KR20090074265A - 에너지 처리 시스템, 및 전기기계적 에너지 변환을 제공하는 방법 - Google Patents

에너지 처리 시스템, 및 전기기계적 에너지 변환을 제공하는 방법 Download PDF

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KR20090074265A
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다니엘 엠. 사반
라에드 에이치. 아마드
지구오 판
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다이렉트 드라이브 시스템즈, 인크.
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Abstract

바람직한 전력 시스템은 다수의 고정자 권선 집합을 갖는 전기 기계를 포함할 수 있고, 각 권선 집합은 별개의 스위치 매트릭스를 통해 공통 전압 버스에 결합되고, 각각은 고정자 자속 고조파가 실질적으로 감소되도록 고정자 주위에 전절로 공간적으로 정렬될 수 있다. 감소된 고정자 자속 고조파는 상전류 고조파 함유량과 연관될 수 있다. 일예의 애플리케이션에서, 이러한 전력 시스템은 DC 전압 버스 상에서 기계 에너지를 전기 에너지로 전달하는 발전 모드로 동작할 수 있다. 일부 실시예에서, 전력 시스템은 예컨대 탑재된 (예컨대, 해운, 항공, 철도수송) 전력 시스템에 적합한 고전력 및 고속 (예컨대, 8000rpm 이상에서 1MW) 전동 및/또는 발전 능력을 제공할 수 있다.
Figure P1020097010735
에너지 처리, 전력 시스템, 권선

Description

에너지 처리 시스템, 및 전기기계적 에너지 변환을 제공하는 방법{ELECTROMECHANICAL ENERGY CONVERSION SYSTEMS}
본 출원은 2006년 10월 27일에 출원된 발명의 명칭이 "에너지 변환 시스템"인 미국 가출원 60/863,233, 2006년 11월 8일에 출원된 발명의 명칭이 "에너지 변환 시스템"인 미국 가출원 60/864,882, 2007년 3월 15일에 출원된 발명의 명칭이 "영구자석 전기 기계용 고속 슬리브 회전자"인 미국 가출원 60/895,025, 및 2007년 5월 21일에 출원된 발명의 명칭이 "전기기계 에너지 변환 시스템"인 미국 출원 11/751,450에 대한 우선권 주장 출원이다. 각 우선권 출원에 대한 도면 및 상세한 설명의 개시가 참조로 여기 병합되어 있다.
다양한 실시예들은 전동 및/또는 발전 시스템에 관한 것이다. 일부 실시예는 예컨대 고속 및/또는 고전력 동작이 가능한 온 보드 (on-board) 애플리케이션에서 이용될 수 있다.
일부 전력 시스템은 기계 에너지를 전기 에너지로 및/또는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환할 수 있다. 예컨대, 발전 시스템은 기계 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 원동기 및 전기 기계와 같은 전기기계 소자를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 전동 시스템은 전기 기계에 결합된 기계 부하를 포함할 수 있다. 이 런 시스템은 일반적으로 수동 또는 능동 제어 전력 전자 장치를 포함하여 전기 에너지를 처리한다 (예컨대, AC (교류)를 DC (직류)로 또는 그 역으로 변환). 또한, 이러한 시스템은 전기 분배 네트워크의 서로 다른 부분들에서 전압 레벨을 매칭하거나 분리를 위해 변압기를 사용할 수 있다.
바람직한 전력 시스템은 다수의 고정자 권선 집합을 갖는 전기 기계를 포함할 수 있고, 여기서 각 권선 집합은 별개의 스위치 매트릭스를 통해 공통 전압 버스에 결합되고, 각각은 고정자 자속 고조파가 실질적으로 감소되도록 고정자 주위에 전절로 공간적으로 정렬될 수 있다. 감소된 고정자 자속 고조파는 위상 전류 고조파 함유량과 연관될 수 있다. 일예의 애플리케이션에서, 이러한 전력 시스템은 DC 전압 버스 상에서 기계 에너지를 전기 에너지로 전달하는 발전 모드로 동작할 수 있다. 일부 실시예에서, 전력 시스템은 예컨대 탑재된 (예컨대, 해운, 항공, 철도수송) 전력 시스템에 적합한 고전력 및 고속 (예컨대, 8000rpm 이상에서 1MW) 전동 및/또는 발전 능력을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에서, 전기 기계에서의 고정자 권선은 상 권선 집합의 수 (N), 각 권선 집합에서의 상의 수 (M), 및 전력 전자장치 컨버터에서의 장치들의 스위칭 주파수의 함수인 고조파 차수를 포함하는 전력 전자장치로부터 시간 조화 전류의 영향을 실질적으로 감소시키거나 소거하도록 연결될 수 있다. 이 기계에서 주어진 고정자 권선 구성에 대해, 공극 자속 고조파는 예컨대 발전 동작을 위해 감소될 수 있다. 이 실시예들은 기계의 고정자의 비용 및 복잡도를 증가시키면서 시스템의 전체 비용 감소 및 전체 시스템 성능의 향상으로 구동의 비용을 감소시킨다.
일부 발전 예에서, M상 권선 집합으로부터의 AC 전압은 예컨대 M상 수동 브리지 정류기 또는 제어된 스위칭 요소를 갖는 능동 제어 전력 전자 컨버터일 수 있는 대응하는 스위치 매트릭스에 의해 정류된다. 동작의 발전 모드에서, 각 스위치 매트릭스로부터 정류된 출력 신호는 공통 전압 버스로의 연결을 위해 병렬, 직렬 또는 그 조합으로 정렬될 수 있다. 일부 실시예에서, 전기 기계는 영구자석 회전자를 가질 수 있고, 이 기계는 회전 기계 또는 선형 기계로서 구성될 수 있다.
임의의 실시예는 하나 이상의 이점을 제공할 수 있다. 예컨대, 일부 실시예는 실질적으로 감소된 전력 손실을 가질 수 있는 다이오드 브리지와 같은 수동 정류기를 포함할 수 있다. 각 스위치 매트릭스 및 각 권선에 의해 처리되는 평균 전류는 실질적으로 감소될 수 있고, 예컨대 필요한 장치 정격을 더 낮출 수 있다. 또한, 일부 실시예는 다수의 장치에서의 전력 손실의 개선된 분산을 제공할 수 있다. 이러한 감소된 정격은 예컨대 더 낮은 비용의 사용, 더 폭넓게 이용가능한 스위칭 장치, 감소된 열 관리 비용 (예컨대, 능동 냉각, 열 싱크 등)을 가능하게 할 수 있다. 이러한 장점은 또한 설계, 제조, 조립, 및 컴포넌트 비용의 실질적인 절감을 가져올 수 있다.
일부 발전 시스템에 대해, 간단한 수동 (예컨대, 비제어된) 저비용 정류기 장치는 실질적으로 감소된 비용, 크기, 무게 및 더 높은 신뢰도 및 효율을 포함한 장점을 얻기 위해 일부 구현예에서 사용될 수 있다. 또한, 실질적으로 감소하는 고조파 자속은 회전자에 결합할 수 있는 고조파 에너지를 감소시킴으로써 전기 기계의 회전자에서의 전력 손실을 감소시킬 수 있다. 다양한 실시예에서, AC 기계 모듈 배치 및 구조는 고속 고전력 AC 구동 설계를 비슷하거나 더 저렴한 비용으로 단순화시킬 수 있고, 예컨대 여분의 구현예의 비용을 감소시킴으로써 개선된 신뢰도를 제공할 수 있다.
다른 특징 및 이점은 상세한 설명 및 도면 및 청구범위로부터 명백해질 것이다. 다양한 실시예들의 세부사항은 첨부 도면 및 아래의 상세한 설명에서 설명된다.
도 1A-1B는 바람직한 전력 스테이지의 개략적인 도면이다.
도 2는 토크를 고속 부하에 공급하기 위한 전동 모드에서 동작하는 바람직한 전력 스테이지의 개략적인 도면이다.
도 3은 전기 기계에서 고정자 권선 구성에 대한 도면이다.
도 4는 전동 모드에서의 동작을 도시하는 전압 및 전류 파형도이다.
도 5는 발전 모드에서 동작하는 전력 스테이지의 개략적인 도면이다.
도 6은 발전 모드에서의 동작을 도시하는 전압 및 전류 파형도이다.
도 7A-7B는 선전류에 대한 공극 (air gap)에서의 자속 밀도를 도시한 도면이다.
도 8은 서로 다른 권선 구성의 허브 손실을 도시한 도면이다.
도 9는 선박 대전 시스템의 네트워크를 도시한다.
도 10은 서로 다른 무변압기 전기 네트워크 토폴로지의 전류 파형도이다.
도 11은 발전 및 전동 토폴로지를 갖는 시스템을 도시한다.
도 1A-1B는 기계 에너지를 전기 에너지로 (예컨대, 고전력 DC 발전) 또는 전기 에너지를 기계 에너지로 (예컨대, 고속 전동 애플리케이션) 변환할 수 있는 시스템을 도시한다. 도 1A에 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 N개의 스위치 매트릭스 뱅크(105a-105n), 전기 기계(110), 및 전압 버스(115)를 포함한다. 스위치 매트릭스(105a-105n) 각각은 전동을 위한 M상 인버터, 및/또는 발전을 위한 M상 다이오드 브리지를 포함할 수 있다. 스위치 매트릭스(105a-105n) 각각은 포트(120a-120n)를 각각 포함하고, 각 포트(120a-120n)는 전기 기계(110) 상의 N개의 대응하는 고정자 권선 집합 중 하나에 연결하기 위한 일집합의 단자 (도시되지 않음)를 포함한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 포트(120a-120n)는 기계내 권선 집합의 권선들과 연관된 중립점에 연결하기 위한 하나 이상의 단자를 포함할 수 있다 (예컨대, 개방 델타형 권선을 위해). 각 스위치 매트릭스(105a-105n)는 포트(125a-125n)를 각각 포함하고, 각 포트(125a-125n)는 전압 버스(115)에 연결하기 위한 단자 쌍을 포함한다.
기계(110)는 N개의 권선 집합을 갖는 고정자 (도시되지 않음)를 포함한다. 예컨대, 전기 기계(110)는 선형 기계를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 전기 기계(110)는 회전 기계를 포함할 수 있다. 다양한 애플리케이션에서, 이 시스템(100)은 발전기로서 동작할 때 기계 에너지를 수신하여 전기 에너지를 출력할 수 있고, 및/또는 모터로서 동작할 때 전기 에너지를 수신하여 기계 에너지를 출력할 수 있다.
다양한 실시예에서, 기계(110)에서 N개의 권선 집합은 시스템(100)의 동작 동안에 다수의 고정자 전류 고조파가 실질적으로 감소되도록 각각 서로에 대해 위상시프트된다. 실질적으로 감소되는 고조파의 수는 각 권선 집합에서 상의 수인 M 및 권선 집합의 수인 N의 함수이다.
일부 예에서 (예컨대, 두개의 권선층), 임의의 고정자 구성에 대해 가능한 다상 (M) 권선 집합 (N)의 수는 다음에 의해 계산될 수 있다:
N = # 고정자 슬롯 / (M, 극의 #)
다양한 실시예들은 권선 집합의 수 (예컨대, 극당 코일 수)에 기초하여 실질적으로 고조파를 감소하거나 소거시킬 수 있다. 일실시예에서, 48 슬롯 고정자는 예컨대 N=2 또는 N=4를 사용할 수 있다. 다양한 예들이 극당 다양한 코일 수, 권선층, 상 수, 고정자 슬롯 등을 가질 수 있다. 권선 집합 수 (N)의 함수로서 실질적으로 감소 또는 소거되지 않는 제1 고조파 성분은 3상 (M=3) 시스템에 대해 (6N +/- 1)일 수 있다. 상 수 (M) 및 권선 집합 수 (N)의 함수로서, 위상 시프트는 pi/(M*N)이다.
N개의 권선 집합 각각은 포트(120a-120n) 중 대응하는 하나에 연결된다. 기계(110) 내에서, 권선 집합 각각은 다른 권선으로부터 전기적으로 절연된다. 전동할 때, 에너지는 전압 버스(115)로부터 각 권선 집합으로 대응하는 스위치 매트릭스(105a-105n)를 통해 별개로 공급된다. 발전(generating)할 때, 에너지는 대응하는 스위치 매트릭스(105a-105n)를 통해 각 권선 집합으로부터 전압 버스(115)로 개 별적으로 공급된다.
다양한 구현예에서, 버스(115) 상의 전압은 실질적으로 단극일 수 있다. 전압 버스(115)는 각 포트(125a-125n)의 양 단자에 연결되는 양 레일 (예컨대, 노드) 및 각 포트(125a-125n)의 음 단자에 연결되는 음 레일 (예컨대, 노드)을 포함한다. 전압 버스(115)는 스위치 매트릭스(105a-105n)로부터 DC 전압을 수신한다. 일부 구현예에서, 스위치 매트릭스(105a-105n)는 전압 버스(115) 상의 단극 전압을 인버트시킬 수 있다. 예컨대, 각 스위치 매트릭스(105a-105n)는 M상 인버터를 이용하여 전압을 인버트시킬 수 있다.
임의의 구현예에서, 스위치 매트릭스(105a-105n)는 AC 파형을 공급하여 기계(110) 내 대응하는 M상 권선들 각각을 구동하기 위해 인버트된 전압을 이용한다. 스위치 매트릭스(105a-105n)는 예컨대 제어된 전류, 전압, 토크, 속도 및/또는 위치를 제공하도록 조정될 수 있다. 스위치 매트릭스 내 스위치들은 일부 예에서 기계에 공급되는 기본 전기 주파수에서 또는 그 부근에서, 또는 실질적으로 기본 주파수 보다 큰 주파수에서 동작될 수 있다. 스위치 매트릭스내 스위치들을 제어하는 기술은 벡터 제어, 자속 기준 (field-oriented) 제어, 위상 제어, 피크 전류 제어, 평균 전류 제어, 및/또는 펄스폭 변조, 또는 상기 또는 다른 기술의 조합을 포함할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
일부 시스템에서, 스위칭 주파수는 출력 기본 주파수, 선전류에서 필요한 고조파 레벨, 부하 임피던스, 반도체 장치의 종류, 및 사용되는 구동 토폴로지와 같은 요인에 기초할 수 있다. 일반적으로, 스위칭 손실은 예컨대 스위칭 주파수에 직접 관련될 수 있다. 최대 접합 온도 또는 안전한 동작 영역은 일반적으로 제조자의 데이터 시트에 특정될 수 있다.
고속 애플리케이션 (예컨대, 8000rpm 이상)에서 고전력 (예컨대, 1 megawatt 이상)을 공급하는 것은 AC 기계 및 연관된 구동 전자장치의 설계에서 다양한 실제적인 문제를 제시할 수 있다. 이러한 시스템을 설계할 때, 한가지 문제는 고정자 고조파 전류와 연관된 손실이 관련된다. 예컨대, 고정자 고조파 전류는 고정자 코어에서 별도의 동손 및 철손을 야기할 수 있다. 일부 예에서, 고정자 고조파 전류는 회전자로 결합되는 공극(air gap) 자계로 고조파 성분을 주입할 수 있어서, 회전자에서 손실이 증가한다. 시스템(100)은 권선 집합의 수 (n) 및 각 권선 집합에서의 상의 수 (m)에 관련된 위상 시프트를 이용함으로써 고조파 전류를 경감시킨다. 일예에서, 시스템(100)은 고조파 전류에서의 고조파 성분을 최대 (6n +/- 1) 성분까지 감소시킨다 (예컨대, n=4인 경우, 고조파 전류의 제1 고조파 성분은 23번째 및 25번째 성분일 것이다).
따라서, 전압 버스(115)에서의 전압 리플 주파수는 (6Nfmax)일 수 있고, 여기서 fmax는 전기 기계의 최대 출력 주파수이다. 일반적으로, fmax는 고속 기계에 대해서 킬로헤르쯔 범위이다. 일부 예에서, 전압 버스(115)의 품질은 고주파수 스위칭 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 (insulated gate bipolar transistors: IGBTs)를 사용하지 않고서 또는 실질적으로 감소된 필터링으로 개선된다.
구동 및 기계는 시스템으로서 간주될 수 있다. 설계 기준은 일반적으로 기 계와 구동을 함께 매칭하는 것을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 구동 비용은 실제 기계를 초과할 수 있고 따라서 AC 구동 또는 전력 전자장치에 기초하여 전체 시스템을 최적화하는 것이 가장 비용효과가 높은 접근법일 수 있다.
일부 실시예에서, 스위치 매트릭스(105a-105n)는 전압 버스(115)에 인터페이스하기 위해 직렬 및/또는 병렬 조합으로 연결될 수 있다. 도 1B에 도시된 바와 같이, 시스템(150)은 병렬 스위치 매트릭스 쌍들의 직렬 조합으로서 연결되도록 스위치 매트릭스(105a-105n)를 포함한다. 예컨대, 스위치 매트릭스(105a)는 스위치 매트릭스(105b)와 직렬 연결되고, 스위치 매트릭스(105n-1)는 스위치 매트릭스(105n)와 직렬 연결된다. 이 예에서, 직렬 연결된 스위치 매트릭스(105a-105n) 그룹들은 전압 버스(115)와 인터페이스하기 위해 병렬 연결된다.
도 2는 고속 부하(205)에 토크를 공급하기 위해 전동 모드로 동작하는 전력 스테이지(200)를 도시한 도면이다. 예컨대, 전력 스테이지(200)는 원심형 압축기 구동기, 일체형 밀폐식 압축기 구동기, 고속 블로어, 및/또는 터보 컴포넌트용 테스트 베드에 전력을 공급하기 위해 이용될 수 있다. 일예에서, 전력 스테이지(200)는 N=4인 공간 시프트된 (space-shifted) 분상 모터 및 구동 시스템을 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 전력 스테이지(200)는 4개의 권선 집합(215a, 215b, 215c, 215d)을 포함한다. 각 권선 (215a-d)은 인접한 권선으로부터 15°위상차를 갖도록 구성된다. 일부 구현예에서, 전력 스테이지(200)는 공통 DC 노드(230)로부터 공급하는 2-레벨 구동기를 포함할 수 있다.
도시된 예에서, 전기 기계(110)는 비동기 또는 동기 기계 (예컨대, 영구자석 동기 기계)일 수 있다. 이 기계의 고정자는 상의 총 수가 3*N인 공간 시프트된 분상 권선을 포함할 수 있고, 여기서 N은 독립, 중선선 절연 방식, 3상 권선 집합의 수이다. 임의의 구현예에서, N은 고정자에서의 슬롯의 수, 회전자 극의 수, 및 필요한 고조파 소거의 양에 기초하여 선택될 수 있다. 인접한 3상 권선들 사이에 (π/3N) 전기 위상차가 있을 수 있다. 유사한 고정자 구조 및 권선 배치 요건이 전동 및 발전 애플리케이션을 위해 적용될 수 있다.
상기 예에서, 3상 권선 집합(215a-d)은 3상 인버터 스위치 매트릭스(225a, 225b, 225c, 225d)에 의해 각각 공급될 수 있다. 발전 애플리케이션에서, 3상 권선 집합(215a-d)은 AC-DC 컨버터 스위치 매트릭스(225a-d)에 각각 공급할 수 있다. 일부 예에서, AC-DC 컨버터 각각은 6펄스 다이오드 브리지일 수 있다. N개의 인버터 셀은 입력에서 병렬로 연결될 수 있고 주요 DC 링크로부터 공급될 수 있다. 다른 실시예에서, 각 인버터 셀은 개별 DC 링크를 가질 수 있어서, N개의 별개의 DC 링크가 생긴다. 다른 구현예에서, 각 인버터 셀은 3상 수동 또는 능동 정류기를 통해 고립 3상 전원으로부터 공급받는 영 전압 벡터 주입을 이용하는 n-레벨 DC-AC 컨버터를 포함할 수 있다. 정류기, DC 링크부 및 n-레벨 컨버터는 상기 N개의 인버터 셀 중 하나를 나타낼 수 있다.
일예에서, 인버터 셀의 스위칭은 공급되고 있는 대응하는 고정자 권선과 동기될 수 있다. 각 인버터 셀의 기본 출력 파형은 인접한 인버터 셀로부터 (π/3N) 위상 시프트될 수 있다. 고정자 권선의 배치 때문에, 일부 고조파는 실질적으로 감소되거나 소거될 수 있다. 일부 예에서, 각 인버터 셀은 출력 기본 주파수 또는 이에 매우 가까운 주파수에서 스위칭할 수 있고, 모터 전류에서 고조파의 레벨을 실질적으로 감소시킬 수 있다.
일부 실시예는 하나 이상의 이점을 가질 수 있다. 예컨대, 일부 시스템은 표준 AC 컨버터 토폴로지 및 냉각 방법을 이용할 때 더 높은 기본 주파수 때문에 기계의 감소된 중량과 부피를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 반도체 장치와 같은 AC 구동 컴포넌트의 출력 능력은 선전류에서 낮은 고조파 왜곡을 유지하면서 낮은 스위칭 주파수를 이용하여 증가될 수 있다. 최적화된 고정자 크기는 더 높은 주파수 PWM 인버터 동작 또는 단 하나의 3상 다이오드 브리지의 사용과 연관될 수 있는 스위칭 고조파 손실을 취급하기 위한 감소된 요건에 기초하여 얻어질 수 있다. 회전자로의 고조파 결합/가열은 실질적으로 감소될 수 있다. 전력 컨버터에 대한 모듈 설계는 일부 실시예에서 실질적인 장애 허용오차를 제공할 수 있고, 이것은 리던던시(redundancy)의 개선 및 이용가능성의 향상을 가져올 수 있다. 고정자 권선 절연에 대한 스트레스가 감소될 수 있고, 및/또는 권선의 절연 전압 레벨은 코일당 턴 수 및 극당 코일 수에 서로 다른 연결을 함으로써 감소될 수 있다. 일부 실시예는 일반적으로 높은 시스템 효율과 낮은 총 비용을 달성할 수 있다. 일부 실시예는 PWM 제어 기술을 필요로 하지 않을 수 있고, 및/또는 무기어(gear-less) 고속 AC 컨버터 시스템을 제공할 수 있다.
도 3은 전기 기계(110)의 고정자-권선 구성(300)을 도시한다. 일부 예에서, 권선 구성(300)은 48슬롯/4극 고정자에서 사용될 수 있다. 도시된 구성에서, 구성(300)은 수직선으로 표시된 바와 같이 48개의 슬롯을 포함한다. 대응하는 슬롯 과 연관된 일부 슬롯 번호는 숫자가 수직선에 있는 대로 제시된다.
일부 실시예에서, 고정자 구성(300)은 N개의 슬롯을 별개로 분리할 수 있다. 일예에서, 고정자는 N개의 슬롯에 의해 분리된 일련의 치아(tooth) 구조를 포함한다. 예컨대, N개의 상은 고정자 구성(300)의 N개의 슬롯 (A1, A2, A3,..., AN)에 삽입될 수 있다. 고정자 구성(300)은 N개 집합의 3상 권선을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 각 권선 집합은 고정자에서 전체 피치에서 감기는 단일 턴 코일을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 각 권선 집합은 고정자에서 전체 피치에서 감기는 다수 턴 코일을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 슬롯 개구부 규격은 실질적으로 동일할 수 있다. 예컨대, 치아 폭은 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 실시예에서, 고정자 구성(300)은, 권선이 실질적으로 고정자 코어 재료로 형성될 때처럼, 치아없는 고정자 설계 (예컨대, 환상체 (toroidal) 권선)를 포함할 수 있다.
도시된 예에서, 구성(300)은 극당 4개의 슬롯을 포함한다. 일예에서, 고정자 구성(300)은 각 극에서 동일 갯수의 슬롯을 포함할 수 있다. 예컨대, 고정자의 각 극은 12개의 슬롯을 포함할 수 있다. 구성(300)은 각 극의 12개의 슬롯을 별개로 분리한다. 예컨대, 3개의 상 (m=3)은 고정자의 12개의 슬롯에 삽입될 수 있다. 그 결과, 고정자는 4개의 집합의 3상 권선 (예컨대, n=4)을 갖도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 권선은 각 슬롯이 오직 한 상을 포함하도록 분산될 수 있다. 도시된 예에서, 권선 1 (A1)의 상 A는 슬롯 1, 13, 25, 37을 점유하고, 권선 2 (A2)의 상 A는 슬롯 2, 14, 26, 38을 점유한다.
몇개의 예가 특정 갯수의 슬롯, 상, 턴, 극 등을 갖는 것으로 설명되었지만, 이러한 예들은 예시일 뿐이고 제한하는 것이 아니며, 다른 구성이 구상될 수 있다.
일부 예에서, 구성(300)은 고정자 철 및 고정자와 회전자 사이의 공극에서 고조파를 실질적으로 경감할 수 있다. 예컨대, 구성(300)은 철손 및 토크 리플 관점에서 발전기에서 상 전류에서 제5 및 제7 고조파 성분의 영향을 실질적으로 감소시킬 수 있다. 도시된 예에서, 공극 자속에서 제1 비소거 고조파 성분은 (6N±1)에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 기계에서 제1 비소거 고조파 자속 성분은 2*M*(N±1)에 있을 수 있다.
도 4는 전동 모드에서의 동작을 도시하는 파형도(400, 430, 460)이다. 일부 예에서, 인접한 3상 권선으로부터 위상 시프트된 고조파가 고정자의 코어에서 합산될 때 실질적인 고조파 감소가 일어날 수 있다. 도시된 예에서, 고조파 성분 중 일부는 실질적으로 효과적으로 소거되어, 약 0.5%의 개략적인 전고조파 왜곡율 (total harmonic distortion: THD)이 생긴다. 직류 및 직교(quadrature) 전류 (iq 및 id)에 대한 파형도 도시되어 있다. 최대 전력 동작에서 동작하는 영구자석 동기 AC 모터의 경우에 N=4, id=0.0에 대한 유효 전류 파형이 도시된다. 동기 d축 및 q축 전류 파형은 PWM 동작없이 실질적으로 낮은 리플 함유량을 갖는다.
일부 구현예는 AC 구동에서 간단한 최소 PWM 동작을 허용하면서 고조파 주입을 실질적으로 피할 수 있다. 예컨대, 이것은 (π/3N) 만큼 전기적으로 위상 시프트된 전류 파형 중 N개를 이용하여 일부 구현예에서 달성될 수 있는데, 여기서 N은 3상 권선의 설정 갯수이다. 각 권선은 실질적으로 전체 블록에서 또는 매우 낮은 펄스폭 변조 주파수에서 동작하고 고조파 전류를 주입하는 컨버터에 의해 구동될 수 있다.
(π/3N) (여기서, N은 3상 권선의 설정 갯수) 만큼 전기적으로 위상시프트된 전류 파형 중 N개를 이용함으로써, 고조파 전류는 실질적으로 경감될 수 있다. 이 위상시프트의 효과는 도 6에 도시되는데, 여기서 고조파 성분은 최대 (6N±1) 성분까지 소거된다. N=4인 경우, 제1 고조파 성분은 23번째 및 25번째일 것이다. 이로써, 고정자로 주입되는 유효 전류 파형은 일반적인 정류기 3상 브리지 파형보다 훨씬 더 낮은 THD 값을 가질 수 있다.
주요 DC 링크 (예컨대, 전압 버스(115)) 상의 전압 리플 주파수는 (6*N*fmax) (여기서, fmax는 발전기의 최대 출력 주파수)일 수 있고, 이것은 보통 고속 기계에 대해 수 킬로헤르쯔 범위에 있을 것이다. 일부 예에서, 구성(300)은 DC 링크의 전송 품질을 개선할 수 있다.
도 5는 고속 고전력 발전 시스템 (HSHPGS)(500)을 도시한다. HSHPGS(500)는 발전 모드에서 동작하는 전력 스테이지(510)를 포함한다. 전력 스테이지(510)는 고속 원동기(505) 및 N=4인 공간 시프트된 분상 권선 고정자(505)를 포함한다. 일예에서, 고정자(515)는 도 3을 참조하여 설명된 권선 구성을 포함할 수 있다. 일예에서, 고정자(515)는 원동기(505)의 기계 에너지를 전기 에너지로 처리할 수 있다. 고정자(515)는 전력 처리 스테이지(520)에 결합된다. 전력 처리 스테이지(520)는 고정자(515)로부터 전력을 수신할 수 있고 전기 에너지를 전력 처리 스 테이지(520)에 연결된 전기 장치에 분배할 수 있다.
임의의 구현예에서, 원동기(505)는 고정자(515)와 갭에 의해 분리될 수 있다. 이 갭은 액체 또는 기체 또는 그 조합으로 채워질 수 있다. 일예에서, 회전자와 고정자 사이의 갭은 부분적으로 또는 실질적으로 공기, 메탄, 질소, 수소, 기름, 또는 상기 또는 액체나 기체상태의 다른 적절한 재료의 조합으로 채워질 수 있다.
도시된 예에서, 전력 처리 스테이지(520)는 스위치 매트릭스(525a, 525b, 525c, 525d)를 포함한다. 각 스위치 매트릭스(525a, 525b, 525c, 525d)는 고정자(515)의 권선 집합들 중 하나에 연결된다. 전력 처리 스테이지(515)는 두개의 주요 DC 링크(530, 535)를 포함한다. DC 링크(530, 535)는 스위치 매트릭스(525a-d)의 출력 포트들 중 하나에 결합된다. 도시된 바와 같이, 스위치 매트릭스는 DC 링크(530, 535)에 병렬 연결된다. 동작시, 스위치 매트릭스(525a-d)는 고정자(515)로부터 AC 전력을 수신할 수 있고 DC 전력을 DC 링크(530, 535)로 출력할 수 있다. 임의의 구현예에서, 전력 신호의 주파수는 전력 스테이지(515)로부터 전력 처리 스테이지(520)로 감소될 수 있다.
DC 링크(530, 535)는 DC 전력을 DC 분배 시스템(540)에 공급한다. 도시된 예에서, DC 분배 시스템(540)은 다수의 DC-AC 컨버터(545a-545n) 및 다수의 DC-DC 컨버터(550a-550n)를 포함한다. 일부 실시예에서, DC-AC 컨버터(545a-545n)는 DC 링크(530, 535)로부터의 DC 전력을 AC 전력으로 변환하여 다양한 AC 장치를 지원할 수 있다. 이 예에서, 각 DC-AC 컨버터(545a-545n)는 대응하는 AC 필터(555a-555n) 에 결합된다. 도시된 바와 같이, AC 필터(555a-555n)는 480V 내지 690V의 실효전압을 갖는 50Hz 또는 60Hz의 AC 전력과 같은 3상 AC 전력 출력을 공급할 수 있다. DC-DC 컨버터(545a-545n)는 스텝업 컨버터 또는 스텝다운 컨버터를 포함할 수 있다. 일부 예에서, DC-DC 컨버터(545a-545n)는 DC 링크(535, 540)에서 DC 전력을 이용하는 DC 애플리케이션에 전력을 공급할 수 있다.
일부 구현예에서, 전력 처리 스테이지(520)는 필터, 브리지 정류기, 및/또는 다른 전력 조절 컴포넌트를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 스위치 매트릭스(525a-d)는 능동 스위치 매트릭스일 수 있다. DC 전력을 생성하거나 DC 전력을 이용하여 전동하는 시스템의 바람직한 실시예들이 2006년 10월 27일에 Ahmad 등에 의해 출원된 발명의 명칭이 "에너지 변환 시스템"인 미국 가출원 60/863,233, 및 2006년 11월 8일에 Ahmad 등에 의해 출원된 발명의 명칭이 "에너지 변환 시스템"인 미국 가출원 60/864,882에 설명되어 있다. 예시의 목적으로, 상기 문서들의 상세한 설명 및 대응 도면에 대한 개시가 참조로 여기 병합된다. 임의의 특정 특징이 상기 병합된 개시서에서 중요하거나 필요하다고 설명된 한도에서, 이러한 특징부여는 그 문서를 참조하고 여기 개시된 모든 실시예들에 적용되는 것이 아님은 물론이다.
임의의 구현예에서, 고속 영구자석 (PM) 동기 발전기는 축방향 또는 원주방향 갭 PM 발전기와 같은 회전자 구조에 기초하여 분류될 수 있다. 예컨대, 원주방향 갭 PM 발전기는 회전자 역학에 기초하여 고전력 정격에서 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 원주방향 PM 발전기는 표면 실장 또는 내장형 자석 발전기로 분류 될 수 있다. 표면 실장 PM 발전기는 내장형 자석 기반 발전기 보다 더 비용경제적이고 제조가 간단하다. 일부 예에서, 표면 실장 PM 발전기는 필요한 억제를 제공하기 위해 슬리브(sleeve)를 이용하고 고체 회전자 코어 또는 허브(hub)는 원주방향의 강도의 증가를 제공할 수 있다. 높은 회전 속도에서 자석 단편들을 잡아두기 위해 서로 다른 슬리브 구조가 사용될 수 있다. 예컨대, 일부 슬리브나 막은 고강도의 니켈 합금 및/또는 복합 탄소 섬유 재료를 포함할 수 있다.
고속 슬리브형 (예컨대, 표면 실장) PM 발전기는 더 큰 자기 갭을 통해 균등한 양의 자속을 강제로 밀어넣기 위해 필요한 자석 두께의 증가 및 슬리브 두께 때문에 슬리브가 없는 PM 발전기 보다 더 큰 자기 공극(air-gap)을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 자기 갭이 더 크면 단락 조건에서 자기제거 보호에 더 유리할 수 있다.
자기 베어링을 이용함으로써, 발전기는 윤활유없는 시스템의 혜택을 얻을 수 있다. 일부 예에서, 자기 베어링은 임의 종류의 기계 베어링 보다 더 적은 손실로 더 고속에서 동작할 수 있다. 고속 PM 발전기를 이용하여, 발전 시스템은 동일 전력 정격의 종래 장치 보다 더 감소된 시스템 무게, 더 높은 동작 효율, 더 감소된 유지비, 및 더 작은 엔벌로프(envelope)로 구성될 수 있다.
고속 발전기에서 손실을 줄이기 위해, 시스템(100) 및 시스템(500)은 예컨대 기계의 공극에서 고조파 소거를 달성함으로써 기계 손실을 최소로 유지하면서 N개의 수동 3상 정류기로의 접속을 허용하는 N개 집합의 전절 (full pitch), 3상, 공간 시프트된, 분상 권선을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 비교적 얇은 저손실 실리콘 강은 고주파 동작에서 손실을 억제하기 위해 사용될 수 있다. 유한 요소 분석 (finite element analysis: FEA) 기술 및 공개된 폐쇄형 (closed-form) 분석법을 이용하여, 와전류에 기인한 회전자 손실은 시간 단계 (time-stepping) 회전 격자 솔버 (rotating-grid solver)를 이용하여 예측될 수 있다. 일부 경우, 자석들의 축 분할 및 인접 자석들 사이 또는 자석과 축 사이의 전기적 절연을 고려하지 않고서 2차원 분석으로 해답이 얻어질 수 있다.
일예에서, 유한 요소 분석 툴은, 시간종속 변수, 탄소 섬유 장력, 및 권선 공급 속도로서, 회전자 온도의 영향을 포함하여, PEEK (polyetheretherketone) 매트릭스에서 탄소 섬유를 갖는 회전자의 권선 프로세스를 재현하기 위해 사용될 수 있다. 제조 허용오차에 따른 노드별 회전자의 기하학적 구조의 임의 생성은 시스템 모델을 제공할 수 있다.
모델을 실행함으로써 발견되는 정적 응력은 동작 동안 회전자에서의 동적 응력을 모델링하기 위해 응력 분석 툴에 입력될 수 있다. 회전자는, 예컨대 다양한 온도에서의 과속 조건 뿐만 아니라 다양한 온도에서의 명목 동작 속도를 포함하여, 다수의 동작 조건에 대해 모델링될 수 있다.
일예에서, FEA 회전자 역학 소프트웨어 패키지는 발전기의 자유 고유 주파수 및 모드 형태를 분석하기 위해 사용될 수 있다. 이 툴의 해결책 접근법은 노드들을 생성하기 위해 정의된 영역의 질량 및 관성을 일괄하는 것이다. 이 노드들은 무질량(mass-less) 빔에 의해 연결된다. 자기 베어링은 가변 강도 및 감쇠를 갖는 동적 지지로서 모델링된다. 이 발전기에서 사용된 자기 베어링은 두개의 원주방향의 지지 베어링으로 구성되는데, 하나는 축의 양단에 그리고 결합된 단에 있는 별개의 능동 스러스트(thrust) 베어링은 임의의 축 부하를 보상한다. 발전기 크기에 적절한 커플링이 캔티레버식 추로서 선택되어 모델링될 수 있다.
일예에서, 전체 회전자 무게는 2000 lbs 이상일 수 있고 베어링 폭은 약 62 인치일 수 있다. 회전자는 발전기의 최대 동작 속도에 가까운 제1 포워드 벤딩 모드를 가질 수 있다. 일부 예에서, 축 보강이 회전자에 가해져서 21,029 rpm의 제1 포워드 벤딩 모드로 되고, 이것은 18,000 rpm의 허용된 발전기 과속도 보다 17% 더 높다.
손실 내역 (loss breakdown)이 상기 전자(electromagnetic) 모델링 툴에 의해 주어질 수 있다. 일괄된 파라미터 모델은 코일 절연 및 탄소 섬유 당 40℃ 환경에서 150℃의 최대 온도를 유지하기 위해 필요한 올바른 질량 흐름을 결정하기 위해 회전자, 고정자, 및 냉각 재킷을 포함한 발전기 기하학적 배열을 모델링하도록 사용된다.
고정자 백 아이언 (stator back iron)에 대한 프레스 핏 (press fit)을 가진 별개의 알루미늄 냉각 재킷은 물/글리콜 냉각 흐름을 통해 열을 배출한다. 커튼 공기 (curtain-air) 흐름은 단부 턴 (end turn)으로부터 열을 배출하고, 공기는 중간 스택을 통해 강제 입력되고 발전기의 양측에서 단부 턴 하우징을 통해 존재한다. 이 공기는 공극 및 고정자의 치아 팁을 냉각시기키 위해 필요하다.
바람직한 일실시예에서, 스케일 다운된 100kW 모터-발전기 연속 시스템이 구 성될 수 있다. 일예에서, 발전기의 고정자는 제안된 다중 공간 시프트된 분리 3상 권선 구조로 구성될 수 있다. 일예에서, 모터의 제2 고정자는 종래의 단절 권선 (fractional pitch winding) (N=1)으로 만들어질 수 있다. 일부 실시예에서, 고정자들은 24개의 슬롯을 가질 수 있고 2극 PM 인캐널(incanel) 기반 금속 슬리브 회전자를 이용할 수 있다. 인접한 슬롯들 사이의 전기적 위상 시프트는 15°이고, 이것은 시뮬레이트된 48 슬롯, 4극 경우와 동등할 수 있다.
일부 실시예에서, 발전기의 고정자는 4개 세트의 3상 권선으로 구성된다. 각 권선 집합은 예컨대 6개의 슬롯을 점유하는 3상 단일 슬롯 전절 (full-pitch) 권선을 포함할 수 있다. 예컨대, 각 권선 집합은 500Hz, 400V 및 25kW로 규정될 수 있다. 다른 실시예에서, M=4 및 N=5 이다.
일부 구현예에서, 고정자는 분상 권선 구조 및 단절 고정자에 대해 비교적 긴 단부 턴을 이용하여 구성될 수 있다. 차이는 예컨대 0.5 인치 미만일 수 있다. 예컨대, 각 3상 권선 집합은 3상 다이오드 리지 정류기에 공급할 수 있고, 각각은 저 유도성 용량성 dc 링크를 갖는다. 4개의 정류기의 출력은 직접 또는 네트워크 정렬로 함께 결합되어 하나의 공통 DC 버스를 형성하고 DC 부하 뱅크에 연결된다. 일부 실시예에서, 고정자는 슬롯 백 아이언 (slot back iron) 및 치아 팁 (tooth tip)과 같은 서로 다른 위치에서 온도가 측정되고 기록되도록 몇개의 열전쌍 (thermocouples)를 구비할 수 있다.
도 7A-7B는 공극에서의 총 동기 프레임 자속밀도 및 선전류에 대한 그래프를 도시한다. 도 7A에 도시된 바와 같이, 그래프(700, 720)는 단절 코일을 갖는 N=1 인 권선 구성을 이용하여 얻어진다. 그래프(700)는 단절 코일을 갖는 N=1인 경우에 대한 슬롯 전류 시간 변화의 영향을 포함한 공극에서의 순 자속밀도를 도시한다. 도 7B에 도시된 바와 같이, 그래프(740, 780)는 전절 코일을 갖는 N=4인 권선 구성을 이용하여 얻어진다. 그래프(740)는 슬롯 전류 시간 변화의 영향을 포함한 공극에서의 순 자속밀도를 도시한다.
그래프(720) 및 그래프(760)는 각각 곡선(725, 765)을 도시한다. 곡선(725, 765)의 두께는 회전자가 보는 자속 리플 및 결과적으로 슬리브, 자석 및 허브에서의 회전자 손실을 나타낸다. 일부 예에서, 높은 자속 리플은 자석 및 허브에서의 더 큰 와전류 손실을 유도할 수 있다. 도시된 바와 같이, 자속 리플은 그래프(760)에서 N=4의 경우에 실질적으로 감소될 수 있다.
도 8은 서로 다른 권선 구성의 허브 손실에 대한 그래프(800, 850)를 도시한다. 그래프(800)는 서로 다른 권선 구성에서의 허브 손실을 도시한다. 이 예에서, N=1 단절 (fractional pitch) 구성, N=1 전절 (full pitch) 구성, N=2 전절 구성, 및 N=4 전절 구성에 대한 권선 구성이 도시된다. 100% 손실이 기준선 값으로서 N=1 단절 구성에 대해 설정된다. 이 예에서, N=1 전절 구성, N=2 전절 구성, 및 N=4 전절 구성에서의 허브 손실은 각각 100.4%, 7%, 및 2% 이다. 따라서, 2 이상의 다수의 권선을 갖는 전절 권선 구성은 실질적으로 허브 손실을 감소시킬 수 있다.
그래프(850)는 서로 다른 권선 구성에서의 피크-투-피크 (peak-to-peak) 토크 리플을 도시한다. 이 예에서, N=1 단절 구성, N=1 전절 구성, N=2 전절 구성, 및 N=4 전절 구성에 대한 권선 구성이 도시된다. 100% 손실이 기준선 값으로서 N=1 단절 구성에 대해 설정된다. 이 예에서, N=1 전절 구성, N=2 전절 구성, 및 N=4 전절 구성에서의 허브 손실은 각각 121%, 7%, 및 2% 이다. 따라서, 2 이상의 다수의 권선을 갖는 전절 권선 구성은 실질적으로 토크 리플을 감소시킬 수 있다.
도 9는 온 보드 (on-board) 애플리케이션에 대한 구역 DC 분배 네트워크(900)를 도시한다. 네트워크(900)는 세 구역(905, 910, 915)을 포함한다. 예컨대, 각 구역(905, 910, 915)은 배의 별개의 영역일 수 있다.
일부 실시예에서, 네트워크(900)는 예컨대 배의 좌현 및 우현에서 두개의 추진 모터(930, 935)에 전력공급하는 두개의 고속 주 발전기(920, 925)를 포함한다. 또한, 발전기(920, 925)는 배 서비스 부하(940a, 940b, 940c)에 전력을 공급할 수 있다. 네트워크(900)는 백업 HS 발전기 시스템(945)을 포함한다.
일부 실시예에서, 유사한 구현예가 근해 플랫폼 및 공중 운송 수단에 대해 이루어질 수 있다. 일부 실시예에서, 발전기(920, 925)는 두개의 개별적인 8MW, 15,000rpm, 48 슬롯 고정자 및 4극 회전자 PM 동기 발전기일 수 있다. 각 발전기(920, 925)는 예컨대 두개의 주요 가스터빈에 결합될 수 있다. 일부 예에서, 고정자는, 도 3을 참조하여 도시된 바와 같이, 공간 시프트된 분상 권선 정렬로 감길 수 있다. 일부 실시예에서, 각 M상 권선 집합은 수동 M상 정류기 브리지에 전력공급할 수 있다. 예컨대, 브리지의 출력은 병렬 연결되고 공통 전압 버스(950)에 공급하고 있다.
임의의 구현예에서, 배 서비스 부하(940a-c)는 네트워크(900)의 나머지와의 접지 전류 인터랙션 제한 및 절연을 제공하도록 각 독립 구역(905, 910, 915)으로부터 강압 변압기 및 정현(sinusoidal) 필터를 통해 공급될 수 있다. 일부 예에서, 부하(940a-c)는 장애시 다른 구역으로부터 공급될 수도 있다. 백업 발전기 시스템(950)은 예컨대 N=4에 대해 구성되고 15,000rpm으로 동작하는 1MW의 발전기와 같은 유사한 토폴로지로 사용될 수 있다.
도시된 예에서, 전기적 네트워크(900)는 PM 발전기 유닛에서 N=4를 갖는 온 보드 애플리케이션을 포함할 수 있다. 각 발전기(920, 925, 945)는 정류기 브리지(955, 960, 965)를 각각 포함한다. 일부 실시예에서, 정류기 브리지(955, 960, 965)는 기계의 높은 기본 주파수 (500Hz)를 취급하기 위해 고속 복구 다이오드 (fast recovery diode)를 포함할 수 있다. 예컨대, 각 정류기 브리지(955, 960, 965)의 전력 정격은 N으로 나눈 정격 전력일 수 있다. 일부 실시예에서, 정류기 브리지(955, 960, 965)는 공기 냉각 또는 액체 냉각될 수 있고 발전기 하우징에 패키징될 수 있다. 일부 구현예에서, 발전기 패키지는 통합 보호, 스위치 기어 및 DC 인터페이스 버스 바를 가진 소형 중간 전압 DC 발전기를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 네트워크(900)는 전체 시스템에 대한 최소 성능저하로 결함 구역을 격리하도록 보호 장치를 포함할 수 있다.
네트워크(900)는 배에 대해 DC 전력을 분배한다. 도시된 바와 같이, 공통 전압 버스(950)는 고리 형상이다. 공통 전압 버스(950)는 스위치 모듈(970a, 970b, 970c, 970d, 970e, 970f)을 이용하여 구역(905, 910, 915)에 따라 나눠질 수 있다. 일예에서, 스위치(970a-f)는 네트워크(900)가 격리된 구역을 추가 및/또는 제거함으로써 재구성될 수 있도록 각 구역(905, 910, 915)를 전기적으로 절연시킬 수 있다. 일부 예에서, 격리된 구역(905, 910, 915)은 시스템 리던던시 및 유연성을 제공할 수 있다. 예컨대, 구역(905, 910, 915) 중 하나 이상에서 장애시, 모터(930, 935) 및 부하(940a-c)에 대한 전력이 다른 구역으로부터 공급될 수 있다. 다양한 실시예에서, 스위치 모듈(970a-f)은 단방향 또는 양방향 반도체 스위치, 고체상태 릴레이 등일 수 있다. 스위치 모듈(970a-f)을 이용하여, 네트워크(900)는 발전기(920, 925, 945)에서의 하나 이상의 권선 집합을 대응하는 처리 모듈로부터 분리시키거나 및/또는 하나 이상의 처리 모듈을 전압 버스(950)로부터 분리시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 네트워크(900)는 오프(off) 조건에서 연관된 권선을 실질적으로 유지할 수 있는 한편, 나머지 권선 집합 및 모듈은 능동적으로 제어되는 스위치 매트릭스를 이용하여 계속 동작하여 제어 신호를 스위칭한다. 일예에서, N번째 권선 집합에서 권선 고장의 경우, 시스템은 N-1 권선 집합과 대응하는 N-1 처리 모듈로 동작할 수 있다. 일부 경우에, 전기 기계는 과부하 조건에서 동작될 수 있다. 다른 예에서, 처리 스테이지의 N번째에서 고장시 (예컨대, 전자장치에서 개방 또는 단락 회로에 기인하여), 하나 이상의 스위치 모듈(970a-f)은 기계에서 연관된 권선으로부터 및/또는 전압 버스로부터 고장 모듈을 분리하도록 개방될 수 있다.
일부 예에서, 네트워크(900)는, 회전자로의 최소 고조파 결합/가열과 함께, 수동 정류기 선전류 파형을 가지면서 고조파 손실을 감소시킬 수 있다. 일부 구현예에서, 발전기(920, 925 및/또는 945)는 고속 능동 정류기가 비용, 크기 및/또는 무게를 줄일 필요성을 실질적으로 감소 또는 제거할 수 있다. 예컨대, 무게 감소 는 능동에서 수동 정류기로 갈 때 90% 이상일 수 있다. 또한, 부하 컨버터 상에서 AC-DC PEBB (power electronic building block)를 제거함으로써 (DC 분배가 사용되기 때문에), AC 추진 구동기에 대한 무게/크기의 평균 30% 내지 40% 추가 감소가 얻어질 수 있다. 일예에서, 발전기(920, 925, 또는 945) 중 하나 이상은 높이가 대략 28", 길이가 대략 53", 무게가 대략 1865lbs, 전력 밀도가 대략 2.37 kW/kg 또는 3770 kW/m3을 가질 수 있다.
수동 정류기를 이용하여, 높은 시스템 신뢰성/존속성 및 더 낮은 운전 비용을 달성할 수 있다. 일부 예에서, 더 높은 시스템 효율이 수동 정류기를 사용하여 달성될 수 있다. 일예에서, 능동 정류기에 대비해서 수동 정류기를 사용하여 대략 2% 더 높은 효율이 달성될 수 있다. 일부 예에서, 시스템 효율은 더 나은 전체적인 연료 효율을 가져올 수 있다.
일부 실시예에서, 발전기(920, 925, 945)는 부하 포인트 컨버터에서 제어된 출력을 유지하면서 더 넓은 원동기 속도 범위를 가질 수 있다. 상기한 바와 같이, 네트워크(900)는 리던던시 (N개의 정류기) 때문에 고장 허용 시스템일 수 있다. 오버 레이팅 (over rating)을 통해서, 네트워크(900)는 예컨대 더 높은 시스템 이용가능성 (N+1)으로 될 수 있다. 구역 발전, 분배, 및 지능형 전력 시스템 관리를 가짐으로써, 네트워크(900)가 성능저하된 섹션의 자동 바이패스를 가능하게 하는 방식으로 설계될 수 있으므로 단일 포인트 고장은 시스템 성능에 제한적인 부정적 영향을 미칠 수 있다.
도시된 예에서, 발전기(920, 925, 945)는 무변압기(transformer-less) 전기적 네트워크 토폴로지를 이용하여 병렬 동작을 가질 수 있다. 일부 예에서, 발전기(920, 925, 945)는 선택적으로 IPT (inter-phase transformer)를 포함할 수 있다. 도 10은 IPT 포함/불포함한 역기전력 (EMF) 파형의 서로 다른 경우에 대한 DC 전류의 그래프(1000, 1020, 1040, 1080)를 도시한다. 그래프(1000)는 IPT를 이용하는 시스템에 대한 R 부하에 대한 총 부하 전류 및 개별 브리지 DC 전류를 도시한다. 그래프(1020)는 IPT 및 정현 역기전력 없는 시스템에 대한 R 부하에 대한 총 부하 전류 및 개별 브리지 DC 전류를 도시한다. 그래프(1040)는 IPT 및 실제 역기전력 없는 시스템에 대한 R 부하에 대한 총 부하 전류 및 개별 브리지 DC 전류를 도시한다. 그래프(1080)는 IPT 없이 정현 역기전력, IPT와 함께 정현 역기전력, 및 IPT 없이 실제 역기전력에 대한 선전류를 도시한다.
전력 밀도를 개선하기 위해, 각 권선 집합의 중립점들이 서로 절연되기 때문에 발전기(920, 925, 945)는 절연 변압기를 포함하지 않을 수 있다. 네트워크(900)는 발전기들(920, 925, 945) 사이에서 최소 중립점 전압 시프팅을 갖는 단순화된 접지 방식을 포함할 수 있다. 단순화된 접지 방식을 이용하여, 네트워크(900)는 특별한 제어 또는 필터링 방식을 감소시킬 수 있다.
일부 구현예에서, 네트워크(900)는 전압 버스(950)에서의 전압 제어 및 부하 공유를 지시하기 위해 발전기(920, 925, 945)로 마스터-슬레이브 명령을 발할 수 있는 프로세서와 인터페이스될 수 있다. 다른 구현예에서, 전압 버스(950)에서의 전압 제어 및 부하 공유는 각 부하 포인트 컨버터에서 전압 드룹(droop) 제어를 가 짐으로써 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 발전기(920, 925, 945)의 동작 주파수 범위는 12kHz일 수 있다. 일부 예에서, DC 링크의 품질은 고주파수 스위칭 IGBT 또는 임의의 필터링 컴포넌트에 대한 필요성 없이 개선될 수 있다.
도 11은 발전 및 전동이 가능한 시스템(1100)을 도시한다. 이 시스템(1100)은 발전 스테이지(1105), 전력 처리 스테이지(1110), 및 전동 스테이지(1115)를 포함한다.
발전 스테이지(1105)는 AC 전력을 발전하기 위해 발전기(1120)를 포함한다. 발전기(1120)는 슬롯에 의해 분리된 일련의 치아 구조를 갖는 고정자를 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 발전 스테이지(1105)는 4개의 권선 집합(1125a, 1125b, 1125c, 1125d)을 포함한다. 권선(1125a-d)은 고정자의 슬롯에서 실질적으로 대칭되게 정렬될 수 있다. 권선(1125a-d)은 M개의 상을 포함할 수 있다. 이 예에서, 각 권선(1125a-d)은 3개의 상을 포함한다. 다른 예에서, M은 2, 3, 4, 8 또는 2 이상의 다른 수일 수 있다. 예로서, 이에 한정되지 않고, 각 권선(1125a-d)은 인접한 권선들로부터 15°위상차를 가질 수 있다. 일부 예에서, 권선(1125a-d)의 정렬은 동작 동안에 제1 주파수 범위 내에서 자속의 고조파 함유량을 실질적으로 감소시킬 수 있다.
전력 처리 스테이지(1110)는 발전기측 정류기 브리지(1130a, 1130b, 1130c, 1130d), 커패시터(1135a, 1135b, 1135c, 1135d) 및 모터측 인버터(1140a, 1140b, 1140c, 1140d)를 포함한다. 이 예에서, 각 발전기측 정류기 브리지(1130a-d)는 발전기 스테이지(1105)로부터 AC 전력을 수신하기 위해 대응하는 권선 집합(1125a-d) 에 결합된다. 각 발전기측 정류기 브리지(1130a-d)는 3개의 입력 포트를 포함한다. 다른 예에서, 정류기 브리지(1130a-d)는 M개의 입력 포트를 포함할 수 있는데, 여기서 M은 대응하는 권선들 각각에서 상의 수이다. 정류기 브리지(1130a-d)는 수신된 AC 전력을 실질적으로 출력을 위한 DC 전력으로 변환할 수 있다. 각 정류기 브리지(1130a-d)는 두개의 출력 포트를 포함한다. 출력 포트를 통해, 각 정류기 브리지(1130a-d)는 대응하는 커패시터(1135a-d)에 연결될 수 있다.
각 커패시터(1135a-d)는 대응하는 모터측 인버터(1140a-d)에 결합된다. 모터측 인버터(1140a-d)는 전압 버스로부터 DC 전력을 수신하고 전동 스테이지(1115)로 AC 전력을 출력할 수 있다. 이 예에서, 커패시터(1135a-d)는 전력 신호에서 원치않는 주파수 성분을 필터링하는 필터 요소를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 다른 필터 요소 (예컨대, 공통 모드 초크)가 사용될 수도 있다.
도시된 구현예에서, 발전기측 정류기 브리지(1130a-d) 및 모터측 인버터(1140a-d)는 병렬로 연결된다. 다른 구현예에서, 발전기측 정류기 브리지(1130a-d)와 모터측 인버터(1140a-d)를 연결하기 위해 직렬 및 병렬 연결의 다른 조합이 사용될 수 있다. 예컨대, 정류기 브리지(1130a-d) 및 인버터(1140a-d)는 두개의 그룹으로 공통 전압 버스에 연결될 수 있고, 여기서 각 그룹은 도 1B를 참조하여 설명된 바와 같이 병렬로 연결된다.
일예로서, 정류기 브리지(1130a-b)는 직렬로 연결될 수 있고 정류기 브리지(1130c-d)는 직렬로 연결될 수 있다. 일부 예에서, 정류기 브리지(1130a-b) 그룹의 출력은 커패시터(1135a-b)에 연결될 수 있다. 일부 예에서, 정류기 브리 지(1130c-d) 그룹의 출력은 커패시터(1135c-d)에 연결될 수 있다. 일부 예에서, 둘 이상의 정류기 브리지(1130a-d) 및/또는 인버터(1140a-d)는 예컨대 공통 전압 버스를 공유할 수 있다.
전동 스테이지(1115)는 인버터(1140a-d)로부터 AC 전력을 수신한다. 도시된 예에서, 전동 스테이지(1115)는 4개의 권선 집합(1150a, 1150b, 1150c, 1150d)을 포함한다. 각 권선(1150a-d)은 대응하는 인버터(1140a-d)로부터 AC 전력을 수신할 수 있다. 전동 스테이지(1115)는 모터(1155)를 포함한다. 일부 예에서, 모터(1155)는 권선(1150a-d)으로부터 전력을 수신하고 기계적 동력을 출력할 수 있다.
일부 구현예에서, 고속 고전력 애플리케이션은 전력 전자장치에 상당한 요건을 가질 수 있고, 이로 인해 전체 시스템 비용이 크게 증가할 수 있다. 일반적으로, 구동 비용은 기계 비용 보다 훨씬 더 높을 수 있다. 일부 구현예에서, 시스템(1100)과 같은 시스템에 대한 전기 분배 플랫폼 설계자는 구동 최적화 및 구동 능력에 대한 기계 파라미터의 매칭에 중점을 둘 수 있다.
일부 예에서, 시스템(1100)의 정렬은 단상 또는 N 집합의 다상 (예컨대, 5상) 고정자 권선에 공급하는 N개의 다중 모듈을 매칭할 수 있다. 일부 예에서, 서로 다른 고정자 권선 정렬은 전류 및 전압 요건에 기초하여 선택될 수 있다. 일부 구현예에서, 시스템(1100)은 독립형 고속 기계 및 구동 패키지를 포함할 수 있다. 예컨대, 발전기(1120) 또는 모터(1155)는 전력 처리 스테이지(1110)를 수정하지 않고서 독립적으로 대체될 수 있다. 일부 예에서, 시스템(1100)은 비용경제적인 고 속 고전력 해법일 수 있다.
모듈 접근법을 이용하여 더 높은 시스템 전력 정격을 달성하기 위해 구동 해법의 일부 예가 고속 고전력 해법에 적용될 수 있다. 더 높은 속도를 얻기 위해, 일부 실시예에서, 전력 전자장치는 기계 상전류에서 더 높은 THD 값으로 동작할 수 있다 (예컨대, 더 낮은 스위칭 주파수를 허용함으로써).
일부 실시예에서, 고속 발전 애플리케이션을 위한 시스템은 고속 교류발전기를 포함할 수 있다. 예컨대, 이 애플리케이션은 가스 터빈 구동 발전, 대형 디젤 선상 엔진을 위한 배기 복구 애플리케이션용 터보 익스팬더 (turbo expander), 및 폐열 및 폐증기 복구 애플리케이션용 터보 익스팬더를 포함할 수 있다.
임의의 구현예에서, 바람직한 온 보드 전력 시스템은 고속 AC 영구자석 (PM) 발전기에 직접 결합된 가스 또는 증기 터빈과 같은 고속 원동기를 포함할 수 있다. 일예에서, 발전기의 고정자는 3상 권선 집합 (N)을 포함한다. 각 3상 권선 집합은 3상 6펄스 다이오드 브리지에 공급할 수 있다. 다른 예에서, 발전기의 고정자는 (N)개 집합의 (M)상 권선을 포함한다. 각 M상 권선 집합은 M상 2*M 펄스 다이오드 브리지에 전력공급할 수 있다. 모든 N개의 다이오드 브리지의 출력은 예컨대 병렬로 연결될 수 있고 주요 DC 링크 (예컨대, 전압 버스)에 전력공급할 수 있다. 다양한 예에서, DC 링크는 독립 전원으로서 또는 분산 발전 시스템의 일부로서 필요한 출력 전압을 발전할 수 있는 하나 이상의 DC/AC 및/또는 DC-DC 컨버터에 공급할 수 있다.
일부 실시예는 크기 및/또는 무게가 적절한 발전 시스템 (예컨대, 선상 발전 시스템 및 열 복구 시스템)을 선택할 때 중요한 역할을 하는 것과 같은 다양한 애플리케이션에서 하나 이상의 이점을 가질 수 있다.
구동 시스템의 바람직한 실시예가 2006년 11월 8일에 Raed 등에 의해 출원된 발명의 명칭이 "에너지 변환 시스템"인 미국출원 60/864,882에 설명되어 있다. 예시의 목적상, 미국출원 60/864,882에서 상세한 설명 및 대응 도면들의 개시가 여기 참조로 병합된다. 임의의 특징이 병합된 개시서에서 중요하거나 필요한 것으로 기술된 한에는, 이러한 특징부여는 그 문서를 참조하는 것이며 여기 개시된 모든 실시예에 적용되는 것이 아님은 물론이다.
다양한 예가 도면을 참조하여 설명되었지만, 더 많은 실시예들이 가능하다. 예컨대, 일부 실시예는 고정자에서 치아 및/또는 슬롯 폭을 수정함으로써 적용될 수 있다. 이러한 폭을 변경하는 것은 예컨대 고정자 고조파 소거를 개선할 수 있는 권선 코일들 사이에서 추가적인 위상 시프트 (예컨대, ±△θ)를 제공할 수 있다. 중첩 (예컨대, 셰이딩(shading)) 절연, 배선 배치 (예컨대, 저항, 인덕턴스, 권선간 커패시턴스 등 관련)는 예컨대 치아없는 고정자 구성을 이용한 실시예에서 고정자 고조파 전류 소거를 이용하거나 개선하도록 조정될 수 있다.
일부 실시예는 N개의 권선 집합을 포함할 수 있고, 각 권선 집합은 M개의 상을 갖는다. 예컨대, N은 2 이상 (예컨대, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 15, 18, 20, 21, 24,..., 50 이상)일 수 있다. 일예에서, N은 극당 코일 수일 수 있다. 다른 예에서, N은 극당 코일 수보다 작을 수 있다 (예컨대, 절반). 일부 예에서, M은 3 이상 (예컨대, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 12, 15, 18, 20, 21, 24,..., 50 이 상)일 수 있다. 다른 예에서, M은 2 또는 1일 수 있다. 임의의 구현예에서, 권선은 전절 (full-pitch)일 수 있다. 일부 다른 구현예에서, 하나 이상의 권선은 실질적으로 단절 (fractional pitch)을 가질 수 있다. 임의의 구현예에서, 전기 기계는 정수개의 상당 극당 슬롯수 (slots-per-pole-per-phase) 또는 비정수개의 상당 극당 슬롯수를 포함할 수 있다.
일부 실시예는 능동적으로 제어되는 전력 전자 스위치 (예컨대, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 (insulated gate bipolar transistors: IGBTs)를 포함할 수 있다. 다른 실시예는 수동 전력 전자 스위치 (예컨대, 다이오드)를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 스위치 매트릭스 (예컨대, 스위치 매트릭스(105a-105n))는 직렬 연결될 수 있다. 일부 예에서, 하나 이상의 스위치 매트릭스의 출력은 별개의 부하에 전력공급할 수 있다. 일부 구현예에서, N개의 권선 집합을 갖는 단일 전기 기계는 발전 모드에서 동작을 위해 최대 N개 (예컨대, N, N-1, N-2 등) 스위치 매트릭스 (예컨대, 수동 또는 능동 제어)에 연결될 수 있고, 또한 전동 모드에서 동작을 위해 최대 N개 (예컨대, N, N-1, N-2 등) 스위치 매트릭스 (예컨대, 능동 제어)에 연결될 수 있다. 다양한 예에서, 발전 모드에서의 동작을 위한 스위치 매트릭스의 수는 전동 모드에서의 동작을 위한 스위치 매트릭스의 수와 동일할 필요는 없다. 일부 예에서, 하나 이상의 능동 제어 스위치 매트릭스는 전동 모드 및 발전 모드에서 단일의 전기 기계를 지원할 수 있다.
일부 구현예에서, 발전 또는 전동 시스템 (예컨대 시스템(100) 또는 시스템(150))은 기계(110)와 스위치 매트릭스(105a-105n) 사이에 수동 필터 요소를 포 함할 수 있다. 예컨대, 시스템(100)은 스위치 매트릭스(105a-105n) 다음에 수동 필터 요소를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 시스템(150)은 기계(110)와 스위치 매트릭스(105a-105n) 사이에서 능동 필터 요소를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 시스템(100)은 또한 스위치 매트릭스(105a-105n) 다음에 능동 필터 요소를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 필터 요소는 공통 접속점을 가질 수 있다. 다양한 구현예에서, 능동 필터 요소는 IPT를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 고정자 권선은 이중 계층 권선 또는 단일 계층 권선을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 고정자 코일의 일부는 고정자의 일단에서 종료될 수 있고 나머지 코일은 고정자의 반대단에서 종료된다.
일부 실시예에서, 발전 시스템 (예컨대, 시스템(500))은 다중의 (N) 다상 (M상) 권선 집합을 갖는 고정자 및 각 다상 권선 집합에 대한 전력 전자 스위치 매트릭스를 갖는 선형 전기 기계를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 발전 시스템 (예컨대, 시스템(500))은 다중의 (N) 다상 (M상) 권선 집합을 갖는 고정자, 다중 펄스 변압기, 및 각 다상 권선 집합에 대한 전력 전자 스위치 매트릭스를 갖는 회전 전기 기계를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 다중 펄스 변압기는 전동 애플리케이션에서 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 발전 시스템 (예컨대, 시스템(500))은 다중의 (N) 다상 (M상) 권선 집합을 갖는 고정자, 다중 펄스 변압기, 및 각 다상 권선 집합에 대한 전력 전자 스위치 매트릭스를 갖는 선형 전기 기계를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 공극 자속 고조파 소거는 예컨대 동기, 유도, 권선형 회전자, 자기저항, 영구자석을 포함하여 다양한 종류의 기계 설계에 적용될 수 있다.
일부 실시예는 구동 반도체 장치를 실질적으로 낮은 스위칭 주파수 (예컨대, 다이오드 브리지의 경우 기본 주파수)에서 스위칭함으로써 고속 기계에서 고정자 고조파 전류와 연관된 손실을 실질적으로 제어할 수 있다. 이 장치에서의 스위칭 손실은 모터 및 전력 전자장치 온도를 해결하도록 증가된 열 관리를 요구할 수 있다. 이것은 예컨대 시스템 온도를 줄일 수 있고 따라서 수명이 증가하거나 또는 단순히 시스템으로부터 더 많은 전력 용량을 허용하여, 예컨대 반도체, 버스 바, 및/또는 케이블과 같은 구동 시스템 컴포넌트로부터 열을 제거하는 냉각 메커니즘의 필요성을 줄이거나 제거할 수 있다. 고전력 및 중간 내지 고전압 애플리케이션에 적용되는 바와 같이, 감소된 스위칭 주파수는 일반적으로 AC 구동 장치의 반복적인 스위칭을 견디도록 감소된 절연 정격을 포함한다. 기본 (또는 기본에 근접한) 스위칭 주파수는 또한 인접 시스템에 악영향을 미칠 수 있는 전도된 및/또는 방사된 전자파 간섭 (Electro Magnetic Interference: EMI) 방출을 감소시킬 수 있다. 상기 및 다른 문제는 구동 통합 및 패키징을 단순화시킬 수 있다.
일부 내구성이 강한 애플리케이션 (예컨대, 해양)에서, 시스템은 일반적으로 고장방지 (fault tolerant)될 필요가 있다. 일부 접근법은 온라인이지만 어떤 부하도 공유하지 않는 콜드 스탠드바이 (cold standby) 유닛이나 핫 러닝 (hot running) 모듈을 포함하거나 또는 각각이 (총 부하 + X%)/N로 규정된 부하를 공유하는 N개의 유닛을 포함할 것이다. 이것은 구동 또는 기계 상의 고장시에도 연속적인 동작 (가능하다면 X 값에 기초한 정격감소(de-rating) 없이)을 허용한다.
기계(110)가 예컨대 터빈과 같은 고속 원동기에 결합된 일부 애플리케이션에서, 버스(115) 상의 전압은 원동기에서 속도 조절기에 의해 제어될 수 있다.
일부 애플리케이션에서, 전압 버스 회로는 다수의 다양한 부하 및/또는 소스를 포함할 수 있다. 전압 버스(115)는 예컨대 배, 항공기, 또는 DC 유틸리티 그리드 (예컨대, 무변압기 시스템)를 이용하는 다른 환경에서 분산된 부하를 공급하기 위해 DC 전달을 제공할 수 있다. 이 부하는 스위치 모드 및/또는 선형 부하, DC-AC 부하 (예컨대, 추진 또는 견인 시스템), DC 모터, 조명, 난방 또는 상기 또는 다른 부하의 조합을 포함할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
AC 발전기와 조합하여 공간 시프트 분상 N 고정자 권선의 사용은 AC를 DC 전압으로 변환하기 위한 간단한 다이오드 브리지의 사용을 허용하고, 더 많은 손실을 기계에 추가하거나 기계를 과열시키지 않고서 고속의, 고가의, 부피가 큰, 고 손실 능동 정류 시스템에 대한 필요성을 피한다.
수동 정류가 능동 정류 보다 비용이 덜 들 수 있지만, 일반적인 수동 정류기를 이용하면 전류 파형은 시간-조화 성분, 즉, 기본 주파수의 제5, 제7 및 더 고위차수의 주파수에 의해 왜곡될 수 있다. 전류 파형 왜곡은 기계에서 추가적인 손실을 만들 수 있고, 이것은 이 시스템의 전력 및/또는 속도 능력을 제한할 수 있다.
일반적인 능동 정류기에서, 스위칭 장치는 일반적으로 기계가 더 빨리 회전하면 더 높은 주파수로 스위칭한다. 그러나, 장치들이 더 빨리 스위칭하면, 스위칭 손실이 증가할 수 있고, 이로 인해 스위칭 장치에서 상당한 열 소실이 일어날 수 있다. 또한, 스위칭 손실은 장치의 동작 전력에 비례한다. 따라서, 구동에서 의 스위칭 손실은 전체 시스템에 대한 속도 및/또는 전력 능력을 결정할 수 있다.
수동 정류기에서의 스위칭 손실 및 도전 손실은 일반적으로 능동 정류기에서의 대응하는 손실 보다 더 적다. 이것은 수동 정류기의 선전류에 존재하는 별도의 고조파가 별도의 손실을 일으키지 않고서 필터링되면 전체 시스템 효율을 향상시킨다.
일부 발전 애플리케이션은 서로 위상시프트된 다중 3상 권선 시스템, 일반적으로 30도 위상시프트된 두개의 3상 권선 집합을 이용하여 공극 자속 분포에서 고조파 소거를 달성한다.
다중 3상 권선 발전기는 보통 독립 중성점을 갖는 정현적으로 분산된 다상 권선 집합을 포함한다. 일부 권선은 WYE, 델타, 스타, 또는 다른 적절한 구성으로 정렬될 수 있다. 각 권선 집합은 가변 피치 요인을 갖는 상당 극당 다수의 코일 정렬로 구성된다.
더 고속의 기계는 일반적으로 감소된 크기와 무게를 갖는다. 이것은 더 높은 전력 밀도를 만들고 결과적으로 더 어려운 열 관리 문제를 일으킨다. 스위칭 장치와 유사하게, 이 기계는 크기가 너무 커질 수 있거나 열 관리 시스템이 이 기계가 과열되지 못하게 보호하도록 개선될 수 있다. 그러나, 능동 재료의 고유한 감소는 기계를 너무 크게 하는 비용 또는 기계에 대한 더 효과적인 열 관리 시스템을 구현하는 비용을 상쇄시킨다.
고속 기계와 달리, 개선된 열 관리 방안의 비용을 상쇄하기 위한 전력 전자장치의 크기나 정격의 감소는 없고, 고속 동작과 연관된 손실을 처리하기 위한 전 력 전자장치에서의 크기 및 정격의 증가가 있다. 이때문에 고주파수 정류를 포함하고 다시 일반 선 주파수로 인버팅할 때, 전력 전자장치는 기계에 비해 대략 두세배 정도 비용이 더 든다. 전력 전자장치의 최적화 및 단순화는, 증가된 기계 비용에 대해 균형을 맞출 때, 예컨대 소유의 전체 비용을 실질적으로 감소시킬 수 있다. 예컨대, 전류 파형 왜곡의 감소는 전력 전자장치에서의 손실 및/또는 전기 기계에서의 손실을 감소시킬 수 있다. 또한, 단순화 및 감소된 컴포넌트 수는 예상되는 FIT (Failure In Time) 비율과 연관된 전체적인 시스템 신뢰도를 개선할 수 있다.
일반적으로, 일부 실시예는 고속 원동기, 전기기계 유닛 (예컨대, 고속 영구자석 기계), 및 N개의 3상 수동 정류기 브리지에 전력공급하는 하나의 3상 일차 권선 및 다수의 3상 이차 권선을 갖는 고주파수 (예컨대, 실질적으로 120Hz 기본 주파수 이상) 다상 (6N) 변압기와 함께 사용하기 위한 시스템을 포함한다. 본 실시예는 능동 정류 시스템 또는 기계 고정자 권선에 대한 어떤 수정의 필요성 없이 수동 정류기를 사용하면서 기계의 공극 자속에서 낮은 차수의 고조파 소거를 달성할 수 있다.
고속, 고전력밀도, 높은 극수 시스템 구성에 대한 바람직한 토폴로지는 구동 비용을 최소화하면서 냉각 기술을 포함하여 (이에 한정되는 것은 아님) 반도체에 대한 기술 제한을 해결할 수 있다. 일부 실시예에서, 냉각은 회전자와 고정자 사이의 갭에서 열 전달 유체 (예컨대, 액체, 가스 또는 그 조합)의 축 흐름을 포함할 수 있고, 및/또는 말단 턴 냉각은 열 전달 유체의 흐름을 이용한다. 예로서, 이에 한정되는 것은 아니고, 갭에서의 유체의 실질적인 부분은 메탄, 수소, 질소, 천연가스, 기름 또는 상기 및/또는 다른 유체의 조합을 포함할 수 있고, 이것은 인화성일 수도 있고 아닐 수도 있다. 예컨대, 냉각 시스템은 회전자의 일단 또는 양단에서 말단 턴을 냉각하기 위하여 공극을 통한 강제된 축상 공기 흐름과 독립 공기 커튼을 포함할 수 있다. 이러한 시스템의 예는 2007년 3월 15일에 Saban 등에 의해 공통 발명자와 함께 출원된 발명의 명칭이 "영구자석 전기 기계용 고속, 슬리브형 회전자"인 출원계속중인 미국 가출원 60/895,025에 설명되어 있고, 참조로 여기 병합되어 있다. 일부 예는 갭에서 매체로부터 회전자 및/또는 고정자 컴포넌트들을 절연시키기 위해 이들을 슬리브하기 위한 보호를 포함할 수 있다. 일예에서, 회전자 슬리브는 회전자에 부착되어 함께 회전할 수 있고 회전자의 전체 길이 또는 일부를 연장할 수 있다. 일부 예에서, 고정자 슬리브는 고정자에 부착될 수 있고 일반적으로 고정자를 완전히 절연시킬 수 있다.
일부 실시예는 고정자가 상전류에 존재하는 고조파에 대한 필터로서 작용하도록 인덕턴스, 공극, 및 권선 구성을 제어함으로써 기계 고정자를 필터로서 구성하기 위한 바람직한 토폴로지를 포함한다. 이로 인해 수동 정류기 브리지에 연결하기 전에 기계에 대한 외부 필터의 사용이 감소된다. 이 토폴로지는 상당 극당 단일 코일을 사용하는 것에 기초한 고속 AC 기계 고정자 권선 구성을 포함할 수 있다. 이러한 구성은 기계 전자 설계 동안에 전류/전압 설계 타협안에서 유연성을 확장하면서 기계에 상당한 복잡도와 비용을 추가하지 않고서 N>2 를 경제적으로 달성할 때 이점을 제공할 수 있다.
발전기에서 각각이 전용 M상 전력 전자장치 컨버터 (예컨대, 수동 다이오드 브리지)에 전력공급하는 N개의 M상 권선 집합을 갖는 실시예들은 컨버터측이나 기계측 또는 양측에서 고장시 내결함성 및 연속 동작을 제공할 수 있다. 정격 감소 (de-rating)는 개별 컨버터 블록 및 기계 권선 집합의 크기에 종속할 것이다.
감소된 크기, 무게 및 풋 프린트 (foot print)의 면에서 고속 기계 속성은 전력 전자장치 및 보조 장비측에서 매칭될 수 있다. 시스템 토폴로지는 절연 변압기, 전류 공유 리액터 또는 IPTs (Inter Phase Transformers)가 유연한 범위의 공지의 기능들을 지원하도록 포함될 수 있더라도 이들에 대한 필요성 없이 실질적으로 시스템 절연 및 리던던시를 제공한다.
다수의 실시예들이 설명되었다. 그렇지만, 다양한 수정이 이루어질 수 있음은 물론이다. 예컨대, 개시된 기술의 단계들이 다른 시퀀스로 수행되거나, 개시된 시스템에서의 컴포넌트들이 다른 방식으로 조합되거나, 이 컴포넌트들이 다른 컴포턴트들로 대체된다면, 이로운 결과가 달성될 수 있다. 따라서, 다른 구현예들이 본 명세서의 범위 내에 있다.

Claims (21)

  1. 에너지 처리 시스템에 있어서,
    표면에 실질적으로 균일하게 분포된 복수의 권선 위치를 갖는 고정자, 및
    상기 복수의 권선 위치 사이에서 실질적으로 대칭으로 정렬된 복수의 코일로 형성되어 다수(N) 개의 다중(M) 상(phase) 권선 집합을 형성하도록 연결된 복수의 도체로서, 상기 각 권선에 대해, 상기 코일 각각은 전절 권선 (full pitch winding)을 형성하도록 단일 극(pole)에 걸쳐 있고, N개의 권선 집합 각각은 동작 동안에 제1 주파수 범위 내에서 자속의 고조파 함유량(harmonic content)을 실질적으로 줄이도록 서로에 대해 실질적으로 상쇄(offset)되는 복수의 도체
    를 포함하는 전기 기계; 및
    상기 N개의 권선 집합 각각에 대응하는 N개의 실질적으로 독립인 모듈을 포함하는 처리 스테이지로서, 상기 N개의 모듈 각각은 상기 대응하는 M개의 권선 각각에 연결하기 위한 M개의 입력 포트, 및 제1 및 제2 출력 포트를 갖고, 상기 N개의 모듈 각각에 대한 상기 제1 및 제2 출력 포트는 전압 버스의 제1 노드 및 제2 노드에 연결가능한 처리 스테이지
    를 포함하는, 에너지 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기 기계는 선형 기계를 포함하는, 에너지 처리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전기 기계는 회전 기계를 포함하는, 에너지 처리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전압 버스와 전기 분배 시스템 사이에서 에너지 전달을 허용하기 위한 인터페이스를 더 포함하는, 에너지 처리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전기 분배 시스템은 선박(ship-borne) 전기 분배 시스템을 포함하는, 에너지 처리 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 선박 전기 분배 시스템은 DC (direct current: 직류) 분배 시스템을 포함하는, 에너지 처리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 각각은 필터를 포함하는, 에너지 처리 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 각각은 브리지 정류기를 포함하는, 에너지 처리 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 각각은 능동 스위치 매트릭스를 포함하는, 에너지 처리 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전압 버스는 DC 전압 버스를 포함하는, 에너지 처리 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 고정자는 인접한 권선 위치에 있는 권선들 사이에 복수의 치아(tooth) 구조를 더 포함하고, 상기 복수의 치아 구조 각각은 실질적으로 동일한 크기를 갖는, 에너지 처리 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 권선 위치 각각은 슬롯을 포함하고, 상기 각 슬롯은 실질적으로 동일한 폭을 갖는, 에너지 처리 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주파수 범위는 상기 기계에서 기본 전기 주파수의 일 고조파 보다 실질적으로 더 작은 주파수들을 포함하고, 상기 기본 전기 주파수의 고조파 수는 2×M×(N-1)인, 에너지 처리 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 전기 기계는 상기 고정자로부터 갭만큼 이격된 영구자석 회전자를 더 포함하는, 에너지 처리 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 갭은 동작 동안에 유체로 적어도 부분적으로 채워지는, 에너지 처리 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 갭 내의 상기 유체의 실질적인 부분은 인화성 유체를 포함하는, 에너지 처리 시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 N개의 모듈 각각에 대한 상기 제1 및 제2 출력 포트는 상기 전압 버스의 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 직렬로 연결되는, 에너지 처리 시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 N개의 모듈 각각에 대한 상기 제1 및 제2 출력 포트는 상기 전압 버스의 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 병렬로 연결되는, 에너지 처리 시스템.
  19. 전기기계적 에너지 변환을 제공하는 방법에 있어서,
    대응하는 복수의 슬롯에 의해 이격된 일련의 치아 구조를 갖는 고정자, 및
    상기 복수의 슬롯에서 실질적으로 대칭으로 정렬된 복수의 코일로 형성되어 다수(N) 개의 다중(M) 상(phase) 권선 집합을 형성하도록 연결된 복수의 도체로서, 상기 각 권선에 대해, 상기 코일 각각은 전절 권선 (full pitch winding)을 형성하도록 단일 극(pole)에 걸쳐 있고, N개의 권선 집합 각각은 동작 동안에 제1 주파수 범위 내에서 자속의 고조파 함유량을 실질적으로 줄이도록 서로에 대해 실질적으로 상쇄(offset)되는 복수의 도체
    를 포함하는 전기 기계를 제공하는 단계; 및
    상기 N개의 권선 집합 각각에 대응하는 N개의 실질적으로 독립인 모듈을 포함하는 처리 스테이지로서, 상기 N개의 모듈 각각은 상기 대응하는 M개의 권선 각각에 연결하기 위한 M개의 입력 포트, 및 제1 및 제2 출력 포트를 갖고, 상기 N개의 모듈 각각에 대한 상기 제1 및 제2 출력 포트는 전압 버스의 제1 노드 및 제2 노드에 연결가능한 처리 스테이지를 이용하여 상기 전기 기계와 상기 전압 버스 사이의 에너지를 처리하는 단계
    를 포함하는, 전기기계적 에너지 변환을 제공하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 전기 기계를 제2 갯수(N2)의 다중(M) 상 권선 집합을 갖는 제2 전기 기계로 대체하는 단계를 더 포함하되, 상기 각 권선에 대해, 상기 코일 각각은 전절 권선 (full pitch winding)을 형성하도록 단일 극(pole)에 걸쳐 있고, N2개의 권선 집합 각각은 동작 동안에 제2 주파수 범위 내에서 제2 자속의 고조파 함유량을 실질적으로 줄이도록 서로에 대해 실질적으로 상쇄(offset)되는, 전기기계적 에너지 변환을 제공하는 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 처리 스테이지를, 상기 대응하는 M개의 권선 각각에 연결하기 위한 M개의 입력 포트, 및 제1 및 제2 출력 포트를 갖는 N2개의 모듈을 포함하는 제2 처리 스테이지로 대체하는 단계를 더 포함하되, 상기 N2개의 모듈 각각에 대한 상기 제1 및 제2 출력 포트는 상기 전압 버스의 상기 제1 노드 및 제2 노드에 연결가능한, 전기기계적 에너지 변환을 제공하는 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10128625B2 (en) 2014-11-18 2018-11-13 General Electric Company Bus bar and power electronic device with current shaping terminal connector and method of making a terminal connector
KR20210006732A (ko) 2019-07-09 2021-01-19 한국전력공사 토크리플 저감을 위한 터빈 기동장치의 강제전류 제어 시스템, 이의 제어 방법, 및 이 방법을 저장한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체

Families Citing this family (156)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1325019C (zh) * 2002-02-15 2007-07-11 株式会社新王磁材 磁场产生装置及其制造方法
NO20033876A (no) * 2003-09-02 2005-02-21 Norpropeller As Drivsystem for skip
US8395288B2 (en) * 2005-09-21 2013-03-12 Calnetix Technologies, L.L.C. Electric machine with centrifugal impeller
JP4736871B2 (ja) * 2006-03-10 2011-07-27 株式会社日立製作所 二次励磁発電システム用電力変換装置
US7977842B2 (en) * 2006-10-05 2011-07-12 Lin Panchien Adaptive winding system and control method for electric machines
US7710081B2 (en) 2006-10-27 2010-05-04 Direct Drive Systems, Inc. Electromechanical energy conversion systems
MX2009009214A (es) * 2007-03-15 2009-10-20 Direct Drive Systems Inc Enfriamiento de una maquina electrica.
US7468561B2 (en) * 2007-03-27 2008-12-23 General Electric Company Integrated electrical power extraction for aircraft engines
US7841306B2 (en) * 2007-04-16 2010-11-30 Calnetix Power Solutions, Inc. Recovering heat energy
US7638892B2 (en) * 2007-04-16 2009-12-29 Calnetix, Inc. Generating energy from fluid expansion
US8839622B2 (en) * 2007-04-16 2014-09-23 General Electric Company Fluid flow in a fluid expansion system
US8049358B2 (en) * 2007-10-15 2011-11-01 Converteam Technology Ltd Marine power distribution and propulsion systems
FI121407B (fi) * 2007-12-27 2010-10-29 Waertsilae Finland Oy Paikallisen sähkövoimansiirtoverkon kuormanjakosysteemin vikatilanteen käsittelyjärjestely
GB2456179B (en) * 2008-01-07 2012-02-15 Converteam Technology Ltd Marine power distribution and propulsion systems
US8040007B2 (en) 2008-07-28 2011-10-18 Direct Drive Systems, Inc. Rotor for electric machine having a sleeve with segmented layers
EP2329581A4 (en) 2008-09-03 2013-12-04 Exro Technologies Inc POWER CONVERSION SYSTEM FOR A MULTI-STAGE GENERATOR
EP2161819A1 (en) * 2008-09-08 2010-03-10 Converteam Technology Ltd Assemblies for electrical machines
CN103997137B (zh) 2009-01-16 2017-04-12 巨石风力股份有限公司 用于轴向场装置的扇块式定子
EP2239435A1 (en) * 2009-04-06 2010-10-13 Alstom Technology Ltd Electrical generator and method for operating a cooling circuit of an electrical generator
DE102009017157B4 (de) * 2009-04-15 2011-02-17 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Versorgung eines elektrischen Schiffs-Bordnetzes mit Fremdenergie, Schiff mit einer derartigen Fremdenenergieversorgung sowie Nachrüstverfahren hierfür
US8050069B2 (en) * 2009-05-29 2011-11-01 General Electric Company Method and apparatus for electrical bus centering
US9300131B2 (en) * 2009-06-01 2016-03-29 Abb Research Ltd. Internal electrification scheme for power generation plants
US7863766B2 (en) * 2009-06-30 2011-01-04 Teco-Westinghouse Motor Company Power converter for use with wind generator
US8358094B2 (en) * 2009-08-19 2013-01-22 Siemens Aktiengesellschaft Arrangement having an electric machine and method for operating an electric machine
US20120229060A1 (en) 2009-09-03 2012-09-13 Exro Technologies Inc. Variable coil configuration system, apparatus and method
CN102025248B (zh) * 2009-09-18 2014-03-12 德昌电机(深圳)有限公司 用于电动交通工具的动力系统的电机
US8330291B2 (en) * 2009-10-02 2012-12-11 General Electric Company Power generation apparatus
DK2312744T3 (da) * 2009-10-13 2012-10-01 Converteam Technology Ltd Effektfordelingssystemer
US8497664B2 (en) * 2009-11-19 2013-07-30 GM Global Technology Operations LLC High efficiency multi-phase generator
US8294320B2 (en) * 2010-02-17 2012-10-23 GM Global Technology Operations LLC Interior permanent magnet machine
NO331113B1 (no) * 2010-03-23 2011-10-10 Norwegian Ocean Power As Variabel elektrisk generator
JP5234050B2 (ja) * 2010-04-27 2013-07-10 株式会社デンソー 車両用電源装置
US8739538B2 (en) 2010-05-28 2014-06-03 General Electric Company Generating energy from fluid expansion
US9154024B2 (en) 2010-06-02 2015-10-06 Boulder Wind Power, Inc. Systems and methods for improved direct drive generators
AT510118A1 (de) * 2010-07-01 2012-01-15 Hehenberger Gerald Dipl Ing Drehzahlvariabler generator für eine windkraftanlage und verfahren zum betreiben dieses generators
EP2599214A2 (en) * 2010-07-28 2013-06-05 Direct Drive Systems, Inc. Multi-leveled voltage drive for electric machine with phase shifted winding sets
WO2012048060A1 (en) * 2010-10-06 2012-04-12 Raven Energy Alternatives, Llc System and method for variable speed generation of controlled high-voltage dc power
FR2967529B1 (fr) * 2010-11-12 2013-09-13 Erneo Machine electrique a bobinage dentaire a phases regroupees
US8629644B2 (en) * 2010-11-16 2014-01-14 Hamilton Sundstrand Corporation Fault tolerant DC power systems
US9764727B1 (en) 2010-11-23 2017-09-19 Ge Energy Power Conversion Technology Limited Electric drive-train for ships
EP2477325B1 (en) * 2011-01-18 2019-04-24 Vestas Wind Systems A/S Method for operating an electromechanical generator
CN102097894B (zh) * 2011-01-30 2012-07-25 陈维加 一种交流发电机的发电方法及其发电机
US20120194030A1 (en) * 2011-01-31 2012-08-02 Kollmorgen Corporation Force Balanced Multivoltage Winding Configuration
MX2013011851A (es) 2011-04-13 2014-03-13 Boulder Wind Power Inc Arreglo que enfoca el flujo para imanes permantes, metodos de abricacion de tales arreglos y maquinas que incluyen tales arreglos.
GB201113694D0 (en) * 2011-08-09 2011-09-21 Univ Southampton Turbine generator
CN102510260B (zh) * 2011-11-17 2014-03-12 华中科技大学 一种考虑铁耗的感应电机矢量控制方法
CN103187860A (zh) * 2011-12-30 2013-07-03 哈米尔顿森德斯特兰德公司 容错dc功率系统
US9024460B2 (en) 2012-01-04 2015-05-05 General Electric Company Waste heat recovery system generator encapsulation
US9018778B2 (en) 2012-01-04 2015-04-28 General Electric Company Waste heat recovery system generator varnishing
US8984884B2 (en) 2012-01-04 2015-03-24 General Electric Company Waste heat recovery systems
US20130193813A1 (en) * 2012-01-31 2013-08-01 Hamilton Sundstrand Corporation Integrated high-voltage direct current electric power generating system
DK2634885T3 (en) 2012-02-29 2015-11-23 Abb Technology Ltd DC power system with system protection features
US9531289B2 (en) 2012-04-27 2016-12-27 Raytheon Company Electro-mechanical kinetic energy storage device and method of operation
DE102012207809A1 (de) * 2012-05-10 2013-11-14 Robert Bosch Gmbh Reichweitenverlängerer, Antrieb und Kraftfahrzeug
DK2685616T3 (en) * 2012-07-10 2015-09-21 Siemens Ag Stator assembly and electric generator
CN103580494B (zh) 2012-07-19 2016-04-20 台达电子工业股份有限公司 变流器系统
US8339019B1 (en) 2012-07-30 2012-12-25 Boulder Wind Power, Inc. Structure for an electromagnetic machine having compression and tension members
ES2790632T3 (es) * 2012-08-28 2020-10-28 Ge Energy Power Conversion Technology Ltd Máquinas eléctricas DC
EP2720340B1 (en) * 2012-10-15 2015-01-21 Airbus Operations GmbH Electric power supply system for an aircraft, aircraft and airport power supply system
EP2728713A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-07 Openhydro IP Limited An electrical machine
US20140156099A1 (en) * 2012-12-05 2014-06-05 Cummins Power Generation, Inc. Generator power systems with active and passive rectifiers
WO2014098104A1 (ja) 2012-12-21 2014-06-26 川崎重工業株式会社 異種発電装置間の並列運転制御方法および制御システム
DE102013200019B4 (de) 2013-01-02 2021-09-30 Bombardier Transportation Gmbh Versorgung von elektrischen Traktionsmotoren eines Schienenfahrzeugs mit elektrischer Energie unter Verwendung einer Mehrzahl von Verbrennungsmotoren
US9199327B2 (en) * 2013-01-29 2015-12-01 Shenzhen Jasic Technology Co., Ltd. Portable IGBT arc welding machine
US20140265672A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Remy Technologies, Llc Phase lead insulator
US8736133B1 (en) 2013-03-14 2014-05-27 Boulder Wind Power, Inc. Methods and apparatus for overlapping windings
US9240748B2 (en) * 2013-03-15 2016-01-19 Hengchun Mao Dynamically reconfigurable motor and generator systems
US9800193B2 (en) * 2013-03-15 2017-10-24 Hengchun Mao Dynamically reconfigurable motors and generators and systems
US9475381B2 (en) * 2013-05-15 2016-10-25 Ford Global Technologies, Llc System and method for reducing power train air resistance
GB201313684D0 (en) * 2013-07-31 2013-09-11 Rolls Royce Plc A stator winding arrangement for an electrical machine
EP3030484B1 (en) * 2013-08-06 2023-05-24 Kongsberg Maritime AS Dynamic positioning vessel
US9385645B2 (en) * 2013-08-30 2016-07-05 Abb Technology Ag Methods and systems for electrical DC generation
US9571022B2 (en) * 2013-08-30 2017-02-14 Abb Schweiz Ag Electrical generator with integrated hybrid rectification system comprising active and passive rectifiers connected in series
WO2015031878A1 (en) * 2013-08-31 2015-03-05 Infinirel Corporation Control system for energy conversion in an electrical machine
US9148022B2 (en) * 2013-09-17 2015-09-29 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Wind turbine permanent magnet synchronous generator (WT-PMSG) system
US9294016B2 (en) * 2013-12-19 2016-03-22 Google Inc. Control methods and systems for motors and generators operating in a stacked configuration
US9680376B2 (en) * 2014-02-28 2017-06-13 Cree, Inc. Power conversion electronics having conversion and inverter circuitry
US9461547B2 (en) 2014-03-07 2016-10-04 Cree, Inc. Converter circuitry
US9531247B2 (en) * 2014-04-04 2016-12-27 Raytheon Company Inertial energy storage system and hydro-fluoro-ether power transformer scheme for radar power systems and large PFN charging
US9899886B2 (en) 2014-04-29 2018-02-20 Boulder Wind Power, Inc. Devices and methods for magnetic flux return optimization in electromagnetic machines
US10177620B2 (en) 2014-05-05 2019-01-08 Boulder Wind Power, Inc. Methods and apparatus for segmenting a machine
US20150349598A1 (en) * 2014-05-28 2015-12-03 Hamilton Sundstrand Corporation Multiplex winding synchronous generator
US9698589B1 (en) * 2014-06-09 2017-07-04 Google Inc. DC power distribution architectures
US9911532B2 (en) 2014-08-25 2018-03-06 Raytheon Company Forced convection liquid cooling of fluid-filled high density pulsed power capacitor with native fluid
US9742331B2 (en) * 2014-09-17 2017-08-22 Abb Schweiz Ag Doubly-fed, variable-speed, dual-voltage AC generation and distribution systems
US20160175968A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Illinois Tool Works Inc. Method and apparatus for providing welding and auxiliary power
US9837996B2 (en) 2015-01-07 2017-12-05 Raytheon Company Method and apparatus for control of pulsed power in hybrid energy storage module
US10008854B2 (en) 2015-02-19 2018-06-26 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for time-domain droop control with integrated phasor current control
US9665672B2 (en) * 2015-04-27 2017-05-30 Christian Dufour Method and system for reducing power losses and state-overshoots in simulators for switched power electronic circuit
CA2928291C (en) * 2015-04-28 2024-03-05 Harnischfeger Technologies, Inc. Multi-pulse transformer for use with an industrial machine
US9667232B2 (en) 2015-05-13 2017-05-30 Raytheon Company System and method for parallel configuration of hybrid energy storage module
DE102015213648A1 (de) * 2015-07-20 2017-01-26 Lenze Automation Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Frequenzumrichters und Frequenzumrichter
DE102015213580A1 (de) * 2015-07-20 2017-01-26 Siemens Aktiengesellschaft Propellerantrieb und Fahrzeug, insbesondere Flugzeug
EP3154173A1 (en) * 2015-10-08 2017-04-12 ABB Schweiz AG Electrical machine with an active grounding
JP6579379B2 (ja) * 2015-12-21 2019-09-25 株式会社デンソー 界磁巻線型同期機駆動システム
CN105610280B (zh) * 2016-02-26 2018-04-10 北京精密机电控制设备研究所 一种开放式绕组变结构电机系统
WO2017151057A1 (en) * 2016-03-01 2017-09-08 Nanyang Technological University Electrical energy management apparatus and methods
US10840813B2 (en) * 2016-06-02 2020-11-17 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion system
US9941827B2 (en) * 2016-06-08 2018-04-10 Hamilton Sundstrand Corporation High voltage DC power generating system including selectively removable neutral node
US10486537B2 (en) 2016-08-29 2019-11-26 Hamilton Sundstrand Corporation Power generating systems having synchronous generator multiplex windings and multilevel inverters
US11043880B2 (en) 2016-11-10 2021-06-22 Hamilton Sunstrand Corporation Electric power generating system with a synchronous generator
US10498274B2 (en) 2016-11-10 2019-12-03 Hamilton Sundstrand Corporation High voltage direct current system for a vehicle
US10797544B2 (en) * 2016-12-15 2020-10-06 Ford Global Technologies, Llc Rotor for shaping airgap flux density
EP3560059A1 (en) * 2016-12-21 2019-10-30 Single Buoy Moorings, Inc. Power generation and distribution arrangement and floating unit comprising such an arrangement
JP6646878B2 (ja) * 2016-12-21 2020-02-14 株式会社デンソー 界磁巻線型回転機
US10122306B2 (en) 2017-03-08 2018-11-06 Hamilton Sundstrand Corporation Electric power generating system with a permanent magnet generator and combination of active and passive rectifiers
US9985562B1 (en) 2017-03-08 2018-05-29 Hamilton Sundstrand Corporation Electric power generating system with a synchronous generator and tunable filter
US11063323B2 (en) 2019-01-23 2021-07-13 H55 Sa Battery module for electrically-driven aircraft
US11148819B2 (en) 2019-01-23 2021-10-19 H55 Sa Battery module for electrically-driven aircraft
US10479223B2 (en) 2018-01-25 2019-11-19 H55 Sa Construction and operation of electric or hybrid aircraft
US11065979B1 (en) 2017-04-05 2021-07-20 H55 Sa Aircraft monitoring system and method for electric or hybrid aircrafts
CN106936258A (zh) * 2017-04-21 2017-07-07 康富科技股份有限公司 一种高速航空航天用涡喷发电机
US20200059179A1 (en) * 2017-04-27 2020-02-20 Anax Holdings, Llc System and method for electricity production from pressure reduction of natural gas
US11081996B2 (en) 2017-05-23 2021-08-03 Dpm Technologies Inc. Variable coil configuration system control, apparatus and method
DE102017112958A1 (de) * 2017-06-13 2018-12-13 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlage mit getriebelosem Generator und Generatorfilter
US10797612B2 (en) 2017-08-01 2020-10-06 Ge Aviation Systems Llc Power distribution network
WO2019036461A1 (en) 2017-08-15 2019-02-21 Quanten Technologies, Inc. CONNECTION BARS FOR A MOTOR SYSTEM
US10483886B2 (en) 2017-09-14 2019-11-19 Hamilton Sundstrand Corportion Modular electric power generating system with multistage axial flux generator
US11139649B2 (en) 2017-12-26 2021-10-05 Eaton Intelligent Power Limited Motor control system with integrated solid-state contactor and relays and method of operation thereof
US10594246B2 (en) 2017-12-26 2020-03-17 Eaton Intelligent Power Limited Board-level motor control system with integrated protection and control components
US11177648B2 (en) * 2017-12-26 2021-11-16 Eaton Intelligent Power Limited System and method for compact motor control with redundant power structures
GB2574039B (en) * 2018-05-24 2021-04-14 Caterpillar Inc A power distribution system for a marine vessel
US11038398B2 (en) 2018-06-26 2021-06-15 Raytheon Company System and method for damping of torsional oscillations in large inertial energy storage systems
US11296569B2 (en) 2018-07-12 2022-04-05 Zunum Aero, Inc. Multi-filar coil winding for electric machine
US11387764B2 (en) 2018-07-12 2022-07-12 Zunum Aero, Inc. Multi-inverter system for electric machine
CN109066754B (zh) * 2018-07-24 2020-11-06 南方电网科学研究院有限责任公司 直流配电网实时仿真系统和方法
US11196310B2 (en) 2018-07-30 2021-12-07 Zunum Aero, Inc. Permanent magnet assemblies for a cylinder of an electrical machine
US10547259B1 (en) * 2018-08-03 2020-01-28 Hamilton Sundstrand Corporation Electric generating system with an interleaved DC-DC converter
JP7408628B2 (ja) * 2018-08-07 2024-01-05 タウ モーターズ，インコーポレイテッド 電動機
US10651770B2 (en) 2018-08-29 2020-05-12 Hamilton Sundstrand Corporation Direct current voltage regulation of a six-phase permanent magnet generator
US10778127B2 (en) * 2018-09-10 2020-09-15 Hamilton Sundstrand Corporation Direct current voltage regulation of permanent magnet generator
US10855216B2 (en) * 2018-09-10 2020-12-01 Hamilton Sundstrand Corporation Voltage regulation of multi-phase permanent magnet generator
US11171526B2 (en) * 2018-09-24 2021-11-09 The Board Of Trustees Of The University Of Alabama Energy efficient permanent magnet synchronous motor
US11557979B2 (en) 2018-11-14 2023-01-17 Eaton Intelligent Power Limited Variable frequency drive with integrated front-end rectifier and bypass
US11251741B2 (en) 2018-11-15 2022-02-15 Eaton Intelligent Power Limited Modular board-level motor control system with integrated protection and control components
TWI671993B (zh) * 2018-12-28 2019-09-11 東元電機股份有限公司 轉矩模式馬達驅動裝置
US20200259404A1 (en) * 2019-02-08 2020-08-13 New York University High frequency ac power generator
CA3137550C (en) 2019-04-23 2024-05-21 Dpm Technologies Inc. Fault tolerant rotating electric machine
US20230170753A1 (en) * 2020-05-06 2023-06-01 Safran Power Usa, Llc Generator common core winding
US11418031B2 (en) 2020-05-08 2022-08-16 Raytheon Company Actively-controlled power transformer and method for controlling
CN111521287B (zh) * 2020-05-11 2022-03-15 国网北京市电力公司 计算电缆金属套管温度的方法、装置、存储介质和处理器
US11467003B1 (en) 2020-06-11 2022-10-11 Blue Origin, Llc Voltage-current phase-based method for linear and rotary transformer systems, and associated systems and methods
RU2762794C2 (ru) * 2020-06-15 2021-12-23 Кирилл Сергеевич Кузьмин Устройство электромеханического высоковольтного модульного источника питания с выводом источника тока низкого напряжения отдельного модуля
DE102020117149A1 (de) * 2020-06-30 2021-12-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Antriebssystem mit Oberwelleneinspeisung
DE102020120117A1 (de) * 2020-07-30 2022-02-03 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Stator mit Wicklungsaufbauten für modulare E-Maschinen
US11710991B2 (en) 2020-08-25 2023-07-25 General Electric Company High voltage electric machine equipped with galvanic separators for cascaded voltage stator modularization
US11848591B2 (en) 2020-09-15 2023-12-19 Yufei Zhu Systems, methods, and computer-readable media for driving polyphase motors
US11936317B2 (en) 2021-02-10 2024-03-19 Blue Origin, Llc Low-voltage fault-tolerant rotating electromechanical actuators, and associated systems and methods
GB2604364B (en) * 2021-03-03 2024-04-17 Rolls Royce Plc Electrical power systems
WO2022232904A1 (en) 2021-05-04 2022-11-10 Exro Technologies Inc. Battery control systems and methods
WO2022236424A1 (en) 2021-05-13 2022-11-17 Exro Technologies Inc. Method and appartus to drive coils of a multiphase electric machine
KR20220154984A (ko) * 2021-05-14 2022-11-22 한국항공우주연구원 전력시스템 회로 장치
US11987395B2 (en) 2021-06-07 2024-05-21 Blue Origin, Llc Thrusting rails for launch vehicles, and associated systems and methods
CN113629706A (zh) * 2021-08-20 2021-11-09 湖北春田电工技术有限公司 车间级集中供电系统
CN114228467A (zh) * 2021-12-30 2022-03-25 常州智戌新能源电力科技有限公司 一种混合动力发电系统及混动车辆
CN117955402B (zh) * 2024-03-27 2024-06-04 太原理工大学 基于负电流谐波注入的环形绕组结构srm转矩脉动优化方法

Family Cites Families (290)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11108A (en) 1854-06-20 Metallic gkomet
US864882A (en) 1905-12-18 1907-09-03 William H Brawley Nut-wrench.
US1269537A (en) 1916-01-08 1918-06-11 Gen Electric Dynamo-electric machine.
NL50968C (ko) * 1937-09-30
US2920218A (en) * 1951-08-23 1960-01-05 Allis Chalmers Mfg Co Supercharged dynamoelectric machine with cooling gas in contact with conductors
US2742582A (en) * 1953-07-21 1956-04-17 Gen Electric Gas-cooled high voltage bushing for large generator
US2783393A (en) * 1953-11-30 1957-02-26 Haegglund & Soener Ab Apparatus for emergency power transfer
CH461617A (de) * 1966-04-07 1968-08-31 Licentia Gmbh Elektrische Maschine mit Abschnittskühlung
US3751699A (en) 1972-04-25 1973-08-07 Gen Electric Gas filled vertical dynamoelectric machine
CH545027A (de) 1972-05-09 1973-11-30 Bbc Brown Boveri & Cie Elektrische Maschine
CA990772A (en) 1973-09-24 1976-06-08 Eric Whiteley Permanent magnet field structure for dynamoelectric machines
US3933535A (en) * 1974-01-28 1976-01-20 General Electric Company Method for producing large and/or complex permanent magnet structures
CA1004275A (en) 1974-04-04 1977-01-25 Eric Whiteley Permanent magnet synchronous dynamoelectric machine
US3955112A (en) 1975-01-24 1976-05-04 Sell Otto W Hermetically sealed rotor
US4025840A (en) 1975-04-09 1977-05-24 General Electric Company Permanent magnet generator with output power adjustment by means of magnetic shims
US4088177A (en) * 1976-01-07 1978-05-09 General Electric Company Permanent magnet D.C. dynamoelectric machine and method of making same
CA1066381A (en) 1976-07-30 1979-11-13 Herbert Hollitscher Permanent magnet latch for speed switching device
US4371799A (en) * 1977-10-25 1983-02-01 General Electric Company Permanent magnet field pole for a direct current dynamoelectric machine
US4141137A (en) * 1977-10-25 1979-02-27 General Electric Company Method of making a permanent magnet field pole for a direct current dynamoelectric machine
JPS54100808A (en) * 1978-01-25 1979-08-08 Suwa Seikosha Kk Printer
US4578610A (en) * 1978-06-12 1986-03-25 General Electric Company Synchronous disk motor with amorphous metal stator and permanent magnet rotor and flywheel
US4233960A (en) 1978-07-21 1980-11-18 Johnson Steven A Heat storage apparatus and method
US4371801A (en) * 1978-10-11 1983-02-01 General Electric Company Method and apparatus for output regulation of multiple disk permanent magnet machines
US4476408A (en) 1979-05-23 1984-10-09 General Electric Company High efficiency, low cost permanent magnet AC machine
US4348604A (en) 1980-06-13 1982-09-07 General Dynamics Corp. Totally enclosed air cooled electrical machines
US4308479A (en) 1980-08-28 1981-12-29 General Electric Company Magnet arrangement for axial flux focussing for two-pole permanent magnet A.C. machines
US4361791A (en) 1981-05-12 1982-11-30 General Electric Company Apparatus for controlling a PWM inverter-permanent magnet synchronous motor drive
US4388545A (en) 1981-06-10 1983-06-14 General Electric Company Rotor for a permanent magnet AC motor
JPS5815450A (ja) * 1981-07-16 1983-01-28 Mitsubishi Electric Corp 回転電機の通風装置
US4405873A (en) 1981-10-26 1983-09-20 General Electric Company Rotor for a line-start permanent-magnet motor
US4417168A (en) 1981-10-26 1983-11-22 General Electric Company Permanent magnet rotor for a dynamo electric machine
US4811375A (en) * 1981-12-02 1989-03-07 Medical Electronic Imaging Corporation X-ray tubes
US4469970A (en) 1981-12-24 1984-09-04 General Electric Company Rotor for permanent magnet excited synchronous motor
CH660264A5 (de) * 1982-05-27 1987-03-31 Papst Motoren Gmbh & Co Kg Kollektorloser gleichstrommotor.
US4464596A (en) 1982-09-27 1984-08-07 General Electric Company Multi-section permanent magnet rotor
US4443934A (en) * 1982-10-04 1984-04-24 General Electric Company Method of assembling permanent magnet dc machines
US4510680A (en) * 1982-12-27 1985-04-16 General Electric Company Method of making a permanent magnet rotor
US4480207A (en) 1982-12-27 1984-10-30 General Electric Company Permanent magnet rotor and method of making same
DE3305225A1 (de) 1983-02-16 1984-08-16 BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau Hgue-kraftwerkstation in blockschaltung
DE3460120D1 (en) 1983-03-10 1986-06-12 Bbc Brown Boveri & Cie Gas-cooled alternating current machine
US4460834A (en) 1983-08-29 1984-07-17 Power Group International Corp. Uninterruptible power system
US4525925A (en) 1983-09-22 1985-07-02 General Electric Company Method of making permanent magnet rotor
US4472651A (en) 1983-09-22 1984-09-18 General Electric Company Permanent magnet rotor
US4486679A (en) 1983-10-28 1984-12-04 General Electric Company Permanent magnet rotor and method of making same
US4570333A (en) * 1983-10-28 1986-02-18 General Electric Company Method of making a permanent magnet rotor
US4759116A (en) 1983-11-03 1988-07-26 General Electric Company Method of applying containment shroud on permanent magnet rotors
US4506181A (en) * 1984-03-02 1985-03-19 General Electric Company Permanent magnet rotor with complete amortisseur
DE3583078D1 (en) 1984-07-13 1991-07-11 John Leishman Sneddon Fluidmaschine.
US4649331A (en) * 1985-05-13 1987-03-10 General Electric Company Flux-weakening regime operation of an interior permanent magnet synchronous motor
JPS62185567A (ja) * 1986-02-07 1987-08-13 Toshiba Corp 相変換機の始動方法
JPS62201054A (ja) * 1986-02-26 1987-09-04 Toshiba Corp 相変換機
US4928553A (en) 1986-04-30 1990-05-29 Wagner John T Variable-inertia flywheels and transmission
US4684818A (en) * 1986-08-01 1987-08-04 General Motors Corporation Motor vehicle electrical system providing multiple DC voltages
US4723188A (en) * 1986-09-15 1988-02-02 General Electric Company Permanent magnet surge arrestor for DC power converter
US4872307A (en) 1987-05-13 1989-10-10 Gibbs & Hill, Inc. Retrofit of simple cycle gas turbines for compressed air energy storage application
US4936098A (en) 1987-05-13 1990-06-26 Gibbs & Hill, Inc. Utilization of circulating fluidized bed combustors for compressed air energy storage application
JPH0683593B2 (ja) 1987-08-14 1994-10-19 株式会社日立製作所 発電電動装置及び制御方法
JPH01152992A (ja) * 1987-12-10 1989-06-15 Mitsubishi Electric Corp かご形誘導電動機
US4814677A (en) * 1987-12-14 1989-03-21 General Electric Company Field orientation control of a permanent magnet motor
US4918831A (en) * 1987-12-28 1990-04-24 General Electric Company Method of fabricating composite rotor laminations for use in reluctance, homopolar and permanent magnet machines
US4916346A (en) * 1987-12-28 1990-04-10 General Electric Company Composite rotor lamination for use in reluctance hompolar, and permanent magnet machines
GB8805420D0 (en) * 1988-03-08 1988-04-07 Framo Dev Ltd Electrically powered pump unit
US4862009A (en) 1988-03-22 1989-08-29 General Electric Company Combined electric starter and alternator system using a permanent magnet synchronous machine
US5345669A (en) 1988-06-08 1994-09-13 General Electric Company Method of making a permanent magnet rotor
US5563463A (en) 1988-06-08 1996-10-08 General Electric Company Permanent magnet rotor
US5237737A (en) 1988-06-08 1993-08-24 General Electric Company Method of making a permanent magnet rotor
US5144735A (en) 1988-06-08 1992-09-08 General Electric Company Apparatus for assembling a permanent magnet rotor
US5040286A (en) 1988-06-08 1991-08-20 General Electric Company Method for making permanent magnet rotor
US5010267A (en) * 1988-09-09 1991-04-23 Wisconsin Alumni Research Foundation Variable speed machine with high power density
US4857755A (en) 1988-09-27 1989-08-15 Comstock W Kenneth Constant power system and method
US4912618A (en) * 1988-11-04 1990-03-27 Sundstrand Corporation Variable speed, constant frequency generating system with input transformer
US4888749A (en) 1989-01-30 1989-12-19 Timex Corporation Three hand movement for a timepiece having a stepping motor
US5081368A (en) * 1989-04-28 1992-01-14 Atlas Energy Systems, Inc. Uninterruptible power supply with a variable speed drive driving an induction motor/generator
US5216308A (en) 1989-05-25 1993-06-01 Avcon-Advanced Controls Technology, Inc. Magnetic bearing structure providing radial, axial and moment load bearing support for a rotatable shaft
GB8921071D0 (en) 1989-09-18 1989-11-01 Framo Dev Ltd Pump or compressor unit
DE3932481A1 (de) 1989-09-28 1991-04-11 Magnet Motor Gmbh Elektrische maschine mit fluidkuehlung
GB8923280D0 (en) 1989-10-16 1989-12-06 Framo Dev Ltd Pump apparatus
US5055764A (en) 1989-12-11 1991-10-08 Sundstrand Corporation Low voltage aircraft engine starting system
US5057697A (en) 1990-03-22 1991-10-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy DC uninterrupted power supply having instantaneous switching followed by low impedance switching
US5031746A (en) 1990-03-30 1991-07-16 Erkki Koivunen Multi-mode clutch for change-speed transmissions
GB9014237D0 (en) * 1990-06-26 1990-08-15 Framo Dev Ltd Subsea pump system
JPH04219493A (ja) 1990-08-10 1992-08-10 Ebara Corp ターボ分子ポンプ
US5229650A (en) 1990-11-07 1993-07-20 Yuasa Battery Company Limited Uniterruptible power system
US5083039B1 (en) 1991-02-01 1999-11-16 Zond Energy Systems Inc Variable speed wind turbine
US5311062A (en) 1991-04-04 1994-05-10 Otto Farkas Transient-free synchronous electrical power machine
GB9112059D0 (en) 1991-06-05 1991-07-24 Jestar Ltd Electrical machines
ES2095474T3 (es) * 1991-06-17 1997-02-16 Electric Power Res Inst Central termoelectrica que utiliza acumulacion de energia de aire comprimido y saturacion.
US5137286A (en) 1991-08-23 1992-08-11 General Electric Company Permanent magnet floating shaft seal
US5250867A (en) 1991-11-20 1993-10-05 General Electric Company Permanent magnet brushless DC motor having reduced cogging
US5179308A (en) * 1992-01-14 1993-01-12 Charles Stark Draper Laboratory, Inc. High-speed, low-loss antifriction bearing assembly
GB9201600D0 (en) 1992-01-24 1992-03-11 Turner Intellect Property Ltd Power tool
JP2733724B2 (ja) * 1992-03-12 1998-03-30 株式会社日立製作所 多巻線交流電動機の電流制御装置
US5881448A (en) * 1992-04-06 1999-03-16 General Electric Company Method for making permanent magnet rotor
US6348752B1 (en) * 1992-04-06 2002-02-19 General Electric Company Integral motor and control
US5257872A (en) 1992-05-05 1993-11-02 Hughes Aircraft Company High power waveguide switch and method
US5327069A (en) 1992-06-19 1994-07-05 General Electric Company Switched reluctance machine including permanent magnet stator poles
US5309081A (en) 1992-08-18 1994-05-03 Sundstrand Corporation Power conversion system with dual permanent magnet generator having prime mover start capability
US5283471A (en) 1992-08-31 1994-02-01 Eemco/Datron, Inc. DC generator and back-up engine starting apparatus
US5394321A (en) * 1992-09-02 1995-02-28 Electric Power Research Institute, Inc. Quasi square-wave back-EMF permanent magnet AC machines with five or more phases
US5288447A (en) * 1993-02-22 1994-02-22 General Electric Company Method of making permanent magnet rotors
US5345130A (en) 1993-04-28 1994-09-06 General Electric Company Modable permanent magnet rotor for optimized field shaping
US5602957A (en) * 1993-06-07 1997-02-11 General Electric Company Permanent magnet direct current motor
US5398571A (en) * 1993-08-13 1995-03-21 Lewis; David W. Flywheel storage system with improved magnetic bearings
US5689174A (en) 1993-08-13 1997-11-18 Pacheco, Sr.; Angel Luis Electrical power system
JPH0787716A (ja) * 1993-09-10 1995-03-31 Shibaura Eng Works Co Ltd 電動機
GB9319323D0 (en) 1993-09-17 1993-11-03 British Gas Plc An electrical power generating arrangement
GB2283133B (en) 1993-10-20 1998-04-15 Gen Electric Dynamoelectric machine and method for manufacturing same
US5852338A (en) 1997-02-03 1998-12-22 General Electric Company Dynamoelectric machine and method for manufacturing same
US5473240A (en) * 1993-12-30 1995-12-05 Whirlpool Corporation Motor control using third harmonic stator voltage signal
US5345156A (en) * 1993-12-30 1994-09-06 Whirlpool Corporation Control for high speed operation of brushless permanent magnet motor
IL108546A (en) 1994-02-03 1997-01-10 Israel Electric Corp Ltd Compressed air energy storage method and system
FR2718902B1 (fr) 1994-04-13 1996-05-24 Europ Gas Turbines Sa Ensemble turbine-générateur sans réducteur.
EP0678967A1 (en) 1994-04-18 1995-10-25 General Electric Company Rotor for permanent magnet motor
JP2553319B2 (ja) * 1994-06-17 1996-11-13 株式会社東芝 可変速発電電動装置
US6397946B1 (en) 1994-10-14 2002-06-04 Smart Drilling And Completion, Inc. Closed-loop system to compete oil and gas wells closed-loop system to complete oil and gas wells c
US6868906B1 (en) * 1994-10-14 2005-03-22 Weatherford/Lamb, Inc. Closed-loop conveyance systems for well servicing
US5602462A (en) * 1995-02-21 1997-02-11 Best Power Technology, Incorporated Uninterruptible power system
JP3322060B2 (ja) 1995-03-23 2002-09-09 株式会社日立製作所 発電プラント及び発電プラントの制御装置
US5611516A (en) * 1995-03-27 1997-03-18 Marotta Scientific Control, Inc. Rotary ball valve with retracting seat
US5769069A (en) 1995-06-07 1998-06-23 Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Natural Resources Low flow-rate pump
US6177734B1 (en) * 1998-02-27 2001-01-23 Isad Electronic Systems Gmbh & Co. Kg Starter/generator for an internal combustion engine, especially an engine of a motor vehicle
SE505214C2 (sv) 1995-09-04 1997-07-14 Chandur Sadarangani Hybriddrivsystem
DE19538381C2 (de) * 1995-10-14 1999-07-15 Aeg Energietechnik Gmbh Anordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung elektrischer Verbraucher
US5637049A (en) 1995-10-24 1997-06-10 Vehicular Technologies, Inc. Locking differential
US5821630A (en) 1995-11-13 1998-10-13 Schutten; Herman P. Flywheel-speed sensing for control of an emergency-power engine
JP3454036B2 (ja) * 1995-11-13 2003-10-06 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド駆動装置
US5758709A (en) 1995-12-04 1998-06-02 General Electric Company Method of fabricating a rotor for an electric motor
US5795135A (en) 1995-12-05 1998-08-18 Westinghouse Electric Corp. Sub-sea pumping system and an associated method including pressure compensating arrangement for cooling and lubricating fluid
US6059539A (en) 1995-12-05 2000-05-09 Westinghouse Government Services Company Llc Sub-sea pumping system and associated method including pressure compensating arrangement for cooling and lubricating
US5866964A (en) * 1996-01-29 1999-02-02 Emerson Electric Company Reluctance machine with auxiliary field excitations
US5627744A (en) 1996-02-02 1997-05-06 Sundstrand Corporation Converter enhanced variable frequency power bus architecture
US5646458A (en) 1996-02-22 1997-07-08 Atlas Energy Systems, Inc. Uninterruptible power system with a flywheel-driven source of standby power
ES2113314B1 (es) 1996-04-12 1999-01-01 Hart Monetic S A Sistema de alimentacion electrica ininterrumpida.
US5982045A (en) 1996-04-19 1999-11-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle drive system adapted to prevent concurrent mode change and transmission shifting or torque distribution ratio change
WO1997043892A2 (en) * 1996-05-06 1997-11-27 Superconductivity, Inc. System and method for estimating a load to optimize a backup energy system response
JP3512950B2 (ja) * 1996-06-24 2004-03-31 本田技研工業株式会社 内燃機関用の発電装置
US5796194A (en) 1996-07-15 1998-08-18 General Electric Company Quadrature axis winding for sensorless rotor angular position control of single phase permanent magnet motor
US5767591A (en) 1996-09-09 1998-06-16 Active Power, Inc. Method and apparatus for providing startup power to a genset-backed uninterruptible power supply
US6570361B1 (en) * 1999-02-22 2003-05-27 Borealis Technical Limited Rotating induction apparatus
US5811960A (en) 1996-10-02 1998-09-22 United Power Corporation Battery-less uninterruptable sequel power supply
DE19645943A1 (de) 1996-11-07 1998-05-14 Bosch Gmbh Robert Startereinheit für eine Brennkraftmaschine
US6411002B1 (en) 1996-12-11 2002-06-25 Smith Technology Development Axial field electric machine
US5990588A (en) 1996-12-13 1999-11-23 General Electric Company Induction motor driven seal-less pump
CN1104077C (zh) * 1996-12-20 2003-03-26 曼努埃尔·多斯·桑托斯·达·庞特 电源设备
US6462976B1 (en) 1997-02-21 2002-10-08 University Of Arkansas Conversion of electrical energy from one form to another, and its management through multichip module structures
DE19715468C1 (de) * 1997-04-14 1998-10-01 Piller Gmbh System zur Stabilisierung eines Stromversorgungsnetzes
US5994794A (en) 1997-05-09 1999-11-30 Active Power, Inc. Methods and apparatus for providing protection to batteries in an uninterruptible power supply
US5929538A (en) 1997-06-27 1999-07-27 Abacus Controls Inc. Multimode power processor
US5894182A (en) * 1997-08-19 1999-04-13 General Electric Company Motor with rotor and stator core paired interlocks
US6020657A (en) * 1997-08-27 2000-02-01 Perfect Power Inc. Power supply for providing instantaneous energy during utility power outages
JP3775012B2 (ja) * 1997-08-29 2006-05-17 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両用ハイブリッド駆動装置
US6107693A (en) 1997-09-19 2000-08-22 Solo Energy Corporation Self-contained energy center for producing mechanical, electrical, and heat energy
US6219623B1 (en) * 1997-11-24 2001-04-17 Plug Power, Inc. Anti-islanding method and apparatus for distributed power generation
US5845479A (en) 1998-01-20 1998-12-08 Electric Power Research Institute, Inc. Method for providing emergency reserve power using storage techniques for electrical systems applications
US6054825A (en) * 1998-01-20 2000-04-25 Motorola, Inc. Method and apparatus for high voltage generation
US5984173A (en) 1998-02-02 1999-11-16 Siemens Power Transmission & Distribution, Llc Neutral point connected apparatus providing compensation to an AC power line
US6046554A (en) * 1998-02-13 2000-04-04 General Electric Company Method and apparatus for calibrating a permanent-magnet motor using back EMF measurement
US5859513A (en) * 1998-03-13 1999-01-12 General Electric Company Starting and synchronizing system for line-start permanent magnet motor
US6084330A (en) 1998-03-13 2000-07-04 Kollmorgen Corporation Permanent magnet rotor and method of assembly
US6241486B1 (en) 1998-03-18 2001-06-05 Flowserve Management Company Compact sealless screw pump
US5933339A (en) 1998-03-23 1999-08-03 Electric Boat Corporation Modular static power converter connected in a multi-level, multi-phase, multi-circuit configuration
US6340851B1 (en) * 1998-03-23 2002-01-22 Electric Boat Corporation Modular transformer arrangement for use with multi-level power converter
US6991362B1 (en) * 1998-04-02 2006-01-31 Seaman Anthony E Agitators for wave-making or mixing as for tanks, and pumps and filters
US6488401B1 (en) 1998-04-02 2002-12-03 Anthony E. Seaman Agitators for wave-making or mixing as for tanks, and pumps and filters
US6104113A (en) 1998-05-14 2000-08-15 General Electric Company Coil assembly for sensorless rotor angular position control of single phase permanent magnet motor
MXPA00011366A (es) 1998-05-19 2002-05-14 Sure Power Corp Sistema de energia.
US6002191A (en) 1998-06-19 1999-12-14 General Electric Company Paired interlocks for stacking of non-rotated lamination cores
US6025666A (en) * 1998-06-22 2000-02-15 General Electric Company Controllable flux permanent magnet motor
US6777847B1 (en) 1998-06-26 2004-08-17 General Electric Company Rotor core utilizing laminations having slots with dual direction skew portions
US5934063A (en) 1998-07-07 1999-08-10 Nakhamkin; Michael Method of operating a combustion turbine power plant having compressed air storage
US6018207A (en) * 1998-07-10 2000-01-25 General Electric Company Paired interlocks for flexible indexing of rotated stator cores
US6223417B1 (en) 1998-08-19 2001-05-01 General Electric Corporation Method for forming motor with rotor and stator core paired interlocks
US6321539B1 (en) 1998-09-10 2001-11-27 Ormat Industries Ltd. Retrofit equipment for reducing the consumption of fossil fuel by a power plant using solar insolation
US6175495B1 (en) * 1998-09-15 2001-01-16 John Samuel Batchelder Heat transfer apparatus
US6296765B1 (en) 1998-10-21 2001-10-02 Baldwin Filters, Inc. Centrifuge housing for receiving centrifuge cartridge and method for removing soot from engine oil
US6142090A (en) 1998-10-07 2000-11-07 Electric Boat Corporation Power converter arrangement for integration into a ship structure
US6133716A (en) 1998-10-23 2000-10-17 Statordyne, Inc. High-efficiency high-power uninterrupted power system
JP2000134891A (ja) * 1998-10-28 2000-05-12 Okuma Corp 同期電動機およびその制御装置
JP3456158B2 (ja) 1999-01-11 2003-10-14 国産電機株式会社 内燃機関用スタータジェネレータ
US6188139B1 (en) * 1999-01-20 2001-02-13 Electric Boat Corporation Integrated marine power distribution arrangement
US6120620A (en) 1999-02-12 2000-09-19 General Electric Company Praseodymium-rich iron-boron-rare earth composition, permanent magnet produced therefrom, and method of making
US6198176B1 (en) * 1999-02-16 2001-03-06 Statordyne Llc UPS/CPS system
US6150731A (en) 1999-02-16 2000-11-21 Electric Boat Corporation Integrated high frequency marine power distribution arrangement with transformerless high voltage variable speed drive
US6204572B1 (en) * 1999-03-18 2001-03-20 Perfect Power Inc. Power supply for providing instantaneous energy during electric utility outage
US6232671B1 (en) 1999-05-03 2001-05-15 Mario Gottfried, Jr. Flywheel energy storage apparatus with braking capability
US6169390B1 (en) * 1999-05-12 2001-01-02 Abb Power T&D Company Inc. Flywheel-microturbine system
US6192687B1 (en) * 1999-05-26 2001-02-27 Active Power, Inc. Uninterruptible power supply utilizing thermal energy source
US6255743B1 (en) 1999-05-26 2001-07-03 Active Power, Inc. Method and apparatus for providing an uninterruptible supply of electric power to a critical load
US6108206A (en) 1999-06-21 2000-08-22 General Electric Company Semiconductor thermal protection arrangement
US6426605B1 (en) * 1999-07-16 2002-07-30 The Texas A&M University System Multi-phase induction motor drive system and method
US6184593B1 (en) * 1999-07-29 2001-02-06 Abb Power T&D Company Inc. Uninterruptible power supply
US6160722A (en) 1999-08-13 2000-12-12 Powerware Corporation Uninterruptible power supplies with dual-sourcing capability and methods of operation thereof
US6198803B1 (en) * 1999-08-20 2001-03-06 General Electric Company Bearing assembly including rotating element and magnetic bearings
EP1221190B1 (de) 1999-10-08 2005-03-02 RWE Piller Gmbh Vorrichtung zur unterbrechungsfreien stromversorgung mit einer elektrischen maschine und einem schwungrad
US6404655B1 (en) 1999-12-07 2002-06-11 Semikron, Inc. Transformerless 3 phase power inverter
US6388356B1 (en) 1999-12-30 2002-05-14 General Electric Company Methods and apparatus for controlling electromagnetic flux in dynamoelectric machines
IT1309954B1 (it) 1999-12-30 2002-02-05 Lucio Berto Struttura di valvola di sicurezza particolarmente per gas.
DE10002583A1 (de) 2000-01-21 2001-08-09 Piller Gmbh Vorrichtung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung einer elektrischen Last mit Wechselstrom
US6700214B2 (en) * 2000-02-14 2004-03-02 Aura Systems, Inc. Mobile power generation system
US6239513B1 (en) 2000-02-24 2001-05-29 Design Power Solutions International Emergency supplemental power supply for outage protection of critical electric loads
US6557642B2 (en) 2000-02-28 2003-05-06 Xl Technology Ltd Submersible pumps
NO313767B1 (no) 2000-03-20 2002-11-25 Kvaerner Oilfield Prod As Fremgangsmåte for å oppnå samtidig tilförsel av drivfluid til flere undersjöiske brönner og undersjöisk petroleums-produksjons-arrangement for samtidig produksjon av hydrokarboner fra flereundersjöiske brönner og tilförsel av drivfluid til de s
IL153107A0 (en) 2000-05-31 2003-06-24 Sure Power Corp Power system utilizing a dc bus
DE10027859A1 (de) 2000-06-06 2001-12-20 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Wirkungsgradsteigerung einer elektrischen Maschine
US6324494B1 (en) 2000-06-16 2001-11-27 General Electric Company Method and system for modeling stator winding end-turn leakage reactance of an electric motor
FR2811155A1 (fr) 2000-06-30 2002-01-04 Leroy Somer Machine asynchrone comportant quatre poles ou plus
US6707169B2 (en) * 2000-07-19 2004-03-16 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Engine generator, controller, starter apparatus, and remote control system for the engine generator
DE10040273A1 (de) * 2000-08-14 2002-02-28 Aloys Wobben Windenergieanlage
RU2176329C1 (ru) * 2000-09-04 2001-11-27 Дашков Александр Николаевич Способ преобразования энергии
US6624542B1 (en) 2000-09-23 2003-09-23 Indigo Energy, Inc. Flywheel power source with passive generator cooling
US6281595B1 (en) 2000-09-25 2001-08-28 General Electric Company Microturbine based power generation system and method
DE10047755B4 (de) * 2000-09-27 2011-03-31 Daimler Ag Starter-Generator-Vorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen und Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung
US6700233B2 (en) * 2000-12-07 2004-03-02 Frank Cordiale Brushless electric motor
US6445079B1 (en) 2001-01-20 2002-09-03 Ford Global Technologies, Inc. Method and apparatus for controlling an induction machine
US7071581B2 (en) 2001-01-31 2006-07-04 Satcon Technology Corp. Uninterruptible power supply system using a slip-ring, wound-rotor-type induction machine and a method for flywheel energy storage
US6494042B2 (en) 2001-02-12 2002-12-17 Ormat Industries Ltd. Method of and apparatus for producing uninterruptible power
US6518867B2 (en) 2001-04-03 2003-02-11 General Electric Company Permanent magnet assembly and method of making thereof
US6662434B2 (en) 2001-04-03 2003-12-16 General Electric Company Method and apparatus for magnetizing a permanent magnet
US6563229B2 (en) 2001-04-18 2003-05-13 Otto Farkas Standby power system
US6463738B1 (en) 2001-05-21 2002-10-15 Active Power, Inc. Method and apparatus for providing a continuous supply of electric power
US6507128B2 (en) * 2001-05-23 2003-01-14 General Electric Company Low-energy storage fast-start uninterruptible power supply system and method
NL1018212C2 (nl) * 2001-06-05 2002-12-10 Siemens Demag Delaval Turbomac Compressoreenheid omvattende een centrifugaalcompressor en een elektromotor.
US6504337B1 (en) * 2001-06-08 2003-01-07 General Electric Company Motor modeling using harmonic ampere-turn saturation method
US6437533B1 (en) 2001-08-08 2002-08-20 Buehler Motor, Inc. Actuator position control with inductive sensing
US6596096B2 (en) * 2001-08-14 2003-07-22 General Electric Company Permanent magnet for electromagnetic device and method of making
DE60204707T2 (de) 2001-09-17 2006-05-18 Clean Current Power Systems Inc. Unterwassermantel-turbine
US6657321B2 (en) 2001-10-02 2003-12-02 General Electric Company Direct current uninterruptible power supply method and system
US6934666B2 (en) * 2001-10-15 2005-08-23 General Electric Company Method for optimizing strategy for electric machines
US6737762B2 (en) 2001-10-26 2004-05-18 Onan Corporation Generator with DC boost for uninterruptible power supply system or for enhanced load pickup
US6788029B1 (en) * 2001-11-02 2004-09-07 Christopher W. Gabrys Flywheel with switched coupling regulator
JP3560947B2 (ja) 2001-11-06 2004-09-02 株式会社日立製作所 回転電機
US6614132B2 (en) 2001-11-30 2003-09-02 Beacon Power Corporation Multiple flywheel energy storage system
US6883328B2 (en) * 2002-05-22 2005-04-26 Ormat Technologies, Inc. Hybrid power system for continuous reliable power at remote locations
US7313840B2 (en) * 2002-07-25 2008-01-01 Charles E. Watkins Induction liquid pump and magnetic tank scrubber
US6753619B2 (en) 2002-08-06 2004-06-22 Visteon Global Technologies, Inc. Fly-wheel-based regenerative energy management system
JP2004080931A (ja) 2002-08-20 2004-03-11 Kokusan Denki Co Ltd 内燃機関用スタータジェネレータ
US6844706B2 (en) * 2002-08-30 2005-01-18 Active Power, Inc. Multiple path variable speed constant frequency device having automatic power path selection capability
US6879053B1 (en) 2002-10-22 2005-04-12 Youtility, Inc. Transformerless, load adaptive speed controller
US7108095B1 (en) 2002-11-13 2006-09-19 Jerry Washington System and method for generating power
US6727600B1 (en) * 2002-11-18 2004-04-27 Ilich Abdurachmanov Small underwater generator with self-adjusting axial gap
US6813328B2 (en) 2002-12-13 2004-11-02 Curtiss-Wright Electro-Mechanical Corporation Nuclear reactor submerged high temperature spool pump
US6825666B2 (en) 2002-12-23 2004-11-30 General Electric Company Pole face for permanent magnet MRI with laminated structure
US7075399B2 (en) 2003-03-28 2006-07-11 Hamilton Sunstrand Corporation Liquid-cooled inductive devices with interspersed winding layers and directed coolant flow
US20050062572A1 (en) * 2003-09-22 2005-03-24 General Electric Company Permanent magnet alloy for medical imaging system and method of making
JP3985760B2 (ja) * 2003-09-26 2007-10-03 株式会社デンソー 回転電機システム
US7423431B2 (en) * 2003-09-29 2008-09-09 General Electric Company Multiple ring polefaceless permanent magnet and method of making
US7148689B2 (en) * 2003-09-29 2006-12-12 General Electric Company Permanent magnet assembly with movable permanent body for main magnetic field adjustable
US7218195B2 (en) * 2003-10-01 2007-05-15 General Electric Company Method and apparatus for magnetizing a permanent magnet
US7407371B2 (en) 2003-10-29 2008-08-05 Michele Leone Centrifugal multistage pump
US7190101B2 (en) * 2003-11-03 2007-03-13 Light Engineering, Inc. Stator coil arrangement for an axial airgap electric device including low-loss materials
US20050104470A1 (en) 2003-11-13 2005-05-19 Perkins William P. Integrated stator-axle for in-wheel motor of an electric vehicle
US7042108B2 (en) 2004-02-06 2006-05-09 Otto Farkas Backup power system
US6998724B2 (en) * 2004-02-18 2006-02-14 Fmc Technologies, Inc. Power generation system
US7137450B2 (en) 2004-02-18 2006-11-21 Fmc Technologies, Inc. Electric-hydraulic power unit
US7227273B2 (en) 2004-05-27 2007-06-05 Siemens Energy & Automation, Inc. High frequency bus method
JP2006050709A (ja) * 2004-08-02 2006-02-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動パワーステアリング装置
US6967461B1 (en) 2004-08-31 2005-11-22 Hamilton Sundstrand Corporation North-south pole determination for carrier injection sensorless position sensing systems
US7230344B2 (en) 2004-09-17 2007-06-12 Rockwell Automation Technologies, Inc. Apparatus and method for transient and uninterruptible power
US7358620B2 (en) 2004-09-30 2008-04-15 Rockwell Automation Technologies, Inc. Methods and apparatus for ride-through operation of a complementary device to a transient power source
US7156183B2 (en) * 2004-11-17 2007-01-02 Fmc Technologies, Inc. Electric hydraulic power unit and method of using same
JP2006174606A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Hitachi Ltd 車両用回転電機システム
US7226277B2 (en) 2004-12-22 2007-06-05 Pratt & Whitney Canada Corp. Pump and method
US20060208595A1 (en) 2005-03-15 2006-09-21 Bradfield Michael D Three-phase synchronous ac generator with electrically phase shifted stator windings for reduced mechanical and magnetic noise
US7228616B2 (en) 2005-03-31 2007-06-12 General Electric Company System and method for magnetization of permanent magnet rotors in electrical machines
KR101015916B1 (ko) * 2005-07-19 2011-02-23 가부시키가이샤 덴소 전기 모터
US7791238B2 (en) * 2005-07-25 2010-09-07 Hamilton Sundstrand Corporation Internal thermal management for motor driven machinery
US7573168B2 (en) 2005-10-24 2009-08-11 General Electric Company Method and apparatus for assembling a permanent magnet pole assembly
FR2898439B1 (fr) * 2006-03-08 2008-05-30 Centre Nat Rech Scient Machine electrique a commutation de flux et a double excitation
US7208854B1 (en) 2006-03-09 2007-04-24 Hamilton Sundstrand Corporation Rotor cooling system for synchronous machines with conductive sleeve
JP4876661B2 (ja) 2006-03-24 2012-02-15 株式会社デンソー 車両用発電電動装置
US7521835B2 (en) 2006-06-27 2009-04-21 General Electric Company Permanent magnet machine with windings having strand transposition
US7863842B1 (en) * 2006-08-23 2011-01-04 Marvell International Ltd. Motor spindle control system and method
US7710081B2 (en) * 2006-10-27 2010-05-04 Direct Drive Systems, Inc. Electromechanical energy conversion systems
US7400052B1 (en) 2006-11-29 2008-07-15 Active Power, Inc. Transient energy systems and methods for use of the same
US20080157622A1 (en) 2007-01-03 2008-07-03 General Electric Company Fault-tolerant permanent magnet machine
MX2009009214A (es) 2007-03-15 2009-10-20 Direct Drive Systems Inc Enfriamiento de una maquina electrica.
US20080238234A1 (en) 2007-03-27 2008-10-02 Hamilton Sundstrand Corporation Segmented permanent magnet rotor for high speed synchronous machines
US7605503B2 (en) 2007-03-28 2009-10-20 General Electric Company Fault-tolerant permanent magnet machine with reconfigurable stator core slot opening and back iron flux paths
US7605504B2 (en) 2007-03-28 2009-10-20 General Electric Company Fault-tolerant permanent magnet machine with reconfigurable stator core slot flux paths
US7541705B2 (en) 2007-03-28 2009-06-02 General Electric Company Fault-tolerant permanent magnet machine with reconfigurable flux paths in stator back iron
US7863868B2 (en) * 2007-06-05 2011-01-04 Honeywell International Inc. Generator with quadrature AC excitation
US20090009012A1 (en) * 2007-07-03 2009-01-08 General Electric Company Assembly and method for magnetization of permanent magnet rotors in electrical machines
GB0715472D0 (en) * 2007-08-09 2007-09-19 Rolls Royce Plc An electrical machine
US7573144B1 (en) * 2008-02-07 2009-08-11 Direct Drive Systems, Inc. Reconfigurable power system using multiple phase-set electric machines
US7859212B2 (en) 2008-03-03 2010-12-28 Direct Drive Systems, Inc. Electric drive system with redundancy
US20090232664A1 (en) 2008-03-12 2009-09-17 General Electric Permanent magnet motor for subsea pump drive
US7741750B1 (en) * 2008-12-29 2010-06-22 Tesla Motors, Inc. Induction motor with improved torque density
JP4715934B2 (ja) * 2009-02-20 2011-07-06 株式会社デンソー ５相モータ
US20100289447A1 (en) * 2009-05-18 2010-11-18 Dobson Eric L System and method for power management of energy storage devices
US7863766B2 (en) * 2009-06-30 2011-01-04 Teco-Westinghouse Motor Company Power converter for use with wind generator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10128625B2 (en) 2014-11-18 2018-11-13 General Electric Company Bus bar and power electronic device with current shaping terminal connector and method of making a terminal connector
KR20210006732A (ko) 2019-07-09 2021-01-19 한국전력공사 토크리플 저감을 위한 터빈 기동장치의 강제전류 제어 시스템, 이의 제어 방법, 및 이 방법을 저장한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체

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