[发明专利]固态变压器复合圆筒形直线发电机的再生减震器

权利要求书

1.一种固态变压器复合圆筒形直线发电机的再生减震器，其特征在于：该减震器包括一体化电机/变压器(1)、PWM整流器(2)、固态变压器(3)和蓄电池(5)；

一体化电机/变压器(1)由单相高频变压器(6)和单相圆筒型永磁直线发电机(7)组成；单相高频变压器(6)还作为固态变压器(3)的一部分与多个IGBT开关(4)构成固态变压器(3)；

一体化电机/变压器(1)中的单相圆筒型永磁直线发电机(7)的输出连接PWM整流器(2)，PWM整流器(2)连接固态变压器(3),固态变压器(3)连接蓄电池(5)；

单相圆筒型永磁直线发电机(7)由电机线圈(11)、次级轴(12)、多个永磁体(13)和多个铁极(14)构成；单相高频变压器(6)由铁心(8)、多个初级线圈(9)和多个次级线圈(10)组成；

次级轴(12)穿过铁心(8)中心的轴向通孔且能沿着该通孔相对于铁心(8)做轴向移动；电机线圈(11)沿周向布置在铁心(8)的壁内，一个初级线圈(9)和一个次级线圈(10)相互靠近设置为一组线圈组，沿铁心(8)的轴向布置多组线圈组；

永磁体(13)和铁极(14)交替套在次级轴(12)上，相邻永磁体(13)的充磁方向相异，它们共同组成了发电机的运动部件；

单相圆筒型永磁直线发电机(7)的运动部件随着车辆悬架振动输出频率和幅值都是时变的交流电；该交流电经PWM整流器(2)整流后输出直流电压；经过控制八个IGBT开关(4)的通断状态，同时经过高频变压器(6)的能量隔离传输，将PWM整流器(2)输出的直流电压变成更高或更低的直流电压，给蓄电池(5)充电，通过控制充电功率的大小和单相圆筒型永磁直线发电机(7)电流的大小，实现能量回收和电磁阻尼减震；

通有电流的初级线圈(9)和次级线圈(10)在铁心(8)中产生的变压器磁力线(17)沿铁心(8)的周向分布；通有电流的电机线圈(11)在铁心(8)中产生的电机磁力线(18)为径向-轴向的闭合曲线；变压器磁力线(17)与电机磁力线(18)垂直正交。

2.根据权利要求1所述的固态变压器复合圆筒形直线发电机的再生减震器，其特征在于：铁心(8)的壁上开设多个周向槽(15)和多个轴向槽(16)；周向槽(15)中嵌有电机线圈(11),周向槽(15)的开口开在铁心(8)的内壁；轴向槽(16)中嵌有初级线圈(9)和次级线圈(10)；铁心(8)的材料为高频损耗小、导磁性能良好的材料。

3.根据权利要求2所述的固态变压器复合圆筒形直线发电机的再生减震器，其特征在于：铁心(8)的材料选择软磁复合材料(SMC)，或非晶合金、或纳米晶等材料。

4.根据权利要求1或2所述的固态变压器复合圆筒形直线发电机的再生减震器，其特征在于：所述的初级线圈(9)、次级线圈(10)和电机线圈(11)由多匝电磁线绕制而成；初级线圈(9)和次级线圈(10)都与电机线圈(11)垂直，初级线圈(9)和次级线圈(10)套住电机线圈(11)。

5.根据权利要求1或2所述的固态变压器复合圆筒形直线发电机的再生减震器，其特征在于：初级线圈(9)与次级线圈(10)的数量相同，均为n；电机线圈(11)与周向槽(15)的数量相同，为Z；当n能被数a整除时，有b＝n/a，则n个初级线圈(9)或n个次级线圈(10)可以连接成b串a并结构，按照b串a并规则联结的n个初级线圈(9)和n个次级线圈(10)分别组成了单相高频变压器(6)的初级绕组(19)和次级绕组(20)，初级绕组(19)和次级绕组(20)中的a、b取值相同或不同；同理，Z个电机线圈(11)也按如此规则处理联结，构成单相圆筒型永磁直线发电机(7)的电枢绕组(21)。