CN101399445B

CN101399445B - 用磁齿轮传动机械发电

Info

Publication number: CN101399445B
Application number: CN2008101684597A
Authority: CN
Inventors: J·马里; M·-W·瓦萨克; S·施拉姆
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2007-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2028-09-26
Also published as: US8044527B2; EP2043254A2; US20090079191A1; CN101399445A; EP2043254A3

Abstract

一种发电系统(10)包括：原动机(12)；耦合到该原动机(12)的电力机械(14)，这种电力机械(14)构造成用于将机械功率变换成电功率，这种电力机械(14)具有小于或等于0.7的功率因数；耦合到该电力机械(14)的无功功率供应组件(16)，该无功功率供应组件(16)构造成向该电力机械(14)提供无功功率；以及功率电子变换器(18)，这种功率电子变换器(18)耦合到该无功功率供应组件，这种功率电子变换器(18)构造成用于将功率从该电力机械(14)传递到网络(20)。

Description

用磁齿轮传动机械发电

技术领域

本发明总体上涉及发电，尤其涉及包括磁齿轮传动机械的发电系统。

背景技术

电力机械如电动机和发电机通常在高速时比在低速时产生更多的功率。为了将高速旋转电力机械改装成高转矩低速机械元器件(如在发电机情形中的原动机(prime mover)或电动机情形中的负载)，通常选择机械齿轮传动箱，因为用于速度/转矩转换的使高速电力机械与机械齿轮传动的耦合的成本低于低速电力机械的成本。机械齿轮传动在如噪声、振动、可靠性和维护方面具有某些内在的缺陷。

磁齿轮并不要求输入轴与输出轴之间的物理接触，但传统上在业内很少受到关注，因为设计复杂且在转矩密度方面受限。例如，布置在直齿轮构造(spur configuration)中的磁齿轮组件仅产生实际上有助于在任何指定时间的转矩转换的位于齿轮上的永磁体的少量摩擦。

在共同转让的US20070186692中，一种机械包括可移动转子、定子和磁通量调制器，该可移动转子具有与之关联的第一磁场，该定子构造成其中具有多个静止的定子绕组，且该磁通量调制器插在该可移动转子和这些定子绕组之间。这种磁通量调制器构造成在与该可移动转子关联的该第一磁场与由多个静止定子绕组激发的第二磁场之间传递转矩。这些磁齿轮传动发电机(magnetically geared generator)能够在低速高转矩的条件下从原动机发电，且在发电时无需齿轮箱(gearbox)或速度适配器。不过，由于磁漏和磁耦合方面的问题，磁齿轮传动发电机具有比大多数常规的发电机高的电抗和低的感应电动势，并具有固有的低功率因数(例如，低于0.7或甚至更低，通常在0.2至0.5的范围内)。

往往希望有一种获得磁齿轮传动发电机的好处的技术性和有成本效率的方法，而克服前面所提及的功率因数方面的缺陷。

发明内容

在某些发电系统中，采用包括同步机械的发电机。同步机械具有高于磁齿轮传动机械的功率因数甚至是可以调节至大的值(如1.0)的功率因数，如在单独激发的场绕组的情形中。这些同步机械系统可要求网络(grid)侧上的功率调节。例如，在US6943462中，将一种电容器组用于将电容电流传递到直接驱动的发电机定子中(且该电容电流产生发电机的激励功率的一部分)并向位于发电机下游的整流器提供谐波功率。例如，在US6924627中，将一种补偿器件描述为通过调节功率相位、振幅或频率调节提供给消费者(网络)的无功功率。将这种补偿器件描述为包括变流器和电压或电流传感器，并且描述为对这种补偿器件进行调节以产生之后提供给该网络的电容无功功率。这些系统并不提供磁齿轮传动发电机系统的低速高转矩运行优点。

相反，根据本发明的一个实施例，一种发电系统包括：原动机、耦合到该原动机的电力机械、耦合到该电力机械的无功功率供应组件以及功率电子变换器，这种功率电子变换器在一侧耦合到该无功功率供应组件和该电力机械，且在另一侧耦合到网络。这种电力机械构造成用于将机械功率变换成电功率并具有小于或等于0.7的功率因数。该无功功率供应组件构造成向该电力机械提供无功功率。这种功率电子变换器构造成用于将功率从该电力机械传递到网络。

根据本发明的另一个实施例，一种发电系统包括：风力驱动涡轮机；耦合到该风力驱动涡轮机的磁齿轮传动发电机；无功功率供应组件，该无功功率供应组件耦合到该磁齿轮传动发电机并构造成向该电力机械提供无功功率；以及功率电子变换器，这种功率电子变换器耦合到该无功功率供应组件并构造成用于将功率从该磁齿轮传动发电机传递到网络。

根据本发明的再一个实施例，一种发电系统包括：原动机、耦合到该原动机的磁齿轮传动发电机、以及功率电子变换器，这种功率电子变换器构造成用于将有功功率从该磁齿轮传动发电机传递到网络并用于向该磁齿轮传动发电机提供无功功率。

附图说明

在参考附图阅读下面的详细描述时就会更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点，在这些图中，相同的符号在整个的这些图中表示相同的部分，在这些图中：

图1是根据本发明的一个实施例的发电系统的单线框图。

图2是可用在图1的实施例中的定子和转子的局部框图。

图3是用于几种不同类型的机械的转矩密度曲线的模拟曲线图。

图4至图5是表示用于图1的实施例中的几种无功功率供应组件的框图。

图6至图8是表示用于图1的实施例中的功率电子变换器几种选择的电路图。

图9是磁齿轮传动机械的简化等效电路图。

图10示出了用于说明线性和非线性条件下的常规风力功率曲线的有功功率中的变化以及最大变换器视在功率和每单位速度的模拟曲线图。

图11是根据本发明的另一个实施例的发电系统的框图。

图12至图14是用在图1的实施例中的示范性电容器构造的电路图。

具体实施方式

图1是根据本发明的一个实施例的发电系统10的单线框图。功率系统10包括原动机12、耦合到该原动机12的电力机械14、耦合到该电力机械14的无功功率供应组件16以及功率电子变换器18，这种功率电子变换器18耦合到该无功功率供应组件并构造成用于将功率从该电力机械传递到网络20。电力机械14构造成用于在以发电模式运行的实施例(例如，风力或水力涡轮机系统)中将机械功率变换成电功率，或者在以电机驱动模式运行的实施例(例如，船只推进系统)中将电功率变换成机械功率。电力机械14通常具有小于或等于0.7的功率因数并且在一个实施例中包括磁齿轮传动机械，如在前面所提及的US20070186692中所描述的磁齿轮传动机械。无功功率供应组件16构造成向电力机械14提供无功功率。虽然实施例通常会包括三相线路，但为了说明，在本说明书中采用单线路。

在更具体的实施例中，电力机械14具有从0.2至0.5的范围内变化的功率因数。虽然可采用任何类型的低功率因数电力机械，但预期特别适于用在风力涡轮机12和水力涡轮机112(图4)实施例中的一种机械是这种磁齿轮传动机械。低功率因数机械的另一种示例是微调机械。

认为本说明书中所公开的实施例特别适用于原动机，机械能的可变源处于这些原动机中。例如，风力涡轮机经历风速的变化。这些系统通常在可变节距条件下运行以应对变化中的风速；不过，仍导致旋转速度中的变化。虽然在图1中参考了磁齿轮传动发电机，但所公开的这些概念同样也适用于电动机实施例。

图2是可用在图1的实施例中的定子和转子的局部框图。正如前面所讨论的那样，前面所提及的US20070186692中描述了磁齿轮传动发电机的一个示例，在这种磁齿轮传动发电机中，多相AC发电机包括多极永磁体转子52、磁通量调节器54和定子绕组56。转子52包括芯60和永磁体62，芯60通常是叠片芯。转子52构造成用于与发电机轴(未示出)同步旋转并在单圆柱形气隙58内提供主要旋转磁通量。磁通量调节器54包括空间周期性静态铁磁结构，这种结构带有散布在转子52与定子64之间的元件。在一个实施例中，磁通量调节器54由以凸齿66的形式的定子叠层的一部分形成。定子绕组56可以是任何适当的类型，定子绕组56的示例包括集中绕组或分布绕组布置。这些定子绕组的极对数量不同于转子极对的数量并可通过将转子的极对数量从磁通量调节器的元件(图2中的齿66)的数量中减去进行计算。在一个实施例中，将这些定子相位分成多个组，每组三个定子相位，且这些定子相位具有外部终端连接。

图3是用于几种不同类型机械的转矩密度题名曲线的模拟曲线图，这些机械示为IM(感应机械)、SM(同步机械)、PM(常规的永磁体机械)和MGG(磁齿轮传动机械)。该曲线图假设采用现有技术中的设计技术并包括冷却实施方式和常规的铁磁材料选择。这些IM、SM和PM线从公开的文献数据产生，且该MGG线由本发明人通过模拟产生。

在L表示理想的定子长度(轴向有效钻孔长度)、M表示理想的输出转矩且D表示钻孔直径时，则将实现理想的转矩所要求的剪切应力σ计算如下：

σ = \frac{2 M}{π D^{2} L}

剪切应力还是磁通量密度的函数。例如，在常规的PM机械中，下面的等式可用于表示由磁通量的相互作用产生的剪切应力的特征：

σ = \frac{\sqrt{2} \cdot As \cdot k_{w 1} \cdot B_{gm 1}}{2}

其中：σ表示以kPa为单位的剪切应力，As表示以kA/m为单位的电流负载，B_gml表示以Tesla为单位的基本气隙通量密度谐波的峰值，且k_wl表示用于该基本谐波的电枢绕组因数。若峰值气隙通量密度B_g已知，则可计算B_gml(B_gml＝B_g×1.273)。

作为示例，对于B_g＝1T且电流负载为60kA/m的普通钢材料而言，合成剪切应力为53.8kPa。这种剪切应力表示，假定设计条件良好，这种机械所具有的用于产生转矩的权限。

对于磁齿轮传动机械而言，下面的等式可用于表示剪切应力的特征

σ = \frac{\sqrt{2} \cdot As \cdot k_{w} \cdot J \cdot B_{m}}{2},

式中：B_m是在这些插件处的磁通量密度，且J＝P_r/P_s是齿轮传动比。可直接看出，由于J可比1大很多，所以MGG有可能逐渐形成大得多的剪切应力(换言之，大得多的转矩密度)。在图3的结构中，当平均气隙直径D为2.4m、P_r＝130、P_s＝26时，得到的剪切应力为92kPa。

再参看图1，将无功功率供应组件16构造成提供克服与磁齿轮传动发电机关联的高电抗和低功率因数所要求的伏安激发。要提供的无功功率的大小与所涉及的能量数量和功率输送与返回速度有关。还可无源地或有源地提供另外的无功功率，在有源提供时成本较高。无源功率供应组件的一个示例是电容器组22。有源功率供应组件的示例包括如在下面所讨论的同步机械和功率电子变换器。

在一个实施例中，无功功率供应组件16包括电容器组22。在更具体的实施例中，电容器组22包括并联耦合的多个电容器。

在附加或替代实施例中，至少一个电容器耦合到机械14的至少一个相位连接。若有需要，可将多个电容器耦合在多个组中，且每个组耦合到机械14的各相位连接，这种相位连接有几种可供选择的构造72、74、76，为了举例目的，这些构造在图12至图14中示出。虽然示出了在各种相脚上的单电容器，但若有需要，可并联耦合多个电容器。

这些电容器24可经由电缆或母线13耦合到机械14，并且用每个相位与备选电抗(未示出)串联耦合。在将这些相位电容器与开关控制的变换器18结合时，变换器18的切换可用于避免通过这些功率电子变换器的闭环操作(例如，利用常规的电压感测和补偿技术)激发这种系统的电感与该电容之间的电共振频率。

若有需要，可使用不同类型的无功功率供应组件。两个示例包括另外的功率电子变换器28(在图4中示出)和同步机械26(在图5中示出)。在再一个实施例中，可用设计用于将有功功率从磁齿轮传动发电机传递到网络并向该磁齿轮传动发电机提供无功功率的方式，切换功率电子变换器18。这种变换器通常可能需要进行改装以对高于仅具有有功功率传递功能的变换器的电流进行处理。

在图1的实施例中，功率电子变换器18包括AC至DC变换器30并用任何适当的技术进行控制。在一个控制实施例中，在变换器30的机械侧，相对于在网络侧的DC电压向量对AC输出电压向量的位置进行控制。另一种变换器如DC至AC变换器31可用于通过任何适当的元器件在变换器18向网络20提供功率之前变换来自变换器18的功率，这些适当的元器件如变压器33和滤波器(未示出)。

图6至图8是表示几种功率电子变换器实施例的电路图。图6示出了开关控制的功率电子变换器34。在更具体的实施例中，变换器34将功率从机械14向网络20变换，而另外还控制穿过机械14的电流(在图1中示出)。在使用磁齿轮传动机械时，开关控制的实施例特别有用，因为切换允许强制换向(这种强制换向反过来允许更有成本效率的操作)。在一种强制换向模式中，将电压和电流向量主动定位于所有的象限中。在另一种特定强制换向模式中，定子电流仅具有正交轴分量。

在替代实施例中，这种功率电子变换器包括如图7所示的不受控二极管整流器36。作为再一种选择，在示于图8的实施例中，这种功率电子变换器包括AC至AC变换器32。

再参看图1，发电系统10还可包括防护组件38，这种防护组件38可包括下面所讨论的防护性元件中的一个或多个。在无功功率供应组件16包括电容器组22的一种实施例中，这种防护组件包括多个过压保护器40，这些过压保护器40与电容器组22的各电容器24并联耦合。在更具体的实施例中，这些过压保护器40包括变阻器。变阻器用在下面所讨论的各种类型的任何过流保护器跳闸并导致过压条件的情形中。

在另一种实施例中，防护组件38包括与无功功率供应组件16串联的过流保护器42。过流保护器42可包括如一个或多个熔断器、断路器、可控接触器或它们的组合。在使用多个过流保护器(未示出)的实施例中，这些过流保护器还可并联或串联耦合，以在终端电容器连接或连接发电机母线或电缆发生短路的情况下将这些电容器隔离。

在再一个实施例中，防护组件38包括与无功功率供应组件16并联的短路器44。短路器44可包括如串联耦合的闸流管46和电阻器48，并用于防止机械14与这些电容器24之间的瞬态振荡并增加所得到的电路在故障条件下的阻尼表现。

在再一个实施例中，发电系统10还包括串联电抗50，该串联电抗50耦合在该功率电子变换器与该短路器和该电力机械的公共耦合点39之间。在一个实施例中，相对于原动机12、机械14和无功功率供应组件16落塔(down tower)(意指在地面上或在支撑这种塔的平台(未示出)上)定位该串联电抗。串联电抗50可包括分立元件，或者可将该发电系统的电缆布线设计成提供适当的电抗。

在另一个实施例中，在发生故障的情况下，另外的过流保护器43与功率电子变换器18串联耦合。在再一个实施例中，这种变换器本身包括自防护部件(未示出)，以在过流情况下阻止半导体触发，这些自防护部件如电流传感器和控制器。在再一个实施例中，使用常规的防护措施，如螺距致动器(pitch-actuator)(未示出)。此外，可通过常规的技术监测和控制诸如相电流、输出电压、泄漏电流、电容器温度、转子轴位置和绕组温度这样的参数。作为另一个示例，在变换器18包括DC链路49的实施例中，可将制动斩波器45耦合到变换器18的DC链路49。制动斩波器45可用于从该DC链路吸收过多的能量。

图9是磁齿轮传动机械212的简化等效电路图。在堆栈长度为3米、额定功率为4兆瓦的实施例中，估计额定功率因数将会是0.29。在平均气隙直径增加时，剪切应力的包络随着齿轮比单调增加，而功率因数随着齿轮比下降。

在图9中，相位“a”中的定子电流Is以角度β领先有效磁电流Im，且关系由下面的等式示出：

{\overset{&OverBar;}{I}}_{s} = I_{s} e^{jβ} = \frac{1}{\sqrt{2}} (i_{d} + {ji}_{q}),

且反EMF(电动势)由下面的等式给出：

E_m＝jω_sL_mI_m

静态转矩表示为：

T = \frac{3}{2} p L_{m} I_{s} I_{m} \sin β,

其中：p表示机械极对的数量。对于给定的定子电流而言，在β＝π时将转矩大小最大化(领先90度)。

若功率电子装置单独提供所需的无功功率，则应将这种电子装置设定为以下总视在功率：

在该示例中，这种视在功率为4MW/0.29＝13.8MVAr(或者比实际上需要由这些变换器传递的有功功率大3.5倍)。

相反，更有成本效率的方案是使用来自这些电容器的无源VAr补偿(如图1所示)。利用等式

Q＝P·tanφ

就产生13.2MVAr的额定值。若所输送的功率和这些机械终端电压呈线性，则这种无源补偿有时对任意可变速度运行和发电构成难题。不过，风力发电所固有特定转矩速度曲线允许无源VAr补偿的有利设计。在风力涡轮机中，所俘获的平稳功率由下式给出：

P_{wind} = C_{p} (λ, β) \frac{1}{2} ρA v^{3}

式中：v是风速，A是转子扫掠面积，ρ是空气密度，且在该式中，无量纲转子功率系数C_p是尖速比λ＝ωR/v与叶片螺距角β的函数，并由16/27＝0.593(称为贝兹极限)的基本物理值设定上限。因此，传输至风力用途中的MGG的平稳转矩是在最大二次角速度ω处，且可利用这种磁齿轮传动发电机以无源VAr补偿实现这种发电系统的有利定尺。

在将直接驱动发电机用在常规的风力涡轮机系统中时，利用永磁体激发或利用单独的场激发，沿着气隙圆周的转矩密度相对较低，这样，机械尺寸和重量就不成比例地大。认为前面所公开的实施例特别适用于风力涡轮机应用，因为这种磁齿轮传动发电机具有高功率密度，而无需齿轮箱或机械速度适配器(因此，尺寸较小、质量较小且成本较低)。正如在前面所提及的US20070186692中所描述的那样，由磁齿轮传动机械所提供的转矩密度虑及了机械尺寸的极大降低，从而降低成本并减少质量。在加上所公开的这些实施例的无功功率供应组件的特征时，可减小低功率因数效应。

图10左侧的曲线图示出了与典型的风力发电机方案相比的利用速度线性产生功率的系统的发电(归一化为全功率)(2.x曲线)。对于风力发电机而言，右上图示出了穿过所有运行速度所要求的最大变换器视在功率，这种最大变换器视在功率作为该MGG的标称功率因数的函数。右下图示出了上部曲线的最大值在哪种每单位速度(称为标称全速)处发生。对于大于0.2的所有的功率因数而言，所要求的最大视在功率为1(按每单位)，且这种最大视在功率在速度为1(按每单位)处发生。正如可从这些曲线图中看出的那样，只要该MGG具有小于0.2的PF，则可将这些电容器经济地用于对风力涡轮机的整个运行范围进行补偿。

图11是根据本发明的另一个实施例的发电系统110的框图。虽然在前面对三相实施例进行了描述，但其它选择也适用。例如，图11是示出了多线程布置的框图，这种多线程布置具有用于总共六相的两个三相线程68和70。为了简单起见，用单个电容器124、224表示电容器组。若在一个变换器118或218出现故障的情形中需要冗余，或者若单变换器的额定功率太低，则这些实施例是有益的(且这些功率电子变换器因此而受益于并联运行)。

可将本说明书中所公开的实施例结合以提供从变速涡轮机的紧凑、重量轻、可靠而经济的发电，而利用这些涡轮机所普遍固有的变速发电特征，这种变速涡轮机如风力涡轮机或水力涡轮机。预期这些实施例也可用在电力机械包括船只推进电动机114(图5)的应用中。

虽然本说明书仅示出并描述了本发明的某些特征，但本领域中熟练的技术人员会构思出许多修改和变化。因此，应理解，所附的权利要求书旨在覆盖在本发明的真实精神范围内的所有的这些修改和变化。

元件清单

10、110 发电系统

12、112、212 原动机

13 电缆或母线

14、114 电力机械

16 无功功率供应组件

18、118、218 功率电子变换器

20 网络

22 电容器组

24、124、224 电容器

26 同步机械

28 功率电子变换器

30 AC至DC变换器

31 DC至AC变换器

32 AC至AC变换器

34 开关控制的功率电子变换器

36 二极管整流器

38 防护组件

39 公共耦合点

40 过压保护器

42 过流保护器

43 过流保护器

44 短路器

45 制动斩波器

46 闸流管

47 过流保护器

48 电阻器

49 DC链路

50 电抗

52 转子

54 磁通量调节器

56 定子绕组

58 气隙

60 芯

62 磁体

64 定子

66 定子齿

68 线程

70 线程

72 电容器布置

74 电容器布置

76 电容器布置

Claims

1.一种发电系统，包括：

原动机；

电力机械，所述电力机械耦合到所述原动机并构造成用于将机械功率变换成电功率，所述电力机械包括磁齿轮传动发电机；

无功功率供应组件，所述无功功率供应组件耦合到所述电力机械并构造成向所述电力机械提供无功功率；以及

功率电子变换器，所述功率电子变换器耦合到所述无功功率供应组件并构造成用于将功率从所述电力机械传递到网络。

2.如权利要求1所述的发电系统，其中所述磁齿轮传动发电机具有小于或等于0.7的功率因数。

3.如权利要求1所述的发电系统，其中所述原动机包括风力涡轮机或者水力涡轮机。

4.如权利要求1所述的发电系统，其中所述无功功率供应组件包括无源组件。

5.如权利要求4所述的发电系统，其中所述无功功率供应组件包括电容器组，所述电容器组包括并联耦合的多个电容器。

6.如权利要求1所述的发电系统，其中所述无功功率供应组件包括同步机械，或者另外的功率电子变换器。

7.如权利要求2所述的发电系统，其中所述功率电子变换器包括AC至DC变换器。

8.如权利要求7所述的发电系统，其中所述功率电子变换器还包括耦合在所述AC至DC变换器与所述网络之间的DC至AC变换器。

9.如权利要求2所述的发电系统，其中所述功率电子变换器包括AC至AC变换器。

10.如权利要求2所述的发电系统，其中所述功率电子变换器包括开关控制的功率电子变换器。

11.如权利要求5所述的发电系统，还包括防护组件。

12.如权利要求11所述的发电系统，其中所述无功功率供应组件包括电容器组，以及所述防护组件包括多个过压保护器，所述多个过压保护器并联耦合到所述电容器组的相应电容器。

13.如权利要求12所述的发电系统，其中所述过压保护器包括可变电阻器。

14.如权利要求11所述的发电系统，其中所述防护组件包括与所述无功功率供应组件串联的过流保护器。

15.如权利要求14所述的发电系统，其中所述过流保护器包括熔断器、断路器、可控接触器或它们的组合。

16.如权利要求12所述的发电系统，其中所述防护组件包括与所述无功功率供应组件并联耦合的短路器。

17.如权利要求16所述的发电系统，其中所述短路器包括串联耦合的闸流管和电阻器。

18.如权利要求16所述的发电系统，还包括串联电抗，所述串联电抗耦合在所述功率电子变换器与所述短路器和所述电力机械的公共耦合点之间。

19.一种发电系统，包括：

风力驱动涡轮机；

磁齿轮传动发电机，所述磁齿轮传动发电机耦合到所述风力驱动涡轮机；

无功功率供应组件，所述无功功率供应组件耦合到所述磁齿轮传动发电机并构造成向所述磁齿轮传动发电机提供无功功率；以及

功率电子变换器，所述功率电子变换器耦合到所述无功功率供应组件并构造成用于将功率从所述磁齿轮传动发电机传递到网络。

20.如权利要求19所述的发电系统，其中所述无功功率供应组件包括电容器组，所述电容器组包括并联耦合的多个电容器。

21.如权利要求20所述的发电系统，还包括防护组件，所述防护组件包括：并联耦合到所述电容器组的相应电容器的多个过压保护器，与所述无功功率供应组件串联的过流保护器，与所述无功功率供应组件并联耦合的短路器，或者其组合。

22.一种发电系统，包括：

原动机；

磁齿轮传动发电机，所述磁齿轮传动发电机耦合到所述原动机；以及

功率电子变换器，所述功率电子变换器构造成用于将有功功率从所述磁齿轮传动发电机传递到网络并用于向所述磁齿轮传动发电机提供无功功率。

23.如权利要求22所述的发电系统，其中所述原动机包括风力驱动涡轮机。

24.如权利要求22所述的发电系统，其中所述磁齿轮传动发电机包括可移动转子、定子和磁通量调制器，所述可移动转子具有与之关联的第一磁场，所述定子构造成其中具有多个静止的定子绕组，且所述磁通量调制器插在所述可移动转子和所述定子绕组之间；其中所述磁通量调制器构造成在与所述可移动转子关联的所述第一磁场与由所述多个静止的定子绕组激发的第二磁场之间传递转矩。