[发明专利]一种两自由度双定子永磁发电机

权利要求书

1.一种两自由度双定子永磁发电机，它由外定子铁心(1)、外定子永磁体(6)、外定子绕组(7)、动子(2)、内定子铁心(3)、内定子永磁体(4)、内定子绕组(5)、圆饼型辅助铁心(8)组成，外定子永磁体(6)沿切向充磁，内定子永磁体(4)沿轴向充磁，外定子铁心(1)、外定子永磁体(6)、外定子绕组(7)以及动子(2)外侧磁极和轭部构成旋转发电机单元，内定子铁心(3)、内定子永磁体(4)、内定子绕组(5)、圆饼型辅助铁心(8)以及动子(2)轭部和内侧磁极构成直线发电机单元，其特征在于旋转发电机单元横截面上共有m₁相，其各相绕组串联连接，旋转发电机单元共有2m₁n₁个磁极、2m₁n₁个永磁体，n₁为自然数；直线发电机单元轴向面上共有m₂相，其各相绕组串联连接，直线发电机单元共有(m₂n₂+1)磁极、(m₂n₂+1)个永磁体，n₂为自然数。

2.根据权利要求1所述的两自由度双定子永磁发电机，其特征在于外定子铁心(1)为2m₁n₁个U型结构铁磁环，内定子铁心(3)为m₂n₂个哑铃型铁心，外定子铁心(1)和内定子铁心(3)均是硅钢片叠压而成。

3.根据权利要求1所述的两自由度双定子永磁发电机，其特征在于直线发电机单元为短初级、长次级结构，内定子在内定子定子铁心(3)和内定子永磁体(4)交替排布后，两侧再各自放置两个圆饼型辅助铁心(8)以削弱端部效应对电机性能的影响，圆饼型辅助铁心(8)由硅钢片叠压铁心。

4.根据权利要求1所述的两自由度双定子永磁发电机，其特征在于外定子铁心(1)与外定子永磁体(6)沿圆周间隔交替放置，放置后旋转发电机单元共有2m₁n₁个磁极；内定子铁心(3)与内定子永磁体(4)沿轴向间隔交替放置，同时结合两侧的两个圆饼型辅助铁心(8)，直线发电机单元共有(m₂n₂+1)个磁极。

5.根据权利要求1所述的两自由度双定子永磁发电机，其特征在于外定子绕组(7)缠绕在2m₁n₁个外定子磁极上，共有2m₁n₁个线圈，旋转发电机单元的每相绕组所属线圈共2n₁个，缠绕方向相同；内定子绕组(5)缠绕在m₂n₂个哑铃型内定子铁心(3)的轭部，共有m₂n₂个线圈，旋转发电机单元的每相绕组所属线圈共n₂个，缠绕方向相同。

6.根据权利要求1所述的两自由度双定子永磁发电机，其特征在于动子(2)外侧沿圆周轴向开槽，其磁极个数小于等于(2m₁n₁-1)个，动子(2)内侧沿径向开槽，其相对于内定子总长度的动子(2)内侧磁极个数小于等于m₂n₂个。

7.根据权利要求1所述的两自由度双定子永磁发电机，其特征在于外定子永磁体(6)沿切向充磁，且其相邻永磁体充磁方向交替相对，2m₁n₁个外定子永磁体(6)的充磁方向依次为(α,(α+1×360°/2m₁n₁+180°),(α+2×360°/2m₁n₁),(α+3×360°/2m₁n₁+180°),……(α+(2m₁n₁-1)×360°/2m₁n₁+180°))，内定子永磁体(4)沿轴向充磁，且其相邻永磁体充磁方向交替相对，(m₂n₂+1)个内定子永磁体(4)的充磁方向依次为(β,β+180°,β,β+180°,……)。