[发明专利]分体式铁心结构直线启动发电机及其驱动控制系统

权利要求书

1.分体式铁心结构直线启动发电机，它包括初级、次级、气隙和动子支撑板簧；次级包括永磁体(1)和轴筒(2)；初级包括电枢(3)和机壳(4)；电枢(3)包括电枢铁心(5)和电枢绕组(6)；其特征在于电枢铁心(5)包括1个铁心筒(51)、i+1个圆环形铁心环(52)和i个铁心间隔环(53)，其中，i为正整数；i+1个圆环形铁心环(52)与i个铁心间隔环(53)沿轴向依次间隔排列在铁心筒(51)内，铁心筒(51)的内径等于圆环形铁心环(52)的外径和铁心间隔环(53)的外径，圆环形铁心环(52)的内径大于铁心间隔环(53)的内径，圆环形铁心环(52)的外表面和铁心间隔环(53)的外表面紧密贴合在铁心筒(51)的内表面；电枢绕组(6)由i个圆环形线圈(6-1)串联而成，每个圆环形线圈(6-1)嵌放于圆环形铁心环(52)与铁心间隔环(53)构成的凹槽内，每相邻两个圆环形线圈(6-1)的绕向相反；圆环形铁心环(52)与铁心间隔环(53)轴向厚度之和L_a＝τ_p～1.25τ_p；相邻的两个圆环形铁心环(52)中心线之间的距离τ_t与永磁体(1)极距τ_p之间满足关系：τ_t＝τ_p。

2.根据权利要求1所述的分体式铁心结构直线启动发电机，其特征在于铁心间隔环(53)的内径等于圆环形线圈(6-1)的外径。

3.根据权利要求1所述的分体式铁心结构直线启动发电机，其特征在于永磁体(1)为圆环形径向充磁永磁体(11)，圆环形径向充磁永磁体(11)沿轴向方向依次套于轴筒(2)上，每相邻的两个圆环形径向充磁永磁体(11)的充磁方向相反。

4.根据权利要求1所述的分体式铁心结构直线启动发电机，其特征在于永磁体(1)为圆环形径向充磁永磁体(11)和圆环形轴向充磁永磁体(12)，圆环形径向充磁永磁体(11)与圆环形轴向充磁永磁体(12)沿轴向方向依次相间套于轴筒(2)上，每相邻两个圆环形径向充磁永磁体(11)的充磁方向相反；每相邻两个圆环形轴向充磁永磁体(12)的充磁方向相反，并且与上表面为N极的圆环形径向充磁永磁体(11)相邻的两个圆环形轴向充磁永磁体(12)的充磁方向均指向所述圆环形径向充磁永磁体(11)；与上表面为S极的圆环形径向充磁永磁体(11)相邻的两个圆环形轴向充磁永磁体(12)的充磁方向均为背向所述圆环形径向充磁永磁体(11)。

5.根据权利要求1所述的分体式铁心结构直线启动发电机，其特征在于次级还包括圆环形导磁轭(7)，永磁体(1)为圆环形轴向充磁永磁体(12)，圆环形轴向充磁永磁体(12)沿轴向方向依次套于轴筒(2)上，每相邻两个圆环形轴向充磁永磁体(12)的充磁方向相反，每相邻两个圆环形轴向充磁永磁体(12)之间轴筒(2)上还套有圆环形导磁轭(7)。

6.根据权利要求1所述的分体式铁心结构直线启动发电机，其特征在于次级还包括j+1个圆环形导磁轭(7)和j个隔磁环(8)，其中j为正整数；j+1个圆环形导磁轭(7)和j个隔磁环(8)沿轴向方向依次相间套于轴筒(2)上，永磁体(1)为瓦片形永磁体或平板形永磁体，瓦片形永磁体为径向充磁，平板形永磁体为沿厚度方向水平充磁，所述的瓦片形永磁体或平板形永磁体沿轴向嵌入圆环形导磁轭(7)的轴向槽(9)中，沿圆周方向相邻的两个永磁体(1)的充磁方向相反，即同为径向向内充磁或同为径向向外充磁；沿轴向方向相邻的两个永磁体(1)的充磁方向相反。

7.根据权利要求1所述的分体式铁心结构直线启动发电机，其特征在于动子支撑板簧的弹性系数K_t、动子总质量m_t与动子往复运动频率f_e之间满足关系

8.权利要求1所述的分体式铁心结构直线启动发电机的驱动控制系统，其特征在于它由分体式铁心结构直线启动发电机、功率变换器和系统控制器组成；系统控制器的控制端连接功率变换器的受控端，功率变换器的输出端连接分体式铁心结构直线启动发电机的启动端。

9.根据权利要求8所述的分体式铁心结构直线启动发电机的驱动控制系统，其特征在于功率变换器为H桥变换器或电容分压半桥变换器。