[發明專利]分體式鐵心結構直線啟動發電機及其驅動控制系統

有效

• 申請號: 200910072379.6
• 申請日: 2009-06-26
• 公開（公告）號: CN101621236A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 寇寶泉;李鵬;周維正
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K1/16;H02K1/27;H02K3/48
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 岳泉清

1.分體式鐵心結構直線啟動發電機，它包括初級、次級、氣隙和動子支撐板簧；次級包括永磁體(1)和軸筒(2)；初級包括電樞(3)和機殼(4)；電樞(3)包括電樞鐵心(5)和電樞繞組(6)；其特征在于電樞鐵心(5)包括1個鐵心筒(51)、i+1個圓環形鐵心環(52)和i個鐵心間隔環(53)，其中，i為正整數；i+1個圓環形鐵心環(52)與i個鐵心間隔環(53)沿軸向依次間隔排列在鐵心筒(51)內，鐵心筒(51)的內徑等于圓環形鐵心環(52)的外徑和鐵心間隔環(53)的外徑，圓環形鐵心環(52)的內徑大于鐵心間隔環(53)的內徑，圓環形鐵心環(52)的外表面和鐵心間隔環(53)的外表面緊密貼合在鐵心筒(51)的內表面；電樞繞組(6)由i個圓環形線圈(6-1)串聯而成，每個圓環形線圈(6-1)嵌放于圓環形鐵心環(52)與鐵心間隔環(53)構成的凹槽內，每相鄰兩個圓環形線圈(6-1)的繞向相反；圓環形鐵心環(52)與鐵心間隔環(53)軸向厚度之和L_a＝τ_p～1.25τ_p；相鄰的兩個圓環形鐵心環(52)中心線之間的距離τ_t與永磁體(1)極距τ_p之間滿足關系：τ_t＝τ_p。

2.根據權利要求1所述的分體式鐵心結構直線啟動發電機，其特征在于鐵心間隔環(53)的內徑等于圓環形線圈(6-1)的外徑。

3.根據權利要求1所述的分體式鐵心結構直線啟動發電機，其特征在于永磁體(1)為圓環形徑向充磁永磁體(11)，圓環形徑向充磁永磁體(11)沿軸向方向依次套于軸筒(2)上，每相鄰的兩個圓環形徑向充磁永磁體(11)的充磁方向相反。

4.根據權利要求1所述的分體式鐵心結構直線啟動發電機，其特征在于永磁體(1)為圓環形徑向充磁永磁體(11)和圓環形軸向充磁永磁體(12)，圓環形徑向充磁永磁體(11)與圓環形軸向充磁永磁體(12)沿軸向方向依次相間套于軸筒(2)上，每相鄰兩個圓環形徑向充磁永磁體(11)的充磁方向相反；每相鄰兩個圓環形軸向充磁永磁體(12)的充磁方向相反，并且與上表面為N極的圓環形徑向充磁永磁體(11)相鄰的兩個圓環形軸向充磁永磁體(12)的充磁方向均指向所述圓環形徑向充磁永磁體(11)；與上表面為S極的圓環形徑向充磁永磁體(11)相鄰的兩個圓環形軸向充磁永磁體(12)的充磁方向均為背向所述圓環形徑向充磁永磁體(11)。

5.根據權利要求1所述的分體式鐵心結構直線啟動發電機，其特征在于次級還包括圓環形導磁軛(7)，永磁體(1)為圓環形軸向充磁永磁體(12)，圓環形軸向充磁永磁體(12)沿軸向方向依次套于軸筒(2)上，每相鄰兩個圓環形軸向充磁永磁體(12)的充磁方向相反，每相鄰兩個圓環形軸向充磁永磁體(12)之間軸筒(2)上還套有圓環形導磁軛(7)。

6.根據權利要求1所述的分體式鐵心結構直線啟動發電機，其特征在于次級還包括j+1個圓環形導磁軛(7)和j個隔磁環(8)，其中j為正整數；j+1個圓環形導磁軛(7)和j個隔磁環(8)沿軸向方向依次相間套于軸筒(2)上，永磁體(1)為瓦片形永磁體或平板形永磁體，瓦片形永磁體為徑向充磁，平板形永磁體為沿厚度方向水平充磁，所述的瓦片形永磁體或平板形永磁體沿軸向嵌入圓環形導磁軛(7)的軸向槽(9)中，沿圓周方向相鄰的兩個永磁體(1)的充磁方向相反，即同為徑向向內充磁或同為徑向向外充磁；沿軸向方向相鄰的兩個永磁體(1)的充磁方向相反。

7.根據權利要求1所述的分體式鐵心結構直線啟動發電機，其特征在于動子支撐板簧的彈性系數K_t、動子總質量m_t與動子往復運動頻率f_e之間滿足關系

8.權利要求1所述的分體式鐵心結構直線啟動發電機的驅動控制系統，其特征在于它由分體式鐵心結構直線啟動發電機、功率變換器和系統控制器組成；系統控制器的控制端連接功率變換器的受控端，功率變換器的輸出端連接分體式鐵心結構直線啟動發電機的啟動端。

9.根據權利要求8所述的分體式鐵心結構直線啟動發電機的驅動控制系統，其特征在于功率變換器為H橋變換器或電容分壓半橋變換器。