[发明专利]一种直线电机发电机动力电源

权利要求书

1.一种直线电机发电机动力电源，其特征在于，包括：机体、定子铁芯104、无铁芯定子绕组107a与107b、铁芯定子绕组107a2与107b2、无铁芯绕组骨架110a、铁芯绕组骨架110b、电磁铁106a与106b、E型电磁铁105a与105b、永磁阵列悬浮磁环203、永磁阵列自由活塞动子101和导向轮组成；

机体系统包括，所述机体二端置有电磁铁、中置直线发电机，将机体气缸分隔成两个独立的A、B分段气缸，气缸壁上置有进、排气口；

直线电机驱动系统包括，所述电磁铁激磁线圈a或b通电与永磁阵列自由活塞动子101轴向产生排斥或相吸磁场，迫使永磁阵列自由活塞动子101反弹产生机械运动；相序二二导通定子绕组107b，定子绕组107b形成的磁场与永磁阵列自由活塞动子101的磁力线相互作用产生电磁推力，迫使永磁阵列自由活塞动子101产生机械运动；脉冲式交替导通电磁铁a和b或定子绕组107b永磁阵列自由活塞动子101往复运动在A、B分段气缸内做功；

直线发电系统包括，所述永磁阵列自由活塞动子101位移时，磁力线切割定子绕组107a、激磁线圈108a或b产生感应电流，感应电流经整流电路滤波稳压，联合连接双联控制双向Buck-BoostDC/DC变流器，并向一组超级电容模组充电，另一组超级电容模组向直线电机驱动定子绕组107b、激磁线圈108 a或b放电；二组超级电容模组充放电交替自动切换，为直线电机驱动与直线发电机提供电压循环、转换与重组；

永磁阵列自由活塞动子101导向轮、永磁悬浮和电磁悬浮支撑系统包括，所述陶瓷轴承111导向轮、永磁阵列悬浮磁环203或相序控制定子绕组107b通电，迫使永磁阵列自由活塞动子101与永磁阵列悬浮磁环203和定子绕组107b之间始终保持一定的气隙而不接触，引导永磁阵列自由活塞动子101沿轴线无摩擦、无接触悬浮状态下往复运动；

控制单元系统包括，单相逆变器驱动电路、三相逆变器驱动电路，单相及三相双向晶闸管控制整流电路、双联控制双向Buck-BoostDC/DC变流器超级电容模组电路、反电动势过零点检测电路、电流、电压和电位器采样电路，EKF动子检测算法、DSP的外围电路组合而成，通过PID计算出PWM占空比，精准控制永磁阵列自由活塞动子101的做功速率。

2.根据权利要求1所述的直线电机发电机动力电源，其特征在于，所述机体包括：具有收纳机体盖113、机体底座202、定子铁芯104、无铁芯定子绕组107a与107b、铁芯定子绕组107a2与107b2、无铁芯绕组骨架110a、铁芯绕组骨架110b、电磁铁106a与106b、E型电磁铁105a与105b、永磁阵列自由活塞动子101a与101b和永磁阵列悬浮磁环203的容腔，其形状圆环体、方管体、和多边管体，并与机体内径一致同轴布置，机体材质铝镁合金和304不锈钢。

3.根据权利要求1所述的直线电机发电机动力电源，其特征在于，所述电磁铁包括：电磁铁106含有永磁铁102圆环状与圆柱铁芯103同轴相切成T型，圆柱铁芯103套有线盘109，线盘109绕有激磁线圈108，激磁线圈108外周表树脂灌封；E型电磁铁105含有E型铁芯118，铁芯套有线盘109，线盘109绕有激磁线圈108，激磁线圈108外周表树脂灌封；E型铁芯118和圆柱铁芯103硅钢叠片和软铁材质。

4.根据权利要求1所述的直线电机发电机动力电源，其特征在于，所述绕组骨架包括，圆筒外圈含有多个圆环形槽，槽用来间隔嵌装定子铁芯104、无铁芯定子绕组107a与107b、铁芯定子绕组107a2与107b2，内圈做永磁阵列自由活塞动子101的气缸套用，圆筒二端内圈壁嵌装陶瓷轴承111支承永磁阵列自由活塞动子101导向，其材质高温工程塑料、树脂、碳纤维、陶瓷、硬质铝合金和304不锈钢；其中定子绕组107环形的，定子绕组107所在平面与绕组骨架110轴线垂直，定子绕组107绕有多个导电特征的连续线缆，线缆包裹绝缘材料内，线圈外周表树脂灌封。