CN111712996B

CN111712996B - 减小旋转轴上的载荷的马达驱动装置

Info

Publication number: CN111712996B
Application number: CN201880089205.8A
Authority: CN
Inventors: 金珉技
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2018-02-12
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2022-07-29
Anticipated expiration: 2038-12-18
Also published as: EP3754821A1; WO2019156342A1; KR102069579B1; EP3754821A4; KR20190097635A; CN111712996A; US20200403536A1; US11398784B2

Abstract

本发明涉及一种马达驱动装置，该马达驱动装置能够在初始操作磁性轴承时减轻旋转轴上的载荷负担。当转子和定子初始对准时，马达驱动装置可以向多个线圈中距地面最远的线圈施加比其他线圈更大的电流，以减小所述定子和所述转子的初始对准所需的悬浮力。

Description

减小旋转轴上的载荷的马达驱动装置

技术领域

本发明涉及一种能够在初始操作磁性轴承时减轻旋转轴上的载荷负担的马达驱动装置。

背景技术

通常，深冷器***是将冷水供应到需要冷水的物体(例如空调、冰箱等)的冷却装置或制冷装置。该深冷器***包括压缩机、冷凝器、膨胀器和蒸发器，制冷剂在其中循环。

在此，压缩机包括磁性轴承，该磁性轴承利用磁力使在马达中旋转的旋转轴悬浮，以高速率压缩大量制冷剂。

在此，参考韩国公开专利(KR 10-2015-0179994)，示出了常规的深冷器***，并且参考该公开专利，将描述包括在常规的深冷器***中的压缩机。

图1是示出常规深冷器***的视图。图2是示出图1中的常规深冷器***中包括的压缩机的剖视图。

参考图1，常规的深冷器***包括：压缩机10，其压缩制冷剂；冷凝器30，其使在压缩机10中压缩的制冷剂冷凝；膨胀阀40，其使在冷凝器30中冷凝的制冷剂膨胀；以及蒸发器20，其使在膨胀阀40中膨胀的制冷剂蒸发。

吸入阀50控制在蒸发器20中蒸发并流向压缩机10的制冷剂的流动。旁通阀60使由压缩机10压缩的制冷剂旁通至蒸发器20，并控制从压缩机10流向蒸发器20的制冷剂的流动。这里，可以省略旁通阀60和安装有旁通阀60的管道。

参考图2，压缩机10包括马达部，该马达部由设置有多个齿的定子11以及在定子11中旋转的转子12构成。

定子11由金属材料构成。多个线圈C1、C2和C3分别缠绕在定子11的多个齿上，并且电流流过多个线圈C1、C2、C3中的每一者，从而产生磁场。

转子12由具有磁力的磁性材料构成，并且由于由多个线圈C1、C2和C3产生的磁场而旋转。

然而，当马达处于停止状态时，转子12中产生第一力F1和第二力F2，第一力F1由于转子12的重量而向下作用，第二力F2作用在由磁性材料制成的转子12和由金属材料制成的定子11之间。

转子12借助第一力F1和第二力F2从定子11的中心线H2向下移动(例如，状态A)。

为了驱动处于停止状态的马达，转子12的中心和定子11的中心应彼此一致。

为此，马达部还包括磁性轴承13，该磁性轴承13产生用于使转子12向上移动的磁力。

磁性轴承13布置在转子12的上侧和下侧，并且产生第三力F4，该第三力F4将转子12推到定子11的中心线H2。

由于第三力F4，转子12的中心与定子11的中心线H2重合(例如，状态B)。也就是说，在用于驱动马达的初始对准过程中，转子12和定子11的中心线彼此重合。

然而，存在的问题是，随着转子12的重量增加并且构成转子12的磁性体的磁力增加，磁性轴承13必须产生更大的悬浮力。

此外，当设置有在马达中产生更大的悬浮力的磁性轴承13时，存在的问题是马达的整体尺寸和制造成本增加，并且在马达的制造中出现许多限制。

另外，传统上，存在的问题是，由于定子11的齿的位置被任意地布置，磁性轴承13中应产生的悬浮力的大小随马达而变更。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供一种马达驱动装置，其能够减小初始对准转子和定子所需的悬浮力的大小。

此外，本发明旨在提供一种马达驱动装置，其能够减小初始对准转子所需的磁性轴承的尺寸和制造成本。

另外，本发明旨在提供一种马达驱动装置，其能够通过统一定子的对准结构来增强马达控制的可靠性。

本发明的目的不限于上述目的，并且未提及的本发明的其他目的和优点可以通过以下描述来理解，并且通过本发明的示例性实施可以更加清楚地理解本发明的其他目的和优点。此外，可以容易地理解，可以通过权利要求中所示的手段及其组合来实现本发明的目的和优点。

技术方案

在根据本发明的马达驱动装置中，当转子和定子初始对准时，可以通过向多个线圈中布置成离地面最远的线圈比向其他线圈施加更大的电流来减小初始对准转子和定子所需的悬浮力。

此外，在根据本发明的马达驱动装置中，通过在将电流施加到多个线圈以产生悬浮力之后借助磁性轴承产生附加的悬浮力，可以减小在磁性轴承中产生的悬浮力的大小。因此，可以减小包括在马达中的磁性轴承的尺寸和制造成本。

另外，在根据本发明的马达驱动装置中，通过均匀地布置设置在定子中的多个齿，使得多个齿的位置相对于垂直于地面的参考线对称，能够提高马达控制的可靠性。

具体地，本发明的一个方面提供了一种马达驱动装置，所述马达驱动装置包括：壳体(105)；定子(110)，所述定子固定至所述壳体的内表面并且包括多个齿，所述多个齿分别缠绕有多个线圈；转子(120)，所述转子布置在所述定子中并借助所述多个线圈中产生的磁场旋转；旋转轴(125)，所述旋转轴沿所述转子的轴向方向延伸并水平布置；磁性轴承(130、135)，所述磁性轴承构造成产生使所述旋转轴向上悬浮的磁力；以及控制器，所述控制器被构造成向所述多个线圈施加电流并控制所述磁性轴承的操作，其中，所述控制器将不同大小的电流施加到所述多个线圈，并且第一齿布置在所述旋转轴的上方，与所述多个线圈分别缠绕的绕组中心轴线中的平行于重力加速度方向的线形成最小角度的线圈缠绕在所述第一齿上。

所述多个齿可以包括第一齿至第三齿，所述第一齿至所述第三齿上分别缠绕有第一线圈至第三线圈；所述第一齿至所述第三齿可以基于所述旋转轴以相同间隔的角度布置；并且与所述第二齿和所述第三齿相比，所述第一齿可以布置成离地面更远。

所述多个齿还可以包括基于所述旋转轴为与所述第一齿至所述第三齿相对地布置的第四齿至第六齿。

所述第一齿可以布置成与所述壳体接触的地面垂直或与所述重力加速度方向平行。

所述第一齿可以布置在与所述壳体接触的地面垂直的线(L2)或平行于所述重力加速度方向的线形成第一角度(θ)的范围内；并且所述第一角度可以小于或等于60°。

所述马达驱动装置还可以包括支承辊轴承，所述支承辊轴承至少布置在所述旋转轴的上方和下方，并且布置成比所述磁性轴承更靠近所述旋转轴。所述磁性轴承可以比所述支承辊轴承更靠近所述转子布置。

此外，本发明的另一方面提供一种控制马达的驱动的方法，所述马达包括：定子(110)，所述定子包括多个齿，所述多个齿分别缠绕有多个线圈；转子(120)，所述转子布置在所述定子中并借助所述多个线圈中产生的磁场旋转；旋转轴(125)，所述旋转轴沿所述转子的轴向方向延伸并水平布置；以及磁性轴承(130、135)，所述磁性轴承构造成产生使所述旋转轴向上悬浮的磁力。

当在初始驱动马达时，最大电流可以施加到在分别缠绕有所述多个线圈的绕组中心轴线中与重力加速度方向形成最小角度的所述线圈，以使所述旋转轴悬浮。

此外，当在初始驱动马达时，所述最大电流可以施加到与分别缠绕有所述多个线圈的所述绕组中心轴线中的布置在与平行于所述重力加速度方向的线形成第一角度(θ)的范围内的所述绕组中心轴线相对应的所述线圈，以使所述旋转轴悬浮。

根据控制驱动的方法，在将所述电流施加到所述多个线圈之后，所述磁性轴承可以被控制成产生磁力；并且当所述磁性轴承中产生所述磁力时，可以减小施加到所述多个线圈的所述电流的大小。

有益效果

在根据本发明的马达驱动装置中，当转子和定子初始对准时，可以通过向多个线圈中布置成离地面最远的线圈比向其他线圈施加更大的电流来减小初始对准转子和定子所需的磁性轴承的悬浮力。因此，因为转子和定子初始可以仅与产生相对较小悬浮力的磁性轴承对准，所以可以降低磁性轴承的所需性能。因此，因为马达可以使用相对便宜的磁性轴承正常地操作，所以可以降低马达驱动装置的制造成本和生产成本。

此外，在根据本发明的马达驱动装置中，通过在将电流施加到多个线圈以产生悬浮力之后在磁性轴承中产生附加的悬浮力，可以减小在磁性轴承中产生的悬浮力的大小。因此，可以减小磁性轴承的尺寸和制造成本，并且还可以减小马达的整体尺寸和制造成本。此外，利用磁性轴承的尺寸的减小而产生的自由空间，可以在马达中容纳更多的制冷剂或实现更大的输出。

另外，在根据本发明的马达驱动装置中，通过均匀地布置设置在定子中的多个齿，使得多个齿的位置可以相对于垂直于地面的参考线对称，可以对马达应用相同的控制方式。因此，能够在相同类型的马达中省略初始的手动设定过程，并且能够减小磁性轴承的负荷以增强马达控制的可靠性。

在描述用于实施本发明的以下具体项目时，将与上述效果一起提及本发明的具体效果。

附图说明

图1是示出常规深冷器***的视图。

图2是示出图1的深冷器***中包括的压缩机的剖视图。

图3是示出根据本发明的一个示例性实施的马达驱动装置的框图。

图4是示出图3中的马达部的剖视图。

图5是用于描述沿着图4中的线A-A剖切的截面的剖视图。

图6是用于描述控制根据本发明的一个示例性实施的马达驱动装置的方法的流程图。

图7是用于描述在图6的操作S110中施加的电流大小的曲线图。

图8是用于描述根据本发明的一个示例性实施的初始对准马达驱动装置的方法的视图。

图9是示出根据本发明的另一示例性实施的马达驱动装置的剖视图。

图10是示出根据本发明的又一示例性实施的马达驱动装置的剖视图。

附图标记

100：马达部 105：壳体

107：支撑部 110：定子

120：转子 125：旋转轴

127：板 130：磁性轴承

140：支承辊轴承 150：引导轴承

200：控制器

具体实施方式

下面将参考附图详细描述上述目的、特征和优点，因此本领域技术人员可以容易地执行本发明的技术精神。在本发明的描述中，当与本发明有关的相关技术的详细描述不必要地模糊了本发明的主题时，将省略详细描述。下文中，将参考附图详细描述本发明的优选示例性实施。附图中相同或相似的部件使用相同的附图标记。

下文中，参考图3至图10，将描述根据本发明的一些示例性实施的马达驱动装置。

图3是示出根据本发明的一个示例性实施的马达驱动装置的框图。图4是示出图3中的马达部的剖视图。

参考图3，根据本发明的一个示例性实施的马达驱动装置包括马达部100和控制器200。

马达部100包括各种类型的马达。

具体地，马达部100可以包括交流(AC)马达、直流(DC)马达，无刷DC马达、磁阻马达等。

例如，马达部100可以包括表面安装永磁同步马达(SMPMSM)、内部永磁同步马达(IPMSM)、同步磁阻马达(SynRM)等。

控制器200可以控制马达部100的操作。控制器200可以控制马达部100中包括的部件的操作。

例如，控制器200可以控制：施加到马达部100中包括的多个线圈C的电流的大小；以及产生悬浮力的磁性轴承130的磁力的大小，该悬浮力使连接到转子120的旋转轴125悬浮。

在这种情况下，控制器200可以通过调节施加到多个线圈C的电流的大小来减小在磁性轴承130中产生的磁力的大小。

下面将描述上述内容的详细描述。

参考图4，马达部100包括壳体105、定子110、转子120、旋转轴125、磁性轴承130和135、支承辊轴承140和145以及引导轴承150。

壳体105形成马达部100的外部，并设置有圆筒状的内部空间。在壳体105的内部空间中，容纳有转子120、旋转轴125、磁性轴承130和135、支承辊轴承140和145以及引导轴承150。

在附图中，壳体105被示出为圆筒形形状，其一个表面是敞开的，但是本发明不限于此，壳体105可以形成为各种形状，每种形状均设置有内部空间。

壳体105的侧周表面可以布置成与地面平行。即，壳体105的一个侧表面可以布置成与形成底部的支撑表面(图5中的107)接触。因此，旋转轴125可以水平地对准以平行于支撑表面。

定子110可以包括：圆环状的主体，其固定至壳体105的内周表面；以及多个齿114，其从圆环状的主体朝中心O向内延伸。齿可以沿着圆周以相同间隔布置为多个。例如，如上所述，可以以120°的间隔布置三个齿。

定子可以具有这样的结构，其中，图5所示的多个金属板沿着轴向方向O层压。定子可以由引导磁力线的金属材料形成。线圈C可以缠绕在定子的齿上，金属板层压在定子中。

多个齿上可以缠绕不同的线圈C1、C2和C3。具有不同相位的电流施加到线圈C，并且因此可以产生使转子120旋转的磁场。

转子120被定子110围绕并且布置在定子110中。转子120由于缠绕在定子110上的线圈C产生的磁场而旋转。转子120设置在定子110的多个齿的中心。

转子120由磁性材料构成，并且虽然在附图中没有清楚地示出，但是其可以具有不同的极性。转子120可以包括永磁体。此外，转子120可以包括永磁体和引导永磁体的磁力线的铁磁材料。

转子120的侧表面(即，外周表面)可以布置成平行于底表面。

旋转轴125可以沿着转子120的轴向方向从转子120的中心延伸到两侧。即，旋转轴125的中心可以与转子120的中心重合。

转子120可以固定到旋转轴125以与旋转轴125一体地操作。转子120可以与旋转轴125一体地旋转。旋转轴125的直径可以形成为小于转子120的直径。转子120可以被强制地压配合到旋转轴125的外周表面上。

当马达部100操作时，由磁性材料形成的转子120通过缠绕在定子110上的多个线圈C产生的变化的磁场而受到旋转力。因此，转子120和旋转轴125在定子110中旋转。因为转子120通过由于转子120的旋转而产生的旋转力而自对准，所以定子110的中心和转子120的中心可以彼此重合。

另一方面，当马达部100停止时，转子120由于转子120自身的重量而从定子110的中心向下移动。在这种情况下，支承辊轴承140和145可以限制转子120的移动范围，使得转子120不与定子110的内表面接触。支承辊轴承140和145可以布置在两侧，转子120插设在其间。支承辊轴承140和145可以分别支撑旋转轴125的延伸到两侧的部分，并且转子120插设在其间。支承辊轴承140和145可以沿径向方向支撑旋转轴125。

在一个示例性实施中，支承辊轴承140和145可在周向方向上围绕旋转轴125的外周表面。在另一示例性实施方式中，支承辊轴承140和145可以至少从上部和下部支撑旋转轴125的外周表面，并且支承辊轴承140和145中的每一者均可以具有竖向分开的结构。

在一个示例性实施中，当转子120旋转时，支承辊轴承140和145可旋转地沿径向方向支撑与转子120一起旋转的旋转轴125。在另一示例性实施中，当转子120不旋转时，支承辊轴承140和145可以限制旋转轴125向下位移，因此旋转轴125由于其自身重量而与转子120一起下降。

当旋转轴125和转子120由于自身重量而下降时，转子120的中心与定子110的中心彼此不一致。在这种情况下，可以在使转子120的中心与定子110的中心匹配的初始对准过程之后操作马达部100。

磁性轴承130和135产生磁力，该磁力使旋转轴125向上悬浮。磁性轴承130可以由电磁体构成，并且可以借助恒定的电信号产生大小一致的磁力。控制器200可以控制由磁性轴承130产生的磁力的大小。

磁性轴承130和135可以布置在两侧，转子120插设在其间。磁性轴承130和135可以作用在旋转轴125的延伸到两侧的部分上，并且转子120插设在其间。

磁性轴承130和135可以在旋转轴125的至少上侧和下侧面对旋转轴125的外周表面。

磁性轴承130可以由分成上部和下部的两部件构成。在这种情况下，上部可以布置在旋转轴125的上方，并且下部可以布置在旋转轴125的下方。然而，这仅是实施例，尽管在附图中未明确示出，但是磁性轴承130可以形成为围绕旋转轴125的外周表面的形状。

下文中，将基于分开成上部和下部以分别布置在旋转轴125的上方和下方的磁性轴承130进行描述。

另外，磁性轴承130和135可以相对于转子120分别布置在旋转轴125的一侧和另一侧，并且可以比支承辊轴承140和145更靠近转子120布置。因为磁性轴承130和135使由于自身重量而下降的转子120和旋转轴125升高，所以磁性轴承130和135可以邻近转子120布置，在转子120上，大部分自重沿旋转轴125的纵向方向集中。支承辊轴承140和145可以布置成彼此隔开一定程度，以在支撑旋转轴125的旋转时提高支撑稳定性。

在这种情况下，可以将相同的电流施加到磁性轴承130和135两者，以产生相同大小的磁力。此外，在某些情况下，可以将不同的电流施加到磁性轴承130和135两者，以产生不同大小的磁力。

支承辊轴承140用于限制旋转轴125的最大移动范围。因此，转子120不与定子110的内表面接触，并且旋转轴125不与磁性轴承130的内表面接触。

支承辊轴承140可以如磁性轴承130那样由分成上部和下部的两部件构成。

在这种情况下，支承辊轴承140可以比磁性轴承130更靠近旋转轴125布置。即，支承辊轴承140和旋转轴125之间的间隔可以小于磁性轴承130和旋转轴125之间的间隔。

引导轴承150用于引导转子120的位置，使得转子120不与定子110分开。

在旋转轴125的一端上形成有板127。此处，引导轴承150相对于板127布置在一侧和另一侧。

即，在一对引导轴承150中，第一部件布置成面对板127的第一表面，并且第二部件布置成面对板127的第二表面(与第一表面相对的表面)。

恒定电流施加到引导轴承150，以在板127上产生磁力。在这种情况下，在板127中，在一对引导轴承150之间产生吸引或排斥。

因此，板127和一对引导轴承150可以维持彼此间隔开的状态。因此，一对引导轴承150可以限制旋转轴125在轴向方向上的移动。即，一对引导轴承150可以限制旋转轴125在轴向方向上的位置。

在这种情况下，可以由控制器200控制引导轴承150中产生的磁力的大小。

然而，在一些示例性实施中，可以省略引导轴承150。

图5是用于描述沿着图4中的线A-A剖切的截面的剖视图。

参考图5，壳体105可以布置成使得壳体105的一侧表面与支撑部107接触。壳体105的所述一侧表面可以是壳体105的下表面。

在此，支撑部107可以是物体的底表面或上表面。

定子110可以布置成相对于第二直线L2(即，竖向线)对称，该第二直线L2垂直于与支撑部107的上表面重合的第一直线L1。第二直线L2可以是支撑部107的上表面上的法线。第二直线L2可以与重力加速度方向重合。

如上所述，定子110包括多个齿112、114和116。

第一齿112可以布置在垂直于支撑部107的第二直线L2上。因此，形成围绕第一齿112的圆周的第一线圈C1的绕组中心的虚拟轴(第一绕组中心轴线)可以沿竖直向上和向下方向(即重力加速度方向)延伸。

在这种情况下，第一齿112可以布置成比第二齿114和第三齿116更远离支撑部107的上表面。第一齿112可以在重力方向上布置在第二齿114和第三齿116上方。

此外，在本发明的另一示例性实施中，第一齿112可以基于第二直线L2布置在第一角度θ内。在这种情况下，第一角度θ可以是锐角。

第一齿112可以布置在均与第二直线L2形成第一角度θ的第一导引线L_g1和第二导引线L_g2之间。这里，第一角度θ可以小于或等于60°，但是本发明不限于此。

第一齿112可以布置在第一引导线L_g2和第二引导线L_g2之间的第一区域A11和A12中。

第二齿114可以布置在第一引导线L_g1和第一直线L1之间的第二区域A2中，并且第三齿116可以布置在第二引导线L_g2和第一直线L1之间的第三区域A3中。

在这种情况下，第一线圈C1缠绕在第一齿112上，第二线圈C2缠绕在第二齿114上，并且第三线圈C3缠绕在第三齿116上。

因此，形成围绕第一齿112的圆周的第一线圈C1的绕组的中心的虚拟轴(第一绕组中心轴线)可以布置在第一引导线L_g1和第二引导线L_g2之间。形成围绕第二齿114的圆周的第二线圈C2的绕组中心的虚拟轴(第二绕组中心轴线)可以布置在第一引导线L_g1和第一直线L1之间。另外，形成围绕第三齿116的圆周的第三线圈C3的绕组中心的虚拟轴(第三绕组中心轴线)可以布置在第二引导线L_g2与第一直线L1之间。因此，与重力加速度方向形成最小角度的轴线可以是第一绕组中心轴线。当第一角度θ减小时，由第一绕组中心轴线和重力加速度方向形成的角度趋于进一步减小。

电流施加到线圈C1、C2和C3中的每一者，并且控制器200可以控制施加到线圈C1、C2和C3中的每一者的电流。当电流施加到线圈C1、C2和C3中的每一者时，会产生磁场。

在马达部100操作期间，控制器200将不同相位的交流电施加到线圈C1、C2和C3中的每一个。

然而，在马达部100的操作初始化步骤中，控制器200可以通过向线圈C1、C2和C3中的每一者施加不同大小的DC电流来使定子110和转子120对准。

在这种情况下，控制器200可以向定子110的第一线圈C1施加比向第二线圈C2和第三线圈C3更大的电流。

在这种情况下，因为第一线圈C1与转子120之间的吸引力大于第二线圈C2和第三线圈C3与转子120之间的吸引力，所以转子120可以移动至定子110的上侧。

因此，控制器200可以使定子110和转子120的中心轴线匹配。

图6是用于描述控制根据本发明的一个示例性实施的马达驱动装置的方法的流程图。图7是用于描述在图6的操作S110中施加的电流大小的曲线图。

参考图6，用于初始化根据本发明的一个示例性实施的马达驱动装置的驱动的控制方法包括：通过控制器200向线圈C1、C2和C3中的每一者施加电流(S110)。

在这种情况下，控制器200向线圈C1、C2和C3中的每一者施加不同的电流。控制器200可以将不同的DC电流施加到线圈C1、C2和C3中的每一者。

具体地，参考图7，控制器200将第一电流I_a施加到第一线圈C1，并且将第二电流I_b和第三电流I_c分别施加到第二线圈C2和第三线圈C3。

在这种情况下，第一电流I_a的大小m1可以大于第二电流I_b和第三电流I_c的大小m2，并且极性可以彼此相反。

例如，第一电流I_a的大小m1可以大于第二电流I_b和第三电流I_c的大小m2的两倍。此外，第一电流I_a可以是正电流，并且第二电流I_b和第三电流I_c可以是负电流。然而，这仅是实施例，并且本发明不限于此。

因此，第一线圈C1中产生了拉动转子120的最大力，并且转子120向定子110的上侧移动。

控制器200可以调节施加到线圈C1、C2和C3中的每一者的电流，以调节作用在定子110的向上方向上的转子120的悬浮力的大小。

随后，再次参考图6，控制器200产生使磁性轴承130和135中的旋转轴125悬浮的磁力(S120)。

在操作S110中，当使转子120向定子110的上侧移动的悬浮力起作用时，可以减小磁性轴承130中所需的悬浮力的大小。

因此，可以减小磁性轴承130中所需的磁力的大小，从而也可以减小磁性轴承130的尺寸和制造成本。

因为减小了磁性轴承130的尺寸和制造成本，所以也可以减小马达部100的尺寸和制造成本。

随后，控制器200减小施加到线圈C1、C2和C3中的每一者的电流的大小(S130)。因此，控制器200可以使转子120的中心轴线与定子110的中心轴线匹配。

随后，因为转子120的中心轴线和定子110的中心轴线彼此一致，所以马达部100的操作的初始化完成(S140)。随后，控制器200可以通过向线圈C1、C2和C3中的每一者施加不同相位的AC电力来旋转定子110中的转子120。

在本发明的一些示例性实施中，可以省略上述操作S110至S140中的操作S130。

参考图8，在根据本发明的一个示例性实施的马达驱动装置中，转子120可以在支承辊轴承140的上限引导线H1和支承辊轴承140的下限引导线H3之间移动。

状态A示出了马达部100停止的情况。第一力F1借助转子120的重量向下作用，第二力F2在由磁性材料形成的转子120和由金属材料形成的定子110之间作用，第一力F1和第二力F2作用在转子120上。

由于第一力F1和第二力F2，转子120从定子110的中心线H2向下移动。

在这种情况下，当转子120变得离中心线H2更远时，第二力F2会增加。即，当马达部100处于停止状态时，转子120移动至与下限引导线H3相邻。

为了驱动停止状态的马达，转子120的中心和定子110的中心应彼此一致。

随后，在状态B下，控制器200将不同大小的DC电流施加到线圈C1、C2和C3中的每一者。具体地，控制器200可以向定子110的第一线圈C1施加比向第二线圈C2和第三线圈C3施加的更大的电流。

在这种情况下，第一线圈C1与转子120之间的吸引力变得大于第二线圈C2和第三线圈C3与转子120之间的吸引力，因此转子120可以向定子110的上侧移动。

即，转子120借助线圈C1、C2和C3中的每一者接收第三力F3以向定子110的上侧移动。

在附图中，尽管示出了转子120移动成与上限引导线H1相邻的情况，但是本发明不限于此。即使当转子120由于第三力F3而移动时，转子120的中心仍可以位于中心线H2下方。

随后，在状态C中，控制器200在磁性轴承130中产生使旋转轴125向定子110的上侧移动的磁力。即，第四力F4作用在转子120上。

同时，控制器200可以通过调节施加到线圈C1、C2和C3中的每一者的电流的大小来使转子120的中心轴线与定子110的中心轴线匹配。

在这种情况下，第一力F1和第二力F2的合力与第三力F3和第四力F4的合力相同。

然而，第二力F2的大小根据转子120在定子110中的位置而变更，并且磁性轴承130中产生的磁力的大小可能不会线性变化。

为了对此进行补偿，控制器200可以精确地调节施加到线圈C1、C2和C3中的每一者的电流，以使转子120的中心轴线与定子110的中心轴线匹配。

此外，在操作初始化过程中，因为控制器200通过首先向线圈C1、C2和C3中的每一者施加电流而产生使转子120向上移动的第三力F3，所以可以减小电磁性轴承130中产生的第四力F4的大小。

因此，在本发明中，因为转子120和定子110可以仅与产生相对小的悬浮力的磁性轴承130初始对准，所以可以降低磁性轴承130的所需性能。

因为即使在设置有相对便宜的磁性轴承130的情况下，马达部100也可以正常操作，所以可以降低马达驱动装置的制造成本和生产成本。

此外，利用由减小磁性轴承130的尺寸而产生的自由空间，可以在马达部100中容纳更多的制冷剂或实现更大的输出。

另外，通过布置设置在定子110中的多个齿112、114和116，可以将相同的控制方式应用于多个马达驱动装置，使得多个齿112、114和116的位置可以与垂直于地面的参考线对称。

即，在根据本发明的马达部100中，可以通过使用相同的初始对准方法来省略初始手动设定过程，并且可以减小磁性轴承130的载荷以增强马达控制的可靠性。

图9是示出根据本发明的另一示例性实施的马达驱动装置的剖视图。图10是示出根据本发明的又一示例性实施的马达驱动装置的剖视图。下文中，将省略与根据本发明的一个示例性实施方式的马达驱动装置中的部件相同的部件的描述，并且将主要描述差异。

参考图9，根据本发明的另一示例性实施的马达部101包括定子210和转子220。

定子210包括多个齿211、212、213、214、215和216。

例如，定子210可以包括六个齿211、212、213、214、215和216，并且线圈C11、C12、C21、C22、C31和C32可以分别单独地缠绕多个齿211、212、213、214、215和216。在这种情况下，第一线圈C11可以横向缠绕在第一齿211上。

下文中，如附图所示，将描述定子210具有六个齿211、212、213、214、215和216的实施例。

在此，第一线圈C11缠绕在第一齿211上，并且第四线圈C12缠绕在面对第一齿211的第四齿214上。

在这种情况下，第一齿211和第四齿214可以布置在与平行于地面的第一直线L1垂直的第二直线L2上。

作为另一实施例，第一齿112可以布置在分别与第二直线L2形成第一角度θ的第一引导线L_g1和第二引导线L_g2之间。

这里，第一角度θ可以小于或等于60°，但是本发明不限于此。

与其他绕组中心轴线相比，形成绕第一齿211缠绕的第一线圈C1的绕组中心的虚拟轴(第一绕组中心轴线)和形成绕第四齿214缠绕的第四线圈C12的绕组中心的虚拟轴(第四绕组中心轴线)可以以最接近第二直线L2的角度(重力加速度方向)布置。在马达部100的初始对准操作期间，控制器200可以向第一线圈C11和第四线圈C12施加比向其他线圈C21、C22、C31和C32更大的DC电流。

在这种情况下，指向定子210的上侧的力被施加至转子220。

此时，施加到转子220的力的方向垂直于第一线圈C11或第四线圈C12的缠绕方向。

因为通过“安培右旋定律”可以容易理解施加至转子220的力，所以下文中将省略其详细描述。

随后，尽管在附图中没有清楚地示出，但是控制器200在磁轴承130中产生使旋转轴125悬浮的磁力。

即，在本发明中，控制器200可以通过首先向第一线圈C11和第四线圈C12比向其他线圈C21、C22、C31和C32施加更大的DC电流来产生使转子220向上移动的力并且在初始对准过程中减小在磁性轴承130中产生的力的大小。

在图10中，根据本发明的又一示例性实施的马达驱动装置的马达部102包括定子310和转子320。

定子310包括多个齿315。多个线圈Ca1、Ca2、Cb1、Cb2、Cc1和Cc2可以缠绕在定子310上。

线圈Ca1、Ca2、Cb1、Cb2、Cc1和Cc2可以分别缠绕在定子310的不同区域A11、A12、A21、A22、A31和A32上。

这里，区域A11、A12、A21、A22、A31和A32可以被设定为相同的尺寸。

例如，第一线圈Ca1可以缠绕在定子310的第一区域A21中的多个齿315上，以相对于定子310的主体交替内表面和外表面。

如上所述，第二线圈Ca2可以缠绕在定子310的第二区域A31中的多个齿315上，以相对于定子310的主体交替内表面和外表面。

在这种情况下，第一区域A21和第二区域A31可以布置成与垂直于第一直线L1的第二直线L2对称，第一直线L1与地面平行。

在此，在马达部100的初始对准操作期间，控制器200可以向第一线圈Ca1和第二线圈Ca2施加比向其他线圈Cb1、Cb2、Cc1和Cc2更大的DC电流。

在这种情况下，指向定子310的上侧的力施加到转子320。在这种情况下，施加到转子320的力的方向垂直于第一线圈Ca1或第二线圈Ca2的缠绕方向。

在这种情况下，因为通过“安培右旋定律”可以容易地理解施加到转子320的力，所以下文中将省略详细描述。

即，在本发明中，首先，控制器200可以首先通过向第一线圈Ca1和第二线圈Ca2比向其他线圈Cb1、Cb2、Cc1和Cc2施加更大的DC电流来产生使转子220向上移动的力并且在初始对准过程中减小在磁性轴承130中产生的力的大小。

因为即使当设置有相对便宜的磁性轴承130时，根据本发明的一些示例性实施的马达部也可以正常操作，所以可以降低马达驱动装置的制造成本和生产成本。

如上所述，尽管参考示例性附图描述了本发明，但是本发明不限于示例性实施和说明书中公开的附图，并且显而易见的是，本领域技术人员可以在本发明的技术精神范围内进行各种变型。此外，尽管以上在描述本发明的示例性实施时没有明确描述根据本发明的构造的作用和效果，但是自然也应该认识到借助构造的可预测的作用。

Claims

1.一种马达驱动装置，所述马达驱动装置包括：

壳体(105)；

定子(110)，所述定子固定至所述壳体的内表面并且包括多个齿，所述多个齿分别缠绕有多个线圈；

转子(120)，所述转子布置在所述定子中并借助所述多个线圈中产生的磁场旋转；

旋转轴(125)，所述旋转轴沿所述转子的轴向方向延伸并水平布置；

磁性轴承(130、135)，所述磁性轴承构造成产生使所述旋转轴向上悬浮的磁力；以及

控制器，所述控制器被构造成向所述多个线圈施加电流并控制所述磁性轴承的操作，

其中，所述控制器将不同大小的电流施加到所述多个线圈，

所述多个齿包括布置在所述旋转轴上方的第一齿，缠绕在所述第一齿上的第一线圈的绕组中心轴线与所述多个线圈分别缠绕的绕组中心轴线中的平行于重力加速度方向的线形成最小角度，

其中，所述控制器分别调节施加于所述多个线圈的电流的大小，以调节所述转子所接收的悬浮力的大小，并且在向所述多个线圈施加电流之后，控制所述磁性轴承产生磁力，并且，

其中，当所述磁性轴承中产生磁力时，所述控制器减小施加到所述多个线圈的电流的大小，使得所述转子的中心轴线和所述定子的中心轴线相互重合，然后所述控制器通过向所述多个线圈施加不同相位的交流电来使所述转子在所述定子中旋转。

2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中：

所述多个齿还包括第二齿和第三齿，所述第二齿和所述第三齿上分别缠绕有第二线圈和第三线圈；

所述第一齿至所述第三齿基于所述旋转轴以相同间隔的角度布置；并且

与所述第二齿和所述第三齿相比，所述第一齿布置成离地面更远。

3.根据权利要求2所述的马达驱动装置，其中，所述多个齿还包括基于所述旋转轴为与所述第一齿至所述第三齿相对地布置的第四齿至第六齿。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的马达驱动装置，其中，所述第一齿布置成与所述壳体接触的地面垂直或与所述重力加速度方向平行。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的马达驱动装置，其中：

所述第一齿布置在与所述壳体接触的地面垂直的线(L2)或平行于所述重力加速度方向的线形成第一角度(θ)的范围内；并且

所述第一角度小于或等于60°。

6.根据权利要求1所述的马达驱动装置，所述马达驱动装置还包括支承辊轴承，并且布置成比所述磁性轴承更靠近所述旋转轴。

7.根据权利要求6所述的马达驱动装置，其中，所述磁性轴承比所述支承辊轴承更靠近所述转子布置。

8.一种控制马达的驱动的方法，所述马达包括：

定子(110)，所述定子包括多个齿，所述多个齿分别缠绕有多个线圈；

其中，当在初始驱动马达时，将施加至所述多个线圈的电流中的最大电流施加到在分别缠绕有所述多个线圈的绕组中心轴线中与重力加速度方向形成最小角度的第一线圈，以使所述旋转轴悬浮，

9.根据权利要求8所述的方法，其中，当在初始驱动马达时，所述最大电流施加到布置在与平行于所述重力加速度方向的线形成第一角度(θ)的范围内的所述第一线圈，以使所述旋转轴悬浮。