CN101662190B - 一种模块化电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模块化电机，所述模块化电机包括：转子和至少两个独立的可控定子；所述转子由转轴和至少一个第一导磁体构成；每一个可控定子由第一线圈、第二线圈和第二导磁体构成；所述第二导磁体穿过第一线圈和第二线圈；所述转子的每一个第一导磁体能与每一个可控定子的第二导磁体构成闭合导磁回路；所述可控定子能加载激励电流，输出相应的功率与原动机的功率相匹配。本发明提供的模块化电机将定子划分为至少两个独立的可控定子，每一个可控定子均可作为一个独立的发电板块，且所有的可控定子可以根据原动机的输出的不同功率自由加载电源，输出相应的组合功率与原动机的功率相匹配，从而降低了对原动机的输出稳定功率的严格要求。
Description
技术领域
本发明涉及机电技术领域，特别涉及一种模块化电机。
背景技术
目前，现有的发电机系统由原动机和发电机组成。现有的发电机的定子作为一个整体的结构，定子线圈通过一定的规律进行连接，并与转子等主要部件一起工作对外输出功率。通常，由于要求发电机的输出功率的变化范围不大，所以对原动机的输出功率提出了比较高的稳定性要求。但在实际运行过程中，原动机的输出的功率一旦出现较大波动且持续时间较长时将对发电机产生严重影响。比如原动机输出的功率过小，导致转子的速率小，使发电机处于低输出功率的发电状态，严重影响发电机的使用寿命；又如原动机的输出功率过大，导致转子的速率大，使发电机处于超额定功率的发电状态，时间一旦超过规定的极限发电机将可能被烧毁。
发明人在实现本发明的过程中发现，现有的发电机由于其定子作为一个整体结构，只能固定输出一个额定的发电功率。面对输出功率变化较大的原动机，现有的发电机无法输出相应的功率与原动机的输出功率相匹配。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种模块化电机，该模块化电机可以输出相应的组合功率与原动机的输出的不同功率相匹配，从而降低了对原动机的输出稳定功率的严格要求。
为实现上述目的，本发明提供的方案是这样的：
本发明提供了一种模块化电机，该模块化电机包括：
转子和至少两个独立的可控定子；
该转子由转轴和至少一个第一导磁体构成；
每一个可控定子由第一线圈、第二线圈和第二导磁体构成；所述第二导
磁体穿过第一线圈和第二线圈；
该转子的每一个第一导磁体能与每一个可控定子的第二导磁体构成闭合导磁回路；
所述可控定子能加载激励电流，输出相应的组合功率与原动机的功率相匹配。
可选地，所述每一个可控定子输出的功率可以相同或者不相同。
可选地，所述转子的每一个第一导磁体与所述每一个可控定子的第二导磁体用于导通所述第二导磁体上的第一线圈或第二线圈产生的磁力线。
可选地，所述转子的每一个第一导磁体能与每一个可控定子的第二导磁体发生相对运动断开所述闭合导磁回路。
可选地，所述每一个可控定子的第二导磁体上的第一线圈和所述第二线圈能用于产生感应磁力线或感应电流。
可选地，所述每一个可控定子的第二导磁体上的第一线圈和第二线圈能用于外加电流使构成闭合导磁回路的所述转子的第一导磁体发生转动，从而带动转子发生转动。
可选地，所述转子的第一导磁体的数目小于或等于可控定子的数目。
可选地，所述每一个可控定子上的第一线圈和第二线圈的线圈密度可相同或不相同。
与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的模块化电机将结构为整体的定子划分为至少两个独立的可控定子，每一个可控定子均可作为一个独立的发电板块，且所有的可控定子可以根据原动机输出的不同功率自由加载激励电流，输出相应的组合功率与原动机输出的功率相匹配，从而降低了对原动机的输出稳定功率的严格要求。
附图说明
图1为本发明提供的模块化电机的结构的纵截面示意图。
具体实施方式
本发明提供一种模块化电机，该模块化电机可以输出相应的功率与原动的输出的不同功率相匹配，从而降低了对原动机的输出稳定功率的严格要求。
为了便于对本发明有进一步的理解，下面结合附图对本发明提供的模块化电机进行详细介绍。
请参阅图1，图1为本发明提供的模块化电机的结构的纵截面示意图。如图1所示，本发明提供的模块化电机可以包括：
转子和4个独立的可控定子，分别是可控定子1、可控定子2、可控定子3和可控定子4。
其中，转子由转轴和4个第一导磁体构成；
可控定子1、可控定子2、可控定子3和可控定子4均由第一线圈、第二线圈和第二导磁体构成；且每一个可控定子的第二导磁体穿过第一线圈和第二线圈；
转子的每一个第一导磁体能与可控定子1、可控定子2、可控定子3和可控定子4的第二导磁体构成闭合导磁回路；
可控定子1、可控定子2、可控定子3和可控定子4能自由加载激励电流，输出相应的组合功率与原动机的功率相匹配。
可选地，可控定子1、可控定子2、可控定子3和可控定子4输出的功率可以相同或者不相同。
可选地，转子的每一个第一导磁体与每一个可控定子的第二导磁体用于导通该第二导磁体上的第一线圈或第二线圈产生的磁力线。
可选地，转子的每一个第一导磁体能与每一个可控定子的第二导磁体发生相对运动断开闭合导磁回路。
可选地，每一个可控定子的第二导磁体上的第一线圈和第二线圈能用于产生感应磁力线或感应电流。
可选地，每一个可控定子的第二导磁体上的第一线圈和第二线圈能用于外加电流使构成闭合导磁回路的转子的第一导磁体发生转动，从而带动转子发生转动。
可选地，转子的第一导磁体的数目小于或等于可控定子的数目。
可选地，每一个可控定子上的第一线圈和第二线圈的线圈密度可相同或者不相同。
需要说明的是，为了便于描述以及理解本发明提供的模块化电机的原理及思想，图1所示的本发明提供的模块化电机的可控定子数量取值为4个，转子上的第一导磁体的数量也取值为4个。本领域的普通技术人员在本发明的基础之上可以进一步的增加或减少可控定子及转子上的第一导磁体的数量来达到本发明的目的，本发明在此并不作具体的限定。
本领域普通技术人员可知，电机和原动机在功率匹配上面一直都是要求原动机要大于电机，但原动机提供给电机的功率受到诸多因素影响，原动机的输出功率因此也会有很大变化，并直接将变化的功率输出给电机。现有的电机通常只能固定一个额定发电功率。当面对变化较大的原动机时，电机将无法适应。原动机输出过小，使电机处于低功率的发电状态，对电机使用寿命有严重影响；原动机输出过大，使电机处于超额定功率发电状态，时间一旦超过规定极限时电机将可能烧毁。
本发明针对原动机输出功率的波动，将现有的定子划分成4个彼此独立的可控定子，每一个可控定子输出的功率相同或者不相同；根据原动机输出的不同级别的功率可以给一个或一个以上的独立可控定子加载激励电流输出组合功率，使电机的输出功率和原动机的输出功率相匹配。从而可以将本发明实施例提供的电机应用于原动机波动较大的发电场合。
如图1所示，本发明提供的模块化电机可以设置每一个可控定子的输出功率相同或不相同，任意一个或多个可控定子可以自由的加载激励电流并输出不同的组合功率与原动机输出功率相匹配。举个例子，如原动机输出的功率为1千瓦，模块化电机可以在控制系统的控制之下给可控定子1的第二线圈加载激励电流，可控定子1的第二线圈因加载激励电流而产生的磁场磁力线会顺着当前时刻转子的第一导磁体和可控定子1的第二导磁体构成的闭合导磁回路导通，并穿过可控定子1的第一线圈进行闭合，此时可控定子1的第一线圈的磁通量最大。当前时刻转子的第一导磁体随转子在原动机的带动下发生顺时针或逆时针的圆周运动，当前时刻转子的第一导磁体和可控定子1的第二导磁体构成的闭合导磁回路断开，可控定子1的第二线圈产生的磁场磁力线通过导磁回路的路径被阻断，此时可控定子1的第一线圈的磁通量最小，几乎可以忽略不计。当转子运转到下一时刻，该时刻转子的另一个第一导磁体又与可控定子1的第二导磁体构成的闭合导磁回路，并导通可控定子1的第二线圈产生的磁力线，使得可控定子1的第一线圈的磁通量最大。转子在原动机的带动下发生顺时针或逆时针的圆周运动，反复地使转子上的第一线圈和可控定子1的第二导磁体构成的闭合导磁回路闭合和断开，使通过可控定子1第一线圈的磁通量不断发生变化从而感应出电流，对外输出功率，该功率与原动机输出的1千瓦功率相匹配。
假设原动机输出的功率为10千瓦的时，模块化电机可以在控制系统的控制之下给可控定子1、可控定子3的第二线圈加载激励电流，此时可控定子1、可控定子3的第一线圈输出的组合功率与原动机输出的10千瓦功率相匹配。如此类推，当原动机输出最大功率的时候，模块化电机可以在控制系统的控制之下给所有的可控定子1、可控定子、可控定子3、可控定子4的第二线圈加载激励电流，所有可控定子的第一线圈输出的组合功率与原动机输出的最大功率相匹配。
此外，当一个或一个以上的可控定子的第一线圈和所述第二线圈外加电流时，还可以使构成闭合导磁回路的转子的第一导磁体发生运动，从而带动转子发生转动，达到电机的正常工作。
需要说明的是，本发明提供的转子的第一导磁体和可控定子的第二导磁体不止起到导通磁力线的作用，转子的第一导磁体和可控定子的第二导磁体材料为强磁体或永磁体时也可以是产生或接收磁力线，所以所述转子的第一导磁体和可控定子的第二导磁体的重量相对比较小，进一步的使转子和可控定子的重量比较小。
需要说明的是，本发明只是以所有可控定子的第二线圈产生磁场磁力线，第一线圈产生感应电流，并对外输出与原动机相匹配的功率为例介绍本发明的原理和思想；本发明也可以将所有可控定子的第一线圈产生磁场磁力线；第二线圈产生感应电流；或者将一些可控定子的第一线圈产生磁场磁力线，第二线圈产生感应电流，另外一些可控定子的第二线圈产生磁场磁力线，第一线圈产生感应电流，本发明在此不作具体的限定。
以上对本发明提供的模块化电机进行了详细的介绍，本发明提供的模块化电机将结构为整体的定子划分为至少两个独立的可控定子，每一个可控定子均可作为一个独立的发电板块，且所有的可控定子可以根据原动机的输出的不同功率自由加载激励电流，输出相应的组合功率与原动机的输出的功率相匹配，从而降低了对原动机的输出稳定功率的严格要求。
以上对本发明提供的模块化电机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种模块化电机，其特征在于，包括：
转子和至少两个独立的可控定子；
所述转子由转轴和至少一个第一导磁体构成；
每一个可控定子由第一线圈、第二线圈和第二导磁体构成；所述第二导磁体穿过第一线圈和第二线圈；
所述转子的每一个第一导磁体能与每一个可控定子的第二导磁体构成闭合导磁回路；
所述转子的每一个第一导磁体能与每一个可控定子的第二导磁体发生相对运动断开所述闭合导磁回路；
所述可控定子能加载激励电流，输出相应的组合功率与原动机的功率相匹配。
2.根据权利要求1所述的模块化电机，其特征在于，所述每一个可控定子输出的功率相同或者不相同。
3.根据权利要求1或2所述的模块化电机，其特征在于，所述转子的每一个第一导磁体与每一个可控定子的第二导磁体用于导通该可控定子的第二导磁体上的第一线圈或第二线圈产生的磁力线。
4.根据权利要求1或2所述的模块化电机，其特征在于，所述每一个可控定子的第二导磁体上的第一线圈和第二线圈能用于产生感应磁力线或感应电流。
5.根据权利要求1或2所述的模块化电机，其特征在于，所述每一个可控定子的第二导磁体上的第一线圈和第二线圈能用于外加电流使构成闭合导磁回路的所述转子的第一导磁体发生转动，从而带动转子发生转动。
6.根据权利要求1或2所述的模块化电机，其特征在于，所述转子的第一导磁体的数目小于或等于可控定子的数目。
7.根据权利要求1或2所述的模块化电机，其特征在于，所述每一个可控定子上的第一线圈和第二线圈的线圈密度可相同或者不相同。
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