CN117277625A - 二部件双电枢调磁电机 - Google Patents

Abstract

二部件双电枢调磁电机，可作为可调速风力发电机或可连续变速电机，由定子、调磁环转子、支承部件、机壳、变流器和控制电路组成，特征是：定子设置第一电枢绕组形成第一电枢磁场具有第一极对数，定子设置第二电枢绕组形成第二电枢磁场具有第二极对数，调磁环作为转子具有调磁块数，可以开展定子第一调节，第一极对数、第二极对数和调磁块数形成调磁匹配关系，三个转动部件是定子第一电枢磁场、定子第二电枢磁场和调磁环转子，定子第一电枢磁场转速、定子第二电枢磁场转速和调磁环转子转速形成调磁运动关系。

Description

二部件双电枢调磁电机

技术领域

本发明涉及具有三个转动部件二个有形部件的调磁电机。具体是定子设置第一电枢绕组形成第一电枢磁场具有第一极对数，定子设置第二电枢绕组形成第二电枢磁场具有第二极对数，调磁环作为转子具有调磁块数，可以开展定子第一调节，第一极对数、第二极对数和调磁块数形成调磁匹配关系，三个转动部件是定子第一电枢磁场、定子第二电枢磁场和调磁环转子，定子第一电枢磁场转速、定子第二电枢磁场转速和调磁环转子转速形成调磁运动关系。由于定子第一电枢磁场和定子第二电枢磁场是无形转动部件，电机有形部件只有定子和调磁环转子，就是二部件双电枢调磁电机。

背景技术

电机的部件包括定子、转子、支承部件、机壳和控制电路等。电机一般是圆柱状转子位于电机中心内部、圆环状定子位于外部包围转子，这是内转子径向磁通电机。拓扑技术可以实现圆柱状定子位于电机中心内部，圆环状转子位于外部包围定子，这是外转子径向磁通电机。拓扑技术还可以实现盘状定子位于电机一侧，盘状转子位于电机另一侧，定子转子均围绕电机轴转动，这是轴向磁通电机。拓扑技术还可以实现线状排列定子与线状排列转子相对平行运动的直线电机。调磁电机是具有三个转动部件的电机。电机都努力丰富功能，具有三个转动部件的调磁电机，功能比具有两个转动部件的电机丰富。传统电机，只有定子和转子这两个有形部件，定子机械不动、定子电枢磁场无形转动，转子机械转动，定子电枢磁场与转子之间是同步运动关系或异步运动关系，只能作为电机。本发明提出二部件双电枢调磁电机，定子电枢磁场、调磁环和转子电枢磁场各是一个转动部件，三个转动部件之间形成调磁运动关系，可作为可变速电机或可变速风力发电机；两个有形部件是定子和转子，只有一道气隙，效率较高。本发明创造性地在电机中运用同心磁齿轮的调磁效应，利用定子第一电枢磁场转速和定子第二电枢磁场转速来替代同心磁齿轮中具有极对数的二个磁环的转速，改造无动力的同心磁齿轮，形成具有三个转动部件的电机称为调磁电机；本发明的另一个创新是采用凸极转子作为调磁环，并且把调磁环从两个磁环的中间移动到两个磁环的内侧。所述调磁是调磁效应，是调磁环把定子第一电枢磁场调制成为与定子第二电枢磁场匹配的谐波磁场，定子第二电枢磁场与这谐波磁场同步；调磁环把定子第二电枢磁场调制成为与定子第一电枢磁场匹配的谐波磁场，定子第一电枢磁场与该谐波磁场同步；像同心磁齿轮三部件一样按调磁运动关系互动。同心磁齿轮是具有极对数的两个磁环被中间具有调磁块的调磁环调制形成调磁效应的磁性齿轮传动结构，参见（Atallah andHowe,2001）。所述调磁匹配关系是第一极对数、第二极对数和调磁块数这三者形成下列等式关系之一：调磁匹配关系一，第一极对数+第二极对数=调磁块数；调磁匹配关系二，第一极对数+调磁块数=第二极对数；调磁匹配关系三，第一极对数=第二极对数+调磁块数。与这三种调磁匹配关系依次对应的三种调磁运动关系是：调磁运动关系一，第一极对数*定子第一电枢磁场转速+第二极对数*定子第二电枢磁场转速=调磁块数*调磁环转子转速；调磁运动关系二，第一极对数*定子第一电枢磁场转速+调磁块数*调磁环转子转速=第二极对数*定子第二电枢磁场转速；调磁运动关系三，第一极对数*定子第一电枢磁场转速=第二极对数*定子第二电枢磁场转速+调磁块数*调磁环转子转速。*为乘号。所述三相交流电为+a相、-c相、+b相、-a相、+c相和-b相的正弦交变电流，其中+a相、+b相和+c相这三相依次滞后120度电相位。所述二相交流电为+a相、+b相、-a相和-b相的正弦交变电流，这四相依次滞后90度电相位。所述直流电是在一步步长时间中不变的单向电流，在不同步长时间中可以为正电流或负电流。

本发明提出定子设置第一电枢绕组和第二电枢绕组，分别形成第一电枢磁场和第二电枢磁场，调磁环作为转子，这样的二部件双电枢调磁电机，就是要创新电机结构、丰富电机性能。电机行业需要二部件双电枢调磁电机。

发明内容

二部件双电枢调磁电机，由定子、调磁环转子、支承部件、机壳、变流器和控制电路组成。与电源等电气部件形成电路连接，与风轮和传动轴等机械部件形成机械连接。特征在于：定子设置第一电枢绕组形成第一电枢磁场具有第一极对数，定子设置第二电枢绕组形成第二电枢磁场具有第二极对数，调磁环作为转子具有调磁块数，可以开展定子第一调节，第一极对数、第二极对数和调磁块数形成调磁匹配关系，三个转动部件是定子第一电枢磁场、定子第二电枢磁场和调磁环转子，定子第一电枢磁场转速、定子第二电枢磁场转速和调磁环转子转速形成调磁运动关系。

定子由定子铁芯和定子电枢绕组组成，采用成熟技术。定子铁芯由定子轭部和定子齿部组成，采用软磁材料，如硅钢材料。定子电枢绕组由导线绕制而成，绕制形式包括轭绕组和齿部绕组，轭绕组围绕定子轭部绕制，齿部绕组围绕定子齿部绕制。定子电枢绕组包含定子第一电枢绕组和定子第二电枢绕组，两者流通的电流各自独立。定子第一电枢绕组可以选择是轭绕组或齿部绕组，流通三相交流电、二相交流电或直流电形成定子第一电枢磁场，具有第一极对数，具有定子第一电枢磁场转速。齿部绕组形成电枢磁场是成熟技术。轭绕组形成电枢磁场的过程是，各轭绕组流通电枢电流形成轭部磁场，同向轭部磁场叠加、异向轭部磁场汇集，汇集在最近的齿部形成面向转子的齿部磁场就是电枢磁场。流通正向电流形成顺时针方向轭部磁场的轭绕组是正轭绕组。定子第一电枢绕组与变流器形成电路连接。定子第二电枢绕组是齿部绕组，流通三相交流电、二相交流电或直流电形成定子第二电枢磁场，具有第二极对数，具有定子第二电枢磁场转速。定子第二电枢绕组通过控制电路与电源形成电路连接。

调磁环转子由转子铁芯和转子轴组成，是成熟技术。转子铁芯由转子轭部和转子齿部组成，采用软磁材料，如硅钢材料等。调磁环转子的转子齿部径向侧面之间是转子槽，转子齿部根部与转子轭部连通，转子齿部通过转子轭部相互连接，即凸极转子。转子槽填充不导磁材料，例如环氧树脂材料或空气。转子轴采用成熟技术。调磁块数等于转子齿部数。调磁环转子可以机械转动，具有调磁环转子转速。

第一极对数、第二极对数和调磁块数形成调磁匹配关系，调磁匹配关系即下列等式关系之一：调磁匹配关系一，第一极对数+第二极对数=调磁块数；调磁匹配关系二，第一极对数+调磁块数=第二极对数；调磁匹配关系三，第一极对数=第二极对数+调磁块数。

支承部件由轴承和支架等组成。机壳保护电机。均采用成熟技术。

变流器是可以改变定子第一电枢绕组电流的频率、幅值、相位、相序的成熟部件。变流器连接电源与定子第一电枢绕组，变流器改变定子第一电枢绕组流通电流的频率、幅值、相位、相序，改变定子第一电枢磁场的转速和转矩，从而按调磁运动关系改变三个转动部件的转速和转矩就是定子第一调节。定子第一调节会导致电流输入定子第一电枢绕组用电或定子第一电枢绕组发电电流流出。用电能源来自电源，发电能源通向电源，均受变流器和控制电路控制。变流器采用成熟技术。

控制电路控制定子第一电枢绕组和定子第二电枢绕组的电流，控制变流器，控制定子第一调节。电源采用成熟技术。控制电路采用成熟技术。

二部件双电枢调磁电机的三个转动部件是定子第一电枢磁场、定子第二电枢磁场和调磁环转子，其中定子第一电枢磁场和定子第二电枢磁场的转动均是无形转动，各有定子第一电枢磁场转速和定子第二电枢磁场转速，电枢绕组流通直流电时该电枢磁场转速为零；调磁环转子转动是机械转动，具有调磁环转子转速。与调磁匹配关系依次对应，定子第一电枢磁场转速、定子第二电枢磁场转速和调磁环转子转速形成下列调磁运动关系之一：调磁运动关系一，第一极对数*定子第一电枢磁场转速+第二极对数*定子第二电枢磁场转速=调磁块数*调磁环转子转速；调磁运动关系二，第一极对数*定子第一电枢磁场转速+调磁块数*调磁环转子转速=第二极对数*定子第二电枢磁场转速；调磁运动关系三，第一极对数*定子第一电枢磁场转速=第二极对数*定子第二电枢磁场转速+调磁块数*调磁环转子转速。三个转动部件的力矩也是互动的。

各实施例，风轮输入机械动力，传动轴输出机械动力。当定子第二电枢绕组直接电路连接电网发电，定子第一电枢绕组电路连接变流器，调磁环转子机械连接风轮，形成风力发电机。变流器工作，可以改变定子第一电枢绕组电流的频率、幅值、相位、相序，通过调磁运动关系调节定子第二电枢磁场转速即调节定子第二电枢绕组的发电频率。这种风力发电机开展定子第一调节的目标是风轮转速变化范围大，定子第二磁场转速稳定、定子第二电枢绕组发电频率稳定方便并网。当定子第二电枢绕组连接电源输入频率稳定的电流，定子第一电枢绕组通过变流器调整所流通电流的频率、幅值、相位、相序，调磁环转子作为输出端与传动轴形成机械连接，形成可变速电动机。这种电动机，定子第一调节中，额定功率较小的变流器即可控制整个电机输出的机械动力的转速、转矩。所述传动轴是机械动力向动力使用机构输出的外部件。风轮是技术成熟的动力设备。

传统电机，只有定子电枢磁场和转子这两个转动部件，无法作为可调速风力发电机。传统交流变极电动机能变速，但不能连续变速。传统双馈交流异步可调速风力发电机，其调速需要通过集电环电刷来调节三相转子励磁绕组电流的频率、幅值、相位、相序，其集电环电刷结构复杂、维护麻烦。本发明在电机中创造性运用同心磁齿轮的调磁效应，利用定子第一电枢磁场转速和定子第二电枢磁场转速替代同心磁齿轮中具有极对数的二个磁环的机械转速，形成的二部件双电枢调磁电机本身具有三个转动部件，可作为可调速风力发电机和可连续变速的电动机；而且把传统位于两个磁环中间的的调磁环改为位于两个电枢磁场内侧的调磁环转子；这是对电机结构的创新。本发明有益之处在于：相比传统电动机，本发明功能丰富，能连续变速；相比传统双馈交流异步可调速风力发电机，本发明无需集电环电刷即可调节所发电力的频率。在此之前没有相同的二部件双电枢调磁电机。

所述电源、电网、定子铁芯、转子铁芯、转子轴、电枢绕组、轭绕组、齿部绕组、励磁绕组、电枢磁场、极对数、调磁环、调磁块数、同心磁齿轮和转动部件均为成熟技术。

附图说明

图1为二部件双电枢调磁电机一剖面图一，也是实施例1示意图之一。

图2为二部件双电枢调磁电机一剖面图二，也是实施例1示意图之二。

图3为二部件双电枢调磁电机二剖面图一，也是实施例2示意图之一。

图4为二部件双电枢调磁电机二剖面图二，也是实施例2示意图之二。

图5为二部件双电枢调磁电机三剖面图，也是实施例3示意图。

图6为二部件双电枢调磁电机四剖面图，也是实施例4示意图。

图7为二部件双电枢调磁电机五剖面图，也是实施例5示意图。

图8为二部件双电枢调磁电机六剖面图，也是实施例6示意图。

各图中，1为定子铁芯轭部，2为定子第一电枢绕组，3为定子铁芯齿部，4为定子第二电枢绕组，5为调磁环转子的转子铁芯，6为转子轴。各电枢绕组以少数匝数电线（中圆圈和小圆圈）示意，实际电线匝数按实际需要设置。各轭绕组或各齿绕组的相位序号标示在该轭部或该齿部内，相位序号是电枢绕组标示的成熟技术，定子第一电枢绕组以正负小写英文字母标示，定子第二电枢绕组以正负大写英文字母标示。支承部件、机壳、变流器和控制电路等未画出。电源和风轮未画出。各部件只示意相互关系，未反映实际尺寸。

具体实施方式

实施例1：二部件双电枢调磁电机一，由定子、调磁环转子、支承部件、机壳、变流器和控制电路组成。参见图1。

定子由定子铁芯和定子电枢绕组组成，采用成熟技术。定子铁芯由十二段定子轭部和十二个定子齿部组成，采用软磁材料硅钢材料。定子电枢绕组包含定子第一电枢绕组和定子第二电枢绕组，两者流通的电流各自独立。定子第一电枢绕组是轭绕组，十二段轭绕组依次分别流通+a相、+a相、+a相、+b相、+b相、+b相、-a相、-a相、-a相、-b相、-b相和-b相的二相交流电形成定子第一电枢磁场，具有第一极对数1。定子第一电枢绕组与变流器形成电路连接。定子第二电枢绕组是齿部绕组，十二个齿部绕组依次分别流通+A相、+B相、+C相、+A相、+B相、+C相、+A相、+B相、+C相、+A相、+B相和+C相的三相交流电形成定子第二电枢磁场，具有第二极对数4。定子第二电枢绕组通过控制电路与电网形成电路连接。

调磁环转子由转子铁芯和转子轴组成。转子铁芯由三段转子轭部和三个转子齿部组成，采用软磁材料硅钢材料。转子齿部之间是转子槽，填充空气，转子齿部通过转子轭部相互连接。转子齿部数3也是调磁块数。

定子第一电枢磁场、定子第二电枢磁场和调磁环转子是三个转动部件，相互之间可相对转动。其中定子第一电枢磁场和定子第二电枢磁场各具有无形转动，调磁环转子有机械转动。所述转动包括转速为零。第一极对数、第二极对数和调磁块数形成调磁匹配关系二，第一极对数+调磁块数=第二极对数。

支承部件由轴承和支架等组成。机壳保护电机。均采用成熟技术。

变流器是可以改变定子第一电枢绕组电流的频率、幅值、相位、相序的成熟部件。变流器连接电源与定子第一电枢绕组，变流器改变定子第一电枢绕组流通电流的频率、幅值、相位、相序，改变定子第一电枢磁场的转速和转矩，从而按调磁运动关系改变三个转动部件的转速和转矩就是定子第一调节。定子第一调节会导致电流输入定子第一电枢绕组用电或定子第一电枢绕组发电电流流出。用电能源来自电源，发电能源通向电源，均受变流器和控制电路控制。变流器采用成熟技术。

控制电路控制定子第一电枢绕组和定子第二电枢绕组的电流，控制变流器，控制定子第一调节。控制电路采用成熟技术。电源采用成熟技术。

三个转动部件的转速互动，形成调磁运动关系二是：第一极对数1*定子第一电枢磁场转速+调磁块数3*调磁环转子转速=第二极对数4*定子第二电枢磁场转速。定子第一调节形成一种变速。三个转动部件的力矩也是互动的。

调磁环转子机械连接风轮，定子第二电枢绕组电路连接电网发电输出电力，定子第一电枢绕组电路连接变流器，形成风力发电机。定子第一调节的目标是风轮转速变化范围大，定子第二电枢磁场转速稳定、定子第二电枢绕组发电频率稳定方便并网。定子第一调节方法是：为稳定发电频率，风轮转速有增量时，定子第一电枢磁场与风轮反向转动，定子第一电枢绕组发电以便调低发定子第二电枢磁场转速；风轮转速有减量时，定子第一电枢磁场与风轮同向转动，定子第一电枢绕组用电以便调高定子第二电枢磁场转速；定子第一电枢绕组发电经变流器和控制电路流向电网，定子第一电枢绕组用电经控制电路和变流器来源于电网。

调磁环转子机械连接传动轴，定子第二电枢绕组电路连接电网通入频率稳定的电流，定子第一电枢绕组电路连接变流器、开展定子第一调节来控制调磁环转子转速，形成可连续变速电机。定子第一电枢绕组发电可以降低调磁环转子转速，定子第一电枢绕组用电可以提高调磁环转子转速，这样与定子第一电枢绕组电路连接的额定功率较小的变流器就可控制整个电机连续变速。定子第一电枢绕组发电经变流器和控制电路流向电源，定子第一电枢绕组用电经控制电路和变流器来源于电源。定子第一电枢绕组电流幅值调减可控制整个电机弱磁。

如果该电机的定子第一电枢绕组改为十二个齿部绕组，十二个齿部绕组依次分别流通+a相、+a相、+a相、+b相、+b相、+b相、-a相、-a相、-a相、-b相、-b相和-b相的二相交流电形成定子第一电枢磁场，具有第一极对数1。定子第二电枢绕组和定子第二电枢磁场不变。变流器和控制电路按新的定子第一电枢绕组调整。调磁环转子不变。支承部件和外壳不变。参见图2。则该电机的调磁匹配关系不变，调磁运动关系不变，作为可连续变速电动机或可变速风力发电机不变。

本实施例第一极对数、第二极对数和调磁块数的组合依次是1/4/3，其他组合例如：1*N/4*N/3*N，N为自然数，所有这类组合均可形成二部件双电枢调磁电机，都属于发明保护范围。

实施例2：二部件双电枢调磁电机二，由定子、调磁环转子、支承部件、机壳、变流器和控制电路组成。参见图3。

定子由定子铁芯和定子电枢绕组组成，采用成熟技术。定子铁芯由十二段定子轭部和十二个定子齿部组成，采用软磁材料硅钢材料。定子电枢绕组包含定子第一电枢绕组和定子第二电枢绕组，两者流通的电流各自独立。定子第一电枢绕组是轭绕组，十二段轭绕组依次分别流通+a相、+a相、-c相、-c相、+b相、+b相、-a相、-a相、+c相、+c相、-b相和-b相的三相交流电形成定子第一电枢磁场，具有第一极对数1。定子第一电枢绕组与变流器形成电路连接。定子第二电枢绕组是齿部绕组，十二个齿部绕组依次分别流通+A相、+B相、+C相、+A相、+B相、+C相、+A相、+B相、+C相、+A相、+B相和+C相的三相交流电形成定子第二电枢磁场，具有第二极对数4。定子第二电枢绕组通过控制电路与电网形成电路连接。

调磁环转子由转子铁芯和转子轴组成。转子铁芯由五段转子轭部和五个转子齿部组成，采用软磁材料硅钢材料。转子齿部之间是转子槽，填充空气，转子齿部通过转子轭部相互连接。转子齿部数5也是调磁块数。

定子第一电枢磁场、定子第二电枢磁场和调磁环转子是三个转动部件，相互之间可以相对转动。其中定子第一电枢磁场和定子第二电枢磁场各具有无形转动，调磁环转子有机械转动。所述转动包括转速为零。第一极对数、第二极对数和调磁块数形成调磁匹配关系一，第一极对数+第二极对数=调磁块数。

支承部件由轴承和支架等组成。机壳保护电机。均采用成熟技术。

变流器是可以改变定子第一电枢绕组电流的频率、幅值、相位、相序的成熟部件。变流器连接电源与定子第一电枢绕组，变流器改变定子第一电枢绕组流通电流的频率、幅值、相位、相序，改变定子第一电枢磁场的转速和转矩，从而按调磁运动关系改变三个转动部件的转速和转矩就是定子第一调节。定子第一调节会导致电流输入定子第一电枢绕组用电或定子第一电枢绕组发电电流流出。用电能源来自电源，发电能源通向电源，均受变流器和控制电路控制。变流器采用成熟技术。

控制电路控制定子第一电枢绕组和定子第二电枢绕组的电流，控制变流器，控制定子第一调节。控制电路采用成熟技术。电源采用成熟技术。

三个转动部件的转速互动，形成调磁运动关系一是：第一极对数1*定子第一电枢磁场转速+第二极对数4*定子第二电枢磁场转速=调磁块数5*调磁环转子转速。定子第一调节形成一种变速。三个转动部件的力矩也是互动的。

调磁环转子机械连接风轮，定子第二电枢绕组电路连接电网发电输出电力，定子第一电枢绕组电路连接变流器，形成风力发电机。定子第一调节的目标是风轮转速变化范围大，定子第二电枢磁场转速稳定、定子第二电枢绕组发电频率稳定方便并网。定子第一调节方法是：为稳定发电频率，风轮转速有增量时，定子第一电枢磁场与风轮同向转动，定子第一电枢绕组发电以便调低发定子第二电枢磁场转速；风轮转速有减量时，定子第一电枢磁场与风轮反向转动，定子第一电枢绕组用电以便调高定子第二电枢磁场转速；定子第一电枢绕组发电经变流器和控制电路流向电网，定子第一电枢绕组用电经控制电路和变流器来源于电网。

调磁环转子机械连接传动轴，定子第二电枢绕组电路连接电网通入频率稳定的电流，定子第一电枢绕组电路连接变流器、开展定子第一调节来控制调磁环转子转速，形成可连续变速电机。定子第一电枢绕组发电可以降低调磁环转子转速，定子第一电枢绕组用电可以提高调磁环转子转速，这样与定子第一电枢绕组电路连接的额定功率较小的变流器就可控制整个电机连续变速。定子第一电枢绕组发电经变流器和控制电路流向电源，定子第一电枢绕组用电经控制电路和变流器来源于电源。定子第一电枢绕组电流幅值调减可控制整个电机弱磁。

如果该电机的定子第一电枢绕组改为十二段轭绕组，十二段轭绕组依次分别流通+a相、+a相、+a相、+b相、+b相、+b相、-a相、-a相、-a相、-b相、-b相和-b相的二相交流电形成定子第一电枢磁场，具有第一极对数1。定子第二电枢绕组和定子第二电枢磁场不变。变流器和控制电路按新的定子第一电枢绕组调整。调磁环转子不变。支承部件和外壳不变。参见图4。则该电机的调磁匹配关系不变，调磁运动关系不变，作为可连续变速电动机或可变速风力发电机不变。

本实施例第一极对数、第二极对数和调磁块数的组合依次是1/4/5，其他组合例如：1*N/4*N/5*N，N为自然数，所有这类组合均可形成二部件双电枢调磁电机，都属于发明保护范围。

实施例3：二部件双电枢调磁电机三，由定子、调磁环转子、支承部件、机壳、变流器和控制电路组成。参见图5。

定子由定子铁芯和定子电枢绕组组成，采用成熟技术。定子铁芯由十八段定子轭部和十八个定子齿部组成，采用软磁材料硅钢材料。定子电枢绕组包含定子第一电枢绕组和定子第二电枢绕组，两者流通的电流各自独立。定子第一电枢绕组是轭绕组，十八段轭绕组依次分别流通+a相、+b相、+c相、+a相、+b相、+c相、+a相、+b相、+c相、+a相、+b相、+c相、+a相、+b相、+c相、+a相、+b相和+c相的三相交流电形成定子第一电枢磁场，具有第一极对数6。定子第一电枢绕组与变流器形成电路连接。定子第二电枢绕组是齿部绕组，十八个齿部绕组依次分别流通+A相、+A相、+A相、-C相、-C相、-C相、+B相、+B相、+B相、-A相、-A相、-A相、+C相、+C相、+C相、-B相、-B相和-B相的三相交流电形成定子第二电枢磁场，具有第二极对数1。定子第二电枢绕组通过控制电路与电网形成电路连接。

调磁环转子由转子铁芯和转子轴组成。转子铁芯由五段转子轭部和五个转子齿部组成，采用软磁材料硅钢材料。转子齿部之间是转子槽，填充空气，转子齿部通过转子轭部相互连接。转子齿部数5也是调磁块数。

定子第一电枢磁场、定子第二电枢磁场和调磁环转子是三个转动部件，相互之间可相对转动。其中定子第一电枢磁场和定子第二电枢磁场各具有无形转动，调磁环转子有机械转动。所述转动包括转速为零。第一极对数、第二极对数和调磁块数形成调磁匹配关系三，第一极对数=第二极对数+调磁块数。

支承部件由轴承和支架等组成。机壳保护电机。均采用成熟技术。

变流器是可以改变定子第一电枢绕组电流的频率、幅值、相位、相序的成熟部件。变流器连接电源与定子第一电枢绕组，变流器改变定子第一电枢绕组流通电流的频率、幅值、相位、相序，改变定子第一电枢磁场的转速和转矩，从而按调磁运动关系改变三个转动部件的转速和转矩就是定子第一调节。定子第一调节会导致电流输入定子第一电枢绕组用电或定子第一电枢绕组发电电流流出。用电能源来自电源，发电能源通向电源，均受变流器和控制电路控制。变流器采用成熟技术。

控制电路控制定子第一电枢绕组和定子第二电枢绕组的电流，控制变流器，控制定子第一调节。控制电路采用成熟技术。电源采用成熟技术。

三个转动部件的转速互动，形成调磁运动关系三是：第一极对数6*定子第一电枢磁场转速=第二极对数1*定子第二电枢磁场转速+调磁块数5*调磁环转子转速。定子第一调节形成一种变速。三个转动部件的力矩也是互动的。

调磁环转子机械连接风轮，定子第二电枢绕组电路连接电网发电输出电力，定子第一电枢绕组电路连接变流器，形成风力发电机。定子第一调节的目标是风轮转速变化范围大，定子第二电枢磁场转速稳定、定子第二电枢磁场发电频率稳定方便并网。定子第一调节方法是：为稳定发电频率，风轮转速有增量时，定子第一电枢磁场与风轮同向转动，定子第一电枢绕组发电以便调低发定子第二电枢磁场转速；风轮转速有减量时，定子第一电枢磁场与风轮反向转动，定子第一电枢绕组用电以便调高定子第二电枢磁场转速；定子第一电枢绕组发电经变流器和控制电路流向电网，定子第一电枢绕组用电经控制电路和变流器来源于电网。

调磁环转子机械连接传动轴，定子第二电枢绕组电路连接电网通入频率稳定的电流，定子第一电枢绕组电路连接变流器、开展定子第一调节来控制调磁环转子转速，形成可连续变速电机。定子第一电枢绕组发电可以降低调磁环转子转速，定子第一电枢绕组用电可以提高调磁环转子转速，这样与定子第一电枢绕组电路连接的额定功率较小的变流器就可控制整个电机连续变速。定子第一电枢绕组发电经变流器和控制电路流向电源，定子第一电枢绕组用电经控制电路和变流器来源于电源。定子第一电枢绕组电流幅值调减可控制整个电机弱磁。

本实施例第一极对数、第二极对数和调磁块数的组合依次是6/1/5，其他组合例如：6*N/1*N/5*N，N为自然数，所有这类组合均可形成二部件双电枢调磁电机，都属于发明保护范围。

实施例4：二部件双电枢调磁电机四，由定子、调磁环转子、支承部件、机壳、变流器和控制电路组成。参见图6。

定子由定子铁芯和定子电枢绕组组成，采用成熟技术。定子铁芯由十八段定子轭部和十八个定子齿部组成，采用软磁材料硅钢材料。定子电枢绕组包含定子第一电枢绕组和定子第二电枢绕组，两者流通的电流各自独立。定子第一电枢绕组是轭绕组，十二段轭绕组依次分别流通+a相、+a相、+a相、-c相、-c相、-c相、+b相、+b相、+b相、-a相、-a相、-a相、+c相、+c相、+c相、-b相、-b相和-b相的三相交流电形成定子第一电枢磁场，具有第一极对数1。定子第一电枢绕组与变流器形成电路连接。定子第二电枢绕组是齿部绕组，十八个齿部绕组依次分别流通+A相、+B相、+C相、+A相、+B相、+C相、+A相、+B相、+C相、+A相、+B相、+C相、+A相、+B相、+C相、+A相、+B相和+C相的三相交流电形成定子第二电枢磁场，具有第二极对数6。定子第二电枢绕组通过控制电路与电网形成电路连接。

调磁环转子由转子铁芯和转子轴组成。转子铁芯由七段转子轭部和七个转子齿部组成，采用软磁材料硅钢材料。转子齿部之间是转子槽，填充空气，转子齿部通过转子轭部相互连接。转子齿部数7也是调磁块数。

定子第一电枢磁场、定子第二电枢磁场和调磁环转子是三个转动部件，相互之间可以相对转动。其中定子第一电枢磁场和定子第二电枢磁场各具有无形转动，调磁环转子有机械转动。所述转动包括转速为零。第一极对数、第二极对数和调磁块数形成调磁匹配关系一，第一极对数+第二极对数=调磁块数。

支承部件由轴承和支架等组成。机壳保护电机。均采用成熟技术。

变流器是可以改变定子第一电枢绕组电流的频率、幅值、相位、相序的成熟部件。变流器连接电源与定子第一电枢绕组，变流器改变定子第一电枢绕组流通电流的频率、幅值、相位、相序，改变定子第一电枢磁场的转速和转矩，从而按调磁运动关系改变三个转动部件的转速和转矩就是定子第一调节。定子第一调节会导致电流输入定子第一电枢绕组用电或定子第一电枢绕组发电电流流出。用电能源来自电源，发电能源通向电源，均受变流器和控制电路控制。变流器采用成熟技术。

控制电路控制定子第一电枢绕组和定子第二电枢绕组的电流，控制变流器，控制定子第一调节。控制电路采用成熟技术。电源采用成熟技术。

三个转动部件的转速互动，形成调磁运动关系一是：第一极对数1*定子第一电枢磁场转速+第二极对数6*定子第二电枢磁场转速=调磁块数7*调磁环转子转速。定子第一调节形成一种变速。三个转动部件的力矩也是互动的。

调磁环转子机械连接风轮，定子第二电枢绕组电路连接电网发电输出电力，定子第一电枢绕组电路连接变流器，形成风力发电机。定子第一调节的目标是风轮转速变化范围大，定子第二电枢磁场转速稳定、定子第二电枢绕组发电频率稳定方便并网。定子第一调节方法是：为稳定发电频率，风轮转速有增量时，定子第一电枢磁场与风轮同向转动，定子第一电枢绕组发电以便调低发定子第二电枢磁场转速；风轮转速有减量时，定子第一电枢磁场与风轮反向转动，定子第一电枢绕组用电以便调高定子第二电枢磁场转速；定子第一电枢绕组发电经变流器和控制电路流向电网，定子第一电枢绕组用电经控制电路和变流器来源于电网。

调磁环转子机械连接传动轴，定子第二电枢绕组电路连接电网通入频率稳定的电流，定子第一电枢绕组电路连接变流器、开展定子第一调节来控制调磁环转子转速，形成可连续变速电机。定子第一电枢绕组发电可以降低调磁环转子转速，定子第一电枢绕组用电可以提高调磁环转子转速，这样与定子第一电枢绕组电路连接的额定功率较小的变流器就可控制整个电机连续变速。定子第一电枢绕组发电经变流器和控制电路流向电源，定子第一电枢绕组用电经控制电路和变流器来源于电源。定子第一电枢绕组电流幅值调减可控制整个电机弱磁。

本实施例第一极对数、第二极对数和调磁块数的组合依次是1/6/7，其他组合例如：1*N/6*N/7*N，N为自然数，所有这类组合均可形成二部件双电枢调磁电机，都属于发明保护范围。

实施例5：二部件双电枢调磁电机五，由定子、调磁环转子、支承部件、机壳、变流器和控制电路组成。参见图7。

定子由定子铁芯和定子电枢绕组组成，采用成熟技术。定子铁芯由十八段定子轭部和十八个定子齿部组成，采用软磁材料硅钢材料。定子电枢绕组包含定子第一电枢绕组和定子第二电枢绕组，两者流通的电流各自独立。定子第一电枢绕组是轭绕组，十八段轭绕组依次分别流通+a相、+a相、+a相、+b相、+b相、+b相、+c相、+c相、+c相、+a相、+a相、+a相、+b相、+b相、+b相、+c相、+c相和+c相的三相交流电形成定子第一电枢磁场，具有第一极对数2。定子第一电枢绕组与变流器形成电路连接。定子第二电枢绕组是齿部绕组，十八个齿部绕组依次分别流通+A相、-C相、+B相、-A相、+C相、-B相、+A相、-C相、+B相、-A相、+C相、-B相、+A相、-C相、+B相、-A相、+C相和-B相的三相交流电形成定子第二电枢磁场，具有第二极对数3。定子第二电枢绕组通过控制电路与电网形成电路连接。

调磁环转子由转子铁芯和转子轴组成。转子铁芯由五段转子轭部和五个转子齿部组成，采用软磁材料硅钢材料。转子齿部之间是转子槽，填充空气，转子齿部通过转子轭部相互连接。转子齿部数5也是调磁块数。

定子第一电枢磁场、定子第二电枢磁场和调磁环转子是三个转动部件，相互之间可以相对转动。其中定子第一电枢磁场和定子第二电枢磁场各具有无形转动，调磁环转子有机械转动。所述转动包括转速为零。第一极对数、第二极对数和调磁块数形成调磁匹配关系一，第一极对数+第二极对数=调磁块数。

支承部件由轴承和支架等组成。机壳保护电机。均采用成熟技术。

变流器是可以改变定子第一电枢绕组电流的频率、幅值、相位、相序的成熟部件。变流器连接电源与定子第一电枢绕组，变流器改变定子第一电枢绕组流通电流的频率、幅值、相位、相序，改变定子第一电枢磁场的转速和转矩，从而按调磁运动关系改变三个转动部件的转速和转矩就是定子第一调节。定子第一调节会导致电流输入定子第一电枢绕组用电或定子第一电枢绕组发电电流流出。用电能源来自电源，发电能源通向电源，均受变流器和控制电路控制。变流器采用成熟技术。

控制电路控制定子第一电枢绕组和定子第二电枢绕组的电流，控制变流器，控制定子第一调节。控制电路采用成熟技术。电源采用成熟技术。

三个转动部件的转速互动，形成调磁运动关系一是：第一极对数2*定子第一电枢磁场转速+第二极对数3*定子第二电枢磁场转速=调磁块数5*调磁环转子转速。定子第一调节形成一种变速。三个转动部件的力矩也是互动的。

调磁环转子机械连接风轮，定子第二电枢绕组电路连接电网发电输出电力，定子第一电枢绕组电路连接变流器，形成风力发电机。定子第一调节的目标是风轮转速变化范围大，定子第二电枢磁场转速稳定、定子第二电枢绕组发电频率稳定方便并网。定子第一调节方法是：为稳定发电频率，风轮转速有增量时，定子第一电枢磁场与风轮同向转动，定子第一电枢绕组发电以便调低发定子第二电枢磁场转速；风轮转速有减量时，定子第一电枢磁场与风轮反向转动，定子第一电枢绕组用电以便调高定子第二电枢磁场转速；定子第一电枢绕组发电经变流器和控制电路流向电网，定子第一电枢绕组用电经控制电路和变流器来源于电网。

调磁环转子机械连接传动轴，定子第二电枢绕组电路连接电网通入频率稳定的电流，定子第一电枢绕组电路连接变流器、开展定子第一调节来控制调磁环转子转速，形成可连续变速电机。定子第一电枢绕组发电可以降低调磁环转子转速，定子第一电枢绕组用电可以提高调磁环转子转速，这样与定子第一电枢绕组电路连接的额定功率较小的变流器就可控制整个电机连续变速。定子第一电枢绕组发电经变流器和控制电路流向电源，定子第一电枢绕组用电经控制电路和变流器来源于电源。定子第一电枢绕组电流幅值调减可控制整个电机弱磁。

本实施例第一极对数、第二极对数和调磁块数的组合依次是2/3/5，其他组合例如：2*N/3*N/5*N，N为自然数，所有这类组合均可形成二部件双电枢调磁电机，都属于发明保护范围。

实施例6：二部件双电枢调磁电机六，由定子、调磁环转子、支承部件、机壳、变流器和控制电路组成。参见图8。

定子由定子铁芯和定子电枢绕组组成，采用成熟技术。定子铁芯由八段定子轭部和八个定子齿部组成，采用软磁材料硅钢材料。定子电枢绕组包含定子第一电枢绕组和定子第二电枢绕组，两者流通的电流各自独立。定子第一电枢绕组是轭绕组，八段轭绕组依次分别流通+a相、+a相、+b相、+b相、-a相、-a相、-b相和-b相的二相交流电形成定子第一电枢磁场，具有第一极对数1。定子第一电枢绕组与变流器形成电路连接。定子第二电枢绕组是齿部绕组，八个齿部绕组依次分别流通+A相、+B相、-A相、-B相、+A相、+B相、-A相和-B相的二相交流电形成定子第二电枢磁场，具有第二极对数2。定子第二电枢绕组通过控制电路与电网形成电路连接。

调磁环转子由转子铁芯和转子轴组成。转子铁芯由三段转子轭部和三个转子齿部组成，采用软磁材料硅钢材料。转子齿部之间是转子槽，填充空气，转子齿部通过转子轭部相互连接。转子齿部数3也是调磁块数。

定子第一电枢磁场、定子第二电枢磁场和调磁环转子是三个转动部件，相互之间可以相对转动。其中定子第一电枢磁场和定子第二电枢磁场各具有无形转动，调磁环转子有机械转动。所述转动包括转速为零。第一极对数、第二极对数和调磁块数形成调磁匹配关系一，第一极对数+第二极对数=调磁块数。

支承部件由轴承和支架等组成。机壳保护电机。均采用成熟技术。

变流器是可以改变定子第一电枢绕组电流的频率、幅值、相位、相序的成熟部件。变流器连接电源与定子第一电枢绕组，变流器改变定子第一电枢绕组流通电流的频率、幅值、相位、相序，改变定子第一电枢磁场的转速和转矩，从而按调磁运动关系改变三个转动部件的转速和转矩就是定子第一调节。定子第一调节会导致电流输入定子第一电枢绕组用电或定子第一电枢绕组发电电流流出。用电能源来自电源，发电能源通向电源，均受变流器和控制电路控制。变流器采用成熟技术。

控制电路控制定子第一电枢绕组和定子第二电枢绕组的电流，控制变流器，控制定子第一调节。控制电路采用成熟技术。电源采用成熟技术。

三个转动部件的转速互动，形成调磁运动关系一是：第一极对数1*定子第一电枢磁场转速+第二极对数2*定子第二电枢磁场转速=调磁块数3*调磁环转子转速。定子第一调节形成一种变速。三个转动部件的力矩也是互动的。

调磁环转子机械连接风轮，定子第二电枢绕组电路连接电网发电输出电力，定子第一电枢绕组电路连接变流器，形成风力发电机。定子第一调节的目标是风轮转速变化范围大，定子第二电枢磁场转速稳定、定子第二电枢绕组发电频率稳定方便并网。定子第一调节方法是：为稳定发电频率，风轮转速有增量时，定子第一电枢磁场与风轮同向转动，定子第一电枢绕组发电以便调低发定子第二电枢磁场转速；风轮转速有减量时，定子第一电枢磁场与风轮反向转动，定子第一电枢绕组用电以便调高定子第二电枢磁场转速；定子第一电枢绕组发电经变流器和控制电路流向电网，定子第一电枢绕组用电经控制电路和变流器来源于电网。

调磁环转子机械连接传动轴，定子第二电枢绕组电路连接电网通入频率稳定的电流，定子第一电枢绕组电路连接变流器、开展定子第一调节来控制调磁环转子转速，形成可连续变速电机。定子第一电枢绕组发电可以降低调磁环转子转速，定子第一电枢绕组用电可以提高调磁环转子转速，这样与定子第一电枢绕组电路连接的的功率较小的变流器就可控制整个电机连续变速。定子第一电枢绕组发电经变流器和控制电路流向电源，定子第一电枢绕组用电经控制电路和变流器来源于电源。定子第一电枢绕组电流幅值调减可控制整个电机弱磁。

本实施例第一极对数、第二极对数和调磁块数的组合依次是1/2/3，其他组合例如：1*N/2*N/3*N，N为自然数，所有这类组合均可形成二部件双电枢调磁电机，都属于发明保护范围。

以上各实施例中，未显示定子的极弧、齿宽、齿高（极高）、齿形、轭厚度、线径、匝数、调磁环的详细性质和转子的详细性质等指标，对这些指标的优化选取均采用成熟技术。

Claims (1)

1.二部件双电枢调磁电机，由定子、调磁环转子、支承部件、机壳、变流器和控制电路组成，特征在于：定子设置第一电枢绕组形成第一电枢磁场具有第一极对数，定子设置第二电枢绕组形成第二电枢磁场具有第二极对数，调磁环作为转子具有调磁块数，可以开展定子第一调节，第一极对数、第二极对数和调磁块数形成调磁匹配关系，三个转动部件是定子第一电枢磁场、定子第二电枢磁场和调磁环转子，定子第一电枢磁场转速、定子第二电枢磁场转速和调磁环转子转速形成调磁运动关系；

定子由定子铁芯和电枢绕组组成，定子铁芯由定子轭部和定子齿部组成，电枢绕组由导线绕制而成，绕制形式包括轭绕组和齿部绕组，轭绕组围绕定子轭部绕制，齿部绕组围绕定子齿部绕制；定子电枢绕组包含定子第一电枢绕组和定子第二电枢绕组，两者流通的电流各自独立；定子第一电枢绕组可以选择是轭绕组或齿部绕组，流通三相交流电、二相交流电或直流电形成定子第一电枢磁场，具有第一极对数，具有定子第一电枢磁场转速，定子第一电枢绕组与变流器形成电路连接；定子第二电枢绕组是齿部绕组，流通三相交流电、二相交流电或直流电形成定子第二电枢磁场，具有第二极对数，具有定子第二电枢磁场转速，定子第二电枢绕组通过控制电路与电源形成电路连接；

调磁环转子由转子铁芯和转子轴组成，转子铁芯由转子轭部和转子齿部组成，采用软磁材料，转子齿部之间是转子槽，填充不导磁材料，转子齿部通过转子轭部相互连接，转子齿部数就是调磁块数；调磁环转子具有调磁环转子转速；

第一极对数、第二极对数和调磁块数形成调磁匹配关系，调磁匹配关系即下列等式关系之一：调磁匹配关系一，第一极对数+第二极对数=调磁块数；调磁匹配关系二，第一极对数+调磁块数=第二极对数；调磁匹配关系三，第一极对数=第二极对数+调磁块数；

支承部件由轴承和支架等组成；机壳保护电机；

变流器是成熟部件，变流器连接电源与定子第一电枢绕组，变流器改变定子第一电枢绕组电流的频率、幅值、相位、相序，改变定子第一电枢磁场的转速，从而按调磁运动关系改变三个转动部件的转速就是定子第一调节，定子第一调节会导致电流输入定子第一电枢绕组用电或定子第一电枢绕组发电电流流出；

控制电路控制定子第一电枢绕组和定子第二电枢绕组的电流，控制变流器，控制定子第一调节；

三个转动部件是定子第一电枢磁场、定子第二电枢磁场和调磁环转子，其中定子第一电枢磁场和定子第二电枢磁场的转动均是无形转动，各有定子第一电枢磁场转速和定子第二电枢磁场转速，电枢绕组流通直流电时该电枢磁场转速为零，调磁环转子转动是机械转动，具有调磁环转子转速；与调磁匹配关系依次对应，定子第一电枢磁场转速、定子第二电枢磁场转速和调磁环转子转速形成下列调磁运动关系之一：调磁运动关系一，第一极对数*定子第一电枢磁场转速+第二极对数*定子第二电枢磁场转速=调磁块数*调磁环转子转速；调磁运动关系二，第一极对数*定子第一电枢磁场转速+调磁块数*调磁环转子转速=第二极对数*定子第二电枢磁场转速；调磁运动关系三，第一极对数*定子第一电枢磁场转速=第二极对数*定子第二电枢磁场转速+调磁块数*调磁环转子转速。