[发明专利]一种电能变换系统及其控制方法

权利要求书

1.一种电能变换系统，其特征在于，包括励磁体(1)、电动装置(2)、磁矩轮(3)、发电机(4)和电源装置；所述磁矩轮(3)环绕轮圈(3b)同N/S极向间隔排布至少4个转磁体(3c)，且磁矩轮的转轴(3a)与发电机的转轴(4a)同轴心固连或通过变速装置传动；励磁体(1)面向磁矩轮(3)的磁极性与转磁体(3c)面向磁矩轮(3)外缘的磁极性相反；所述的发电机(4)为旋转式；所述的励磁体(1)、磁矩轮(3)设置至少1个；

电动装置(2)包括位置传感器和控制模块，其电源控制端与电源装置连接；位置传感器安装在靠近磁矩轮(3)的固定部位，其信号输出端连接控制模块的工作逻辑信号输入端；电动装置(2)与励磁体(1)机械固连并和磁矩轮(3)相邻设置；

当磁矩轮旋转时，由所述位置传感器获取转磁体(3c)时序旋转的相对位置信号，控制模块根据该位置信号以及设定的工作逻辑控制电动装置(2)位移，使励磁体(1)分别位于与磁矩轮(3)的最小间隙(5)或远离磁矩轮(3)，通过励磁体(1)和转磁体(3c)的周期性反磁极相吸作用使磁矩轮(3)获得转矩，从而驱动发电机(4)旋转发电实现所述的电能变换。

2.根据权利要求1所述的电能变换系统，其特征在于，所述励磁体(1)位于与磁矩轮(3)的最小间隙(5)为励磁体(1)和转磁体(3c)二者之间的间距不超过40mm。

3.根据权利要求1所述的电能变换系统，其特征在于，所述的磁矩轮(3)由2层以上环形的不同材料构成。

4.根据权利要求1所述的电能变换系统，其特征在于，所述的励磁体(1)和电动装置(2)一体化设计。

5.根据权利要求1所述的电能变换系统，其特征在于，所述的电能变换系统还包括整流装置；整流装置的电源输入端连接发电机(4)的电源输出端，其电源输出端为放电负载提供直流电能。

6.根据权利要求1所述的电能变换系统，其特征在于，所述的电源装置包括一次电池装置或/和市网电源装置、将热动力机械能变换为电能的电源装置，以及储能装置；所述的储能装置包括二次电池或/和电力驱动的机械能储存装置。

7.根据权利要求1或6所述的电能变换系统，其特征在于，所述的电源装置还包括：充电装置；充电装置包括第一电源输入端、第一电源输出端和逻辑控制装置，第一电源输入端连接发电机(4)的电源输出端，第一电源输出端连接储能装置的电源端或/和电动装置(2)的电源控制端，其逻辑控制装置的信号输入端连接发电机(4)的电源输出端、整流装置的电源输出端或/和储能装置的电源端。

8.根据权利要求6所述的电能变换系统，其特征在于，所述的储能装置还包括：电能补充装置；电能补充装置包括将风能、太阳能变换为电能的装置，以及市网电源装置；电能补充装置的电源输出端连接储能装置的电源端。

9.基于权利要求1～8任一所述的电能变换系统的控制方法，该方法包括：所述励磁体(1)位于与磁矩轮(3)的最小间隙(5)，控制在转磁体(3c)在时序旋转中趋近基准法线(10)至与基准法线(10)重合的时间段内；所述励磁体(1)远离磁矩轮(3)，控制在转磁体(3c)越过基准法线(10)至趋近基准法线(10)的时间段内；其中，所述的基准法线(10)，根据励磁体(1)位于最小间隙(5)时的磁源位置与磁矩轮(3)的转轴(3a)而确定；所述的时序旋转根据磁矩轮(3)的旋转方向而定义；所述的转磁体(3c)为磁矩轮(3)的轮圈(3b)上设置的任一个转磁体。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述转磁体(3c)在时序旋转中趋近基准法线(10)，位于θ为90度角的状态时刻；所述的θ为励磁体(1)与转磁体(3c)相邻发生磁吸力的方向与法向分力方向形成的动态夹角。