-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zur Steuerung
der Geschwindigkeit eines Elektromotors.
-
Elektromotoren
werden im Fahrzeugbereich vielfach eingesetzt. Eine verbreitete
Vorrichtung, die Elektromotoren verwendet, ist ein Fahrzeugbenzinpumpensystem.
Es ist wünschenswert,
die Kraftstoffmenge, die von der Kraftstoffpumpe bereitgestellt wird,
abhängig
von den Motorleistungsanforderungen zu variieren. Die gelieferte
Kraftstoffmenge ist vom durch die Kraftstoffpumpe erzeugten Kraftstoffdruck
abhängig.
Im Allgemeinen hängt
der Kraftstoffdruck mit der Geschwindigkeit des Motors der Kraftstoffpumpe
zusammen. Gewöhnlich
arbeiten die meisten Kraftstoffpumpen ständig mit der höchsten Druckrate
und maximalen Strömungsgeschwindigkeit,
um die Menge des Kraftstoffdampfes für einen Fahrzeugwarmstart zu
verringern und ausreichend Kraftstoff in einem weit geöffneten
Drosselzustand bereitzustellen. Das Arbeiten mit höchstem Kraftstoffdruck
und -fluss ist nicht effizient und beeinflusst die Lebensdauer der
Kraftstoffpumpe negativ.
-
Eine
zum Verändern
der Motorgeschwindigkeit verwendete Methode, zur Steuerung des Kraftstoffdrucks,
nutzt einen Spannungsabfallwiderstand. Der Widerstand ist selektiv
mit dem Motor-Spannungsanschluss verbunden, um die zum Motor gelieferte
Spannung zu kontrollieren, und dadurch die Motorgeschwindig keit
zu ändern.
Obgleich diese Methode die Kraftstoffpumpenabnutzung verringert,
wird wenig Energie eingespart, da die zusätzliche Spannung über den
Spannungsabfallwiderstand abgebaut wird. Weiter muss die zusätzliche
Wärmeenergie,
die durch den Spannungsabfallwiderstand verursacht wird, abgeleitet
werden.
-
Eine
andere Methode, die verwendet wird, um die Motorgeschwindigkeit
bzw.-drehzahl zu
verändern
und dadurch den Kraftstoffdruck zu beeinflussen, umfasst das Abstimmen
des Antriebsignals. Ein Impulsbreitenmodulator kann verwendet werden,
um den Arbeitszyklus der Motorantriebsspannung zu variieren und
dadurch die Motorgeschwindigkeit zu ändern. Obgleich auch diese
Methode die Kraftstoffpumpenabnutzung verringert und etwas Energie
eingespart, verursacht die zum Antreiben des Motors erforderliche
Energie und die Frequenz der Impulse Hochfrequenzstörungsprobleme
für andere
Fahrzeugkomponenten. Weiter erhöht
der Gebrauch eines Impulsbreitenmodulators im Steuerstromkreis die
Systemkomplexität
und -kosten.
-
Angesichts
des oben Genannten besteht die Notwendigkeit, ein verbessertes System
und ein verbessertes Verfahren zur Kontrolle und Steuerung der Geschwindigkeit
bzw.-drehzahl zu schaffen.
-
Diese
Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1
gelöst.
-
Der
oben genannten Notwendigkeit gerecht werdend, stellt die vorliegende
Erfindung, neben der Überwindung
der aufgezählten
Beeinträchtigungen und
anderer Einschränkungen
des Stands der Technik ein System zur Steuerung der Geschwindigkeit
eines Motors bereit, indem sie das magnetische Feld ändert, das
durch den Motor erzeugt wird. Das System beinhaltet ein Feldwandelmodul
und einen Motor, welcher einen Rotor mit Feldwicklungen einschließt. Die
Feldwicklungen sind ausgelegt, um ein Antriebssignal zu empfangen,
welches ein magnetisches Feld erzeugt, das eine Umdrehung des Rotors verursacht.
Das Feldwandelmodul ist dem Motor benachbart angeordnet, ändert das
magnetische Feld in Erwiderung auf ein Eingangssignal und steuert
dadurch die Geschwindigkeit und das Drehmoment des Rotors.
-
In
einer weiteren Ausführung
der vorliegenden Erfindung schließt das Feldwandelmodul eine Spule
mit ein, die ausgelegt ist Strom zu empfangen und einen Fluss zu
erzeugen, der das magnetische Feld ändert und dadurch das Geschwindigkeitsdrehmoment
des Rotors steuert. Weiter schließt der Motor einen Flussleiter
mit ein und das Feldwandelmodul umfasst eine Rückführung. Die Spule kann in dem
Bereich um die Rückführung gewickelt
sein, wo die Rückführung an
zwei Seiten des Flussleiters angeschlossen ist. Alternativ können die
Rückführung und
ein Flussleiter zusammenwirken, um einen Hohlraum zu bilden und
die Spulen können
in den Hohlraum zwischen dem Flussleiter und der Rückführung platziert
sein.
-
In
einer weiteren Ausführung
der vorliegenden Erfindung umfasst das Feldwandelmodul eine Spule,
die sich innerhalb des Flussleiters befindet. Wie zuvor besprochen,
erzeugt die Spule einen Fluss, um das magnetische Feld des Motors
zu ändern.
Der Motor schließt
weiterhin Magnete ein, um die die Spule gewickelt sein kann. Sie
kann aber auch angrenzend zu den Magneten oder zwischen den Magneten
platziert oder in die Magnete eingebettet sein.
-
In
einer weiteren Ausführung
der vorliegenden Erfindung kann die Spule konfiguriert sein, um
einen Fluss zu erzeugen, der eine dem magnetischen Feld entsprechende
Polarität
aufweist und dadurch die Geschwindigkeit des Motors verringert.
Alternativ kann die Spule konfiguriert sein, um einen Fluss zu erzeugen,
der eine Polarität
entgegengesetzt der des magnetischen Feldes aufweist und dadurch
die Geschwindigkeit des Motors erhöht.
-
In
einer weiteren Ausführung
der vorliegenden Erfindung schließt der Motor einen Flussleiter
mit einem dünnen
Teil ein, um eine Unterbrechung des magnetischen Feldes zu bewirken.
Das Feldwandelmodul umfasst einen Zusatzflussleiter sowie einen Aktuator.
Der Aktuator ist konfiguriert, um den Zusatzflussleiter im Verhältnis zu
dem dünnen
Teil des Flussleiters zu verschieben. Wenn sich der Zusatzflussleiter
näher an
den Flussleiter bewegt, wird die Unterbrechung des magnetischen
Feldes minimiert, wodurch das magnetische Feld innerhalb des Motors verstärkt wird.
Durch das Verstärken
des magnetischen Feldes innerhalb des Motors, wird das Drehmoment
des Motors erhöht
während
die Geschwindigkeit des Motors verringert wird.
-
Weitere
Gegenstände,
Eigenschaften und Vorteile dieser Erfindung werden Fachleuten nach
einer Durchsicht der folgenden Beschreibung, mit Bezug auf die Zeichnungen
und Ansprüche
vollständig offensichtlich.
Es zeigen:
-
1:
ein Blockdiagramm eines Systems für das Steuern der Geschwindigkeit
eines Motors gemäß der vorliegenden
Erfindung;
-
2:
eine Querschnittsansicht einer Ausführung des Systems, welche eine
externe Spule gemäß der vorliegenden
Erfindung aufweist;
-
3:
eine Querschnittsansicht einer Ausführung des Systems, welche eine
Spule zwischen dem Flussleiter und der Rückführung in Übereinstimmung gemäß der vorliegenden
Erfindung aufweist;
-
4:
eine Querschnittsansicht einer Ausführung, welche eine Spule aufweist,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung um die Magneten des Motors gewickelt ist;
-
5:
eine Querschnittsansicht einer Ausführung, welche eine Spule angrenzend
an die Magneten des Motors gemäß der vorliegenden
Erfindung aufweist;
-
6:
eine Querschnittsansicht einer Ausführung, welche die Spule gemäß der vorliegenden Erfindung
in die Magneten des Motors eingebettet hat; und
-
7:
eine Querschnittsansicht einer Ausführung eines Motors mit einem
zusätzlichen
Flussleiter gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
1 zeigt
ein System 10 mit den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung.
Das System 10 umfasst ein mit einem Motor 12 verbundenes
Feldwandelmodul 11, das konfiguriert ist, um zur Steuerung der
Geschwindigkeit des Motors 12 ein magnetisches Feld zu ändern. Das
Feldwandelmodul 11 kann in der Reihe oder parallel mit
dem Motor 12 angetrieben werden.
-
Ein
Regler 36 liefert ein Antriebssignal 34, um den
Motor 12 zu drehen. Das Antriebssignal 34 fließt durch
die Feldwicklungen des Motors 12, um ein magnetisches Feld
zu verursachen. Das magnetische Feld verursacht eine Umdrehung des
Motors 12, welche zur Pumpenvorrichtung 20 geleitet
wird. Die Pumpenvorrichtung 20 nutzt die Umdrehung, um Kraftstoff
durch die Kraftstoffschläuche 42 zu
treiben. Je schneller die Umdrehung desto mehr Druck wird in den
Kraftstoffschläuchen 42 verursacht.
Um die Geschwindigkeit des Motors 12 zu steuern, stellt
der Regler 36 ein Steuersignal 40 zum Feldwandelmodul 11 zur
Verfügung.
-
In
dieser Ausführung
ist das Feldwandelmodul 11 als zwei benachbart zum Motor 12 angeordnete
Spulen 14 dargestellt. Das Steuersignal 40 läuft durch
die Spulen 14 und ein magnetischer Fluss wird verursacht,
welcher das magnetische Feld ändert, das
den Motor 12 antreibt. Der magnetische Fluss kann in der
gleichen Polarität
wie das durch den Motor 12 geschaffene magnetische Feld
erzeugt werden und dadurch das Motordrehmoment dann steigern, wenn
sich die Stärke
des Steuersignals 40 erhöht. Alternativ kann der magnetische
Fluss in der entgegengesetzten Polarität wie die des magnetischen
Feldes, das durch den Motor 12 geschaffen wird, erzeugt werden
und dadurch die Motorgeschwindigkeit erhöhen, wenn die Stärke des
Steuersignals 40 ansteigt. Basierend auf dem durch den
Motor 12 erzeugten Druck, läuft der Kraftstoff durch die
Kraftstoffschläuche 42.
-
2 zeigt
ein zweites System 60, bei dem das Feldwandelmodul 11 erfindungsgemäß extern vom
Motor 12 platziert ist. Der Motor 12 schließt einen
Anker 62, Feldwicklungen 66, Magneten 64 und einen
Flussleiter 68 mit ein. Der Anker 62 ist konfiguriert,
um zu rotieren und befindet sich innerhalb des Flussleiters 68.
Der Anker 62 hat um Teile eines Rotors 63 gewickelte
Feldwicklungen 66. Da das Antriebssignal 34 an
die Feldwicklungen 66 geleitet wird, wird ein erster magnetischer
Fluss erzeugt. Die Magneten 64 sind benachbart zu den Feldwicklungen 66 platziert
und erzeugen einen zweiten magnetischen Fluss. Der erste und zweite
magnetische Fluss wirken zusammen, um ein magnetisches Feld zu bilden,
welches eine Umdrehung des Ankers 62 verursacht. Der Flussleiter 68 umgibt
die Magneten 64 und Feldwicklungen 66 und leitet
das magnetische Feld um den Motor 12, um den magnetischen Kreislauf
zu schließen.
Die Stärke
des magnetischen Feldes in dem Luftspalt 69 kontrolliert
die Geschwindigkeits- und Drehmomentseigenschaften des Motors 12.
Durch das Ändern
der Größe des magnetischen
Feldes können
die Geschwindigkeits- und Drehmomentseigenschaften des Motors 12 geändert werden.
Die Erhöhung
der Stärke
des magnetischen Feldes erhöht
das Drehmoment an einer gegebenen Stromstärke durch den Anker 62.
Wenn alle weiteren Variablen konstant gehalten werden, verringert
sich die Geschwindigkeit des Motors 12. Alternativ erhöht das Verringern
der Stärke
des magnetischen Feldes die Geschwindigkeit des Motors 12 und
bewirken ein geringeres Drehmoment, wenn alle weiteren Variablen
konstant gehalten werden.
-
Eine
Rückführung 70 ist
an zwei Enden des Flussleiters 68 angebracht. Die Spule 74 ist
um eine Öffnung 72 gewunden,
die in der Rückführung 70 ausgebildet
ist und agiert als ein Elektromagnet, der einen dritten magnetischen
Fluss erzeugt, welcher durch die Rückführung 70 und über den
Flussleiter 68 läuft
und dabei das durch den Motor 12 erzeugte magnetische Feld ändert, wenn
das magnetische Feld durch den Flussleiter 68 zurückgeleitet
wird. Basierend auf der Wickelrichtung der Spule 74 und
der Richtung des Stromflusses, kann die Spule 74 einen Fluss
erzeugen der eine Polarität
entgegengesetzt der des magnetischen Feld aufweist, dadurch das magnetische
Feld aufhebt und den Motor 12 veranlasst, die Geschwindigkeit
zu erhöhen.
Alternativ kann die Spule 74 einen Fluss mit einer zum
magnetischen Feld passenden Polarität erzeugen, und dadurch das
magnetische Feld ergänzen,
welches den Motor 12 veranlasst die Geschwindigkeit zu
verringern und das Drehmoment zu erhöhen. Weiterhin ist aufgrund
der oben genannten Diskussion ersichtlich, dass das Feldwandelmodul 11 sowohl
an Bürsten-Motoren
wie auch bürstenlosen
Motoren angewendet werden kann.
-
3 zeigt
eine erfindungsgemäße dritte Ausführung des
Systems 80 bei der das Feldwandelmodul 11 extern
vom Motor 12 angeordnet ist. Der Motor 12 beinhaltet
einen Anker 82, Feldwicklungen 86, Magneten 84 und 85 und
einen Flussleiter 88. Der Anker 82 ist konfiguriert,
um zu rotieren und befindet sich innerhalb des Flussleiters 88.
Der Anker 82 weist um Teile eines Rotors 83 gewickelte
Feldwicklungen 86 auf. Wenn das Steuersignal 40 an
die Feldwicklungen 86 geleitet wird, wird ein erster magnetischer
Fluss erzeugt. Die Magneten 84 und 85 sind benachbart
zu den Feldwicklungen 86 platziert und erzeugen einen zweiten
magnetischen Fluss. Der erste und zweite magnetische Fluss wirken
zusammen, um ein magnetisches Feld zu schaffen, das eine Rotation
des Ankers 82 verursacht. Der Flussleiter 88 leitet
das magnetische Feld um den Motor 12 herum, um den magnetischen
Kreislauf zu schließen. Die
Stärke
des magnetischen Feldes in dem Luftspalt 89 kontrolliert
die Geschwindigkeits- und Drehmomentseigenschaften des Motors 12.
Durch das Ändern
der Größe des magnetischen
Feldes werden auch die Geschwindigkeits- und Drehmomentseigenschaften
des Motors 12 geändert.
-
Das
Feldwandelmodul 11 umfasst eine erste Spule 94,
eine zweite Spule 96 und eine Rückführung 90. Die Rückführungen 90 sind
mit dem Flussleiter 88 an gegenüberliegenden Enden verbunden.
Die Rückführungen 90 wirken
mit dem Flussleiter 88 zusammen, um Durchgänge 92 zu
bilden. Eine erste und zweite Spule 94 und 96 ist
in jedem der Durchgänge 92 platziert.
Die erste Spule 94 erzeugt einen dritten magnetischen Fluss,
der das durch die Feldwicklungen 86 und den ersten Magneten 84 erzeugte magnetische
Feld ändert.
Gleichermaßen
erzeugt die zweite Spule 96 einen vierten magnetischen Fluss,
der das in Zusammenarbeit mit dem zweiten Magneten 85 erzeugte
magnetische Feld ändert.
Basierend auf der Richtung der Wicklung der ersten und zweiten Spule 94 und 96 und
der Richtung des Stromflusses, können
die erste und zweite Spule 94 und 96 einen Fluss
erzeugen, der eine dem magnetischen Feld entgegengesetzte Polarität aufweist
und dadurch das magnetische Feld aufhebt und den Motor 12 veranlasst,
die Geschwindigkeit zu erhöhen.
-
4 zeigt
eine weitere erfindungsgemäße vierte
Ausführung
des Systems 100, bei der das Feldwandelmodul 11 innerhalb
des Motors 12 angeordnet ist. Der Motor 12 beinhaltet
einen Anker 102, Feldwicklungen 106, Magneten 104 und 105 und
einen Flussleiter 108. Der Anker 102 ist konfiguriert, um
zu rotieren und befindet sich innerhalb des Flussleiters 108.
Der Anker 102 weist um Teile eines Rotors 103 gewickelte
Feldwicklungen 106 auf. Wenn das Steuersignal 40 zu
den Feldwicklungen 106 geleitet wird, wird ein erster magnetischer
Fluss erzeugt. Die Magneten 104 und 105 sind benachbart
zu den Feldwicklungen 106 platziert und erzeugen einen
zweiten magnetischen Fluss. Der erste und zweite magnetische Fluss
wirken zusammen, um ein magnetisches Feld zu schaffen, das eine
Rotation des Ankers 102 verursacht. Der Flussleiter 108 leitet
das magnetische Feld um den Motor 12 herum, um den magnetischen
Kreislauf zu schließen.
Die Stärke
des magnetischen Feldes in dem Luftspalt 109 kontrolliert
die Geschwindig keits- und Drehmomentseigenschaften des Motors 12.
Durch das Ändern
der Größe des magnetischen
Feldes werden auch die Geschwindigkeits- und Drehmomentseigenschaften
des Motors 12 geändert.
-
Das
Feldwandelmodul 11 enthält
eine erste Spule 110 und eine zweite Spule 112.
Die erste und zweite Spule 110 und 112 befinden
sich innerhalb des Flussleiters 108. Die erste Spule 110 ist
um den ersten Magneten 104 gewickelt und erzeugt einen dritten
magnetischen Fluss, der das durch die Feldwicklungen 106 und
den ersten Magneten 104 erzeugte magnetische Felder ändert. Gleichermaßen ist
die zweite Spule 112 um den zweiten Magneten 105 gewickelt
und erzeugt einen vierten magnetischen Fluss, der das im Zusammenwirken
mit dem zweiten Magneten 105 geschaffene magnetische Feld ändert. Basierend
auf der Richtung der Wicklung der ersten und zweiten Spule 110 und 112 und der
Richtung des Stromflusses, kann die Spule einen Fluss erzeugen,
der eine dem magnetischen Feld entgegengesetzte Polarität aufweist,
dadurch das magnetische Feld aufhebt und den Motor 12 veranlasst,
die Geschwindigkeit zu erhöhen.
Alternativ können
die erste und zweite Spule 110 und 112 einen Fluss
mit einer zum magnetischen Feld passenden Polarität erzeugen
und dadurch das magnetische Feld ergänzen, das den Motor 12 veranlasst,
die Geschwindigkeit zu verringern und das Drehmoment zu erhöhen.
-
5 zeigt
eine weitere erfindungsgemäße fünfte Ausführung des
Systems 120 bei der das Feldwandelmodul 11 innerhalb
des Motors 12 angeordnet ist. Der Motor 12 beinhaltet
einen Anker 122, Feldwicklungen 126, Magneten 124 und 125 und
einen Flussleiter 128. Der Anker 122 ist konfiguriert,
um zu rotieren und befindet sich innerhalb des Flussleiters 128.
Der Anker 122 weist um Teile eines Rotors 123 gewickelte
Feldwicklungen 126 auf. Wenn das Steuersignal 40 zu
den Feldwicklungen 126 geleitet wird, wird ein erster magnetischer
Fluss erzeugt. Die Magneten 124 und 125 sind benachbart
zu den Feldwicklungen 126 platziert und erzeugen einen
zweiten magnetischen Fluss. Der erste und zweite magnetische Fluss
wirken zusammen, um ein magnetisches Feld zu schaffen, das eine
Rotation des Ankers 122 verursacht. Der Flussleiter 128 leitet
das magnetische Feld um den Motor 12 herum, um den magnetischen Kreislauf
zu schließen.
Die Stärke
des magnetischen Feldes in dem Luftspalt 129 kontrolliert
die Geschwindigkeits- und Drehmomentseigenschaften des Motors 12.
Durch das Ändern
der Größe des magnetischen
Feldes werden auch die Geschwindigkeits- und Drehmomentseigenschaften
des Motors 12 geändert.
-
Das
Feldwandelmodul 11 enthält
eine erste Spule 130 und eine zweite Spule 132.
Innerhalb des Flussleiters 128 befindlich, sind die erste
und zweite Spule 130 und 132 angrenzend an und
zwischen dem ersten und zweiten Magneten 124 und 125 platziert.
Die erste und zweite Spule 130 und 132 erzeugen
einen dritten magnetischen Fluss, der das durch die Feldwicklungen 126 und
den ersten und zweiten Magneten 124 und 125 erzeugte
magnetische Feld ändert.
Basierend auf der Richtung der Wicklung der ersten und zweiten Spule 130 und 132 und
der Richtung des Stromflusses, können
die erste und zweite Spule 130 und 132 einen Fluss
erzeugen, der eine dem magnetischen Feld entgegengesetzte Polarität aufweist,
dadurch das magnetische Feld aufhebt und den Motor 12 veranlasst,
die Geschwindigkeit zu erhöhen.
Alternativ können
die erste und zweite Spule 130 und 132 einen Fluss
mit einer zum magnetischen Feld passenden Polarität erzeugen
und dadurch das magnetische Feld ergänzen, das den Motor 12 veranlasst,
die Geschwindigkeit zu verringern und das Drehmoment zu erhöhen.
-
6 zeigt
eine weitere erfinderische sechste Ausführung des Systems 140 bei
der das Feldwandelmodul 11 innerhalb des Motors 12 angeordnet
ist. Der Motor 12 beinhaltet einen Anker 142,
Feldwicklungen 146, Magneten 144 und 145 und
einen Flussleiter 148. Der Anker 142 ist konfiguriert,
um zu rotieren und befindet sich innerhalb des Flussleiters 148. Der
Anker 142 weist um einen Rotor 143 gewickelte Feldwicklungen 146 auf.
Wenn das Steuersignal 40 zu den Feldwicklungen 146 geleitet
wird, wird ein erster magnetischer Fluss erzeugt. Die Magneten 144 und 145 sind
benachbart zu den Feldwicklungen 146 platziert und erzeugen
einen zweiten magnetischen Fluss. Der erste und zweite magnetische
Fluss wirken zusammen, um ein magnetisches Feld zu schaffen, das
eine Rotation des Ankers 142 verursacht. Der Flussleiter 148 leitet
das magnetische Feld um den Motor 12 herum, um den magnetischen
Kreislauf zu schließen.
Die Stärke
des magnetischen Feldes in dem Luftspalt 149 kontrolliert
die Geschwindigkeits- und Drehmomentseigenschaften des Motors 12. Durch
das Ändern
der Größe des magnetischen
Feldes werden auch die Geschwindigkeits- und Drehmomentseigenschaften
des Motors 12 geändert.
-
Das
Feldwandelmodul 11 schließt eine erste Spule 150 und
eine zweite Spule 152 ein. Die erste und zweite Spule 150 und 152 befinden
sich innerhalb des Flussleiters 148. Die erste Spule 150 ist
im ersten Magneten 144 eingebettet und erzeugt einen dritten
magnetischen Fluss, der das durch die Feldwicklungen 146 und
den ersten Magneten 144 erzeugte magnetische Felder ändert. Gleichermaßen ist
die zweite Spule 152 im zweiten Magneten 145 eingebettet
und erzeugt einen vierten magnetischen Fluss, der das im Zusammenwirken
mit dem zweiten Magneten 145 erzeugte magnetische Feld ändert. Basierend
auf der Richtung der Wicklung der ersten und zweiten Spule 150 und 152 und
der Richtung des Stromflusses, kann die Spule einen Fluss erzeugen, der
eine dem magnetischen Feld entgegengesetzte Polarität aufweist,
dadurch das magnetische Feld aufhebt und den Motor veranlasst, die
Geschwindigkeit zu erhöhen.
Alternativ können
die erste und zweite Spule 150 und 152 einen Fluss
mit einer zum magnetischen Feld passenden Polarität erzeugen
und dadurch das magnetische Feld ergänzen, das den Motor 12 veranlasst,
die Geschwindigkeit zu verringern und das Drehmoment zu erhöhen.
-
7 zeigt
eine weitere erfindungsgemäße siebte
Ausführung
des Systems 160, bei der das Feldwandelmodul 11 extern
vom Motor 12 angeordnet ist. Der Motor 12 beinhaltet
einen Anker 162, Feldwicklungen 166, Magneten 164 und
einen Flussleiter 168. Der Anker 162 ist konfiguriert,
um zu rotieren und befindet sich innerhalb des Flussleiters 168. Der
Anker 162 weist um einen Rotor 163 gewickelte Feldwicklungen 166 auf.
Wenn das Steuersignal 40 zu den Feldwicklungen 166 geleitet
wird, wird ein erster magnetischer Fluss erzeugt. Die Magneten 164 sind
benachbart zu den Feldwicklungen 166 platziert und erzeugen
einen zweiten magnetischen Fluss. Der erste und zweite magnetische
Fluss wirken zusammen, um ein magnetisches Feld zu schaffen, das eine
Rotation des Ankers 162 verursacht. Der Flussleiter 168 leitet
das magnetische Feld um den Motor 12 herum, um den magnetischen
Kreislauf zu schließen.
Die Stärke
des magnetischen Feldes in dem Luftspalt 169 kontrolliert
die Geschwindigkeits- und Drehmomentseigenschaften des Motors 12.
Durch das Ändern
der Größe des magnetischen
Feldes werden auch die Geschwindigkeits- und Drehmomentseigenschaften
des Motors 12 geändert.
-
Das
Feldwandelmodul 11 schließt einen Zusatzflussleiter 170 und
einen Aktuator 172 ein. Der Zusatzflussleiter 170 ist
benachbart zum Flussleiter 168 platziert. Der Flussleiter 168 weist
einen Bereich mit verringerter Stärke auf, so dass das magnetische Feld
durch den dünnen
Bereich 171 des Flussleiters 168 entweicht. Der
Aktuator 172 ist am Zusatzflussleiter 170 angebracht
und konfiguriert, um den Zusatzflussleiter 170 im Verhältnis zum
dünnen
Bereich 171 des Flussleiters 168 zu verschieben.
Wenn sich der Zusatzflussleiter 170 näher an den dünnen Bereich 171 des
Flussleiters 168 schiebt, agiert der Zusatzflussleiter 170,
um das magnetische Feld zu einzudämmen und dadurch die Stärke des
magnetischen Feldes innerhalb des Motors 12 zu erhöhen. Alternativ
entweicht ein größerer Teil
des magnetischen Feldes, wenn sich der Zusatzflussleiter 170 vom
dünnen
Bereich 171 des Flussleiters 168 wegbewegt, und
dadurch die Stärke
des magnetischen Feldes innerhalb des Motors 12 verringert.
-
Die
Erfindung ist nicht auf die lediglich beispielhaft beschriebenen
Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern umfasst alle gleichwirkenden Ausführungsformen.