[发明专利]带能量收集线圈的永磁电磁铁凸极对及其电机

权利要求书

1.一种带能量收集线圈的永磁电磁铁凸极对，其特征在于，它由永磁电磁铁凸极组件和衔铁凸极组件两部分构成，永磁电磁铁凸极组件由U形永磁电磁铁凸极对和能量收集线圈构成，U形永磁电磁铁凸极对由U形铁芯、励磁线圈和U形铁芯两极臂之间设置的N/S永久磁铁构成，U形铁芯的底部段安装励磁线圈，励磁线圈施励磁时的N/S磁极性与永久磁铁的N/S磁极性同端同极性设置，U形铁芯的底部段、两侧极臂段和永久磁铁磁路段之部段磁路中，至少其中一段磁路上适配安装能量收集线圈，U形永磁电磁铁凸极的两极臂端部磁靴构成一副永磁电磁铁凸极对，衔铁凸极组件有五种不同的结构分别为C形凸极衔铁、齿轮形凸极衔铁、永磁/混合型凸极衔铁、U形永磁电磁铁凸极衔铁和带能量收集线圈的U形永磁电磁铁凸极衔铁，永磁电磁铁凸极组件和衔铁凸极组件分别均布设置到电机转子和定子上，构建成带能量收集线圈的永磁电磁铁凸极对型电机。

2.根据权利要求1所述的带能量收集线圈的永磁电磁铁凸极对，其特征在于，N/S永久磁铁为单体或组合体永磁铁组件，U形铁芯由单一的铁芯/软铁/硅钢材质构建而成或者由选用适配的导磁铁芯模块和磁路介质模块组合构成组合体铁芯组件。

3.一种带能量收集线圈的永磁电磁铁凸极对电机，其特征在于，属于单段式带能量收集线圈的永磁电磁铁凸极对型电机，电机定子由无磁性材质本体和其上布设的至少两副带能量收集线圈的永磁电磁铁凸极组件构成，电机转子由轴系和其上适配布设的衔铁凸极组件构成，依照传统单段式磁阻电机或永磁电机之磁极布局结构中相应的凸极更换成带能量收集线圈的永磁电磁铁凸极组件，永磁电磁铁凸极组件和衔铁凸极组件分别依各自设定的凸极对数和角间距布设在定子圆周和转子圆周上，永磁电磁铁凸极组件的数量和衔铁凸极组件的数量不能相同，以形成依次励磁线圈上电励磁时呈现转子旋转步进的凸极对布局结构，永磁电磁铁凸极对和衔铁凸极对的气隙磁场耦合之磁力线相对于电机轴中心线有三种布设方式，分别构建成轴向气隙磁场耦合的单段盘式电机、径向气隙磁场耦合的单段筒式电机和斜向气隙磁场耦合的单段锥筒式电机。

4.一种带能量收集线圈的永磁电磁铁凸极对电机，其特征在于，属于多段串联分相式带能量收集线圈的永磁电磁铁凸极对型电机，每段电机定子上布设至少两副带能量收集线圈的永磁电磁铁凸极组件，对应段的电机转子上布设适配同样数量的衔铁凸极组件，依照传统多段分相式磁阻电机之磁极布局结构中相应的凸极更换成带能量收集线圈的永磁电磁铁凸极组件，永磁电磁铁铁凸极组件和衔铁凸极组件分别依各段相同的凸极对数、步进角间距均布在定子圆周和转子圆周相应的段位置，邻段之间圆周错位设定的相位角布设，呈现分段依次励磁线圈通电时转子旋转步进之凸极对布局结构，永磁电磁铁凸极组件和衔铁凸极组件的气隙耦合磁场之磁力线相对于电机轴中心线有三种布设方式，分别构建成轴向气隙磁场耦合的多段串联盘式电机、径向气隙磁场耦合的多段串联筒式电机和斜向气隙磁场耦合的多段串联锥筒式电机。

5.根据权利要求3或4所述的带能量收集线圈的永磁电磁铁凸极对电机，其特征在于，属于其定子和转子上分别布设永磁电磁铁凸极组件和衔铁凸极组件，永磁电磁铁凸极组件的永磁电磁凸极对上及其适配的衔铁凸极组件的凸极对上均适配设置定子磁齿和转子磁齿，构建成为带能量收集线圈的永磁电磁铁凸极对型步进电机，比照步进电机之工作结构设定相数、相距角、步距角、凸极磁极对数。

6.根据权利要求3或4所述的带能量收集线圈的永磁电磁铁凸极对电机，其特征在于，电机中选择适配设置有端盖、轴承、底座、电刷组件、无刷供电/通讯组件、角度传感器、位置传感器、温度传感器、转速传感器、电压传感器、电流传感器、风冷/水冷散热组件和/或接线端子盒，并配置智能控制驱动器，智能控制驱动器主要由电机状态获取及其励磁控制驱动单元、能量收集线圈开关整流单元以及备电组件构成。

7.根据权利要求3或4所述的带能量收集线圈的永磁电磁铁凸极对电机，其特征在于，定转子结构分别有外定子内转子筒式结构、内定子外转子筒式结构、左定子右转子盘式结构、右定子左转子盘式结构、外定子内转子锥式结构、内定子外转子锥筒式结构，或者为提高单一装置的功率进而由筒式结构、盘式结构和锥筒式结构之中的至少两种结构适配组合成组合式定转子结构、多层定转子复合嵌套筒式结构，或制成多定转子单元同轴串级结构。