CN1883104A - 带可变轴向转子/定子定位的无电刷永久磁铁车轮发动机 - Google Patents

Abstract

通过有效磁极强度的减少，具有固定径向气隙的无电刷永久磁铁电动机的转速比正常的最大转速高很多。永久磁铁支撑在可轴向移动的圆柱形壳的内表面。多个磁极和线圈一起支撑在固定圆柱形元件上，该元件协同可轴向移动的圆柱形壳上的永久磁铁，要么使可轴向移动的圆柱形壳转动，要么对其转动作出反应。可轴向移动的圆柱形壳和圆柱形元件同轴。圆柱形壳相对圆柱形元件可以轴向移动。

Description

带可变轴向转子/定子定位的无电刷永久磁铁车轮发动机

技术领域

本发明涉及汽车电子传动系统。本发明特别涉及无电刷永久磁铁车轮发动机，其作为汽车中的轮毂发动机，本发明也特别涉及无电刷永久磁铁交流发电机，其用于风轮发电机系统和船舶的发动机。更具体地，本发明涉及无电刷永久磁铁车轮发动机和交流发电机，其轴向转子/定子或转子/电枢定位可变。

背景技术

为了保护环境，汽车工业的目标是发展消耗较少矿物燃料的汽车。尽管电动车完全不用矿物燃料，但是在车辆传动系统中使用电动机会带来一些缺陷，上述车辆包括全电动车和使用矿物燃料发动机和电动机的混合动力车。

根据常规设计，内燃机车，电动车，特别是混合动力车通常具有至少一根(有时两根)驱动轴，其将动能从电动机传向车轮。为了确保该传动稳定精确地将电动机的转动传至车轮，为了使两侧轮子相对转速能发生变化，从而使车辆转弯或降低失去摩擦力的轮子的转动力，必须使用动力传动装置，比如减速齿轮或差速齿轮系统，还用驱动轴之类的附加装置将动力传动装置连接车轮。

动力传动装置和附加装置不仅增加了额外的重量，而且影响了动力传动的效率，从而提高了车辆的能耗，降低了车辆的行驶距离。众所周知，由于蓄电池的限制，全电动车的行驶距离本来就短，这成为全电动车不被大众接收的主要原因。

直接驱动型车轮不需要减速齿轮或差速齿轮系统和驱动轴之类的附加装置，因此降低了车重，提高了效率。直接驱动型车轮有两种，一种轮子与发动机机械联锁，另一种在车轮内整合发动机。

直接驱动型车轮需要电控系统来协调每个发动机的工作。然而控制系统受电动机的特性所限，一般只改变输入每个发动机的电能。

传统的永久磁铁发动机能使输出扭矩高达rpm限值(称为基本转速)。当转速增加时，基本转速rpm由永久磁铁发动机增加的“后电动势”电位所决定。后电动势由磁隙通量密度、线圈匝数和转速决定。当永久磁铁发动机转速增加，后电动势增加直至等于电源电压。一旦后电动势等于电源电压，永久磁铁发动机不再加快。这种后电动势rpm限制的特性使永久磁铁发动机不会因为速度过快而受损，这种损坏在串励电动机中很常见。保护永久磁铁发动机的后电动势的速度特性也会限制动态rpm范围。

很多电动车为了从静止或低速状态加速，其减速传动比被固定为针对高扭矩。尽管这种设置提供的高扭矩能克服惯性，但是造成基本转速低，最高速度有限。除了低速和恒定的扭矩，很多汽车需要有一个恒定的功率上限，当速度升高时，所需扭矩下降。

在基本转速之上，有很多方法可以操作无电刷永久磁铁发动机或其它类型发动机。这些方法可分为电子方法或机械方法。

加快速度或改变磁通量的电子方法包括高电流转换附加相位线圈或改变相位线圈的连接方式。昂贵的接触器开关及其接触磨损会抵消无电刷发动机寿命长的优势。也可使用补充磁通减弱线圈来降低定子磁通并加速，该方法通常需要接触器开关，而且增加了定子的热效应。其它的方法通过改变电源的激励电流或激励电压的波形和脉冲角来达到较高的速度。

其它已知的方法包括使用DC/DC放大器电路来增加电源电压，达到较高发动机转速。该方法增加了系统成本，降低了可靠性和效率。Cambier等人的美国专利No.5,677,605，Deng等人的美国专利No.5,739,664和Peterson等人的美国专利No.4,546,293给出了这种提高发动机基本转速的电子方法的例子。

提高发动机基本转速的机械方法包括改变锥形或圆锥形转子和定子之间的径向气隙的配置。Lincoln的美国专利No.829,975 and No.1,194,645公开了一种圆锥形转子和轴，其受蜗轮控制轴向移动调整气隙和转速。Voin的美国专利Nos.3,648,090和Holden等人的美国专利No.4,920,295公开了一种交流发电机内的圆锥形转子，其可轴向调整气隙和交流发电机的输出功率。Miller的美国专利No.5,627,419公开了一种圆锥形转子，其可轴向移动以增加气隙，当发动机无动力时能减少飞轮能量存储系统的磁阻。所有上述专利中，转子和定子保持啮合，通过细微的轴向移动来改变磁铁气隙。

McEntire等人的美国专利No.3,250,976公开了AC感应电动机的发动机定子线圈，其能在双转子的短路部和非短路部之间轴向移动，以改变转速。McEntire需要复杂的多个导螺杆或滚珠螺杆来使转子移动，还需要双倍长度的转子。

Masuzawa等人的美国专利No.5,821,710公开了一种两块式的磁铁转子。在普通低速运转时，两块转子的磁北极和南极对准。当发动机转速提高，离心力转动一个转子块，这样磁极的不对准度随速度增加而增加。磁极的不对准度造成磁通量和后电动势的减少，从而使发动机运行得比正常基本转速快。该系统是自备的，但是需要一个分裂的转子和使一个转子块移动导致不对准的离心设备。同样的磁极之间的强烈排斥力产生把转子块分开的推力。当磁极不对准，不同磁极之间的引力增加了离心力，超过了弹簧的使两块回复对准位置的作用力。这些因素加剧了设计的复杂度，影响到了寿命和成本。

Rao的美国专利No.6,194,802公开了一种使用固定轴向气隙的扁平形的发动机。此型发动机的轴向气隙的功能相当于带径向气隙的内圆柱形电动机的径向气隙。转子内的每个磁铁块设于弹簧径向路径之上。当转子rpm增加时，离心力使磁铁块径向延伸，减少了对准定子线圈的磁铁的有效区域，并减少了后电动势。这使发动机转速高于基本转速。Rao同上述Masuzawa等人和Holden等人一样，都用离心方法来进行激活。Rao的设计对径向磁铁磁轨进行精加工，这样提高了成本增加了复杂性。另外，同时存在数个因素可以影响磁铁转子足够的平衡水平。即使转子在舱内位置保持和磁铁平衡，但当转速增加时，每块磁铁的位置都受磁铁质量、弹性系数/弹簧刚度和磁铁在磁轨上的滑动摩擦等种种变量的影响。每块磁铁位置的细微变化都会对转子高转速时的平衡造成灾难性的影响。这些因素必然会影响到减少发动机后电动势的能力以及在基本转速之上的运转。

Lawrence P.Zepp和Jerry W.Medlin的美国专利No.6,492,453和No.6,555,941公开了一种无电刷永久磁铁发动机(或交流发电机)，其轴向转子/定子定位可变以增加转速性能。这些专利表述的无电刷永久磁铁电动机的转子的圆周面上装有数个永久磁铁，转子与定子同轴。转子配有可转动的轴，该组件上的设备能将转子相对定子沿转动轴移动。

本发明提供了无电刷永久磁铁发动机和交流发电机的独特结构，其轴向转子/定子或转子/电枢定位可变。

发明内容

通过以下的说明，可以获悉本发明的不同的特征、性能以及实施例，本发明提供的无电刷永久磁铁电动机(electrical machine)包括：

第一圆柱形元件，其包括中轴、内圆柱面和外圆柱面，数个磁极从第一圆柱形元件外圆柱面向外伸展，该数个磁极上围绕每个磁极都设有线圈；

第二圆柱形元件，其包括中轴、内圆柱面和外圆柱面，数块永久磁铁连接第二圆柱形元件内圆柱面，该第二圆柱形元件围绕第一圆柱形元件，这样该数个磁极和数块永久磁铁相邻，互相之间径向分离，第二圆柱形元件的中轴和第一圆柱形元件的中轴重合，形成共同中轴；

一条旋转轴，与共同轴同轴；和

将第二圆柱形元件沿着共同中轴相对第一圆柱形元件移动的设备。

根据本发明，该无电刷永久磁铁电动机与汽车，发电系统和船舶一起使用，发电系统包括风力发电机/电动机。

本发明还涉及带有数个车轮的汽车，其中至少有一个轮子连接轮毂发动机，该发动机包括：

一个定子，其包括中轴、内圆柱面和外圆柱面，数个磁极从定子外圆柱面向外伸展，该数个磁极上围绕每个磁极都设有线圈；

一个转子，其包括中轴、内圆柱面和外圆柱面，数块永久磁铁连接转子内圆柱面，该转子围绕定子，这样该数个磁极和数块永久磁铁相邻，互相之间径向分离，转子的中轴和定子的中轴重合，形成共同中轴；

一条旋转轴，与共同轴同轴；和

将转子沿着共同中轴相对定子移动的设备。

附图说明

通过以下的附图能很容易地理解本发明，附图不是限制性的：

图1是本发明的典型气隙发动机的转速和扭矩之间的关系图；

图2是本发明的一个实施例的永久磁铁电动机的剖面图，其中转子与定子完全接合；

图3是图2中永久磁铁电动机的剖面图，其中转子与定子分离约50％；

图4是沿图2中IV-IV线的定子、转子和匀速轴承的剖面端视图；

图5是沿图2中V-V线的定子、转子和匀速轴承的剖面端视图；

图6是本发明的另一个实施例，其中转子与定子完全接合；

图7是图6中永久磁铁电动机的剖面图，其中转子与定子分离约50％。

具体实施方式

本发明涉及无电刷永久磁铁车轮发动机，其作为汽车中的轮毂发动机，本发明也特别涉及无电刷永久磁铁交流发电机，其用于风轮发电机系统和船舶的发动机。更具体地，本发明涉及无电刷永久磁铁车轮发动机和交流发电机，其轴向转子/定子或转子/电枢定位可变。

本发明为车辆的一个轮子或多个轮子提供独立的无电刷永久磁铁发动机。本发明的每个车轮发动机都包括一条发动机轴，其连接轮毂、轮缘或其它支撑随其一起转动的轮胎的结构。

在定子内，发动机轴由壳体结构支撑，其能在定子内转动，并连接定子防止发动机轴和定子之间的相对轴向移动。定子包括一个定子环，沿其外周具有或支撑数个定子齿。定子齿外表面凸起，沿定子环外周均匀分布，线圈缠绕定子齿，并被选择性地通电产生磁力，使发动机轴转动。

发动机轴支撑转子壳相对定子转动，转子壳内带有数个沿内表面定位的永久磁铁，这些磁铁正对定子齿凸起的外表面，因此当缠绕定子齿的线圈被被选择性通电产生磁场吸引和/或排斥转子壳内表面上的永久磁铁时，转子壳绕定子环转动。

转子壳靠匀速轴承连接发动机轴，轴承使转子壳相对发动机轴径向移动，使定子向发动机轴传递旋转运动。

匀速轴承可使转子壳相对定子环进行轴向移位，定子环相对转子处于静止或固定位置，发动机轴轴向固定，但是能相对定子转动，并且可转动地固定，但是能相对定子轴向移动。当转子壳和定子环错位极大时，定子线圈磁场的磁通量减少，进而降低了限制转速的后电动势。当转子壳错位，发动机以恒定的功率模式运作，而扭矩与转速成反比。可用液压、电力、人力或其它连接杠杆的传动装置或其它装置将转子壳轴向移动。

图1是本发明的典型气隙发动机的转速和扭矩之间的关系图。在图1中，发动机扭矩从最小扭矩增大到最大扭矩，图中显示了其与转速的关系。当后电动势理论值降到零时，最小扭矩是驱动发动机所需的扭矩。上述的发动机基本转速是后电动势等于电源电压时的转速，参见图1中的水平轴。在发动机基本转速之下显示了一个扭矩不变模式。在基本转速之上，一直到发动机最高转速，显示了功率不变模式。在后一种模式中，扭矩下降，电流增加造成转速增加。功率不变模式就是本发明所述的发动机转速。

图2是本发明的一个实施例的永久磁铁电动机的剖面图，其中转子与定子完全接合。永久磁铁电动机包括发动机轴1，其连接结构2的一端，该结构代表毂、轮缘或其它支撑轮胎随其一起转动的结构。发动机轴1由轴承组件4支撑在壳体3内，该组件包括径向滚球轴承5，也可使用其它常用的轴承组件。发动机轴1的支撑方式使得发动机轴1在壳体3内转动，但限制了发动机轴1能在壳体3内的轴向移动。

图2所示的发动机轴1包括分级部6，其形状使滚球轴承30能在发动机轴1和发动机轴承架环8之间就位，细节如下。

在壳体3内，圆柱形的支柱11支撑定子10，该支柱通过一个或多个圆形拉条13连接壳体3的外壁12，该拉条支撑定子10，这样在定子10和壳体3外壁12之间就有一个圆形空间，转子15可以在其间可移动地安置。

定子10包括定子环16，沿其外周具有或支撑数个定子齿17。定子齿17外表面18凸起(见图4)，沿定子环外周均匀分布，线圈19缠绕定子齿17，并被选择性地通电产生磁力，使发动机轴1转动。

转子15具有圆形转子壳21，其内带有数个连接圆形转子壳21内表面的永久磁铁22，这些磁铁正对定子齿17。可使用合适的粘合剂、胶合剂、胶水、环氧化物等将永久磁铁22连接圆形转子壳21内表面。正对定子齿17凸起的外表面18的永久磁铁22的表面23(见图4)是内凹的，以便能和定子齿17凸起的外表面18完全契合。发动机15的圆形外壳21连接发动机轴承架24，其所处位置使定子齿17的外表面18和永久磁铁22的内表面23之间存在的缝隙最小。

发动机轴承架24包括轴承架环8和支撑发动机15圆形外壳21的径向延伸部25。径向延伸部25包括一个连续的碟形结构或数个径向延伸的轮辐。在图2-6所示的本发明的实施例中，发动机轴承架24的径向延伸部25是一个连续的碟形结构，发动机15圆形外壳21一体成形在发动机轴承架24的径向延伸部25的外部上。在图2-6中，发动机轴承架24的径向延伸部25的结构能给环绕定子齿17的线圈19提供必要的空间。

支撑发动机15的发动机轴承架24通过数个滚球轴承30连接发动机轴1。滚球轴承30位于数条轴向槽31内，槽位于轴承架环8的内表面。槽31的末端被定位环(图中未示)或其它结构元件封闭，防止滚球轴承30脱离槽31。滚球轴承30能在发动机轴1外表面的数条轴向槽32内作轴向移动。滚球轴承30连接发动机轴1和轴承架环8，在发动机轴1和转子15之间形成一个匀速线性轴承。在组装中，可以通过安设发动机轴1，使滚球轴承30插入相对的槽31和32，这样发动机轴1的分级部6能在轴承架环8就位。

匀速线性轴承通过将轴承架环8沿发动机轴1轴向移动，而使转子15相对定子10轴向移动。轴承架环8沿发动机轴1的移动能通过传动装置实现。

图2所示的传动装置包括中空的圆柱形导向螺杆35，其由壳体3的圆形中央壳体部37上的轴承36可转动地支撑。中空的圆柱形导向螺杆35被可逆电动机38旋转驱动，该可逆电动机转动可逆电动机38轴上的齿轮元件39。涡轮之类的齿轮元件39接合中空的圆柱形导向螺杆35，并使其转动。靠近中空的圆柱形导向螺杆35末端设有一个推力轴承41，其协同轴承36，使中空的圆柱形导向螺杆35相对圆形中央壳体部37转动。

中空的圆柱形导向螺杆35的内表面能够协同轴承(比如滚针轴承)，使中空的圆柱形导向螺杆35绕圆形中央壳体部37转动。中空的圆柱形导向螺杆35的外表面带有外螺纹44(见虚线)。外螺纹44在中空的圆柱形导向螺杆35的外表面形成，并与圆柱形连接套筒46内表面的内螺纹45(见虚线)啮合，该圆柱形连接套筒46通过螺纹啮合中空的圆柱形导向螺杆35。圆柱形连接套筒46包括前端47，该前端靠推力轴承48连接发动机轴承架24的一部分。圆柱形连接套筒46也包括至少一个防转动销子49，其位于托架51上的槽50内，托架51固定到壳体1的不转动部上，例如圆柱形的支柱11。

在工作中，可逆电动机38启动，使圆柱形导向螺杆35转动。对中空的圆柱形导向螺杆35的外表面上的外螺纹44与圆柱形连接套筒(shiftsleeve)46(和防转动销子49)内表面的内螺纹45的协作使圆柱形连接套筒46沿中空的圆柱形导向螺杆35轴向移动。可逆电动机38向一个方向的转动使圆柱形连接套筒46沿中空的圆柱形导向螺杆35向一个方向轴向移动，可逆电动机38向反方向的转动使圆柱形连接套筒46沿中空的圆柱形导向螺杆35向反方向轴向移动。

当圆柱形连接套筒46沿中空的圆柱形导向螺杆35向前方轴向移动时，圆柱形连接套筒46推动发动机轴承架24，这样轴承架环8会沿发动机轴1朝相同方向轴向移动。同时，发动机15相对定子10沿相应方向轴向移动。当圆柱形连接套筒46沿中空的圆柱形导向螺杆35反向轴向移动时，定子10和转子15之间的磁吸力使轴承架环8同样沿发动机轴1朝另一方向轴向移动。

图2中转子15与定子10完全啮合。此时发动机扭矩最大，但基本转速有限。

图3是本发明一个实施例的永久磁铁电动机的剖面图，其中转子与定子分离约50％。图2和3的比较解释了圆柱形连接套筒46如何相对中空的圆柱形导向螺杆35轴向移动，当轴承架环8相对发动机轴1轴向移动，转子15相对定子10轴向移动。图3中发动机的扭矩比图2中的情形小，但是基本转速较大。

图4是沿图2中IV-IV线的定子、转子和匀速轴承的剖面端视图。图4显示了滚球轴承30位于槽31和槽32之间，槽31位于轴承架环8的内表面，槽32位于发动机轴1外表面。槽/轴承绕发动机轴1均匀分隔，根据需要，可以比附图增加或减少槽/轴承组。

在轴承架环8和壳体1的圆形中央壳体部37之间有圆形缝或空隙52。如上所述，数个滚针轴承36位于中空的圆柱形导向螺杆35和圆形中央壳体部37之间。图示的另一圆形小缝或空隙53位于图2中圆柱形连接套筒46的前端47和轴承架环之间。

在图4中的圆柱形连接套筒46接触推力轴承48，该轴承包括数个环形排列的轴承元件55。发动机轴承架24的径向延伸部25径向向外延伸，支撑定子环16，该环由数个用已知方法叠在一起并固定的叠片形成。定子齿17的凸起外表面18在定子环16内固定，并被线圈19环绕。永久磁铁22由转子壳21支撑并带有凸起的内表面23，该表面正对定子齿17的凸起外表面18。

图5是沿图2中V-V线的定子、转子和匀速轴承的剖面端视图。图5中的可逆电动机38的轴56上有齿轮元件39。该齿轮元件39包括轴上形成的齿轮齿或连接轴的独立的齿轮元件。可逆电动机38的齿轮元件39对准涡轮之类的圆柱形齿轮元件40并与其配合工作，该圆柱形齿轮元件40连接中空的圆柱形导向螺杆35一端。对发动机的操作如上所示。

图6是本发明的另一个实施例，其中转子与定子完全接合。图6中本发明的一个实施例具有使发动机相对定子移动的不同设备。在图6中，发动机轴1的末端是空的，其内容纳挺杆60。挺杆60通过推力轴承62连接液压或气动传动装置61，该推力轴承62使挺杆60和发动机轴1一起转动，使传动装置61不发生转动而轴向移动。发动机轴1的中空部至少在其一边具有槽63，十字头销64可以插入其内并连接一个转换环(shift collar)，该环连接轴承架环8的一部分。图6中的定子15完全接合转子10。

图7是图6中永久磁铁电动机的剖面图，其中转子与定子分离约50％。

图6和7中本发明的实施例所用的传动装置可以是任何线性传动装置，包括螺纹螺杆驱动轴、小齿轮和齿轮传动装置、电缆系统、滑动传动装置等等。

为了精确地控制转子相对定子的位置，可以在本发明发动机的任何合适位置加入线性位置编码器，这些编码器能够检测转子的轴向位置或发动机结构的任何轴向可移动的部件。

请注意本发明永久磁铁发动机(包括能转动的外转子壳和不转动的内定子)的特殊设计使发动机整体的扭矩最大化。另外，本发明的发动机由于具有使转子相对定子轴向移动的机构，特别适用于上述的轮毂发动机，还适用于风力发动机、风力发电机(比如风轮发电机)和船舶(水面船舶和水下船舶)。在这些实际应用中，改变发动机/发电机扭矩的能力能克服惯性，从而根据更高的工作转速而调整扭矩。对于风力发动机和风力发电机而言，在启动时减少扭矩的能力能加强在微风时启动的能力，而在启动后提高扭矩的能力增加了能量的产生。对于风力发动机和风力发电机而言，所有附图中的发动机的设计都是一样的，为一个螺旋桨连接发动机轴而不是汽车轮子，螺旋桨转动发动机以公知的方式发电。对于船舶而言，所有附图中的发动机的设计都是一样的，为一个螺旋桨连接发动机轴而不是汽车轮子。

尽管本发明通过特殊的设备、材料和实施例由上述文字说明，但本领域的技术人员可以获悉本发明的主要特征以及不同的变化。本发明可以用其它的方式实施而不背离原来的构思和范围。

Claims (21)

1.一种无电刷永久磁铁电动机，包括：

第一圆柱形元件，其包括中轴、内圆柱面和外圆柱面，多个磁极从第一圆柱形元件外圆柱面向外伸展，该多个磁极上围绕每个磁极都设有线圈；

第二圆柱形元件，其包括中轴、内圆柱面和外圆柱面，多块永久磁铁连接第二圆柱形元件内圆柱面，该第二圆柱形元件围绕第一圆柱形元件，这样该多个磁极和数块永久磁铁相邻，互相之间径向分离，第二圆柱形元件的中轴和第一圆柱形元件的中轴重合，形成共同中轴；

一条旋转轴，与共同轴同轴；和

将第二圆柱形元件沿着共同中轴相对第一圆柱形元件移动的设备。

2.根据权利要求1所述的无电刷永久磁铁电动机，还包括围绕第一和第二圆柱形元件的壳体，旋转轴可转动地连接壳体，第一圆柱形元件固定于壳体内固定的位置，第二圆柱形元件在壳体内绕共同中轴旋转，并在壳体内轴向移动。

3.根据权利要求2所述的无电刷永久磁铁电动机，其中第二圆柱形元件通过匀速线性轴承连接旋转轴。

4.根据权利要求1所述的无电刷永久磁铁电动机，其中将第二圆柱形元件相对第一圆柱形元件移动的设备包括协作的螺纹元件，这些螺纹元件包括轴向固定反向转动的螺纹元件和轴向可移动不能转动的螺纹元件。

5.根据权利要求4所述的无电刷永久磁铁电动机，还包括使逆向转动的轴向固定的螺纹元件转动的发动机。

6.根据权利要求1所述的无电刷永久磁铁电动机，其中使第二圆柱形元件相对第一圆柱形元件移动的设备包括连接一传动装置的推杆。

7.根据权利要求6所述的无电刷永久磁铁电动机，其中推杆通过推力轴承连接旋转轴。

8.根据权利要求6所述的无电刷永久磁铁电动机，其中传动装置包括线性传动装置。

9.根据权利要求1所述的无电刷永久磁铁电动机，其中第一圆柱形元件包括定子，永久磁铁电动机包括发动机。

10.根据权利要求1所述的无电刷永久磁铁电动机，其中永久磁铁电动机包括高频发电机(generator)或交流发电机(alternator)中的一种。

11.根据权利要求1所述的无电刷永久磁铁电动机与车辆组合，该组合中的无电刷永久磁铁电动机驱动该车辆。

12.根据权利要求11所述的组合，其中的车辆包括多个轮子，根据权利要求1所述的无电刷永久磁铁电动机连接至少一个轮子。

13.根据权利要求12所述的组合，包括无电刷永久磁铁电动机连接每一个轮子。

14.根据权利要求1所述的无电刷永久磁铁电动机与发电系统组合，该组合中的无电刷永久磁铁电动机包括高频发电机或交流发电机中的一种。

15.根据权利要求14所述的组合，其中的发电系统包括风力发电系统。

16.根据权利要求1所述的无电刷永久磁铁电动机与船舶组合，该组合中的无电刷永久磁铁电动机的旋转轴连接推动船舶的设备。

17.根据权利要求16所述的组合，其中推动船舶的设备包括螺旋桨。

18.根据权利要求17所述的组合，其中的船舶包括在水下的船舶。

19.带有多个车轮的汽车，其中至少有一个轮子连接轮毂发动机，该发动机包括：

一个定子，其包括中轴、内圆柱面和外圆柱面，多个磁极从定子外圆柱面向外伸展，该多个磁极上围绕每个磁极都设有线圈；

一个转子，其包括中轴、内圆柱面和外圆柱面，多块永久磁铁连接转子内圆柱面，该转子围绕定子，这样该多个磁极和数块永久磁铁相邻，互相之间径向分离，转子的中轴和定子的中轴重合，形成共同中轴；

一条旋转轴，与共同轴同轴；和

将转子沿着共同中轴相对定子移动的设备。

20.按照权利要求19所述的车辆，包括多个轮毂发动机，两个或多个车轮分别连接多个轮毂发动机中的一个。

21.按照权利要求19所述的车辆，包括围绕定子和转子的壳体，旋转轴可转动地连接壳体，定子位于壳体内固定的位置，转子在壳体内绕共同中轴旋转，并在壳体内轴向移动。

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