[发明专利]一种串联动力热泵装置及串联动力热泵控制方法

权利要求书

1.一种串联动力热泵装置，其特征在于，包括热动力机、电机单元和热泵机组；所述电机单元的两端均具有向外伸出的传动轴，包括定子、转子和轴承，其中定子包括定子铁芯和多个定子绕组；所述热泵机组包括压缩机和与压缩机吸气管连接的蒸发器，以及与压缩机排气管连接的冷凝器，用于制冷水或制热水；

所述热动力机的传动轴与电机单元的传动轴直接串联连接后，再与压缩机的传动轴连接；

所述热动力机与电机单元的第一端外伸的传动轴通过前级连轴装置相连；电机单元的第二端外伸的传动轴通过后级连轴装置与压缩机的传动轴相连；所述前级连轴装置为连轴器或离合器；后级连接装置为连轴器或离合器。

2.根据权利要求1所述的串联动力热泵装置，其特征在于，当所述电机定子、转子和传动轴处于水平布置时，位于所述电机转子上方的电机定子绕组中包含一个或多个反重力励磁绕组；当所述反重力励磁绕组通入电流时，能对电机转子内的铁芯产生向上反重力方向的电磁吸力，该电磁吸力能让电机单元传动轴的水平支撑轴承或连同热动力机和压缩机传动轴的水平支撑轴承所受的径向竖直向下压力减小或为零。

3.根据权利要求1所述的串联动力热泵装置，其特征在于，所述的电机单元为发电机、电动机、复合型电机或电机组；复合型电机是指该电机单元既能作为发电机使用又能作为电动机使用；电机组为包括串联的至少两个子电机单元。

4.根据权利要求1所述的串联动力热泵装置，其特征在于，所述前级或后级连轴装置上还设置有用于转速或转向变换的变速装置。

5.根据权利要求1所述的串联动力热泵装置，其特征在于，还包括电控系统；热动力机、电机单元和热泵机组均受控于电控系统；

电控系统包括热动力控制模块、电机控制模块和热泵机组控制模块；

(1)热动力控制模块用于控制热动力机的运行；

(2)电机控制模块包括电动机模块、发电模块和反重力控制模块中的至少一种；

所述电动机模块用于控制外部电源为电机单元供电，此时电机单元工作在电动机模式；

所述发电模块用于控制电机单元向外部负载供电，此时电机单元工作在发电机模式；

所述反重力控制模块输出端与反重力励磁绕组的引线连接，输入端连接外部电源，包括励磁单元和切换单元；其中切换单元控制反重力励磁绕组与其他定子绕组的连接与分离；励磁单元用于控制外部电源为电机定子的反重力励磁绕组提供电源；当切换单元断开时，电机单元工作在反重力轴承模式，励磁单元与反重力励磁绕组接通，即使电机转子被其他设备带动旋转，也能对转子产生持续的反重力方向的电磁吸力；当切换单元闭合时，将反重力励磁绕组恢复到电动机或发电机的定子绕组中，电机单元恢复到电动机模式或发电机模式；

(3)热泵机组控制模块用于控制热泵机组的运行，以及热泵机组制冷、制热工况的工况转换；

(4)当连轴装置采用电控离合器时，电控系统还包括用于控制离合器连接和分离的传动控制模块；

电控系统内的各个模块之间可进行互相关联控制。

6.根据权利要求2所述的串联动力热泵装置，其特征在于，反重力励磁绕组为电机定子中独立设置的绕组。

7.根据权利要求1所述的串联动力热泵装置，其特征在于，还包括吸收式机组；吸收式机组与热动力机的排气管或冷却水管相连，采用热动力机排出烟气和冷却水的余热进行制冷或提供热水。

8.根据权利要求1-7任一项所述的串联动力热泵装置，其特征在于，还包括余热锅炉，并与热动力机的排气管或冷却水管相连；其中余热锅炉包括气-水换热器、水-水换热器和二次气-水换热器中的至少一种，均输出热水。