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可控磁路永磁动装置

阅读:594发布:2021-08-12

专利汇可以提供可控磁路永磁动装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种可控磁路永磁动 力 装置,主要由可控磁路永磁 定子 、 转子 及相适配的其它附件组成,可控磁路永磁定子由可控磁路永磁组件和定子本体构成,可控磁路永磁组件由 永磁体 、磁靴及其永磁磁路旁路 开关 构成,永磁磁路旁路开关由旁路 铁 芯驱动组件及旁路铁芯组成,旁路铁芯驱动组件由伺服驱动装置和 驱动轴 构成,旁路铁芯安装在驱动轴上,永磁体设置于两个磁靴之间或设置于磁靴与磁轭之间,磁靴的一端为永磁旁路端,两个磁靴的永磁旁路端与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,磁靴的另一端设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面。本实用新型效率高、无级调速、负载适应性强,可为各行各业提供绿色动力和 能源 ,市场前景巨大。,下面是可控磁路永磁动装置专利的具体信息内容。

1.一种可控磁路永磁动装置,其特征是,它为径向磁场气隙耦合筒型单定子转子结构,主要由径向磁场筒型可控磁路永磁定子、筒型转子及相适配的附件组成,径向磁场筒型可控磁路永磁定子由径向磁场筒型可控磁路永磁组件(721、724、723、722、742、741)和定子本体(701)构成,可控磁路永磁组件由永磁体(723)、磁靴(721、724)及其永磁磁路旁路开关(722、742、741)构成,永磁磁路旁路开关由旁路芯驱动组件(741、742)及旁路铁芯(722)组成,旁路铁芯驱动组件由伺服驱动装置(741)和驱动轴(742)构成,旁路铁芯(722)安装在驱动轴(742)上,可控磁路永磁组件中的永磁体(723)设置于两个磁靴(721、
724)之间或设置于磁靴与磁轭之间,磁靴的一端为永磁旁路端,两个磁靴的永磁旁路端与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,磁靴(721、724)的另一端设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式围绕筒型转子(731)布设并设置隔磁间距(712),筒型转子(731)由筒型转子铁心/套筒型磁轭、筒型转子电枢/转子永磁体组件构成,在定子本体(701)上均布的磁窗内设置径向磁场筒型可控磁路永磁组件,筒型转子(731)装配于磁靴(721、724、726、729)之耦合面围成的圆筒空间中,筒型转子铁心/套筒型磁轭外圆上装配转子永磁体组或转子电枢组件,转子轴(775)通过轴承(702、713)装配在定子端盖(701、
711)上。
2.一种可控磁路永磁动力装置,其特征是,它为径向磁场气隙耦合筒型单定子双转子嵌套结构,依照外筒型转子——双面耦合筒型可控磁路永磁定子——内筒型转子布局设置,主要由径向磁场外筒型转子(931、932、933)、径向磁场内筒型转子(930、905、906、
907)、双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁定子(911、921、923、924、922、942、941)、双转子嵌套转矩叠加器(961、962、963、986)及相适配的附件组成,径向磁场外筒型转子(931)和径向磁场内筒型转子(930)分别由筒型转子铁心/套筒型磁轭、筒型转子电枢/转子永磁体组件构成,双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁定子由至少一副双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁组件(921、923、924、922、942、941)和定子本体(911)构成,双面耦合可控磁路永磁组件由永磁体(923)、两个磁靴(921、924)及其永磁磁路旁路开关(922、942、941)构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(941、942)及旁路铁芯(922)组成,旁路铁芯驱动组件由伺服驱动装置(941)和驱动轴(942)构成,旁路铁芯(922)安装在驱动轴(942)上,可控磁路永磁组件中的永磁体(923)设置于两个磁靴(921、924)之间,磁靴的一端为永磁旁路端,两个磁靴的永磁旁路端与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,磁靴(921、924)的转子耦合位置设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式围绕圆周布设,可控磁路永磁组件之间设置隔磁间距(912),外筒型转子(931)由筒型转子套筒型磁轭(933)、筒型转子电枢(932)/转子永磁体组件构成,内筒型转子(930)由筒型转子套筒型磁轭(906)、筒型转子电枢(907)/转子永磁体组件及中空转子轴(905)构成,双转子嵌套转矩叠加器由至少一副惰性齿轮副或齿轮齿套副为核心构建,即由转子轴(975)上的齿轮(986)、中空转子轴(905)上的齿套(909)、与齿轮(986)和齿套(909)相啮合的惰性齿轮(963)、惰性齿轮(963)的轴套/轴承(962)和安装在定子端盖/定子本体(911)适配位置处的惰性齿轮轴(961)构成,定子本体(911)与定子端盖制作成一体化组件,转子轴(975)通过轴承(902、913)装配在定子端盖(901、911)上,中空转子轴(905)通过隔离轴承(972、973)装配在转子轴(975)上,转子轴(975)和中空转子轴(905)通过双转子嵌套转矩叠加器(961、962、963、986)传动联接,双转子嵌套转矩叠加器把两个相反方向旋转的转子轴(975、905)进行转矩同步叠加联接。
3.一种可控磁路永磁动力装置,其特征是,它为径向磁场气隙耦合筒型单定子双转子串联结构,依照筒型可控磁路永磁定子——双筒型转子轴向串联布局设置,主要由两端耦合筒型可控磁路永磁定子、径向磁场筒型转子甲、径向磁场筒型转子乙、双转子串联转矩叠加器及相适配的附件组成,两端耦合筒型可控磁路永磁定子由至少一副筒型两端径向磁场耦合可控磁路永磁组件(121、123、124、122、142、141)、定子本体(115)及其适配的定子端盖(101、111)构成,筒型两端径向磁场耦合可控磁路永磁组件由永磁体(123)、磁靴(121、
124)及其永磁磁路旁路开关(122、142、141)构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(141、142)及旁路铁芯(122)组成,旁路铁芯驱动组件由伺服驱动装置(141)和驱动轴(142)构成,旁路铁芯(122)安装在驱动轴(142)上,可控磁路永磁组件中的永磁体(123)设置于两个磁靴(121、124)之间,磁靴的一端为永磁旁路端,两个磁靴的永磁旁路端与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,定子本体(115)安装在两个定子端盖(101、111)之间,径向磁场耦合筒型转子甲(131)和转子乙(132)分别由筒型转子铁心/套筒型磁轭、筒型转子电枢/转子永磁体组件构成,筒型转子电枢包括三种结构形式即鼠笼式电枢、绕线式电枢和金属导体式电枢,转子甲(131)和转子乙(132)分别置于可控磁路永磁定子两端磁靴(121、124)耦合面所围成的筒形空间中,转子甲轴(175)装配在定子端盖(101)和定子本体(115)之中轴轴承(102、172)上,转子 乙轴(185)装配在定子端盖(111)和定子本体(115)之中轴轴承(113、182)上,转子甲轴(175)和转子乙轴(185)通过双转子串联转矩叠加器(161、162、165、163、176、186)传动联接,双转子串联转矩叠加器把两个相反方向旋转的转子轴(175、185)进行转矩同步叠加联接,双转子串联转矩叠加器由至少一副惰性齿轮副或齿轮齿套副为核心构建,即由转子甲轴(175)上的锥形齿轮(176)、转子乙轴(185)上的锥形齿轮(186)、与两个锥形齿轮(176、186)啮合的惰性齿轮(163)、惰性齿轮轴(161)及其轴承/轴套(162、165)构成,磁靴(121、124)两端分别设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式(即N-S-N-S-N-)围绕转子(131或132)布设并设置隔磁间距(112)。
4.一种可控磁路永磁动力装置,其特征是,它为径向磁场气隙耦合筒型单定子单转子双筒壁嵌套结构,依照筒型转子外筒壁——双面耦合筒型可控磁路永磁定子——筒型转子内筒壁嵌套布局设置,主要由径向磁场双筒壁耦合转子(1631、1632、1633、1605、1606)、双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁定子(1611、1601、1621、1623、1624、1622、1641、1642)及相适配的附件组成,径向磁场双筒壁耦合转子(1631)由转子外筒壁铁心/套筒型磁轭(1633)和转子外筒壁电枢/转子永磁体组件(1632)、转子内筒壁铁心/套筒型磁轭(1606)和转子内筒壁电枢/转子永磁体组件(1605)构成,转子外筒壁电枢(1632)/转子内筒壁电枢(1605)包括三种结构形式即鼠笼式电枢、绕线式电枢和金属导体式电枢,双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁定子由至少一副双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁组件(1621、
1623、1624、1622、1641、1642)和定子本体(1601)构成,双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁组件为“H”型组件,它由永磁体(1623)、“H”型双面耦合磁靴(1621、1626)及其永磁磁路旁路开关构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(1641、1642)及旁路铁芯(1622)组成,旁路铁芯驱动组件由伺服驱动装置(1641)和驱动轴(1642)构成,旁路铁芯(1622)安装在驱动轴(1642)上,可控磁路永磁组件中的永磁体(1623)设置于两个磁靴(1621、1624)之间,两个磁靴的外侧中部设为永磁旁路部位,两个磁靴的永磁旁路部位与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,磁靴(1621、1624)的内外圆周的转子耦合位置设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式围绕圆周布设,可控磁路永磁组件之间设置隔磁间距(1612)。
5.一种可控磁路永磁动力装置,其特征是,它为轴向磁场气隙耦合盘型单定子单转子结构,主要由轴向磁场盘型可控磁路永磁定子(1001、1011、1021、1022、1024、1023、1041)、盘型转子(1031、1032、1033)及相适配的附件组成,轴向磁场盘型可控磁路永磁定子由至少一副“H”型轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件(1021、1022、1024、1023、1041)和定子本体(1001)构成,“H”型轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件由永磁体(1023/1028)、磁靴(1021、1024,1026、1029)及其永磁磁路旁路开关构成,可控磁路永磁组件中的永磁体(1023)设置于两个磁靴(1021、1024)之间,两个磁靴的永磁旁路部位与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(1041/1043)及旁路铁芯(1022/1027)组成,盘型转子(1031)由盘型转子电枢/转子永磁组件(1032)和背盘磁轭(1033)构成,盘型转子(1031)类似于盘式电机转子,盘型转子(1031)安装在定子本体(1001)与定子端盖(1011)之间,盘型转子(1031)的转子轴(1075)装配在定子本体(1001)和定子端盖(1011)上设置的中轴轴承(1002、1013)上,磁靴(1021、1024、1026、1029)上设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式布设并设置隔磁间距(1012)。
6.一种可控磁路永磁动力装置,其特征是,它为轴向磁场气隙耦合盘型单定子单转子结构,主要由轴向磁场盘型可控磁路永磁定子(1101、1111、1121、1122、1124、1123、1141)、盘型转子(1131、1132、1133)及相适配的附件组成,轴向磁场盘型可控磁路永磁定子由至少一副共用磁轭的“工”型轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件(1121、1122、1124、1123、
1141)和定子本体(1101)构成,“工”型轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件由永磁体(1123)、共用磁轭(1121)、磁靴(1124,1129)及其永磁磁路旁路开关构成,可控磁路永磁组件中的永磁体(1123)设置于共用磁轭(1121)和磁靴(1124)之间,共用磁轭(1121)和磁靴的永磁旁路部位与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(1141/1143)及旁路铁芯(1122/1127)组成,盘型转子(1131)由盘型转子电枢/转子永磁组件(1132)和背盘磁轭(1133)构成,盘型转子(1131)类似于盘式电机转子,盘型转子(1131)安装在定子本体(1101)与定子端盖(1111)之间,盘型转子(1131)的转子轴(1175)装配在定子本体(1101)和定子端盖(1111)上设置的中轴轴承(1102、1113)上,共用磁轭(1121)和磁靴(1124/1129)上设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式布设并设置隔磁间距 (1112)。
7.一种可控磁路永磁动力装置,其特征是,它为轴向磁场气隙耦合盘型单定子双转子结构,依照盘型转子甲(1431)——双面耦合盘型可控磁路永磁定子(1411、1421、1422、
1424、1423、1412、1441)——盘型转子乙(1432)布局布设,主要由双面耦合轴向磁场盘型可控磁路永磁定子、两个盘型转子、双转子串联转矩叠加器及相适配的附件组成,双面耦合轴向磁场盘型可控磁路永磁定子由至少一副盘型两侧轴向磁场耦合可控磁路永磁组件(1421、1422、1424、1423、1441)、定子本体(1412)及其适配的定子端盖(1401、1411)构成,可控磁路永磁组件由永磁体(1423)、磁靴(1421/1424)及其永磁磁路旁路开关构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(1441)及其磁芯(1422)组成,定子本体(1412)安装在两个定子端盖(1401、1411)之间,轴向磁场盘型转子甲(1431)和转子乙(1432)分别由盘型转子铁心/盘型磁轭、盘型转子电枢/转子永磁体组件构成,盘型转子甲(1431)和盘型转子乙(1432)分别置于可控磁路永磁定子的磁靴(1421、1424)耦合面之两侧,转子甲轴(1475)装配在定子端盖(1401)和定子本体(1412)之中轴轴承(1402、1472)上,转子乙轴(1485)装配在定子端盖(1411)和定子本体(1412)之中轴轴承(1413、1482)上,转子甲轴(1475)和转子乙轴(1485)通过双转子串联转矩叠加器(1461、1462、1465、1463、1476、
1486)传动联接,双转子串联转矩叠加器把两个相反方向旋转的转子轴(1475、1485)进行转矩同步叠加联接,双转子串联转矩叠加器由至少一副惰性齿轮副或齿轮齿套副为核心构建,即由转子甲轴(1475)上的锥形齿轮(1476)、转子乙轴(1485)上的锥形齿轮(1486)、与两个锥形齿轮(1476、1486)啮合的惰性齿轮(1463)、惰性齿轮轴(1461)及其轴承/轴套(1462、1465)构成,可控磁路永磁组件中的永磁体(1423)设置于两个磁靴(1421、1424)之间,两个磁靴的永磁旁路部位与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,磁靴(1421、
1424)两侧分别设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式布设并设置隔磁间距。
8.一种可控磁路永磁动力装置,其特征是,它为“轴向磁场+径向磁场”气隙耦合组合型单定子双转子结构,主要由“轴向磁场+径向磁场”组合型可控磁路永磁定子(1501、
1511、1512)、两个组合型转子(1531、1530)、双转子串联转矩叠加器及相适配的附件组成,“轴向磁场+径向磁场”组合型可控磁路永磁定子由两套轴向磁场盘型可控磁路永磁定子组件(1501、1521、1522、1524、1523,1511、1591、1592、1594、1593)和一套径向磁场两端耦合筒型可控磁路永磁定子组件(1501、1511、1512、1556、1557、1559、1558)组合而成,轴向磁场盘型可控磁路永磁定子组件由至少一副轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件(1521/1526、1522/1527、1524/1529、1523/1528)和定子本体(1501/1511)构成,轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件由永磁体(1523)、磁靴(1521/1524)及其永磁磁路旁路开关构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(1541)及其磁芯(1522)组成,径向磁场两端耦合筒型可控磁路永磁定子组件由至少一副筒型两端径向磁场耦合可控磁路永磁组件(1556、1557、1559、1558)、定子本体(1512)及其适配的定子端盖(1501、1511)构成,筒型两端径向磁场耦合可控磁路永磁组件由永磁体(1558)、磁靴(1556、1559)及其永磁磁路旁路开关构成,组合型转子(1531/1530)由一套盘型转子组件和一套筒型转子组件复合成筒盘一体化结构,盘型转子组件由盘型转子铁心/盘型磁轭、盘型转子电枢/转子永磁体组件构成,筒型转子组件由筒型转子铁心/筒型磁轭、筒型转子电枢/转子永磁体组件构成,盘型转子铁心/盘型磁轭与筒型转子铁心/筒型磁轭复合成一体化结构,双转子串联转矩叠加器把两个相反方向旋转的转子轴(1575、1585)进行转矩同步叠加联接,双转子串联转矩叠加器由至少一副惰性齿轮副或齿轮齿套副为核心构建,即由转子甲轴(1575)上的锥形齿轮(1576)、转子乙轴(1585)上的锥形齿轮(1586)、与两个锥形齿轮(1576、1586)啮合的惰性齿轮(1563、1564)、惰性齿轮轴(1561)及其轴承/轴套(1562、1565)构成,转子甲轴(1575)装配在定子端盖(1501)和定子本体(1512)之中轴轴承(1502、1572)上,转子乙轴(1585)装配在定子端盖(1511)和定子本体(1512)之中轴轴承(1513、1582)上,可控磁路永磁组件中的永磁体(1523)设置于两个磁靴(1521、1524)之间,两个磁靴的永磁旁路部位与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,磁靴(1521、1526,1591、1596)的端部分别设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”轴向磁场气隙耦合磁路的磁靴耦合面,磁靴(1556、1559、1569、1566)的端部分别设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”径向磁场气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式布设并设置隔磁间距。
9.一种可控磁路永磁动力装置,其特征是,它为斜向磁场气隙耦合锥型单定子单转子结构,主要由斜向磁场锥型可控磁路永磁定子、锥型转子及相适配的附件组成,斜向磁场筒型可控磁路永磁定子由斜向磁场锥型可控磁路永磁组件和定子本体构成,可控磁路永磁组件由永磁体、磁靴及其永磁磁路旁路开关构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯和旁路铁芯驱动组件组成,锥型转子由锥型转子铁心/套锥型磁轭、锥型转子电枢/转子永磁 体组件构成,在定子本体上均布的磁窗内设置斜向磁场锥型可控磁路永磁组件,锥型转子装配于磁靴之耦合面围成的圆筒空间中,锥型转子铁心/套锥型磁轭外圆上装配转子永磁体组或转子电枢组件,转子轴通过轴承装配在定子端盖上,可控磁路永磁组件中的永磁体设置于两个磁靴之间,两个磁靴的永磁旁路部位与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,磁靴上设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式布设。
10.根据权利要求1、2、3、4或8所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,筒型转子有五种结构供适配选用,其一是径向磁场筒型鼠笼式电枢转子结构,即金属导电条安装或铸造在导磁转子本体的铁芯槽内,它们的两端分别与转子端部的金属导电环相连接,导磁转子本体为圆柱形、单层筒壁筒形、两层及两层以上筒壁筒形、单层杯壁杯形或两层及两层以上杯壁杯形,其二是径向磁场筒型绕线式电枢转子结构,即闭环的漆包线或裸线线圈电枢安装在导磁转子本体的铁芯槽内,导磁转子本体为圆柱形、单层筒壁筒形、两层及两层以上筒壁筒形、单层杯壁杯形或两层及两层以上杯壁杯形,每个线圈电枢是首尾焊接的闭环线圈,线圈电枢有三种结构,第一是多型线圈电枢,它至少有两匝绝缘良导体绕制并且首端和末端短接,第二是匝与匝独立绝缘型线圈电枢,它至少有两匝相互独立绝缘的、每匝是闭环短路的、大小形状相同的线圈构成并扎成一束,第三是多芯型线圈电枢,用多股或多芯良导线制成的单圈闭环短路线圈,其三是径向磁场筒型永磁式转子结构,即永磁体以N、S极交错适配设置在导磁转子本体的气隙耦合面上,导磁转子本体为圆柱形、单层筒壁筒形、两层及两层以上筒壁筒形、单层杯壁杯形或两层及两层以上杯壁杯形,其四是径向磁场筒型金属导体式电枢转子结构,即筒形金属导体电枢设置在导磁转子本体的气隙耦合面上,导磁转子本体为圆柱形、单层筒壁筒形、两层及两层以上筒壁筒形、单层杯壁杯形或两层及两层以上杯壁杯形,其五是径向磁场筒型复合式电枢转子结构,即筒型金属导体电枢敷设、铸造或复合在筒型鼠笼式电枢转子、筒型绕线式电枢转子或筒型永磁式转子的气隙耦合一侧,径向磁场筒型可控磁路永磁定子与转子呈轴向套装气隙耦合结构即外定子内转子结构或外转子内定子结构。
11.根据权利要求5、6、7或8所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,盘型转子有五种结构供适配选用,其一是轴向磁场盘型锅箅式电枢转子结构,即金属导电条安装或铸造在导磁转子本体的铁芯槽内,它们的两端分别与转子盘内外两侧的金属导电环相连接,其二是轴向磁场盘型绕线式电枢转子结构,即闭环的漆包线或裸线线圈电枢安装在导磁转子本体的铁芯槽内,导磁转子本体为单面耦合圆盘/圆环形或双面耦合圆盘/圆环形,每个线圈电枢是首尾焊接的闭环线圈,线圈电枢有三种结构,第一是多匝型线圈电枢,它至少有两匝绝缘良导体绕制并且首端和末端短接,第二是匝与匝独立绝缘型线圈电枢,它至少有两匝相互独立绝缘的、每匝是闭环短路的、大小形状相同的线圈构成并扎成一束,第三是多芯型线圈电枢,用多股或多芯良导线制成的单圈闭环短路线圈,其三是轴向磁场盘型永磁式转子结构,即永磁体以N、S极交错适配设置在导磁转子本体的气隙耦合面上,导磁转子本体为单面耦合圆盘/圆环形或双面耦合圆盘/圆环形,其四是轴向磁场盘型金属导体式电枢转子结构,即圆盘/圆环形金属导体电枢设置在导磁转子本体的气隙耦合面上,导磁转子本体为单面耦合圆盘/圆环形或双面耦合圆盘/圆环形,其五是轴向磁场盘型复合式电枢转子结构,即盘形金属导体电枢敷设、铸造或复合在盘型锅箅式电枢转子、盘型绕线式电枢转子或盘型永磁式转子的耦合气隙一侧。
12.根据权利要求9所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,锥型转子有五种结构供适配选用,其一是斜向磁场锥型电枢转子结构,即金属导电条安装或铸造在导磁转子本体的铁芯槽内,它们的两端分别与转子端部或内外两侧的金属导电环相连接,转子本体由高导磁材料、磁材料或铁芯材料加工而成,其二是斜向磁场锥型绕线式电枢转子结构,即闭环的漆包线或裸线线圈电枢安装在导磁转子本体的铁芯槽内,导磁转子本体为圆锥柱/锥盘形、单层锥壁锥形、两层及两层以上锥壁锥形,只不过这里的线圈电枢没有抽头,无需提供励磁电流,每个线圈电枢是首尾焊接的闭环线圈,线圈电枢有三种结构,第一是多匝型线圈电枢,它至少有两匝绝缘良导体绕制并且首端和末端短接,第二是匝与匝独立绝缘型线圈电枢,它至少有两匝相互独立绝缘的、每匝是闭环短路的、大小形状相同的线圈构成并扎成一束,第三是多芯型线圈电枢,用多股或多芯良导线制成的单圈闭环短路线圈,其三是斜向磁场锥型永磁式转子结构,即永磁体以N、S极交错适配设置在导磁转子本体的气隙耦合面上,导磁转子本体为圆锥柱/锥盘形、单层锥壁锥形、两层及两层以上锥壁锥形,其四是斜向磁场锥型金属导体式电枢转子结构,即锥筒形金属导体电枢设置在导磁转子本体的气隙耦合面上,导磁转子本体为圆锥柱/锥盘形、单层锥壁锥形、两层及两层以上锥壁锥形,其五是斜向磁场锥型复合式电枢转子结构,即锥形金属导体电枢敷设、铸造或复合在锥型电枢转子、锥型绕线式电枢转子或锥型永磁式转子的耦合气隙一侧。
13.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,转子铁芯、转子磁轭、定子磁轭、磁靴、磁芯分别选用高导磁材料、磁钢材料和/或铁芯材料即钕铁、玻莫合金、镍铁合 金、铁合金、无取向硅钢、取向硅钢片、电工钢、软铁、铁体、无取向稀土导磁材料、取向稀土导磁材料、复合取向导磁组件或/和组合取向导磁组件材料之其中至少之一种,所述的附件包括端盖、轴承、轴承端盖、扇、散热片、外壳、机座和接线端子盒,所述的筒形金属导体电枢、锥筒形金属导体电枢、锥形金属导体电枢、金属导电条、金属导电环、盘形金属导体电枢或圆盘/圆环形金属导体电枢采用金属良导体、合金导体、复合导体或超导体材料制成,所述的永磁式转子上的永磁体的磁场极化方向、尺寸、形状、数量、磁极对数、间隔距离、N-S极交错布局及其多圈、分段设置结构,依据电机设计原则和楞次定理构建,所述的所有电枢转子上的鼠笼式电枢、锅箅式电枢或绕线式电枢的尺寸、形状、数量、极对数、间隔距离、布局及其固定结构依据电机设计原则和楞次定理构建,或者永磁体采用一体化辐射取向永磁体加工而成适配形状或用不同极化方向和形状的永磁体进行组合加工而成永磁体组件,所述的可控磁路永磁定子上安装的径向磁场、轴向磁场和斜向磁场的可控磁路永磁组件中的永磁体采用单一N-S极对的单体永磁体,或采用两个及两个以上N-S极对的组合永磁体,或者采用一体化辐射取向永磁体加工而成适配形状,或采用不同极化方向和形状的永磁体进行组合加工而成永磁体,永磁体由稀土永磁材料包括钕铁硼磁铁、钐钴磁铁和铝镍钴磁铁,或者由铁氧体永磁材料或超级永磁材料加工制成轴向或径向永磁体,或者永磁体由磁极取向型强磁材料、强磁组件或特制强磁永磁体形状制成,并以设定的与轴线成斜向磁场或圆周切向磁场的磁性极化方向进行充磁,其永磁体的形状为瓦形、一个或一个以上N-S极对对称弧柱状/齿柱状、圆柱形、圆筒形、方块形、梯块形、U形或制作成组合适配形状,所述的可控磁路永磁组件中的磁靴和磁芯制作成分体几何形组合式、一体化的“H”型、“工”型或“U”型,所述的定子本体由对磁路磁通量影响较小的非磁性材料或弱导磁材料制作而成,永磁体分为拼接、组合型或单体型结构,其相配用的磁靴适配地制作成拼接、组合型或单体型结构,在上述零部件的制造工艺和材料同等条件下,增大定子和转子的直径或/和长度、或增多可调磁极极性的永磁体组件的数量,使输出功率显著增大、能耗大大降低,可控磁路永磁定子组件和与之相适配的转子组件构成可控磁路磁动机组件,两副或两副以上的可控磁路磁动机组件“首尾”串联设置、“面对面”串联、“背靠背”串联设置或并排/并联设置构成复合型或“轴向磁场+径向磁场”组合型可控磁路磁动机组件,复合型或“轴向磁场+径向磁场”可控磁路磁动机组件与相适配的附件一起构成复合型可控磁路永磁动力装置或“轴向磁场+径向磁场”组合型可控磁路永磁动力装置。
14.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,旁路铁芯驱动组件有六种传动结构供适配选用,其一是分布式直驱式旁路铁芯驱动组件,即每个驱动轴(142)均设置旋转式直驱微型伺服驱动装置(141)或直线式直驱微型伺服驱动装置(241),其二是分布式间接驱动式旁路铁芯驱动组件,即每个驱动轴(542)均配置微型伺服驱动装置(541),驱动轴(542)与微型伺服驱动装置(541)轴之间由齿轮组/齿轮副、蜗轮蜗杆副或者变向/变速/变矩器(546)联接,对于分布式旁路铁芯驱动组件,驱动控制器依圆周间歇、分时、循环或编程操控伺服驱动装置(541)工作,可控磁路永磁定子产生旋转磁场,其三是集中式间接驱动式旁路铁芯驱动组件之一,即所有驱动轴均由同一个伺服驱动装置驱动,驱动轴上分别设置驱动齿轮/伞齿轮,在驱动轴上设置盘形齿套/齿环,齿套/齿环上分别设有内齿弧/锥齿弧,内齿弧/锥齿弧与驱动齿轮/伞齿轮啮合传动,每段内齿弧/锥齿弧的齿数等于驱动齿轮/伞齿轮齿数的二分之一,使得每段驱动齿轮/伞齿轮每次使驱动齿轮/伞齿轮及其旁路铁芯旋转180°,操作永磁磁路旁路开关从“开”→“关”或从“关”→“开”功能,其四是集中式间接驱动式旁路铁芯驱动组件之二,即所有驱动轴均由同一个伺服驱动装置驱动,驱动轴上分别设置驱动齿轮,在伺服驱动装置轴上设置盘形齿盘,盘形齿盘上设有两段外齿弧,与驱动齿轮啮合传动,每段外齿弧的齿数等于驱动齿轮齿数的二分之一,使得每段外齿弧每次使驱动齿轮及其旁路铁芯旋转180°,操作永磁磁路旁路开关从“开”→“关”或从“关”→“开”功能,其五是集中式间接驱动式旁路铁芯驱动组件之三,即所有驱动轴(342、344)均由同一个伺服驱动装置(346)驱动,驱动轴上分别设置齿轮(341/343),在伺服驱动装置(341)轴上设置组合齿盘(345),组合齿盘(345)上分别设有内齿弧(348/349),组合齿盘(345)内圆周上设置适配数量段的内齿弧(348/349)与齿轮(341/343)啮合传动,每段内齿弧(348/349)的齿数等于齿轮(341/343)齿数的二分之一,使得每段内齿弧(348/349)驱动齿轮(341/343)及其旁路铁芯旋转180°,操作永磁磁路旁路开关从“开”→“关”或从“关”→“开”功能,另外组合齿盘(345)上分别设置适配的外齿弧(346/347),并与齿轮(341/343)啮合传动,每段外齿弧(346/347)的齿数等于齿轮(341/343)齿数的二分之一,使得每段内齿弧(346/347)反向驱动齿轮(341/343)及其旁路铁芯旋转-180°,操作永磁磁路旁路开关从“关”→“开”或从“开”→“关”功能,对于集中式间接驱动式旁路铁芯驱动组件,驱动控制器操控伺服驱动装置做逆时针或顺时针工作,可控磁路永磁定子产生旋转磁场,其六是组合驱动式旁路铁芯驱动组件,即利用上述五种方式中至少其中之二种方式进行组合构建旁路铁芯驱动组件,达到产生特定旋转磁场之功能,上述齿盘、齿圈或齿环上设置的齿弧段的段数、每段齿弧上的齿数根据电动机旋转磁场构建原则、 电机极数配置机理、永磁体数量及其组配结构、转子额定转速和功率大小设定,上述伺服驱动装置中设置有同步定位/位置/位移传感器,通过伺服驱动装置驱动器对永磁体轴或永磁体组件的旋转度进行控制和定位,上述齿圈、齿盘或齿环上设置的齿弧的数量、每段齿弧之间的间隔距离以及每段齿弧的齿数分别根据永磁体组件的数量、永磁旋转磁场/交变永磁旋转磁场的磁路及磁通量变化技术要求适配确定,上述每个永磁体轴上或永磁体适配位置处与定子组件对应位置之间设置永磁体防误转制动装置,防误转制动装置的结构或为相互独立分体式结构,或为组合一体化结构,由电磁制动销、弹簧钢珠锁销、弹簧摩擦制动盘、电动离合装置、磁力平衡制动装置、摩擦套/摩擦盘/摩擦片装置或电动刹车装置集成安装而成,或由驱动轴上分别设置的微型伺服驱动装置本身提供制动扭矩,上述伺服驱动装置为伺服电动机、伺服气动装置、伺服液力驱动装置或内燃机动力装置,并适配对应的驱动控制器,所述的转子电枢包括四种结构形式即鼠笼式电枢、锅箅式电枢、绕线式电枢和金属导体式电枢供适配选用,供适配选用或集成制作/装配,驱动控制器主要由电源及其备电模块、工作模式设定/命令输入/操作模块、相位/时序/调制/转速信号发生模块、功率放大模块、控制模块和电路保护模块构成,电源模块中根据需要设置备用电池组及其充电和电源管理子模块,工作模式设定/命令输入/操作模块和控制模块可集成为一体化模块,根据需要选配工控机、PLC、智能嵌入式计算机/DSP/单片机、二次仪表、图文显示屏、键盘、模拟量I/O接口数字量I/O接口、4-20mA输入/输出控制接口、485/232/工业总线或/和适配的标准远程通讯接口,以便与DCS系统、转子转速和工作温度传感器接驳或集成,进而对转子转速和转子输出功率进行控制,或者对系统工作状态包括转子工作温度、驱动控制器和/或上述各模块的工作状态进行监控。
15.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,定子端盖、磁轭和定子本体的外侧设置适配的通风路径/和适配的散热器/散热片式外壳,所述转子本体、电枢转子和/或转子轴上选择设置风扇、轴向风道、径向风道、径向/轴向引风直槽、径向/轴向引风螺旋槽、一体化鼠笼风叶导体条、一体化风叶辐条、一体化鼠笼导电环/电枢风叶、一体化锅篦风叶电枢、转子上设置的网格化或蜂窝状通风孔/风道、圆周风槽/凸筋/凹筋和/或中空通风轴,或者在转子组件上制作设置旋转热导管的吸热段,通过旋转热导管的输送段把热量引出到组件外部适当位置设置的旋转热导管冷却段,该冷却段上设置散热片、散热器或风叶,或者在定子或/和转子上设置冷媒冷却装置,冷媒冷却装置有七种结构形式供适配选用,其一种是闭路管道/管路式冷媒冷却装置或内冷媒冷却装置,其二种是带喷嘴/喷口的开路管道/管路式冷媒冷却装置或组合冷媒冷却装置,其三种是喷淋/直吹式冷媒冷却装置,其四种是浸没式冷媒冷却装置,其五种是分布式冷媒单元自主微循环热传导/旋转热管结构的冷媒冷却装置,其六种是在系统密封壳体中设置直接喷式冷媒冷却装置,其七种是上述六种结构形式的复合/组合式冷媒冷却装置,闭路管道/管路式冷媒冷却装置由冷媒输入旋转密封组件、冷媒输入分配器、冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔、冷媒输出汇集器、冷媒输出旋转密封组件及其冷却支架构成,冷媒输入旋转密封组件和冷媒输出旋转密封组件的功能结构相同,统称为冷媒输入/输出旋转密封组件,它有三种结构形式供选用,第一种是三端密封两密封腔式的一体化集装结构,第二种是采用两个两端密封单密封腔式的组合结构,其中一个密封腔用作冷媒输入密封腔,另一个密封腔用作冷媒输出密封腔,第三种是采用一个两端密封单密封腔结构,用作冷媒输入密封腔,这种结构不设冷媒输出密封腔,冷媒输入密封腔上设置有至少一路冷媒输入口,冷媒输入口通过管道接驳冷媒供给装置的冷媒输出口,冷媒输出密封腔上设置有冷媒输出口,冷媒输出口通过管道接驳冷媒供给装置的冷媒循环输入口或冷媒回收系统,冷媒输入分配器设置有与冷媒输入旋转密封组件的冷媒输入密封腔相适配的冷媒输入分配腔和至少一个冷媒分配出口,冷媒输出汇集器设置有与冷媒输出旋转密封组件的冷媒输出密封腔相适配的冷媒输出汇集腔和至少一个冷媒汇集出口,冷媒输入分配器和冷媒输出汇集器的功能结构相同,统称为冷媒分配/汇集器,并与冷媒输入/输出旋转密封组件相适配,二者根据所设置的位置、空间和具体技术需求设置成分体式结构、一体化式或一体化集装式结构,冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔设置有冷媒进口和冷媒出口,冷媒输入/输出旋转密封组件与冷媒分配/汇集器以对接或轴向套装的方式适配组装,使得冷媒输入/输出旋转密封组件的冷媒输入密封腔与冷媒分配/汇集器的冷媒输入分配腔相匹配,冷媒输入/输出旋转密封组件的冷媒输出密封腔与冷媒输出汇集腔相匹配,冷媒分配/汇集器的冷媒分配口对接冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔的冷媒进口,冷媒分配/汇集器的冷媒汇集出口对接冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔的冷媒出口,以形成旋转密封的冷媒流通管路,冷媒分配/汇集器设置在转子轴上的适配位置,冷媒输入/输出旋转密封组件通过其法兰或其密封本体安装到冷却支架上,上述的开路管道/管路冷媒冷却装置由冷媒输入旋转密封组件、冷媒输入分配器、至少一副设置有喷口的冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔构成,根据冷媒物理特性在适当位置设置冷媒输出收集装置,上述的喷淋/直吹式冷媒冷却装置有两种技术方案,其一是冷却支架上固定冷媒输入管道,在靠近系统发热部件适当位置的冷媒输入管道上设置至少一个冷媒喷嘴/喷头,冷媒喷嘴/喷头对系统中发热的部件进行直接开放地喷淋冷媒或直吹冷媒以便降温、而不对冷媒进行集中回收的技术方案, 其二是在系统发热部件或组件的外部设置密封壳体/腔体,冷媒输入管道置入密封壳体/腔体并设置至少一个冷媒喷嘴/喷头,上述的浸没式冷媒冷却装置是在系统发热部件或组件的外部设置密封壳体/腔体,冷媒输入管道置入密封壳体/腔体,发热部件或组件与密封壳体/腔体之间形成密封的冷媒腔室,冷媒腔室中充满冷媒,使发热部件或组件的一部分或全部浸没到冷媒中达到冷却之目的,密封壳体/腔体上的适当位置设置冷媒输出/回收管道或组件,上述的冷媒输入/输出旋转密封组件由密封本体和至少一副形成密封腔的核心密封组件构成,根据需求设置成分体式、一体化式、半集装式、集装式、半剖式或全剖式结构,核心密封组件装配于密封本体中,核心密封组件有六种供选用,一是由至少一级填料密封组件构成,二是由至少一级机械密封组件构成,三是由至少一级动力密封和停车密封组件构成,四是由至少一级无轴封密封组件构成,五是非接触轴端密封、干气密封、石墨/环密封或开槽密封,六是由前述五种密封结构中的至少两种进行同端复合、串联或不同端组合构成,其中,填料密封可选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的盘根类软填料密封、膨胀石墨填料密封、多级分瓣石墨环密封和碗式填料密封四种密封的至少其中之一种,机械密封可选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的橡胶环式密封、填料函式密封、弹簧片式密封、柱弹簧式密封、凸凹槽式密封、迷宫槽式密封、骨架式密封、带轴套的或无轴套的唇式密封、有唇防尘滑架式密封、金属波纹管式密封、弹簧式密封和平衡/非平衡式密封十二种密封至少其中之一种,动力密封可选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的副叶轮动力密封或背叶片密封配合停车密封构成,无轴封密封可选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的隔膜式密封、屏蔽式密封、磁力传动式密封、磁流体密封、螺旋密封、迷宫螺旋密封、喷射密封、浮动环密封八种密封的至少其中之一种,非接触轴端密封可选用干运转气体密封,上述六种核心密封组件可根据具体密封部位的转速、冷媒压力、冷媒的具体物理和化学特性、缝隙圆周直径和安装空间、密封性能指标、装配或维修便利要求及系统性价比进行选择设置,冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔均布设置在转子或/和定子上,或者冷媒管道由绕线式电枢转子上的中空绕线自身或生热部件上设置的冷媒路径构建而成,以便使发热的金属导体部件、锅箅电枢部件、鼠笼电枢部件、绕组电枢部件、转子本体、定子本体、定子磁轭、永磁体组或受到强烈热辐射而发热部件以及由于旋转摩擦而发热的轴承系统得到冷却,冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔布设置有三种技术方案,其一是由至少一组冷媒管道首尾相连均布在上述发热部件,其二是由至少两组冷媒管道并列均布在上述发热部件,其三是上述两种方案的复合布设方案,冷媒管道的形状有直线形、螺旋形、曲线形、环形、空腔形或组合对接几何形,冷媒管道布设方式有五种,一种是盘旋或圆环状布设,另一种是平行直线或角度射线状布设,第三种是圆周或平面多层冷媒管道布设,每层之间、层与层之间或相邻的冷媒管道之间首尾或进出口相连构成冷媒流通管路,第四种冷媒管道布设方式是进/出冷媒管道呈交错布设,远端一一对应连通或环槽集中互通,第五种冷媒管道布设方式是上述四种布设方式的组合或复合结构方式,以便构成冷却冷媒流通通道或路径达到冷却之目的,上述冷媒供给装置为自来管道及其自来水过滤器、冷水机/冷却装置及其过滤器、冷风机及其空气过滤器或除湿器、压缩空气管道、空气压缩机、冷油机及适配冷媒机中的其中之一种或者为它们的组合装置;风冷和冷媒冷却组合/复合装置由上述风冷装置和冷媒冷却装置各自至少之一种技术结构通过适配选择、组合/复合构建而成,设置到系统相应部件或组件上,冷媒介质或冷媒指的是压缩空气、二氧化氮气体、冷却水、冷却油、工业冷却液等有机或无机并对耦合磁场无影响、对工件腐蚀的冷却流体介质。
16.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,设置有至少一套适配的用于对系统中的轴承和滑动部件进行润滑的润滑装置,有以下四种技术方案可依据具体技术要求选配设置,其一是采用手动油枪/油或自动润滑泵,通过油嘴、轴承套/座上的径向/轴向油路、空心轴油路、轴上径向孔油路或/和润滑油分油器及其相应分支油路和出油嘴对旋转和滑动部件定期进行接触式或非接触式注油,起到在线润滑目的,其二是在系统中有磨损部位或部件位置设置油路及其注油嘴或润滑油杯,以便实时润滑和添加机油或油脂,其三是在支撑轴承适当位置设置箱式轴承支架结构的润滑油箱或带腔式轴承支架结构的润滑油腔/箱,其四是根据实际位置、空间和润滑需求组合或复合选配上述三种润滑方案中的其中至少之两种构成润滑装置。
17.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,可控磁路永磁动力装置的转子轴上的一段轴加长,其上安装发电机的转子,并适配集成发电机的定子到可控磁路永磁动力装置的相适配位置,该发电机的电力输出端子与可控磁路永磁动力装置的驱动控制器及其备用电池组件的电源输入端子相接驳,可控磁路永磁动力装置的一端轴申通过联轴器与负载轴相联,驱动负载工作。
18.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,对上述可控磁路永磁定子和转子进行类似于直线电机结构方式地直线结构展开,形成可控磁路直线移动/交变永磁磁场,构建成直线式可控磁路永磁动力装置。

说明书全文

可控磁路永磁动装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及的技术领域包括:动力设备技术领域、能源技术领域,特别是一种可控磁路永磁动力装置,它包括可控磁路筒型磁动力装置、可控磁路盘型磁动力装置、可控磁路筒盘组合/复合型磁动力装置以及直线(位移)式可控磁路磁动力装置。
[0002] 背景技术
[0003] 在人们熟悉的工农业生产和日常生活中经常看到各种设备中,利用电动机内燃机作为动力驱动的例子不胜枚举、比比皆是,能够输出动力的设备是各种人类生活的基础,全球范围内各种电动机或内燃机消耗掉全球现有能源产能总量的大部分,但是随着石化类能源的大量消耗和逐渐枯竭、日益严重的环境污染,节能减排和环境保护方面的压力和紧迫感已上升到空前高度,迫切需要改善动力设备的工作效率、降低能源消耗和环境污染。
[0004] 公知的电动机技术,其基本工作原理是围绕着“在定子上产生的电磁旋转磁场转子形成磁扭矩,驱动电动机转子旋转”这一基本点,从而衍生出交流电动机、直流电动机、步进电动机、伺服电动机、绕线电动机、鼠笼电动机、调速电动机、永磁电动机、直驱电动机、盘式电动机、筒型电动机和杯形双转子电动机以及直线位移式电机或拖动设备等等各式各样的传统电机和动力设备;近年来,为了解决负载调速,达到电机节能之目的,根据滑差电磁感应原理和永磁相互磁力作用原理,研发出了多种盘式和筒型永磁滑差传动耦合器/联轴器、永磁滑差传动调速器/联轴器等。上述传统电动机均存在着不同程度的效率较低、功能单一、调速困难、负载适应性差、过载能力弱等缺点,而且不同负载特性、不同转速和不同用途的电动机,其适配电动机型号和结构纷杂、种类繁多。
[0005] 因此,挖潜永磁能量,研制新型结构的磁动机技术势在必行,以克服现有各种电动机和拖动设备或内燃机技术的能耗大、电动机调速困难、电动机种类繁杂以及上述诸多缺陷,替代现有公知技术的各种电动机和拖动设备和拖动设备或内燃机为各种负载设备提供动力和能源,以满足市场和社会发展的需要,可控磁路永磁旋转磁场磁动机的研制成功,将会使动力设备领域和能源领域发生革命性技术进步。
[0006] 发明内容
[0007] 目前高性能稀土永磁材料和超级永磁材料(英国剑桥大学最新发明成果,以下统称永磁材料或磁)日新月异,永磁磁路理论也应运而生,并得到很大发展,我国科学家李国坤教授在国际上率先提出“静磁能拉、推方程”理论,并得到实际验证和应用,被称为“李氏拉推磁路”而享誉世界,这些均为研制新型结构的可控磁路永磁旋转磁场磁动机奠定了物资和理论方面的坚实基础。
[0008] 本实用新型的工作机理和构建可控磁路永磁旋转磁场的方法,与公知的电动机结构和技术相比较,具有显著不同,不同之处主要有:
[0009] ①可控磁路永磁动力装置与公知电动机结构相类比,它主要由可控磁路永磁定子、转子及其它附件组成。可控磁路永磁定子由可控磁路永磁组件和定子本体构成,可控磁路永磁组件由永磁体、磁靴及其永磁磁路旁路开关构成,永磁体设置于两个磁靴之间,磁靴的一端为永磁旁路端,磁靴的另一端设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,永磁磁路旁路开关由旁路芯驱动组件和旁路铁芯组成,永磁磁路旁路开关具有两方面的功能:一方面,旁路铁芯驱动组件驱动旁路铁芯,使旁路铁芯与永磁体、磁靴构成闭环旁路磁路;另一方面,旁路铁芯驱动组件驱动旁路铁芯,使旁路铁芯脱离磁靴的永磁旁路端,构建由永磁体、磁靴、磁靴耦合面、耦合气隙、转子构成的永磁耦合磁路;转子由转子铁心、转子电枢/转子永磁体组件构成,转子电枢包括四种结构形式即鼠笼式电枢、绕线式电枢、锅箅式电枢和金属导体式电枢;其它附件包括端盖、轴承、轴承端盖、扇、散热片、外壳、机座、接线端子盒和电源驱动/控制器;本文中的旁路铁芯包括旁路铁芯、旁路铁心和旁路磁芯三种技术概念;两或两组以上的磁靴相联或制作成一体化磁靴就构成了磁轭,磁轭有背盘/法兰状、套筒/管状结构,可控磁路永磁组件永磁体共用的一体化磁靴即构成磁轭。
[0010] ②在可控磁路永磁定子本体上至少布设一副可控磁路永磁组件,每副可控磁路永磁组件中磁靴耦合面通过气隙适配于转子的气隙耦合面,给设定的可控磁路永磁组件或它们组合而成的可控磁路永磁偶极子对/可控磁路永磁偶极子组,以永磁偶极子对或永磁偶极子组为单元,逆时针或顺时针沿圆周顺序、分时/相位差、依次、循环地,或以可编程控制方式、或以周期性地,对每副旁路铁芯驱动组件进行实时控制,使得永磁耦合磁场产生逆时针或顺时针的旋转,从而驱动转子旋转输出动力。需要指出的是,电动机中的旋转磁场或交变旋转磁场是由电源提供的交变励磁电流或换向励磁电流产生的,与本实用新型有着本质不同,依此机理,本实用新型只需要较小的旁路铁芯驱动组件所需要的能量消耗,可把永磁体的静磁能转变成旋转动力机械能,替代现有各种交/直流电动机、变频电动机、直驱电动机、调速电动机、伺服电动机以及内燃机等各种公知技术的动力设备,应用于各种技术领域,本实用新型还便于大型、中型和小型功率可控磁路永磁动力装置的设计和制造。
[0011] ③可控磁路永磁定子与转子通过气隙相耦合有以下结构形式供选择使用,即径向磁场筒型可控磁路永磁定子分别与径向磁场筒型鼠笼式电枢转子、径向磁场筒型绕线式电枢转子、径向磁场筒型永磁式转子、径向磁场筒型金属导体式电枢转子或径向磁场筒型复合式电枢转子呈气隙耦合适配成五种筒型定子转子结构(或称为筒型定子转子耦合组件);轴向磁场盘型可控磁路永磁定子分别与轴向磁场盘型锅箅式电枢转子、轴向磁场盘型绕线式电枢转子、轴向磁场盘型永磁式转子、轴向磁场盘型金属导体式电枢转子或轴向磁场筒型复合式电枢转子呈气隙耦合适配成五种盘型定子转子结构(或称为盘型定子转子耦合组件);斜向磁场锥型(或称为锥筒形或锥盘形)可控磁路永磁定子分别与斜向磁场锥筒型鼠笼式电枢转子、斜向磁场锥筒型绕线式电枢转子、斜向磁场锥筒型永磁式转子、斜向磁场锥筒型金属导体式电枢转子或斜向磁场锥筒型复合式电枢转子呈气隙耦合适配五种锥型定子转子结构(或称为锥型定子转子耦合组件);由上述径向、轴向和斜向磁场三类共十五种定子转子耦合组件中至少其中之一种,每种至少有两副或两副以上的定子转子耦合组件进行组合构建,或者筒型定子筒壁和转子筒壁以至少两层气隙耦合嵌套构建(如径向磁场气隙耦合筒型单定子双转子结构),或者盘型单定子双转子结构以“盘型转子——双面耦合盘型可控磁路永磁定子——盘型转子”共用定子布局构建、或以“盘型转子——双面耦合盘型可控磁路永磁定子——盘型转子——双面耦合盘型可控磁路永磁定子——盘型转子”布局构建、或以“定子——转子+定子——转子”之两套或两套以上定子转子耦合组件首尾串联布局构建、或以“转子——定子+转子旋转扭矩叠加器+定子——转子”布局构建;或者由上述径向、轴向和斜向磁场三类共十五种定子转子耦合组件中至少其中之两种,每种至少有一副定子转子耦合组件进行组合、串联或复合构建成复合型定子转子结构(如组合型单定子单转子结构)。
[0012] ④定子转子耦合组件中,可控磁路永磁定子产生的永磁旋转磁场或交变永磁旋转磁场分别与径向磁场筒型鼠笼式电枢转子、径向磁场筒型绕线式电枢转子、轴向磁场盘型锅箅式电枢转子、轴向磁场盘型绕线式电枢转子、斜向磁场锥筒型鼠笼/锅箅式电枢转子或斜向磁场锥筒型绕线式电枢转子(统称电枢转子结构)相适配构建形成“定子永磁旋转磁场——转子感应电流耦合磁场”之旋转磁扭矩结构;可控磁路永磁定子产生的永磁旋转磁场或交变永磁旋转磁场分别与径向磁场筒型永磁式转子、轴向磁场盘型永磁式转子和斜向磁场锥筒型永磁式转子(统称永磁式转子结构)相适配构建形成“定子永磁旋转磁
场——转子永磁耦合磁场”之旋转磁扭矩结构;可控磁路永磁定子产生的永磁旋转磁场或交变永磁旋转磁场分别与径向磁场筒型金属导体式电枢转子、轴向磁场盘型金属导体式电枢转子或斜向磁场锥型金属导体式电枢转子(统称电枢转子结构)相适配构建形成“定子永磁旋转磁场——转子感应涡流耦合磁场”之旋转磁扭矩结构;可控磁路永磁定子产生的永磁旋转磁场或交变永磁旋转磁场分别与径向磁场筒型复合式电枢转子、轴向磁场盘型复合式电枢转子或斜向磁场锥型复合式电枢转子(统称电枢转子结构)相适配构建形成“定子永磁旋转磁场——转子复合型耦合磁场”之旋转磁扭矩结构,转子复合型耦合磁场有两种,即感应涡流和感应电流复合型耦合磁场、感应涡流和永磁复合型耦合磁场。
[0013] ⑤如说明书图1-4所示,设置双转子转矩叠加器把两个相反方向旋转的转子轴进行转矩同步叠加联接,由于永磁体均具有N极和S极,为了更充分利用永磁体的磁能,在一个单定子双转子单元结构中,顺时针或逆时针地分别给设定的组合而成的可控磁路永磁偶极子对/永磁偶极子组(A1-D1、B1-E1和C1-F1三个永磁偶极子对)依次控制旁路铁芯驱动组件,在转子与可控磁路永磁定子之间的耦合气隙中即形成永磁耦合旋转磁场和/或交变永磁旋转磁场,从而分别驱动转子甲和转子乙做相反方向的旋转运动,通过转子转矩叠加器使得两个旋转方向相反的转子或转子轴的转矩进行同步叠加并通过可控磁路永磁动力装置一端的轴申输出转矩和动力;转子转矩叠加器以至少一副惰性齿轮副或齿轮齿套副为核心构建。在一个单定子双转子单元结构中,可控永磁旁路磁路为:永磁体N极→N极磁靴→旁路铁芯→S极磁靴→永磁体S极→永磁体N极;永磁耦合磁路为:永磁体A1的N极→N极磁靴A1→N极磁靴A1的耦合面→耦合气隙甲→转子甲→耦合气隙甲→S极磁靴D1的耦合面→S极磁靴D1→永磁体D1的S极→永磁体D1的N极→N极磁靴D1→N极磁靴D1的
耦合面→耦合气隙乙→转子乙→耦合气隙乙→S极磁靴A1的耦合面→S极磁靴A1→永磁
体A1的S极。
[0014] ⑥永磁体分为拼接、组合型或单体型结构,磁靴与永磁体相适配同样可制作成拼接、组合型或单体型结构。
[0015] ⑦在各种零部件所采用的制造工艺和材料同等条件下,增大定子和转子的直径或/和长度、或增多可控磁路永磁组件的数量,使输出功率显著增大、能耗大大降低;可控磁路永磁定子组件和与之相适配的转子组件构成可控磁路磁动机组件,两套或两套以上的可控磁路磁动机组件“首尾”串联设置、“背靠背”/“面对面”复合/串联(图34所示)、或并排/并联设置(图35所示)构成复合型(图34、35所示)或“轴向磁场+径向磁场”组合型(图41所示)可控磁路磁动机组件,复合型或“轴向磁场+径向磁场”可控磁路磁动机组件与相适配的其它附件一起构成复合型可控磁路永磁动力装置(图34或35所示)或“轴
向磁场+径向磁场”组合型可控磁路永磁动力装置(图41所示)。其中,可控磁路永磁定子组件指的是定子本体和可控磁路永磁组件构成的部件;转子组件指的是转子电枢/转子永磁体组件和铁心/磁轭构成的部件。
[0016] 本实用新型的具体技术方案如下:
[0017] 一种可控磁路永磁动力装置,其特征是,它为径向磁场气隙耦合筒型单定子单转子结构,主要由径向磁场筒型可控磁路永磁定子、筒型转子及相适配的其它附件组成,径向磁场筒型可控磁路永磁定子由径向磁场筒型可控磁路永磁组件(721、724、723、722、742、741)和定子本体(701)构成,可控磁路永磁组件由永磁体(723)、磁靴(721、724)及其永磁磁路旁路开关(722、742、741)构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(741、742)及旁路铁芯(722)组成,旁路铁芯驱动组件由伺服驱动装置(741)和驱动轴(742)构成,旁路铁芯(722)安装在驱动轴(742)上,可控磁路永磁组件中的永磁体(723)设置于两个磁靴(721、724)之间或设置于磁靴与磁轭之间,磁靴的一端为永磁旁路端,两个磁靴的永磁旁路端与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,磁靴(721、724)的另一端设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式围绕筒型转子(731)布设并设置隔磁间距(712),筒型转子(731)由筒型转子铁心/套筒型磁轭、筒型转子电枢/转子永磁体组件构成,在定子本体(701)上均布的磁窗内设置径向磁场筒型可控磁路永磁组件,筒型转子(731)装配于磁靴(721、724、726、729)之耦合面围成的圆筒空间中,筒型转子铁心/套筒型磁轭外圆上装配转子永磁体组或转子电枢组件,转子轴(775)通过轴承(702、713)装配在定子端盖(701、
711)上。
[0018] 一种可控磁路永磁动力装置,其特征是,它为径向磁场气隙耦合筒型单定子双转子嵌套结构,依照外筒型转子——双面耦合筒型可控磁路永磁定子——内筒型转子布局设置,主要由径向磁场外筒型转子(931、932、933)、径向磁场内筒型转子(930、905、906、907)、双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁定子(911、921、923、924、922、942、941)、双转子嵌套转矩叠加器(961、962、963、986)及相适配的其它附件组成,径向磁场外筒型转子(931)和径向磁场内筒型转子(930)分别由筒型转子铁心/套筒型磁轭、筒型转子电枢/转子永磁体组件构成,双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁定子由至少一副双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁组件(921、923、924、922、942、941)和定子本体(911)构成,双面耦合可控磁路永磁组件由永磁体(923)、两个磁靴(921、924)及其永磁磁路旁路开关(922、942、
941)构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(941、942)及旁路铁芯(922)组成,旁路铁芯驱动组件由伺服驱动装置(941)和驱动轴(942)构成,旁路铁芯(922)安装在驱动轴(942)上,可控磁路永磁组件中的永磁体(923)设置于两个磁靴(921、924)之间,磁靴的一端为永磁旁路端,两个磁靴的永磁旁路端与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,磁靴(921、924)的转子耦合位置设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式围绕圆周布设,可控磁路永磁组件之间设置隔磁间距(912),外筒型转子(931)由筒型转子套筒型磁轭(933)、筒型转子电枢(932)/转子永磁体组件构成,内筒型转子(930)由筒型转子套筒型磁轭(906)、筒型转子电枢(907)/转子永磁体组件及中空转子轴(905)构成,双转子嵌套转矩叠加器由至少一副惰性齿轮副或齿轮齿套副为核心构建,即由转子轴(975)上的齿轮(986)、中空转子轴(905)上的齿套(909)、与齿轮(986)和齿套(909)相啮合的惰性齿轮(963)、惰性齿轮(963)的轴套/轴承(962)和安装在定子端盖/定子本体(911)适
配位置处的惰性齿轮轴(961)构成,定子本体(911)与定子端盖制作成一体化组件,转子轴(975)通过轴承(902、913)装配在定子端盖(901、911)上,中空转子轴(905)通过隔离轴承(972、973)装配在转子轴(975)上,转子轴(975)和中空转子轴(905)通过双转子嵌套转矩叠加器(961、962、963、986)传动联接,双转子嵌套转矩叠加器把两个相反方向旋转的转子轴(975、905)进行转矩同步叠加联接。
[0019] 一种可控磁路永磁动力装置,其特征是,它为径向磁场气隙耦合筒型单定子双转子串联结构,依照筒型可控磁路永磁定子——双筒型转子轴向串联布局设置,主要由两端耦合筒型可控磁路永磁定子、径向磁场筒型转子甲、径向磁场筒型转子乙、双转子串联转矩叠加器及相适配的其它附件组成,两端耦合筒型可控磁路永磁定子由至少一副筒型两端径向磁场耦合可控磁路永磁组件(121、123、124、122、142、141)、定子本体(115)及其适配的定子端盖(101、111)构成,筒型两端径向磁场耦合可控磁路永磁组件由永磁体(123)、磁靴(121、124)及其永磁磁路旁路开关(122、142、141)构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(141、142)及旁路铁芯(122)组成,旁路铁芯驱动组件由伺服驱动装置(141)和驱动轴(142)构成,旁路铁芯(122)安装在驱动轴(142)上,可控磁路永磁组件中的永磁体(123)设置于两个磁靴(121、124)之间,磁靴的一端为永磁旁路端,两个磁靴的永磁旁路端与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,定子本体(115)安装在两个定子端盖(101、111)之间,径向磁场耦合筒型转子甲(131)和转子乙(132)分别由筒型转子铁心/套筒型磁轭、筒型转子电枢/转子永磁体组件构成,筒型转子电枢包括三种结构形式即鼠笼式电枢、绕线式电枢和金属导体式电枢,转子甲(131)和转子乙(132)分别置于可控磁路永磁定子两端磁靴(121、124)耦合面所围成的筒形空间中,转子甲轴(175)装配在定子端盖(101)和定子本体(115)之中轴轴承(102、172)上,转子乙轴(185)装配在定子端盖(111)和定子本体(115)之中轴轴承(113、182)上,转子甲轴(175)和转子乙轴(185)通过双转子串联转矩叠加器 (161、162、165、163、176、186)传动联接,双转子串联转矩叠加器把两个相反方向旋转的转子轴(175、185)进行转矩同步叠加联接,双转子串联转矩叠加器由至少一副惰性齿轮副或齿轮齿套副为核心构建,即由转子甲轴(175)上的锥形齿轮(176)、转子乙轴(185)上的锥形齿轮(186)、与两个锥形齿轮(176、186)啮合的惰性齿轮(163)、惰性齿轮轴(161)及其轴承/轴套(162、165)构成,磁靴(121、124)两端分别设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式(即N-S-N-S-N-)围绕转子(131或132)布设并设置隔磁间距
(112)。
[0020] 一种可控磁路永磁动力装置,其特征是,它为径向磁场气隙耦合筒型单定子单转子双筒壁嵌套结构,依照筒型转子外筒壁——双面耦合筒型可控磁路永磁定子——筒型转子内筒壁嵌套布局设置,主要由径向磁场双筒壁耦合转子(1631、1632、1633、1605、1606)、双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁定子(1611、1601、1621、1623、1624、1622、1641、1642)及相适配的其它附件组成,径向磁场双筒壁耦合转子(1631)由转子外筒壁铁心/套筒型磁轭(1633)和转子外筒壁电枢/转子永磁体组件(1632)、转子内筒壁铁心/套筒型磁轭(1606)和转子内筒壁电枢/转子永磁体组件(1605)构成,转子外筒壁电枢(1632)/转子
内筒壁电枢(1605)包括三种结构形式即鼠笼式电枢、绕线式电枢和金属导体式电枢,双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁定子由至少一副双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁组件(1621、1623、1624、1622、1641、1642)和定子本体(1601)构成,双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁组件为“H”型组件,它由永磁体(1623)、“H”型双面耦合磁靴(1621、1626)及其永磁磁路旁路开关构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(1641、1642)及旁路铁芯(1622)组成,旁路铁芯驱动组件由伺服驱动装置(1641)和驱动轴(1642)构成,旁路铁芯(1622)安装在驱动轴(1642)上,可控磁路永磁组件中的永磁体(1623)设置于两个磁靴(1621、1624)之间,两个磁靴的外侧中部设为永磁旁路部位,两个磁靴的永磁旁路部位与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,磁靴(1621、1624)的内外圆周的转子耦合位置设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式围绕圆周布设,可控磁路永磁组件之间设置隔磁间距(1612)。
[0021] 一种可控磁路永磁动力装置,其特征是,它为轴向磁场气隙耦合盘型单定子单转子结构,主要由轴向磁场盘型可控磁路永磁定子(1001、1011、1021、1022、1024、1023、1041)、盘型转子(1031、1032、1033)及相适配的其它附件组成,轴向磁场盘型可控磁路永磁定子由至少一副“H”型轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件(1021、1022、1024、
1023、1041)和定子本体(1001)构成,“H”型轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件由永磁体(1023/1028)、磁靴(1021、1024,1026、1029)及其永磁磁路旁路开关构成,可控磁路永磁组件中的永磁体(1023)设置于两个磁靴(1021、1024)之间,两个磁靴的永磁旁路部位与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(1041/1043)及旁路铁芯(1022/1027)组成,盘型转子(1031)由盘型转子电枢/转子永
磁组件(1032)和背盘磁轭(1033)构成,盘型转子(1031)类似于盘式电机转子,盘型转
子(1031)安装在定子本体(1001)与定子端盖(1011)之间,盘型转子(1031)的转子轴
(1075)装配在定子本体(1001)和定子端盖(1011)上设置的中轴轴承(1002、1013)上,磁靴(1021、1024、1026、1029)上设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式布设并设置隔磁间距(1012)。
[0022] 一种可控磁路永磁动力装置,其特征是,它为轴向磁场气隙耦合盘型单定子单转子结构,主要由轴向磁场盘型可控磁路永磁定子(1101、1111、1121、1122、1124、1123、1141)、盘型转子(1131、1132、1133)及相适配的其它附件组成,轴向磁场盘型可控磁路永磁定子由至少一副共用磁轭的“工”型轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件(1121、1122、
1124、1123、1141)和定子本体(1101)构成,“工”型轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件由永磁体(1123)、共用磁轭(1121)、磁靴(1124,1129)及其永磁磁路旁路开关构成,可控磁路永磁组件中的永磁体(1123)设置于共用磁轭(1121)和磁靴(1124)之间,共用磁轭(1121)和磁靴的永磁旁路部位与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(1141/1143)及旁路铁芯(1122/1127)组成,盘型转子(1131)由盘型转子电枢/转子永磁组件(1132)和背盘磁轭(1133)构成,盘型转子(1131)类似于盘式电机转子,盘型转子(1131)安装在定子本体(1101)与定子端盖(1111)之间,盘型转子(1131)的转子轴(1175)装配在定子本体(1101)和定子端盖(1111)上设置的中轴轴承(1102、
1113)上,共用磁轭(1121)和磁靴(1124/1129)上设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式布设并设置隔磁间距(1112)。
[0023] 一种可控磁路永磁动力装置,其特征是,它为轴向磁场气隙耦合盘型单定子双转子结构,依照盘型转子甲(1431)——双面耦合盘型可控磁路永磁定子(1411、1421、1422、1424、1423、1412、1441)——盘型转子乙(1432)布局布设,主要由双面耦合轴向磁场盘型可控磁路永磁定子、两个盘型转子、双转子串联转矩叠加器及相适配的其它附件组成,双面耦合轴向磁场盘型可控磁路永磁定子由至少一副盘型两侧轴向磁场耦合可控磁路永 磁组件(1421、1422、1424、1423、1441)、定子本体(1412)及其适配的定子端盖(1401、1411)构成,可控磁路永磁组件由永磁体(1423)、磁靴(1421/1424)及其永磁磁路旁路开关构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(1441)及其磁芯(1422)组成,定子本体(1412)安装在两个定子端盖(1401、1411)之间,轴向磁场盘型转子甲(1431)和转子乙(1432)分别由盘型转子铁心/盘型磁轭、盘型转子电枢/转子永磁体组件构成,盘型转子甲(1431)和盘型转子乙(1432)分别置于可控磁路永磁定子的磁靴(1421、1424)耦合面之两侧,转子甲轴(1475)装配在定子端盖(1401)和定子本体(1412)之中轴轴承(1402、1472)上,转子乙轴(1485)装配在定子端盖(1411)和定子本体(1412)之中轴轴承(1413、1482)上,转子甲轴(1475)和转子乙轴(1485)通过双转子串联转矩叠加器(1461、1462、1465、1463、1476、
1486)传动联接,双转子串联转矩叠加器把两个相反方向旋转的转子轴(1475、1485)进行转矩同步叠加联接,双转子串联转矩叠加器由至少一副惰性齿轮副或齿轮齿套副为核心构建,即由转子甲轴(1475)上的锥形齿轮(1476)、转子乙轴(1485)上的锥形齿轮(1486)、与两个锥形齿轮(1476、1486)啮合的惰性齿轮(1463)、惰性齿轮轴(1461)及其轴承/轴套(1462、1465)构成,可控磁路永磁组件中的永磁体(1423)设置于两个磁靴(1421、1424)之间,两个磁靴的永磁旁路部位与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,磁靴(1421、
1424)两侧分别设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式布设并设置隔磁间距。
[0024] 一种可控磁路永磁动力装置,其特征是,它为“轴向磁场+径向磁场”气隙耦合组合型单定子双转子结构,主要由“轴向磁场+径向磁场”组合型可控磁路永磁定子(1501、1511、1512)、两个组合型转子(1531、1530)、双转子串联转矩叠加器及相适配的其它附件组成,“轴向磁场+径向磁场”组合型可控磁路永磁定子由两套轴向磁场盘型可控磁路永磁定子组件(1501、1521、1522、1524、1523,1511、1591、1592、1594、1593)和一套径向磁场两端耦合筒型可控磁路永磁定子组件(1501、1511、1512、1556、1557、1559、1558)组合而成,轴向磁场盘型可控磁路永磁定子组件由至少一副轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件(1521/1526、1522/1527、1524/1529、1523/1528)和定子本体(1501/1511)构成,轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件由永磁体(1523)、磁靴(1521/1524)及其永磁磁路旁路开关构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(1541)及其磁芯(1522)组成,径向磁场两端耦合筒型可控磁路永磁定子组件由至少一副筒型两端径向磁场耦合可控磁路永磁组件(1556、1557、1559、1558)、定子本体(1512)及其适配的定子端盖(1501、1511)构成,筒型两端径向磁场耦合可控磁路永磁组件由永磁体(1558)、磁靴(1556、1559)及其永磁磁路旁路开关构成,组合型转子(1531/1530)由一套盘型转子组件和一套筒型转子组件复合成筒盘一体化结构,盘型转子组件由盘型转子铁心/盘型磁轭、盘型转子电枢/转子永磁体组件构成,筒型转子组件由筒型转子铁心/筒型磁轭、筒型转子电枢/转子永磁体组件构成,盘型转子铁心/盘型磁轭与筒型转子铁心/筒型磁轭复合成一体化结构,双转子串联转矩叠加器把两个相反方向旋转的转子轴(1575、1585)进行转矩同步叠加联接,双转子串联转矩叠加器由至少一副惰性齿轮副或齿轮齿套副为核心构建,即由转子甲轴(1575)上的锥形齿轮(1576)、转子乙轴(1585)上的锥形齿轮(1586)、与两个锥形齿轮(1576、1586)啮合的惰性齿轮(1563、1564)、惰性齿轮轴(1561)及其轴承/轴套(1562、1565)构成,转子甲轴(1575)装配在定子端盖(1501)和定子本体(1512)之中轴轴承(1502、1572)上,转子乙轴(1585)装配在定子端盖(1511)和定子本体(1512)之中轴轴承(1513、1582)上,可控磁路永磁组件中的永磁体(1523)设置于两个磁靴(1521、1524)之间,两个磁靴的永磁旁路部位与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,磁靴(1521、1526,1591、1596)的端部分别设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”轴向磁场气隙耦合磁路的磁靴耦合面,磁靴(1556、1559、1569、1566)的端部分别设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”径向磁场气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式布设并设置隔磁间距。
[0025] 一种可控磁路永磁动力装置,其特征是,它为斜向磁场气隙耦合锥型单定子单转子结构,主要由斜向磁场锥型可控磁路永磁定子、锥型转子及相适配的其它附件组成,斜向磁场筒型可控磁路永磁定子由斜向磁场锥型可控磁路永磁组件和定子本体构成,可控磁路永磁组件由永磁体、磁靴及其永磁磁路旁路开关构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯和旁路铁芯驱动组件组成,锥型转子由锥型转子铁心/套锥型磁轭、锥型转子电枢/转子永磁体组件构成,在定子本体上均布的磁窗内设置斜向磁场锥型可控磁路永磁组件,锥型转子装配于磁靴之耦合面围成的圆筒空间中,锥型转子铁心/套锥型磁轭外圆上装配转子永磁体组或转子电枢组件,转子轴通过轴承装配在定子端盖上,可控磁路永磁组件中的永磁体设置于两个磁靴之间,两个磁靴的永磁旁路部位与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,磁靴上设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式布设。
[0026] 如上所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,筒型转子有五种结构供适配选用,其一是径向磁场筒型鼠笼式电枢转子结构,即金属导电条安装或铸造在导磁转子本体的铁芯槽内,它们的两端分别与转子端部的金属导电 环相连接,形似鼠笼,导磁转子本体为圆柱形、单层筒壁筒形、两层及两层以上筒壁筒形、单层杯壁杯形或两层及两层以上杯壁杯形,其结构与卧式/筒型电机的鼠笼式转子类似或与公知技术的筒型永磁调速器/联轴器的鼠笼式电枢转子盘类似,其二是径向磁场筒型绕线式电枢转子结构,即闭环的漆包线或裸线线圈电枢安装在导磁转子本体的铁芯槽内,导磁转子本体为圆柱形、单层筒壁筒形、两层及两层以上筒壁筒形、单层杯壁杯形或两层及两层以上杯壁杯形,其结构与公知技术的筒型永磁调速器/联轴器的径向磁场电枢绕组转盘类似,或者与卧式/筒型电机的绕线式转子相似,只不过这里的线圈电枢没有抽头,无需提供励磁电流,每个线圈电枢是首尾焊接的闭环线圈,线圈电枢有三种结构,第一是多型线圈电枢,它至少有两匝绝缘良导体绕制并且首端和末端短接,第二是匝与匝独立绝缘型线圈电枢,它至少有两匝相互独立绝缘的、每匝是闭环短路的、大小形状相同的线圈构成并扎成一束,第三是多芯型线圈电枢,用多股或多芯良导线制成的单圈闭环短路线圈,其三是径向磁场筒型永磁式转子结构,即永磁体以N、S极交错适配设置在导磁转子本体的气隙耦合面上,导磁转子本体为圆柱形、单层筒壁筒形、两层及两层以上筒壁筒形、单层杯壁杯形或两层及两层以上杯壁杯形,其结构与卧式/筒型电机的永磁体转子类似或与公知技术的筒型永磁调速器/联轴器的永磁转子盘类似,其四是径向磁场筒型金属导体式电枢转子结构,即筒形金属导体电枢设置在导磁转子本体的气隙耦合面上,导磁转子本体为圆柱形、单层筒壁筒形、两层及两层以上筒壁筒形、单层杯壁杯形或两层及两层以上杯壁杯形,其结构与公知技术的筒型永磁调速器/联轴器的金属导体转子盘类似,其五是径向磁场筒型复合式电枢转子结构,即筒型金属导体电枢敷设、铸造或复合在筒型鼠笼式电枢转子、筒型绕线式电枢转子或筒型永磁式转子的气隙耦合一侧,径向磁场筒型可控磁路永磁定子与转子呈轴向套装气隙耦合结构即外定子内转子结构或外转子内定子结构。
[0027] 如上所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,盘型转子有五种结构供适配选用,其一是轴向磁场盘型锅箅式电枢转子结构,即金属导电条安装或铸造在导磁转子本体的铁芯槽内,它们的两端分别与转子盘内外两侧的金属导电环相连接,形似锅箅子,其结构与盘式电机的鼠笼式转子类似或与公知技术的盘式永磁调速器/联轴器的锅箅式电枢转子盘类似,其二是轴向磁场盘型绕线式电枢转子结构,即闭环的漆包线或裸线线圈电枢安装在导磁转子本体的铁芯槽内,导磁转子本体为单面耦合圆盘/圆环形或双面耦合圆盘/圆环形,其结构与公知技术的盘式永磁调速器/联轴器的径向磁场电枢绕组转盘类似,或者与盘式电机的绕线式转子相似,只不过这里的线圈电枢没有抽头,无需提供励磁电流,每个线圈电枢是首尾焊接的闭环线圈,线圈电枢有三种结构,第一是多匝型线圈电枢,它至少有两匝绝缘良导体绕制并且首端和末端短接,第二是匝与匝独立绝缘型线圈电枢,它至少有两匝相互独立绝缘的、每匝是闭环短路的、大小形状相同的线圈构成并扎成一束,第三是多芯型线圈电枢,用多股或多芯良导线制成的单圈闭环短路线圈,其三是轴向磁场盘型永磁式转子结构,即永磁体以N、S极交错适配设置在导磁转子本体的气隙耦合面上,导磁转子本体为单面耦合圆盘/圆环形或双面耦合圆盘/圆环形,其结构与盘式电机的永磁体转子类似或与公知技术的盘式永磁调速器/联轴器的永磁转子盘类似,其四是轴向磁场盘型金属导体式电枢转子结构,即圆盘/圆环形金属导体电枢设置在导磁转子本体的气隙耦合面上,导磁转子本体为单面耦合圆盘/圆环形或双面耦合圆盘/圆环形,其结构与公知技术的盘式永磁调速器/联轴器的金属导体转子盘类似,其五是轴向磁场盘型复合式电枢转子结构,即盘形金属导体电枢敷设、铸造或复合在盘型锅箅式电枢转子、盘型绕线式电枢转子或盘型永磁式转子的耦合气隙一侧。
[0028] 如上所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,锥型转子有五种结构供适配选用,其一是斜向磁场锥型鼠笼/锅箅式电枢转子结构,即金属导电条安装或铸造在导磁转子本体的铁芯槽内,它们的两端分别与转子端部或内外两侧的金属导电环相连接,形似锥形锅箅子,转子本体由高导磁材料、磁钢材料或铁芯材料加工而成,其结构与锥式电机的鼠笼式转子类似或与公知技术的锥式永磁调速器/联轴器的鼠笼/锅箅式转子盘类似,其二是斜向磁场锥型绕线式电枢转子结构,即闭环的漆包线或裸线线圈电枢安装在导磁转子本体的铁芯槽内,导磁转子本体为圆锥柱/锥盘形、单层锥壁锥形、两层及两层以上锥壁锥形,其结构与公知技术的锥式永磁调速器/联轴器的径向磁场电枢绕组转盘类似,或者与锥式电机的绕线式转子相似,只不过这里的线圈电枢没有抽头,无需提供励磁电流,每个线圈电枢是首尾焊接的闭环线圈,线圈电枢有三种结构,第一是多匝型线圈电枢,它至少有两匝绝缘良导体绕制并且首端和末端短接,第二是匝与匝独立绝缘型线圈电枢,它至少有两匝相互独立绝缘的、每匝是闭环短路的、大小形状相同的线圈构成并扎成一束,第三是多芯型线圈电枢,用多股或多芯良导线制成的单圈闭环短路线圈,其三是斜向磁场锥型永磁式转子结构,即永磁体以N、S极交错适配设置在导磁转子本体的气隙耦合面上,导磁转子本体为圆锥柱/锥盘形、单层锥壁锥形、两层及两层以上锥壁锥形,其结构与锥式电机的永磁体转子类似或与公知技术的锥式永磁调速器/联轴器的永磁转子盘类似,其四是斜向磁场锥型金属导体式电枢转子结构,即锥筒形金属导体电枢设置在导磁转子本体的气隙耦合面上,导磁转子本体为圆锥柱/锥盘形、单层锥壁锥形、两层及两层以上锥壁锥形,其结构与公知技术的锥式永磁调速器/联轴器的金属导体转子盘类似,其五是斜向磁场锥型复合式电枢转子结构结构,即锥形金属导体电枢敷设、铸造或复合在锥型鼠笼/锅箅式电枢转子、锥型绕线式电枢转子 电枢转子或锥型永磁式转子的耦合气隙一侧。
[0029] 如上所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,所述的转子铁芯、转子磁轭、定子磁轭、磁靴、磁芯分别选用高导磁材料、磁钢材料和/或铁芯材料即钕铁、玻莫合金、镍铁合金、铁合金、无取向硅钢、取向硅钢片、电工钢、软铁、铁体、无取向稀土导磁材料、取向稀土导磁材料、复合取向导磁组件或/和组合取向导磁组件材料之其中至少之一种,即采用单一材料、两种或两种以上材料加工制作而成,所述的其它附件包括端盖、轴承、轴承端盖、风扇、散热片、外壳、机座和接线端子盒,所述的筒形金属导体电枢、锥筒形金属导体电枢、锥形金属导体电枢、金属导电条、金属导电环、盘形金属导体电枢或圆盘/圆环形金属导体电枢采用金属良导体(、铝)、合金导体(黄铜铝合金)、复合导体(铜、铜镀金、银包铜)或超导体材料(铌包铜)制成,所述的永磁式转子上的永磁体的磁场极化方向(轴向、径向、斜向或切向)、尺寸、形状、数量、磁极对数、间隔距离、N-S极交错布局及其多圈、分段设置结构,依据电机设计原则和楞次定理构建,所述的所有电枢转子上的鼠笼式电枢、锅箅式电枢或绕线式电枢的尺寸、形状、数量、极对数、间隔距离、布局及其固定结构依据电机设计原则和楞次定理构建,或者永磁体采用一体化辐射取向永磁体加工而成适配形状或用不同极化方向和形状的永磁体进行组合加工而成永磁体组件,所述的可控磁路永磁定子上安装的径向磁场、轴向磁场和斜向磁场的可控磁路永磁组件中的永磁体采用单一N-S极对的单体永磁体,或采用两个及两个以上N-S极对的组合永磁体,或者采用一体化辐射取向永磁体加工而成适配形状,或采用不同极化方向和形状的永磁体进行组合加工而成永磁体,永磁体由稀土永磁材料包括钕铁硼磁铁、钐钴磁铁和铝镍钴磁铁,或者由铁氧体永磁材料或超级永磁材料加工制成轴向或径向永磁体,或者永磁体由磁极取向型强磁材料、强磁组件或特制强磁永磁体形状制成,并以设定的与轴线成斜向磁场或圆周切向磁场的磁性极化方向进行充磁,其永磁体的形状为瓦块形、一个或一个以上N-S极对对称弧柱状/齿柱状、圆柱形、圆筒形、方块形、梯块形、U形或制作成异形几何组合适配形状,所述的可控磁路永磁组件中的磁靴和磁芯制作成分体几何形组合式、一体化的“H”型、“工”型或“U”型,所述的定子本体由对磁路磁通量影响较小的非磁性材料或弱导磁材料制作而成,永磁体分为拼接、组合型或单体型结构,其相配用的磁靴适配地制作成拼接、组合型或单体型结构,在上述零部件的制造工艺和材料同等条件下,增大定子和转子的直径或/和长度、或增多可调磁极极性的永磁体组件的数量,使输出功率显著增大、能耗大大降低,可控磁路永磁定子组件和与之相适配的转子组件构成可控磁路磁动机组件,两副或两副以上的可控磁路磁动机组件“首尾”串联设置、“面对面”串联、“背靠背”串联设置或并排/并联设置构成复合型或“轴向磁场+径向磁场”组合型可控磁路磁动机组件,复合型或“轴向磁场+径向磁场”可控磁路磁动机组件与相适配的其它附件一起构成复合型可控磁路永磁动力装置或“轴向磁场+径向磁场”组合型可控磁路永磁动力装置。
[0030] 如上所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,所述的旁路铁芯驱动组件有六种传动结构供适配选用,其一是分布式直驱式旁路铁芯驱动组件,即每个驱动轴(142)均设置旋转式直驱微型伺服驱动装置(141)或直线式直驱微型伺服驱动装置(241),其二是分布式间接驱动式旁路铁芯驱动组件,即每个驱动轴(542)均配置微型伺服驱动装置(541),驱动轴(542)与微型伺服驱动装置(541)轴之间由齿轮组/齿轮副、蜗轮蜗杆副或者变向/变速/变矩器(546)联接,对于分布式旁路铁芯驱动组件,驱动控制器依圆周间歇、分时、循环或编程操控伺服驱动装置(541)工作,可控磁路永磁定子产生旋转磁场,其三是集中式间接驱动式旁路铁芯驱动组件之一,即所有驱动轴均由同一个伺服驱动装置驱动,驱动轴上分别设置驱动齿轮/伞齿轮,在驱动轴上设置盘形齿套/齿环,齿套/齿环上分别设有内齿弧/锥齿弧,内齿弧/锥齿弧与驱动齿轮/伞齿轮啮合传动,每段内齿弧/锥
齿弧的齿数等于驱动齿轮/伞齿轮齿数的二分之一,使得每段驱动齿轮/伞齿轮每次使
驱动齿轮/伞齿轮及其旁路铁芯旋转180°,操作永磁磁路旁路开关从“开”→“关”或从“关”→“开”功能,其四是集中式间接驱动式旁路铁芯驱动组件之二,即所有驱动轴均由同一个伺服驱动装置驱动,驱动轴上分别设置驱动齿轮,在伺服驱动装置轴上设置盘形齿盘,盘形齿盘上设有两段外齿弧,与驱动齿轮啮合传动,每段外齿弧的齿数等于驱动齿轮齿数的二分之一,使得每段外齿弧每次使驱动齿轮及其旁路铁芯旋转180°,操作永磁磁路旁路开关从“开”→“关”或从“关”→“开”功能,其五是集中式间接驱动式旁路铁芯驱动组件之三,即所有驱动轴(342、344)均由同一个伺服驱动装置(346)驱动,驱动轴上分别设置齿轮(341/343),在伺服驱动装置(341)轴上设置组合齿盘(345),组合齿盘(345)上分别设有内齿弧(348/349),组合齿盘(345)内圆周上设置适配数量段的内齿弧(348/349)与齿轮(341/343)啮合传动,每段内齿弧(348/349)的齿数等于齿轮(341/343)齿数的二分之一,使得每段内齿弧(348/349)驱动齿轮(341/343)及其旁路铁芯旋转180°,操作永磁磁路旁路开关从“开”→“关”或从“关”→“开”功能,另外组合齿盘(345)上分别设置适配的外齿弧(346/347),并与齿轮(341/343)啮合传动,每段外齿弧(346/347)的齿数等于齿轮(341/343)齿数的二分之一,使得每段内齿弧(346/347)反向驱动齿轮(341/343)及其旁路铁芯旋转-180°,操作永磁磁路旁路开关从“关”→“开”或从“开”→“关”功能,对于集中式间接驱动式旁路铁芯驱动组件,驱动控制器操控伺服驱动装置做逆时针或顺时针工作,可控磁路永磁 定子产生旋转磁场,其六是组合驱动式旁路铁芯驱动组件,即利用上述五种方式中至少其中之二种方式进行组合构建旁路铁芯驱动组件,达到产生特定旋转磁场之功能,上述齿盘、齿圈或齿环上设置的齿弧段的段数、每段齿弧上的齿数根据电动机旋转磁场构建原则、电机极数配置机理、永磁体数量及其组配结构、转子额定转速和功率大小设定,上述伺服驱动装置中设置有同步定位/位置/位移传感器,通过伺服驱动装置驱动器对永磁体轴或永磁体组件的旋转度进行控制和定位,上述齿圈、齿盘或齿环上设置的齿弧的数量、每段齿弧之间的间隔距离以及每段齿弧的齿数分别根据永磁体组件的数量、永磁旋转磁场/交变永磁旋转磁场的磁路及磁通量变化技术要求适配确定,上述每个永磁体轴上或永磁体适配位置处与定子组件对应位置之间设置永磁体防误转制动装置,防误转制动装置的结构或为相互独立分体式结构,或为组合一体化结构,由电磁制动销、弹簧钢珠锁销、弹簧摩擦制动盘、电动离合装置、磁力平衡制动装置、摩擦套/摩擦盘/摩擦片装置或电动刹车装置集成安装而成,或由驱动轴上分别设置的微型伺服驱动装置本身提供制动扭矩,上述伺服驱动装置为伺服电动机、伺服气动装置、伺服液力驱动装置或内燃机动力装置,并适配对应的驱动控制器,所述的转子电枢包括四种结构形式即鼠笼式电枢、锅箅式电枢、绕线式电枢和金属导体式电枢供适配选用,供适配选用或集成制作/装配,驱动控制器主要由电源及其备电模块、工作模式设定/命令输入/操作模块、相位/时序/调制/
转速信号发生模块、功率放大模块、控制模块和电路保护模块构成,电源模块中根据需要设置备用电池组及其充电和电源管理子模块,工作模式设定/命令输入/操作模块和控制模块可集成为一体化模块,根据需要选配工控机、PLC、智能嵌入式计算机/DSP/单片机、二次仪表、图文显示屏、键盘、模拟量I/O接口数字量I/O接口、4-20mA输入/输出控制接口、
485/232/工业总线或/和适配的标准远程通讯接口,以便与DCS系统、转子转速和工作温度传感器接驳或集成,进而对转子转速和转子输出功率进行控制,或者对系统工作状态包括转子工作温度、驱动控制器和/或上述各模块的工作状态进行监控。
[0031] 如上所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,定子端盖、磁轭和定子本体的外侧设置适配的通风路径/和适配的散热器/散热片式外壳,所述转子本体、电枢转子和/或转子轴上选择设置风扇、轴向风道、径向风道、径向/轴向引风直槽、径向/轴向引风螺旋槽、一体化鼠笼风叶导体条、一体化风叶辐条、一体化鼠笼导电环/电枢风叶、一体化锅篦风叶电枢、转子上设置的网格化或蜂窝状通风孔/风道、圆周风槽/凸筋/凹筋和/或中空通风轴,或者在转子组件上制作设置旋转热导管的吸热段,通过旋转热导管的输送段把热量引出到组件外部适当位置设置的旋转热导管冷却段,该冷却段上设置散热片、散热器或风叶,或者在定子或/和转子上设置冷媒冷却装置,冷媒冷却装置有七种结构形式供适配选用,其一种是闭路管道/管路式冷媒冷却装置或内冷媒冷却装置,其二种是带喷嘴/喷口的开路管道/管路式冷媒冷却装置或组合冷媒冷却装置,其三种是喷淋/直吹式冷媒冷却装置,其四种是浸没式冷媒冷却装置,其五种是分布式冷媒单元自主微循环热传导/旋转热管结构的冷媒冷却装置,其六种是在系统密封壳体中设置直接喷式冷媒冷却装置,其七种是上述六种结构形式的复合/组合式冷媒冷却装置,闭路管道/管路式冷媒冷却装置由冷媒输入旋转密封组件、冷媒输入分配器、冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔、冷媒输出汇集器、冷媒输出旋转密封组件及其冷却支架构成,冷媒输入旋转密封组件和冷媒输出旋转密封组件的功能结构相同,统称为冷媒输入/输出旋转密封组件,它有三种结构形式供选用,第一种是三端密封两密封腔式的一体化集装结构,第二种是采用两个两端密封单密封腔式的组合结构,其中一个密封腔用作冷媒输入密封腔,另一个密封腔用作冷媒输出密封腔,第三种是采用一个两端密封单密封腔结构,用作冷媒输入密封腔,这种结构不设冷媒输出密封腔,冷媒输入密封腔上设置有至少一路冷媒输入口,冷媒输入口通过管道接驳冷媒供给装置的冷媒输出口,冷媒输出密封腔上设置有冷媒输出口,冷媒输出口通过管道接驳冷媒供给装置的冷媒循环输入口或冷媒回收系统,冷媒输入分配器设置有与冷媒输入旋转密封组件的冷媒输入密封腔相适配的冷媒输入分配腔和至少一个冷媒分配出口,冷媒输出汇集器设置有与冷媒输出旋转密封组件的冷媒输出密封腔相适配的冷媒输出汇集腔和至少一个冷媒汇集出口,冷媒输入分配器和冷媒输出汇集器的功能结构相同,统称为冷媒分配/汇集器,并与冷媒输入/输出旋转密封组件相适配,二者根据所设置的位置、空间和具体技术需求设置成分体式结构、一体化式或一体化集装式结构,冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔设置有冷媒进口和冷媒出口,冷媒输入/输出旋转密封组件与冷媒分配/汇集器以对接或轴向套装的方式适配组装,使得冷媒输入/输出旋转密封组件的冷媒输入密封腔与冷媒分配/汇集器的冷媒输入分配腔相匹配,冷媒输入/输出旋转密封组件的冷媒输出密封腔与冷媒输出汇集腔相匹配,冷媒分配/汇集器的冷媒分配口对接冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔的冷媒进口,冷媒分配/汇集器的冷媒汇集出口对接冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔的冷媒出口,以形成旋转密封的冷媒流通管路,冷媒分配/汇集器设置在转子轴上的适配位置,冷媒输入/输出旋转密封组件通过其法兰或其密封本体安装到冷却支架上,上述的开路管道/管路冷媒冷却装置由冷媒输入旋转密封组件、冷媒输入分配器、至少一副设置有喷口的冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔构成,根据冷媒物理特性在适当位置设置冷媒输出收集装置,上述的喷淋/直吹式冷媒冷却装置有两种技术方案,其一是冷却支架上固定冷媒输入管道,在靠近系统发热部件适当位置的冷媒输入管道上设置至少一个冷媒喷嘴/喷头,冷媒喷嘴/喷头对系统中发热的部件进行直接开放地喷淋冷媒或直吹冷媒以便降温、而不对冷媒进行集中回收的技术方案,其 二是在系统发热部件或组件的外部设置密封壳体/腔体,冷媒输入管道置入密封壳体/腔体并设置至少一个冷媒喷嘴/喷头,上述的浸没式冷媒冷却装置是在系统发热部件或组件的外部设置密封壳体/腔体,冷媒输入管道置入密封壳体/腔体,发热部件或组件与密封壳体/腔体之间形成密封的冷媒腔室,冷媒腔室中充满冷媒,使发热部件或组件的一部分或全部浸没到冷媒中达到冷却之目的,密封壳体/腔体上的适当位置设置冷媒输出/回收管道或组件,上述的冷媒输入/输出旋转密封组件由密封本体和至少一副形成密封腔的核心密封组件构成,根据需求设置成分体式、一体化式、半集装式、集装式、半剖式或全剖式结构,核心密封组件装配于密封本体中,核心密封组件有六种供选用,一是由至少一级填料密封组件构成,二是由至少一级机械密封组件构成,三是由至少一级动力密封和停车密封组件构成,四是由至少一级无轴封密封组件构成,五是非接触轴端密封、干气密封、石墨/环密封或开槽密封,六是由前述五种密封结构中的至少两种进行同端复合、串联或不同端组合构成,其中,填料密封可选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的盘根类软填料密封、膨胀石墨填料密封、多级分瓣石墨环密封和碗式填料密封四种密封的至少其中之一种,机械密封可选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的橡胶环式密封、填料函式密封、弹簧片式密封、柱弹簧式密封、凸凹槽式密封、迷宫槽式密封、骨架式密封、带轴套的或无轴套的唇式密封、有唇防尘滑架式密封、金属波纹管式密封、弹簧式密封和平衡/非平衡式密封十二种密封至少其中之一种,动力密封可选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的副叶轮动力密封或背叶片密封配合停车密
封构成,无轴封密封可选用单/双/多端面或/和单/双/多层设计方案的隔膜式密封、屏蔽式密封、磁力传动式密封、磁流体密封、螺旋密封、迷宫螺旋密封、喷射密封、浮动环密封八种密封的至少其中之一种,非接触轴端密封可选用干运转气体密封,上述六种核心密封组件可根据具体密封部位的转速、冷媒压力、冷媒的具体物理和化学特性、缝隙圆周直径和安装空间、密封性能指标、装配或维修便利要求及系统性价比进行选择设置,冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔均布设置在转子或/和定子上,或者冷媒管道由绕线式电枢转子上的中空绕线自身或生热部件上设置的冷媒路径构建而成,以便使发热的金属导体部件、锅箅电枢部件、鼠笼电枢部件、绕组电枢部件、转子本体、定子本体、定子磁轭、永磁体组或受到强烈热辐射而发热部件以及由于旋转摩擦而发热的轴承系统得到冷却,冷却管道/冷媒冷却器/冷却腔布设置有三种技术方案,其一是由至少一组冷媒管道首尾相连均布在上述发热部件,其二是由至少两组冷媒管道并列均布在上述发热部件,其三是上述两种方案的复合布设方案,冷媒管道的形状有直线形、螺旋形、曲线形、环形、空腔形或组合对接几何形,冷媒管道布设方式有五种,一种是盘旋或圆环状布设,另一种是平行直线或角度射线状布设,第三种是圆周或平面多层冷媒管道布设,每层之间、层与层之间或相邻的冷媒管道之间首尾或进出口相连构成冷媒流通管路,第四种冷媒管道布设方式是进/出冷媒管道呈交错布设,远端一一对应连通或环槽集中互通,第五种冷媒管道布设方式是上述四种布设方式的组合或复合结构方式,以便构成冷却冷媒流通通道或路径达到冷却之目的,上述冷媒供给装置为自来管道及其自来水过滤器、冷水机/冷却装置及其过滤器、冷风机及其空气过滤器或除湿器、压缩空气管道、空气压缩机、冷油机及适配冷媒机中的其中之一种或者为它们的组合装置;风冷和冷媒冷却组合/复合装置由上述风冷装置和冷媒冷却装置各自至少之一种技术结构通过适配选择、组合/复合构建而成,设置到系统相应部件或组件上,冷媒介质或冷媒指的是压缩空气、二氧化氮气体、冷却水、冷却油、工业冷却液等有机或无机并对耦合磁场无影响、对工件腐蚀的冷却流体介质。
[0032] 如上所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,设置有至少一套适配的用于对系统中的轴承和滑动部件进行润滑的润滑装置,有以下四种技术方案可依据具体技术要求选配设置,其一是采用手动油枪/油或自动润滑泵,通过油嘴、轴承套/座上的径向/轴向油路、空心轴油路、轴上径向孔油路或/和润滑油分油器及其相应分支油路和出油嘴对旋转和滑动部件定期进行接触式或非接触式注油,起到在线润滑目的,其二是在系统中有磨损部位或部件位置设置油路及其注油嘴或润滑油杯,以便实时润滑和添加机油或油脂,其三是在支撑轴承适当位置设置箱式轴承支架结构的润滑油箱或带腔式轴承支架结构的润滑油腔/箱,其四是根据实际位置、空间和润滑需求组合或复合选配上述三种润滑方案中的其中至少之两种构成润滑装置。
[0033] 如上所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,可控磁路永磁动力装置的转子轴上的一段轴加长,其上安装发电机的转子,并适配集成发电机的定子到可控磁路永磁动力装置的相适配位置,该发电机的电力输出端子与可控磁路永磁动力装置的驱动控制器及其备用电池组件的电源输入端子相接驳,可控磁路永磁动力装置的一端轴申通过联轴器与负载轴相联,驱动负载工作。
[0034] 如上所述的可控磁路永磁动力装置,其特征是,对上述可控磁路永磁定子和转子进行类似于直线电机结构方式地直线结构展开,形成可控磁路直线移动/交变永磁磁场,构建成直线式可控磁路永磁动力装置。
[0035] 附图说明
[0036] 图1为实施例1的永磁磁路旁路开关A01和D01在“关”状态时的工作原理、结构剖切及耦合磁路示意图。
[0037] 图2为图1的永磁磁路旁路开关A01和D01在“开”状态时的工作原理、结构剖切及永磁旁路磁路示意图。
[0038] 图3为图1的永磁磁路旁路开关B01和E01在“关”状态时的剖切及磁场示意图。
[0039] 图4为图1的永磁磁路旁路开关B01和E01在“关”状态时的剖切及磁场示意图。
[0040] 图5为图1的永磁磁路旁路开关C01和F01在“关”状态时的剖切及磁场示意图。
[0041] 图6为图1的永磁磁路旁路开关D01和A01在“关”状态时的剖切及磁场示意图。
[0042] 图7为实施例2的永磁磁路旁路开关A02和F02在“关”状态时的工作原理、结构剖切及耦合磁路示意图。
[0043] 图8为图7的永磁磁路旁路开关A02、C02、F02和H02在“关”状态时的剖切及磁场示意图。
[0044] 图9为图7的永磁磁路旁路开关C02、E02、H02和J02在“关”状态时的剖切及磁场示意图。
[0045] 图10为图7的永磁磁路旁路开关E02、G02、J02和B02在“关”状态时的剖切及磁场示意图。
[0046] 图11为实施例3的永磁磁路旁路开关A03和D03在“关”状态时的工作原理、结构剖切及耦合磁路示意图。
[0047] 图12为图11的组合齿盘的剖切右视图。
[0048] 图13为图11的永磁磁路旁路开关A03和D03在“关”状态时的剖切及磁场示意图。
[0049] 图14为实施例4的永磁磁路旁路开关A04和D04在“关”状态时的工作原理、结构剖切及耦合磁路示意图。
[0050] 图15为实施例5的永磁磁路旁路开关A05和D05在“关”状态时的1作原理、结构剖切及耦合磁路示意图。
[0051] 图16为实施例6的永磁磁路旁路开关A06和D06、A06′和D06′在“关”状态时的工作原理、结构剖切及永磁耦合磁路示意图。
[0052] 图17为实施例7的永磁磁路旁路开关A07和D07在“开”状态时的结构剖切示意图。
[0053] 图18为图17的永磁磁路旁路开关A07和D07在“关”状态时的结构剖切示意图。
[0054] 图19为图17的永磁磁路旁路开关A07和D07在“开”状态时的剖切及磁场示意图。
[0055] 图20为图17的永磁磁路旁路开关B07和E07在“开”状态时的剖切及磁场示意图。
[0056] 图21为图17的永磁磁路旁路开关C07和F07在“开”状态时的剖切及磁场示意图。
[0057] 图22为图17的永磁磁路旁路开关D07和A07在“开”状态时的剖切及磁场示意图。
[0058] 图23为实施例8的永磁磁路旁路开关A08和D08、A08′和D08′在“开”状态时的结构剖切示意图。
[0059] 图24为图23的永磁磁路旁路开关A08和D08、A08′和D08′在“开”状态时的剖切及磁场示意图。
[0060] 图25为实施例9的永磁磁路旁路开关A09和D09在“开”状态时的结构剖切示意图。
[0061] 图26为图25的永磁磁路旁路开关A09和D09在“开”状态时的剖切及磁场示意图。
[0062] 图27为实施例10的永磁磁路旁路开关A10和D10在“开”状态时的结构剖切示意图。
[0063] 图28为图27的盘型金属导体式电枢转子右视图。
[0064] 图29为图27的轴向磁场盘型可控永磁定子剖切左视图。
[0065] 图30为实施例11的永磁磁路旁路开关A11和D11在“关”状态时的结构剖切示意图。
[0066] 图31为图30的永磁磁路旁路开关A11和D11在“开”状态时的剖切及其永磁旁路磁路示意图。
[0067] 图32为图30的永磁磁路旁路开关C11和F11在“开”状态时的剖切及磁场示意图。
[0068] 图33为图30的永磁磁路旁路开关E11和B11在“开”状态时的剖切及磁场示意图。
[0069] 图34为实施例12的永磁磁路旁路开关A12和D12、A12′和D12′在“开”状态时的结构剖切示意图。
[0070] 图35为实施例13的永磁磁路旁路开关A13、A13′、D13和D13′在“关”状态时的结构剖切示意图。
[0071] 图36为图35的轴向磁场盘型可控永磁定子剖切左视图。
[0072] 图37为实施例14的永磁磁路旁路开关A14和D14在“关”状态时的工作原理、结构剖切及其耦合磁路示意图。
[0073] 图38为图37的永磁磁路旁路开关A14和D14在“开”状态时的工作原理、结构剖切及其旁路磁路示意图。
[0074] 图39为图37的永磁磁路旁路开关A14和D14在“关”状态时的剖切示意图。
[0075] 图40为图37的永磁磁路旁路开关B14和E14在“关”状态时的剖切示意图。
[0076] 图41为实施例15的工作原理及结构剖切、磁路示意图。
[0077] 图42为实施例16的工作原理及结构剖切示意图。
[0078] 图43为图42的结构剖切、磁路示意图。

具体实施方式

[0079] 实施例1
[0080] 如图1至6所示,它为径向磁场气隙耦合筒型单定子双转子串联结构的可控磁路永磁动力装置,依照筒型可控磁路永磁定子——双筒型转子轴向串联布局设置,主要由两端耦合筒型可控磁路永磁定子、径向磁场筒型转子甲、径向磁场筒型转子乙、双转子串联转矩叠加器及相适配的其它附件组成,两端耦合筒型可控磁路永磁定子由六副筒型两端径向磁场耦合可控磁路永磁组件(121、123、124、122、142、141)、定子本体(115)及其适配的定子端盖(101、111)构成,筒型两端径向磁场耦合可控磁路永磁组件由永磁体(123)、磁靴(121、124)及其永磁磁路旁路开关(122、142、141)构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(141、142)及旁路铁芯(122)组成,旁路铁芯驱动组件为分布式直驱式旁路铁芯驱动组件,由旋转伺服电机(141)和驱动轴(142)构成,旁路铁芯(122)安装在驱动轴(142)上,永磁体设置于两个磁靴(121、124)之间,定子本体(115)安装在两个 定子端盖(101、111)之间,径向磁场耦合筒型转子甲(131)和转子乙(132)分别由筒型转子铁心/套筒型磁轭、筒型转子电枢/转子永磁体组件构成,筒型转子电枢包括三种结构形式即鼠笼式电枢、绕线式电枢和金属导体式电枢,转子甲(131)和转子乙(132)分别置于可控磁路永磁定子两端磁靴(121、124)耦合面所围成的筒形空间中,转子甲轴(175)装配在定子端盖(101)和定子本体(115)之中轴轴承(102、172)上,转子乙轴(185)装配在定子端盖(111)和定子本体(115)之中轴轴承(113、182)上,转子甲轴(175)和转子乙轴(185)通过双转子串联转矩叠加器(161、162、165、163、176、186)传动联接,双转子串联转矩叠加器把两个相反方向旋转的转子轴(175、185)进行转矩同步叠加联接,双转子串联转矩叠加器由一副惰性齿轮副或齿轮齿套副为核心构建,即由转子甲轴(175)上的锥形齿轮(176)、转子乙轴(185)上的锥形齿轮(186)、与两个锥形齿轮(176、186)啮合的惰性齿轮(163)、惰性齿轮轴(161)及其轴承/轴套(162、165)构成,其它附件包括端盖(101、111)、轴承(102、172、182、113)、风扇(136)、机座、接线端子盒及其驱动控制器构成,磁靴(121、124)两端分别设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式(即N-S—N-S—N-)围绕转子(131或132)布设
并设置隔磁间距(112),以免构成短路磁路。永磁体(123)、磁靴(121、124)、可控磁路旁路铁芯(122)构成可控的永磁旁路磁路,永磁体(A1)N极→N极磁靴(A1)→N极磁靴耦合面
(A1)→耦合气隙→转子甲(131)→耦合气隙→S极磁靴耦合面(D1)→S极磁靴(D1)→永
磁体(D1)S极→永磁体(D1)→永磁体(D1)N极→N极磁靴(D1)→N极磁靴耦合面(D1)→耦
合气隙→转子乙(132)→耦合气隙→S极磁靴耦合面(A1)→S极磁靴(A1)→永磁体(A1)
S极→永磁体(A1)→永磁体(A1)N极形成的永磁耦合磁路(110)。
[0081] 工作原理:如图1和2所示作为初始状态,定子上均布设置有六副可控磁路永磁体组件,对于左端的转子甲(131)和右端的转子乙(132)而言,左端和右端各适配对应的六个磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端交错地绕各自转子布设,左右两端各三对永磁偶极子对(A1—D1、C1-F1、E1-B1),围绕转子甲(131)和转子乙(132)分别构建成旋转方向永远相反的两个永磁旋转磁场(110)。当第一时间驱动永磁磁路旁路开关A1和D1处于“关”状态、驱动其余永磁磁路旁路开关C1、F1、E1和B1处于“开”状态时,永磁体A1和D1产生的磁通量通过其永磁耦合磁路,在耦合气隙和转子(131)中形成永磁磁场(110),其余永磁体C1、F1、E1和B1产生的磁通量通过自身的永磁旁路磁路旁路;如图3所示,当第二时间驱动永磁磁路旁路开关C1和F1处于“关”状态、驱动其余永磁磁路旁路开关A1、D1、E1和B1处于“开”状态时,永磁体C1和F1产生的磁通量通过其永磁耦合磁路,在耦合气隙和转子(131)中形成永磁磁场(110),此时的永磁磁场(110)顺时针旋转120°,其余永磁体C1、F1、E1和B1产生的磁通量通过自身的永磁旁路磁路旁路;如图4所示,当第三时间驱动永磁磁路旁路开关E1和B1处于“关”状态、驱动其余永磁磁路旁路开关A1、D1、C1和F1处于“开”状态时,永磁体E1和B1产生的磁通量通过其永磁耦合磁路,在耦合气隙和转子(131)中形成永磁磁场(110),此时的永磁磁场(110)顺时针旋转240°,其余永磁体C1、F1、E1和B1产生的磁通量通过自身的永磁旁路磁路旁路;依次循环、周而复始,左右两侧转子(131、132)即可得到两个旋转方向相反的永磁旋转磁场。也就是说,只要给三对永磁磁路旁路开关(A1-D1、C1-F1、E1-B1)分时依次循环驱动操作,即可形成逆时针或顺时针旋转磁场(110),根据电机学原理,不管转子甲和转子乙是电枢转子结构的、或是永磁式转子结构的,转子甲和转子乙均可在旋转磁场(110)作用下分别产生反向转矩,从而使两个转子轴(175、185)输出反向旋转动力,双转子串联转矩叠加器把两个相反方向旋转的转子轴(175、185)进行转矩同步叠加联接,通过其中一个转子轴的轴申(137)输出旋转动力总和。当然,也可以不设置转矩叠加器,两个转子轴分别输出传动方向相反的动力,以供不同的动力需求。转子(131、132)的转速与驱动控制器输出的控制信号频率成正比,实现可控磁路永磁动力装置的功能,相对于电动机,可控磁路永磁动力装置或称为磁动机。
[0082] 特别指出的是,本文中多处“定子上均布设置至少一副”技术特征,是指可以设置1副、2副、3副、4副、5副……,100副或101……可控磁路永磁组件,每副可控磁路永磁组件在筒型/盘型圆周上沿圆周切向或沿圆周横向均布设置,或两副及两副以上永磁体组件为一组、每组里可控磁路永磁体组件的磁靴之磁极方向一致,以一组为单位交错布设构成组合式可控磁路永磁偶极子对,从而构建和实现永磁旋转磁场,这些结构举例在以下实施例中分别体现或介绍,以便理解本实用新型的设计思想;另外,本说明书及其附图中的零部件编号规则是末尾两位对应于同样的技术特征,其它前缀数码对应于实施例序号,为节省篇幅,在下面的一些相类似结构的实施例中,具体说明基本雷同,不再赘述,请参阅相关内容。
[0083] 实施例2
[0084] 如图7至10所示,它为径向磁场气隙耦合筒型单定子双转子串联结构的可控磁路永磁动力装置,与实施例1的结构和工作原理基本相同,不同之处在于三个方面:①两端耦合筒型可控磁路永磁定子由十副筒型两端径向磁场耦合可控磁路永磁组件(221、223、224、222、242、241)构建,旁路铁芯驱动组件为分布式直驱式旁路铁芯 驱动组件,驱动装置(241)为电磁推拉直线电机;②本实例附图中相应技术特征的标注序号由实施例1附图中的1##对应变成了2##;③对于处于“关”状态下的、同一圆周上的相邻两副可控磁路永磁组件之磁靴耦合面两两相互通过耦合气隙与相耦合的转子构建成磁偶极子对,以磁偶极子对为单元进行排列组合分组,以逆时针或顺时针沿圆周顺序、分时、依次、循环地操作可控磁路永磁组件。也就是说可控磁路永磁组件以排列组合方式分组构建磁极子对,并以组为单元操控磁路,本实施例中每三组相邻的可控磁路永磁组件(A2、B2、C2)与面对的三组相邻的可控磁路永磁组件(F2、G2、H2)构建磁极子对,间隔两组可控磁路永磁组件即72°,依次分时顺序操控电磁推拉直线电机(241)使旁路磁芯(222)处于“开”或“关”状态,即分别使A2B2C2F2G2H2、C2D2E2H212J、E2F2G2J2A2B2、G2H212B2C2D2、I2J2A2D2E2F2、A2B2C2F2G2H2可控磁路永磁组件处于“关”状态,对应分别旋转步进72°,循环往复,即可获得旋转步进72°永磁旋转磁场(210)。本实施例中的磁路:由永磁体(223)、磁靴(221、224)、可控磁路旁路铁芯(222)构成永磁旁路磁路;由永磁体(A2)N极→N极磁靴(A2)→N极磁靴耦合面(A2)→耦合气隙→转子甲(231)→耦合气隙→S极磁靴耦合面(B2、H2)→S极磁靴(B2、H2)→永磁体(B2、H2)S极→永磁体(B2、H2)→永磁体(B2、H2)N极→N极磁靴(B2、H2)→N极磁靴耦合面(B2、H2)→耦合气隙→转子乙(232)→耦合气隙→S极磁靴耦合面(A2)→S极磁靴(A2)→永磁
体(A2)S极→永磁体(A2)→永磁体(A2)N极,并通过处于“关”状态下的相邻可控磁路永磁组件中的磁靴、耦合气隙及其转子形成的永磁耦合磁路(210)。
[0085] 实施例3
[0086] 如图11至13所示,它为径向磁场气隙耦合筒型单定子双转子串联结构的可控磁路永磁动力装置,它是在实施例1的结构之上增加了一种集中式间接驱动式旁路铁芯驱动组件,即所有驱动轴(342、344)均由同一个伺服驱动装置(346)驱动,驱动轴上分别设置齿轮(341/343),在伺服驱动装置(341)轴上设置组合齿盘(345),组合齿盘(345)上分别设有内齿弧(348/349),组合齿盘(345)内圆周上设置适配数量段的内齿弧(348/349)与齿轮(341/343)啮合传动,每段内齿弧(348/349)的齿数等于齿轮(341/343)齿数的二分之一,使得每段内齿弧(348/349)驱动齿轮(341/343)及其旁路铁芯旋转180°,
操作永磁磁路旁路开关从“开”→“关”或从“关”→“开”功能,另外组合齿盘(345)上分别设置适配的外齿弧(346/347),并与齿轮(341/343)啮合传动,每段外齿弧(346/
347)的齿数等于齿轮(341/343)齿数的二分之一,使得每段内齿弧(346/347)反向驱
动齿轮(341/343)及其旁路铁芯旋转-180°,操作永磁磁路旁路开关从“关”→“开”或从“开”→“关”功能,驱动控制器操控伺服驱动装置做逆时针或顺时针工作,可控磁路永磁定子产生旋转磁场。
[0087] 实施例4
[0088] 如图14所示,它为径向磁场气隙耦合筒型单定子双转子串联结构的可控磁路永磁动力装置,它与实施例3的不同之处在于,它采用组合驱动式旁路铁芯驱动组件,即组合齿盘(445)不是安装在驱动电机(446)的主轴上,而是通过驱动电机(446)主轴上设置变速/变矩齿轮(447)与组合齿盘(445)外圆上再组合设置的齿套进行啮合传动,更便于选择安装空间、选择更小型号的伺服驱动电机和调速功能的实现。
[0089] 实施例5
[0090] 如图15所示,它为径向磁场气隙耦合筒型单定子双转子串联结构的可控磁路永磁动力装置,它与实施例1的不同之处在于,旁路铁芯驱动组件为分布式间接驱动式旁路铁芯驱动组件,即每个驱动轴(542)均配置微型伺服驱动装置(541),驱动轴(542)与微型伺服驱动装置(541)轴之间由齿轮组/齿轮副(546/548)传动。
[0091] 实施例6
[0092] 如图16所示,它为两套“径向磁场气隙耦合筒型单定子双转子串联结构”进行串级复合构建的可控磁路永磁动力装置。从单套“径向磁场气隙耦合筒型单定子双转子串联结构”来看,与实施例1结构和工作原理基本相同,本实施例的特别之处在于,它由两套实施例1的可控磁路永磁动力装置依照“背靠背”或“面对面”串级复合而成,对应位置处的驱动轴联为一体,使得中心两个相邻的转子(630、633)轴的旋转方向始终一致,并制作成一体化中心转子轴(695),从而实现一端转子轴申(637)输出旋转动力之功能。本实例附图中相应技术特征的标注序号由实施例1附图中的1##对应变成了6##,本实施例的其它技术特征的具体说明与实施例1的相关内容基本雷同,不再赘述,请参阅上述有关内容。
[0093] 实施例7
[0094] 如图17至20所示,它为径向磁场气隙耦合筒型单定子单转子结构的可控磁路永磁动力装置,主要由径向磁场筒型可控磁路永磁定子、筒型转子及相适配的其它附件组成,径向磁场筒型可控磁路永磁定子由径向磁场筒型可控磁路永磁组件(721、724、723、722、742、741)和定子本体(701)构成,可控磁路永磁组件由永磁体(723)、磁靴(721、724)及其永磁磁路旁路开关(722、742、741)构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(741、
742)及旁路铁芯(722)组成,旁路铁芯驱动组件由伺服驱动装置(741)和驱动轴(742)构成,旁路铁芯(722) 安装在驱动轴(742)上,永磁体设置于两个磁靴(721、724)之间或设置于磁靴与磁轭之间,磁靴的一端为永磁旁路端,两个磁靴的永磁旁路端与旁路铁芯构成通/断永磁旁路磁路,磁靴(721、724)的另一端设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式(即N-S-N-S-N-)围绕筒型转子(731)布设并设置隔磁间距(712),以免造成永磁耦合磁路短路,筒型转子(731)由筒型转子铁心/套筒型磁轭、筒型转子电枢/转子永磁体组件构成,在定子本体(701)上均布的磁窗内设置径向磁场筒型可控磁路永磁组件,筒型转子(731)装配于磁靴(721、724、726、729)之耦合面围成的圆筒空间中,筒型转子铁心/套筒型磁轭外圆上装配转子永磁体组或转子电枢组件,转子轴(775)通过轴承(702、
713)装配在定子端盖(701、711)上,筒型转子电枢包括三种结构形式即鼠笼式电枢、绕线式电枢和金属导体式电枢,其它附件包括端盖(711)、轴承(702、713)、轴承端盖、风扇、机座、接线端子盒及其驱动控制器构成,如图18所示,永磁体(723)、磁靴(721、724)、可控磁路旁路铁芯(722)构成永磁旁路磁路(753);如图20所示,永磁体(723)N极→N极磁靴
(721)→N极磁靴耦合面→耦合气隙→转子(731)→耦合气隙→S极磁靴耦合面→S极磁靴(724)→永磁体(723)S极→永磁体(723)→永磁体(723)N极形成的永磁耦合磁路(710)。
本实施例中的每组可控磁路永磁组件中的N极磁靴和S极磁靴自成磁耦极子对。
[0095] 工作原理:如图17和18所示作为初始状态,对永磁磁路旁路开关实施很多种不同的控制方案(可以对六个旁路磁芯A07、B07、C07、D07、E07、F07进行有序磁极子对的排列组合),均可得到永磁旋转磁场,现举两例说明:控制方案一:如图17至22所示,第一时间控制旁路铁芯驱动组件使永磁旁路铁芯A07、D07处于永磁旁路状态从而形成永磁旁路磁路(753、754)、使永磁旁路铁芯B07、C07、E07、F07处于永磁断路状态从而形成永磁耦合磁路(710、720),第二时间控制旁路铁芯驱动组件使永磁旁路铁芯B07、E07处于永磁旁路状态从而形成永磁旁路磁路(753、754)、使永磁旁路铁芯C07、D07、F07、A07处于永磁断路状态从而形成永磁耦合磁路(710、720),第三时间控制旁路铁芯驱动组件使永磁旁路铁芯C07、F07处于永磁旁路状态从而形成永磁旁路磁路(753、754)、使永磁旁路铁芯D07、E07、A07、B07处于永磁断路状态从而形成永磁耦合磁路(710、720),第四时间控制旁路铁芯驱动组件使永磁旁路铁芯D07、A07处于永磁旁路状态从而形成永磁旁路磁路(753、754)、使永磁旁路铁芯E07、F07、B07、C07处于永磁断路状态从而形成永磁耦合磁路(710、720),第五时间控制旁路铁芯驱动组件使永磁旁路铁芯E07、B07处于永磁旁路状态从而形成永磁旁路磁路(753、754)、使永磁旁路铁芯F07、A07、C07、D07处于永磁断路状态从而形成永磁耦合磁路(710、720),第六时间控制旁路铁芯驱动组件使永磁旁路铁芯F07、C07处于永磁旁路状态从而形成永磁旁路磁路(753、754)、使永磁旁路铁芯A07、B07、D07、E07处于永磁断路状态从而形成永磁耦合磁路(710、720),第七时间控制旁路铁芯驱动组件使永磁旁路铁芯A07、D07处于永磁旁路状态从而形成永磁旁路磁路(753、754)、使永磁旁路铁芯B07、C07、E07、F07处于永磁断路状态从而形成永磁耦合磁路(710、720),……,循环往复,得到永磁旋转磁场(710)。控制方案二:第一时间控制旁路铁芯驱动组件使A07处于永磁旁路状态,B07、C07、D07、E07、F07处于永磁断路状态,从而形成对应的永磁耦合磁路,第二时间控制旁路铁芯驱动组件使B07处于永磁旁路状态,C07、D07、E07、F07、A07处于永磁断路状态,从而形成对应的永磁耦合磁路,第三时间控制旁路铁芯驱动组件使C07处于永磁旁路状态,D07、E07、F07、A07、B07处于永磁断路状态,从而形成对应的永磁耦合磁路,第四时间控制旁路铁芯驱动组件使D07处于永磁旁路状态,E07、F07、A07、B07、C07处于永磁断路状态,从而形成对应的永磁耦合磁路,第五时间控制旁路铁芯驱动组件使E07处于永磁旁路状态,F07、A07、B07、C07、D07处于永磁断路状态,从而形成对应的永磁耦合磁路,第六时间控制旁路铁芯驱动组件使F07处于永磁旁路状态,A07、B07、C07、D07、E07处于永磁断路状态,从而形成对应的永磁耦合磁路,第七时间控制旁路铁芯驱动组件使A07处于永磁旁路状态,B07、C07、D07、E07、F07处于永磁断路状态,从而形成对应的永磁耦合磁路,……,循环往复,得到永磁旋转磁场。永磁旋转磁场驱动转子输出旋转动力。
[0096] 实施例8
[0097] 如图23、24所示,它为两套“径向磁场气隙耦合筒型定子单转子结构”进行复合串级构建的可控磁路永磁动力装置,与实施例7的不同之处在于两个方面:①在定子本体(801)左侧设置A08、B08、C08、D08、E08、F08六副可控磁路永磁组件,在定子本体(801)右侧也对应设置六副可控磁路永磁组件A08′、B08′、C08′、D08′、E08′、F08′;②两副筒型转子(831、832)共用转子轴(875)并与定子适配;③两副可控磁路永磁组件(A08和A08′)共用一个驱动轴(842),采用分布式直线直驱微型伺服驱动装置(841)推拉操控旁路铁芯的“开”或“关”状态。工作原理类似实施例7或上述实施例,这里不再赘述。
[0098] 实施例9
[0099] 如图25、26所示,它为径向磁场气隙耦合筒型单定子双转子嵌套结构的可控磁路永磁动力装置,依照外筒型转子——双面耦合筒型可控磁路永磁定子——内筒型转子布局设置,主要由径向磁场外筒型转子(931、932、933)、径向磁场内筒型转子(930、905、906、907)、双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁定子(911、921、923、924、 922、942、941)、双转子嵌套转矩叠加器(961、962、963、986)及相适配的其它附件组成,径向磁场外筒型转子(931)和径向磁场内筒型转子(930)分别由筒型转子铁心/套筒型磁轭、筒型转子电枢/转子永磁体组件构成,双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁定子由六副双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁组件(921、923、924、922、942、941)和定子本体(911)构成,双面耦合可控磁路永磁组件由永磁体(923)、两个磁靴(921、924)及其永磁磁路旁路开关(922、942、
941)构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(941、942)及旁路铁芯(922)组成,旁路铁芯驱动组件由伺服驱动装置(941)和驱动轴(942)构成,旁路铁芯(922)安装在驱动轴(942)上,永磁体设置于两个磁靴(921、924)之间,磁靴的一端为永磁旁路端,两个磁靴的永磁旁路端与旁路铁芯构成通/断永磁旁路磁路,磁靴(921、924)的转子耦合位置设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式围绕圆周布设,可控磁路永磁组件之间设置隔磁间距(912),以免造成永磁耦合磁路短路;外筒型转子(931)由筒型转子套筒型磁轭(933)、筒型转子电枢(932)/转子永磁体组件构成,内筒型转子(930)由筒型转子套筒型磁轭(906)、筒型转子电枢(907)/转子永磁体组件及中空转子轴(905)构成,筒型转子电枢包括三种结构形式即鼠笼式电枢、绕线式电枢和金属导体式电枢;双转子嵌套转矩叠加器由一副惰性齿轮副或齿轮齿套副为核心构建,即由转子轴(975)上的齿轮(986)、中空转子轴(905)上的齿套(909)、与齿轮(986)和齿套(909)相啮合的惰性齿轮(963)、惰性齿轮(963)的轴套/轴承(962)和安装在定子端盖/定子本体(911)适配位置处的惰性齿
轮轴(961)构成,定子本体(911)与定子端盖制作成一体化组件,转子轴(975)通过轴承(902、913)装配在定子端盖(901、911)上,中空转子轴(905)通过隔离轴承(972、973)装配在转子轴(975)上,转子轴(975)和中空转子轴(905)通过双转子嵌套转矩叠加器(961、
962、963、986)传动联接,双转子嵌套转矩叠加器把两个相反方向旋转的转子轴(975、905)进行转矩同步叠加联接;其它附件包括端盖(911)、轴承(902、913)、轴承端盖、风扇、外壳(900)、机座、接线端子盒及其驱动控制器构成。
[0100] 当控制旁路铁芯驱动组件使永磁旁路铁芯(922)处于两磁靴(921、924)之间构成永磁旁路状态即永磁磁路旁路开关处于“开”时,永磁体(923)、磁靴(921、924)、可控磁路旁路铁芯(922)构成永磁旁路磁路,双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁组件对外不显现磁性即磁靴耦合面不外泄磁力线
[0101] 对于相邻双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁组件(A09、B09),当控制旁路铁芯驱动组件使永磁旁路铁芯(922)脱离两磁靴(921、924)之间构成永磁耦合状态即永磁磁路旁路开关处于“关”时,永磁体(923)通过磁靴(921、924)及其磁靴耦合面对外显现磁性即磁靴耦合面外泄磁力线,为永磁耦合磁路提供磁通量,也就是:永磁体(A09)N极→N极磁靴(A09)→N极磁靴耦合面(A09)→耦合气隙→内转子(907、906)→耦合气隙→S极磁靴耦合面(B09)→S极磁靴(B09)→永磁体(B09)S极→永磁体(B09)→永磁体(B09)N极→N极磁靴耦合面(B09)→N极磁靴(B09)→耦合气隙→外转子(932、933)→耦合气隙→S极磁靴耦合面(A09)→S极磁靴(A09)→永磁体(A09)S极→永磁体(A09)→永磁体(A09)N极形成的永磁耦合磁路。
[0102] 工作原理:如图26所示作为初始状态,对可控磁路永磁组件可以实施很多种不同的磁路控制方案,也就是说,对六个永磁旁路开关A09、B09、C09、D09、E09、F09进行各种有序的磁极子对的排列组合操作,均可得到永磁旋转磁场,现举两例说明:控制方案一:第一时间使A09、D09处于“开”状态,B09、C09、E09、F09处于“关”状态,第二时间使B09、E09处于“开”状态,C09、D09、F09、A09处于“关”状态,第三时间使C09、F09处于“开”状态,D09、E09、A09、B09处于“关”状态,第四时间使E09、B09处于“开”状态,F09、A09、C09、D09处于“关”状态,第五时间使F09、C09处于“开”状态,A09、B09、D09、E09处于“关”状态,第六时间使A09、D09处于“开”状态,B09、C09、E09、F09处于“关”状态,……,循环往复,得到永磁旋转磁场(910、920);控制方案二:第一时间使A09处于“开”状态,B09、C09、D09、E09、F09处于“关”状态,第二时间使B09处于“开”状态,C09、D09、E09、F09、A09处于“关”状态,第三时间使C09处于“开”状态,D09、E09、F09、A09、B09处于“关”状态,第四时间使D09处于“开”状态,E09、F09、A09、B09、C09处于“关”状态,第五时间使E09处于“开”状态,F9、A09、B09、C09、D09处于“关”状态,第六时间使F09处于“开”状态,A09、B09、C09、D09、E09处于“关”状态,第七时间使A09处于“开”状态,B09、C09、D09、E09、F09处于“关”状态,……,循环往复,内、外转子(930、931)即可得到两个旋转方向相反的永磁旋转磁场。也就是说,只要驱动永磁旁路磁芯(922、927)顺时针或逆时针旋转操作,即可形成逆时针或顺时针旋转磁场,根据电机学原理,不管内转子和外转子是电枢转子结构的、或是永磁式转子结构的,内、外转子均可在各自旋转磁场作用下分别产生反向转矩,从而使两个转子轴(975、905)输出反向旋转动力,双转子嵌套转矩叠加器把两个相反方向旋转的转子轴(975、905)进行转矩同步叠加联接,通过其中一个转子轴的轴申输出旋转动力总和。
[0103] 实施例10
[0104] 如图27至29所示,它为轴向磁场气隙耦合盘型单定子单转子结构的可控磁路永磁动力装置,主要由轴向磁 场盘型可控磁路永磁定子(1001、1011、1021、1022、1024、1023、1041)、盘型转子(1031、1032、1033)及相适配的其它附件组成,轴向磁场盘型可控磁路永磁定子由十副“H”型轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件(1021、1022、1024、1023、1041)和定子本体(1001)构成,“H”型轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件由永磁体(1023/
1028)、磁靴(1021、1024,1026、1029)及其永磁磁路旁路开关构成,永磁体设置于两个磁靴(1021、1024)之间,两个磁靴的永磁旁路部位与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(1041/1043)及旁路铁芯(1022/1027)组成,盘型转子(1031)由盘型转子电枢/转子永磁组件(1032)和背盘磁轭(1033)构成,盘型转子(1031)类似于盘式电机转子,盘型转子(1031)安装在定子本体(1001)与定子端盖(1011)之间,盘型转子(1031)的转子轴(1075)装配在定子本体(1001)和定子端盖(1011)上设置的中轴轴承(1002、1013)上,磁靴(1021、1024、1026、1029)上设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式布设并设置隔磁间距(1012),以免构成短路磁路。永磁体(1023)、N极与S极磁靴(1021、1024)、可控磁路旁路铁芯(1022)构成可控永磁旁路磁路;永磁体(1023)N极→N极磁靴(1021)→N极磁靴耦合面→耦合气隙→转子(1032、1033)→耦合
气隙→S极磁靴耦合面→S极磁靴(1024)→永磁体(1023)S极→永磁体(1023)→永磁体
(1023)N极形成的永磁耦合磁路。
[0105] 工作原理:六副“H”型可控磁路永磁组件,每组“H”型可控磁路永磁组件的两个磁靴耦合面(1021、1024)构成一个磁偶极子对单元,进行各种排列组合分组,逆时针或顺时针沿圆周顺序、分时/相位差、依次、循环地操控驱动组件,即可得到对应的永磁旋转磁场,从而驱动转子旋转输出动力。
[0106] 实施例11
[0107] 如图30至33所示,它为轴向磁场气隙耦合盘型单定子单转子结构的可控磁路永磁动力装置,主要由轴向磁场盘型可控磁路永磁定子(1101、1111、1121、1122、1124、1123、1141)、盘型转子(1131、1132、1133)及相适配的其它附件组成,轴向磁场盘型可控磁路永磁定子由至少一副共用磁轭的“工”型轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件(1121、1122、
1124、1123、1141)和定子本体(1101)构成,“工”型轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件由永磁体(1123)、共用磁轭(1121)、磁靴(1124,1129)及其永磁磁路旁路开关构成,永磁体(1123)设置于共用磁轭(1121)和磁靴(1124)之间,共用磁轭(1121)和磁靴的永磁旁
路部位与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(1141/1143)及旁路铁芯(1122/1127)组成,盘型转子(1131)由盘型转子电枢/转
子永磁组件(1132)和背盘磁轭(1133)构成,盘型转子(1131)类似于盘式电机转子,盘型转子(1131)安装在定子本体(1101)与定子端盖(1111)之间,盘型转子(1131)的转子轴
(1175)装配在定子本体(1101)和定子端盖(1111)上设置的中轴轴承(1102、1113)上,共用磁轭(1121)和磁靴(1124/1129)上设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式(即N-S-N-S—N-)布设并设置隔磁间距(1112),以免构成短路磁路。永磁体(1123)、共用磁轭(1121)、磁靴(1124)、可控磁路旁路铁芯(1122)构成可控永磁旁路磁路;永磁体(1123)N极→N极磁轭(1121)→N极磁靴耦合面→耦合气隙→转子(1132、1133)→耦合
气隙→S极磁靴耦合面→S极磁靴(1124)→永磁体(1123)S极→永磁体(1123)→永磁体
(1123)N极形成的永磁耦合磁路。本实施例的工作原理与上述实施例的工作机理类似,这里不再赘述。
[0108] 实施例12
[0109] 如图34所示,可以看出本实例是由两套实施例10之“轴向磁场气隙耦合盘型单定子单转子结构”的可控磁路永磁动力装置进行组合而成,即分别把定子“面对面”轴向对称组合、转子“背靠背”轴向对称复合后组装而成,工作原理类似于上述实施例,左右各对称设置的六副可控磁路永磁组件,每组可控磁路永磁组件的两个磁靴耦合面构成磁偶极子对单元,在对称分组操控的情况下,逆时针或顺时针沿圆周顺序、分时/相位差、依次、循环地操作每个伺服驱动装置,即可得到永磁旋转磁场,从而驱动转子旋转输出动力。
[0110] 实施例13
[0111] 如图35、36所示,可以看出本实例与实施例10的不同之处在于:①在盘型定子本体(1301)上的外圆周布设六副“H”型轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件(A13、B13、C13、D13、E13、F13),在盘型定子本体(1301)上的内圆周也布设六副“H”型轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件(A13′、B13′、C13′、D13′、E13′、F13′);②两副可控磁路永磁组件(A13和A13′)共用一个驱动轴(1342),采用分布式旋转直驱微型伺服驱动装置(1341)操控旁路铁芯的“开”或“关”状态。工作原理类似上述实施例,这里不再赘述。
[0112] 实施例14
[0113] 如图37至40所示,它为轴向磁场气隙耦合盘型单定子双转子结构的可控磁路永磁动力装置,依照盘型转子甲(1431)——双面耦合盘型可控磁路永磁定子(1411、1421、
1422、1424、1423、1412、1441)——盘型转子 乙(1432)布局布设,主要由双面耦合轴向磁场盘型可控磁路永磁定子、两个盘型转子、双转子串联转矩叠加器及相适配的其它附件组成,双面耦合轴向磁场盘型可控磁路永磁定子由至少一副盘型两侧轴向磁场耦合可控磁路永磁组件(1421、1422、1424、1423、1441)、定子本体(1412)及其适配的定子端盖(1401、
1411)构成,定子本体(1412)安装在两个定子端盖(1401、1411)之间,轴向磁场盘型转子甲(1431)和转子乙(1432)分别由盘型转子铁心/盘型磁轭、盘型转子电枢/转子永磁体组件构成,盘型转子甲(1431)和盘型转子乙(1432)分别置于可控磁路永磁定子的磁靴
(1421、1424)耦合面之两侧,转子甲轴(1475)装配在定子端盖(1401)和定子本体(1412)之中轴轴承(1402、1472)上,转子乙轴(1485)装配在定子端盖(1411)和定子本体(1412)之中轴轴承(1413、1482)上,转子甲轴(1475)和转子乙轴(1485)通过双转子串联转矩叠加器(1461、1462、1465、1463、1476、1486)传动联接,双转子串联转矩叠加器把两个相反方向旋转的转子轴(1475、1485)进行转矩同步叠加联接,双转子串联转矩叠加器由至少一副惰性齿轮副或齿轮齿套副为核心构建,即由转子甲轴(1475)上的锥形齿轮(1476)、转子乙轴(1485)上的锥形齿轮(1486)、与两个锥形齿轮(1476、1486)啮合的惰性齿轮(1463)、惰性齿轮轴(1461)及其轴承/轴套(1462、1465)构成,永磁体(1423)设置于两个磁靴
(1421、1424)之间,两个磁靴的永磁旁路部位与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,磁靴(1421、1424)两侧分别设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式布设并设置隔磁间距,以免构成短路磁路。永磁体(1423)、磁靴(1421、1424)、可控磁路旁路铁芯(1422)构成可控永磁旁路磁路(1453);永磁体(A14)N极→N极磁靴(A14)→N极磁靴耦合面(A14)→耦合气隙→转子甲(1431)→耦合气隙→S极磁靴耦合面(F14)→S极磁靴(F14)→永磁体(F14)S极→永磁体(F14)→永磁体(F14)N极→N极磁靴(F14)→N极磁靴耦合面(F14)→耦合气隙→转子乙(1432)→耦合气隙→S极磁靴耦合面(A14)→S极磁靴(A14)→永磁体
(A14)S极→永磁体(A14)→永磁体(A14)N极形成的永磁耦合磁路(1454)。本实施例的工作原理与上述实施例的工作机理类似,这里不再赘述。
[0114] 实施例15
[0115] 如图41所示,它为“轴向磁场+径向磁场”气隙耦合组合型单定子双转子结构的可控磁路永磁动力装置,它为“轴向磁场+径向磁场”气隙耦合组合型单定子双转子结构,主要由“轴向磁场+径向磁场”组合型可控磁路永磁定子(1501、1511、1512)、两个组合型转子(1531、1530)、双转子串联转矩叠加器及相适配的其它附件组成,“轴向磁场+径向磁场”组合型可控磁路永磁定子由两套轴向磁场盘型可控磁路永磁定子组件(1501、1521、1522、1524、1523,1511、1591、1592、1594、1593)和一套径向磁场两端耦合筒型可控磁路永磁定子组件(1501、1511、1512、1556、1557、1559、1558)组合而成,轴向磁场盘型可控磁路永磁定子组件由至少一副轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件(1521/1526、1522/1527、
1524/1529、1523/1528)和定子本体(1501/1511)构成,轴向磁场耦合盘型可控磁路永磁组件由永磁体(1523)、磁靴(1521/1524)及其永磁磁路旁路开关构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(1541)及其磁芯(1522)组成,径向磁场两端耦合筒型可控磁路永磁定子组件由至少一副筒型两端径向磁场耦合可控磁路永磁组件(1555、1557、1559、
1558)、定子本体(1512)及其适配的定子端盖(1501、1511)构成,筒型两端径向磁场耦合可控磁路永磁组件由永磁体(1558)、磁靴(1556、1559)及其永磁磁路旁路开关构成,组合型转子(1531/1530)由一套盘型转子组件和一套筒型转子组件复合成筒盘一体化结构,盘型转子组件由盘型转子铁心/盘型磁轭、盘型转子电枢/转子永磁体组件构成,筒型转子组件由筒型转子铁心/筒型磁轭、筒型转子电枢/转子永磁体组件构成,盘型转子铁心/盘型磁轭与筒型转子铁心/筒型磁轭复合成一体化结构,双转子串联转矩叠加器把两个相反方向旋转的转子轴(1575、1585)进行转矩同步叠加联接,双转子串联转矩叠加器由至少一副惰性齿轮副或齿轮齿套副为核心构建,即由转子甲轴(1575)上的锥形齿轮(1576)、转子乙轴(1585)上的锥形齿轮(1586)、与两个锥形齿轮(1576、1586)啮合的惰性齿轮
(1563、1564)、惰性齿轮轴(1561)及其轴承/轴套(1562、1565)构成,转子甲轴(1575)装配在定子端盖(1501)和定子本体(1512)之中轴轴承(1502、1572)上,转子乙轴(1585)装配在定子端盖(1511)和定子本体(1512)之中轴轴承(1513、1582)上,磁靴(1521、1526,
1591、1596)的端部分别设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”轴向磁场气隙耦合磁路的磁靴耦合面,磁靴(1556、1559、1569、1556)的端部分别设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”径向磁场气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式布设并设置隔磁间距,以免构成短路磁路。永磁体(1523/1528/1558/1568/1593/1598)、磁靴(1521/1526/1591/1596/
1556/1566)与可控磁路旁路铁芯(1522/1527/1592/1597/1557/1567)分别对
应地构成永磁旁路磁路,永磁体(1523/1528)N极→N极磁靴(1521/1526)→N极磁靴
耦合面→耦合气隙→转子(1532、1531)→耦合气隙→S极磁靴耦合面→S极磁靴(1521/
1526)→永磁体(1523/1528)S极→永磁体(1523/1528)→永磁体(1523/1528)N极
形成的永磁耦合磁路;永磁体(1558)N极→N极磁靴(1556)→N极磁靴耦合面(A15″)→
耦合气隙→转子甲(1531)→耦合气隙→S极磁靴耦合面(D15″)→S极磁靴(1569)→永
磁体(1568)S极→永磁 体(1568)→永磁体(1568)N极→N极磁靴(1566)→N极磁靴耦合
面(D15″)→耦合气隙→转子乙(1530)→耦合气隙→S极磁靴耦合面(A15″)→S极磁靴
(1559)→永磁体(1558)S极→永磁体(1558)→永磁体(1558)N极形成的永磁耦合磁路;永磁体(1593/1598)N极→N极磁靴(1591/1596)→N极磁靴耦合面→耦合气隙→转子
(1533、1530)→耦合气隙→S极磁靴耦合面→S极磁靴(1591/1596)→永磁体(1593/
1598)S极→永磁体(1593/1598)→永磁体(1593/1598)N极形成的永磁耦合磁路。
[0116] 工作机理:根据上述实施例中已经给出的构建磁偶极子对的方法及其对应的旁路磁路和永磁耦合磁路,逆时针或顺时针沿圆周顺序、分时/相位差、依次、循环操控伺服驱动装置(1541、1542、1543、1544、1545、1546)即可得到对应的永磁旋转磁场,从而驱动转子旋转输出动力。
[0117] 实施例16
[0118] 如图42、图43所示,它为径向磁场气隙耦合筒型单定子单转子双筒壁嵌套结构的可控磁路永磁动力装置,依照筒型转子外筒壁——双面耦合筒型可控磁路永磁定子——筒型转子内筒壁嵌套布局设置,主要由径向磁场双筒壁耦合转子(1631、1632、1633、1605、1606)、双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁定子(1611、1601、1621、1623、1624、1622、
1641、1642)及相适配的其它附件组成,径向磁场双筒壁耦合转子(1631)由转子外筒壁铁心/套筒型磁轭(1633)和转子外筒壁电枢/转子永磁体组件(1632)、转子内筒壁铁心/套筒型磁轭(1606)和转子内筒壁电枢/转子永磁体组件(1605)构成,转子外筒壁电枢
(1632)/转子内筒壁电枢(1605)包括三种结构形式即鼠笼式电枢、绕线式电枢和金属导体式电枢,双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁定子由六副双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁组件(1621、1623、1624、1622、1641、1642)和定子本体(1601)构成,双面径向磁场耦合筒型可控磁路永磁组件为“H”型组件,它由永磁体(1623)、“H”型双面耦合磁靴(1621、
1626)及其永磁磁路旁路开关构成,永磁磁路旁路开关由旁路铁芯驱动组件(1641、1642)及旁路铁芯(1622)组成,旁路铁芯驱动组件由伺服驱动装置(1641)和驱动轴(1642)构
成,旁路铁芯(1622)安装在驱动轴(1642)上,永磁体设置于两个磁靴(1621、1624)之间,两个磁靴的外侧中部设为永磁旁路部位,两个磁靴的永磁旁路部位与旁路铁芯构成可控通/断的永磁旁路磁路,磁靴(1621、1624)的内外圆周的转子耦合位置设置有用于建立“可控磁路永磁定子——转子”气隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圆周上相邻磁靴及其磁靴耦合面的磁极同名端以交错方式围绕圆周布设,可控磁路永磁组件之间设置隔磁间距(1612),以免构成短路磁路。
[0119] 工作原理:如图42、43所示,每个可控磁路永磁组件均可看做一个可控“永磁体”,根据控制方案,让“永磁体”对外显现磁力,达到同时与转子内外筒壁进行同方向(1620、1610)磁扭矩耦合之目的;当以顺时针或逆时针按分组依次循环操作或编程操作驱动控制器,使对应的永磁旁路开关A16、B16、C16、D16、E16和/或F16,进行“开”或“断”,均可得到永磁旋转磁场(1610、1620),永磁旋转磁场驱动转子输出旋转动力。
[0120] 上述实施例1至16仅仅给出了本实用新型中的一些代表性结构的具体实施技术方案,以说明利用权利要求书中所述技术特征实施,可排列组合出几百种甚至几千种不同的实施例和产品技术方案;附图是为了减少方案阐述篇幅来说明产品方案,因篇幅所限未能给出所有不同的实施例,因此只要未背离本实用新型技术方案的实质而作出的改变、修饰、替代、融合、各种技术特征的搭配组合及简化的技术方案,都应受到本实用新型的权利约束和保护,比如在本案磁动机上加装外壳或者采用适配推力轴承、适配定子壳体或端盖做成立式磁动机等。特别说明的是:①本说明书和本案的权利要求书中多处使用了标点符号“/”,它代表“或者”或“并列”的意思,即“A/B”表示有A或者有B两种情况,“A或/和B”表示既有A或者有B、也有A和B三种情况;②每个实施例中给出的剖切示意或剖视图,其相关联图中示出的剖切符号对应于剖切或剖视的位置;③本文中“至少一个”、“至少一种”、“至少一对”、“至少一副”、“至少一套”、“至少一级”或“至少一组”等表述用语,指的是既可以由一个、一种、一对、一副、一套、一级或一组相关特征构成,也可以由两个及两个以上、两种及两种以上、两对及两对以上、两副及两副以上、两套及两套以上、两级及两级以上、或两组及两组以上相关特征构成。
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