[发明专利]内嵌永磁体转子飞轮脉冲同步发电机系统

权利要求书

1.内嵌永磁体转子飞轮脉冲同步发电机系统，其特征在于，包括输入逆变器、输入电动机、内嵌永磁体转子同步电机、输出整流器、励磁电流调节单元和惯性飞轮，输入逆变器的输出端与输入电动机的引出线相连；内嵌永磁体转子同步发电机的电枢绕组输出端与输出整流器的交流输入端相连，内嵌永磁体转子同步发电机电枢绕组输出端并接励磁电流调节单元；输入电动机的转子、内嵌永磁体转子同步发电机的转子与惯性飞轮同轴连接；励磁电流调节单元由多相电容器组和多相可控饱和电抗器组并联构成，多相可控饱和电抗器组的直流绕组接控制器，多相可控饱和电抗器组的交流绕组星型联结。

2.根据权利要求1所述内嵌永磁体转子飞轮脉冲同步发电机系统，其特征在于，内嵌永磁体转子同步电机包括定子（1）和转子（2），定子（1）同轴设置于转子（2）外部，定子（1）与转子（2）之间存在径向气隙；

定子（1）包括定子铁心和多相电枢绕组；

转子（2）包括两个反凸极铁心（201）、主铁心（202）和转轴；两个反凸极铁心（201）同轴对称安装在主铁心（202）轴向两侧；

主铁心（202）为圆筒形结构，在主铁心（202）气隙侧沿轴向开有2p（2k+1）个横截面为扇形或梯形的永磁体嵌放通孔，p为电机的极对数，k为正整数，各个孔沿圆周方向均布；在每个孔中嵌放一块永磁体，属于同一磁极的（2k+1）个永磁体充磁方向相同；相邻两个磁极的永磁体的充磁方向相反，永磁体为径向充磁或平行充磁。

3.根据权利要求1所述内嵌永磁体转子飞轮脉冲同步发电机系统，其特征在于，内嵌永磁体转子同步电机包括定子（1）和转子（2），定子（1）同轴设置于转子（2）外部，定子（1）与转子（2）之间存在径向气隙；

定子（1）包括定子铁心和两套多相电枢绕组；两套多相电枢绕组分别为输入功率绕组和输出功率绕组，两套多相电枢绕组嵌放在定子铁心内部的槽中；

转子（2）包括两个反凸极铁心（201）、主铁心（202）和转轴；两个反凸极铁心（201）同轴对称安装在主铁心（202）轴向两侧；

主铁心（202）为圆筒形结构，在主铁心（202）气隙侧沿轴向开有2p（2k+1）个横截面为扇形或梯形的永磁体嵌放通孔，p为电机的极对数，k为正整数，各个孔沿圆周方向均布；在每个孔中嵌放一块永磁体，属于同一磁极的（2k+1）个永磁体充磁方向相同；相邻两个磁极的永磁体的充磁方向相反，永磁体为径向充磁或平行充磁。

4.根据权利要求1所述内嵌永磁体转子飞轮脉冲同步发电机系统，其特征在于，内嵌永磁体转子同步电机包括定子（1）和转子（2），定子（1）同轴设置于转子（2）外部，定子（1）与转子（2）之间存在径向气隙；

定子（1）为沿轴向设置的第一定子（101）和第二定子（102）的两段式结构，第一定子（101）包括第一定子铁心和输出功率绕组；第二定子（102）包括第二定子铁心和输入功率绕组；

转子（2）包括两个反凸极铁心（201）、两个主铁心（202）和转轴；两个反凸极铁心（201）和两个主铁心（202）沿轴向依次交错安装在转轴上；其中一个主铁心（202）及两侧的反凸极铁心（201）位于第一定子（101）内部，另一个主铁心（202）位于第二定子（102）内部；

主铁心（202）为圆筒形结构，在主铁心（202）气隙侧沿轴向开有2p（2k+1）个横截面为扇形或梯形的永磁体嵌放通孔，p为电机的极对数，k为正整数，各个孔沿圆周方向均布；在每个孔中嵌放一块永磁体，属于同一磁极的（2k+1）个永磁体充磁方向相同；相邻两个磁极的永磁体的充磁方向相反，永磁体为径向充磁或平行充磁。

5.根据权利要求2、3或4所述内嵌永磁体转子飞轮脉冲同步发电机系统，其特征在于，主铁心（202）上的磁极中心线与反凸极铁心（201）的凸极中心线位于同一径向截面上，每个磁极中心线上的永磁体的剩磁或矫顽力最高，往两侧永磁体的剩磁或矫顽力逐渐递减。

6.根据权利要求2、3或4所述内嵌永磁体转子飞轮脉冲同步发电机系统，其特征在于，主铁心（202）采用高强度导磁合金钢材料，主铁心（202）为圆筒形，沿轴向分成若干段，各段孔内嵌放永磁体后，套装在转轴上。