本發(fā)明主要涉及電機總成中永磁磁通量的測定
背景技術(shù):
諸如內(nèi)部永磁電機等電機包括具有多個極性交替的永久磁鐵的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子可在定子內(nèi)旋轉(zhuǎn),定子通常包括多個定子繞組和極性交替的磁極。在正常運行過程中,永磁體的磁通量隨轉(zhuǎn)子溫度而變化。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
電機總成具有電機,該電機具有定子和轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子溫度并且配置為以轉(zhuǎn)子速度(ω)旋轉(zhuǎn)。定子具有處于定子繞組溫度(tS)的定子繞組,并且電機限定多個極對(P)。控制器可操作地連接到電機并且配置為接收轉(zhuǎn)矩命令(T*)??刂破骶哂刑幚砥骱陀行蔚姆菚簳r性存儲器,存儲器上記錄有用于執(zhí)行測定作為轉(zhuǎn)子溫度的函數(shù)的總永磁磁通量(ψT)的方法的指令。處理器執(zhí)行指令使得控制器測定高速磁通量因子(ψH)和低速磁通量因子(ψL)??刂破骺刹僮饕灾辽俨糠值鼗诳傆来糯磐?ψT)來控制電機的至少一個操作參數(shù),從而提高性能和/或效率。
總永磁磁通量(ψ總)至少部分地基于加權(quán)因子(k)、高速磁通量因子(ψH)和低速磁通量因子(ψL),即:ψ總=[k*ψH+(1-k)*ψL]且0<k<1。當轉(zhuǎn)子速度(ω)高于預定的高速閾值時,加權(quán)因子(k)為1。當轉(zhuǎn)子速度(ω)低于預定的低速閾值時,加權(quán)因子(k)為0。
第一溫度傳感器可以可操作地連接到控制器并且配置為測量定子繞組溫度(tS)。第二溫度傳感器可以可操作地連接到控制器并且配置為測量轉(zhuǎn)子溫度。該方法利用兩次獨立的轉(zhuǎn)矩估算,例如使用基于電流的(通量圖)和基于有源功率的估算值。
測定總永磁磁通量(ψT)包括:通過控制器獲得第一函數(shù)(F1),其作為查找因子和轉(zhuǎn)矩命令(T*)的乘積,其中查找因子至少部分地基于轉(zhuǎn)子速度(ω)、定子繞組溫度(tS)和特征轉(zhuǎn)矩誤差。特征轉(zhuǎn)矩誤差可以被定義為由電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的兩次獨立估算值之間的差??梢酝ㄟ^控制器獲得第二函數(shù)(F2),其作為第一函數(shù)(F1)、轉(zhuǎn)子溫度下所實現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩(Ta)和預定的第一常數(shù)(Y)之和,即:F2=(F1+Ta+Y)。
可以至少部分地基于第二函數(shù)(F2)、基線溫度下的磁通量(ψC)、基線溫度下所實現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩(TC)、第三函數(shù)(F3)和第四函數(shù)(F4)獲得低速磁通因子(ψL),即:ψL=ψC–[(2*(TC–F2)*F3)/(3*F4)]。第三函數(shù)(F3)是基線溫度下的定子繞組電阻(rC)與定子繞組溫度(tS)下的定子繞組電阻(rts)的比率,即:F3=(rC/rts)。第四函數(shù)(F4)是極對(P)和命令電流(id*)的乘積,即:F4=[P*iq*]。
可以至少部分地基于第二函數(shù)(F2)、基線溫度下的磁通量(ψC)、定子繞組溫度(rts)下的定子繞組電阻(tS)、第五函數(shù)(F5)和第六函數(shù)(F6)獲得高速磁通量因子(ψH),即:ψL=ψC+{2*[F5-(rts*F2)]/(3*F6)}。第五函數(shù)(F5)是基線溫度下的定子繞組電阻(rC)和基線溫度下所實現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩(TC)的乘積,即:F5=(rC*TC)。第六函數(shù)(F6)是極對(P)、轉(zhuǎn)子速度(ω)、命令電流(id*)和電感因子(Ld0)的乘積,即:F6=[P*ω*id**Ld0]。
磁通量的實時精確估算值是用于改善電機的操作的許多特征的關(guān)鍵因素。該方法還包括基于總永磁磁通量(ψT)通過控制器控制或調(diào)整電機的操作參數(shù),以提高性能和/或效率。例如,可以基于轉(zhuǎn)子溫度改變用于電機的電流命令,以最大限度地提高效率??梢曰诳傆来糯磐?ψT)控制電機,以實現(xiàn)改善的高速電流控制和改善的電動機轉(zhuǎn)矩線性度。控制器可以配置為基于總永磁磁通量(ψT)調(diào)整電機的操作參數(shù)以進一步實現(xiàn)各種目標,包括但不限于,監(jiān)測永磁體的狀態(tài)健康(例如測定疲勞/消磁相關(guān)的特征)以及增強診斷/電動機故障響應策略(例如估算三相短路電流)。
結(jié)合附圖,從以下對用于實施本發(fā)明的最佳模式的詳細描述中,本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點以及其他特征和優(yōu)點易于變得顯而易見。
附圖說明
圖1是設(shè)有具有定子和轉(zhuǎn)子的電機的電機總成的示意性局部部分剖視圖;
圖2是用于測定圖1的機器的總永磁磁通量的方法的流程圖;
圖3是用于獲得圖2的方法中使用的查找因子的示例圖;
圖4是圖1的總成的示例性轉(zhuǎn)矩-機器速度圖。
具體實施方式
參照附圖,其中相同的附圖標記表示相同的部件,圖1示意性地示出了電機總成10。總成10包括電機12??偝?0可以是裝置11的部件。裝置11可以是具有一個或多個輪子的運輸裝置,例如自行車、客車、性能車、軍用車、工業(yè)車輛。裝置11可以是機器人、農(nóng)機具、運動相關(guān)設(shè)備或任何其他類型的裝置。
參照圖1,電機12包括定子14和轉(zhuǎn)子16。轉(zhuǎn)子16可以包括在轉(zhuǎn)子芯22外周周圍的極性交替的第一永磁體18和第二永磁體20。轉(zhuǎn)子16可以包括任何數(shù)量的永磁體;為了簡單起見,僅示出兩個永磁體。轉(zhuǎn)子16可在定子14內(nèi)以轉(zhuǎn)子速度(ω)旋轉(zhuǎn)。雖然圖1所示的實施例示出了三相單極對(即兩極)機器,但應當理解的是,可以采用任何數(shù)量的相或極對。
定子14包括定子芯24,其可以是具有中空內(nèi)部的圓柱形。定子芯24可以包括由間隙或狹槽28隔開的多個向內(nèi)突出的定子齒26A-F。在圖1所示的實施例中,定子繞組30可以可操作地連接到定子芯24,例如,纏繞在定子齒26A-F上。電機12可以采用許多不同形式,并且包括多個和/或替代的部件和設(shè)施。雖然在附圖中示出了示例性電機12,但附圖所示的部件并不旨在是限制性的。事實上,可以使用額外的或替代的部件和/或?qū)崿F(xiàn)方式。
定子繞組30中流動的電流在定子14中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。參照圖1,定子繞組30可以包括六組繞組;每組用于三相中的每一相(通過定子繞組30A和30D的第一相,通過定子繞組30B和30E的第二相以及通過定子繞組30C和30F的第三相)?;蛘?,可以采用滑環(huán)和電刷(未示出)。參照圖1,示出了正交(q)磁軸32和直接(d)磁軸34。第一永磁體18和第二永磁體20產(chǎn)生磁場和磁通量。當轉(zhuǎn)子角度36為零時,第一永磁體18和第二永磁體20的磁通線對齊。如前所述,電機12可以是任何類型的電機,包括但不限于感應電機和同步電機。
參照圖1,總成10包括可操作地連接到電機12或與電機12電子通信的控制器40??刂破?0配置為接收轉(zhuǎn)矩命令(T*)。參照圖1,控制器40包括至少一個處理器42和至少一個存儲器44(或任何非暫時性有形計算機可讀存儲介質(zhì)),存儲器上記錄有用于執(zhí)行圖2所示的方法100的指令,該方法用于測定總永磁磁通量(ψ總),包括獲得高速磁通量因子(ψH)和低速磁通量因子(ψL)。存儲器44可以存儲控制器可執(zhí)行指令集,并且處理器42可以執(zhí)行存儲在存儲器44中的控制器可執(zhí)行指令集。
許多參數(shù)估算方法使用最小二乘法/回歸模型或基于觀察者的方法,這些模型或方法影響了計算吞吐量并需要大量的校準工作。另外,基于磁通量-觀察者的方法在低速的情況下具有局限性并增加了計算資源。其他方法使用基于FEA的磁通量-溫度查找表,然而,這些方法不包括基于制造的公差,并且為了評估準確性,需要在不同溫度下進行若干反電動勢(BEMF)測試。
圖1的控制器40被特別編程為執(zhí)行方法100的步驟(如以下參照圖2詳細討論的),并且可以接收來自各種傳感器的輸入。參照圖1,總成10可以包括與控制器40通信(例如,電子通信)的第一溫度傳感器46(例如,熱敏電阻或熱電偶)。第一溫度傳感器46能夠測量定子繞組30A-F的溫度并將輸入信號發(fā)送到控制器40。第一溫度傳感器46可以安裝或設(shè)置在定子繞組30A-F中的其中之一上?;蛘?,可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的無傳感器的定子繞組溫度估算技術(shù),包括但不限于:高頻載波信號注入技術(shù)和基于機器幾何形狀及其熱電氣性能進行計算的電動機熱模型。第二溫度傳感器48可以與控制器40通信并且配置為測量轉(zhuǎn)子16的溫度,該溫度在本文中稱為“轉(zhuǎn)子溫度”?;蛘撸梢圆捎帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員已知的無傳感器的轉(zhuǎn)子溫度估算技術(shù)。
參照圖1,總成10可以包括與控制器40通信(例如,電子通信)的磁通量傳感器50。磁通量傳感器50能夠測量基線溫度(例如90℃)下從電機12發(fā)出的磁通量并且將輸入信號發(fā)送到控制器40。另外,控制器40可以被編程為在不采用任何傳感器的情況下基于其他方法來測定磁通量,例如有限元分析(FEA)或任何本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法或機制。
現(xiàn)在參照圖2,示出了存儲在圖1的控制器40上并可由其執(zhí)行的方法100的流程圖。方法100不需要以本文所述的特定順序進行。此外,應當理解的是,可以取消一些步驟。方法100利用兩個獨立的電動機轉(zhuǎn)矩估算,例如使用基于電流的(通量圖)和基于有源功率的估算值。
參照圖2,方法100可以從步驟102開始,其中控制器40被編程或配置為獲得作為查找因子和轉(zhuǎn)矩命令(T*)的乘積的第一函數(shù)(F1)。響應于操作者輸入或者由控制器40監(jiān)測到的自動進給的輸入條件,可以由控制器40接收轉(zhuǎn)矩命令(T*)。如果裝置11是車輛,那么控制器40可以基于操作者通過加速踏板52和制動踏板54的輸入信號來確定轉(zhuǎn)矩命令(T*),如圖1所示。電池組56可以作為DC電壓源可操作地連接到機器12。
為了獲得查找因子,在基線溫度(C)下以各種轉(zhuǎn)子速度(ω)獲取特征數(shù)據(jù)。基線溫度(C)可以基于特定應用而變化。在一個實例中,基線溫度(C)為90攝氏度。查找因子至少部分地基于轉(zhuǎn)子速度(ω)、定子繞組溫度(tS)和特征轉(zhuǎn)矩誤差。特征轉(zhuǎn)矩誤差(ΔT)被定義為第一轉(zhuǎn)矩估算值T1(即,使用第一方法估算的轉(zhuǎn)矩)和第二轉(zhuǎn)矩估算值T2(即,使用第二方法估算的轉(zhuǎn)矩)之間的差,即:(ΔT=T1-T2)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的,估算轉(zhuǎn)矩的第一方法可以是基線溫度(C)下基于電流的通量圖方法。如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的,估算轉(zhuǎn)矩的第二方法可以是基線溫度(C)下基于有源功率的方法??梢圆捎帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何兩種不同的轉(zhuǎn)矩估算方法。
參照圖3,示出了用于獲得查找因子的示例圖。在圖3中,豎軸202表示基于通量圖方法估算的轉(zhuǎn)矩與有源功率方法估算的轉(zhuǎn)矩[兩者均在基線溫度(C)下進行]的差,其作為速度的函數(shù)。橫軸204表示轉(zhuǎn)矩命令(T*)(以牛頓-米為單位)。軌跡206、208和210分別表示轉(zhuǎn)子速度值為1000rpm、1500rpm和2000rpm時的數(shù)據(jù)。
如圖3所示,軌跡206、208和210表現(xiàn)出高命令轉(zhuǎn)矩值下的非線性度,例如,高于峰值轉(zhuǎn)矩命令的大約80%。參照圖3,查找因子可以視為其中軌跡208和210重合的部分212的斜率??梢圆捎帽绢I(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何插值方法來獲得查找因子,例如簡單線性近似方法或多項式曲線擬合方法或任何其它曲線擬合方法。查找因子可以表征兩種不同方法(都在基線溫度下)估算的轉(zhuǎn)矩之間的誤差,其作為轉(zhuǎn)子速度(在這種情況下,在500rpm和2000rpm之間)的函數(shù),高達峰值轉(zhuǎn)矩的80%。
在圖2的步驟104中,控制器40配置為獲得第二函數(shù)(F2),其作為第一函數(shù)(F1)、轉(zhuǎn)子溫度下所實現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩(Ta)和預定的第一常數(shù)(Y)之和,即:F2=(F1+Ta+Y)。預定的第一常數(shù)(Y)可以視為軌跡部分208的y-截距。在一個實例中,Y的值被視為5%。所實現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩(Ta)應理解為電磁轉(zhuǎn)矩,并且可以被定義為所實現(xiàn)的低速轉(zhuǎn)矩(TLS)和所實現(xiàn)的高速轉(zhuǎn)矩(THIS)的加權(quán)和,即:Ta=[(1-K)*TLS+K*THS]。
圖4是用于圖1的機器的示例性轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)子速度圖,并且可以用于獲得所實現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩(Ta)。數(shù)據(jù)可以在測試發(fā)電機或?qū)嶒炇覘l件下獲得。在圖4中,豎軸302表示所實現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩(以牛頓-米為單位),而橫軸304表示電動機速度(以RPM為單位)。第一部分306表示在相對較低轉(zhuǎn)子速度下所實現(xiàn)的低速轉(zhuǎn)矩(TLS),例如由線308表示的小于第一速度(ω1)的轉(zhuǎn)矩速度。第二部分310表示在相對較高轉(zhuǎn)子速度下所實現(xiàn)的高速轉(zhuǎn)矩(THS),例如由線312表示的大于第二速度(ω2)的轉(zhuǎn)矩速度。第三部分314表示以第一和第二速度(ω1和ω2)之間的轉(zhuǎn)矩速度在“混合區(qū)”中所實現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩??梢垣@得用于特定轉(zhuǎn)子速度(ω)的加權(quán)因子,如下:K=(ω–ω1)/(ω2-ω1)。上邊界316和下邊界318示出了所實現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩的誤差極限320。也可以估算所實現(xiàn)的低速扭矩(TLS)和所實現(xiàn)的高速扭矩(THIS),如下:和其中
本文中,Pmech被定義為機器的機械輸出功率,Pdc被定義為機器12中的DC功率并且可以作為DC線路電壓(Vdc)(例如,來自可操作地連接到機器12的電池組56的電壓)和DC電流(idc)的乘積獲得。此外,Pinv_loss被定義為逆變器損耗(將DC轉(zhuǎn)換為AC)。基于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的逆變器模型,它可以是非線性多項式。被定義為在定子繞組30中的損耗或所耗散的熱量。當機器12不使用時,所耗散熱量的值可以用傳感器或FEA模型表征或獲得。
在圖2的步驟106中,控制器40配置為獲得低速磁通量因子(ψL)。步驟106包括子步驟106A-C。在圖2的步驟106A中,控制器40配置為獲得第三函數(shù)(F3),其作為基線溫度下的定子繞組電阻(rC)與定子繞組溫度下的定子繞組電阻(rts)的比率,即:F3=(rC/rts)。
在圖2的步驟106B中,控制器40配置為獲得第四函數(shù)(F4),其作為極對(P)和命令電流(iq*)的乘積,即:
F4=[P*iq*]??梢詮乃鶛z測到的機器12的電流(Ia、Ib和Ic)獲得DQ參考幀電流(id,iq),使用電動機位置或轉(zhuǎn)子角36(如圖1所示)將所檢測到的電流轉(zhuǎn)換為DQ參考幀??梢圆捎梦恢脗鞲衅?1來測定轉(zhuǎn)子角36。使用查找表基于轉(zhuǎn)矩命令(T*)來獲得命令電流(id*,iq*)。
在圖2的步驟106C中,控制器40配置為至少部分地基于第二函數(shù)(F2)(在步驟104中獲得)、基線溫度下的磁通量(ψC)、基線溫度下所實現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩(TC),第三函數(shù)(F3)(在步驟106A中獲得)和第四函數(shù)(F4)(在步驟106B中獲得)獲得低速磁通量因子(ψL),即:
ψL=ψC–[(2*(TC–F2)*F3]/(3*F4)]。
基線溫度(例如90攝氏度)下的磁通量(ψC)和所實現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩(TC)可以例如使用磁通量傳感器50通過在實驗室環(huán)境或試驗室中進行測量而獲得。
在圖2的步驟108中,控制器40配置為獲得高速磁通量因子(ψH)。步驟108包括子步驟108A-C。在圖2的步驟108A中,控制器40配置為獲得第五函數(shù)(F5),其作為基線溫度下的定子繞組電阻(rC)和基線溫度下所實現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩(TC)的乘積,即:F5=(rC*TC)。基線溫度(例如90攝氏度)下的定子繞組電阻(rC)和所實現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩(TC)可以通過使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的裝置在實驗室環(huán)境或試驗室中進行測量來獲得。
在圖2的步驟108B中,控制器40配置為獲得第六函數(shù)(F6),其作為極對(P)、轉(zhuǎn)子速度(ω)、命令電流(id*)和電感因子(Ld0)的乘積,即:F6=[P*ω*id**Ld0]。如上所述,可以使用查找表基于轉(zhuǎn)矩命令(T*)來獲得命令電流(id*,iq*)。定子繞組的電感(L)可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方法獲得。在一個實例中,獲得電感(L)作為定子繞組(N)中的匝數(shù)、繞組芯材料的相對磁導率(μ)、繞組/線圈的面積(以平方米為單位)以及繞組/線圈的平均長度(以米(l)為單位)的函數(shù),即:L=(N2*μ*A/l)。
在圖2的步驟108C中,控制器40配置為至少部分地基于第二函數(shù)(F2)(在步驟104中獲得)、基線溫度下的磁通量(ψC),定子繞組溫度(tS)下的定子繞組電阻(rts),第五函數(shù)(F5)(在步驟108A中獲得)和第六函數(shù)(F6)(在步驟108B中獲得)獲得高速磁通量因子(ψH),即:
ψL=ψC+{2*[F5-(rts*F2)]/(3*F6)}。
在圖2的步驟110中,控制器40配置為至少部分地基于加權(quán)因子(k)、高速磁通量因子(ψH)和低速磁通量(ψL)獲得總永磁磁通量因子(ψ總),即:ψ總=[k*ψH+(1-k)*ψL]且0<k<1。當轉(zhuǎn)子速度(ω)等于或大于預定的高速閾值(例如,ω>5000rpm)時,加權(quán)因子(k)可以為1。當轉(zhuǎn)子速度(ω)等于或小于預定的低速閾值(例如,ω<3000rpm)時,加權(quán)因子(k)可以為0。
磁通量的實時精確估算值是用于改善電機12的操作的許多特征的關(guān)鍵因素??刂破?0可以可操作以至少部分地基于總永磁磁通量(ψT)來控制電機12的至少一個操作參數(shù),從而提高性能和/或效率。換句話說,方法100可以包括基于總永磁磁通量(ψT)經(jīng)由控制器40控制或調(diào)整電機12的操作參數(shù),從而提高性能和/或效率。例如,可以基于轉(zhuǎn)子溫度改變用于電機12的電流命令,以最大限度地提高效率??梢曰诳傆来糯磐?ψT)來控制電機12,從而實現(xiàn)改善的高速電流控制和改善的電動機轉(zhuǎn)矩線性度??刂破?0可以配置為基于總永磁磁通量(ψT)來調(diào)整電機的操作參數(shù),以監(jiān)測永磁體的狀態(tài)健康(例如測定疲勞/消磁相關(guān)的特征)以及增強診斷/電動機故障響應策略(例如估算三相短路電流)。
總之,由控制器40執(zhí)行方法100來測定對應于轉(zhuǎn)矩指令(T*)的總永磁磁通量(Ψ總)。方法100利用了兩個獨立的轉(zhuǎn)矩估算之間的差,例如使用基于電流的(通量圖)轉(zhuǎn)矩估算值和基于有功功率的轉(zhuǎn)矩估算值,并且所需的校準最小。圖1的控制器40可以是總成10的其他控制器的整體部分或者可操作地連接到總成10的其他控制器的單獨模塊。
圖1的控制器40包括計算機可讀介質(zhì)(也被稱為處理器可讀介質(zhì)),包括參與提供可由計算機(例如,由計算機的處理器)讀取的數(shù)據(jù)(例如,指令)的任何非暫時性(例如,有形的)介質(zhì)。這種介質(zhì)可采取多種形式,包括但不限于非易失性介質(zhì)和易失性介質(zhì)。非易失性介質(zhì)可以包括,例如,光盤或磁盤以及其他持久性存儲器。易失性介質(zhì)可包括,例如,動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM),其可以構(gòu)成主存儲器。這種指令可以由一個或多個傳輸介質(zhì)傳輸,包括同軸電纜、銅線和光纖,包括包含耦接到計算機處理器的系統(tǒng)總線的線纜。計算機可讀媒介的一些形式包括例如軟盤片、軟盤、硬盤、磁帶、任何其他磁性介質(zhì)、CD-ROM、DVD、任何其他光學介質(zhì)、穿孔卡、紙帶、帶穿孔圖案的任何其他物理介質(zhì)、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPROM、任何其他存儲芯片或存儲盒、或計算機可從其讀取的任何其他介質(zhì)。
本文所述的查找表、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)儲存庫或其他數(shù)據(jù)存儲可以包括用于存儲、訪問和檢索各種類型數(shù)據(jù)的各種類型的機構(gòu),包括分層數(shù)據(jù)庫、文件系統(tǒng)中的文件集、專有格式的應用數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)等。每個這樣的數(shù)據(jù)存儲可以包括在采用諸如上述那些之一的計算機操作系統(tǒng)的計算裝置中,并且可以以多種方式中的任何一種或多種通過網(wǎng)絡(luò)進行訪問。文件系統(tǒng)可以從計算機操作系統(tǒng)進行訪問,并且可以包括以多種格式存儲的文件。除了用于創(chuàng)建、存儲、編輯和執(zhí)行所存儲的過程(例如上述PL/SQL語言)的語言之外,RDBMS還可以采用結(jié)構(gòu)化查詢語言(SQL)。
盡管詳細描述和附圖或圖表對于本發(fā)明是支持性和描述性的,但本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求書限定。雖然已經(jīng)詳細描述了用于實施所要求保護的本發(fā)明內(nèi)容的一些最佳模式和其他實施例,但還存在用于實施由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的各種替代設(shè)計和實施例。而且,附圖中所示的實施例或本說明書中提到的各種實施例的特征不必被理解為彼此獨立的實施例。相反,有可能的是,在一個實施例的示例之一中所描述的每個特征可以與來自其他實施例的一個或多個其他所需特征相組合,從而形成不以文字進行描述或未參考附圖來描述的其他實施例。因此,這種其他實施例落入所附權(quán)利要求書的保護范圍的框架內(nèi)。