本發(fā)明技術(shù)公開一般涉及與電機(jī)有關(guān)的裝置和方法，以及具體地涉及具有徑向力的主動(dòng)補(bǔ)償?shù)碾姍C(jī)及其方法。

背景技術(shù)：

一般，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，不同的力作用于轉(zhuǎn)子與定子之間。一些力是由于負(fù)載或?qū)πD(zhuǎn)軸施加力所致。此類力通常是機(jī)械力。其他力，例如磁力，可能看上去像是不理想的轉(zhuǎn)子和/或定子配置所導(dǎo)致。此類力通常由不同類型的軸承承載。旋轉(zhuǎn)電機(jī)通常同時(shí)具有徑向和軸向軸承，其任一個(gè)或二者可以是無接觸類型的。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一些旋轉(zhuǎn)電機(jī)利用將控制磁通加入到定子中的正態(tài)偏置定子磁通的原理。存在附加的定子繞組，這使得能夠向定子的不同部分提供不同的磁通。在環(huán)向方向上，不同位置處的定子電流之差意味著沿著氣隙氣隙磁通密度是變化的。變化的氣隙磁通密度導(dǎo)致轉(zhuǎn)子與定子之間變化的力。

a.laiho等人在ieeetransactionsonmagnetics，第45卷，編號(hào)2009年12月12日第5388-5398頁的“attenuationofharmonicrotorvibrationinacagerotorinductionmachinebyaself-bearingforceactuator”公開利用定子控制繞組以便減弱轉(zhuǎn)子彎曲振動(dòng)的電機(jī)的一個(gè)示例。在所公布的國際專利申請(qǐng)wo03/032470a1中，提出一種具有生成側(cè)向力的能力的電機(jī)。定子電流按不同量值分布在定子繞組的不同部分之間，這導(dǎo)致轉(zhuǎn)子和定子之間的合力。

在美國專利5,053,662中，公開軸的電磁阻尼。來自位置傳感器的輸入信號(hào)指示具有永磁體或開關(guān)磁阻轉(zhuǎn)子的電機(jī)，需要電機(jī)軸的阻尼。響應(yīng)于傳感器指示，促使與轉(zhuǎn)子電磁耦合的定子繞組選擇性地賦能以抑制軸的振動(dòng)。

此類現(xiàn)有技術(shù)解決方案的一個(gè)問題是，需要修改電機(jī)設(shè)計(jì)以包含附加的定子控制繞組，這影響整個(gè)電機(jī)的性能。再者，在大型電機(jī)中，控制實(shí)現(xiàn)適合的力所需的定子功率較高，這需要復(fù)雜且昂貴的功率電子器件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開的一般目的在于提供補(bǔ)償徑向力的解決方案，其易于作為現(xiàn)有電機(jī)的改裝來提供以及易于在新設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)且與現(xiàn)有技術(shù)中使用的功率電子器件相比，所需的功率電子器件較不復(fù)雜。

上文的目的通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的方法和裝置來實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求中定義了優(yōu)選實(shí)施例。

一般來說，在第一方面中，一種電機(jī)包括轉(zhuǎn)子、定子、轉(zhuǎn)子供電源、至少一個(gè)傳感器和轉(zhuǎn)子磁化控制配置。所述轉(zhuǎn)子具有用于控制轉(zhuǎn)子磁極的磁化的轉(zhuǎn)子繞組。所述定子在所述轉(zhuǎn)子周圍提供且布置成用于使所述轉(zhuǎn)子能相對(duì)于所述定子旋轉(zhuǎn)。所述轉(zhuǎn)子供電源布置成向所述轉(zhuǎn)子繞組提供電流。所述傳感器布置成測(cè)量與所述定子的部分或機(jī)械附接到所述定子的部分與所述轉(zhuǎn)子的部分或機(jī)械附接到所述轉(zhuǎn)子的部分之間的相對(duì)力關(guān)聯(lián)的參數(shù)。所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置通信上連接到所述至少一個(gè)傳感器，所述至少一個(gè)傳感器用于接收表示所測(cè)得的參數(shù)的信號(hào)。所述轉(zhuǎn)子磁極分成至少兩組轉(zhuǎn)子磁極，其中每組轉(zhuǎn)子磁極具有至少一個(gè)磁極。所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置布置成通過從所述轉(zhuǎn)子供電源向所述至少兩組轉(zhuǎn)子磁極中每一個(gè)的轉(zhuǎn)子繞組提供相應(yīng)可個(gè)別控制的轉(zhuǎn)子電流，從而個(gè)別地控制所述至少兩組轉(zhuǎn)子磁極的磁化。所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置布置成根據(jù)表示所述至少一個(gè)傳感器的測(cè)得的參數(shù)的信號(hào)來個(gè)別地控制相應(yīng)的轉(zhuǎn)子電流。

在第二方面中，考慮一種用于控制電機(jī)的方法。相關(guān)的電機(jī)具有定子以及具有轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子繞組包括用于控制轉(zhuǎn)子磁極的磁化的轉(zhuǎn)子繞組。所述轉(zhuǎn)子磁極分成至少兩組轉(zhuǎn)子磁極，其中每組轉(zhuǎn)子磁極具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子磁極。該方法包括測(cè)量與所述定子的部分或機(jī)械附接到所述定子的部分與所述轉(zhuǎn)子的部分或機(jī)械附接到所述轉(zhuǎn)子的部分之間的相對(duì)力關(guān)聯(lián)的參數(shù)。向所述至少兩組轉(zhuǎn)子磁極中每一個(gè)的所述轉(zhuǎn)子繞組提供相應(yīng)可個(gè)別控制的轉(zhuǎn)子電流，以用于控制所述至少兩組轉(zhuǎn)子磁極與所述定子之間的相應(yīng)磁力。所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流是根據(jù)所測(cè)得的參數(shù)個(gè)別地進(jìn)行控制的。

所提出的技術(shù)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，通過控制用于激勵(lì)所述轉(zhuǎn)子的電流來控制轉(zhuǎn)子磁極磁化，能夠以相對(duì)較低電流實(shí)現(xiàn)力的補(bǔ)償。由此，可以使用與現(xiàn)有技術(shù)中相比較不復(fù)雜的功率電子器件。在閱讀詳細(xì)描述時(shí)，將顯見到其他優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

參考下文結(jié)合附圖的描述，將最佳地理解本發(fā)明及其其他目的和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：

圖1a是一種電機(jī)的示意性剖面圖；

圖1b是圖示圖1a的電機(jī)在理想情況中轉(zhuǎn)子磁極與定子之間的徑向磁力的示意圖；

圖2a是具有多組轉(zhuǎn)子磁極的電機(jī)實(shí)施例的示意性剖面圖；

圖2b是圖示圖2a的電機(jī)中轉(zhuǎn)子磁極與定子之間的徑向磁力的示意圖；

圖2c是圖示圖2a的電機(jī)中的徑向力補(bǔ)償?shù)氖疽鈭D；

圖3是一種電機(jī)實(shí)施例的示意性軸向剖面圖；

圖4a是轉(zhuǎn)子實(shí)施例的示意圖；

圖4b是轉(zhuǎn)子繞組的星型連接的示意圖；

圖4c是轉(zhuǎn)子繞組的三角型連接的示意圖；

圖4d是轉(zhuǎn)子的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖；

圖4e是圖示針對(duì)圖4d的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子磁極與定子之間的磁力的示意圖；

圖4f-4g是轉(zhuǎn)子的又一個(gè)實(shí)施例的示意圖；

圖5a-5b是轉(zhuǎn)子繞組解決方案的實(shí)施例的示意圖；

圖6a-6c是具有不同位置的轉(zhuǎn)子磁化控制配置的電機(jī)實(shí)施例的示意圖；

圖7是用于控制電機(jī)的方法步驟的流程圖；

圖8a-8c是圖示轉(zhuǎn)子電流的示意圖；以及

圖9a-9c是圖示施加圖8a-8c的相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流情況下在定子處測(cè)得的力的示意圖。

具體實(shí)施方式

在所有附圖中，對(duì)于相似或?qū)?yīng)的元件使用相同的附圖標(biāo)記。

為了更好地理解所提出的技術(shù)，借助于利用電激勵(lì)的轉(zhuǎn)子磁極的典型電機(jī)的概述開始會(huì)有所幫助。

圖1a圖示利用電磁激勵(lì)的轉(zhuǎn)子磁極24的電機(jī)1的剖面圖。電機(jī)1包括具有定子繞組12的定子10。轉(zhuǎn)子20在軸4上提供且繞著旋轉(zhuǎn)軸a可相對(duì)于定子10旋轉(zhuǎn)。氣隙8存在于轉(zhuǎn)子20與定子10之間。即使是在間隙實(shí)際可能被空氣以外的其他物質(zhì)填充或可能以真空來提供的情況中，本文仍使用術(shù)語“氣隙”。本示例的轉(zhuǎn)子20具有6個(gè)轉(zhuǎn)子磁極24。通過經(jīng)由纏繞轉(zhuǎn)子磁極24的轉(zhuǎn)子繞組22發(fā)送轉(zhuǎn)子電流將這些磁極磁化。轉(zhuǎn)子供電源50因此布置成向轉(zhuǎn)子繞組22提供電流。圍繞轉(zhuǎn)子磁極24的磁化電流產(chǎn)生通過氣隙8與定子10相互作用的磁場(chǎng)。這種相互作用產(chǎn)生了每個(gè)轉(zhuǎn)子磁極24與定子10之間的力。

圖1b示意性地圖示來自圖1a中所示的電機(jī)的定子作用于6個(gè)轉(zhuǎn)子磁極的力。如果假定轉(zhuǎn)子優(yōu)選地居中于定子內(nèi)且轉(zhuǎn)子和定子均具有理想磁極和繞組，則作用于每個(gè)轉(zhuǎn)子磁極上的力具有相同的量值，但是指向間隔60度的6個(gè)不同方向。正在此類情況下轉(zhuǎn)子與定子之間的凈合力將為零，因?yàn)檫@6個(gè)力彼此抵消。

但是，在實(shí)際情況中，電機(jī)在所有細(xì)節(jié)上都不是完善的。因此，在典型的情況中，不同的力將不會(huì)彼此完善地抵消，而是將產(chǎn)生凈合力。如果凈合力是僅由于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分處的不完善所致，則凈合力將以與轉(zhuǎn)子相同的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。如果凈合力是僅由于電機(jī)的固定部分處的不完善所致，則凈合力將是固定的。在典型的實(shí)踐情況中，凈合力將是旋轉(zhuǎn)部分與固定部分的組合。再者，還可能存在分量，例如，具有其他時(shí)間變化模式的外力，正如下文進(jìn)一步論述的。

在大多數(shù)應(yīng)用中，如果使用機(jī)械軸承的話，旋轉(zhuǎn)部分與固定部分之間的凈合力導(dǎo)致軸承處的磨耗增加，并且通常還導(dǎo)致不同頻率和量值的振動(dòng)。在此類應(yīng)用中，人們通過嘗試使轉(zhuǎn)子和定子盡可能地完善來盡力地將凈合力減到最小。

定子與轉(zhuǎn)子之間的徑向力還可能由于連接到與轉(zhuǎn)子相同的軸的其他部分，例如渦輪或任何被驅(qū)動(dòng)的部分所致。

在某些應(yīng)用中，所考量的可能是故意地讓凈合力不等于零。此類應(yīng)用的示例可以為如下情況時(shí)，在使具有豎直軸的電機(jī)運(yùn)行時(shí)，以及尤其是在啟動(dòng)和停止期間，因?yàn)樵趩?dòng)和停止期間，沒有磁化，軸承通常為空載且軸在機(jī)械公差內(nèi)自由移動(dòng)。在此類應(yīng)用中，因此盡力使轉(zhuǎn)子與定子之間的凈合力盡可能地接近于預(yù)定非零值的力。

有多種不同的方法補(bǔ)償定子與轉(zhuǎn)子之間的非期望的力。在背景技術(shù)部分中提到的參考文獻(xiàn)中，使用不同技術(shù)來實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱定子磁場(chǎng)，以及以此方式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子與定子之間的非零凈磁力。此類方法可能有效，但是通常需要大量重復(fù)設(shè)計(jì)和/或需要復(fù)雜且相對(duì)較高功率電子器件。

根據(jù)本發(fā)明提出的技術(shù)，替代地針對(duì)旋轉(zhuǎn)部分進(jìn)行控制。

圖2a在電機(jī)1的實(shí)施例的剖面圖中圖示示意性附圖。電機(jī)1具有轉(zhuǎn)子20，其由此包括用于控制轉(zhuǎn)子磁極24的磁化的轉(zhuǎn)子繞組22a、22b和22c。電機(jī)1還具有定子10，定子10圍繞轉(zhuǎn)子20提供且布置成用于使轉(zhuǎn)子20能夠繞著軸a相對(duì)于定子10旋轉(zhuǎn)。在此實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子磁極24分成三組23a、23b、23c的轉(zhuǎn)子磁極24，每組23a、23b、23c的轉(zhuǎn)子磁極具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子磁極24。轉(zhuǎn)子供電源50布置成經(jīng)由轉(zhuǎn)子磁化控制配置60對(duì)轉(zhuǎn)子繞組22a、22b和22c提供電流。該轉(zhuǎn)子磁化控制配置布置成用于個(gè)別地控制這些三組轉(zhuǎn)子磁極的磁化。這通過從轉(zhuǎn)子供電源50向三組23a、23b、23c的轉(zhuǎn)子磁極24的每一組的轉(zhuǎn)子繞組22提供相應(yīng)可個(gè)別控制的轉(zhuǎn)子電流實(shí)現(xiàn)。

通過轉(zhuǎn)子繞組22a的轉(zhuǎn)子電流控制組23a的轉(zhuǎn)子磁極的磁化。組23a的這些轉(zhuǎn)子磁極形成相對(duì)于定子10的磁力。來自組23a的轉(zhuǎn)子磁極的凈力圖示為組力6a。通過轉(zhuǎn)子繞組22b的轉(zhuǎn)子電流控制組23b的轉(zhuǎn)子磁極的磁化。組23b的這些轉(zhuǎn)子磁極形成相對(duì)于定子10的磁力。來自組23b的轉(zhuǎn)子磁極的凈力圖示為組力6b。通過轉(zhuǎn)子繞組22c的轉(zhuǎn)子電流控制組23c的轉(zhuǎn)子磁極的磁化。組23c的這些轉(zhuǎn)子磁極形成相對(duì)于定子10的磁力。磁極被纏繞以形成環(huán)向上具有交替北極和南極的磁場(chǎng)。來自組23c的轉(zhuǎn)子磁極的凈力圖示為組力6c。因?yàn)榻M23a、23b和23c分組且每組內(nèi)沒有相對(duì)于軸a的任何旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，所以組力6a、6b、6c變?yōu)榉橇阒?。但是，在此?shí)施例中，不同組之間存在相對(duì)于軸a的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性。換言之，組23a與組23b相似，繞著軸a旋轉(zhuǎn)120°，以及組23a與組23c相似，繞著軸a旋轉(zhuǎn)240°。

圖2b中示意圖圖示三個(gè)組力6a、6b和6c。通過向不同組發(fā)送不同的電流，可以將這些組力控制為不同的。磁合力7由此變?yōu)榕c零不同。

如果與通過上文描述的轉(zhuǎn)子磁極磁化的相互作用不同的相互作用導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子20和定子10之間的力是已知的，則可以將磁合力7用于控制目的。在圖2c中示意性地圖示這一點(diǎn)。3表示所述其他相互作用導(dǎo)致的力。預(yù)定的目標(biāo)力5是控制的目的。可以將磁合力7控制為提供應(yīng)盡可能接近于目標(biāo)力的凈合力9。在典型的情況中，目標(biāo)力5等于0，但是正如上文進(jìn)一步提到的，存在要求非零值預(yù)定目標(biāo)力5的應(yīng)用。在具有偏心轉(zhuǎn)子的電機(jī)中，磁力恒定地作用于轉(zhuǎn)子上，并且可以將目標(biāo)力設(shè)計(jì)成抵消此類力。相似地，如果轉(zhuǎn)子場(chǎng)繞組承受匝間短路，則能夠補(bǔ)償因此導(dǎo)致的力。

為了補(bǔ)償作用于轉(zhuǎn)子的其他力，此類力必須是已知的。為此，提供至少一個(gè)傳感器70，再次參考圖2a。此傳感器70布置成測(cè)量與定子10和轉(zhuǎn)子20之間的相對(duì)力關(guān)聯(lián)的參數(shù)。因?yàn)闄C(jī)械附接到轉(zhuǎn)子或定子的多個(gè)部分分別地承受與轉(zhuǎn)子和定子之間的相對(duì)力成比例的力狀況，所以此類部分也可以用于傳感器。換言之，傳感器70布置在一方面，定子的部分或機(jī)械附接到定子的部分與另一方面，轉(zhuǎn)子的部分或機(jī)械附接到轉(zhuǎn)子的部分之間。如圖虛線71所示，轉(zhuǎn)子磁化控制配置60在通信上連接到一個(gè)或多個(gè)傳感器70，以用于接收表示測(cè)得的參數(shù)的信號(hào)。轉(zhuǎn)子磁化控制配置60布置成根據(jù)表示一個(gè)或多個(gè)傳感器70的測(cè)得的參數(shù)的信號(hào)來個(gè)別地控制相應(yīng)的轉(zhuǎn)子電流。下文將更詳細(xì)地論述這些傳感器。

在一般情況中，轉(zhuǎn)子磁化的個(gè)別控制可以控制為達(dá)到例如某些范圍、振幅、頻率等內(nèi)的可接受凈合力。在優(yōu)選實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子磁化控制配置60可以具有針對(duì)目標(biāo)的控制功能性。因?yàn)檗D(zhuǎn)子磁極的磁化導(dǎo)致轉(zhuǎn)子磁極與定子之間的相應(yīng)磁力，且所述相應(yīng)磁力有助于所述定子的部分或機(jī)械附接到所述定子的部分與所述轉(zhuǎn)子的部分或機(jī)械附接到所述轉(zhuǎn)子的部分之間的凈合力，所以能夠找到大于或等于0的預(yù)定目標(biāo)力。轉(zhuǎn)子磁化控制配置60由此布置成用于將凈合力引導(dǎo)向預(yù)定目標(biāo)。

在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定目標(biāo)力為0。在此類情況中，該轉(zhuǎn)子磁化控制配置布置成提供相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流以便在轉(zhuǎn)子磁極與定子之間提供使凈合力減到最小的磁力。

因?yàn)殡姍C(jī)同時(shí)包括固定部分和旋轉(zhuǎn)部分，所以能夠在旋轉(zhuǎn)參照系或固定參照系中執(zhí)行測(cè)量和/或控制。在本發(fā)明技術(shù)中，在使用轉(zhuǎn)子磁極的磁化控制的情況中，可以將控制操作視為在旋轉(zhuǎn)參照系中執(zhí)行。這獨(dú)立于控制系統(tǒng)的實(shí)際物理位置。如果在旋轉(zhuǎn)參照系中提供例如與轉(zhuǎn)子連接安裝的一個(gè)或多個(gè)傳感器，則測(cè)量在與控制相同的參照系中執(zhí)行。轉(zhuǎn)子中的不完善可能呈現(xiàn)為恒定的力，而定子中的不完善將呈現(xiàn)為其周期基本為旋轉(zhuǎn)速度的倒數(shù)或等于旋轉(zhuǎn)速度的倒數(shù)的倍數(shù)或分?jǐn)?shù)的力?？梢酝ㄟ^向轉(zhuǎn)子繞組提供適合的電流來補(bǔ)償此類力。如果將dc電流或時(shí)間常量大于轉(zhuǎn)子的公轉(zhuǎn)時(shí)間的隨時(shí)間變化的電流用作相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流，則能夠補(bǔ)償轉(zhuǎn)子處的不完善和緩慢變化的外力。如果時(shí)間常量等于或小于轉(zhuǎn)子的公轉(zhuǎn)時(shí)間的時(shí)間變化的電流用作相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流，則還能夠補(bǔ)償定子處的不完善和快速變化的外力。

因?yàn)槎ㄗ又械牟煌晟茖?dǎo)致以與旋轉(zhuǎn)相同的頻率變化的力，所以獲知旋轉(zhuǎn)速度也是有益的。

再者，如果傳感器利用固定參照系中的參照點(diǎn)至少部分地測(cè)量數(shù)值，則此類測(cè)量在執(zhí)行控制的旋轉(zhuǎn)參照系中將是隨時(shí)間變化的。再者，參照系之間的相位也將是重要的。因此，在優(yōu)選實(shí)施例中，該電極還包括轉(zhuǎn)子角位置指示器80。轉(zhuǎn)子角位置指示器80，如虛線81所指示的，在通信上連接到轉(zhuǎn)子電流控制配置60。轉(zhuǎn)子角位置指示器80布置成用于確定轉(zhuǎn)子20相對(duì)于定子10的當(dāng)前角位置。轉(zhuǎn)子磁化控制配置60由此還布置成用于從轉(zhuǎn)子角位置指示器80接收表示當(dāng)前角位置的信號(hào)。轉(zhuǎn)子磁化控制配置60還布置成用于進(jìn)一步根據(jù)表示當(dāng)前角位置的信號(hào)個(gè)別地控制相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流。

另一種可能是同時(shí)測(cè)量轉(zhuǎn)子中和定子中的力。以此方式，無需獲知旋轉(zhuǎn)速度也無需知道轉(zhuǎn)子的位置。

圖3在軸向剖面圖中示意性地圖示電機(jī)的實(shí)施例。軸4連接到外部旋轉(zhuǎn)構(gòu)件30。如果電機(jī)1是發(fā)電機(jī)，則外部旋轉(zhuǎn)構(gòu)件30可以是渦輪。如果電機(jī)1是電動(dòng)機(jī)，則外部旋轉(zhuǎn)構(gòu)件30可以是被驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件，如輪胎或螺旋槳。用于實(shí)現(xiàn)有關(guān)作用于電機(jī)的力及具體為定子和轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)力的信息的傳感器可以是非常不同的類型的，并且可以位于非常不同的位置處。優(yōu)選地，還出于冗余的目的，使用多于一個(gè)傳感器。

要使用的一種可能的傳感器是應(yīng)變儀。這種應(yīng)變儀可以附接到可能承受因施加的力所致的任何變形的定子和/或轉(zhuǎn)子的任何部分。在圖3中，傳感器70a是安裝在轉(zhuǎn)子主體處的應(yīng)變儀。傳感器70b是安裝在剛性機(jī)械附接到轉(zhuǎn)子20的軸處的應(yīng)變儀。這些部分的任何變形將產(chǎn)生可測(cè)量的應(yīng)變?？梢酝ㄟ^考慮轉(zhuǎn)子的機(jī)械設(shè)計(jì)，將此類應(yīng)變與轉(zhuǎn)子20與定子10之間的某種力關(guān)聯(lián)。優(yōu)選地，可以將該力估算為量值和方向。通常，可以使用多于一個(gè)傳感器，例如用于檢測(cè)不同方向上的應(yīng)變，然后可以統(tǒng)一地執(zhí)行與某種力的關(guān)聯(lián)以便實(shí)現(xiàn)多于一種傳感器測(cè)量。

傳感器70c圖示此處安裝在轉(zhuǎn)子表面處的磁通量傳感器。該磁通量傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)子20與定子10之間的氣隙8中的磁通量?；谵D(zhuǎn)子和定子的磁設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒋磐颗c某種力關(guān)聯(lián)。優(yōu)選地，使用多個(gè)磁通量傳感器來拾取圍繞轉(zhuǎn)子10的不同方向上的力。

傳感器70d是例如壓電型的振動(dòng)儀。振動(dòng)傳感器的使用某種程度類似于應(yīng)變儀，并且通過設(shè)計(jì)考慮，可以將來自振動(dòng)傳感器的測(cè)量與作用于定子10與轉(zhuǎn)子20之間的不同力關(guān)聯(lián)。

傳感器70e是靠近定子10安裝的應(yīng)變儀，在此情況中，為安裝在承載徑向軸承16的軸承座18上的應(yīng)變儀。該操作類似于轉(zhuǎn)子安裝的傳感器，所例外的是傳感器70e被置于固定參照系中，而傳感器70a和70b在旋轉(zhuǎn)參照系中提供。傳感器70f是磁通量傳感器，此處安裝在定子表面，也測(cè)量氣隙8中的磁通量。傳感器70g是安裝在構(gòu)件11處剛性地附接在定子10處的振動(dòng)儀。定子10的振動(dòng)傳遞到構(gòu)件11，并且因此仍可以將測(cè)得的振動(dòng)關(guān)聯(lián)回作用于轉(zhuǎn)子20和定子10之間的力。

傳感器70h是相對(duì)位置檢測(cè)器。在此實(shí)施例中，該傳感器安裝在定子10處并測(cè)量至轉(zhuǎn)子軸4的距離?？梢詫⒋司嚯x上的變化與轉(zhuǎn)子與定子之間的力關(guān)聯(lián)。該關(guān)聯(lián)可能難以理論方式獲取，并且可能需要執(zhí)行校準(zhǔn)測(cè)量以便提供該關(guān)聯(lián)。備選地，可以使用來自其他傳感器的附加測(cè)量來實(shí)現(xiàn)合理地確定作用于轉(zhuǎn)子和定子之間的力。

傳感器80a是轉(zhuǎn)子角位置指示器。在此實(shí)施例中，通過檢測(cè)轉(zhuǎn)子軸4上出現(xiàn)標(biāo)記81，轉(zhuǎn)子角位置指示器可以計(jì)算旋轉(zhuǎn)速度以及瞬時(shí)角位置。轉(zhuǎn)子角位置指示器的其他實(shí)施例可以基于磁場(chǎng)測(cè)量或轉(zhuǎn)子電壓零交叉。再有，正如早前提到的，還可以由同時(shí)作用于轉(zhuǎn)子和定子的力的測(cè)量推導(dǎo)角位置和旋轉(zhuǎn)速度。以機(jī)械、電以及磁方式測(cè)量轉(zhuǎn)子角位置的許多其他可能對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的。獲取角位置的細(xì)節(jié)本身對(duì)于本發(fā)明原理提供預(yù)想的技術(shù)效果并非至關(guān)重要的，只要提供角位置即可。

傳感器70a-h和80a測(cè)量一些參數(shù)，例如，應(yīng)變、磁通量、振動(dòng)特征或距離?？梢酝ㄟ^不同類型的信號(hào)傳輸對(duì)此類參數(shù)編碼并傳送到轉(zhuǎn)子磁化控制配置。該信號(hào)可以是例如經(jīng)由有線通信連接的電信號(hào)、通過任何無線通信方法傳輸?shù)碾姶判盘?hào)、經(jīng)由光纖的光信號(hào)等。

不同類型的傳感器的詳細(xì)功能為相應(yīng)領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知。因?yàn)榇祟愒斍閷?duì)于達(dá)到技術(shù)效果不是至關(guān)重要的，所以將不對(duì)它們進(jìn)行進(jìn)一步論述。這對(duì)于具有這些參數(shù)的編碼表示的信號(hào)進(jìn)行通信也是成立的。此類方法和裝置對(duì)于測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員是公知的。

轉(zhuǎn)子磁極的分組可以采用多種不同的方式來執(zhí)行。根據(jù)實(shí)際分組設(shè)計(jì)，需要相應(yīng)地修改磁化控制策略。下文圖示幾個(gè)非限制性示例，僅是為了強(qiáng)調(diào)非常不同的組設(shè)計(jì)的可能性。

在圖4a中，示出具有6個(gè)轉(zhuǎn)子磁極24a-f的電機(jī)的轉(zhuǎn)子20的實(shí)施例的示意圖圖示。圍繞轉(zhuǎn)子磁極24d-f纏繞第一轉(zhuǎn)子繞組。對(duì)此轉(zhuǎn)子繞組提供恒定電流，從而提供轉(zhuǎn)子磁極24d-f的恒定磁化。因此，轉(zhuǎn)子磁極24d-f有關(guān)徑向力控制是無源的。轉(zhuǎn)子磁極24a-c由三個(gè)單獨(dú)的繞組來磁化，其中提供可個(gè)別控制的電流。由此，它們構(gòu)成三組23a-c，對(duì)應(yīng)于每個(gè)24a-c，一個(gè)轉(zhuǎn)子磁極。

在圖4a圖示的基本實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)組使用兩個(gè)單獨(dú)的電連接，向所有組23a-c的轉(zhuǎn)子磁極提供電流。但是，通過將不同繞組以星型配置連接來減少電連接的數(shù)量也是可能的，如圖4b所指示的。換言之，轉(zhuǎn)子磁極分成三組轉(zhuǎn)子磁極以及相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流被提供到與星型連接中的三組轉(zhuǎn)子磁極對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子繞組。公共點(diǎn)可以接地。但是，此類電連接將對(duì)能夠?qū)Σ煌M中使用什么電流設(shè)置額外約束，因?yàn)槊總€(gè)瞬時(shí)的電流需要相加為0。還可以使用三角型配置，如圖4c所指示的。換言之，轉(zhuǎn)子磁極分成三組轉(zhuǎn)子磁極以及相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流被提供到與沒有公共點(diǎn)的三角電路中的三組轉(zhuǎn)子磁極對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子繞組。在此情況中，通過多個(gè)組提供的電壓的瞬時(shí)總和必須為0。

在圖4d中，其中示出具有4個(gè)轉(zhuǎn)子磁極24g-j的電機(jī)的轉(zhuǎn)子20的實(shí)施例。通過公共繞組提供恒定電流，利用基本磁化將所有4個(gè)轉(zhuǎn)子磁極磁化。在理想情況下，這將不導(dǎo)致任何徑向力，但是，在實(shí)際中，將存在因電機(jī)中的不完善所致的不可控制的徑向力。此外，一個(gè)附加轉(zhuǎn)子繞組被提供到轉(zhuǎn)子磁極24g和24i。在此轉(zhuǎn)子繞組中，提供可控制電流。轉(zhuǎn)子磁極24g和24i因此構(gòu)成第一組23a的轉(zhuǎn)子磁繞組。轉(zhuǎn)子磁極24g處的附加轉(zhuǎn)子繞組按與公共轉(zhuǎn)子繞組相同的方向纏繞，轉(zhuǎn)子磁極24g的磁化變?yōu)榈扔诠厕D(zhuǎn)子電流與附加轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁化之和。但是，轉(zhuǎn)子磁極24i處的附加轉(zhuǎn)子繞組按與公共轉(zhuǎn)子繞組相反的方向纏繞，轉(zhuǎn)子磁極24i的磁化由此變?yōu)榈扔诠厕D(zhuǎn)子電流與附加轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的磁化之差。附加轉(zhuǎn)子繞組中增大的電流因此將增大轉(zhuǎn)子磁極24g的磁化，但是按相同量減少轉(zhuǎn)子磁極24i的磁化。向轉(zhuǎn)子磁極24h與24j提供相似的附加轉(zhuǎn)子繞組。在此轉(zhuǎn)子繞組中，提供另一個(gè)可控制電流。轉(zhuǎn)子磁極24h和24j因此構(gòu)成第二組23b的轉(zhuǎn)子磁繞組。在圖4e中，其中示意性地圖示這些力。箭頭6’表示僅隨公共轉(zhuǎn)子繞組存在的磁力，而箭頭6”表示將個(gè)別附加電流提供到組23a和23b時(shí)的磁力的示例。由此形成凈合力7。

在圖4f中，其中示出具有8個(gè)轉(zhuǎn)子磁極24k-r的電機(jī)的轉(zhuǎn)子20的實(shí)施例。提供轉(zhuǎn)子繞組以便以恒定磁化電流，偏置轉(zhuǎn)子電流磁化所有轉(zhuǎn)子磁極24k-24r。附加地將用于可個(gè)別控制的轉(zhuǎn)子電流的單獨(dú)轉(zhuǎn)子繞組提供到轉(zhuǎn)子磁極24k和24l，從而形成第一組23a。還附加地將用于可個(gè)別控制的轉(zhuǎn)子電流的另一個(gè)單獨(dú)轉(zhuǎn)子繞組提供到轉(zhuǎn)子磁極24m和24n，從而形成第二組23b。轉(zhuǎn)子磁極24o-r因此在其磁化是恒定的且無法用于以有源方式補(bǔ)償其他力的意義上而言是“無源的”。但是，連同能夠具有可控制磁化的轉(zhuǎn)子磁極的組23a和23b，可以獲得變化的凈合力。

在備選實(shí)施例中，此偏置磁化可以通過永磁體提供?？梢允褂每煽刂频霓D(zhuǎn)子電流的繞組形成疊加在永磁體的效應(yīng)上的附加磁化。換言之，該轉(zhuǎn)子磁化控制配置布置成用于控制轉(zhuǎn)子電流，從而提供疊加在基本永磁體磁化上的附加個(gè)別轉(zhuǎn)子磁化。

在圖4g中，其中示出具有12個(gè)轉(zhuǎn)子磁極24的電機(jī)的轉(zhuǎn)子20的實(shí)施例。將可個(gè)別控制的轉(zhuǎn)子電流的4個(gè)單獨(dú)轉(zhuǎn)子繞組提供到轉(zhuǎn)子磁極24，從而形成4組23a-d。此實(shí)施例圖示生成不指向相同方向的至少兩個(gè)向量的繞組的任何分組能夠生成任何給定方向上作用于轉(zhuǎn)子的凈力，即使這些向量不是正交的。

本領(lǐng)域中技術(shù)人員現(xiàn)在認(rèn)識(shí)到，實(shí)際設(shè)計(jì)在許多配置中可能有所不同，具有不同數(shù)量的組，但是至少兩個(gè)，其中每個(gè)組能夠具有一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子磁極。在一些實(shí)施例中，這些轉(zhuǎn)子磁極分成多于兩個(gè)組。還可以存在不包含在這些組中任一組中的轉(zhuǎn)子磁極。

圖5a圖示具有6個(gè)轉(zhuǎn)子磁極24和3個(gè)可個(gè)別控制的組23a-c的轉(zhuǎn)子磁極的電機(jī)的轉(zhuǎn)子20的實(shí)施例。在此實(shí)施例中，每個(gè)組具有提供偏置磁化以及偏置磁化上的可控制磁化的一個(gè)轉(zhuǎn)子繞組22a-c。換言之，此類實(shí)施例的轉(zhuǎn)子磁化控制配置布置成用于控制疊加在基本磁化電流上的轉(zhuǎn)子電流，該基本磁化電流對(duì)于所有轉(zhuǎn)子繞組是公共的?；敬呕娏骰蚱秒娏饕彩恰翱煽刂频摹薄Ｔ诎l(fā)電機(jī)的情況中，它負(fù)責(zé)電壓調(diào)整。在此電流與在頂上的電流變化時(shí)獲得的力之間也存在耦合。這種設(shè)計(jì)具有每個(gè)轉(zhuǎn)子磁極只需一個(gè)轉(zhuǎn)子繞組的優(yōu)點(diǎn)，這使得改裝容易。

圖5b圖示具有6個(gè)轉(zhuǎn)子磁極24和3個(gè)可個(gè)別控制的組23a-c的轉(zhuǎn)子磁極的電機(jī)的轉(zhuǎn)子20的另一個(gè)實(shí)施例。一個(gè)轉(zhuǎn)子繞組22d此處對(duì)于所有轉(zhuǎn)子磁極是公共的，其提供偏置磁化。在此之上，對(duì)每個(gè)組的轉(zhuǎn)子磁極提供附加個(gè)別轉(zhuǎn)子繞組22a-c。這些繞組提供用于修改磁化以形成期望的必要徑向力的轉(zhuǎn)子電流。換言之，除了個(gè)別組轉(zhuǎn)子繞組外，轉(zhuǎn)子繞組還包括對(duì)于所有轉(zhuǎn)子磁極為公共的公共轉(zhuǎn)子繞組。該轉(zhuǎn)子供電源由此布置成通過基本磁化電流供給公共轉(zhuǎn)子繞組。此類設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，與提供到每個(gè)轉(zhuǎn)子磁極的總電流相比，受控的電流具有相對(duì)較低量值。此類系統(tǒng)的可靠性也高。

該轉(zhuǎn)子磁化控制配置的定位可以采用不同方式來進(jìn)行。在圖6a中，其中圖示電機(jī)1的實(shí)施例的示意側(cè)視剖面圖。轉(zhuǎn)子磁化控制配置60此處在電機(jī)1的固定部分處提供。轉(zhuǎn)子供電源50也在固定側(cè)提供。需要將個(gè)別控制的轉(zhuǎn)子電流單獨(dú)地轉(zhuǎn)移到旋轉(zhuǎn)部分。因此，在此實(shí)施例中，電機(jī)1還包括至少三個(gè)電刷19和至少三個(gè)滑環(huán)29，其將轉(zhuǎn)子繞組連接到轉(zhuǎn)子電流控制配置60以用于提供相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流。電刷和滑環(huán)的數(shù)量取決于轉(zhuǎn)子繞組連接設(shè)計(jì)。例如，在圖6a中，有4對(duì)電刷和滑環(huán)。

圖6b圖示電機(jī)1的另一個(gè)備選實(shí)施例的示意性側(cè)視剖面圖。在此實(shí)施例中，提供轉(zhuǎn)子磁化控制配置60機(jī)械附接到所述轉(zhuǎn)子。在又一個(gè)備選實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子磁化控制配置60可以包括在轉(zhuǎn)子處提供的一部分和位于固定側(cè)的一部分。在此實(shí)施例中，在電機(jī)1的固定部分處仍提供轉(zhuǎn)子磁化控制配置50。在轉(zhuǎn)子磁化控制配置60中提供個(gè)別控制的轉(zhuǎn)子電流，但是從轉(zhuǎn)子供電源50向轉(zhuǎn)子磁化控制配置60提供電能需要從電機(jī)1的固定部分傳遞到轉(zhuǎn)子20。因此，在此實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子磁化控制配置60通過至少兩個(gè)電刷19和至少兩個(gè)滑環(huán)29連接到轉(zhuǎn)子供電源50。

圖6c圖示電機(jī)1的又一個(gè)備選實(shí)施例的示意性側(cè)視剖面圖。在此實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子磁化控制配置60還機(jī)械附接到轉(zhuǎn)子20來至少部分地提供。但是，在此實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子供電源50包括與轉(zhuǎn)子20一起旋轉(zhuǎn)的激勵(lì)系統(tǒng)52。以此方式，直接在轉(zhuǎn)子上本地產(chǎn)生要提供到多個(gè)組的轉(zhuǎn)子磁極的電能，以及由此任何電轉(zhuǎn)移系統(tǒng)變?yōu)椴槐匾摹?/p>

圖7是用于控制電機(jī)的方法實(shí)施例的步驟的流程圖。該電機(jī)具有定子以及包括轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子繞組包括用于控制轉(zhuǎn)子磁極的磁化的轉(zhuǎn)子繞組。所述轉(zhuǎn)子磁極分成至少兩組轉(zhuǎn)子磁極，其中每組轉(zhuǎn)子磁極具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子磁極。該過程開始于步驟200。在步驟210中，測(cè)量與定子的部分或機(jī)械附接到定子的部分與轉(zhuǎn)子的部分或機(jī)械附接到轉(zhuǎn)子的部分之間的相對(duì)力關(guān)聯(lián)的參數(shù)。在步驟212中，向述至少兩組轉(zhuǎn)子磁極中每一個(gè)的所述轉(zhuǎn)子繞組提供相應(yīng)可個(gè)別控制的轉(zhuǎn)子電流，以用于控制所述至少兩組轉(zhuǎn)子磁極與所述定子之間的相應(yīng)磁力。在步驟214中，所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流是根據(jù)所測(cè)得的參數(shù)個(gè)別地進(jìn)行控制的。所述至少兩組轉(zhuǎn)子磁極與所述定子之間的相應(yīng)磁力有助于所述定子的部分或機(jī)械附接到所述定子的部分與所述轉(zhuǎn)子的部分或機(jī)械附接到所述轉(zhuǎn)子的部分之間的凈合力。在特定實(shí)施例中，控制步驟214包括根據(jù)測(cè)得的參數(shù)個(gè)別地控制相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流以便將凈合力引導(dǎo)向大于或等于0的預(yù)定目標(biāo)力。該過程結(jié)束于步驟299。

在一個(gè)實(shí)施方案中，控制的步驟包括控制相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流以較之無相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流的情況下的凈合力減小凈合力。

在又一個(gè)實(shí)施例中，所述控制步驟包括控制所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流以將凈合力的時(shí)間平均值減到最小。凈合力的時(shí)間平均值對(duì)應(yīng)于所述轉(zhuǎn)子或跟隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的任何部分中的不完善導(dǎo)致的未補(bǔ)償?shù)牧Α?/p>

在再一個(gè)實(shí)施例中，所述控制步驟包括控制所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流以將所述凈合力的瞬時(shí)值減到最小。所述凈合力的瞬時(shí)值對(duì)應(yīng)于所述定子中或所述轉(zhuǎn)子的任何外部分中的不完善導(dǎo)致的未補(bǔ)償?shù)牧Α?/p>

正如先前提到的，通過控制轉(zhuǎn)子磁極磁化進(jìn)行力補(bǔ)償?shù)囊粋€(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，需要使用相對(duì)較低電流。由此，這表示可以使用并不復(fù)雜且不昂貴的功率電子器件。與需要在定子側(cè)提供來實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)效果的電流相比，這些電流通常較小。

所描述的技術(shù)涉及一種用于電機(jī)中的力補(bǔ)償?shù)牟贾煤头椒?。在現(xiàn)有技術(shù)中，該轉(zhuǎn)子磁化設(shè)備向轉(zhuǎn)子提供電流以便為此提供轉(zhuǎn)子的主磁化以用作電機(jī)。如果氣隙磁通密度是非對(duì)稱的，則非期望的效應(yīng)可能是大的力。在一個(gè)實(shí)施例中，所描述的技術(shù)可以同時(shí)提供主磁化(偏置)電流和附加磁化電流以獲得施加于轉(zhuǎn)子/定子配置的特定力。所描述的技術(shù)由此使得該電機(jī)能夠如常地工作且增加了控制功能。

本文提出的技術(shù)的原理在具有三組轉(zhuǎn)子磁極的電機(jī)上進(jìn)行測(cè)試。使用了位于定子側(cè)的應(yīng)變儀來測(cè)量應(yīng)變，這些應(yīng)變已與轉(zhuǎn)子與定子之間的力關(guān)聯(lián)。在圖8a中，圖示三組中施加的轉(zhuǎn)子電流，其對(duì)應(yīng)于完全不執(zhí)行磁化控制的情況，非設(shè)置前置電平以獲得期望的電機(jī)性能。所有三個(gè)轉(zhuǎn)子電流301-303因此等于公共偏置電流，并且轉(zhuǎn)子與定子之間的總磁力在理想情況下為0。在實(shí)際中，存在由于它們的不完善和安裝的不完善所致的轉(zhuǎn)子和定子之間的合力。曲線304還圖示轉(zhuǎn)子與定子之間的相對(duì)角度。在圖9a中示出此類情況的轉(zhuǎn)子與定子之間的力分布的示意性圖示。此處可以見到力基本根據(jù)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度以及因此根據(jù)相對(duì)角位置隨時(shí)間而變化。但是，平均力也是非零的，這意味著定子側(cè)存在不完善和/或存在外力。

在圖8b中，可以對(duì)三組轉(zhuǎn)子磁極個(gè)別地調(diào)整了轉(zhuǎn)子電流301-303的dc電平。這將補(bǔ)償電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分中的不完善。圖9b中見到其結(jié)果，其中凈合力不再有根據(jù)公轉(zhuǎn)時(shí)間的顯著的時(shí)間相關(guān)性。但是，平均力仍是非零的。三組磁極全部具有偏置電流以提供電機(jī)的主磁化。

在圖8c中，還應(yīng)用了轉(zhuǎn)子電流301-303的隨時(shí)間變化的控制。隨時(shí)間變化的分量將補(bǔ)償電機(jī)的固定側(cè)的不完善。在圖9c中圖示其結(jié)果，其中可以見到凈合力在所有瞬時(shí)接近于0。

使用標(biāo)準(zhǔn)可控制功率電子器件來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子電流的控制。優(yōu)選的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)方式取決于轉(zhuǎn)子繞組的實(shí)際設(shè)計(jì)、連接、所選轉(zhuǎn)子磁極的分組和傳感器的性質(zhì)。但是，因此，在現(xiàn)有技術(shù)中有大量策略可供使用，并且可控制功率電子器件領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠找到適合的設(shè)置。

上文描述的實(shí)施例應(yīng)理解為本發(fā)明的若干說明性示例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不背離本發(fā)明范圍的前提下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行許多修改、組合和更改。具體來說，在有技術(shù)上可能的情況下，可以將不同實(shí)施例中的不同部分解決方案組合在其他配置中。但是，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求定義。

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.一種電機(jī)(1)，其包括：

轉(zhuǎn)子(20)，所述轉(zhuǎn)子(20)具有用于控制轉(zhuǎn)子磁極(24)的磁化的轉(zhuǎn)子繞組(22)；

定子(10)，所述定子(10)圍繞所述轉(zhuǎn)子(20)來提供且布置成用于使得所述轉(zhuǎn)子(20)能夠相對(duì)于所述定子(10)旋轉(zhuǎn)；以及

轉(zhuǎn)子供電源(50)，所述轉(zhuǎn)子供電源(50)布置成向所述轉(zhuǎn)子繞組(22)提供電流，

其特征在于，

至少一個(gè)傳感器(70)，所述至少一個(gè)傳感器(70)布置成測(cè)量與所述定子(10)的部分或機(jī)械附接到所述定子(10)的部分和所述轉(zhuǎn)子(20)的部分或機(jī)械附接到所述轉(zhuǎn)子(20)的部分之間的相對(duì)力關(guān)聯(lián)的參數(shù)；以及

轉(zhuǎn)子磁化控制配置(60)，所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置(60)通信上連接到所述至少一個(gè)傳感器(70)，用于接收表示所述測(cè)得的參數(shù)的信號(hào)；

所述轉(zhuǎn)子磁極(24)分成至少兩組(23)轉(zhuǎn)子磁極，其中每組(23)轉(zhuǎn)子磁極具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子磁極(24)；

所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置(60)布置成通過從所述轉(zhuǎn)子供電源(50)向所述至少兩組(23)轉(zhuǎn)子磁極中每一個(gè)的所述轉(zhuǎn)子繞組(22)提供相應(yīng)可個(gè)別控制的轉(zhuǎn)子電流，從而個(gè)別地控制所述至少兩組(23)轉(zhuǎn)子磁極的所述磁化；

所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置(60)布置成根據(jù)表示所述至少一個(gè)傳感器(70)的所述測(cè)得的參數(shù)的所述信號(hào)來個(gè)別地控制所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流。

2.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子磁極(24)的所述磁化導(dǎo)致所述轉(zhuǎn)子磁極(24)與所述定子(10)之間的相應(yīng)磁力，有助于所述定子(10)的所述部分或機(jī)械附接到所述定子(10)的所述部分與所述轉(zhuǎn)子(20)的所述部分或機(jī)械附接到所述轉(zhuǎn)子(20)的所述部分之間的凈合力，其中所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置(60)布置成用于將所述凈合力引導(dǎo)向大于或等于0的預(yù)定目標(biāo)力。

3.如權(quán)利要求1或2所述的電機(jī)，其特征在于，通信上連接到所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置(60)的轉(zhuǎn)子角位置指示器(80)，所述轉(zhuǎn)子角位置指示器(80)布置成用于確定所述轉(zhuǎn)子(20)相對(duì)于所述定子(10)的當(dāng)前角位置，從而所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置(60)還布置成用于從所述轉(zhuǎn)子角位置指示器(80)接收表示所述當(dāng)前角位置的信號(hào)，以及用于進(jìn)一步根據(jù)表示所述當(dāng)前角位置的所述信號(hào)，個(gè)別地控制所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流。

4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置(60)在所述電機(jī)(1)的固定部分處提供，并且通過進(jìn)一步包括至少三個(gè)電刷(19)和至少三個(gè)滑環(huán)(29)，將所述轉(zhuǎn)子繞組(22)連接到所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置(60)以用于提供所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流。

5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置(60)以機(jī)械附接到所述轉(zhuǎn)子(20)的方式來至少部分地提供。

6.如權(quán)利要求5所述的電機(jī)，其特征在于，

所述轉(zhuǎn)子供電源(50)在所述電機(jī)(1)的固定部分處提供；

所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置(60)通過至少兩個(gè)電刷(19)和至少兩個(gè)滑環(huán)(20)連接到所述轉(zhuǎn)子供電源(50)。

7.如權(quán)利要求5所述的電機(jī)，其特征在于，

所述轉(zhuǎn)子供電源(50)包括與所述轉(zhuǎn)子(20)一起旋轉(zhuǎn)的激勵(lì)系統(tǒng)(52)。

8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置(60)布置成提供所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流以便在所述轉(zhuǎn)子磁極(24)與所述定子(10)之間提供使合力減到最小的磁力。

9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于，所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流是dc電流或具有大于所述轉(zhuǎn)子(20)的公轉(zhuǎn)時(shí)間的時(shí)間常量的隨時(shí)間變化的電流。

10.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于，所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流是具有小于所述轉(zhuǎn)子(20)的公轉(zhuǎn)時(shí)間的時(shí)間常量的隨時(shí)間變化的電流。

11.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子繞組(22)還包括對(duì)于所有轉(zhuǎn)子磁極(24)是公共的公共轉(zhuǎn)子繞組(22d)，其中所述轉(zhuǎn)子供電源(50)還布置成通過基本磁化電流供給所述公共轉(zhuǎn)子繞組(22d)。

12.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置(60)布置成用于控制疊加在基本磁化電流上的所述轉(zhuǎn)子電流，所述基本磁化電流對(duì)于所有轉(zhuǎn)子繞組(22)是公共的。

13.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子磁化控制配置(60)布置成用于控制所述轉(zhuǎn)子電流，從而提供疊加在基本永磁體磁化上的附加個(gè)別轉(zhuǎn)子磁化。

14.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器(70)選自：

應(yīng)變儀；

振動(dòng)儀；以及

磁通量傳感器。

15.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于，所述至少一個(gè)傳感器(70)是相對(duì)位置檢測(cè)器。

16.如權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子磁極(24)分成三組(23)轉(zhuǎn)子磁極，從而向與星型電路中的所述三組(23)轉(zhuǎn)子磁極對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子繞組(22)提供所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流。

17.如權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子磁極(24)分成三組(23)轉(zhuǎn)子磁極，從而向與沒有公共地線的三角型電路中的所述三組(23)轉(zhuǎn)子磁極對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子繞組(22)提供所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流。

18.如權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子磁極(24)分成多于兩個(gè)組(23)。

19.一種用于控制電機(jī)的方法，所述電機(jī)具有包括轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子繞組包括用于控制轉(zhuǎn)子磁極的磁化的轉(zhuǎn)子繞組，所述轉(zhuǎn)子磁極分成至少兩組轉(zhuǎn)子磁極，每組轉(zhuǎn)子磁極具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子磁極，所述方法包括如下步驟：

-測(cè)量(210)與所述定子的部分或機(jī)械附接到所述定子的部分和所述轉(zhuǎn)子的部分或機(jī)械附接到所述轉(zhuǎn)子的部分之間的相對(duì)力關(guān)聯(lián)的參數(shù)；

-向所述至少兩組轉(zhuǎn)子磁極中每一個(gè)的所述轉(zhuǎn)子繞組提供(212)相應(yīng)可個(gè)別控制的轉(zhuǎn)子電流，以用于控制所述至少兩組轉(zhuǎn)子磁極與所述定子之間的相應(yīng)磁力；以及

-根據(jù)所述測(cè)得的參數(shù)個(gè)別地控制(214)所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流。

20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述至少兩組轉(zhuǎn)子磁極與所述定子之間的所述相應(yīng)磁力有助于所述定子的所述部分或機(jī)械附接到所述定子的所述部分與所述轉(zhuǎn)子的所述部分或機(jī)械附接到所述轉(zhuǎn)子的所述部分之間的凈合力，其中所述控制步驟(214)包括根據(jù)所述測(cè)得的參數(shù)個(gè)別地控制所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流以便將所述凈合力引導(dǎo)向大于或等于0的預(yù)定目標(biāo)力。

21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述控制步驟(214)包括控制所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流以較之無所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流的情況下的凈合力減小所述凈合力。

22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述控制步驟(214)包括控制所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流以將所述凈合力的時(shí)間平均值減到最小。

23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述控制步驟(214)包括控制所述相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流以將所述凈合力的瞬時(shí)值減到最小。