[发明专利]一种两自由度双定子永磁发电机

说明书

本发明公开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，这种发电机可以分为旋转发电机单元和直线发电机单元两部分。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。本发明可为技术人员提供高发电性能、高可靠性的两自由度发电机新拓扑结构方案，其两套独立绕组，发电机结构紧凑、集成度高、散热良好，系统容错能力强、可靠性高、控制灵活。

技术领域

本发明涉及到电机技术，具体涉及到两自由度电机，特别涉及一种两自由度双定子永磁发电机。

背景技术

两自由度电机的概念已经提出了近七十年的时间，随着电机理论的不断完善以及机械制造水平的不断提高，该类电机在智能加工制造、机器人、国防科技等领域的优势渐渐显现，从而引起了国内外众多学者的广泛关注。通过国内外学者近半个世纪的共同努力，两自由度电机在拓扑结构创新、理论分析深度方面取得了重要突破，其作为电动机在智能加工制造、机器人、国防科技等领域的应用取得了一些阶段性成果。近年来，随着全球环境污染和能源危机两大问题日益严重，清洁能源与可再生能源的有效开发成为了世界各国共同关注的课题。海上风能与波浪能的蕴藏量巨大，风能可以通过叶片收集，叶片带动旋转发电机进行发电，波浪能通过机械传统传动装置进行收集，转化成旋转方向的运动或直接驱动的直线方向的运动，分别带动旋转发电机或直线发电机进行发电。可以发现，海上风能和波浪能的收集与转换都需要各自的发电机及传动装置，这造成了较大的能量损失。因此，若有一种发电机可以将风能与波浪能同时收集并转化将能大大提高系统效率并降低系统体积。近年来有相关研究提出将两自由度电机作为发电机与风浪结合发电系统进行结合，这一想法是应对国家可持续发展战略的大胆创新，能为国家的环境保护、海上资源开发做出重要贡献。但是与两自由度电动机相比，两自由度发电机的研究还相对不足。除此之外，考虑到海上环境中设备的维护成本很高，这种风浪结合发电系统对所基于的两自由度发电机的结构及性能提出了较高的要求，亟待技术人员提出具有高发电性能、高可靠性的两自由度发电机新拓扑结构。

综上所述，提供一种两自由度双定子永磁发电机已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有风浪结合发电系统急需高发电性能、高可靠性的两自由度发电机的问题，本发明设计了一种两自由度双定子永磁发电机，结合磁通切换永磁电机的原理以及开关磁阻电机坚固的结构，以期满足发电系统的具体要求。

为了解决上述技术问题，本申请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。