[发明专利]圆筒式直线磁齿轮复合永磁电机

权利要求书

1.圆筒式直线磁齿轮复合永磁电机，包括一个无刷直流直线电机和一个直线磁力齿轮，其特征在于：该复合永磁电机具有双机械端口，呈三层气隙结构，包括主电枢绕组和辅助阻尼绕组，能够实现机电能量的双向传递；所述的无刷直流直线电机和直线磁力齿轮均采用圆筒式结构同轴集成，即由构成磁力齿轮的低速动子（17）和内定子（14）与构成无刷直流直线电机的高速动子（5）和外定子（6）构成双定子双动子结构。

2.根据权利要求1所述的圆筒式直线磁齿轮复合永磁电机，其特征在于所述低速动子（17）引出低速侧动子连杆（23）；所述高速动子（5）引出高速侧动子连杆（24）；所述内定子（14）是由高导磁材料和非导磁材料交替组成的一种具有磁场调制作用的调磁定子，且调磁定子必须处于高、低速动子之间；所述的低速动子（17）由内层铁心（19）和P1对极低速动子永磁体（18）组成，且相邻永磁体极性相反；所述的高速动子（5）具有双层永磁体结构特征，由高速动子外层永磁体（8）、高速动子外层铁心（9）、阻尼绕组（10）、不锈钢隔磁圆筒（11）、高速动子内层铁心（12）和高速动子内层永磁体（13）组成，高速动子外层永磁体（8）和高速动子内层永磁体（13）均由P2对极永磁体组成，P1> P2，且相邻永磁体极性相反；所述的调磁定子由Ns块铁心和Ns块非导磁材料交替组成，且Ns=P1+P2；高、低速动子的变速比K为两个动子的磁极对数之比，即K=P1/P2。

3. 根据权利要求1所述的圆筒式直线磁齿轮复合永磁电机，其特征在于所述的高速动子外层永磁体（8）、高速动子内层永磁体（13）、低速动子永磁体（18）均采用准Halbach阵列充磁方式，且高速动子外层永磁体（8）和高速动子内层永磁体（13）的磁路相互屏蔽，互不影响。

4. 根据权利要求2所述的圆筒式直线磁齿轮复合永磁电机，包括两套绕组，其特征在于所述的高速动子外层铁心（9）上嵌入阻尼绕组（10），作为辅助绕组；在外定子（6）上布置电枢绕组（7），作为主绕组。

5.根据权利要求2所述的圆筒式直线磁齿轮复合永磁电机，当作为电动机工作时，能够省去高速侧动子连杆（24），在电枢绕组（7）通入三相交流电，受电磁力的作用，高速动子（5）产生直线运动，通过内定子（14）的磁场调制作用，低速动子（17）也产生直线运动，低速侧动子连杆（23）实现低速大推力输出；当作为发电机工作时，外部原动机通过低速侧动子连杆（23）推动低速动子（17）直线运动，通过内定子（14）的磁场调制作用，高速侧动子随之运动，从而在电枢绕组中产生感应电势，给负载供电或通过变流装置实现并网运行。