TW202027402A - 用於黏性泵送的改良型電動馬達 - Google Patents

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Abstract

本發明係一種用於黏性泵送的電動馬達，其中該電動馬達是無電刷直流電動馬達，配置以由40-60VDC的低電壓所驅動，並包含：轉子，具有永久磁鐵；定子，具有一堆疊片及圍繞其之線圈；以及控制器，在電流流經線圈時提供電子轉向；其中線圈及堆疊片是配置以處理來自該控制器的至少1 kW的連續電力，控制器包含反饋電路，反饋電路包含旋轉感測器耦接至轉子，旋轉感測器在旋轉一周時至少有1/500th的角解析度，以使控制器將電動馬達產生的轉矩控制在一定的範圍內。

Description

用於黏性泵送的改良型電動馬達
本發明屬電動馬達技術領域，更具體地說，是涉及一種改良型電動馬達，其特別適用於馬達需要提供可變高轉矩以在相應可變的負載下維持轉速的應用，如黏性泵送，例如，包含污水幫浦的應用。
日益加劇的都市化導致了現有下水道系統上方或鄰近的可用土地短缺，這種短缺促使人們開發將污水從起始點轉移到污水下水道進行處理的各種方法。其中最常用的方法是安裝局部加壓給水系統，以將污水抽出後再於壓力下將其注入現有的下水道。該技術具有許多優點，因此在第一世界的城市中被廣泛地使用。首先，從經濟角度來看，這種方法使用的壓力管較小且安裝費用也較便宜。其次，在抽水的過程中能夠進行部分的污水前處理。最後，能為智能抽水技術鋪路而得以計時整個系統的污水流量。然而，對於許多的安裝狀況來說，需要一種能夠脫離電網(off grid)運行、且僅由替代能源發電機及/或電池系統供電的電動馬達。
此方法通常需要利用潛水幫浦來將污水從地方建築的水槽或水箱抽出至下水道。幫浦馬達需要利用遠端操控以防當地的水槽溢出，幫浦也包含切割及粉碎用附件以將未處理的污水在加壓抽出至下水道前先進行切碎。因此，該馬達需要高負載率，以切割及粉碎污水中有機及無機的廢物。
在此前提下，發明人確定馬達幫浦必需要達到以下數個要求。首先，該馬達需要強大的功率(~1kW)才能在可行的經濟及技術水準下運行。然而，在該功率位準下常見的電動馬達會進行繞線以達到更高的電壓，其通常>100V ac/dc。再者，還需要相當大的起始轉矩，因為該馬達需要能夠泵送至全壓力供水管線、驅動粉碎機，並且應付非線性的幫浦轉矩分布。其中，發明人確定所需轉矩通常會在旋轉一周內變化，且馬達必須要能這種可變的轉矩。綜上所述，此應用中使用的幫浦類型對馬達提出了具有挑戰性的非連續負載，且切割用附件更使負載多了另一個需對抗的隨機變因。現今的替代能源科技可提供給馬達的電壓僅在24至48VDC間，對於市售的電動馬達來說非常低的。
在該領域中的其他人正在研究藉由連接主電源(市電)電壓(即110或240 VAC)換流器至一電池組(以離網電源，例如太陽能或風力發電機來充電)以驅動交流電動馬達，再將其連接至商用壓力污水幫浦。然而發明人發現這些配置在許多方面都不甚理想，尤其是現今技術所使用的換流器需要很大的靜態電流，會持續造成對於電池系統的消耗。主電源換流器也同樣不適用於特殊的幫浦負載，進一步降低了效率。此外，該交流馬達無法提供足夠的起始轉矩以確實的驅動幫浦。這些困難再加上僅使用有限的可用能源替電池充電，表示這些系統很難成功運行或需要使用不符合經濟效益的能源輸入。綜上所述，發明人已經發現了對能夠驅動可變負載的低電壓高轉矩電動馬達的普遍需求。
因此，本發明的目的在於提供一種電動馬達以減輕現有技術所面臨的一個或多個困難，或至少提供另一個可行的替代品。
根據本發明的實施例提供一種電動馬達，係用於黏性泵送， 其中該電動馬達是無電刷直流電動馬達，配置以由40-60VDC的低電壓所驅動，並包含： 轉子，具有永久磁鐵； 定子，具有一堆疊片及圍繞其之線圈；以及 控制器，在電流流經線圈時提供電子轉向； 其中線圈及堆疊片是配置以處理來自該制器的至少1 kW的連續電力，控制器包含反饋電路，反饋電路包含旋轉感測器耦接至轉子，旋轉感測器在旋轉一周時至少有1/500th的角解析度，以使控制器將電動馬達產生的轉矩控制在一定的範圍內。
在一些實施例中，電動馬達包含脈波寬度調變元件(PWM，pulse-width modulation)以產生電流，以及濾波元件以過濾來自脈波寬度調變元件的雜訊。
在一些實施例中，濾波元件包含類比濾波器以過濾反饋電路中的脈波寬度調變元件產生的雜訊。
在一些實施例中，濾波元件包含數位濾波器以過濾反饋電路中的脈波寬度調變元件產生的雜訊。
在一些實施例中，電動馬達包含霍爾感測器以產生轉子的位置訊號，使控制器能確定轉子的旋轉位置以進行前述的電子轉向，其中控制器係配置以選擇性使用霍爾感測器或旋轉感測器其中之一，以根據轉子的轉速控制通過線圈的電流。
在一些實施例中，疊片係配置以具有大的後通路以避免或減少該疊片發生磁飽和。
在一些實施例中，堆疊片沿著該轉子的縱軸方向具有一厚度，以使電動馬達能輸出至少6-8 Nm的轉矩。
在一些實施例中，疊片係偏斜以平滑化電動馬達的轉矩波動。
在一些實施例中，每一個疊片包含以放射狀指向轉子中永久磁鐵的鋸齒，鋸齒與永久磁鐵相面對的表面係配置以使對應的磁場分佈能夠最小化線圈的平均及脈衝電流。
在一些實施例中，每一個疊片包含以放射狀指向轉子中永久磁鐵的鋸齒，鋸齒與永久磁鐵相面對的表面係配置以減少磁力及靜態電流的損耗。
在一些實施例中，包含溫度感測器以產生指示轉子中永久磁鐵的溫度訊號，訊號係耦接至控制器的輸入端，控制器係進一步配置以控制通過線圈的電流以防止永久磁鐵發生熱損傷。
在一些實施例中，包含溫度感測器以產生指示轉子中永久磁鐵的溫度訊號，訊號係耦接至控制器的輸入端，控制器係進一步配置以控制通過線圈的電流以防止永久磁鐵發生熱損傷。
在一些實施例中，線圈及堆疊片是配置以處理來自控制器的至少1-2 kW的連續電力。
在一些實施例中，線圈及堆疊片是配置以處理來自控制器在啟動時至少3 kW的高峰電力。
在一些實施例中，包含直流電力供應元件以轉換交流電能至直流電能以供應電動馬達，使電動馬達能以交流主電源驅動。
本實施例提供一種製造電動馬達之方法，電動馬達係用於黏性泵送，所述方法包括以下步驟： 提供具有永久磁鐵的轉子； 耦接旋轉感測器至轉子，旋轉感測器在旋轉一周時至少有1/500th的角解析度； 形成定子，定子具有一堆疊片及圍繞其之線圈，其中線圈及堆疊片是配置以處理至少1 kW的連續電力；以及 形成控制器，以在電流流經線圈時提供電子轉向，其中控制器包含反饋電路耦接至旋轉感測器，以使控制器將電動馬達產生的轉矩控制在一定的範圍內。其中電動馬達係由40-60VDC的低電壓所驅動的無電刷直流電動馬達。
在一些實施例中，提供步驟包括： 取得無電刷直流電動馬達，其係配置以由40-60VDC的低電壓所驅動，無電刷直流電動馬達包含： 轉子，具有永久磁鐵； 定子，具有第二堆疊片及圍繞其之第二線圈；以及 控制器，在電流流經線圈時提供電子轉向； 其中形成定子的步驟包含移除第二堆疊片及圍繞其之第二線圈，並更換為前述之疊片及線圈。將旋轉感測器連接至控制器的反饋電路。
在一些實施例中，控制器包含脈波寬度調變元件以產生電流，以及濾波元件以過濾來自脈波寬度調變元件的雜訊，且方法包含調校濾波元件以最小化控制器中反饋電路的雜訊。
本發明的實施例包含一種低電壓高轉矩的電動馬達，適合驅動不可預測的可變負載，如使用馬達泵送如未經處理的污水等黏性液體。一般來說，此馬達是配置以在約40至60 VDC的低電壓驅動，且最常見是約50VDC，如工業標準電壓48VDC。
在本實施例中，該電動馬達主要以未經處理的污水用幫浦來進行說明，但對於本領域具有通常知識者而言，該電動馬達能夠在任何需要低電壓高轉矩的情況下所使用，如其他電動馬達的泵送應用，包含鑽孔抽水、灌溉及挖礦等相關的應用。根據本公開之馬達的其他應用對本領域具有通常知識者而言也是顯而易見的。
如第1圖所示，該電動馬達是一種無電刷直流電動馬達，其包含安裝有永久磁鐵的圓柱型轉子4。轉子4是置於同心狀具有定子線圈7的圓柱型定子6內。定子線圈7由控制器10通電，控制器10從可再生能源獲取低壓直流電能，例如以可再生能源發電機(圖中未標示)充電的蓄電池，如光伏太陽能電池及/或風力發電機。流至控制器10的電流(在本實施例是來自電池的電流)是由電流感測器16監控。控制器10透過變動的驅動訊號使定子線圈7通電，並使定子6產生與轉子4的永久磁鐵相互作用的相應變動磁場，從而使轉子4繞其縱軸旋轉，並機械式的驅動耦接於轉子4的驅動軸的一端的負載2，在本實施例中負載2為污水幫浦。在本實施例中，控制器10是位於距潛水馬達和幫浦較遠的位置(在上述實施例中相距約15m)。然而，在替代的實施例中，控制器10及負載2是位於同一位置並一同浸沒在水中，因此只有電池電源線及監控電纜從污水水槽牽出。舉例來說，在一些實施例中，控制器10及負載2設置在同一個框體內，而在一些實施例中控制器10是設置在馬達的鑄體內。
在一實施例中，如第1圖所示，兩個編碼感測器A8、編碼感測器B9耦接至驅動軸的另一端，以感測旋轉位置及轉子4的速度，並提供回饋給控制器10，使控制器10能夠回應幫浦提供給轉子4的可變機械負載以調整驅動訊號進而調整轉子4的轉速。
定子疊片5及疊片堆(lamination stack)
在一實施例中，電動馬達是透過修改用於CNC機台的市售無電刷直流電動馬達取得，在其他實施例中，電動馬達是從頭開始製造的。
在研發本發明的工作中，最初的挑戰是確定是否能使用這類型的電動馬達技術，在低壓(48 VDC)下提供足夠的功率來驅動幫浦。1kW在這類技術中是屬於高功率，在這方面先前的努力是在更高的電壓(> 100 V)下驅動以減少電流，從而減少定子線圈7和相關佈線中的電阻損耗。因本發明所述之馬達是在低電壓直流電下運行，其產生的電流會比現有技術中以更高的電壓驅動的馬達更大。
發明人認為在適當框架尺寸(NEMA 56-66)中的現成疊片中沒有足夠的容量而無法在約25-35 A的所需電流下有效運行。因此，發明人對疊片配置進行了改良以增加「回鐵路徑(back iron path)」(作為外部環形區域加入疊片的齒/極以提供磁通路徑)，並且因此在48VDC的較高驅動電流下降低了磁通密度。
此外，修改了定子疊片5上的鋸齒分布以減少前緣極的開關電流(leading edge pole switching currents)，並因此降低了控制器10的負載。由於轉子4和定子6的緊密結合(約0.5mm的間隙，而非傳統馬達中大於1mm的間隙)而導致了更嚴格的公差，因此需要進一步的技術和夾具來進行裝配，這有助於將轉子4插入定子6時避免損壞轉子磁鐵。
下列步驟係用於組裝該電動馬達的方法，其步驟包含： (i)將馬達定子6組裝至殼內； (ii)將馬達轉子4組裝至軸上； (iii)將兩者插入裝配夾具中； (iv)操作裝配夾具(裝配夾具可確保將轉子4正確安全地插入定子6中)； (v)固定軸承； (vi)確認轉子4能在定子6中自由旋轉； (vii)安裝編碼感測器A8； (viii)安裝編碼感測器B9；並且 (ix)將轉子4耦接至隨動馬達(使轉子4能在控制下緩慢轉動)； (x)將編碼感測器連接至測試輸入端； (xi)將馬達相繞組(motor phase windings)連接至測試輸入端； (xii)啟動隨動馬達； (xiii)手動校準編碼感測器A8及編碼感測器B9至測試儀器發出正確的校準訊號(訊號燈)； (xiv)固定編碼感測器A8及編碼感測器B9； (xv)停止隨動馬達； (xvi)將測試設備切換至執行模式(馬達現已通電如正常運行狀態)； (xvii)運行自動測試程序以量化馬達性能等。
除了改良疊片外，定子線圈7用的導線也用直徑較大的導線替換，以減少電阻損耗及發熱。應當理解的是，在定子線圈7中使用大直徑導線與使定子疊片5盡可能加大以減少其中的磁通密度避免磁飽和之間存在取捨關係。出於同樣的原因，疊片使用高級磁性鋼也很重要。
在本實施例中，另一個需考慮的問題是當轉子磁鐵為稀土磁鐵時，馬達線圈中的電流密度可能造成疊片的局部發熱，最終導致馬達的稀土磁鐵失效。
在本發明的研發工作中，這些對於疊片及線圈的改良展示了使用這種馬達技術能夠在48V的工作電壓下，以可接受的電阻損耗及發熱達到所期望的功率水準。然而，馬達控制和轉矩輸出上仍然存在困難。具體來說，具有上述兩種改良的定子疊片5的馬達儘管可運行且足夠強大，但仍不足以平穩的驅動污水幫浦帶來的特殊負載。
為了解決這些缺點，透過以下方法對該堆疊片進行改良：(i)添加更多疊片以增加該堆疊片的長度/深度(即沿轉子4的縱軸)，將其從60 cm增加到90 cm(同時轉子磁鐵也更換成相應長度)；(ii)透過偏斜該堆疊片以平滑化馬達磁場的轉矩波動。儘管偏斜疊片堆已用於專用高速交流馬達，但據發明人所悉，該方法從未用在此種類型的直流應用中。
透過改良疊片及疊片堆，使馬達的效率提昇並證明了該馬達(顯然地)是污水幫浦的最佳驅動器。事實上，如此高的低速轉矩使其液壓性能(hydraulic performance)得到了顯著改善，由於低速轉矩的增加而導致更多的液體以較低的速度被泵送。
控制器10
有了上述之改良馬達，下一個任務是研發控制器10以控制該改良馬達。市售的商業控制器並不適合，因為無法在可變的幫浦負載下可靠的啟動此改良馬達，且可能因不規則的幫浦轉矩而經常發生突波(surge)。發明人確定主要問題在於速度回饋系統的不穩定性。該類型的公知控制器中的霍爾速度感測器系統含有一或三個霍爾感測器以偵測每旋轉一周的馬達速度。發明人認為這樣的標準配置太過粗糙，以至於無法準確的映射出幫浦的不規則轉矩負載。為了解決這項困難，本發明的馬達包含一高分辨率旋轉速度感測器耦接至轉子4的傳動軸，如第12圖所示，以提供較高的角解析度以使控制器10能夠在可變的負載下快速的校正不規則的幫浦轉矩。在本實施例中，是使用設計用作位置感測器的市售的1024脈衝光學編碼器做為旋轉感測器，使驅動軸每旋轉一周可提供1024個脈衝的分辨率。
在所述實施例中，控制器10為市售的控制器如Electromen EM347或ROBOTEQ SBl/HBM/MBL，但具有用於控制器10中的微處理器的改良軟體。控制器10是配置以根據當時的馬達速度，選擇性的使用兩個速度感測器中的一個。在低轉速時，是以標準方式使用通常的三個霍爾感測器以確定正確的啟動方向並觸發定子線圈7電流的前幾次電子轉向。當轉子4達到至少100 rpm的轉速後，控制器10的迴路將僅使用高分辨率編碼器，從而提供馬達更高的速度和轉矩控制。這有助於馬達在幫浦提供的波動負載下能夠穩定運行。
除此之外，溫度感測器15被埋設在線圈繞組中以監控轉子磁鐵的溫度並保護它們免於過熱。在本實施例中，溫度感測器15為負溫度係數(NTC)熱敏電阻。然而，在另一個實施例中，溫度感測器15是K型熱電偶。
雜訊過濾
此類型的現代馬達控制器10通常使用脈衝寬度調變(PWM)技術以產生驅動馬達所需的波形。發明人認為必須將PWM用於所述之污水泵送應用，因為它提供了最高的整體電效率和最低的熱損失。然而，PWM系統產生的電磁雜訊可能會影響其他電組件。在上述馬達中所產生的電磁雜訊會污染反饋系統，從而導致馬達和幫浦的控制問題。為了解決這項困難，開發了一系列濾波器來減少雜訊。在該情況下，發明人認為雜訊處於如此高的水準是因為使用低電壓和高電流，因此有必要透過兩種方式來減輕雜訊：(i)透過使用調校後的類比濾波器11、13以反饋感測器訊號，以及(ii)在控制器10中加上軟體濾波器12。
濾波器11、13以數種方式運作；首先，透過降載線路，以使高頻低功率雜訊脈衝衰減；其次，透過選擇性過濾控制器10所運作的特定PWM頻率。先進行計算過濾值，再根據經驗進行調整，同時使用標準測試設備監控訊號。透過這種方式，可以對濾波器11、13進行調校以提供PWM頻率和電纜參數最少的雜訊。這很重要因為更改電纜類型及/或長度需要進行不同的調校。最後，確保訊號適當接地和屏蔽，包括透過監視接地電流和使用較大的接地導體以降低接地阻抗來確保正確的接地方案。
第13及14圖展示了在互連電纜的長度約為15公尺(第13圖)及300毫米(第14圖)的實施例中類比濾波器網路的電路圖，其用於過濾來自馬達控制器10與編碼器間互連電纜的開關雜訊。在後者的實施例中，用於與溫度感測器15互聯的濾波器包括33Hz的低通(通常模式)濾波器和21Hz的T濾波器，且用於電流感測器16的濾波器被設置為159Hz。然而，對於本領域具有通常知識者而言顯而易見的是，需要將濾波器頻率與控制器10的PWM開關頻率及互連電纜的特定參數進行調校。例如，將電阻器R2和R3調校至控制器10的輸出阻抗Zout、而電阻器R4至R7以及電容器C7和C8調校至電纜長度和電纜類型。
感測器及監控
除上述內容外，馬達包括本領域具有通常知識者已知的標準感測器以監控馬達性能，包含線圈以及控制器10的溫度、馬達的相電壓以及電流、電源的電壓和電流，以及以壓力和流量呈現的馬達負載。
來自感測器的訊息會定期傳送至遠端監控系統，以完整的映射(mapping)系統的實時性能，並允許控制器10和馬達的調校。這些感測器已合併至馬達和控制器10中，並透過使用超低功耗電子設備進行優化，以及將控制器10在不運作時置於低功率狀態，有時將其全部關閉，以針對低功耗進行優化，當然這意味著控制器10必須能在相關的感測器控制程序中喚醒。且針對主馬達功率控制器10進行了類似的優化，透過選擇低待機功耗元件並確保在可行的情況下將所有處理器和相關的電子設備置於低功耗的睡眠狀態，以實現最低靜置功耗。總結而言：如果馬達不運行且輸入功率條件良好(即電池已充電)，則進入睡眠模式；如果馬達不運行且輸入功率條件不佳，則關閉電源。
在條件允許下，以溫度感測器15為中心的附加控制允許施加附加的啟動電流，以增加了用於泵送的馬達啟動轉矩，並將其映射至速度控制迴路上。由於發明人已確定馬達具有大於1kW的短期過載能力(例如：發明人曾以2kW啟動)，並且已知當前的線圈溫度(通過埋入的溫度感測器15)，控制器10可以允許將啟動電流限制設置為50A而不是25A，持續3秒等等的狀況。
舉例來說，如果馬達線圈處於低溫，則可以在線圈達到可能損壞磁體的溫度之前以全功率運行。因此，控制器10可以允許全功率，或者如果非常低溫，則允許超載持續2秒，並接續一段正常的連續全功率。如果馬達線圈處於高溫，則可以修改上述內容以最大程度的提高啟動轉矩，而這可能會損失運行轉矩。
具有本文所述之改良電動馬達的污水幫浦提供了比起同類的現有技術中使用交流主電源供電(或基於交流換流器)的污水泵送系統，有著更優越的低速啟動和液壓性能。此外，改良幫浦的功率需求比現有技術的幫浦系統更好約六倍。例如，在一項測試中，兩種類型的幫浦均在相同條件下運行，並由相同的太陽能/電池存儲電源供電。在2018年澳大利亞冬季期間，本文所述之改良幫浦系統在極低的日照強度下，在4天的期間內均可輕鬆運行，而現有技術的交流系統在第二天晚上耗盡電池的電力並停止運行。
儘管本發明的馬達是開發用於低壓電源，但在上述馬達的實施例中，由於其功率消耗和功率輸送(低速啟動、低速泵送)方面比現有技術的馬達效率高出許多，使其不僅適用於離網應用，用於交流電源連接系統上是切實可行的。例如，可以通過將電源輸送至簡易的開關模式電力供應中，以將電壓降至約50 V以運行此馬達。因此，透過相對便宜的電力供應就能實現這些改良。另外，由於所描述的馬達比現有技術的馬達效率高出許多，以至於上述的一個馬達能從四個房屋抽水，而現有技術的馬達只能從一個房屋抽水。
對於本領域具有通常知識者來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的申請專利範圍之內。
2:負載 4:轉子 5:定子疊片 6:定子 7:定子線圈 8:編碼感測器A 9:編碼感測器B 10:控制器 11,13,14:濾波器 12:軟體濾波器 15:溫度感測器 16:電流感測器 R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7:電阻器 C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8:電容器
本發明的一些實施例將在下文中通過舉例的方式參照附圖進行說明。 第1圖為根據本發明實施例之用於驅動幫浦的電動馬達的示意圖； 第2圖及第3圖為第1圖中電動馬達的分解及組裝示意圖； 第4圖為電動馬達中轉子元件的截面側視圖； 第5圖為現有技術中轉子及定子疊片的平面圖； 第6圖為根據本發明實施例之轉子及定子疊片的平面圖； 第7圖為第5圖中的現有技術的定子疊片的部分模擬磁場示意圖(為了更清楚而放大了轉子及定子的間隙)； 第8圖為第6圖中的定子疊片的部分模擬磁場示意圖(為了更清楚而放大了轉子及定子的間隙)； 第9圖為在原始的磁極間隙中的磁場強度曲線圖，是沿著間隙中心從一磁極邊緣延伸到該極的另一邊緣的弧的距離函數； 第10圖為在修改後的磁極間隙中的磁場強度曲線圖，是沿著間隙中心從一磁極邊緣延伸到該極的另一邊緣的弧的距離函數； 第11圖為根據本發明實施例之定子疊片堆的照片； 第12圖為安裝在馬達的轉子軸上的兩個編碼器的照片；以及 第13圖及第14圖為用於過濾來自連接兩個編碼器至馬達控制器的兩條互連電纜的開關噪聲的類比濾波器網路的電路圖，用於互連電纜的長度約為15公尺(第13圖)和300毫米(第14圖)的實施例。
2:負載
4:轉子
6:定子
7:定子線圈
8:編碼感測器A
9:編碼感測器B
10:控制器
11,13,14:濾波器
12:控制軟體
15:溫度感測器
16:電流感測器

Claims (18)

  1. 一種電動馬達，係用於黏性泵送， 其中該電動馬達係一無電刷直流電動馬達，配置以由40-60VDC的低電壓所驅動，並包含： 一轉子，具有一永久磁鐵； 一定子，具有一堆疊片及圍繞其之線圈；以及 一控制器，為流經該線圈的電流提供電子轉向； 其中該線圈及該堆疊片係配置以處理來自該控制器的至少1 kW的連續電力，該控制器包含一反饋電路，該反饋電路包含一旋轉感測器耦接至該轉子，該旋轉感測器在旋轉一周時至少有1/500th的角解析度，以使該控制器將該電動馬達產生的轉矩控制在一定的範圍內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電動馬達，其中該控制器包含一脈波寬度調變元件(pulse-width modulation)以產生該電流，以及一濾波元件以過濾來自該脈波寬度調變元件的雜訊。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電動馬達，其中該濾波元件包含一類比濾波器以過濾該反饋電路中的該脈波寬度調變元件產生的雜訊。
  4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之電動馬達，其中該濾波元件包含一數位濾波器以過濾該脈波寬度調變元件產生的雜訊。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之電動馬達，更包含霍爾感測器以產生該轉子的位置訊號，使該控制器能確定該轉子的旋轉位置以進行該電子轉向，其中該控制器係配置以選擇性使用該霍爾感測器或該旋轉感測器其中之一，以根據該轉子的轉速控制流經該線圈的該電流。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之電動馬達，其中該疊片係配置以具有大的後通路以避免或減少該疊片發生磁飽和。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之電動馬達，其中該堆疊片沿著該轉子的縱軸方向具有一厚度，以使該電動馬達能輸出至少6-8 Nm的轉矩。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之電動馬達，其中該堆疊片係偏斜以平滑化該電動馬達的轉矩波動。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之電動馬達，其中每一個該疊片包含以放射狀指向該轉子中該永久磁鐵的一鋸齒，該鋸齒與該永久磁鐵相面對的表面係配置以使對應的磁場分佈能夠最小化該線圈的平均及脈衝電流。
  10. 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之電動馬達，其中每一個該疊片包含以放射狀指向該轉子中該永久磁鐵的一鋸齒，該鋸齒與該永久磁鐵相面對的表面係配置以減少磁力及靜態電流的損耗。
  11. 如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之電動馬達，更包含一溫度感測器以產生指示該轉子中該永久磁鐵的溫度的訊號，該訊號係耦接至該控制器的一輸入端，該控制器係進一步配置以控制通過該線圈的該電流以防止該永久磁鐵發生熱損傷。
  12. 如申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述之電動馬達，更包含一溫度感測器以產生指示該轉子中該永久磁鐵的溫度的訊號，該訊號係耦接至該控制器的一輸入端，該控制器係進一步配置以控制通過該線圈的該電流以防止該永久磁鐵發生熱損傷。
  13. 如申請專利範圍第1項至第12項中任一項所述之電動馬達，其中該線圈及該堆疊片係配置以處理來自該控制器的至少1-2 kW的連續電力。
  14. 如申請專利範圍第1項至第13項中任一項所述之電動馬達，其中該線圈及該堆疊片係配置以處理來自該控制器在啟動時至少3 kW的高峰電力。
  15. 如申請專利範圍第1項至第14項中任一項所述之電動馬達，包含一直流電力供應元件以轉換交流電能至直流電能以供應該電動馬達，使該電動馬達能以交流主電源驅動。
  16. 一種製造電動馬達之方法，該電動馬達係用於黏性泵送，所述方法包括以下步驟： 提供具有一永久磁鐵的一轉子； 耦接一旋轉感測器至該轉子，該旋轉感測器在旋轉一周時至少有1/500th的角解析度； 形成一定子，該定子具有一堆疊片及圍繞其之線圈，其中該線圈及該堆疊片係配置以處理至少1 kW的連續電力；以及 形成一控制器，以為流經該線圈的電流提供電子轉向，其中該控制器包含一反饋電路耦接至該旋轉感測器，以使該控制器將該電動馬達產生的轉矩控制在一定的範圍內；其中該電動馬達係由40-60VDC的低電壓所驅動的一無電刷直流電動馬達。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中該提供步驟包括： 取得一無電刷直流電動馬達，其係配置以由40-60VDC的低電壓所驅動，該無電刷直流電動馬達包含： 一轉子，具有一永久磁鐵； 一定子，具有第二堆疊片及圍繞其之第二線圈；以及 一控制器，為流經該線圈的該電流提供電子轉向； 其中形成該定子的步驟包含移除該第二堆疊片及圍繞其之第二線圈，並更換為如申請專利範圍第15項所述之該疊片及該線圈；將旋轉感測器連接至控制器的反饋電路。
  18. 如申請專利範圍第15項或第16項所述之方法，其中該控制器包含一脈波寬度調變元件以產生該電流，以及一濾波元件以過濾來自該脈波寬度調變元件的雜訊，且該方法包含調校該濾波元件以最小化該控制器中該反饋電路的雜訊。
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