本發(fā)明一般涉及感應(yīng)電動機，并且更具體地，涉及用于用作起動器和用作交流發(fā)電機的九相感應(yīng)電動機。

背景技術(shù)：

機械，諸如，例如履帶式拖拉機以及包括建筑、農(nóng)業(yè)和采礦機械的其他非公路車輛，被用于執(zhí)行許多作業(yè)。為了有效地執(zhí)行這些作業(yè)，此類機械需要有為驅(qū)動系統(tǒng)提供有效動力的動力源。動力源可以是操作為在一定的速度范圍內(nèi)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩輸出的發(fā)動機，諸如，例如渦輪發(fā)動機、柴油發(fā)動機、汽油發(fā)動機或天然氣發(fā)動機。該轉(zhuǎn)矩通常通過傳動裝置被提供給一個或多個牽引裝置，傳動裝置可操作地通過驅(qū)動系統(tǒng)連接至發(fā)動機。

為了起動此類機械，需要具有在低速下產(chǎn)生大量轉(zhuǎn)矩的能力的起動器電動機。通常在相對較短的一段時間期間用來操作起動器電動機所需要的電功率量可以顯著地耗盡諸如電池的的便攜式能量存儲裝置中的可用功率。為了在電池中保持足夠的功率以用于電源的多個起動，通常提供諸如交流發(fā)電機的發(fā)電機以產(chǎn)生再充電該電池所需的電功率。如果感應(yīng)電動機既被用作起動器電動機又被用作交流發(fā)電機以產(chǎn)生電功率，當(dāng)啟動機械時感應(yīng)電動機必須能夠在較低速度和較高轉(zhuǎn)矩條件下運行，以及當(dāng)其作為交流發(fā)電機或發(fā)電機時在較高速度和較低轉(zhuǎn)矩條件下運行，同時仍然產(chǎn)生其能力內(nèi)的足夠功率。

在1999年11月2日授予給米勒等人的美國專利號5,977,679(’679專利)中描述了一種既被用作起動器又被用作交流發(fā)電機的示例性感應(yīng)電動機。該’679專利描述了一種感應(yīng)電動機，其包括具有圓柱形芯部的定子，該圓柱形芯部具有多個內(nèi)溝槽和外溝槽，以及多個環(huán)形線圈纏繞該芯部并被置于內(nèi)溝槽和外溝槽中。’679專利中的感應(yīng)電動機設(shè)計據(jù)稱能夠?qū)崿F(xiàn)對電動機的若干極點和相位的任意組合，從而允許在交流發(fā)電機模式下的平滑轉(zhuǎn)矩操作。

雖然，在允許既能在起動器模式下使用感應(yīng)電動機又能將其用作交流發(fā)電機方面，’679專利中所公開的感應(yīng)電動機可以提供一些優(yōu)點，但是該電動機仍然存在各種缺點。例如，為了讓’679專利中的感應(yīng)電動機從發(fā)動機曲柄轉(zhuǎn)動向交流發(fā)電機模式轉(zhuǎn)變，必須改變相位的數(shù)量以適應(yīng)極點數(shù)量的改變。此相位數(shù)量所需的改變還會導(dǎo)致連接至電動機的線圈以允許多相位操作的反相器的電子復(fù)雜度的顯著提高。

本發(fā)明所公開的系統(tǒng)和方法針對于克服以上提出的一個或多個問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在本發(fā)明的一個示例性實施例中，電感應(yīng)電動機配置成在九個獨立的端子處從九相反相器的九個輸出相位接收九個獨立的電流輸入。電動機進(jìn)一步包括連接至該九個獨立的端子的九個繞組以及多個接觸器。多個接觸器中的每一個配置成在包括該九個繞組的電路中可選擇地打開或關(guān)閉，以可選擇地將該九個繞組以網(wǎng)形配置或星形配置中的一種連接在一起。九個繞組中的每一個配置成可選擇地連接在九個獨立的電流輸入中的兩個之間，該兩個獨立的電流輸入之間具有40°的相角差。多個接觸器中的每一個進(jìn)一步配置成可選擇地打開或關(guān)閉以確立網(wǎng)形配置的跨度值為兩個，其中兩個為在九個繞組中的一個的端子與連接至該九個繞組中的一個的該九個繞組中的另一個的端子之間的反相器輸出相位的數(shù)目。電動機進(jìn)一步配置成可選擇地接收由九相反相器所產(chǎn)生的驅(qū)動波形的第一個諧波，以及由九相反相器所產(chǎn)生的驅(qū)動波形的第二個不同的諧波。

在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，公開了用于配置九相電感應(yīng)電動機的方法，該九相電感應(yīng)電動機包括九個繞組以及設(shè)置在包括該九個繞組的電路中的多個接觸器。該方法包括可選擇地打開或關(guān)閉多個接觸器中的每一個，以可選擇地將該九個繞組以網(wǎng)形配置或星形配置中的一種連接在一起。該方法進(jìn)一步包括將九個繞組中的每一個可選擇地連接在來自九相反相器的九個輸出相位的九個獨立的電流輸入中的兩個之間，該兩個獨立的電流輸入之間具有40°的相角差。該方法仍進(jìn)一步包括可選擇地打開或關(guān)閉多個接觸器中每一個以導(dǎo)致網(wǎng)形配置的跨度值為兩個，其中兩個為在九個繞組中的一個的端子與連接至該九個繞組中的一個的該九個繞組中的另一個的端子之間的反相器輸出相位的數(shù)目。該方法還包括為可選擇地接收由九相反相器所產(chǎn)生的驅(qū)動波形的第一個諧波，以及由九相反相器所產(chǎn)生的驅(qū)動波形的第二個不同的諧波。

在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，公開了一種用于機械的電氣系統(tǒng)。該電氣系統(tǒng)包括九相反相器和九相感應(yīng)電動機，該九相感應(yīng)電動機配置成在九個獨立的端子處從九相反相器的九個輸出相位接收九個獨立的電流輸入。九相感應(yīng)電動機包括九個繞組以及多個接觸器。多個接觸器中的每一個配置成在包括該九個繞組的電路中可選擇地打開或關(guān)閉，以可選擇地將該九個繞組以網(wǎng)形配置或星形配置中的一種連接在一起。九個繞組中的每一個配置成可選擇地連接在九個獨立的電流輸入中的兩個之間，該兩個獨立的電流輸入之間具有40°的相角差。多個接觸器中的每一個進(jìn)一步配置成可選擇地打開或關(guān)閉以確定網(wǎng)形配置的跨度值為兩個，其中兩個為在九個繞組中的一個的端子與連接至該九個繞組中的一個的該九個繞組中的另一個的端子之間的反相器輸出相位的數(shù)量。電動機進(jìn)一步配置成可選擇地接收由九相反相器所產(chǎn)生的驅(qū)動波形的第一個諧波，以及由九相反相器所產(chǎn)生的驅(qū)動波形的第二個不同的諧波。

附圖說明

圖1是九相兩跨度電感應(yīng)電動機的示例性接線配置的電氣示意圖，其中繞組以網(wǎng)形配置連接且具有兩個諧波驅(qū)動波形的示例性圖示。

圖2是與由第一基本諧波波形驅(qū)動的九相兩跨度電感應(yīng)電動機相關(guān)聯(lián)的可配置繞組的示意圖。

圖3是與由第五諧波波形驅(qū)動的九相兩跨度電感應(yīng)電動機相關(guān)聯(lián)的可配置繞組的示意圖。

圖4是九相兩跨度電感應(yīng)電動機的示例性接線配置的電氣示意圖，其中繞組以星形配置連接。

圖5是說明配置九相兩跨度電感應(yīng)電動機的示例性方法的流程圖。

具體實施方式

圖1是電感應(yīng)電動機中的繞組之間的電氣連接的一種可能配置的電氣示意圖，該電感應(yīng)電動機適于在機械中既用作起動器電動機又用作交流發(fā)電機?？梢栽谄渲惺褂迷撾姼袘?yīng)電動機的機械可以包括執(zhí)行與行業(yè)相關(guān)的某些類型的操作的任意機械，例如采礦、建筑、農(nóng)業(yè)、運輸業(yè)或本領(lǐng)域已知的任何其他行業(yè)。

在圖1的電路圖中感應(yīng)電動機的繞組示出為按通常稱之為網(wǎng)形配置的方式設(shè)置。在圖1所示的實施方式中，繞組可以纏繞在九相電感應(yīng)電動機的環(huán)形定子上(為了清楚起見省略了定子的附加特征)。轉(zhuǎn)子(未示出)可以轉(zhuǎn)動地安裝在該環(huán)形定子內(nèi)。圖1中所示的示例性實施方式的定子上的繞組l1-l9由與電感串聯(lián)連接的電阻r1-r9所表示。本領(lǐng)域的某個普通技術(shù)人員將會認(rèn)識到圖1中所表示的電阻和電感僅僅是繞組l1-l9的示例性電氣特征的象征性表示，而并不旨在進(jìn)行限制。九相反相器向電感應(yīng)電動機上的九個獨立的端子提供九個獨立的電流輸入i1-i9(在圖1中每一個由與電阻并聯(lián)連接的電壓源象征性地表示)中的每一個。該九相感應(yīng)電動機可以配置成在九個端子處從九相反相器的九個輸出相位接收九個電流輸入。電動機可以進(jìn)一步包括多個開關(guān)或接觸器(未示出)。多個開關(guān)或接觸器中的每一個可以配置成在包括該九個繞組的電路中可選擇地打開或關(guān)閉，以可選擇地將該九個繞組以網(wǎng)形配置(圖1中所示)或星形配置(圖4中所示)中的一種連接在一起。在圖1的網(wǎng)形配置中，九個繞組中的每一個配置成可選擇地連接在九個獨立的電流輸入中的兩個之間，該兩個獨立的電流輸入之間具有40°的相角差。例如，繞組l1被示出為連接在電流輸入i1與電流輸入i3之間。繞組l2被示出為連接在電流輸入i2與電流輸入i4間。圖1中示出的網(wǎng)形配置的跨度值為兩個，其中兩個為在九個繞組中的一個的端子與連接至該九個繞組中的一個的該九個繞組中的另一個的端子之間的反相器輸出相位的數(shù)量。

與圖1的九相網(wǎng)形連接配置相比，圖4示出了九相感應(yīng)電動機的變型，其中繞組以星形配置連接。在九相星形連接配置中，繞組l1-l9中的每一個在一端處連接至配置成用于從九相反相器接收電壓v1-v9的不同端子。在星形配置中每個繞組的相對端連接至所有九個繞組的公共中性點。與圖1的網(wǎng)形配置相比，圖4的星形配置提供相同的電流通過所有的繞組。星形配置因此可以允許更高的電流流動通過每個繞組，這是由于該電流在繞組之間不會被分開。網(wǎng)形配置可以提供更低的電流流動通過每個繞組以及在每個繞組兩端更高的電壓。

圖1的右手側(cè)示出了驅(qū)動波形的兩個不同諧波的示例性繪圖，該驅(qū)動波形可以通過九相反相器施加到圖1的左手側(cè)所示的九個電流輸入i1-i9。如圖1的左手側(cè)的圖例中所指示的，一個示例性實施方式可以包括可選擇地接收驅(qū)動波形的第五諧波，該驅(qū)動波形通過反相器提供至九相網(wǎng)形連接兩跨度感應(yīng)電動機的電流輸入。該示例性實施方式中還可以包括可選擇地接收驅(qū)動波形的第一基本諧波，該驅(qū)動波形被提供至九相網(wǎng)形連接兩跨度感應(yīng)電動機的電流輸入。由反相器提供的驅(qū)動波形的每一個諧波是信號的分量頻率，其為驅(qū)動波形的基本頻率的整數(shù)倍。當(dāng)電流流動通過繞組時產(chǎn)生的磁極點的數(shù)目隨著驅(qū)動波形的諧波的改變而改變。各種替換實施方式可以包括可選擇地接收用于感應(yīng)電動機的某些所需應(yīng)用的驅(qū)動波形的第一個諧波以及用于其他應(yīng)用的第二個不同的諧波。如下面將更詳細(xì)描述的，第一應(yīng)用可以包括低速、高轉(zhuǎn)矩應(yīng)用，例如將感應(yīng)電動機操作為起動器。第二應(yīng)用可以包括高速、低轉(zhuǎn)矩應(yīng)用，例如將感應(yīng)電動機操作為交流發(fā)電機或發(fā)電機。

在圖1參考的示例性實施方式中，施加到九相網(wǎng)形連接兩跨度感應(yīng)電動機的繞組的第一諧波將導(dǎo)致兩個磁極點。施加到相同電動機的第五諧波波形將會導(dǎo)致十個磁極點的產(chǎn)生。作為將由第一基本諧波中的諧波驅(qū)動波形產(chǎn)生的正弦波的數(shù)目與諧波的數(shù)目相乘的結(jié)果，產(chǎn)生附加的極點。例如，在相同時間段上第五諧波將產(chǎn)生五倍于基本諧波將產(chǎn)生的正弦波峰值。因此，以更高諧波驅(qū)動感應(yīng)電動機的結(jié)果為：由電流流動通過電動機的繞組而產(chǎn)生的磁極點的數(shù)目的增加。極點數(shù)目的增加轉(zhuǎn)化為由感應(yīng)電動機所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的增加。這是由于所產(chǎn)生的的轉(zhuǎn)矩的量與流動通過繞組的電流的量成比例。如圖1的圖例所示，當(dāng)驅(qū)動波形從第一諧波切換到第五諧波時，流動通過繞組的電流的量、以及由此所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的量增加。更具體地，以及在一個示例性實施方式中，當(dāng)驅(qū)動波形的第一諧波被施加到九相電動機的電流輸入時繞組電流(也以相位電流為同義詞)等于反相器電流除以1.28，而當(dāng)施加驅(qū)動波形的第五諧波時繞組電流等于反相器電流除以0.68。

改變通過反相器施加到電動機的驅(qū)動波形的諧波，以及由此改變由流動通過繞組的電流所產(chǎn)生的磁極點的數(shù)目的優(yōu)點在于，由電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的量可以通過電子改變通過反相器合成的驅(qū)動波形而得以改變。這意味著不需要對電動機做出物理改變以達(dá)到輸出轉(zhuǎn)矩的所需改變，例如打開或關(guān)閉開關(guān)或接觸器。類似地，改變通過反相器施加到電動機的驅(qū)動波形的諧波，以及由此改變磁極點的數(shù)目，可以適應(yīng)電動機的增加的轉(zhuǎn)動速度和更低的轉(zhuǎn)矩。電動機的每個繞組的兩端的電壓與電動機的轉(zhuǎn)動速度成比例。如圖1的圖例所示，當(dāng)驅(qū)動波形從第五諧波切換到第一諧波時，每個繞組兩端的電壓增加以及由此電動機的轉(zhuǎn)動速度增加。更具體地，當(dāng)施加驅(qū)動波形的第五諧波時繞組電壓(也以相位電壓為同義詞)等于反相器電壓除以1.46，而當(dāng)施加驅(qū)動波形的第一諧波時繞組電壓等于反相器電壓除以0.777。另外，通過反相器提供的驅(qū)動波形的諧波的改變可以以相繼通過諧波分量的各種混合的平滑方式獲得。因此，當(dāng)在諧波操作狀態(tài)之間切換時，不存在驅(qū)動的突然不連續(xù)。

圖2是當(dāng)電動機由反相器所產(chǎn)生的驅(qū)動波形的第一基本諧波波形驅(qū)動時，與九相兩跨度感應(yīng)電動機相關(guān)聯(lián)的可配置繞組的示意圖。所示出的橫截面僅顯示了定子繞組的上半部分，下半部分(未示出)是上半部分的鏡像。如圖2中所示，用反相器所產(chǎn)生的驅(qū)動波形的第一諧波驅(qū)動電動機的結(jié)果為產(chǎn)生兩個磁極點。低數(shù)目的的磁極點導(dǎo)致每個繞組相比于更多極點的情況觀察到更高的電壓，并且因此電動機的轉(zhuǎn)動速度增加而轉(zhuǎn)矩輸出減小(繞組兩端的電壓與電動機的速度成比例，而轉(zhuǎn)矩與極點的數(shù)目成比例)。

在一個示例性實施方式中，由九相反相器驅(qū)動波形的第一諧波所驅(qū)動的九相網(wǎng)形連接兩跨度感應(yīng)電動機可以接收大約43安培的反相器電流和大約33.9伏特的反相器電壓。每個繞組兩端的電壓可以為大約43.6伏特，并且流動通過每個繞組的電流可以為大約33.5安培。如果相同的電動機隨后由九相反相器驅(qū)動波形的第五諧波所驅(qū)動，由電流流動通過繞組所產(chǎn)生磁極點數(shù)目以5的因子增加到10個極點。圖3的橫截面視圖顯示了定子的上半部分和10個極點中的一半。針對于第五諧波的反相器電流將增加到大約720安培，此時流動通過每個繞組的電流為大約1020安培。針對于第五諧波的反相器電壓將為大約26.8伏特，而每個繞組兩端的電壓將為大約18伏特。由于從九相反相器驅(qū)動波形的第一諧波切換到第五諧波而導(dǎo)致磁極點數(shù)目的增加增加了流動通過每個繞組的電流的量(從大約33.5安培增加到大約1020安培)。電動機能夠在更高的繞組電流上顯著地產(chǎn)生更多的轉(zhuǎn)矩，雖然在更低的轉(zhuǎn)動速度上(大約100轉(zhuǎn)/分)。在上述示例性實施方式中，驅(qū)動在驅(qū)動波形的第一諧波上的九相網(wǎng)形連接兩跨度電動機所產(chǎn)生的平均轉(zhuǎn)矩可以為大約-7.62牛頓-米，而由在第五諧波上的相同電動機所產(chǎn)生的平均轉(zhuǎn)矩可以為大約559牛頓-米。具有兩個磁極點(由第一諧波驅(qū)動)的九相網(wǎng)形連接兩跨度感應(yīng)電動機的電動機轉(zhuǎn)動速度可以從大約15,000轉(zhuǎn)/分下降至具有10個極點(由第五諧波驅(qū)動)的大約100轉(zhuǎn)/分。

圖1和圖4中示意性示出的電路的阻抗隨著電感應(yīng)電動機的機械負(fù)載和轉(zhuǎn)動速度改變而改變。阻抗是當(dāng)施加電壓時電路對電流呈現(xiàn)的阻礙的量度。作為上述對在每個不同的諧波上所產(chǎn)生的極點的數(shù)目改變的結(jié)果，對施加到電路的驅(qū)動波形的諧波的改變改變了阻抗。電動機可以產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩(負(fù)載)的量與流動通過每個繞組的電流的量成比例且與磁極點的數(shù)目成比例。電動機的轉(zhuǎn)動速度與每個繞組兩端所提供的電壓成比例。因此，當(dāng)需要電動機的低轉(zhuǎn)動速度和高輸出轉(zhuǎn)矩時，例如當(dāng)起動機械時，可以實施圖1的在反相器驅(qū)動波形的第五諧波上驅(qū)動九相兩跨度感應(yīng)電動機的網(wǎng)形配置。

當(dāng)電動機被用于交流發(fā)電或發(fā)電模式時，電動機可以在比處于起動模式時更高的速度下操作，并且在更低的轉(zhuǎn)矩輸出下操作，同時仍然產(chǎn)生相同的或基本相同的功率輸出。如上所述，在一個示例性實施方式中，轉(zhuǎn)動速度可以從起動期間的大約100轉(zhuǎn)/分增加到當(dāng)處于交流發(fā)電模式時的15,000轉(zhuǎn)/分。為了在操作的交流發(fā)電模式下獲得針對高速低轉(zhuǎn)矩需求的優(yōu)選配置，九相網(wǎng)形連接兩跨度感應(yīng)電動機可以配置成可選擇地接收由九相反相器所產(chǎn)生的驅(qū)動波形的第一基本諧波。由電流流動通過繞組所產(chǎn)生的磁極點的數(shù)目從將驅(qū)動波形的第五諧波施加到繞組時的10個極點(如圖3中所示)減少到施加第一基本諧波時的2個極點(如圖2中所示)。極點數(shù)目的減少導(dǎo)致更高的電壓被提供給每個繞組而不帶來總反相器電壓的顯著增加。在以上所述的示例性實施方式中，當(dāng)從第五諧波切換到第一諧波時，反相器電壓可以從大約26.8伏特增加到大約33.9伏特(26.5％的增加)，同時每個獨立的繞組兩端的電壓可以從大約18伏特增加到大約43.6伏特(142％的增加)。如果當(dāng)將電動機的速度從100轉(zhuǎn)/分增加到15,000轉(zhuǎn)/分時，驅(qū)動波形的諧波(以及極點的數(shù)目)保持不變，則結(jié)果為反相器電壓的顯著增加。

在九相兩跨度感應(yīng)電動機的情況下，將電動機的轉(zhuǎn)動速度從100轉(zhuǎn)/分增加到15,000轉(zhuǎn)/分而不帶來驅(qū)動波形的諧波的對應(yīng)減少和極點數(shù)目的減少將導(dǎo)致在反相器處的直流電壓增加到數(shù)百伏特。該增加還可能導(dǎo)致需要機械操作員來勝任高電壓操作的安全管理。然而，根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式的當(dāng)從較高諧波(例如，第五諧波)轉(zhuǎn)變到較低諧波(例如，第一諧波)時極點數(shù)目的減少，使得能夠?qū)崿F(xiàn)更高速度更低轉(zhuǎn)矩的操作而不帶來反相器電壓的顯著增加(例如，如上所述的26.5％的增加)。極點數(shù)目的減少還會導(dǎo)致流動通過每個繞組的電流的量的顯著減少。如上關(guān)于九相網(wǎng)形連接兩跨度感應(yīng)電動機的示例性實施方式所討論的，當(dāng)電動機由驅(qū)動波形的第五諧波驅(qū)動時流動通過繞組的電流可以為大約1020安培。當(dāng)電動機由驅(qū)動波形的第一諧波驅(qū)動時該電流可以下降到大約33.5安培并且轉(zhuǎn)動速度增加到15,000轉(zhuǎn)/分。這可以改進(jìn)電動機的效率，這是由于根據(jù)歐姆定律：p＝i2r，在更高的電流流過時會出現(xiàn)電阻損耗的同時減少。

在九個端子中的每一個處連接至感應(yīng)電動機的九相反相器(未示出)能夠向電動機提供具有可變電壓和可變頻率的交流電流。當(dāng)感應(yīng)電動機用作交流電流發(fā)電機時，該反相器還可以與感應(yīng)電動機一起使用。該反相器可以具體化為單個微處理器或多個微處理器，以及包括其他電子部件(例如可以包含在脈沖寬度調(diào)制電路中的絕緣柵雙極型晶體管(igbt)和比較器)的硬件、固件以及軟件或所有前述的各種組合。各種其他已知的電路可以與反相器相關(guān)聯(lián)，包括供電電路、信號調(diào)節(jié)電路、螺線管驅(qū)動器電路、通信電路以及其他適當(dāng)?shù)碾娐贰?/p>

圖5中所示的流程圖示出了配置圖1至圖3中所示的感應(yīng)電動機的示例性方法，并且在以下章節(jié)將對圖5進(jìn)行詳細(xì)描述。

工業(yè)實用性

本發(fā)明所公開的具有可配置繞組的九相兩跨度感應(yīng)電動機可以既被用作起動器又被用作電功率的交流發(fā)電機或發(fā)電機。也可以根據(jù)本發(fā)明提出的原理使用具有比九相感應(yīng)電動機更少或更多相位的感應(yīng)電動機。當(dāng)用作起動器時，需要感應(yīng)電動機產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩以用于起動將其安裝在上面的機械的發(fā)動機。感應(yīng)電動機可以產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的量可以與流動通過定子上的每個繞組的電流的量成比例。所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩還可以與由流動通過電動機的繞組的電流所產(chǎn)生的磁極點的數(shù)目成比例。在一個示例性實施方式中，連接至九相感應(yīng)電動機的九相反相器可以配置成接收一個或多個指示請求操作該電動機以起動發(fā)動機的信號。反相器可以隨后處理這些信號并發(fā)送對應(yīng)的信號至九相感應(yīng)電動機的九個端子。感應(yīng)電動機可以配置成從反相器接收一個或多個信號并處理該一個或多個信號，以便可選擇地打開或關(guān)閉多個接觸器中的每一個以確立網(wǎng)形配置或星形配置。

感應(yīng)電動機可以進(jìn)一步配置成從反相器接收一個或多個指示請求操作該電動機以起動發(fā)動機的信號，以及處理該一個或多個信號以便可選擇地接收由九相反相器所產(chǎn)生的驅(qū)動波形的第五諧波。

根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式的感應(yīng)電動機還可以被用作用于產(chǎn)生電功率的交流發(fā)電機。在操作的交流發(fā)電模式期間，該感應(yīng)電動機能夠處理相比于起動發(fā)動機時(例如，100轉(zhuǎn)/分)更高的轉(zhuǎn)動速度(例如，15,000轉(zhuǎn)/分)，但與此同時產(chǎn)生相比于起動發(fā)動機時更少的轉(zhuǎn)矩。在起動模式期間每個繞組處的較高電流和較低電壓與交流發(fā)電模式期間每個繞組處的較高電壓和較低電流之間的折衷，導(dǎo)致由電動機消耗或產(chǎn)生的總功率保持大致相同。

電動機的每個繞組的兩端的電壓與電動機的轉(zhuǎn)動速度成比例。因此更高的轉(zhuǎn)動速度轉(zhuǎn)化為每個繞組兩端更高的電壓。電動機的磁極點數(shù)目的減少(例如，從10個極點減少到2個極點)導(dǎo)致每個繞組兩端更大的電壓而不帶來連接至反相器的每對端子兩端觀察到的總電壓的增加。在以上關(guān)于在起動模式下使用感應(yīng)電動機所討論的同樣的示例性實施方式中，連接至感應(yīng)電動機的九相反相器還可以配置成接收指示請求將該電動機操作為交流發(fā)電機以產(chǎn)生電力的一個或多個信號。反相器可以隨后處理這些信號并發(fā)送對應(yīng)的信號至九相感應(yīng)電動機的九個端子。感應(yīng)電動機可以配置成從反相器接收一個或多個信號并處理該一個或多個信號，以便可選擇地打開或關(guān)閉多個接觸器中的每一個以確立網(wǎng)形配置或星形配置。

感應(yīng)電動機可以進(jìn)一步配置成從反相器接收指示請求將該電動機操作為交流發(fā)電機以產(chǎn)生電力的一個或多個信號，以及處理該一個或多個信號以便可選擇地接收由九相反相器所產(chǎn)生的驅(qū)動波形的第一基本諧波。

圖5示出了配置圖1至圖3所示的感應(yīng)電動機的示例性方法。第一步驟為確定發(fā)動機是否正在運行(步驟：500)。如果發(fā)動機沒有在運行(步驟：500＝否)，則當(dāng)接收到起動命令時(步驟：502)，通過改變電流流動通過電動機的繞組所按照的電路路徑，可以將感應(yīng)電動機切換為如圖1所示的具有預(yù)定跨度值(例如，九相兩跨度)的網(wǎng)形配置(步驟：504)。

除了將感應(yīng)電動機切換為圖1所示的網(wǎng)形配置之外，可以將通過反相器施加到該網(wǎng)形配置的驅(qū)動波形的諧波改變?yōu)榈谖逯C波，以便將磁極點的數(shù)目增加到10個極點(步驟：506)。如上所述，極點數(shù)目的增加轉(zhuǎn)化為更高的轉(zhuǎn)矩和更低的轉(zhuǎn)動速度，這適合于操作的起動模式。

如果發(fā)動機正在運行(步驟：500＝是)，通過改變電流流動通過電動機的繞組所按照的電路路徑，可以將感應(yīng)電動機切換為具有預(yù)定跨度值(例如，九相兩跨度)的網(wǎng)形配置(步驟：512)。盡管圖5中所示的示例性實施方式包括將感應(yīng)電動機的電路路徑切換為網(wǎng)形配置，替代的實施方式還可以包括將電路切換為星形連接配置。

除了將感應(yīng)電動機切換為如圖1所示的網(wǎng)形配置之外，可以將通過反相器施加到該網(wǎng)形配置的驅(qū)動波形的諧波改變?yōu)榈谝换静ㄐ?，以便將磁極點的數(shù)目減少到2個極點(步驟：514)。極點數(shù)目的減少可以在更低轉(zhuǎn)矩輸入下允許高得多的轉(zhuǎn)動速度，并且由于流動通過繞組的電流量更低而具有減少的阻抗損耗。

可以對本發(fā)明的感應(yīng)電動機做出各種修改和變型，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。在考慮本發(fā)明所公開的說明書以及方法的實踐之后，感應(yīng)電動機的其他實施例以及配置該感應(yīng)電動機的方法對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也將是顯而易見的。說明書和實例僅僅被認(rèn)為是示例性的，本發(fā)明的真實范圍由所附權(quán)利要求書及其等價內(nèi)容指出。