[发明专利]一种结合磁悬浮的可控磁场调制轴向磁通发电机

权利要求书

1.一种结合磁悬浮的可控磁场调制轴向磁通发电机，其特征在于：包括可控磁场调制轴向磁通电机、永磁斥力悬浮机构和电励磁悬浮机构；所述的可控磁场调制轴向磁通电机包括电机上定子（1）、上定子背铁（2）、电机下定子（3）、下定子背铁（4）、电机转子（6）和悬浮转子（25），永磁斥力悬浮机构包括上端斥浮结构上部磁体环（8）、上端斥浮结构下部磁体环（9）、下端斥浮结构上部磁体环（10）、下端斥浮结构下部磁体环（11）、下端斥浮结构背铁（13）和上端斥浮结构背铁（14）；所述的电励磁悬浮机构包括电励磁上部悬浮绕组（5）、电励磁下部悬浮绕组（7）和电励磁上部悬浮定子铁芯（23）、电励磁下部悬浮定子铁芯（24）；所述的电机转子（6）和悬浮转子（25）共同组成了转子整体，电机转子（6）为扇形转子调制齿（18）组成的圆环，且该圆环覆盖电机上定子（1）和电机下定子（3），悬浮转子（25）为导磁铁组成的圆环，圆环覆盖电励磁上部悬浮绕组（5）和电励磁下部悬浮绕组（7）；所述的电机转子（6）由若干个扇形转子调制齿（18）组成；每个转子所对应的调制齿数为P_r，上定子电枢的沿圆周方向极对数为P_s以及下定子沿圆周方向磁极数P_n满足：P_r=P_n±P_s，当仅有永磁作用时，为单相发电机，绕组工作在单相发电模式，为外部设备供电，当系统启动后切换到三相调制运行状态，以实现系统黑启动运行。

2.根据权利要求1所述的一种结合磁悬浮的可控磁场调制轴向磁通发电机，其特征在于：所述的电机下定子（3）包括电机下定子齿（19）、下定子励磁绕组（21）和下定子轭（20）。

3.根据权利要求1所述的一种结合磁悬浮的可控磁场调制轴向磁通发电机，其特征在于：所述的上端斥浮结构上部磁体环（8）、上端斥浮结构下部磁体环（9）、下端斥浮结构上部磁体环（10）、下端斥浮结构下部磁体环（11）均为四个环形磁体组成，磁体沿轴向充磁；四个环形磁体中内外两个环磁体充磁方向相反，上下两个环磁体充磁方向相反。

4.根据权利要求1所述的一种结合磁悬浮的可控磁场调制轴向磁通发电机，其特征在于：所述的上端斥浮结构上部磁体环（8）和下端斥浮结构下部磁体环（11）与中心轴（15）连接，并与中心轴（15）同步旋转，上端斥浮结构下部磁体环（9）、下端斥浮结构上部磁体环（10）分别安装于上定子背铁（2）和下定子背铁（4）上。

5.根据权利要求1所述的一种结合磁悬浮的可控磁场调制轴向磁通发电机，其特征在于：所述的电励磁上部悬浮定子铁芯（23）和电励磁下部悬浮定子铁芯（24）均设置为2层圆环铁芯，电励磁上部悬浮绕组（5）、电励磁下部悬浮绕组（7）均设置为三层环形绕组，中间一层绕组数是内外两层绕组数两倍，中间一层绕组电流与内外两层绕组电流方向相反。

6.根据权利要求1所述的一种结合磁悬浮的可控磁场调制轴向磁通发电机，其特征在于：所述的电励磁上部悬浮绕组（5）、电励磁下部悬浮绕组（7）分别与悬浮转子（25）形成并联磁路；通过控制，电励磁上部悬浮绕组（5）、电励磁下部悬浮绕组（7）电流，控制上下悬浮力的大小，实现悬浮。

7.根据权利要求2所述的一种结合磁悬浮的可控磁场调制轴向磁通发电机，其特征在于：下定子永磁体（22）间隔两个槽内安放，并且邻近永磁体的充磁方向相反；下定子励磁绕组（21）采用集中绕组绕在无永磁的下定子槽和下定子轭（20）的外部。

8.根据权利要求7所述的一种结合磁悬浮的可控磁场调制轴向磁通发电机，其特征在于：所述的电机上定子（1）由电机上定子电枢（17）和电机上定子铁芯（16）组成，电机上定子电枢（17）采用集中绕组绕在电机上定子铁芯（16），同一槽内安放邻近铁芯的两套绕组，根据绕组分布和初级极对数设定绕组的相。

9.根据权利要求8所述的一种结合磁悬浮的可控磁场调制轴向磁通发电机，其特征在于：所述的扇形转子调制齿（18）设置有十三个；电机上定子电枢（17）为十二个；下定子励磁绕组（21）为十六个，下定子永磁体（22）为八个。