[發明專利]內嵌永磁體轉子飛輪脈沖同步發電機系統

有效

• 申請號: 201910893329.8
• 申請日: 2019-09-20
• 公開（公告）號: CN110492665B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 寇寶泉;張浩泉;張志華
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02K7/02
• 分類號: H02K7/02;H02K21/14;H02P9/38
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高倩

1.內嵌永磁體轉子飛輪脈沖同步發電機系統，其特征在于，包括輸入逆變器、輸入電動機、內嵌永磁體轉子同步電機、輸出整流器、勵磁電流調節單元和慣性飛輪，輸入逆變器的輸出端與輸入電動機的引出線相連；內嵌永磁體轉子同步發電機的電樞繞組輸出端與輸出整流器的交流輸入端相連，內嵌永磁體轉子同步發電機電樞繞組輸出端并接勵磁電流調節單元；輸入電動機的轉子、內嵌永磁體轉子同步發電機的轉子與慣性飛輪同軸連接；勵磁電流調節單元由多相電容器組和多相可控飽和電抗器組并聯構成，多相可控飽和電抗器組的直流繞組接控制器，多相可控飽和電抗器組的交流繞組星型聯結。

2.根據權利要求1所述內嵌永磁體轉子飛輪脈沖同步發電機系統，其特征在于，內嵌永磁體轉子同步電機包括定子（1）和轉子（2），定子（1）同軸設置于轉子（2）外部，定子（1）與轉子（2）之間存在徑向氣隙；

定子（1）包括定子鐵心和多相電樞繞組；

轉子（2）包括兩個反凸極鐵心（201）、主鐵心（202）和轉軸；兩個反凸極鐵心（201）同軸對稱安裝在主鐵心（202）軸向兩側；

主鐵心（202）為圓筒形結構，在主鐵心（202）氣隙側沿軸向開有2p（2k+1）個橫截面為扇形或梯形的永磁體嵌放通孔，p為電機的極對數，k為正整數，各個孔沿圓周方向均布；在每個孔中嵌放一塊永磁體，屬于同一磁極的（2k+1）個永磁體充磁方向相同；相鄰兩個磁極的永磁體的充磁方向相反，永磁體為徑向充磁或平行充磁。

3.根據權利要求1所述內嵌永磁體轉子飛輪脈沖同步發電機系統，其特征在于，內嵌永磁體轉子同步電機包括定子（1）和轉子（2），定子（1）同軸設置于轉子（2）外部，定子（1）與轉子（2）之間存在徑向氣隙；

定子（1）包括定子鐵心和兩套多相電樞繞組；兩套多相電樞繞組分別為輸入功率繞組和輸出功率繞組，兩套多相電樞繞組嵌放在定子鐵心內部的槽中；

轉子（2）包括兩個反凸極鐵心（201）、主鐵心（202）和轉軸；兩個反凸極鐵心（201）同軸對稱安裝在主鐵心（202）軸向兩側；

主鐵心（202）為圓筒形結構，在主鐵心（202）氣隙側沿軸向開有2p（2k+1）個橫截面為扇形或梯形的永磁體嵌放通孔，p為電機的極對數，k為正整數，各個孔沿圓周方向均布；在每個孔中嵌放一塊永磁體，屬于同一磁極的（2k+1）個永磁體充磁方向相同；相鄰兩個磁極的永磁體的充磁方向相反，永磁體為徑向充磁或平行充磁。

4.根據權利要求1所述內嵌永磁體轉子飛輪脈沖同步發電機系統，其特征在于，內嵌永磁體轉子同步電機包括定子（1）和轉子（2），定子（1）同軸設置于轉子（2）外部，定子（1）與轉子（2）之間存在徑向氣隙；

定子（1）為沿軸向設置的第一定子（101）和第二定子（102）的兩段式結構，第一定子（101）包括第一定子鐵心和輸出功率繞組；第二定子（102）包括第二定子鐵心和輸入功率繞組；

轉子（2）包括兩個反凸極鐵心（201）、兩個主鐵心（202）和轉軸；兩個反凸極鐵心（201）和兩個主鐵心（202）沿軸向依次交錯安裝在轉軸上；其中一個主鐵心（202）及兩側的反凸極鐵心（201）位于第一定子（101）內部，另一個主鐵心（202）位于第二定子（102）內部；

主鐵心（202）為圓筒形結構，在主鐵心（202）氣隙側沿軸向開有2p（2k+1）個橫截面為扇形或梯形的永磁體嵌放通孔，p為電機的極對數，k為正整數，各個孔沿圓周方向均布；在每個孔中嵌放一塊永磁體，屬于同一磁極的（2k+1）個永磁體充磁方向相同；相鄰兩個磁極的永磁體的充磁方向相反，永磁體為徑向充磁或平行充磁。

5.根據權利要求2、3或4所述內嵌永磁體轉子飛輪脈沖同步發電機系統，其特征在于，主鐵心（202）上的磁極中心線與反凸極鐵心（201）的凸極中心線位于同一徑向截面上，每個磁極中心線上的永磁體的剩磁或矯頑力最高，往兩側永磁體的剩磁或矯頑力逐漸遞減。

6.根據權利要求2、3或4所述內嵌永磁體轉子飛輪脈沖同步發電機系統，其特征在于，主鐵心（202）采用高強度導磁合金鋼材料，主鐵心（202）為圓筒形，沿軸向分成若干段，各段孔內嵌放永磁體后，套裝在轉軸上。