定)，那么对于给定的施加电压所得的输出扭矩将小于预期。在这个示例中，控制器10可以增加每相中的电压、电流或脉冲宽度以将磁通耦合增加到预期的磁通耦合的相应量，导致电动机4提供预期的输出扭矩。在另一个示例中，如果BEMF高于预期(基于电动机额定)，那么对于给定的施加电压所得的输出扭矩将大于预期。在这个示例中，控制器10可以降低电压、电流或脉冲宽度以将磁通耦合降低到预期的磁通耦合的相应量，导致电动机4提供预期的输出扭矩。通过将期望的量的扭矩施加到动力传动系统13而不是施加因磁通量耦合的变化而产生的另一个量的扭矩，车辆3的加速和移动将是期望的那样，从而消除或者限制了任何非期望的加速。

[0022] 控制器10在发电机模式下类似地工作用于再生制动。在BEMF比基于电动机额定的预期的量更低的示例中，结果是对于给定的电动机速度、产生的电压、电流或电动机4所产生的功率将小于预期。为了补偿较低的BEMF，控制器10可以增加每相中的电压或电流的脉冲宽度以从电动机4中移除期望量的功率。在BEMF比基于电动机额定的预期的量更高的示例中，结果是产生的电压、电流或产生的功率将大于所期望的。因此，在没有补偿的这个示例中，车辆操作者可以经历比预期更大量的减速。为了补偿这个示例中较高的BEMF，控制器10可以降低每相中的电压或电流的脉冲宽度以从电动机4中移除期望量的功率。

[0023] 控制器10可以接收若干输入以便计算将要施加到电动机4或者将从电动机4中移除的电流或功率的校正量。如上所述，一个输入是将要被操作的特定电动机4的BEMF系数。另一个输入是温度传感器16所感测的电动机4的温度。电动机温度被感测，因为通常BEMF系数是温度的函数，如图4中的BEMF系数相对于温度的曲线所示。通常曲线的斜率是恒定的，使得通过测量温度并且已知斜率，可以确定BEMF系数。控制器10的其他输入可以包括速度传感器17所感测的电动机旋转速度、作为一个示例的加速器踏板位置所确定的从电动机4输出的期望的功率的量、以及作为一个示例的制动器踏板位置所确定的从电动机4移除的期望的制动或功率的量。在一个或更多个实施方式中，已知电动机速度有助于确定电动机操作特性曲线上电动机正在操作的点，以便计算由于一个或更多个输入的变化导致的逆变器9的操作参数的变化。

[0024] 在一个或更多个实施方式中，所使用的一种电动机4的模型的默认的或标定的BEMF系数被编程到控制器10中。默认的或标定的BEMF系数与预期提供电动机4的额定操作特性的磁通耦合的标定额定量有关。然而，标定额定不考虑因制造公差产生的实际磁通耦合的变化。在这些实施方式中，特定BEMF系数与标定BEMF系数额定的偏离量可以被用于确定通过逆变器9施加到电动机4的每相的电参数的补偿或调节的量。例如，在一个或更多个实施方式中，如果特定BEMF系数与标定系数的偏离是10％(即特定BEMF系数比标定BEMF系数高10％)，则控制器10可以向逆变器9发送命令以将每相的电流减少10％以补偿偏离。

[0025] 为了在不出错的情况下快速并且有效地输入被操作的特定电机4的BEMF系数，电机4可以包括含有该BEMF系数的、诸如UPS标签或射频识别装置(RFID)标签的标签20。在这样的实施方式中，控制器10可以被配置成扫描UPC标签或读取RFID标签以便接收该特定电机4的BEMF系数。

[0026] 应当理解，可以通过处理器19执行控制器10的功能。另外，各种分析组件可以被用在控制器10中，诸如数字和/或模拟系统。系统可以具有诸如处理器、存储介质、存储器、输入、输出、通信链路(有线、无线、脉冲泥浆、光学或其他的)、用户接口、软件程序、信号处理器(数字或模拟)的组件以及其他这样的组件(诸如电阻器、电容器、电感器以及其他)，以用本领域充分理解的若干方式中的任何一种提供本文中描述的设备和方法的操作和分析。可以认为：这些教导可以(但不必须)连同存储在非暂时性计算机可读介质上的一组计算机可执行指令一起实现，上述非暂时性计算机可读介质包括存储器(ROM、RAM)、光学的(CD-ROM)、或磁的(磁盘、硬盘驱动器)、或者当被执行时能使计算机实现本发明的方法的任何其他类型。这些指令可以提供设备操作、控制、数据采集和分析以及除在本公开中描述的功能之外的、系统设计者、拥有者、用户或其他这样的人员认为相关的其他功能。

[0027] 图5是用于控制特定电机的方法50的流程图。框51表示采用控制器接收受控的特定电机的反电动势(BEMF)系数，控制器被配置成控制耦接到电机的逆变器的操作，逆变器被配置成向处于电动机模式的电机提供多相电或者被配置成从处于发电机模式的电机接收多相电。这个框能够包括被操作的特定电机的BEMF的自测量。框52表示采用控制器接收与处于电动机模式的电机待施加的所选择的扭矩有关的输入或者接收与从处于发电机模式的电机待移除的所选择的功率有关的输入。框53表示使用BEMF系数确定逆变器向处于电动机模式的电机施加的、具有第一特性的第一电压或电流以便实现所选择的扭矩，或者使用BEMF系数确定逆变器将功率转换成的具有第二特性的第二电压或电流以便从处于发电机模式的电机中移除所选择的功率。这个框还可以包括接收用于电机的模型或类型的标定BEMF系数并且基于接收的BEMF(在框51中)与标定的BEMF系数的偏离来确定第一特性或第二特性。框54表示使用逆变器向处于电动机模式的电机施加第一电压或电流或者使用逆变器将从处于发电机模式的电机接收的功率转换成第二电压或电流。

[0028] 本文中公开的设备和方法的一个优点是显著节约了减少扭矩变化的成本。大多数EV和HEV具有被校准用于在某一或标定电动机性能情况下的最佳操作的动力总成控制器(例如，扭矩作为速度、电流以及电流向量角的函数)。针对给定电流向量，电动机扭矩的变化将主要归因于在转子和定子绕组之间的装配的磁链的变化。存在对磁链变化做出贡献的分量变化，包括磁属性(Br，Hci)、磁化过程、磁体尺寸、层压钢属性(lamination steel properties)(例如，磁导率)、层压尺寸以及层压叠压系数(lamination stacking factor)。从单个电动机到单个电动机减少输出扭矩变化的一种方式在于减少这些单个贡献因素的变化。然而，针对这些贡献因素的每一个存在工业标准公差，并且它们在任何电动机设计时导致一定水平的扭矩变化。为了将扭矩变化减少到工业水平以下，需要将单个贡献因素的公差减少到工业标准以下，结果电动机成本显著增加。

[0029] 已经采用冠词“一(a)”或“一个(an)”介绍实施方式的元件。冠词旨在表示存在一个或更多个元件。术语“包括”和“具有”旨在为包括性的，使得可以存在除所列元件之外的额外的元件。连词“或者”在与一列至少两个术语一起使用时旨在表示任何术语或任何术语的组合。术语“耦接”涉及一个组件直接地耦接到另一组件或者经由一个或更多个中间组件间接地耦接到另一组件。术语“第一”和“第二”被用于区分术语而不意味着特定的顺序。

[0030] 尽管已经参考示例性实施方式或实施方式描述了本发明，但本领域技术人员应理解可以做出各种改变并且可以在不脱离本发明的范围的情况下用等同物替代其中的元件。此外，可以在不脱离本发明的基本范围的情况下，进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，并非旨在将本发明限制于作为预期用于执行本发明的最佳形式公开的特定实施方式，而是本发明将包括落入权利要求范围之内的所有实施方式。

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