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可控磁路永磁動力裝置製造方法

2023-08-12 21:14:21

可控磁路永磁動力裝置製造方法
【專利摘要】一種可控磁路永磁動力裝置,主要由可控磁路永磁定子、轉子及相適配的其它附件組成,可控磁路永磁定子由可控磁路永磁組件和定子本體構成,可控磁路永磁組件由永磁體、磁靴及其永磁磁路旁路開關構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件及旁路鐵芯組成,旁路鐵芯驅動組件由伺服驅動裝置和驅動軸構成,旁路鐵芯安裝在驅動軸上,永磁體設置於兩個磁靴之間或設置於磁靴與磁軛之間,磁靴的一端為永磁旁路端,兩個磁靴的永磁旁路端與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,磁靴的另一端設置有用於建立「可控磁路永磁定子——轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面。本實用新型效率高、無級調速、負載適應性強,可為各行各業提供綠色動力和能源,市場前景巨大。
【專利說明】可控磁路永磁動力裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及的【技術領域】包括:動力設備【技術領域】、能源【技術領域】,特別是一種可控磁路永磁動力裝置,它包括可控磁路筒型磁動力裝置、可控磁路盤型磁動力裝置、可控磁路筒盤組合/複合型磁動力裝置以及直線(位移)式可控磁路磁動力裝置。
[0002]

【背景技術】
[0003]在人們熟悉的工農業生產和日常生活中經常看到各種設備中,利用電動機或內燃機作為動力驅動的例子不勝枚舉、比比皆是,能夠輸出動力的設備是各種人類生活的基礎,全球範圍內各種電動機或內燃機消耗掉全球現有能源產能總量的大部分,但是隨著石化類能源的大量消耗和逐漸枯竭、日益嚴重的環境汙染,節能減排和環境保護方面的壓力和緊迫感已上升到空前高度,迫切需要改善動力設備的工作效率、降低能源消耗和環境汙染。
[0004]公知的電動機技術,其基本工作原理是圍繞著「在定子上產生的電磁旋轉磁場與轉子形成磁扭矩,驅動電動機轉子旋轉」這一基本點,從而衍生出交流電動機、直流電動機、步進電動機、伺服電動機、繞線電動機、鼠籠電動機、調速電動機、永磁電動機、直驅電動機、盤式電動機、筒型電動機和杯形雙轉子電動機以及直線位移式電機或拖動設備等等各式各樣的傳統電機和動力設備;近年來,為了解決負載調速,達到電機節能之目的,根據滑差電磁感應原理和永磁相互磁力作用原理,研發出了多種盤式和筒型永磁滑差傳動耦合器/聯軸器、永磁滑差傳動調速器/聯軸器等。上述傳統電動機均存在著不同程度的效率較低、功能單一、調速困難、負載適應性差、過載能力弱等缺點,而且不同負載特性、不同轉速和不同用途的電動機,其適配電動機型號和結構紛雜、種類繁多。
[0005]因此,挖潛永磁能量,研製新型結構的磁動機技術勢在必行,以克服現有各種電動機和拖動設備或內燃機技術的能耗大、電動機調速困難、電動機種類繁雜以及上述諸多缺陷,替代現有公知技術的各種電動機和拖動設備和拖動設備或內燃機為各種負載設備提供動力和能源,以滿足市場和社會發展的需要,可控磁路永磁旋轉磁場磁動機的研製成功,將會使動力設備領域和能源領域發生革命性技術進步。
[0006]


【發明內容】

[0007]目前高性能稀土永磁材料和超級永磁材料(英國劍橋大學最新發明成果,以下統稱永磁材料或磁鋼)日新月異,永磁磁路理論也應運而生,並得到很大發展,我國科學家李國坤教授在國際上率先提出「靜磁能拉、推方程」理論,並得到實際驗證和應用,被稱為「李氏拉推磁路」而享譽世界,這些均為研製新型結構的可控磁路永磁旋轉磁場磁動機奠定了物資和理論方面的堅實基礎。
[0008]本實用新型的工作機理和構建可控磁路永磁旋轉磁場的方法,與公知的電動機結構和技術相比較,具有顯著不同,不同之處主要有:
[0009]①可控磁路永磁動力裝置與公知電動機結構相類比,它主要由可控磁路永磁定子、轉子及其它附件組成。可控磁路永磁定子由可控磁路永磁組件和定子本體構成,可控磁路永磁組件由永磁體、磁靴及其永磁磁路旁路開關構成,永磁體設置於兩個磁靴之間,磁靴的一端為永磁旁路端,磁靴的另一端設置有用於建立「可控磁路永磁定子——轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件和旁路鐵芯組成,永磁磁路旁路開關具有兩方面的功能:一方面,旁路鐵芯驅動組件驅動旁路鐵芯,使旁路鐵芯與永磁體、磁靴構成閉環旁路磁路;另一方面,旁路鐵芯驅動組件驅動旁路鐵芯,使旁路鐵芯脫離磁靴的永磁旁路端,構建由永磁體、磁靴、磁靴耦合面、耦合氣隙、轉子構成的永磁耦合磁路;轉子由轉子鐵心、轉子電樞/轉子永磁體組件構成,轉子電樞包括四種結構形式即鼠籠式電樞、繞線式電樞、鍋箅式電樞和金屬導體式電樞;其它附件包括端蓋、軸承、軸承端蓋、風扇、散熱片、外殼、機座、接線端子盒和電源驅動/控制器;本文中的旁路鐵芯包括旁路鐵芯、旁路鐵心和旁路磁芯三種技術概念;兩塊或兩組以上的磁靴相聯或製作成一體化磁靴就構成了磁軛,磁軛有背盤/法蘭狀、套筒/管狀結構,可控磁路永磁組件永磁體共用的一體化磁靴即構成磁軛。
[0010]②在可控磁路永磁定子本體上至少布設一副可控磁路永磁組件,每副可控磁路永磁組件中磁靴耦合面通過氣隙適配於轉子的氣隙耦合面,給設定的可控磁路永磁組件或它們組合而成的可控磁路永磁偶極子對/可控磁路永磁偶極子組,以永磁偶極子對或永磁偶極子組為單元,逆時針或順時針沿圓周順序、分時/相位差、依次、循環地,或以可編程控制方式、或以周期性地,對每副旁路鐵芯驅動組件進行實時控制,使得永磁耦合磁場產生逆時針或順時針的旋轉,從而驅動轉子旋轉輸出動力。需要指出的是,電動機中的旋轉磁場或交變旋轉磁場是由電源提供的交變勵磁電流或換向勵磁電流產生的,與本實用新型有著本質不同,依此機理,本實用新型只需要較小的旁路鐵芯驅動組件所需要的能量消耗,可把永磁體的靜磁能轉變成旋轉動力機械能,替代現有各種交/直流電動機、變頻電動機、直驅電動機、調速電動機、伺服電動機以及內燃機等各種公知技術的動力設備,應用於各種【技術領域】,本實用新型還便於大型、中型和小型功率可控磁路永磁動力裝置的設計和製造。
[0011]③可控磁路永磁定子與轉子通過氣隙相耦合有以下結構形式供選擇使用,即徑向磁場筒型可控磁路永磁定子分別與徑向磁場筒型鼠籠式電樞轉子、徑向磁場筒型繞線式電樞轉子、徑向磁場筒型永磁式轉子、徑向磁場筒型金屬導體式電樞轉子或徑向磁場筒型複合式電樞轉子呈氣隙耦合適配成五種筒型定子轉子結構(或稱為筒型定子轉子耦合組件);軸向磁場盤型可控磁路永磁定子分別與軸向磁場盤型鍋箅式電樞轉子、軸向磁場盤型繞線式電樞轉子、軸向磁場盤型永磁式轉子、軸向磁場盤型金屬導體式電樞轉子或軸向磁場筒型複合式電樞轉子呈氣隙耦合適配成五種盤型定子轉子結構(或稱為盤型定子轉子耦合組件);斜向磁場錐型(或稱為錐筒形或錐盤形)可控磁路永磁定子分別與斜向磁場錐筒型鼠籠式電樞轉子、斜向磁場錐筒型繞線式電樞轉子、斜向磁場錐筒型永磁式轉子、斜向磁場錐筒型金屬導體式電樞轉子或斜向磁場錐筒型複合式電樞轉子呈氣隙耦合適配五種錐型定子轉子結構(或稱為錐型定子轉子耦合組件);由上述徑向、軸向和斜向磁場三類共十五種定子轉子耦合組件中至少其中之一種,每種至少有兩副或兩副以上的定子轉子耦合組件進行組合構建,或者筒型定子筒壁和轉子筒壁以至少兩層氣隙耦合嵌套構建(如徑向磁場氣隙耦合筒型單定子雙轉子結構),或者盤型單定子雙轉子結構以「盤型轉子一雙面耦合盤型可控磁路永磁定子一盤型轉子」共用定子布局構建、或以「盤型轉子一雙面耦合盤型可控磁路永磁定子一盤型轉子一雙面耦合盤型可控磁路永磁定子一盤型轉子」布局構建、或以「定子一轉子+定子一一轉子」之兩套或兩套以上定子轉子耦合組件首尾串聯布局構建、或以「轉子一定子+轉子旋轉扭矩疊加器+定子一轉子」布局構建;或者由上述徑向、軸向和斜向磁場三類共十五種定子轉子耦合組件中至少其中之兩種,每種至少有一副定子轉子耦合組件進行組合、串聯或複合構建成複合型定子轉子結構(如組合型單定子單轉子結構)。
[0012]④定子轉子耦合組件中,可控磁路永磁定子產生的永磁旋轉磁場或交變永磁旋轉磁場分別與徑向磁場筒型鼠籠式電樞轉子、徑向磁場筒型繞線式電樞轉子、軸向磁場盤型鍋箅式電樞轉子、軸向磁場盤型繞線式電樞轉子、斜向磁場錐筒型鼠籠/鍋箅式電樞轉子或斜向磁場錐筒型繞線式電樞轉子(統稱電樞轉子結構)相適配構建形成「定子永磁旋轉磁場-轉子感應電流稱合磁場」之旋轉磁扭矩結構;可控磁路永磁定子產生的永磁旋轉磁場或交變永磁旋轉磁場分別與徑向磁場筒型永磁式轉子、軸向磁場盤型永磁式轉子和斜向磁場錐筒型永磁式轉子(統稱永磁式轉子結構)相適配構建形成「定子永磁旋轉磁場-轉子永磁稱合磁場」之旋轉磁扭矩結構;可控磁路永磁定子產生的永磁旋轉磁場或交變永磁旋轉磁場分別與徑向磁場筒型金屬導體式電樞轉子、軸向磁場盤型金屬導體式電樞轉子或斜向磁場錐型金屬導體式電樞轉子(統稱電樞轉子結構)相適配構建形成「定子永磁旋轉磁場一轉子感應渦流耦合磁場」之旋轉磁扭矩結構;可控磁路永磁定子產生的永磁旋轉磁場或交變永磁旋轉磁場分別與徑向磁場筒型複合式電樞轉子、軸向磁場盤型複合式電樞轉子或斜向磁場錐型複合式電樞轉子(統稱電樞轉子結構)相適配構建形成「定子永磁旋轉磁場一轉子複合型耦合磁場」之旋轉磁扭矩結構,轉子複合型耦合磁場有兩種,即感應渦流和感應電流複合型耦合磁場、感應渦流和永磁複合型耦合磁場。
[0013]⑤如說明書圖1-4所示,設置雙轉子轉矩疊加器把兩個相反方向旋轉的轉子軸進行轉矩同步疊加聯接,由於永磁體均具有N極和S極,為了更充分利用永磁體的磁能,在一個單定子雙轉子單元結構中,順時針或逆時針地分別給設定的組合而成的可控磁路永磁偶極子對/永磁偶極子組(A1-Dp B1-E1和C1-F1三個永磁偶極子對)依次控制旁路鐵芯驅動組件,在轉子與可控磁路永磁定子之間的耦合氣隙中即形成永磁耦合旋轉磁場和/或交變永磁旋轉磁場,從而分別驅動轉子甲和轉子乙做相反方向的旋轉運動,通過轉子轉矩疊加器使得兩個旋轉方向相反的轉子或轉子軸的轉矩進行同步疊加並通過可控磁路永磁動力裝置一端的軸申輸出轉矩和動力;轉子轉矩疊加器以至少一副惰性齒輪副或齒輪齒套副為核心構建。在一個單定子雙轉子單元結構中,可控永磁旁路磁路為:永磁體N極一N極磁靴—旁路鐵芯一S極磁靴一永磁體S極一永磁體N極;永磁耦合磁路為:永磁體A1的N極一N極磁靴A1 — N極磁靴A1的耦合面一耦合氣隙甲一轉子甲一耦合氣隙甲一S極磁靴D1的耦合面一S極磁靴D1 —永磁體D1的S極一永磁體D1的N極一N極磁靴D1 — N極磁靴D1的耦合面一耦合氣隙乙一轉子乙一耦合氣隙乙一S極磁靴A1的耦合面一S極磁靴A1 —永磁體八1的S極。
[0014]⑥永磁體分為拼接、組合型或單體型結構,磁靴與永磁體相適配同樣可製作成拼接、組合型或單體型結構。
[0015]⑦在各種零部件所採用的製造工藝和材料同等條件下,增大定子和轉子的直徑或/和長度、或增多可控磁路永磁組件的數量,使輸出功率顯著增大、能耗大大降低;可控磁路永磁定子組件和與之相適配的轉子組件構成可控磁路磁動機組件,兩套或兩套以上的可控磁路磁動機組件「首尾」串聯設置、「背靠背」/ 「面對面」複合/串聯(圖34所示)、或並排/並聯設置(圖35所示)構成複合型(圖34、35所示)或「軸向磁場+徑向磁場」組合型(圖41所示)可控磁路磁動機組件,複合型或「軸向磁場+徑向磁場」可控磁路磁動機組件與相適配的其它附件一起構成複合型可控磁路永磁動力裝置(圖34或35所示)或「軸向磁場+徑向磁場」組合型可控磁路永磁動力裝置(圖41所示)。其中,可控磁路永磁定子組件指的是定子本體和可控磁路永磁組件構成的部件;轉子組件指的是轉子電樞/轉子永磁體組件和鐵心/磁軛構成的部件。
[0016]本實用新型的具體技術方案如下:
[0017]一種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為徑向磁場氣隙耦合筒型單定子單轉子結構,主要由徑向磁場筒型可控磁路永磁定子、筒型轉子及相適配的其它附件組成,徑向磁場筒型可控磁路永磁定子由徑向磁場筒型可控磁路永磁組件(721、724、723、722、742、
741)和定子本體(701)構成,可控磁路永磁組件由永磁體(723)、磁靴(721、724)及其永磁磁路旁路開關(722、742、741)構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(741、742)及旁路鐵芯(722)組成,旁路鐵芯驅動組件由伺服驅動裝置(741)和驅動軸(742)構成,旁路鐵芯(722)安裝在驅動軸(742)上,可控磁路永磁組件中的永磁體(723)設置於兩個磁靴(721、724)之間或設置於磁靴與磁軛之間,磁靴的一端為永磁旁路端,兩個磁靴的永磁旁路端與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,磁靴(721、724)的另一端設置有用於建立「可控磁路永磁定子一轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式圍繞筒型轉子(731)布設並設置隔磁間距(712),筒型轉子(731)由筒型轉子鐵心/套筒型磁軛、筒型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,在定子本體(701)上均布的磁窗內設置徑向磁場筒型可控磁路永磁組件,筒型轉子(731)裝配於磁靴(721、724、726、729)之耦合面圍成的圓筒空間中,筒型轉子鐵心/套筒型磁軛外圓上裝配轉子永磁體組或轉子電樞組件,轉子軸(775)通過軸承(702、713)裝配在定子端蓋(701、711)上。
[0018]一種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為徑向磁場氣隙耦合筒型單定子雙轉子嵌套結構,依照外筒型轉子一雙面耦合筒型可控磁路永磁定子一內筒型轉子布局設置,主要由徑向磁場外筒型轉子(931、932、933)、徑向磁場內筒型轉子(930、905、906、907)、雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁定子(911、921、923、924、922、942、941)、雙轉子嵌套轉矩疊加器(961、962、963、986)及相適配的其它附件組成,徑向磁場外筒型轉子(931)和徑向磁場內筒型轉子(930)分別由筒型轉子鐵心/套筒型磁軛、筒型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,雙面徑向磁場I禹合筒型可控磁路永磁定子由至少一副雙面徑向磁場率禹合筒型可控磁路永磁組件(921、923、924、922、942、941)和定子本體(911)構成,雙面耦合可控磁路永磁組件由永磁體(923)、兩個磁靴(921、924)及其永磁磁路旁路開關(922、942、941)構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(941、942)及旁路鐵芯(922)組成,旁路鐵芯驅動組件由伺服驅動裝置(941)和驅動軸(942)構成,旁路鐵芯(922)安裝在驅動軸(942)上,可控磁路永磁組件中的永磁體(923)設置於兩個磁靴(921、924)之間,磁靴的一端為永磁芳路端,兩個磁靴的永磁芳路端與芳路鐵芯構成可控通/斷的永磁芳路磁路,磁靴(921、924)的轉子耦合位置設置有用於建立「可控磁路永磁定子——轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式圍繞圓周布設,可控磁路永磁組件之間設置隔磁間距(912),外筒型轉子(931)由筒型轉子套筒型磁軛(933)、筒型轉子電樞(932)/轉子永磁體組件構成,內筒型轉子(930)由筒型轉子套筒型磁軛(906)、筒型轉子電樞(907)/轉子永磁體組件及中空轉子軸(905)構成,雙轉子嵌套轉矩疊加器由至少一副惰性齒輪副或齒輪齒套副為核心構建,即由轉子軸(975)上的齒輪(986)、中空轉子軸(905)上的齒套(909)、與齒輪(986)和齒套(909)相嚙合的惰性齒輪(963)、惰性齒輪(963)的軸套/軸承(962)和安裝在定子端蓋/定子本體(911)適配位置處的惰性齒輪軸(961)構成,定子本體(911)與定子端蓋製作成一體化組件,轉子軸(975)通過軸承(902、913)裝配在定子端蓋(901、911)上,中空轉子軸(905)通過隔離軸承(972、973)裝配在轉子軸(975)上,轉子軸(975)和中空轉子軸(905)通過雙轉子嵌套轉矩疊加器(961、962、963、986)傳動聯接,雙轉子嵌套轉矩疊加器把兩個相反方向旋轉的轉子軸(975、905)進行轉矩同步疊加聯接。
[0019]一種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為徑向磁場氣隙耦合筒型單定子雙轉子串聯結構,依照筒型可控磁路永磁定子一雙筒型轉子軸向串聯布局設置,主要由兩端耦合筒型可控磁路永磁定子、徑向磁場筒型轉子甲、徑向磁場筒型轉子乙、雙轉子串聯轉矩疊加器及相適配的其它附件組成,兩端耦合筒型可控磁路永磁定子由至少一副筒型兩端徑向磁場耦合可控磁路永磁組件(121、123、124、122、142、141)、定子本體(115)及其適配的定子端蓋(101、111)構成,筒型兩端徑向磁場耦合可控磁路永磁組件由永磁體(123)、磁靴
(121,124)及其永磁磁路旁路開關(122、142、141)構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(141、142)及旁路鐵芯(122)組成,旁路鐵芯驅動組件由伺服驅動裝置(141)和驅動軸(142)構成,旁路鐵芯(122)安裝在驅動軸(142)上,可控磁路永磁組件中的永磁體(123)設置於兩個磁靴(121、124)之間,磁靴的一端為永磁旁路端,兩個磁靴的永磁旁路端與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,定子本體(115)安裝在兩個定子端蓋(101、111)之間,徑向磁場耦合筒型轉子甲(131)和轉子乙(132)分別由筒型轉子鐵心/套筒型磁軛、筒型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,筒型轉子電樞包括三種結構形式即鼠籠式電樞、繞線式電樞和金屬導體式電樞,轉子甲(131)和轉子乙(132)分別置於可控磁路永磁定子兩端磁靴(121、124)耦合面所圍成的筒形空間中,轉子甲軸(175)裝配在定子端蓋(101)和定子本體(115)之中軸軸承(102、172)上,轉子乙軸(185)裝配在定子端蓋(111)和定子本體(115)之中軸軸承(113、182)上,轉子甲軸(175)和轉子乙軸(185)通過雙轉子串聯轉矩疊加器(161、162、165、163、176、186)傳動聯接,雙轉子串聯轉矩疊加器把兩個相反方向旋轉的轉子軸(175、185)進行轉矩同步疊加聯接,雙轉子串聯轉矩疊加器由至少一副惰性齒輪副或齒輪齒套副為核心構建,即由轉子甲軸(175)上的錐形齒輪(176)、轉子乙軸(185)上的錐形齒輪(186)、與兩個錐形齒輪(176、186)嚙合的惰性齒輪(163)、惰性齒輪軸(161)及其軸承/軸套(162、165)構成,磁靴(121、124)兩端分別設置有用於建立「可控磁路永磁定子一轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式(即N-S-N-S-N-)圍繞轉子(131或132)布設並設置隔磁間距
(112)。
[0020]一種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為徑向磁場氣隙耦合筒型單定子單轉子雙筒壁嵌套結構,依照筒型轉子外筒壁一雙面耦合筒型可控磁路永磁定子一筒型轉子內筒壁嵌套布局設置,主要由徑向磁場雙筒壁耦合轉子(1631、1632、1633、1605、1606)、雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁定子(1611、1601、1621、1623、1624、1622、1641、1642)及相適配的其它附件組成,徑向磁場雙筒壁耦合轉子(1631)由轉子外筒壁鐵心/套筒型磁軛(1633)和轉子外筒壁電樞/轉子永磁體組件(1632)、轉子內筒壁鐵心/套筒型磁軛(1606)和轉子內筒壁電樞/轉子永磁體組件(1605)構成,轉子外筒壁電樞(1632)/轉子內筒壁電樞(1605)包括三種結構形式即鼠籠式電樞、繞線式電樞和金屬導體式電樞,雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁定子由至少一副雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁組件(1621、1623、1624、1622、1641、1642)和定子本體(1601)構成,雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁組件為「H」型組件,它由永磁體(1623)、「H」型雙面耦合磁靴(1621、1626)及其永磁磁路旁路開關構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(1641、1642)及旁路鐵芯(1622)組成,旁路鐵芯驅動組件由伺服驅動裝置(1641)和驅動軸(1642)構成,旁路鐵芯(1622)安裝在驅動軸(1642)上,可控磁路永磁組件中的永磁體(1623)設置於兩個磁靴(1621、1624)之間,兩個磁靴的外側中部設為永磁旁路部位,兩個磁靴的永磁旁路部位與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,磁靴(1621、1624)的內外圓周的轉子耦合位置設置有用於建立「可控磁路永磁定子——轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式圍繞圓周布設,可控磁路永磁組件之間設置隔磁間距(1612)。
[0021]一種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為軸向磁場氣隙耦合盤型單定子單轉子結構,主要由軸向磁場盤型可控磁路永磁定子(1001、1011、1021、1022、1024、1023、1041)、盤型轉子(1031、1032、1033)及相適配的其它附件組成,軸向磁場盤型可控磁路永磁定子由至少一副「H」型軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件(1021、1022、1024、1023,1041)和定子本體(1001)構成,「H」型軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件由永磁體(1023/1028)、磁靴(1021、1024,1026、1029)及其永磁磁路旁路開關構成,可控磁路永磁組件中的永磁體(1023)設置於兩個磁靴(1021、1024)之間,兩個磁靴的永磁旁路部位與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(1041/1043)及旁路鐵芯(1022/1027)組成,盤型轉子(1031)由盤型轉子電樞/轉子永磁組件(1032)和背盤磁軛(1033)構成,盤型轉子(1031)類似於盤式電機轉子,盤型轉子(1031)安裝在定子本體(1001)與定子端蓋(1011)之間,盤型轉子(1031)的轉子軸(1075)裝配在定子本體(1001)和定子端蓋(1011)上設置的中軸軸承(1002、1013)上,磁靴(1021、1024、1026、1029)上設置有用於建立「可控磁路永磁定子——轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式布設並設置隔磁間距(1012)。
[0022]一種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為軸向磁場氣隙耦合盤型單定子單轉子結構,主要由軸向磁場盤型可控磁路永磁定子(1101、1111、1121、1122、1124、1123、1141)、盤型轉子(1131、1132、1133)及相適配的其它附件組成,軸向磁場盤型可控磁路永磁定子由至少一副共用磁軛的「工」型軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件(1121、1122、1124、1123、1141)和定子本體(1101)構成,「工」型軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件由永磁體(1123)、共用磁軛(1121)、磁靴(1124,1129)及其永磁磁路旁路開關構成,可控磁路永磁組件中的永磁體(1123)設置於共用磁軛(1121)和磁靴(1124)之間,共用磁軛(1121)和磁靴的永磁旁路部位與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(1141/1143)及旁路鐵芯(1122/1127)組成,盤型轉子(1131)由盤型轉子電樞/轉子永磁組件(1132)和背盤磁軛(1133)構成,盤型轉子(1131)類似於盤式電機轉子,盤型轉子(1131)安裝在定子本體(1101)與定子端蓋(1111)之間,盤型轉子(1131)的轉子軸(1175)裝配在定子本體(1101)和定子端蓋(1111)上設置的中軸軸承(1102、1113)上,共用磁軛(1121)和磁靴(1124/1129)上設置有用於建立「可控磁路永磁定子——轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式布設並設置隔磁間距(1112)。
[0023]一種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為軸向磁場氣隙耦合盤型單定子雙轉子結構,依照盤型轉子甲(1431)—雙面耦合盤型可控磁路永磁定子(1411、1421、1422、1424、1423、1412、1441)——盤型轉子乙(1432)布局布設,主要由雙面耦合軸向磁場盤型可控磁路永磁定子、兩個盤型轉子、雙轉子串聯轉矩疊加器及相適配的其它附件組成,雙面耦合軸向磁場盤型可控磁路永磁定子由至少一副盤型兩側軸向磁場耦合可控磁路永磁組件(1421、1422、1424、1423、1441)、定子本體(1412)及其適配的定子端蓋(1401,1411)構成,可控磁路永磁組件由永磁體(1423)、磁靴(1421/1424)及其永磁磁路旁路開關構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(1441)及其磁芯(1422)組成,定子本體(1412)安裝在兩個定子端蓋(1401、1411)之間,軸向磁場盤型轉子甲(1431)和轉子乙(1432)分別由盤型轉子鐵心/盤型磁軛、盤型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,盤型轉子甲(1431)和盤型轉子乙(1432)分別置於可控磁路永磁定子的磁靴(1421、1424)耦合面之兩側,轉子甲軸(1475)裝配在定子端蓋(1401)和定子本體(1412)之中軸軸承(1402、1472)上,轉子乙軸(1485)裝配在定子端蓋(1411)和定子本體(1412)之中軸軸承(1413、1482)上,轉子甲軸(1475)和轉子乙軸(1485)通過雙轉子串聯轉矩疊加器(1461、1462、1465、1463、1476、I486)傳動聯接,雙轉子串聯轉矩疊加器把兩個相反方向旋轉的轉子軸(1475、1485)進行轉矩同步疊加聯接,雙轉子串聯轉矩疊加器由至少一副惰性齒輪副或齒輪齒套副為核心構建,即由轉子甲軸(1475)上的錐形齒輪(1476)、轉子乙軸(1485)上的錐形齒輪(1486)、與兩個錐形齒輪(1476、1486)嚙合的惰性齒輪(1463)、惰性齒輪軸(1461)及其軸承/軸套(1462、1465)構成,可控磁路永磁組件中的永磁體(1423)設置於兩個磁靴(1421、1424)之間,兩個磁靴的永磁旁路部位與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,磁靴(1421、1424)兩側分別設置有用於建立「可控磁路永磁定子一轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式布設並設置隔磁間距。
[0024]一種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為「軸向磁場+徑向磁場」氣隙耦合組合型單定子雙轉子結構,主要由「軸向磁場+徑向磁場」組合型可控磁路永磁定子(1501、1511、1512)、兩個組合型轉子(1531、1530)、雙轉子串聯轉矩疊加器及相適配的其它附件組成,「軸向磁場+徑向磁場」組合型可控磁路永磁定子由兩套軸向磁場盤型可控磁路永磁定子組件(1501、1521、1522、1524、1523,1511、1591、1592、1594、1593)和一套徑向磁場兩端耦合筒型可控磁路永磁定子組件(1501、1511、1512、1556、1557、1559、1558)組合而成,軸向磁場盤型可控磁路永磁定子組件由至少一副軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件(1521/1526、1522/1527、1524/1529、1523/1528)和定子本體(1501/1511)構成,軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件由永磁體(1523)、磁靴(1521/1524)及其永磁磁路旁路開關構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(1541)及其磁芯(1522)組成,徑向磁場兩端耦合筒型可控磁路永磁定子組件由至少一副筒型兩端徑向磁場耦合可控磁路永磁組件(1556、1557、1559、1558)、定子本體(1512)及其適配的定子端蓋(1501、1511)構成,筒型兩端徑向磁場I禹合可控磁路永磁組件由永磁體(1558)、磁靴(1556、1559)及其永磁磁路旁路開關構成,組合型轉子(1531/1530)由一套盤型轉子組件和一套筒型轉子組件複合成筒盤一體化結構,盤型轉子組件由盤型轉子鐵心/盤型磁軛、盤型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,筒型轉子組件由筒型轉子鐵心/筒型磁軛、筒型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,盤型轉子鐵心/盤型磁軛與筒型轉子鐵心/筒型磁軛複合成一體化結構,雙轉子串聯轉矩疊加器把兩個相反方向旋轉的轉子軸(1575、1585)進行轉矩同步疊加聯接,雙轉子串聯轉矩疊加器由至少一副惰性齒輪副或齒輪齒套副為核心構建,即由轉子甲軸(1575)上的錐形齒輪(1576)、轉子乙軸(1585)上的錐形齒輪(1586)、與兩個錐形齒輪(1576、1586)嚙合的惰性齒輪(1563、1564)、惰性齒輪軸(1561)及其軸承/軸套(1562、1565)構成,轉子甲軸(1575)裝配在定子端蓋(1501)和定子本體(1512)之中軸軸承(1502、1572)上,轉子乙軸(1585)裝配在定子端蓋(1511)和定子本體(1512)之中軸軸承(1513、1582)上,可控磁路永磁組件中的永磁體(1523)設置於兩個磁靴(1521、1524)之間,兩個磁靴的永磁旁路部位與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,磁靴(1521、1526,1591、1596)的端部分別設置有用於建立「可控磁路永磁定子一轉子」軸向磁場氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,磁靴
(1556、1559、1569、1566)的端部分別設置有用於建立「可控磁路永磁定子-轉子」徑向磁場氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式布設並設置隔磁間距。
[0025]一種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為斜向磁場氣隙耦合錐型單定子單轉子結構,主要由斜向磁場錐型可控磁路永磁定子、錐型轉子及相適配的其它附件組成,斜向磁場筒型可控磁路永磁定子由斜向磁場錐型可控磁路永磁組件和定子本體構成,可控磁路永磁組件由永磁體、磁靴及其永磁磁路旁路開關構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯和旁路鐵芯驅動組件組成,錐型轉子由錐型轉子鐵心/套錐型磁軛、錐型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,在定子本體上均布的磁窗內設置斜向磁場錐型可控磁路永磁組件,錐型轉子裝配於磁靴之耦合面圍成的圓筒空間中,錐型轉子鐵心/套錐型磁軛外圓上裝配轉子永磁體組或轉子電樞組件,轉子軸通過軸承裝配在定子端蓋上,可控磁路永磁組件中的永磁體設置於兩個磁靴之間,兩個磁靴的永磁旁路部位與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,磁靴上設置有用於建立「可控磁路永磁定子——轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式布設。
[0026]如上所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,筒型轉子有五種結構供適配選用,其一是徑向磁場筒型鼠籠式電樞轉子結構,即金屬導電條安裝或鑄造在導磁轉子本體的鐵芯槽內,它們的兩端分別與轉子端部的金屬導電環相連接,形似鼠籠,導磁轉子本體為圓柱形、單層筒壁筒形、兩層及兩層以上筒壁筒形、單層杯壁杯形或兩層及兩層以上杯壁杯形,其結構與臥式/筒型電機的鼠籠式轉子類似或與公知技術的筒型永磁調速器/聯軸器的鼠籠式電樞轉子盤類似,其二是徑向磁場筒型繞線式電樞轉子結構,即閉環的漆包線或裸線線圈電樞安裝在導磁轉子本體的鐵芯槽內,導磁轉子本體為圓柱形、單層筒壁筒形、兩層及兩層以上筒壁筒形、單層杯壁杯形或兩層及兩層以上杯壁杯形,其結構與公知技術的筒型永磁調速器/聯軸器的徑向磁場電樞繞組轉盤類似,或者與臥式/筒型電機的繞線式轉子相似,只不過這裡的線圈電樞沒有抽頭,無需提供勵磁電流,每個線圈電樞是首尾焊接的閉環線圈,線圈電樞有三種結構,第一是多匝型線圈電樞,它至少有兩匝絕緣良導體繞制並且首端和末端短接,第二是匝與匝獨立絕緣型線圈電樞,它至少有兩匝相互獨立絕緣的、每匝是閉環短路的、大小形狀相同的線圈構成並紮成一束,第三是多芯型線圈電樞,用多股或多芯良導線製成的單圈閉環短路線圈,其三是徑向磁場筒型永磁式轉子結構,即永磁體以N、S極交錯適配設置在導磁轉子本體的氣隙耦合面上,導磁轉子本體為圓柱形、單層筒壁筒形、兩層及兩層以上筒壁筒形、單層杯壁杯形或兩層及兩層以上杯壁杯形,其結構與臥式/筒型電機的永磁體轉子類似或與公知技術的筒型永磁調速器/聯軸器的永磁轉子盤類似,其四是徑向磁場筒型金屬導體式電樞轉子結構,即筒形金屬導體電樞設置在導磁轉子本體的氣隙耦合面上,導磁轉子本體為圓柱形、單層筒壁筒形、兩層及兩層以上筒壁筒形、單層杯壁杯形或兩層及兩層以上杯壁杯形,其結構與公知技術的筒型永磁調速器/聯軸器的金屬導體轉子盤類似,其五是徑向磁場筒型複合式電樞轉子結構,即筒型金屬導體電樞敷設、鑄造或複合在筒型鼠籠式電樞轉子、筒型繞線式電樞轉子或筒型永磁式轉子的氣隙耦合一側,徑向磁場筒型可控磁路永磁定子與轉子呈軸向套裝氣隙耦合結構即外定子內轉子結構或外轉子內定子結構。
[0027]如上所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,盤型轉子有五種結構供適配選用,其一是軸向磁場盤型鍋箅式電樞轉子結構,即金屬導電條安裝或鑄造在導磁轉子本體的鐵芯槽內,它們的兩端分別與轉子盤內外兩側的金屬導電環相連接,形似鍋箅子,其結構與盤式電機的鼠籠式轉子類似或與公知技術的盤式永磁調速器/聯軸器的鍋箅式電樞轉子盤類似,其二是軸向磁場盤型繞線式電樞轉子結構,即閉環的漆包線或裸線線圈電樞安裝在導磁轉子本體的鐵芯槽內,導磁轉子本體為單面耦合圓盤/圓環形或雙面耦合圓盤/圓環形,其結構與公知技術的盤式永磁調速器/聯軸器的徑向磁場電樞繞組轉盤類似,或者與盤式電機的繞線式轉子相似,只不過這裡的線圈電樞沒有抽頭,無需提供勵磁電流,每個線圈電樞是首尾焊接的閉環線圈,線圈電樞有三種結構,第一是多匝型線圈電樞,它至少有兩匝絕緣良導體繞制並且首端和末端短接,第二是匝與匝獨立絕緣型線圈電樞,它至少有兩匝相互獨立絕緣的、每匝是閉環短路的、大小形狀相同的線圈構成並紮成一束,第三是多芯型線圈電樞,用多股或多芯良導線製成的單圈閉環短路線圈,其三是軸向磁場盤型永磁式轉子結構,即永磁體以N、S極交錯適配設置在導磁轉子本體的氣隙耦合面上,導磁轉子本體為單面耦合圓盤/圓環形或雙面耦合圓盤/圓環形,其結構與盤式電機的永磁體轉子類似或與公知技術的盤式永磁調速器/聯軸器的永磁轉子盤類似,其四是軸向磁場盤型金屬導體式電樞轉子結構,即圓盤/圓環形金屬導體電樞設置在導磁轉子本體的氣隙耦合面上,導磁轉子本體為單面耦合圓盤/圓環形或雙面耦合圓盤/圓環形,其結構與公知技術的盤式永磁調速器/聯軸器的金屬導體轉子盤類似,其五是軸向磁場盤型複合式電樞轉子結構,即盤形金屬導體電樞敷設、鑄造或複合在盤型鍋箅式電樞轉子、盤型繞線式電樞轉子或盤型永磁式轉子的耦合氣隙一側。
[0028]如上所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,錐型轉子有五種結構供適配選用,其一是斜向磁場錐型鼠籠/鍋箅式電樞轉子結構,即金屬導電條安裝或鑄造在導磁轉子本體的鐵芯槽內,它們的兩端分別與轉子端部或內外兩側的金屬導電環相連接,形似錐形鍋箅子,轉子本體由高導磁材料、磁鋼材料或鐵芯材料加工而成,其結構與錐式電機的鼠籠式轉子類似或與公知技術的錐式永磁調速器/聯軸器的鼠籠/鍋箅式轉子盤類似,其二是斜向磁場錐型繞線式電樞轉子結構,即閉環的漆包線或裸線線圈電樞安裝在導磁轉子本體的鐵芯槽內,導磁轉子本體為圓錐柱/錐盤形、單層錐壁錐形、兩層及兩層以上錐壁錐形,其結構與公知技術的錐式永磁調速器/聯軸器的徑向磁場電樞繞組轉盤類似,或者與錐式電機的繞線式轉子相似,只不過這裡的線圈電樞沒有抽頭,無需提供勵磁電流,每個線圈電樞是首尾焊接的閉環線圈,線圈電樞有三種結構,第一是多匝型線圈電樞,它至少有兩匝絕緣良導體繞制並且首端和末端短接,第二是匝與匝獨立絕緣型線圈電樞,它至少有兩匝相互獨立絕緣的、每匝是閉環短路的、大小形狀相同的線圈構成並紮成一束,第三是多芯型線圈電樞,用多股或多芯良導線製成的單圈閉環短路線圈,其三是斜向磁場錐型永磁式轉子結構,即永磁體以N、S極交錯適配設置在導磁轉子本體的氣隙耦合面上,導磁轉子本體為圓錐柱/錐盤形、單層錐壁錐形、兩層及兩層以上錐壁錐形,其結構與錐式電機的永磁體轉子類似或與公知技術的錐式永磁調速器/聯軸器的永磁轉子盤類似,其四是斜向磁場錐型金屬導體式電樞轉子結構,即錐筒形金屬導體電樞設置在導磁轉子本體的氣隙耦合面上,導磁轉子本體為圓錐柱/錐盤形、單層錐壁錐形、兩層及兩層以上錐壁錐形,其結構與公知技術的錐式永磁調速器/聯軸器的金屬導體轉子盤類似,其五是斜向磁場錐型複合式電樞轉子結構結構,即錐形金屬導體電樞敷設、鑄造或複合在錐型鼠籠/鍋箅式電樞轉子、錐型繞線式電樞轉子電樞轉子或錐型永磁式轉子的耦合氣隙一側。
[0029]如上所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,所述的轉子鐵芯、轉子磁軛、定子磁軛、磁靴、磁芯分別選用高導磁材料、磁鋼材料和/或鐵芯材料即釹鐵硼、玻莫合金、鎳鐵合金、鐵矽鋁合金、無取向矽鋼、取向矽鋼片、電工鋼、軟鐵、鐵氧體、無取向稀土導磁材料、取向稀土導磁材料、複合取嚮導磁組件或/和組合取嚮導磁組件材料之其中至少之一種,即採用單一材料、兩種或兩種以上材料加工製作而成,所述的其它附件包括端蓋、軸承、軸承端蓋、風扇、散熱片、外殼、機座和接線端子盒,所述的筒形金屬導體電樞、錐筒形金屬導體電樞、錐形金屬導體電樞、金屬導電條、金屬導電環、盤形金屬導體電樞或圓盤/圓環形金屬導體電樞採用金屬良導體(銅、鋁)、合金導體(黃銅、鋁合金)、複合導體(銅鍍銀、銅鍍金、銀包銅)或超導體材料(鈮包銅)製成,所述的永磁式轉子上的永磁體的磁場極化方向(軸向、徑向、斜向或切向)、尺寸、形狀、數量、磁極對數、間隔距離、N-S極交錯布局及其多圈、分段設置結構,依據電機設計原則和楞次定理構建,所述的所有電樞轉子上的鼠籠式電樞、鍋箅式電樞或繞線式電樞的尺寸、形狀、數量、極對數、間隔距離、布局及其固定結構依據電機設計原則和楞次定理構建,或者永磁體採用一體化輻射取向永磁體加工而成適配形狀或用不同極化方向和形狀的永磁體進行組合加工而成永磁體組件,所述的可控磁路永磁定子上安裝的徑向磁場、軸向磁場和斜向磁場的可控磁路永磁組件中的永磁體米用單一N-S極對的單體永磁體,或採用兩個及兩個以上N-S極對的組合永磁體,或者採用一體化輻射取向永磁體加工而成適配形狀,或採用不同極化方向和形狀的永磁體進行組合加工而成永磁體,永磁體由稀土永磁材料包括釹鐵硼磁鐵、衫鈷磁鐵和招鎳鈷磁鐵,或者由鐵氧體永磁材料或超級永磁材料加工製成軸向或徑向永磁體,或者永磁體由磁極取向型強磁材料、強磁組件或特製強磁永磁體形狀製成,並以設定的與軸線成斜向磁場或圓周切向磁場的磁性極化方向進行充磁,其永磁體的形狀為瓦塊形、一個或一個以上N-S極對對稱弧柱狀/齒柱狀、圓柱形、圓筒形、方塊形、梯塊形、U形或製作成異形幾何組合適配形狀,所述的可控磁路永磁組件中的磁靴和磁芯製作成分體幾何形組合式、一體化的「H」型、「工」型或「U」型,所述的定子本體由對磁路磁通量影響較小的非磁性材料或弱導磁材料製作而成,永磁體分為拼接、組合型或單體型結構,其相配用的磁靴適配地製作成拼接、組合型或單體型結構,在上述零部件的製造工藝和材料同等條件下,增大定子和轉子的直徑或/和長度、或增多可調磁極極性的永磁體組件的數量,使輸出功率顯著增大、能耗大大降低,可控磁路永磁定子組件和與之相適配的轉子組件構成可控磁路磁動機組件,兩副或兩副以上的可控磁路磁動機組件「首尾」串聯設置、「面對面」串聯、「背靠背」串聯設置或並排/並聯設置構成複合型或「軸向磁場+徑向磁場」組合型可控磁路磁動機組件,複合型或「軸向磁場+徑向磁場」可控磁路磁動機組件與相適配的其它附件一起構成複合型可控磁路永磁動力裝置或「軸向磁場+徑向磁場」組合型可控磁路永磁動力裝置。
[0030]如上所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,所述的旁路鐵芯驅動組件有六種傳動結構供適配選用,其一是分布式直驅式旁路鐵芯驅動組件,即每個驅動軸(142)均設置旋轉式直驅微型伺服驅動裝置(141)或直線式直驅微型伺服驅動裝置(241),其二是分布式間接驅動式旁路鐵芯驅動組件,即每個驅動軸(542)均配置微型伺服驅動裝置(541),驅動軸(542)與微型伺服驅動裝置(541)軸之間由齒輪組/齒輪副、蝸輪蝸杆副或者變向/變速/變矩器(546)聯接,對於分布式旁路鐵芯驅動組件,驅動控制器依圓周間歇、分時、循環或編程操控伺服驅動裝置(541)工作,可控磁路永磁定子產生旋轉磁場,其三是集中式間接驅動式旁路鐵芯驅動組件之一,即所有驅動軸均由同一個伺服驅動裝置驅動,驅動軸上分別設置驅動齒輪/傘齒輪,在驅動軸上設置盤形齒套/齒環,齒套/齒環上分別設有內齒弧/錐齒弧,內齒弧/錐齒弧與驅動齒輪/傘齒輪嚙合傳動,每段內齒弧/錐齒弧的齒數等於驅動齒輪/傘齒輪齒數的二分之一,使得每段驅動齒輪/傘齒輪每次使驅動齒輪/傘齒輪及其旁路鐵芯旋轉180°,操作永磁磁路旁路開關從「開」一「關」或從「關」一「開」功能,其四是集中式間接驅動式旁路鐵芯驅動組件之二,即所有驅動軸均由同一個伺服驅動裝置驅動,驅動軸上分別設置驅動齒輪,在伺服驅動裝置軸上設置盤形齒盤,盤形齒盤上設有兩段外齒弧,與驅動齒輪嚙合傳動,每段外齒弧的齒數等於驅動齒輪齒數的二分之一,使得每段外齒弧每次使驅動齒輪及其旁路鐵芯旋轉180°,操作永磁磁路旁路開關從「開」一「關」或從「關」一「開」功能,其五是集中式間接驅動式旁路鐵芯驅動組件之三,即所有驅動軸(342、344)均由同一個伺服驅動裝置(346)驅動,驅動軸上分別設置齒輪(341/343),在伺服驅動裝置(341)軸上設置組合齒盤(345),組合齒盤(345)上分別設有內齒弧(348/349),組合齒盤(345)內圓周上設置適配數量段的內齒弧(348/349)與齒輪(341/343)嚙合傳動,每段內齒弧(348/349)的齒數等於齒輪(341/343)齒數的二分之一,使得每段內齒弧(348/349)驅動齒輪(341/343)及其旁路鐵芯旋轉180°,操作永磁磁路旁路開關從「開」一「關」或從「關」一「開」功能,另外組合齒盤(345)上分別設置適配的外齒弧(346/347),並與齒輪(341/343)嚙合傳動,每段外齒弧(346/347)的齒數等於齒輪(341/343)齒數的二分之一,使得每段內齒弧(346/347)反向驅動齒輪(341/343)及其旁路鐵芯旋轉-180°,操作永磁磁路旁路開關從「關」一「開」或從「開」一「關」功能,對於集中式間接驅動式旁路鐵芯驅動組件,驅動控制器操控伺服驅動裝置做逆時針或順時針工作,可控磁路永磁定子產生旋轉磁場,其六是組合驅動式旁路鐵芯驅動組件,即利用上述五種方式中至少其中之二種方式進行組合構建旁路鐵芯驅動組件,達到產生特定旋轉磁場之功能,上述齒盤、齒圈或齒環上設置的齒弧段的段數、每段齒弧上的齒數根據電動機旋轉磁場構建原則、電機極數配置機理、永磁體數量及其組配結構、轉子額定轉速和功率大小設定,上述伺服驅動裝置中設置有同步定位/位置/位移傳感器,通過伺服驅動裝置驅動器對永磁體軸或永磁體組件的旋轉角度進行控制和定位,上述齒圈、齒盤或齒環上設置的齒弧的數量、每段齒弧之間的間隔距離以及每段齒弧的齒數分別根據永磁體組件的數量、永磁旋轉磁場/交變永磁旋轉磁場的磁路及磁通量變化技術要求適配確定,上述每個永磁體軸上或永磁體適配位置處與定子組件對應位置之間設置永磁體防誤轉制動裝置,防誤轉制動裝置的結構或為相互獨立分體式結構,或為組合一體化結構,由電磁製動鎖銷、彈簧鋼珠鎖銷、彈簧摩擦制動盤、電動離合裝置、磁力平衡制動裝置、摩擦套/摩擦盤/摩擦片裝置或電動剎車裝置集成安裝而成,或由驅動軸上分別設置的微型伺服驅動裝置本身提供制動扭矩,上述伺服驅動裝置為伺服電動機、伺服氣動裝置、伺服液力驅動裝置或內燃機動力裝置,並適配對應的驅動控制器,所述的轉子電樞包括四種結構形式即鼠籠式電樞、鍋箅式電樞、繞線式電樞和金屬導體式電樞供適配選用,供適配選用或集成製作/裝配,驅動控制器主要由電源及其備電模塊、工作模式設定/命令輸入/操作模塊、相位/時序/調製/轉速信號發生模塊、功率放大模塊、控制模塊和電路保護模塊構成,電源模塊中根據需要設置備用電池組及其充電和電源管理子模塊,工作模式設定/命令輸入/操作模塊和控制模塊可集成為一體化模塊,根據需要選配工控機、PLC、智能嵌入式計算機/DSP/單片機、二次儀表、圖文顯示屏、鍵盤、模擬量I/O接口、數字量I/O接口、4-20mA輸入/輸出控制接口、485/232/工業總線或/和適配的標準遠程通訊接口,以便與DCS系統、轉子轉速和工作溫度傳感器接駁或集成,進而對轉子轉速和轉子輸出功率進行控制,或者對系統工作狀態包括轉子工作溫度、驅動控制器和/或上述各模塊的工作狀態進行監控。
[0031]如上所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,定子端蓋、磁軛和定子本體的外側設置適配的通風路徑/和適配的散熱器/散熱片式外殼,所述轉子本體、電樞轉子和/或轉子軸上選擇設置風扇、軸向風道、徑向風道、徑向/軸向引風直槽、徑向/軸向引風螺旋槽、一體化鼠籠風葉導體條、一體化風葉輻條、一體化鼠籠導電環/電樞風葉、一體化鍋篦風葉電樞、轉子上設置的網格化或蜂窩狀通風孔/風道、圓周風槽/凸筋/凹筋和/或中空通風軸,或者在轉子組件上製作設置旋轉熱導管的吸熱段,通過旋轉熱導管的輸送段把熱量引出到組件外部適當位置設置的旋轉熱導管冷卻段,該冷卻段上設置散熱片、散熱器或風葉,或者在定子或/和轉子上設置冷媒冷卻裝置,冷媒冷卻裝置有七種結構形式供適配選用,其一種是閉路管道/管路式冷媒冷卻裝置或內冷媒冷卻裝置,其二種是帶噴嘴/噴口的開路管道/管路式冷媒冷卻裝置或組合冷媒冷卻裝置,其三種是噴淋/直吹式冷媒冷卻裝置,其四種是浸沒式冷媒冷卻裝置,其五種是分布式冷媒單元自主微循環熱傳導/旋轉熱管結構的冷媒冷卻裝置,其六種是在系統密封殼體中設置直接噴式冷媒冷卻裝置,其七種是上述六種結構形式的複合/組合式冷媒冷卻裝置,閉路管道/管路式冷媒冷卻裝置由冷媒輸入旋轉密封組件、冷媒輸入分配器、冷卻管道/冷媒冷卻器/冷卻腔、冷媒輸出匯集器、冷媒輸出旋轉密封組件及其冷卻支架構成,冷媒輸入旋轉密封組件和冷媒輸出旋轉密封組件的功能結構相同,統稱為冷媒輸入/輸出旋轉密封組件,它有三種結構形式供選用,第一種是三端密封兩密封腔式的一體化集裝結構,第二種是採用兩個兩端密封單密封腔式的組合結構,其中一個密封腔用作冷媒輸入密封腔,另一個密封腔用作冷媒輸出密封腔,第三種是採用一個兩端密封單密封腔結構,用作冷媒輸入密封腔,這種結構不設冷媒輸出密封腔,冷媒輸入密封腔上設置有至少一路冷媒輸入口,冷媒輸入口通過管道接駁冷媒供給裝置的冷媒輸出口,冷媒輸出密封腔上設置有冷媒輸出口,冷媒輸出口通過管道接駁冷媒供給裝置的冷媒循環輸入口或冷媒回收系統,冷媒輸入分配器設置有與冷媒輸入旋轉密封組件的冷媒輸入密封腔相適配的冷媒輸入分配腔和至少一個冷媒分配出口,冷媒輸出匯集器設置有與冷媒輸出旋轉密封組件的冷媒輸出密封腔相適配的冷媒輸出匯集腔和至少一個冷媒匯集出口,冷媒輸入分配器和冷媒輸出匯集器的功能結構相同,統稱為冷媒分配/匯集器,並與冷媒輸入/輸出旋轉密封組件相適配,二者根據所設置的位置、空間和具體技術需求設置成分體式結構、一體化式或一體化集裝式結構,冷卻管道/冷媒冷卻器/冷卻腔設置有冷媒進口和冷媒出口,冷媒輸入/輸出旋轉密封組件與冷媒分配/匯集器以對接或軸向套裝的方式適配組裝,使得冷媒輸入/輸出旋轉密封組件的冷媒輸入密封腔與冷媒分配/匯集器的冷媒輸入分配腔相匹配,冷媒輸入/輸出旋轉密封組件的冷媒輸出密封腔與冷媒輸出匯集腔相匹配,冷媒分配/匯集器的冷媒分配口對接冷卻管道/冷媒冷卻器/冷卻腔的冷媒進口,冷媒分配/匯集器的冷媒匯集出口對接冷卻管道/冷媒冷卻器/冷卻腔的冷媒出口,以形成旋轉密封的冷媒流通管路,冷媒分配/匯集器設置在轉子軸上的適配位置,冷媒輸入/輸出旋轉密封組件通過其法蘭或其密封本體安裝到冷卻支架上,上述的開路管道/管路冷媒冷卻裝置由冷媒輸入旋轉密封組件、冷媒輸入分配器、至少一副設置有噴口的冷卻管道/冷媒冷卻器/冷卻腔構成,根據冷媒物理特性在適當位置設置冷媒輸出收集裝置,上述的噴淋/直吹式冷媒冷卻裝置有兩種技術方案,其一是冷卻支架上固定冷媒輸入管道,在靠近系統發熱部件適當位置的冷媒輸入管道上設置至少一個冷媒噴嘴/噴頭,冷媒噴嘴/噴頭對系統中發熱的部件進行直接開放地噴淋冷媒或直吹冷媒以便降溫、而不對冷媒進行集中回收的技術方案,其二是在系統發熱部件或組件的外部設置密封殼體/腔體,冷媒輸入管道置入密封殼體/腔體並設置至少一個冷媒噴嘴/噴頭,上述的浸沒式冷媒冷卻裝置是在系統發熱部件或組件的外部設置密封殼體/腔體,冷媒輸入管道置入密封殼體/腔體,發熱部件或組件與密封殼體/腔體之間形成密封的冷媒腔室,冷媒腔室中充滿冷媒,使發熱部件或組件的一部分或全部浸沒到冷媒中達到冷卻之目的,密封殼體/腔體上的適當位置設置冷媒輸出/回收管道或組件,上述的冷媒輸入/輸出旋轉密封組件由密封本體和至少一副形成密封腔的核心密封組件構成,根據需求設置成分體式、一體化式、半集裝式、集裝式、半剖式或全剖式結構,核心密封組件裝配於密封本體中,核心密封組件有六種供選用,一是由至少一級填料密封組件構成,二是由至少一級機械密封組件構成,三是由至少一級動力密封和停車密封組件構成,四是由至少一級無軸封密封組件構成,五是非接觸軸端密封、幹氣密封、石墨/碳環密封或開槽密封,六是由前述五種密封結構中的至少兩種進行同端複合、串聯或不同端組合構成,其中,填料密封可選用單/雙/多端面或/和單/雙/多層設計方案的盤根類軟填料密封、膨脹石墨填料密封、多級分瓣石墨環密封和碗式填料密封四種密封的至少其中之一種,機械密封可選用單/雙/多端面或/和單/雙/多層設計方案的橡膠環式密封、填料函式密封、彈簧片式密封、柱彈簧式密封、凸凹槽式密封、迷宮槽式密封、骨架式密封、帶軸套的或無軸套的唇式密封、有唇防塵滑架式密封、金屬波紋管式密封、彈簧式密封和平衡/非平衡式密封十二種密封至少其中之一種,動力密封可選用單/雙/多端面或/和單/雙/多層設計方案的副葉輪動力密封或背葉片密封配合停車密封構成,無軸封密封可選用單/雙/多端面或/和單/雙/多層設計方案的隔膜式密封、屏蔽式密封、磁力傳動式密封、磁流體密封、螺旋密封、迷宮螺旋密封、噴射密封、浮動環密封八種密封的至少其中之一種,非接觸軸端密封可選用幹運轉氣體密封,上述六種核心密封組件可根據具體密封部位的轉速、冷媒壓力、冷媒的具體物理和化學特性、縫隙圓周直徑和安裝空間、密封性能指標、裝配或維修便利要求及系統性價比進行選擇設置,冷卻管道/冷媒冷卻器/冷卻腔均布設置在轉子或/和定子上,或者冷媒管道由繞線式電樞轉子上的中空繞線自身或生熱部件上設置的冷媒路徑構建而成,以便使發熱的金屬導體部件、鍋箅電樞部件、鼠籠電樞部件、繞組電樞部件、轉子本體、定子本體、定子磁軛、永磁體組或受到強烈熱輻射而發熱部件以及由於旋轉摩擦而發熱的軸承系統得到冷卻,冷卻管道/冷媒冷卻器/冷卻腔布設置有三種技術方案,其一是由至少一組冷媒管道首尾相連均布在上述發熱部件,其二是由至少兩組冷媒管道並列均布在上述發熱部件,其三是上述兩種方案的複合布設方案,冷媒管道的形狀有直線形、螺旋形、曲線形、環形、空腔形或組合對接幾何形,冷媒管道布設方式有五種,一種是盤旋或圓環狀布設,另一種是平行直線或角度射線狀布設,第三種是圓周或平面多層冷媒管道布設,每層之間、層與層之間或相鄰的冷媒管道之間首尾或進出口相連構成冷媒流通管路,第四種冷媒管道布設方式是進/出冷媒管道呈交錯布設,遠端一一對應連通或環槽集中互通,第五種冷媒管道布設方式是上述四種布設方式的組合或複合結構方式,以便構成冷卻冷媒流通通道或路徑達到冷卻之目的,上述冷媒供給裝置為自來水管道及其自來水過濾器、冷水機/冷卻裝置及其過濾器、冷風機及其空氣過濾器或除溼器、壓縮空氣管道、空氣壓縮機、冷油機及適配冷媒機中的其中之一種或者為它們的組合裝置;風冷和冷媒冷卻組合/複合裝置由上述風冷裝置和冷媒冷卻裝置各自至少之一種技術結構通過適配選擇、組合/複合構建而成,設置到系統相應部件或組件上,冷媒介質或冷媒指的是壓縮空氣、二氧化氮氣體、冷卻水、冷卻油、工業冷卻液等有機或無機並對率禹合磁場無影響、對工件無腐蝕的冷卻流體介質。
[0032]如上所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,設置有至少一套適配的用於對系統中的軸承和滑動部件進行潤滑的潤滑裝置,有以下四種技術方案可依據具體技術要求選配設置,其一是採用手動油槍/油泵或自動潤滑泵,通過油嘴、軸承套/座上的徑向/軸向油路、空心軸油路、軸上徑向孔油路或/和潤滑油分油器及其相應分支油路和出油嘴對旋轉和滑動部件定期進行接觸式或非接觸式注油,起到在線潤滑目的,其二是在系統中有磨損部位或部件位置設置油路及其注油嘴或潤滑油杯,以便實時潤滑和添加機油或油脂,其三是在支撐軸承適當位置設置箱式軸承支架結構的潤滑油箱或帶腔式軸承支架結構的潤滑油腔/箱,其四是根據實際位置、空間和潤滑需求組合或複合選配上述三種潤滑方案中的其中至少之兩種構成潤滑裝置。
[0033]如上所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,可控磁路永磁動力裝置的轉子軸上的一段軸加長,其上安裝發電機的轉子,並適配集成發電機的定子到可控磁路永磁動力裝置的相適配位置,該發電機的電力輸出端子與可控磁路永磁動力裝置的驅動控制器及其備用電池組件的電源輸入端子相接駁,可控磁路永磁動力裝置的一端軸申通過聯軸器與負載軸相聯,驅動負載工作。
[0034]如上所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,對上述可控磁路永磁定子和轉子進行類似於直線電機結構方式地直線結構展開,形成可控磁路直線移動/交變永磁磁場,構建成直線式可控磁路永磁動力裝置。
[0035]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為實施例1的永磁磁路旁路開關Atll和Dtll在「關」狀態時的工作原理、結構剖切及耦合磁路示意圖。
[0037]圖2為圖1的永磁磁路旁路開關Atll和Dtll在「開」狀態時的工作原理、結構剖切及永磁旁路磁路示意圖。
[0038]圖3為圖1的永磁磁路芳路開關Btll和Etll在「關」狀態時的首I]切及磁場不意圖。
[0039]圖4為圖1的永磁磁路芳路開關Btll和Etll在「關」狀態時的首I]切及磁場不意圖。
[0040]圖5為圖1的永磁磁路旁路開關(^和^在「關」狀態時的剖切及磁場示意圖。
[0041]圖6為圖1的永磁磁路芳路開關Dtll和Atll在「關」狀態時的首I]切及磁場不意圖。
[0042]圖7為實施例2的永磁磁路旁路開關Atl2和Ftl2在「關」狀態時的工作原理、結構剖切及耦合磁路示意圖。
[0043]圖8為圖7的永磁磁路旁路開關Ac^CmFtl2和Htl2在「關」狀態時的剖切及磁場示意圖。
[0044]圖9為圖7的永磁磁路旁路開關Cc^EmHtl2和Jtl2在「關」狀態時的剖切及磁場示意圖。
[0045]圖10為圖7的永磁磁路旁路開關匕2、G02, J02和Btl2在「關」狀態時的剖切及磁場示意圖。
[0046]圖11為實施例3的永磁磁路旁路開關Atl3和Dtl3在「關」狀態時的工作原理、結構剖切及耦合磁路示意圖。
[0047]圖12為圖11的組合齒盤的剖切右視圖。
[0048]圖13為圖11的永磁磁路芳路開關Atl3和Dtl3在「關」狀態時的首I]切及磁場不意圖。
[0049]圖14為實施例4的永磁磁路旁路開關Atl4和Dtl4在「關」狀態時的工作原理、結構剖切及耦合磁路示意圖。
[0050]圖15為實施例5的永磁磁路旁路開關Atl5和Dtl5在「關」狀態時的I作原理、結構剖切及耦合磁路示意圖。
[0051]圖16為實施例6的永磁磁路旁路開關Atl6和Dc^Atl6'和Dtl6'在「關」狀態時的工作原理、結構剖切及永磁耦合磁路示意圖。
[0052]圖17為實施例7的永磁磁路旁路開關Atl7和Dtl7在「開」狀態時的結構剖切示意圖。
[0053]圖18為圖17的永磁磁路旁路開關Atl7和Dtl7在「關」狀態時的結構剖切示意圖。
[0054]圖19為圖17的永磁磁路旁路開關Atl7和Dtl7在「開」狀態時的剖切及磁場示意圖。
[0055]圖20為圖17的永磁磁路旁路開關Btl7和Etl7在「開」狀態時的剖切及磁場示意圖。
[0056]圖21為圖17的永磁磁路旁路開關Ctl7和Ftl7在「開」狀態時的剖切及磁場示意圖。
[0057]圖22為圖17的永磁磁路旁路開關Dtl7和Atl7在「開」狀態時的剖切及磁場示意圖。
[0058]圖23為實施例8的永磁磁路旁路開關Atl8和D.AJ和Dtl8'在「開」狀態時的結構剖切示意圖。
[0059]圖24為圖23的永磁磁路旁路開關Atl8和DQ8、A08'和Dtl8'在「開」狀態時的剖切及磁場示意圖。
[0060]圖25為實施例9的永磁磁路旁路開關Atl9和Dtl9在「開」狀態時的結構剖切示意圖。
[0061]圖26為圖25的永磁磁路旁路開關Atl9和Dtl9在「開」狀態時的剖切及磁場示意圖。
[0062]圖27為實施例10的永磁磁路旁路開關Altl和Dltl在「開」狀態時的結構剖切示意圖。
[0063]圖28為圖27的盤型金屬導體式電樞轉子右視圖。
[0064]圖29為圖27的軸向磁場盤型可控永磁定子剖切左視圖。
[0065]圖30為實施例11的永磁磁路旁路開關A11和D11在「關」狀態時的結構剖切示意圖。
[0066]圖31為圖30的永磁磁路旁路開關A11和D11在「開」狀態時的剖切及其永磁旁路磁路不意圖。
[0067]圖32為圖30的永磁磁路旁路開關C11和F11在「開」狀態時的剖切及磁場示意圖。
[0068]圖33為圖30的永磁磁路旁路開關E11和B11在「開」狀態時的剖切及磁場示意圖。
[0069]圖34為實施例12的永磁磁路旁路開關A12和D12、A12'和D12'在「開」狀態時的結構剖切示意圖。
[0070]圖35為實施例13的永磁磁路旁路開關A13、^3'、D13和D13,在「關」狀態時的結構剖切示意圖。
[0071]圖36為圖35的軸向磁場盤型可控永磁定子剖切左視圖。
[0072]圖37為實施例14的永磁磁路旁路開關A14和D14在「關」狀態時的工作原理、結構剖切及其耦合磁路示意圖。
[0073]圖38為圖37的永磁磁路旁路開關A14和D14在「開」狀態時的工作原理、結構剖切及其旁路磁路示意圖。
[0074]圖39為圖37的永磁磁路旁路開關A14和D14在「關」狀態時的剖切示意圖。
[0075]圖40為圖37的永磁磁路旁路開關B14和E14在「關」狀態時的剖切示意圖。
[0076]圖41為實施例15的工作原理及結構剖切、磁路示意圖。
[0077]圖42為實施例16的工作原理及結構剖切示意圖。
[0078]圖43為圖42的結構剖切、磁路示意圖。

【具體實施方式】
[0079]實施例1
[0080]如圖1至6所示,它為徑向磁場氣隙耦合筒型單定子雙轉子串聯結構的可控磁路永磁動力裝置,依照筒型可控磁路永磁定子一雙筒型轉子軸向串聯布局設置,主要由兩端耦合筒型可控磁路永磁定子、徑向磁場筒型轉子甲、徑向磁場筒型轉子乙、雙轉子串聯轉矩疊加器及相適配的其它附件組成,兩端耦合筒型可控磁路永磁定子由六副筒型兩端徑向磁場耦合可控磁路永磁組件(121、123、124、122、142、141)、定子本體(115)及其適配的定子端蓋(101、111)構成,筒型兩端徑向磁場耦合可控磁路永磁組件由永磁體(123)、磁靴
(121,124)及其永磁磁路旁路開關(122、142、141)構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(141、142)及旁路鐵芯(122)組成,旁路鐵芯驅動組件為分布式直驅式旁路鐵芯驅動組件,由旋轉伺服電機(141)和驅動軸(142)構成,旁路鐵芯(122)安裝在驅動軸(142)上,永磁體設置於兩個磁靴(121、124)之間,定子本體(115)安裝在兩個定子端蓋(101、111)之間,徑向磁場耦合筒型轉子甲(131)和轉子乙(132)分別由筒型轉子鐵心/套筒型磁軛、筒型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,筒型轉子電樞包括三種結構形式即鼠籠式電樞、繞線式電樞和金屬導體式電樞,轉子甲(131)和轉子乙(132)分別置於可控磁路永磁定子兩端磁靴(121、124)耦合面所圍成的筒形空間中,轉子甲軸(175)裝配在定子端蓋(101)和定子本體(115)之中軸軸承(102、172)上,轉子乙軸(185)裝配在定子端蓋(111)和定子本體(115)之中軸軸承(113、182)上,轉子甲軸(175)和轉子乙軸(185)通過雙轉子串聯轉矩疊加器(161、162、165、163、176、186)傳動聯接,雙轉子串聯轉矩疊加器把兩個相反方向旋轉的轉子軸(175、185)進行轉矩同步疊加聯接,雙轉子串聯轉矩疊加器由一副惰性齒輪副或齒輪齒套副為核心構建,即由轉子甲軸(175)上的錐形齒輪(176)、轉子乙軸(185)上的錐形齒輪(186)、與兩個錐形齒輪(176、186)嚙合的惰性齒輪(163)、惰性齒輪軸(161)及其軸承/軸套(162、165)構成,其它附件包括端蓋(101、111)、軸承(102、172、182、113)、風扇(136)、機座、接線端子盒及其驅動控制器構成,磁靴(121、124)兩端分別設置有用於建立「可控磁路永磁定子一轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式(即N-S — N-S — N-)圍繞轉子(131或132)布設並設置隔磁間距(112),以免構成短路磁路。永磁體(123)、磁靴(121、124)、可控磁路旁路鐵芯(122)構成可控的永磁旁路磁路,永磁體(A1) N極一N極磁靴(A1) — N極磁靴耦合面(A1)—耦合氣隙一轉子甲(131)—耦合氣隙一S極磁靴耦合面(D1) — S極磁靴(D1)—永磁體(D1) S極一永磁體(D1)—永磁體(D1) N極一N極磁靴(D1) — N極磁靴耦合面(D1)—耦合氣隙一轉子乙(132)—耦合氣隙一S極磁靴耦合面(A1) — S極磁靴(A1)—永磁體(A1)S極一永磁體(A1)—永磁體(A1)N極形成的永磁耦合磁路(110)。
[0081]工作原理:如圖1和2所示作為初始狀態,定子上均布設置有六副可控磁路永磁體組件,對於左端的轉子甲(131)和右端的轉子乙(132)而言,左端和右端各適配對應的六個磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端交錯地繞各自轉子布設,左右兩端各三對永磁偶極子對(A1-Dp C1-Fp E1-B1),圍繞轉子甲(131)和轉子乙(132)分別構建成旋轉方向永遠相反的兩個永磁旋轉磁場(110)。當第一時間驅動永磁磁路旁路開關A1和D1處於「關」狀態、驅動其餘永磁磁路旁路開關CpFpE1和B1處於「開」狀態時,永磁體A1和D1產生的磁通量通過其永磁稱合磁路,在稱合氣隙和轉子(131)中形成永磁磁場(110),其餘永磁體CpFpE1和B1產生的磁通量通過自身的永磁旁路磁路旁路;如圖3所示,當第二時間驅動永磁磁路旁路開關C1和F1處於「關」狀態、驅動其餘永磁磁路旁路開關ApDpE1和B1處於「開」狀態時,永磁體C1和F1產生的磁通量通過其永磁耦合磁路,在耦合氣隙和轉子(131)中形成永磁磁場(110),此時的永磁磁場(110)順時針旋轉120°,其餘永磁體CpFpE1和B1產生的磁通量通過自身的永磁旁路磁路旁路;如圖4所示,當第三時間驅動永磁磁路旁路開關E1和B1處於「關」狀態、驅動其餘永磁磁路旁路開關A、D1, C1和F1處於「開」狀態時,永磁體E1和B1產生的磁通量通過其永磁耦合磁路,在耦合氣隙和轉子(131)中形成永磁磁場(110),此時的永磁磁場(110)順時針旋轉240°,其餘永磁體Cp F1, E1和B1產生的磁通量通過自身的永磁旁路磁路旁路;依次循環、周而復始,左右兩側轉子(131、132)即可得到兩個旋轉方向相反的永磁旋轉磁場。也就是說,只要給三對永磁磁路旁路開關(A1-Dp C1-Fp E1-B1)分時依次循環驅動操作,即可形成逆時針或順時針旋轉磁場(110),根據電機學原理,不管轉子甲和轉子乙是電樞轉子結構的、或是永磁式轉子結構的,轉子甲和轉子乙均可在旋轉磁場(110)作用下分別產生反向轉矩,從而使兩個轉子軸(175、185)輸出反向旋轉動力,雙轉子串聯轉矩疊加器把兩個相反方向旋轉的轉子軸(175、185)進行轉矩同步疊加聯接,通過其中一個轉子軸的軸申(137)輸出旋轉動力總和。當然,也可以不設置轉矩疊加器,兩個轉子軸分別輸出傳動方向相反的動力,以供不同的動力需求。轉子(131、132)的轉速與驅動控制器輸出的控制信號的頻率成正比,實現可控磁路永磁動力裝置的功能,相對於電動機,可控磁路永磁動力裝置或稱為磁動機。
[0082]特別指出的是,本文中多處「定子上均布設置至少一副」技術特徵,是指可以設置I副、2副、3副、4副、5副……,100副或101……可控磁路永磁組件,每副可控磁路永磁組件在筒型/盤型圓周上沿圓周切向或沿圓周橫向均布設置,或兩副及兩副以上永磁體組件為一組、每組裡可控磁路永磁體組件的磁靴之磁極方向一致,以一組為單位交錯布設構成組合式可控磁路永磁偶極子對,從而構建和實現永磁旋轉磁場,這些結構舉例在以下實施例中分別體現或介紹,以便理解本實用新型的設計思想;另外,本說明書及其附圖中的零部件編號規則是末尾兩位對應於同樣的技術特徵,其它前綴數碼對應於實施例序號,為節省篇幅,在下面的一些相類似結構的實施例中,具體說明基本雷同,不再贅述,請參閱相關內容。
[0083]實施例2
[0084]如圖7至10所示,它為徑向磁場氣隙耦合筒型單定子雙轉子串聯結構的可控磁路永磁動力裝置,與實施例1的結構和工作原理基本相同,不同之處在於三個方面:①兩端耦合筒型可控磁路永磁定子由十副筒型兩端徑向磁場耦合可控磁路永磁組件(221、223、224、222、242、241)構建,旁路鐵芯驅動組件為分布式直驅式旁路鐵芯驅動組件,驅動裝置(241)為電磁推拉直線電機本實例附圖中相應技術特徵的標註序號由實施例1附圖中的1##對應變成了 2## ;③對於處於「關」狀態下的、同一圓周上的相鄰兩副可控磁路永磁組件之磁靴耦合面兩兩相互通過耦合氣隙與相耦合的轉子構建成磁偶極子對,以磁偶極子對為單元進行排列組合分組,以逆時針或順時針沿圓周順序、分時、依次、循環地操作可控磁路永磁組件。也就是說可控磁路永磁組件以排列組合方式分組構建磁極子對,並以組為單元操控磁路,本實施例中每三組相鄰的可控磁路永磁組件(A2、B2, C2)與面對的三組相鄰的可控磁路永磁組件(F2、G2、H2)構建磁極子對,間隔兩組可控磁路永磁組件即72°,依次分時順序操控電磁推拉直線電機(241)使旁路磁芯(222)處於「開」或「關」狀態,即分別使A2B2C2F2G2H2, C2D2E2H2I2J, E2F2G2J2A2B2^ G2H2I2B2C2D2, I2J2A2D2E2F2, A2B2C2F2G2H2 可控磁路永磁組件處於「關」狀態,對應分別旋轉步進72°,循環往復,即可獲得旋轉步進72°永磁旋轉磁場(210)。本實施例中的磁路:由永磁體(223)、磁靴(221、224)、可控磁路旁路鐵芯(222)構成永磁旁路磁路;由永磁體(A2) N極一N極磁靴(A2) — N極磁靴耦合面(A2)—耦合氣隙—轉子甲(231)—耦合氣隙一S極磁靴耦合面(B2、H2) — S極磁靴(B2、H2)—永磁體(B2、H2) S極一永磁體(B2、H2)—永磁體(B2、H2) N極一N極磁靴(B2、H2) — N極磁靴耦合面(B2、H2)—稱合氣隙一轉子乙(232)—稱合氣隙一S極磁靴稱合面(A2) — S極磁靴(A2)—永磁體(A2) S極一永磁體(A2)—永磁體(A2) N極,並通過處於「關」狀態下的相鄰可控磁路永磁組件中的磁靴、耦合氣隙及其轉子形成的永磁耦合磁路(210)。
[0085]實施例3
[0086]如圖11至13所示,它為徑向磁場氣隙耦合筒型單定子雙轉子串聯結構的可控磁路永磁動力裝置,它是在實施例1的結構之上增加了一種集中式間接驅動式旁路鐵芯驅動組件,即所有驅動軸(342、344)均由同一個伺服驅動裝置(346)驅動,驅動軸上分別設置齒輪(341 / 343),在伺服驅動裝置(341)軸上設置組合齒盤(345),組合齒盤(345)上分別設有內齒弧(348 / 349),組合齒盤(345)內圓周上設置適配數量段的內齒弧(348 / 349)與齒輪(341 / 343)嚙合傳動,每段內齒弧(348 / 349)的齒數等於齒輪(341 / 343)齒數的二分之一,使得每段內齒弧(348 / 349)驅動齒輪(341 / 343)及其旁路鐵芯旋轉180°,操作永磁磁路旁路開關從「開」一「關」或從「關」一「開」功能,另外組合齒盤(345)上分別設置適配的外齒弧(346 / 347),並與齒輪(341 / 343)嚙合傳動,每段外齒弧(346 /347)的齒數等於齒輪(341 / 343)齒數的二分之一,使得每段內齒弧(346 / 347)反向驅動齒輪(341 / 343)及其旁路鐵芯旋轉-180°,操作永磁磁路旁路開關從「關」一「開」或從「開」一「關」功能,驅動控制器操控伺服驅動裝置做逆時針或順時針工作,可控磁路永磁定子產生旋轉磁場。
[0087]實施例4
[0088]如圖14所示,它為徑向磁場氣隙耦合筒型單定子雙轉子串聯結構的可控磁路永磁動力裝置,它與實施例3的不同之處在於,它採用組合驅動式旁路鐵芯驅動組件,即組合齒盤(445)不是安裝在驅動電機(446)的主軸上,而是通過驅動電機(446)主軸上設置變速/變矩齒輪(447)與組合齒盤(445)外圓上再組合設置的齒套進行嚙合傳動,更便於選擇安裝空間、選擇更小型號的伺服驅動電機和調速功能的實現。
[0089]實施例5
[0090]如圖15所示,它為徑向磁場氣隙耦合筒型單定子雙轉子串聯結構的可控磁路永磁動力裝置,它與實施例1的不同之處在於,旁路鐵芯驅動組件為分布式間接驅動式旁路鐵芯驅動組件,即每個驅動軸(542)均配置微型伺服驅動裝置(541),驅動軸(542)與微型伺服驅動裝置(541)軸之間由齒輪組/齒輪副(546 / 548)傳動。
[0091]實施例6
[0092]如圖16所示,它為兩套「徑向磁場氣隙耦合筒型單定子雙轉子串聯結構」進行串級複合構建的可控磁路永磁動力裝置。從單套「徑向磁場氣隙耦合筒型單定子雙轉子串聯結構」來看,與實施例1結構和工作原理基本相同,本實施例的特別之處在於,它由兩套實施例I的可控磁路永磁動力裝置依照「背靠背」或「面對面」串級複合而成,對應位置處的驅動軸聯為一體,使得中心兩個相鄰的轉子(630、633)軸的旋轉方向始終一致,並製作成一體化中心轉子軸(695),從而實現一端轉子軸申(637)輸出旋轉動力之功能。本實例附圖中相應技術特徵的標註序號由實施例1附圖中的1##對應變成了 6##,本實施例的其它技術特徵的具體說明與實施例1的相關內容基本雷同,不再贅述,請參閱上述有關內容。
[0093]實施例7
[0094]如圖17至20所示,它為徑向磁場氣隙耦合筒型單定子單轉子結構的可控磁路永磁動力裝置,主要由徑向磁場筒型可控磁路永磁定子、筒型轉子及相適配的其它附件組成,徑向磁場筒型可控磁路永磁定子由徑向磁場筒型可控磁路永磁組件(721、724、723、722、742,741)和定子本體(701)構成,可控磁路永磁組件由永磁體(723)、磁靴(721、724)及其永磁磁路旁路開關(722、742、741)構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(741、
742)及旁路鐵芯(722)組成,旁路鐵芯驅動組件由伺服驅動裝置(741)和驅動軸(742)構成,旁路鐵芯(722)安裝在驅動軸(742)上,永磁體設置於兩個磁靴(721、724)之間或設置於磁靴與磁軛之間,磁靴的一端為永磁旁路端,兩個磁靴的永磁旁路端與旁路鐵芯構成通/斷永磁旁路磁路,磁靴(721、724)的另一端設置有用於建立「可控磁路永磁定子一轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式(即N-S-N-S-N-)圍繞筒型轉子(731)布設並設置隔磁間距(712),以免造成永磁耦合磁路短路,筒型轉子(731)由筒型轉子鐵心/套筒型磁軛、筒型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,在定子本體(701)上均布的磁窗內設置徑向磁場筒型可控磁路永磁組件,筒型轉子(731)裝配於磁靴(721、724、726、729)之耦合面圍成的圓筒空間中,筒型轉子鐵心/套筒型磁軛外圓上裝配轉子永磁體組或轉子電樞組件,轉子軸(775)通過軸承(702、713)裝配在定子端蓋(701、711)上,筒型轉子電樞包括三種結構形式即鼠籠式電樞、繞線式電樞和金屬導體式電樞,其它附件包括端蓋(711)、軸承(702、713)、軸承端蓋、風扇、機座、接線端子盒及其驅動控制器構成,如圖18所示,永磁體(723)、磁靴(721、724)、可控磁路旁路鐵芯(722)構成永磁旁路磁路(753);如圖20所示,永磁體(723)N極一N極磁靴(721) —N極磁靴耦合面一耦合氣隙一轉子(731)—耦合氣隙一S極磁靴耦合面一S極磁靴(724)—永磁體(723) S極一永磁體(723)—永磁體(723) N極形成的永磁耦合磁路(710)。本實施例中的每組可控磁路永磁組件中的N極磁靴和S極磁靴自成磁耦極子對。
[0095] 工作原理:如圖17和18所示作為初始狀態,對永磁磁路旁路開關實施很多種不同的控制方案(可以對六個旁路磁芯Ac^Btl7Xf Dc^EfFtl7進行有序磁極子對的排列組合),均可得到永磁旋轉磁場,現舉兩例說明:控制方案一:如圖17至22所示,第一時間控制旁路鐵芯驅動組件使永磁旁路鐵芯Aot、Dci7處於永磁旁路狀態從而形成永磁旁路磁路(753、754)、使永磁旁路鐵芯Bci7XciPEc^Ftl7處於永磁斷路狀態從而形成永磁耦合磁路(710、720),第二時間控制旁路鐵芯驅動組件使永磁旁路鐵芯Bot、E07處於永磁旁路狀態從而形成永磁旁路磁路(753、754)、使永磁旁路鐵芯Cc^Df Fc^Atl7處於永磁斷路狀態從而形成永磁耦合磁路(710、720),第三時間控制旁路鐵芯驅動組件使永磁旁路鐵芯COT、F07處於永磁旁路狀態從而形成永磁旁路磁路(753、754)、使永磁旁路鐵芯DOT、EfAc^Btl7處於永磁斷路狀態從而形成永磁耦合磁路(710、720),第四時間控制旁路鐵芯驅動組件使永磁旁路鐵芯Dot、A07處於永磁旁路狀態從而形成永磁旁路磁路(753、754)、使永磁旁路鐵芯EQ7、F07, B07, C07處於永磁斷路狀態從而形成永磁耦合磁路(710、720),第五時間控制旁路鐵芯驅動組件使永磁旁路鐵芯Etl7、B07處於永磁旁路狀態從而形成永磁旁路磁路(753、754)、使永磁旁路鐵芯F07> A07, C07, D07處於永磁斷路狀態從而形成永磁耦合磁路(710、720),第六時間控制旁路鐵芯驅動組件使永磁旁路鐵芯Fot、C07處於永磁旁路狀態從而形成永磁旁路磁路(753、754)、使永磁旁路鐵芯AOT、Etl7處於永磁斷路狀態從而形成永磁耦合磁路(710、720),第七時間控制旁路鐵芯驅動組件使永磁旁路鐵芯A07' D07處於永磁旁路狀態從而形成永磁旁路磁路(753、754)、使永磁旁路鐵芯Bc^Cf EfFci7處於永磁斷路狀態從而形成永磁耦合磁路(710,720),……,循環往復,得到永磁旋轉磁場(710)。控制方案二:第一時間控制旁路鐵芯驅動組件使Atl7處於永磁旁路狀態,B07, C07, D07, E07, F07處於永磁斷路狀態,從而形成對應的永磁耦合磁路,第二時間控制旁路鐵芯驅動組件使Btl7處於永磁旁路狀態,
A07處於永磁斷路狀態,從而形成對應的永磁耦合磁路,第三時間控制旁路鐵芯驅動組件使C07處於永磁旁路狀態,D07> E07> F07> A07> B07處於永磁斷路狀態,從而形成對應的永磁稱合磁路,第四時間控制旁路鐵芯驅動組件使Dtl7處於永磁旁路狀態,E07, F07, A07^B07, C07處於永磁斷路狀態,從而形成對應的永磁耦合磁路,第五時間控制旁路鐵芯驅動組件使Etl7處於永磁旁路狀態,F07, A07^B07, C07, D07處於永磁斷路狀態,從而形成對應的永磁耦合磁路,第六時間控制旁路鐵芯驅動組件使Ftl7處於永磁旁路狀態,A07, B07, C07, D07, E07處於永磁斷路狀態,從而形成對應的永磁耦合磁路,第七時間控制旁路鐵芯驅動組件使Atl7處於永磁旁路狀態,B07> C07, D07, E07, F07處於永磁斷路狀態,從而形成對應的永磁耦合磁路,……,循環往復,得到永磁旋轉磁場。永磁旋轉磁場驅動轉子輸出旋轉動力。
[0096]實施例8
[0097]如圖23、24所示,它為兩套「徑向磁場氣隙耦合筒型定子單轉子結構」進行複合串級構建的可控磁路永磁動力裝置,與實施例7的不同之處在於兩個方面:①在定子本體(801)左側設置八㈨為^^為^^^㈨六副可控磁路永磁組件』在定子本體(801)右側也對應設置六副可控磁路永磁組件Atl8' ,B0/、(V、D08'、E08'、F08' 兩副筒型轉子(831、832)共用轉子軸(875)並與定子適配;③兩副可控磁路永磁組件(Atl8和Atl8')共用一個驅動軸(842),採用分布式直線直驅微型伺服驅動裝置(841)推拉操控旁路鐵芯的「開」或「關」狀態。工作原理類似實施例7或上述實施例,這裡不再贅述。
[0098]實施例9
[0099]如圖25、26所示,它為徑向磁場氣隙耦合筒型單定子雙轉子嵌套結構的可控磁路永磁動力裝置,依照外筒型轉子一雙面耦合筒型可控磁路永磁定子一內筒型轉子布局設置,主要由徑向磁場外筒型轉子(931、932、933)、徑向磁場內筒型轉子(930、905、906、907)、雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁定子(911、921、923、924、922、942、941)、雙轉子嵌套轉矩疊加器(961、962、963、986)及相適配的其它附件組成,徑向磁場外筒型轉子(931)和徑向磁場內筒型轉子(930)分別由筒型轉子鐵心/套筒型磁軛、筒型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,雙面徑向磁場I禹合筒型可控磁路永磁定子由六副雙面徑向磁場I禹合筒型可控磁路永磁組件(921、923、924、922、942、941)和定子本體(911)構成,雙面耦合可控磁路永磁組件由永磁體(923)、兩個磁靴(921、924)及其永磁磁路旁路開關(922、942、941)構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(941、942)及旁路鐵芯(922)組成,旁路鐵芯驅動組件由伺服驅動裝置(941)和驅動軸(942)構成,旁路鐵芯(922)安裝在驅動軸(942)上,永磁體設置於兩個磁靴(921、924)之間,磁靴的一端為永磁旁路端,兩個磁靴的永磁旁路端與旁路鐵芯構成通/斷永磁旁路磁路,磁靴(921、924)的轉子耦合位置設置有用於建立「可控磁路永磁定子——轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式圍繞圓周布設,可控磁路永磁組件之間設置隔磁間距(912),以免造成永磁耦合磁路短路;外筒型轉子(931)由筒型轉子套筒型磁軛(933)、筒型轉子電樞(932) /轉子永磁體組件構成,內筒型轉子(930)由筒型轉子套筒型磁軛(906)、筒型轉子電樞(907) /轉子永磁體組件及中空轉子軸(905)構成,筒型轉子電樞包括三種結構形式即鼠籠式電樞、繞線式電樞和金屬導體式電樞;雙轉子嵌套轉矩疊加器由一副惰性齒輪副或齒輪齒套副為核心構建,即由轉子軸(975)上的齒輪(986)、中空轉子軸(905)上的齒套(909)、與齒輪(986)和齒套(909)相嚙合的惰性齒輪(963)、惰性齒輪(963)的軸套/軸承(962)和安裝在定子端蓋/定子本體(911)適配位置處的惰性齒輪軸(961)構成,定子本體(911)與定子端蓋製作成一體化組件,轉子軸(975)通過軸承(902,913)裝配在定子端蓋(901、911)上,中空轉子軸(905)通過隔離軸承(972、973)裝配在轉子軸(975)上,轉子軸(975)和中空轉子軸(905)通過雙轉子嵌套轉矩疊加器(961、962、963、986)傳動聯接,雙轉子嵌套轉矩疊加器把兩個相反方向旋轉的轉子軸(975、905)進行轉矩同步疊加聯接;其它附件包括端蓋(911)、軸承(902、913)、軸承端蓋、風扇、外殼(900)、機座、接線端子盒及其驅動控制器構成。
[0100]當控制旁路鐵芯驅動組件使永磁旁路鐵芯(922)處於兩磁靴(921、924)之間構成永磁旁路狀態即永磁磁路旁路開關處於「開」時,永磁體(923)、磁靴(921、924)、可控磁路旁路鐵芯(922)構成永磁旁路磁路,雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁組件對外不顯現磁性即磁靴耦合面不外洩磁力線。
[0101]對於相鄰雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁組件(ΑΜ、B09),當控制旁路鐵芯驅動組件使永磁旁路鐵芯(922)脫離兩磁靴(921、924)之間構成永磁耦合狀態即永磁磁路旁路開關處於「關」時,永磁體(923)通過磁靴(921、924)及其磁靴耦合面對外顯現磁性即磁靴耦合面外洩磁力線,為永磁耦合磁路提供磁通量,也就是:永磁體(Atl9)N極一N極磁靴(A09) — N極磁靴耦合面(Atl9)—耦合氣隙一內轉子(907、906)—耦合氣隙一S極磁靴耦合面(Be?) — S極磁靴(Btl9)—永磁體(Btl9)S極一永磁體(Btl9)—永磁體(Btl9) N極一N極磁靴率禹合面(Btl9) — N極磁靴(Btl9) —I禹合氣隙一外轉子(932、933) —I禹合氣隙一S極磁靴f禹合面(Atl9) — S極磁靴(Atl9)—永磁體(Atl9) S極一永磁體(Atl9)—永磁體(Atl9)N極形成的永磁耦合磁路。
[0102]工作原理:如圖26所示作為初始狀態,對可控磁路永磁組件可以實施很多種不同的磁路控制方案,也就是說,對六個永磁旁路開關Dc^EwFtl9進行各種有序的磁極子對的排列組合操作,均可得到永磁旋轉磁場,現舉兩例說明:控制方案一:第一時間使A09, D09處於「開」狀態,B09, C09, E09, F09處於「關」狀態,第二時間使Βμ、E09處於「開」狀態,C09>D09>F09^A09處於「關」狀態,第三時間使Cc^Ftl9處於「開」狀態,D09,E09,A09^B09處於「關」狀態,第四時間使處於「開」狀態,F09> A09> C09^D09處於「關」狀態,第五時間使Fa^Cci9處於「開」狀態,A09>B09> D09^E09處於「關」狀態,第六時間使Atli^Dtl9處於「開」狀態,B09> C09>
Etl9、Ftl9處於「關」狀態,......,循環往復,得到永磁旋轉磁場(910、920);控制方案二:第一時間使A09處於「開」狀態,B09, C09, D09, E09, F09處於「關」狀態,第二時間使Btl9處於「開」狀態,C09, D09、E09' F09、A09處於「關」狀態,第三時間使C09處於「開」狀態,D09、E09' F09、A09、B09處於「關」狀態,第四時間使Dtl9處於「開」狀態,E09, F09, A09, B09, C09處於「關」狀態,第五時間使Etl9處於「開」狀態,F9, A09' B09, C09, D09處於「關」狀態,第六時間使Ftl9處於「開」狀態,AQ9、B09, C09, D09, E09處於「關」狀態,第七時間使A09處於「開」狀態,B09, C09, D09, E09, F09處於「關」狀態,……,循環往復,內、外轉子(930、931)即可得到兩個旋轉方向相反的永磁旋轉磁場。也就是說,只要驅動永磁旁路磁芯(922、927)順時針或逆時針旋轉操作,即可形成逆時針或順時針旋轉磁場,根據電機學原理,不管內轉子和外轉子是電樞轉子結構的、或是永磁式轉子結構的,內、外轉子均可在各自旋轉磁場作用下分別產生反向轉矩,從而使兩個轉子軸(975、905)輸出反向旋轉動力,雙轉子嵌套轉矩疊加器把兩個相反方向旋轉的轉子軸(975,905)進行轉矩同步疊加聯接,通過其中一個轉子軸的軸申輸出旋轉動力總和。
[0103]實施例10
[0104]如圖27至29所示,它為軸向磁場氣隙耦合盤型單定子單轉子結構的可控磁路永磁動力裝置,主要由軸向磁場盤型可控磁路永磁定子(1001、1011、1021、1022、1024、1023、1041)、盤型轉子(1031、1032、1033)及相適配的其它附件組成,軸向磁場盤型可控磁路永磁定子由十副「H」型軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件(1021、1022、1024、1023、1041)和定子本體(1001)構成,「H」型軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件由永磁體(1023 /1028)、磁靴(1021、1024,1026、1029)及其永磁磁路旁路開關構成,永磁體設置於兩個磁靴(1021、1024)之間,兩個磁靴的永磁旁路部位與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(1041 / 1043)及旁路鐵芯(1022 / 1027)組成,盤型轉子(1031)由盤型轉子電樞/轉子永磁組件(1032)和背盤磁軛(1033)構成,盤型轉子(1031)類似於盤式電機轉子,盤型轉子(1031)安裝在定子本體(1001)與定子端蓋(1011)之間,盤型轉子(1031)的轉子軸(1075)裝配在定子本體(1001)和定子端蓋(1011)上設置的中軸軸承(1002、1013)上,磁靴(1021、1024、1026、1029)上設置有用於建立「可控磁路永磁定子——轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式布設並設置隔磁間距(1012),以免構成短路磁路。永磁體(1023)、N極與S極磁靴(1021、1024)、可控磁路旁路鐵芯(1022)構成可控永磁旁路磁路;永磁體(1023)N極一N極磁靴(1021) — N極磁靴耦合面一耦合氣隙一轉子(1032、1033)—耦合氣隙一S極磁靴f禹合面一S極磁靴(1024)—永磁體(1023) S極一永磁體(1023)—永磁體(1023) N極形成的永磁耦合磁路。
[0105]工作原理:六副「H」型可控磁路永磁組件,每組「H」型可控磁路永磁組件的兩個磁靴耦合面(1021、1024)構成一個磁偶極子對單元,進行各種排列組合分組,逆時針或順時針沿圓周順序、分時/相位差、依次、循環地操控驅動組件,即可得到對應的永磁旋轉磁場,從而驅動轉子旋轉輸出動力。
[0106]實施例11
[0107]如圖30至33所示,它為軸向磁場氣隙耦合盤型單定子單轉子結構的可控磁路永磁動力裝置,主要由軸向磁場盤型可控磁路永磁定子(1101、1111、1121、1122、1124、1123、1141)、盤型轉子(1131、1132、1133)及相適配的其它附件組成,軸向磁場盤型可控磁路永磁定子由至少一副共用磁軛的「工」型軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件(1121、1122、1124、1123、1141)和定子本體(1101)構成,「工」型軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件由永磁體(1123)、共用磁軛(1121)、磁靴(1124,1129)及其永磁磁路旁路開關構成,永磁體(1123)設置於共用磁軛(1121)和磁靴(1124)之間,共用磁軛(1121)和磁靴的永磁旁路部位與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(1141 / 1143)及旁路鐵芯(1122 / 1127)組成,盤型轉子(1131)由盤型轉子電樞/轉子永磁組件(1132)和背盤磁軛(1133)構成,盤型轉子(1131)類似於盤式電機轉子,盤型轉子(1131)安裝在定子本體(1101)與定子端蓋(1111)之間,盤型轉子(1131)的轉子軸(1175)裝配在定子本體(1101)和定子端蓋(1111)上設置的中軸軸承(1102、1113)上,共用磁軛(1121)和磁靴(1124 / 1129)上設置有用於建立「可控磁路永磁定子——轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式(即N-S-N-S—N-)布設並設置隔磁間距(1112),以免構成短路磁路。永磁體(1123)、共用磁軛(1121)、磁靴(1124)、可控磁路旁路鐵芯(1122)構成可控永磁旁路磁路;永磁體(1123)N極一N極磁軛(1121) — N極磁靴耦合面一耦合氣隙一轉子(1132、1133)—耦合氣隙一S極磁靴I禹合面一S極磁靴(1124)—永磁體(1123) S極一永磁體(1123)—永磁體(1123) N極形成的永磁耦合磁路。本實施例的工作原理與上述實施例的工作機理類似,這裡不再贅述。
[0108]實施例12
[0109]如圖34所示,可以看出本實例是由兩套實施例10之「軸向磁場氣隙耦合盤型單定子單轉子結構」的可控磁路永磁動力裝置進行組合而成,即分別把定子「面對面」軸向對稱組合、轉子「背靠背」軸向對稱複合後組裝而成,工作原理類似於上述實施例,左右各對稱設置的六副可控磁路永磁組件,每組可控磁路永磁組件的兩個磁靴耦合面構成磁偶極子對單元,在對稱分組操控的情況下,逆時針或順時針沿圓周順序、分時/相位差、依次、循環地操作每個伺服驅動裝置,即可得到永磁旋轉磁場,從而驅動轉子旋轉輸出動力。
[0110]實施例13
[0111]如圖35、36所示,可以看出本實例與實施例10的不同之處在於:①在盤型定子本體(1301)上的外圓周布設六副「H」型軸向磁場稱合盤型可控磁路永磁組件(A13、B13、C13、D13、E13、F13),在盤型定子本體(1301)上的內圓周也布設六副「H」型軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件(A13'、B13'、C13'、D13'、E13'、F13');②兩副可控磁路永磁組件(A13和A13')共用一個驅動軸(1342),採用分布式旋轉直驅微型伺服驅動裝置(1341)操控旁路鐵芯的「開」或「關」狀態。工作原理類似上述實施例,這裡不再贅述。
[0112]實施例14
[0113]如圖37至40所示,它為軸向磁場氣隙耦合盤型單定子雙轉子結構的可控磁路永磁動力裝置,依照盤型轉子甲(1431)—雙面耦合盤型可控磁路永磁定子(1411、1421、1422、1424、1423、1412、1441)——盤型轉子乙(1432)布局布設,主要由雙面耦合軸向磁場盤型可控磁路永磁定子、兩個盤型轉子、雙轉子串聯轉矩疊加器及相適配的其它附件組成,雙面耦合軸向磁場盤型可控磁路永磁定子由至少一副盤型兩側軸向磁場耦合可控磁路永磁組件(1421、1422、1424、1423、1441)、定子本體(1412)及其適配的定子端蓋(1401、1411)構成,定子本體(1412)安裝在兩個定子端蓋(1401、1411)之間,軸向磁場盤型轉子甲(1431)和轉子乙(1432)分別由盤型轉子鐵心/盤型磁軛、盤型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,盤型轉子甲(1431)和盤型轉子乙(1432)分別置於可控磁路永磁定子的磁靴(1421、1424)耦合面之兩側,轉子甲軸(1475)裝配在定子端蓋(1401)和定子本體(1412)之中軸軸承(1402、1472)上,轉子乙軸(1485)裝配在定子端蓋(1411)和定子本體(1412)之中軸軸承(1413、1482)上,轉子甲軸(1475)和轉子乙軸(1485)通過雙轉子串聯轉矩疊加器(1461、1462、1465、1463、1476、1486)傳動聯接,雙轉子串聯轉矩疊加器把兩個相反方向旋轉的轉子軸(1475、1485)進行轉矩同步疊加聯接,雙轉子串聯轉矩疊加器由至少一副惰性齒輪副或齒輪齒套副為核心構建,即由轉子甲軸(1475)上的錐形齒輪(1476)、轉子乙軸(1485)上的錐形齒輪(1486)、與兩個錐形齒輪(1476,1486)嚙合的惰性齒輪(1463)、惰性齒輪軸(1461)及其軸承/軸套(1462、1465)構成,永磁體(1423)設置於兩個磁靴(1421、1424)之間,兩個磁靴的永磁旁路部位與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,磁靴(1421、1424)兩側分別設置有用於建立「可控磁路永磁定子一轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式布設並設置隔磁間距,以免構成短路磁路。永磁體(1423)、磁靴(1421、1424)、可控磁路旁路鐵芯(1422)構成可控永磁旁路磁路(1453);永磁體(A14)N極一N極磁靴(A14) — N極磁靴耦合面(A14)—耦合氣隙一轉子甲(1431)—耦合氣隙一S極磁靴耦合面(F14) — S極磁靴(F14)—永磁體(F14) S極一永磁體(F14)—永磁體(F14) N極一N極磁靴(F14) — N極磁靴稱合面(F14)—耦合氣隙一轉子乙(1432)—耦合氣隙一S極磁靴耦合面(A14) — S極磁靴(A14)—永磁體(A14) S極一永磁體(A14)—永磁體(A14)N極形成的永磁耦合磁路(1454)。本實施例的工作原理與上述實施例的工作機理類似,這裡不再贅述。
[0114]實施例15
[0115]如圖41所示,它為「軸向磁場+徑向磁場」氣隙耦合組合型單定子雙轉子結構的可控磁路永磁動力裝置,它為「軸向磁場+徑向磁場」氣隙耦合組合型單定子雙轉子結構,主要由「軸向磁場+徑向磁場」組合型可控磁路永磁定子(1501、1511、1512)、兩個組合型轉子(1531、1530)、雙轉子串聯轉矩疊加器及相適配的其它附件組成,「軸向磁場+徑向磁場」組合型可控磁路永磁定子由兩套軸向磁場盤型可控磁路永磁定子組件(1501、1521、1522、1524、1523,1511、1591、1592、1594、1593)和一套徑向磁場兩端耦合筒型可控磁路永磁定子組件(1501、1511、1512、1556、1557、1559、1558)組合而成,軸向磁場盤型可控磁路永磁定子組件由至少一副軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件(1521 / 1526,1522 / 1527、1524 / 1529,1523 / 1528)和定子本體(1501 / 1511)構成,軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件由永磁體(1523)、磁靴(1521 / 1524)及其永磁磁路旁路開關構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(1541)及其磁芯(1522)組成,徑向磁場兩端耦合筒型可控磁路永磁定子組件由至少一副筒型兩端徑向磁場耦合可控磁路永磁組件(1555、1557、1559、1558)、定子本體(1512)及其適配的定子端蓋(1501、1511)構成,筒型兩端徑向磁場耦合可控磁路永磁組件由永磁體(1558)、磁靴(1556、1559)及其永磁磁路旁路開關構成,組合型轉子(1531 / 1530)由一套盤型轉子組件和一套筒型轉子組件複合成筒盤一體化結構,盤型轉子組件由盤型轉子鐵心/盤型磁軛、盤型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,筒型轉子組件由筒型轉子鐵心/筒型磁軛、筒型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,盤型轉子鐵心/盤型磁軛與筒型轉子鐵心/筒型磁軛複合成一體化結構,雙轉子串聯轉矩疊加器把兩個相反方向旋轉的轉子軸(1575、1585)進行轉矩同步疊加聯接,雙轉子串聯轉矩疊加器由至少一副惰性齒輪副或齒輪齒套副為核心構建,即由轉子甲軸(1575)上的錐形齒輪(1576)、轉子乙軸(1585)上的錐形齒輪(1586)、與兩個錐形齒輪(1576、1586)嚙合的惰性齒輪(1563、1564)、惰性齒輪軸(1561)及其軸承/軸套(1562,1565)構成,轉子甲軸(1575)裝配在定子端蓋(1501)和定子本體(1512)之中軸軸承(1502、1572)上,轉子乙軸(1585)裝配在定子端蓋(1511)和定子本體(1512)之中軸軸承(1513、1582)上,磁靴(1521、1526,
1591、1596)的端部分別設置有用於建立「可控磁路永磁定子-轉子」軸向磁場氣隙率禹合磁路的磁靴稱合面,磁靴(1556、1559、1569、1556)的端部分別設置有用於建立「可控磁路永磁定子一轉子」徑向磁場氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式布設並設置隔磁間距,以免構成短路磁路。永磁體(1523 / 1528 / 1558 / 1568 / 1593 / 1598)、磁靴(1521 / 1526 / 1591 / 1596 /1556 / 1566)與可控磁路旁路鐵芯(1522 / 1527 / 1592 / 1597 / 1557 / 1567)分別對應地構成永磁旁路磁路,永磁體(1523 / 1528) N極一N極磁靴(1521 / 1526) — N極磁靴耦合面一耦合氣隙一轉子(1532、1531)—耦合氣隙一S極磁靴耦合面一S極磁靴(1521 /1526)—永磁體(1523 / 1528) S 極一永磁體(1523 / 1528)—永磁體(1523 / 1528) N 極形成的永磁I禹合磁路;永磁體(1558) N極一N極磁靴(1556) — N極磁靴I禹合面(A15")—耦合氣隙一轉子甲(1531)—耦合氣隙一S極磁靴耦合面(D15" ) — S極磁靴(1569)—永磁體(1568) S極一永磁體(1568)—永磁體(1568) N極一N極磁靴(1566) — N極磁靴f禹合面(D15")—耦合氣隙一轉子乙(1530)—耦合氣隙一S極磁靴耦合面(A15" ) — S極磁靴(1559)—永磁體(1558) S極一永磁體(1558)—永磁體(1558) N極形成的永磁耦合磁路;永磁體(1593 / 1598)N極一N極磁靴(1591 / 1596) — N極磁靴耦合面一耦合氣隙一轉子(1533、1530)—耦合氣隙一S極磁靴耦合面一S極磁靴(1591 / 1596)—永磁體(1593 /1598) S極一永磁體(1593 / 1598)—永磁體(1593 / 1598) N極形成的永磁耦合磁路。
[0116]工作機理:根據上述實施例中已經給出的構建磁偶極子對的方法及其對應的旁路磁路和永磁耦合磁路,逆時針或順時針沿圓周順序、分時/相位差、依次、循環操控伺服驅動裝置(1541、1542、1543、1544、1545、1546)即可得到對應的永磁旋轉磁場,從而驅動轉子旋轉輸出動力。
[0117]實施例16
[0118]如圖42、圖43所示,它為徑向磁場氣隙耦合筒型單定子單轉子雙筒壁嵌套結構的可控磁路永磁動力裝置,依照筒型轉子外筒壁一雙面耦合筒型可控磁路永磁定子一筒型轉子內筒壁嵌套布局設置,主要由徑向磁場雙筒壁I禹合轉子(1631、1632、1633、1605、1606)、雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁定子(1611、1601、1621、1623、1624、1622、1641,1642)及相適配的其它附件組成,徑向磁場雙筒壁耦合轉子(1631)由轉子外筒壁鐵心/套筒型磁軛(1633)和轉子外筒壁電樞/轉子永磁體組件(1632)、轉子內筒壁鐵心/套筒型磁軛(1606)和轉子內筒壁電樞/轉子永磁體組件(1605)構成,轉子外筒壁電樞(1632) /轉子內筒壁電樞(1605)包括三種結構形式即鼠籠式電樞、繞線式電樞和金屬導體式電樞,雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁定子由六副雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁組件(1621、1623、1624、1622、1641、1642)和定子本體(1601)構成,雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁組件為「H」型組件,它由永磁體(1623)、「H」型雙面耦合磁靴(1621、1626)及其永磁磁路旁路開關構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(1641、1642)及旁路鐵芯(1622)組成,旁路鐵芯驅動組件由伺服驅動裝置(1641)和驅動軸(1642)構成,旁路鐵芯(1622)安裝在驅動軸(1642)上,永磁體設置於兩個磁靴(1621、1624)之間,兩個磁靴的外側中部設為永磁旁路部位,兩個磁靴的永磁旁路部位與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,磁靴(1621、1624)的內外圓周的轉子耦合位置設置有用於建立「可控磁路永磁定子一轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式圍繞圓周布設,可控磁路永磁組件之間設置隔磁間距(1612),以免構成短路磁路。
[0119]工作原理:如圖42、43所示,每個可控磁路永磁組件均可看做一個可控「永磁體」,根據控制方案,讓「永磁體」對外顯現磁力,達到同時與轉子內外筒壁進行同方向(1620、1610)磁扭矩耦合之目的;當以順時針或逆時針按分組依次循環操作或編程操作驅動控制器,使對應的永磁旁路開關A16、B16, C16, D16, E16和/或F16,進行「開」或「斷」,均可得到永磁旋轉磁場(1610、1620),永磁旋轉磁場驅動轉子輸出旋轉動力。
[0120]上述實施例1至16僅僅給出了本實用新型中的一些代表性結構的具體實施技術方案,以說明利用權利要求書中所述技術特徵實施,可排列組合出幾百種甚至幾千種不同的實施例和產品技術方案;附圖是為了減少方案闡述篇幅來說明產品方案,因篇幅所限未能給出所有不同的實施例,因此只要未背離本實用新型技術方案的實質而作出的改變、修飾、替代、融合、各種技術特徵的搭配組合及簡化的技術方案,都應受到本實用新型的權利約束和保護,比如在本案磁動機上加裝外殼或者採用適配推力軸承、適配定子殼體或端蓋做成立式磁動機等。特別說明的是:①本說明書和本案的權利要求書中多處使用了標點符號「/」,它代表「或者」或「並列」的意思,即「A / B」表示有A或者有B兩種情況,「A或/和B」表示既有A或者有B、也有A和B三種情況;②每個實施例中給出的剖切示意或剖視圖,其相關聯圖中示出的剖切符號對應於剖切或剖視的位置;③本文中「至少一個」、「至少一種」、「至少一對」、「至少一副」、「至少一套」、「至少一級」或「至少一組」等表述用語,指的是既可以由一個、一種、一對、一副、一套、一級或一組相關特徵構成,也可以由兩個及兩個以上、兩種及兩種以上、兩對及兩對以上、兩副及兩副以上、兩套及兩套以上、兩級及兩級以上、或兩組及兩組以上相關特徵構成。
【權利要求】
1.一種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為徑向磁場氣隙耦合筒型單定子單轉子結構,主要由徑向磁場筒型可控磁路永磁定子、筒型轉子及相適配的附件組成,徑向磁場筒型可控磁路永磁定子由徑向磁場筒型可控磁路永磁組件(721、724、723、722、742、741)和定子本體(701)構成,可控磁路永磁組件由永磁體(723)、磁靴(721、724)及其永磁磁路旁路開關(722、742、741)構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(741、742)及旁路鐵芯(722)組成,旁路鐵芯驅動組件由伺服驅動裝置(741)和驅動軸(742)構成,旁路鐵芯(722)安裝在驅動軸(742)上,可控磁路永磁組件中的永磁體(723)設置於兩個磁靴(721、7 24)之間或設置於磁靴與磁軛之間,磁靴的一端為永磁旁路端,兩個磁靴的永磁旁路端與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,磁靴(721、724)的另一端設置有用於建立「可控磁路永磁定子一轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式圍繞筒型轉子(731)布設並設置隔磁間距(712),筒型轉子(731)由筒型轉子鐵心/套筒型磁軛、筒型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,在定子本體(701)上均布的磁窗內設置徑向磁場筒型可控磁路永磁組件,筒型轉子(731)裝配於磁靴(721、724、726、729)之耦合面圍成的圓筒空間中,筒型轉子鐵心/套筒型磁軛外圓上裝配轉子永磁體組或轉子電樞組件,轉子軸(775)通過軸承(702、713)裝配在定子端蓋(701、711)上。
2.—種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為徑向磁場氣隙耦合筒型單定子雙轉子嵌套結構,依照外筒型轉子一雙面耦合筒型可控磁路永磁定子一內筒型轉子布局設置,主要由徑向磁場外筒型轉子(931、932、933)、徑向磁場內筒型轉子(930、905、906、907)、雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁定子(911、921、923、924、922、942、941)、雙轉子嵌套轉矩疊加器(961、962、963、986)及相適配的附件組成,徑向磁場外筒型轉子(931)和徑向磁場內筒型轉子(930)分別由筒型轉子鐵心/套筒型磁軛、筒型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁定子由至少一副雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁組件(921、923、924、922、942、941)和定子本體(911)構成,雙面耦合可控磁路永磁組件由永磁體(923)、兩個磁靴(921、924)及其永磁磁路旁路開關(922、942、941)構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(941、942)及旁路鐵芯(922)組成,旁路鐵芯驅動組件由伺服驅動裝置(941)和驅動軸(942)構成,旁路鐵芯(922)安裝在驅動軸(942)上,可控磁路永磁組件中的永磁體(923)設置於兩個磁靴(921、924)之間,磁靴的一端為永磁芳路端,兩個磁靴的永磁芳路端與芳路鐵芯構成可控通/斷的永磁芳路磁路,磁靴(921、924)的轉子耦合位置設置有用於建立「可控磁路永磁定子——轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式圍繞圓周布設,可控磁路永磁組件之間設置隔磁間距(912),外筒型轉子(931)由筒型轉子套筒型磁軛(933)、筒型轉子電樞(932)/轉子永磁體組件構成,內筒型轉子(930)由筒型轉子套筒型磁軛(906)、筒型轉子電樞(907)/轉子永磁體組件及中空轉子軸(905)構成,雙轉子嵌套轉矩疊加器由至少一副惰性齒輪副或齒輪齒套副為核心構建,即由轉子軸(975)上的齒輪(986)、中空轉子軸(905)上的齒套(909)、與齒輪(986)和齒套(909)相嚙合的惰性齒輪(963)、惰性齒輪(963)的軸套/軸承(962)和安裝在定子端蓋/定子本體(911)適配位置處的惰性齒輪軸(961)構成,定子本體(911)與定子端蓋製作成一體化組件,轉子軸(975)通過軸承(902、913)裝配在定子端蓋(901、911)上,中空轉子軸(905)通過隔離軸承(972、973)裝配在轉子軸(975)上,轉子軸(975)和中空轉子軸(905)通過雙轉子嵌套轉矩疊加器(961、962、963、986)傳動聯接,雙轉子嵌套轉矩疊加器把兩個相反方向旋轉的轉子軸(975、905)進行轉矩同步疊加聯接。
3.—種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為徑向磁場氣隙耦合筒型單定子雙轉子串聯結構,依照筒型可控磁路永磁定子一雙筒型轉子軸向串聯布局設置,主要由兩端耦合筒型可控磁路永磁定子、徑向磁場筒型轉子甲、徑向磁場筒型轉子乙、雙轉子串聯轉矩疊加器及相適配的附件組成,兩端耦合筒型可控磁路永磁定子由至少一副筒型兩端徑向磁場耦合可控磁路永磁組件(121、123、124、122、142、141)、定子本體(115)及其適配的定子端蓋(101、111)構成,筒型兩端徑向磁場耦合可控磁路永磁組件由永磁體(123)、磁靴(121、124)及其永磁磁路旁路開關(122、142、141)構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(141、142)及旁路鐵芯(122)組成,旁路鐵芯驅動組件由伺服驅動裝置(141)和驅動軸(142)構成,旁路鐵芯(122)安裝在驅動軸(142)上,可控磁路永磁組件中的永磁體(123)設置於兩個磁靴(121、124)之間,磁靴的一端為永磁旁路端,兩個磁靴的永磁旁路端與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,定子本體(115)安裝在兩個定子端蓋(101、111)之間,徑向磁場耦合筒型轉子甲(131)和轉子乙(132)分別由筒型轉子鐵心/套筒型磁軛、筒型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,筒型轉子電樞包括三種結構形式即鼠籠式電樞、繞線式電樞和金屬導體式電樞,轉子甲(131)和轉子乙(132)分別置於可控磁路永磁定子兩端磁靴(121、124)耦合面所圍成的筒形空間中,轉子甲軸(175)裝配在定子端蓋(101)和定子本體(115)之中軸軸承(102、172)上,轉子乙軸(185)裝配在定子端蓋(111)和定子本體(115)之中軸軸承(113、182)上,轉子甲軸(175)和轉子乙軸(185)通過雙轉子串聯轉矩疊加器(161、162、165、163、176、186)傳動聯接,雙轉子串聯轉矩疊加器把兩個相反方向旋轉的轉子軸(175、185)進行轉矩同步疊加聯接,雙轉子串聯轉矩疊加器由至少一副惰性齒輪副或齒輪齒套副為核心構建,即由轉子甲軸(175)上的錐形齒輪(176)、轉子乙軸(185)上的錐形齒輪(186)、與兩個錐形齒輪(176、186)嚙合的惰性齒輪(163)、惰性齒輪軸(161)及其軸承/軸套(162、165)構成,磁靴(121、124)兩端分別設置有用於建立「可控磁路永磁定子一轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式(即N-S-N-S-N-)圍繞轉子(131或132)布設並設置隔磁間距(112)。
4.一種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為徑向磁場氣隙耦合筒型單定子單轉子雙筒壁嵌套結構,依照筒型轉子外筒壁一雙面耦合筒型可控磁路永磁定子一筒型轉子內筒壁嵌套布局設置,主要由徑向磁場雙筒壁耦合轉子(1631、1632、1633、1605、1606)、雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁定子(1611、1601、1621、1623、1624、1622、1641、1642)及相適配的附件組成,徑向磁場雙筒壁耦合轉子(1631)由轉子外筒壁鐵心/套筒型磁軛(1633)和轉子外筒壁電樞/轉子永磁體組件(1632)、轉子內筒壁鐵心/套筒型磁軛(1606)和轉子內筒壁電樞/轉子永磁體組件(1605)構成,轉子外筒壁電樞(1632)/轉子內筒壁電樞(1605)包括三種結構形式即鼠籠式電樞、繞線式電樞和金屬導體式電樞,雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁定子由至少一副雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁組件(1621、1623、1624、1622、1641、1642)和定子本體(1601)構成,雙面徑向磁場耦合筒型可控磁路永磁組件為「H」型組件,它由永磁體(1623)、「H」型雙面耦合磁靴(1621、1626)及其永磁磁路旁路開關構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(1641、1642)及旁路鐵芯(1622)組成,旁路鐵芯驅動組件由伺服驅動裝置(1641)和驅動軸(1642)構成,旁路鐵芯(1622)安裝在驅動軸(1642)上,可控磁路永磁組件中的永磁體(1623)設置於兩個磁靴(1621、1624)之間,兩個磁靴的外側中部設為永磁旁路部位,兩個磁靴的永磁旁路部位與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,磁靴(1621、1624)的內外圓周的轉子耦合位置設置有用於建立「可控磁路永磁定子一轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式圍繞圓周布設,可控磁路永磁組件之間設置隔磁間距(1612)。
5.一種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為軸向磁場氣隙耦合盤型單定子單轉子結構,主要由軸向磁場盤型可控磁路永磁定子(1001、1011、1021、1022、1024、1023、1041)、盤型轉子(1031、1032、1033)及相適配的附件組成,軸向磁場盤型可控磁路永磁定子由至少一副「H」型軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件(1021、1022、1024、1023、1041)和定子本體(1001)構成,「H」型軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件由永磁體(1023/1028)、磁靴(1021、1024,1026、1029)及其永磁磁路旁路開關構成,可控磁路永磁組件中的永磁體(1023)設置於兩個磁靴(1021、1024)之間,兩個磁靴的永磁旁路部位與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(1041/1043)及旁路鐵芯(1022/1027)組成,盤型轉子(1031)由盤型轉子電樞/轉子永磁組件(1032)和背盤磁軛(1033)構成,盤型轉子(1031)類似於盤式電機轉子,盤型轉子(1031)安裝在定子本體(1001)與定子端蓋(1011)之間,盤型轉子(1031)的轉子軸(1075)裝配在定子本體(1001)和定子端蓋(1011)上設置的中軸軸承(1002、1013)上,磁靴(1021、1024、1026、1029)上設置有用於建立「可控磁路永磁定子——轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式布設並設置隔磁間距(1012)。
6.一種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為軸向磁場氣隙耦合盤型單定子單轉子結構,主要由軸向磁場盤型可控磁路永磁定子(1101、1111、1121、1122、1124、1123、1141)、盤型轉子(1131、1132、1133)及相適配的附件組成,軸向磁場盤型可控磁路永磁定子由至少一副共用磁軛的「工」型軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件(I 121、1122、1124、1123、1141)和定子本體(1101)構成,「工」型軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件由永磁體(1123)、共用磁軛(1121)、磁靴(1124,1129)及其永磁磁路旁路開關構成,可控磁路永磁組件中的永磁體(1123)設置於共用磁軛(1121)和磁靴(1124)之間,共用磁軛(1121)和磁靴的永磁旁路部位與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(1141/1143)及旁路鐵芯(1122/1127)組成,盤型轉子(1131)由盤型轉子電樞/轉子永磁組件(1132)和背盤磁軛(1133)構成,盤型轉子(1131)類似於盤式電機轉子,盤型轉子(1131)安裝在定子本體(1101)與定子端蓋(1111)之間,盤型轉子(1131)的轉子軸(1175)裝配在定子本體(1101)和定子端蓋(1111)上設置的中軸軸承(1102、1113)上,共用磁軛(1121)和磁靴(1124/1129)上設置有用於建立「可控磁路永磁定子——轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式布設並設置隔磁間距(1112)。
7.—種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為軸向磁場氣隙耦合盤型單定子雙轉子結構,依照盤型轉子甲(1431)—雙面耦合盤型可控磁路永磁定子(1411、1421、1422、1424、1423、1412、1441)——盤型轉子乙(1432)布局布設,主要由雙面耦合軸向磁場盤型可控磁路永磁定子、兩個盤型轉子、雙轉子串聯轉矩疊加器及相適配的附件組成,雙面耦合軸向磁場盤型可控磁路永磁定子由至少一副盤型兩側軸向磁場耦合可控磁路永磁組件(1421、1422、1424、1423、1441)、定子本體(1412)及其適配的定子端蓋(1401,1411)構成,可控磁路永磁組件由永磁體(1423)、磁靴(1421/1424)及其永磁磁路旁路開關構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(1441)及其磁芯(1422)組成,定子本體(1412)安裝在兩個定子端蓋(1401、1411)之間,軸向磁場盤型轉子甲(1431)和轉子乙(1432)分別由盤型轉子鐵心/盤型磁軛、盤型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,盤型轉子甲(1431)和盤型轉子乙(1432)分別置於可控磁路永磁定子的磁靴(1421、1424)耦合面之兩側,轉子甲軸(1475)裝配在定子端蓋(1401)和定子本體(1412)之中軸軸承(1402、1472)上,轉子乙軸(1485)裝配在定子端蓋(1411)和定子本體(1412)之中軸軸承(1413、1482)上,轉子甲軸(1475)和轉子乙軸(1485)通過雙轉子串聯轉矩疊加器(1461、1462、1465、1463、1476、I486)傳動聯接,雙轉子串聯轉矩疊加器把兩個相反方向旋轉的轉子軸(1475、1485)進行轉矩同步疊加聯接,雙轉子串聯轉矩疊加器由至少一副惰性齒輪副或齒輪齒套副為核心構建,即由轉子甲軸(1475)上的錐形齒輪(1476)、轉子乙軸(1485)上的錐形齒輪(1486)、與兩個錐形齒輪(1476、1486)嚙合的惰性齒輪(1463)、惰性齒輪軸(1461)及其軸承/軸套(1462、1465)構成,可控磁路永磁組件中的永磁體(1423)設置於兩個磁靴(1421、1424)之間,兩個磁靴的永磁旁路部位與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,磁靴(1421、1424)兩側分別設置有用於建立「可控磁路永磁定子一轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式布設並設置隔磁間距。
8.—種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為「軸向磁場+徑向磁場」氣隙耦合組合型單定子雙轉子結構,主要由「軸向磁場+徑向磁場」組合型可控磁路永磁定子(1501、1511、1512)、兩個組合型轉子(1531、1530)、雙轉子串聯轉矩疊加器及相適配的附件組成,「軸向磁場+徑向磁場」組合型可控磁路永磁定子由兩套軸向磁場盤型可控磁路永磁定子組件(1501、1521、1522、1524、1523,1511、1591、1592、1594、1593)和一套徑向磁場兩端耦合筒型可控磁路永磁定子組件(1501、1511、1512、1556、1557、1559、1558)組合而成,軸向磁場盤型可控磁路永磁定子組件由至少一副軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件(1521/1526、1522/1527、1524/1529、1523/1528)和定子本體(1501/1511)構成,軸向磁場耦合盤型可控磁路永磁組件由永磁體(1523)、磁靴(1521/1524)及其永磁磁路旁路開關構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯驅動組件(1541)及其磁芯(1522)組成,徑向磁場兩端耦合筒型可控磁路永磁定子組件由至少一副筒型兩端徑向磁場耦合可控磁路永磁組件(1556、1557、1559、1558)、定子本體(1512)及其適配的定子端蓋(1501、1511)構成,筒型兩端徑向磁場I禹合可控磁路永磁組件由永磁體(1558)、磁靴(1556、1559)及其永磁磁路旁路開關構成,組合型轉子(1531/1530)由一套盤型轉子組件和一套筒型轉子組件複合成筒盤一體化結構,盤型轉子組件由盤型轉子鐵心/盤型磁軛、盤型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,筒型轉子組件由筒型轉子鐵心/筒型磁軛、筒型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,盤型轉子鐵心/盤型磁軛與筒型轉子鐵心/筒型磁軛複合成一體化結構,雙轉子串聯轉矩疊加器把兩個相反方向旋轉的轉子軸(1575、1585)進行轉矩同步疊加聯接,雙轉子串聯轉矩疊加器由至少一副惰性齒輪副或齒輪齒套副為核心構建,即由轉子甲軸(1575)上的錐形齒輪(1576)、轉子乙軸(1585)上的錐形齒輪(1586)、與兩個錐形齒輪(1576、1586)嚙合的惰性齒輪(1563、1564)、惰性齒輪軸(1561)及其軸承/軸套(1562、1565)構成,轉子甲軸(1575)裝配在定子端蓋(1501)和定子本體(1512)之中軸軸承(1502、1572)上,轉子乙軸(1585)裝配在定子端蓋(1511)和定子本體(1512)之中軸軸承(1513、1582)上,可控磁路永磁組件中的永磁體(1523)設置於兩個磁靴(1521、1524)之間,兩個磁靴的永磁旁路部位與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,磁靴(1521、1526,1591、1596)的端部分別設置有用於建立「可控磁路永磁定子一轉子」軸向磁場氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,磁靴(1556、1559、1569、1566)的端部分別設置有用於建立「可控磁路永磁定子-轉子」徑向磁場氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式布設並設置隔磁間距。
9.一種可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,它為斜向磁場氣隙耦合錐型單定子單轉子結構,主要由斜向磁場錐型可控磁路永磁定子、錐型轉子及相適配的附件組成,斜向磁場筒型可控磁路永磁定子由斜向磁場錐型可控磁路永磁組件和定子本體構成,可控磁路永磁組件由永磁體、磁靴及其永磁磁路旁路開關構成,永磁磁路旁路開關由旁路鐵芯和旁路鐵芯驅動組件組成,錐型轉子由錐型轉子鐵心/套錐型磁軛、錐型轉子電樞/轉子永磁體組件構成,在定子本體上均布的磁窗內設置斜向磁場錐型可控磁路永磁組件,錐型轉子裝配於磁靴之耦合面圍成的圓筒空間中,錐型轉子鐵心/套錐型磁軛外圓上裝配轉子永磁體組或轉子電樞組件,轉子軸通過軸承裝配在定子端蓋上,可控磁路永磁組件中的永磁體設置於兩個磁靴之間,兩個磁靴的永磁旁路部位與旁路鐵芯構成可控通/斷的永磁旁路磁路,磁靴上設置有用於建立「可控磁路永磁定子——轉子」氣隙耦合磁路的磁靴耦合面,在同一圓周上相鄰磁靴及其磁靴耦合面的磁極同名端以交錯方式布設。
10.根據權利要求1、2、3、4或8所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,筒型轉子有五種結構供適配選用,其一是徑向磁場筒型鼠籠式電樞轉子結構,即金屬導電條安裝或鑄造在導磁轉子本體的鐵芯槽內,它們的兩端分別與轉子端部的金屬導電環相連接,導磁轉子本體為圓柱形、單層筒壁筒形、兩層及兩層以上筒壁筒形、單層杯壁杯形或兩層及兩層以上杯壁杯形,其二是徑向磁場筒型繞線式電樞轉子結構,即閉環的漆包線或裸線線圈電樞安裝在導磁轉子本體的鐵芯槽內,導磁轉子本體為圓柱形、單層筒壁筒形、兩層及兩層以上筒壁筒形、單層杯壁杯形或兩層及兩層以上杯壁杯形,每個線圈電樞是首尾焊接的閉環線圈,線圈電樞有三種結構,第一是多匝型線圈電樞,它至少有兩匝絕緣良導體繞制並且首端和末端短接,第二是匝與匝獨立絕緣型線圈電樞,它至少有兩匝相互獨立絕緣的、每匝是閉環短路的、大小形狀相同的線圈構成並紮成一束,第三是多芯型線圈電樞,用多股或多芯良導線製成的單圈閉環短路線圈,其三是徑向磁場筒型永磁式轉子結構,即永磁體以N、S極交錯適配設置在導磁轉子本體的氣隙耦合面上,導磁轉子本體為圓柱形、單層筒壁筒形、兩層及兩層以上筒壁筒形、單層杯壁杯形或兩層及兩層以上杯壁杯形,其四是徑向磁場筒型金屬導體式電樞轉子結構,即筒形金屬導體電樞設置在導磁轉子本體的氣隙耦合面上,導磁轉子本體為圓柱形、單層筒壁筒形、兩層及兩層以上筒壁筒形、單層杯壁杯形或兩層及兩層以上杯壁杯形,其五是徑向磁場筒型複合式電樞轉子結構,即筒型金屬導體電樞敷設、鑄造或複合在筒型鼠籠式電樞轉子、筒型繞線式電樞轉子或筒型永磁式轉子的氣隙耦合一偵牝徑向磁場筒型可控磁路永磁定子與轉子呈軸向套裝氣隙耦合結構即外定子內轉子結構或外轉子內定子結構。
11.根據權利要求5、6、7或8所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,盤型轉子有五種結構供適配選用,其一是軸向磁場盤型鍋箅式電樞轉子結構,即金屬導電條安裝或鑄造在導磁轉子本體的鐵芯槽內,它們的兩端分別與轉子盤內外兩側的金屬導電環相連接,其二是軸向磁場盤型繞線式電樞轉子結構,即閉環的漆包線或裸線線圈電樞安裝在導磁轉子本體的鐵芯槽內,導磁轉子本體為單面耦合圓盤/圓環形或雙面耦合圓盤/圓環形,每個線圈電樞是首尾焊接的閉環線圈,線圈電樞有三種結構,第一是多匝型線圈電樞,它至少有兩匝絕緣良導體繞制並且首端和末端短接,第二是匝與匝獨立絕緣型線圈電樞,它至少有兩匝相互獨立絕緣的、每匝是閉環短路的、大小形狀相同的線圈構成並紮成一束,第三是多芯型線圈電樞,用多股或多芯良導線製成的單圈閉環短路線圈,其三是軸向磁場盤型永磁式轉子結構,即永磁體以N、S極交錯適配設置在導磁轉子本體的氣隙耦合面上,導磁轉子本體為單面耦合圓盤/圓環形或雙面耦合圓盤/圓環形,其四是軸向磁場盤型金屬導體式電樞轉子結構,即圓盤/圓環形金屬導體電樞設置在導磁轉子本體的氣隙耦合面上,導磁轉子本體為單面耦合圓盤/圓環形或雙面耦合圓盤/圓環形,其五是軸向磁場盤型複合式電樞轉子結構,即盤形金屬導體電樞敷設、鑄造或複合在盤型鍋箅式電樞轉子、盤型繞線式電樞轉子或盤型永磁式轉子的耦合氣隙一側。
12.根據權利要求9所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,錐型轉子有五種結構供適配選用,其一是斜向磁場錐型電樞轉子結構,即金屬導電條安裝或鑄造在導磁轉子本體的鐵芯槽內,它們的兩端分別與轉子端部或內外兩側的金屬導電環相連接,轉子本體由高導磁材料、磁鋼材料或鐵芯材料加工而成,其二是斜向磁場錐型繞線式電樞轉子結構,即閉環的漆包線或裸線線圈電樞安裝在導磁轉子本體的鐵芯槽內,導磁轉子本體為圓錐柱/錐盤形、單層錐壁錐形、兩層及兩層以上錐壁錐形,只不過這裡的線圈電樞沒有抽頭,無需提供勵磁電流,每個線圈電樞是首尾焊接的閉環線圈,線圈電樞有三種結構,第一是多匝型線圈電樞,它至少有兩匝絕緣良導體繞制並且首端和末端短接,第二是匝與匝獨立絕緣型線圈電樞,它至少有兩匝相互獨立絕緣的、每匝是閉環短路的、大小形狀相同的線圈構成並紮成一束,第三是多芯型線圈電樞,用多股或多芯良導線製成的單圈閉環短路線圈,其三是斜向磁場錐型永磁式轉子結構,即永磁體以N、S極交錯適配設置在導磁轉子本體的氣隙耦合面上,導磁轉子本體為圓錐柱/錐盤形、單層錐壁錐形、兩層及兩層以上錐壁錐形,其四是斜向磁場錐型金屬導體式電樞轉子結構,即錐筒形金屬導體電樞設置在導磁轉子本體的氣隙耦合面上,導磁轉子本體為圓錐柱/錐盤形、單層錐壁錐形、兩層及兩層以上錐壁錐形,其五是斜向磁場錐型複合式電樞轉子結構,即錐形金屬導體電樞敷設、鑄造或複合在錐型電樞轉子、錐型繞線式電樞轉子或錐型永磁式轉子的耦合氣隙一側。
13.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,轉子鐵芯、轉子磁軛、定子磁軛、磁靴、磁芯分別選用高導磁材料、磁鋼材料和/或鐵芯材料即釹鐵硼、玻莫合金、鎳鐵合金、鐵矽鋁合金、無取向矽鋼、取向矽鋼片、電工鋼、軟鐵、鐵氧體、無取向稀土導磁材料、取向稀土導磁材料、複合取嚮導磁組件或/和組合取嚮導磁組件材料之其中至少之一種,所述的附件包括端蓋、軸承、軸承端蓋、風扇、散熱片、外殼、機座和接線端子盒,所述的筒形金屬導體電樞、錐筒形金屬導體電樞、錐形金屬導體電樞、金屬導電條、金屬導電環、盤形金屬導體電樞或圓盤/圓環形金屬導體電樞米用金屬良導體、合金導體、複合導體或超導體材料製成,所述的永磁式轉子上的永磁體的磁場極化方向、尺寸、形狀、數量、磁極對數、間隔距離、N-S極交錯布局及其多圈、分段設置結構,依據電機設計原則和楞次定理構建,所述的所有電樞轉子上的鼠籠式電樞、鍋箅式電樞或繞線式電樞的尺寸、形狀、數量、極對數、間隔距離、布局及其固定結構依據電機設計原則和楞次定理構建,或者永磁體採用一體化輻射取向永磁體加工而成適配形狀或用不同極化方向和形狀的永磁體進行組合加工而成永磁體組件,所述的可控磁路永磁定子上安裝的徑向磁場、軸向磁場和斜向磁場的可控磁路永磁組件中的永磁體採用單一 N-S極對的單體永磁體,或採用兩個及兩個以上N-S極對的組合永磁體,或者採用一體化輻射取向永磁體加工而成適配形狀,或採用不同極化方向和形狀的永磁體進行組合加工而成永磁體,永磁體由稀土永磁材料包括釹鐵硼磁鐵、衫鈷磁鐵和招鎳鈷磁鐵,或者由鐵氧體永磁材料或超級永磁材料加工製成軸向或徑向永磁體,或者永磁體由磁極取向型強磁材料、強磁組件或特製強磁永磁體形狀製成,並以設定的與軸線成斜向磁場或圓周切向磁場的磁性極化方向進行充磁,其永磁體的形狀為瓦塊形、一個或一個以上N-S極對對稱弧柱狀/齒柱狀、圓柱形、圓筒形、方塊形、梯塊形、U形或製作成組合適配形狀,所述的可控磁路永磁組件中的磁靴和磁芯製作成分體幾何形組合式、一體化的「H」型、「工」型或「U」型,所述的定子本體由對磁路磁通量影響較小的非磁性材料或弱導磁材料製作而成,永磁體分為拼接、組合型或單體型結構,其相配用的磁靴適配地製作成拼接、組合型或單體型結構,在上述零部件的製造工藝和材料同等條件下,增大定子和轉子的直徑或/和長度、或增多可調磁極極性的永磁體組件的數量,使輸出功率顯著增大、能耗大大降低,可控磁路永磁定子組件和與之相適配的轉子組件構成可控磁路磁動機組件,兩副或兩副以上的可控磁路磁動機組件「首尾」串聯設置、「面對面」串聯、「背靠背」串聯設置或並排/並聯設置構成複合型或「軸向磁場+徑向磁場」組合型可控磁路磁動機組件,複合型或「軸向磁場+徑向磁場」可控磁路磁動機組件與相適配的附件一起構成複合型可控磁路永磁動力裝置或「軸向磁場+徑向磁場」組合型可控磁路永磁動力裝置。
14.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,旁路鐵芯驅動組件有六種傳動結構供適配選用,其一是分布式直驅式旁路鐵芯驅動組件,即每個驅動軸(142)均設置旋轉式直驅微型伺服驅動裝置(141)或直線式直驅微型伺服驅動裝置(241),其二是分布式間接驅動式旁路鐵芯驅動組件,即每個驅動軸(542)均配置微型伺服驅動裝置(541),驅動軸(542)與微型伺服驅動裝置(541)軸之間由齒輪組/齒輪畐O、蝸輪蝸杆副或者變向/變速/變矩器(546)聯接,對於分布式旁路鐵芯驅動組件,驅動控制器依圓周間歇、分時、循環或編程操控伺服驅動裝置(541)工作,可控磁路永磁定子產生旋轉磁場,其三是集中式間接驅動式旁路鐵芯驅動組件之一,即所有驅動軸均由同一個伺服驅動裝置驅動,驅動軸上分別設置驅動齒輪/傘齒輪,在驅動軸上設置盤形齒套/齒環,齒套/齒環上分別設有內齒弧/錐齒弧,內齒弧/錐齒弧與驅動齒輪/傘齒輪嚙合傳動,每段內齒弧/錐齒弧的齒數等於驅動齒輪/傘齒輪齒數的二分之一,使得每段驅動齒輪/傘齒輪每次使驅動齒輪/傘齒輪及其旁路鐵芯旋轉180°,操作永磁磁路旁路開關從「開」一「關」或從「關」一「開」功能,其四是集中式間接驅動式旁路鐵芯驅動組件之二,即所有驅動軸均由同一個伺服驅動裝置驅動,驅動軸上分別設置驅動齒輪,在伺服驅動裝置軸上設置盤形齒盤,盤形齒盤上設有兩段外齒弧,與驅動齒輪嚙合傳動,每段外齒弧的齒數等於驅動齒輪齒數的二分之一,使得每段外齒弧每次使驅動齒輪及其旁路鐵芯旋轉180°,操作永磁磁路旁路開關從「開」一「關」或從「關」一「開」功能,其五是集中式間接驅動式旁路鐵芯驅動組件之三,即所有驅動軸(342、344)均由同一個伺服驅動裝置(346)驅動,驅動軸上分別設置齒輪(341/343),在伺服驅動裝置(341)軸上設置組合齒盤(345),組合齒盤(345)上分別設有內齒弧(348/349),組合齒盤(345)內圓周上設置適配數量段的內齒弧(348/349)與齒輪(341/343)嚙合傳動,每段內齒弧(348/349)的齒數等於齒輪(341/343)齒數的二分之一,使得每段內齒弧(348/349)驅動齒輪(341/343)及其旁路鐵芯旋轉180°,操作永磁磁路旁路開關從「開」一「關」或從「關」一「開」功能,另外組合齒盤(345)上分別設置適配的外齒弧(346/347),並與齒輪(341/343)嚙合傳動,每段外齒弧(346/347)的齒數等於齒輪(341/343)齒數的二分之一,使得每段內齒弧(346/347)反向驅動齒輪(341/343)及其旁路鐵芯旋轉-180°,操作永磁磁路旁路開關從「關」一「開」或從「開」一「關」功能,對於集中式間接驅動式旁路鐵芯驅動組件,驅動控制器操控伺服驅動裝置做逆時針或順時針工作,可控磁路永磁定子產生旋轉磁場,其六是組合驅動式旁路鐵芯驅動組件,即利用上述五種方式中至少其中之二種方式進行組合構建旁路鐵芯驅動組件,達到產生特定旋轉磁場之功能,上述齒盤、齒圈或齒環上設置的齒弧段的段數、每段齒弧上的齒數根據電動機旋轉磁場構建原則、電機極數配置機理、永磁體數量及其組配結構、轉子額定轉速和功率大小設定,上述伺服驅動裝置中設置有同步定位/位置/位移傳感器,通過伺服驅動裝置驅動器對永磁體軸或永磁體組件的旋轉角度進行控制和定位,上述齒圈、齒盤或齒環上設置的齒弧的數量、每段齒弧之間的間隔距離以及每段齒弧的齒數分別根據永磁體組件的數量、永磁旋轉磁場/交變永磁旋轉磁場的磁路及磁通量變化技術要求適配確定,上述每個永磁體軸上或永磁體適配位置處與定子組件對應位置之間設置永磁體防誤轉制動裝置,防誤轉制動裝置的結構或為相互獨立分體式結構,或為組合一體化結構,由電磁製動鎖銷、彈簧鋼珠鎖銷、彈簧摩擦制動盤、電動離合裝置、磁力平衡制動裝置、摩擦套/摩擦盤/摩擦片裝置或電動剎車裝置集成安裝而成,或由驅動軸上分別設置的微型伺服驅動裝置本身提供制動扭矩,上述伺服驅動裝置為伺服電動機、伺服氣動裝置、伺服液力驅動裝置或內燃機動力裝置,並適配對應的驅動控制器,所述的轉子電樞包括四種結構形式即鼠籠式電樞、鍋箅式電樞、繞線式電樞和金屬導體式電樞供適配選用,供適配選用或集成製作/裝配,驅動控制器主要由電源及其備電模塊、工作模式設定/命令輸入/操作模塊、相位/時序/調製/轉速信號發生模塊、功率放大模塊、控制模塊和電路保護模塊構成,電源模塊中根據需要設置備用電池組及其充電和電源管理子模塊,工作模式設定/命令輸入/操作模塊和控制模塊可集成為一體化模塊,根據需要選配工控機、PLC、智能嵌入式計算機/DSP/單片機、二次儀表、圖文顯示屏、鍵盤、模擬量I/O接口、數字量I/O接口、4-20mA輸入/輸出控制接口、485/232/工業總線或/和適配的標準遠程通訊接口,以便與DCS系統、轉子轉速和工作溫度傳感器接駁或集成,進而對轉子轉速和轉子輸出功率進行控制,或者對系統工作狀態包括轉子工作溫度、驅動控制器和/或上述各模塊的工作狀態進行監控。
15.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,定子端蓋、磁軛和定子本體的外側設置適配的通風路徑/和適配的散熱器/散熱片式外殼,所述轉子本體、電樞轉子和/或轉子軸上選擇設置風扇、軸向風道、徑向風道、徑向/軸向引風直槽、徑向/軸向引風螺旋槽、一體化鼠籠風葉導體條、一體化風葉福條、一體化鼠籠導電環/電樞風葉、一體化鍋篦風葉電樞、轉子上設置的網格化或蜂窩狀通風孔/風道、圓周風槽/凸筋/凹筋和/或中空通風軸,或者在轉子組件上製作設置旋轉熱導管的吸熱段,通過旋轉熱導管的輸送段把熱量引出到組件外部適當位置設置的旋轉熱導管冷卻段,該冷卻段上設置散熱片、散熱器或風葉,或者在定子或/和轉子上設置冷媒冷卻裝置,冷媒冷卻裝置有七種結構形式供適配選用,其一種是閉路管道/管路式冷媒冷卻裝置或內冷媒冷卻裝置,其二種是帶噴嘴/噴口的開路管道/管路式冷媒冷卻裝置或組合冷媒冷卻裝置,其三種是噴淋/直吹式冷媒冷卻裝置,其四種是浸沒式冷媒冷卻裝置,其五種是分布式冷媒單元自主微循環熱傳導/旋轉熱管結構的冷媒冷卻裝置,其六種是在系統密封殼體中設置直接噴式冷媒冷卻裝置,其七種是上述六種結構形式的複合/組合式冷媒冷卻裝置,閉路管道/管路式冷媒冷卻裝置由冷媒輸入旋轉密封組件、冷媒輸入分配器、冷卻管道/冷媒冷卻器/冷卻腔、冷媒輸出匯集器、冷媒輸出旋轉密封組件及其冷卻支架構成,冷媒輸入旋轉密封組件和冷媒輸出旋轉密封組件的功能結構相同,統稱為冷媒輸入/輸出旋轉密封組件,它有三種結構形式供選用,第一種是三端密封兩密封腔式的一體化集裝結構,第二種是採用兩個兩端密封單密封腔式的組合結構,其中一個密封腔用作冷媒輸入密封腔,另一個密封腔用作冷媒輸出密封腔,第三種是採用一個兩端密封單密封腔結構,用作冷媒輸入密封腔,這種結構不設冷媒輸出密封腔,冷媒輸入密封腔上設置有至少一路冷媒輸入口,冷媒輸入口通過管道接駁冷媒供給裝置的冷媒輸出口,冷媒輸出密封腔上設置有冷媒輸出口,冷媒輸出口通過管道接駁冷媒供給裝置的冷媒循環輸入口或冷媒回收系統,冷媒輸入分配器設置有與冷媒輸入旋轉密封組件的冷媒輸入密封腔相適配的冷媒輸入分配腔和至少一個冷媒分配出口,冷媒輸出匯集器設置有與冷媒輸出旋轉密封組件的冷媒輸出密封腔相適配的冷媒輸出匯集腔和至少一個冷媒匯集出口,冷媒輸入分配器和冷媒輸出匯集器的功能結構相同,統稱為冷媒分配/匯集器,並與冷媒輸入/輸出旋轉密封組件相適配,二者根據所設置的位置、空間和具體技術需求設置成分體式結構、一體化式或一體化集裝式結構,冷卻管道/冷媒冷卻器/冷卻腔設置有冷媒進口和冷媒出口,冷媒輸入/輸出旋轉密封組件與冷媒分配/匯集器以對接或軸向套裝的方式適配組裝,使得冷媒輸入/輸出旋轉密封組件的冷媒輸入密封腔與冷媒分配/匯集器的冷媒輸入分配腔相匹配,冷媒輸入/輸出旋轉密封組件的冷媒輸出密封腔與冷媒輸出匯集腔相匹配,冷媒分配/匯集器的冷媒分配口對接冷卻管道/冷媒冷卻器/冷卻腔的冷媒進口,冷媒分配/匯集器的冷媒匯集出口對接冷卻管道/冷媒冷卻器/冷卻腔的冷媒出口,以形成旋轉密封的冷媒流通管路,冷媒分配/匯集器設置在轉子軸上的適配位置,冷媒輸入/輸出旋轉密封組件通過其法蘭或其密封本體安裝到冷卻支架上,上述的開路管道/管路冷媒冷卻裝置由冷媒輸入旋轉密封組件、冷媒輸入分配器、至少一副設置有噴口的冷卻管道/冷媒冷卻器/冷卻腔構成,根據冷媒物理特性在適當位置設置冷媒輸出收集裝置,上述的噴淋/直吹式冷媒冷卻裝置有兩種技術方案,其一是冷卻支架上固定冷媒輸入管道,在靠近系統發熱部件適當位置的冷媒輸入管道上設置至少一個冷媒噴嘴/噴頭,冷媒噴嘴/噴頭對系統中發熱的部件進行直接開放地噴淋冷媒或直吹冷媒以便降溫、而不對冷媒進行集中回收的技術方案,其二是在系統發熱部件或組件的外部設置密封殼體/腔體,冷媒輸入管道置入密封殼體/腔體並設置至少一個冷媒噴嘴/噴頭,上述的浸沒式冷媒冷卻裝置是在系統發熱部件或組件的外部設置密封殼體/腔體,冷媒輸入管道置入密封殼體/腔體,發熱部件或組件與密封殼體/腔體之間形成密封的冷媒腔室,冷媒腔室中充滿冷媒,使發熱部件或組件的一部分或全部浸沒到冷媒中達到冷卻之目的,密封殼體/腔體上的適當位置設置冷媒輸出/回收管道或組件,上述的冷媒輸入/輸出旋轉密封組件由密封本體和至少一副形成密封腔的核心密封組件構成,根據需求設置成分體式、一體化式、半集裝式、集裝式、半剖式或全剖式結構,核心密封組件裝配於密封本體中,核心密封組件有六種供選用,一是由至少一級填料密封組件構成,二是由至少一級機械密封組件構成,三是由至少一級動力密封和停車密封組件構成,四是由至少一級無軸封密封組件構成,五是非接觸軸端密封、幹氣密封、石墨/碳環密封或開槽密封,六是由前述五種密封結構中的至少兩種進行同端複合、串聯或不同端組合構成,其中,填料密封可選用單/雙/多端面或/和單/雙/多層設計方案的盤根類軟填料密封、膨脹石墨填料密封、多級分瓣石墨環密封和碗式填料密封四種密封的至少其中之一種,機械密封可選用單/雙/多端面或/和單/雙/多層設計方案的橡膠環式密封、填料函式密封、彈簧片式密封、柱彈簧式密封、凸凹槽式密封、迷宮槽式密封、骨架式密封、帶軸套的或無軸套的唇式密封、有唇防塵滑架式密封、金屬波紋管式密封、彈簧式密封和平衡/非平衡式密封十二種密封至少其中之一種,動力密封可選用單/雙/多端面或/和單/雙/多層設計方案的副葉輪動力密封或背葉片密封配合停車密封構成,無軸封密封可選用單/雙/多端面或/和單/雙/多層設計方案的隔膜式密封、屏蔽式密封、磁力傳動式密封、磁流體密封、螺旋密封、迷宮螺旋密封、噴射密封、浮動環密封八種密封的至少其中之一種,非接觸軸端密封可選用幹運轉氣體密封,上述六種核心密封組件可根據具體密封部位的轉速、冷媒壓力、冷媒的具體物理和化學特性、縫隙圓周直徑和安裝空間、密封性能指標、裝配或維修便利要求及系統性價比進行選擇設置,冷卻管道/冷媒冷卻器/冷卻腔均布設置在轉子或/和定子上,或者冷媒管道由繞線式電樞轉子上的中空繞線自身或生熱部件上設置的冷媒路徑構建而成,以便使發熱的金屬導體部件、鍋箅電樞部件、鼠籠電樞部件、繞組電樞部件、轉子本體、定子本體、定子磁軛、永磁體組或受到強烈熱輻射而發熱部件以及由於旋轉摩擦而發熱的軸承系統得到冷卻,冷卻管道/冷媒冷卻器/冷卻腔布設置有三種技術方案,其一是由至少一組冷媒管道首尾相連均布在上述發熱部件,其二是由至少兩組冷媒管道並列均布在上述發熱部件,其三是上述兩種方案的複合布設方案,冷媒管道的形狀有直線形、螺旋形、曲線形、環形、空腔形或組合對接幾何形,冷媒管道布設方式有五種,一種是盤旋或圓環狀布設,另一種是平行直線或角度射線狀布設,第三種是圓周或平面多層冷媒管道布設,每層之間、層與層之間或相鄰的冷媒管道之間首尾或進出口相連構成冷媒流通管路,第四種冷媒管道布設方式是進/出冷媒管道呈交錯布設,遠端一一對應連通或環槽集中互通,第五種冷媒管道布設方式是上述四種布設方式的組合或複合結構方式,以便構成冷卻冷媒流通通道或路徑達到冷卻之目的,上述冷媒供給裝置為自來水管道及其自來水過濾器、冷水機/冷卻裝置及其過濾器、冷風機及其空氣過濾器或除溼器、壓縮空氣管道、空氣壓縮機、冷油機及適配冷媒機中的其中之一種或者為它們的組合裝置;風冷和冷媒冷卻組合/複合裝置由上述風冷裝置和冷媒冷卻裝置各自至少之一種技術結構通過適配選擇、組合/複合構建而成,設置到系統相應部件或組件上,冷媒介質或冷媒指的是壓縮空氣、二氧化氮氣體、冷卻水、冷卻油、工業冷卻液等有機或無機並對耦合磁場無影響、對工件無腐蝕的冷卻流體介質。
16.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,設置有至少一套適配的用於對系統中的軸承和滑動部件進行潤滑的潤滑裝置,有以下四種技術方案可依據具體技術要求選配設置,其一是採用手動油槍/油泵或自動潤滑泵,通過油嘴、軸承套/座上的徑向/軸向油路、空心軸油路、軸上徑向孔油路或/和潤滑油分油器及其相應分支油路和出油嘴對旋轉和滑動部件定期進行接觸式或非接觸式注油,起到在線潤滑目的,其二是在系統中有磨損部位或部件位置設置油路及其注油嘴或潤滑油杯,以便實時潤滑和添加機油或油脂,其三是在支撐軸承適當位置設置箱式軸承支架結構的潤滑油箱或帶腔式軸承支架結構的潤滑油腔/箱,其四是根據實際位置、空間和潤滑需求組合或複合選配上述三種潤滑方案中的其中至少之兩種構成潤滑裝置。
17.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,可控磁路永磁動力裝置的轉子軸上的一段軸加長,其上安裝發電機的轉子,並適配集成發電機的定子到可控磁路永磁動力裝置的相適配位置,該發電機的電力輸出端子與可控磁路永磁動力裝置的驅動控制器及其備用電池組件的電源輸入端子相接駁,可控磁路永磁動力裝置的一端軸申通過聯軸器與負載軸相聯,驅動負載工作。
18.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的可控磁路永磁動力裝置,其特徵是,對上述可控磁路永磁定子和轉子進行類似於直線電機結構方式地直線結構展開,形成可控磁路直線移動/交變永磁磁場,構建成直線式可控磁路永磁動力裝置。
【文檔編號】H02N11/00GK204103802SQ201420068377
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年2月18日 優先權日:2014年2月18日
【發明者】王忠勇, 餘增濤, 高志宏, 林英楠, 其他發明人請求不公開姓名 申請人:林英楠

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