《一種模組化電機》是深圳市風發科技發展有限公司於2008年8月27日申請的專利，該專利的公布號為：CN101662190B，專利公布日：2011年5月25日，發明人是：周慶余；范勇
《一種模組化電機》公開了一種模組化電機，所述模組化電機包括：轉子和至少兩個獨立的可控定子；所述轉子由轉軸和至少一個第一導磁體構成；每一個可控定子由第一線圈、第二線圈和第二導磁體構成；所述第二導磁體穿過第一線圈和第二線圈；所述轉子的每一個第一導磁體能與每一個可控定子的第二導磁體構成閉合導磁迴路；所述可控定子能載入激勵電流，輸出相應的功率與原動機的功率相匹配。《一種模組化電機》提供的模組化電機將定子劃分為至少兩個獨立的可控定子，每一個可控定子均可作為一個獨立的發電板塊，且所有的可控定子可以根據原動機的輸出的不同功率自由載入電源，輸出相應的組合功率與原動機的功率相匹配，從而降低了對原動機的輸出穩定功率的嚴格要求。
2020年7月14日，《一種模組化電機》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種模組化電機》摘要附圖 ）
基本介紹
- 中文名：一種模組化電機
- 公布號：CN101662190B
- 發明人：周慶余; 范勇
- 申請號：2008101467307
- 專利代理機構：北京集佳智慧財產權代理有限公司
- 地 址：廣東省深圳市龍崗區坂田街道崗頭同富裕工業園D棟一樓C
- 專利權人：深圳市風發科技發展有限公司
- Int. Cl.：H02K16/00(2006.01)
- 代理人：逯長明
- 公布日：2011年5月25日
- 申請日：2008年8月27日
- 專利類型：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
2008年前的發電機系統由原動機和發電機組成。發電機的定子作為一個整體的結構，定子線圈通過一定的規律進行連線，並與轉子等主要部件一起工作對外輸出功率。通常，由於要求發電機的輸出功率的變化範圍不大，所以對原動機的輸出功率提出了比較高的穩定性要求。但在實際運行過程中，原動機的輸出的功率一旦出現較大波動且持續時間較長時將對發電機產生嚴重影響。比如原動機輸出的功率過小，導致轉子的速率小，使發電機處於低輸出功率的發電狀態，嚴重影響發電機的使用壽命；又如原動機的輸出功率過大，導致轉子的速率大，使發電機處於超額定功率的發電狀態，時間一旦超過規定的極限發電機將可能被燒毀。
發明人在實現《一種模組化電機》的過程中發現，發電機由於其定子作為一個整體結構，只能固定輸出一個額定的發電功率。面對輸出功率變化較大的原動機，發電機無法輸出相應的功率與原動機的輸出功率相匹配。
發明內容
專利目的
《一種模組化電機》所要解決的技術問題是提供一種模組化電機，該模組化電機可以輸出相應的組合功率與原動機的輸出的不同功率相匹配，從而降低了對原動機的輸出穩定功率的嚴格要求。
技術方案
《一種模組化電機》提供了一種模組化電機，該模組化電機包括：
轉子和至少兩個獨立的可控定子；
該轉子由轉軸和至少一個第一導磁體構成；
每一個可控定子由第一線圈、第二線圈和第二導磁體構成；所述第二導
磁體穿過第一線圈和第二線圈；
該轉子的每一個第一導磁體能與每一個可控定子的第二導磁體構成閉合導磁迴路；
所述可控定子能載入激勵電流，輸出相應的組合功率與原動機的功率相匹配。
可選地，所述每一個可控定子輸出的功率可以相同或者不相同。
可選地，所述轉子的每一個第一導磁體與所述每一個可控定子的第二導磁體用於導通所述第二導磁體上的第一線圈或第二線圈產生的磁力線。
可選地，所述轉子的每一個第一導磁體能與每一個可控定子的第二導磁體發生相對運動斷開所述閉合導磁迴路。
可選地，所述每一個可控定子的第二導磁體上的第一線圈和所述第二線圈能用於產生感應磁力線或感應電流。
可選地，所述每一個可控定子的第二導磁體上的第一線圈和第二線圈能用於外加電流使構成閉合導磁迴路的所述轉子的第一導磁體發生轉動，從而帶動轉子發生轉動。
可選地，所述轉子的第一導磁體的數目小於或等於可控定子的數目。
可選地，所述每一個可控定子上的第一線圈和第二線圈的線圈密度可相同或不相同。
有益效果
《一種模組化電機》提供的模組化電機將結構為整體的定子劃分為至少兩個獨立的可控定子，每一個可控定子均可作為一個獨立的發電板塊，且所有的可控定子可以根據原動機輸出的不同功率自由載入激勵電流，輸出相應的組合功率與原動機輸出的功率相匹配，從而降低了對原動機的輸出穩定功率的嚴格要求。
附圖說明
圖1為《一種模組化電機》提供的模組化電機的結構的縱截面示意圖。
圖1
技術領域
《一種模組化電機》涉及機電技術領域，特別涉及一種模組化電機。
權利要求
1.一種模組化電機，其特徵在於，包括：轉子和至少兩個獨立的可控定子；所述轉子由轉軸和至少一個第一導磁體構成；每一個可控定子由第一線圈、第二線圈和第二導磁體構成；所述第二導磁體穿過第一線圈和第二線圈；所述轉子的每一個第一導磁體能與每一個可控定子的第二導磁體構成閉合導磁迴路；所述轉子的每一個第一導磁體能與每一個可控定子的第二導磁體發生相對運動斷開所述閉合導磁迴路；所述可控定子能載入激勵電流，輸出相應的組合功率與原動機的功率相匹配。
2.根據權利要求1所述的模組化電機，其特徵在於，所述每一個可控定子輸出的功率相同或者不相同。
3.根據權利要求1或2所述的模組化電機，其特徵在於，所述轉子的每一個第一導磁體與每一個可控定子的第二導磁體用於導通該可控定子的第二導磁體上的第一線圈或第二線圈產生的磁力線。
4.根據權利要求1或2所述的模組化電機，其特徵在於，所述每一個可控定子的第二導磁體上的第一線圈和第二線圈能用於產生感應磁力線或感應電流。
5.根據權利要求1或2所述的模組化電機，其特徵在於，所述每一個可控定子的第二導磁體上的第一線圈和第二線圈能用於外加電流使構成閉合導磁迴路的所述轉子的第一導磁體發生轉動，從而帶動轉子發生轉動。
6.根據權利要求1或2所述的模組化電機，其特徵在於，所述轉子的第一導磁體的數目小於或等於可控定子的數目。
7.根據權利要求1或2所述的模組化電機，其特徵在於，所述每一個可控定子上的第一線圈和第二線圈的線圈密度可相同或者不相同。
實施方式
《一種模組化電機》提供一種模組化電機，該模組化電機可以輸出相應的功率與原動的輸出的不同功率相匹配，從而降低了對原動機的輸出穩定功率的嚴格要求。
圖1為《一種模組化電機》提供的模組化電機的結構的縱截面示意圖。如圖1所示，《一種模組化電機》提供的模組化電機可以包括：
轉子和4個獨立的可控定子，分別是可控定子1、可控定子2、可控定子3和可控定子4。
其中，轉子由轉軸和4個第一導磁體構成；
可控定子1、可控定子2、可控定子3和可控定子4均由第一線圈、第二線圈和第二導磁體構成；且每一個可控定子的第二導磁體穿過第一線圈和第二線圈；
轉子的每一個第一導磁體能與可控定子1、可控定子2、可控定子3和可控定子4的第二導磁體構成閉合導磁迴路；
可控定子1、可控定子2、可控定子3和可控定子4能自由載入激勵電流，輸出相應的組合功率與原動機的功率相匹配。
可選地，可控定子1、可控定子2、可控定子3和可控定子4輸出的功率可以相同或者不相同。
可選地，轉子的每一個第一導磁體與每一個可控定子的第二導磁體用於導通該第二導磁體上的第一線圈或第二線圈產生的磁力線。
可選地，轉子的每一個第一導磁體能與每一個可控定子的第二導磁體發生相對運動斷開閉合導磁迴路。
可選地，每一個可控定子的第二導磁體上的第一線圈和第二線圈能用於產生感應磁力線或感應電流。
可選地，每一個可控定子的第二導磁體上的第一線圈和第二線圈能用於外加電流使構成閉合導磁迴路的轉子的第一導磁體發生轉動，從而帶動轉子發生轉動。
可選地，轉子的第一導磁體的數目小於或等於可控定子的數目。
可選地，每一個可控定子上的第一線圈和第二線圈的線圈密度可相同或者不相同。
需要說明的是，為了便於描述以及理解《一種模組化電機》提供的模組化電機的原理及思想，圖1所示的《一種模組化電機》提供的模組化電機的可控定子數量取值為4個，轉子上的第一導磁體的數量也取值為4個。該領域的普通技術人員在《一種模組化電機》的基礎之上可以進一步的增加或減少可控定子及轉子上的第一導磁體的數量來達到《一種模組化電機》的目的，《一種模組化電機》在此並不作具體的限定。
該領域普通技術人員可知，電機和原動機在功率匹配上面一直都是要求原動機要大於電機，但原動機提供給電機的功率受到諸多因素影響，原動機的輸出功率因此也會有很大變化，並直接將變化的功率輸出給電機。2008年前的電機通常只能固定一個額定發電功率。當面對變化較大的原動機時，電機將無法適應。原動機輸出過小，使電機處於低功率的發電狀態，對電機使用壽命有嚴重影響；原動機輸出過大，使電機處於超額定功率發電狀態，時間一旦超過規定極限時電機將可能燒毀。
《一種模組化電機》針對原動機輸出功率的波動，將2008年前的定子劃分成4個彼此獨立的可控定子，每一個可控定子輸出的功率相同或者不相同；根據原動機輸出的不同級別的功率可以給一個或一個以上的獨立可控定子載入激勵電流輸出組合功率，使電機的輸出功率和原動機的輸出功率相匹配。從而可以將《一種模組化電機》實施例提供的電機套用於原動機波動較大的發電場合。
如圖1所示，《一種模組化電機》提供的模組化電機可以設定每一個可控定子的輸出功率相同或不相同，任意一個或多個可控定子可以自由的載入激勵電流並輸出不同的組合功率與原動機輸出功率相匹配。舉個例子，如原動機輸出的功率為1千瓦，模組化電機可以在控制系統的控制之下給可控定子1的第二線圈載入激勵電流，可控定子1的第二線圈因載入激勵電流而產生的磁場磁力線會順著當前時刻轉子的第一導磁體和可控定子1的第二導磁體構成的閉合導磁迴路導通，並穿過可控定子1的第一線圈進行閉合，此時可控定子1的第一線圈的磁通量最大。當前時刻轉子的第一導磁體隨轉子在原動機的帶動下發生順時針或逆時針的圓周運動，當前時刻轉子的第一導磁體和可控定子1的第二導磁體構成的閉合導磁迴路斷開，可控定子1的第二線圈產生的磁場磁力線通過導磁迴路的路徑被阻斷，此時可控定子1的第一線圈的磁通量最小，幾乎可以忽略不計。當轉子運轉到下一時刻，該時刻轉子的另一個第一導磁體又與可控定子1的第二導磁體構成的閉合導磁迴路，並導通可控定子1的第二線圈產生的磁力線，使得可控定子1的第一線圈的磁通量最大。轉子在原動機的帶動下發生順時針或逆時針的圓周運動，反覆地使轉子上的第一線圈和可控定子1的第二導磁體構成的閉合導磁迴路閉合和斷開，使通過可控定子1第一線圈的磁通量不斷發生變化從而感應出電流，對外輸出功率，該功率與原動機輸出的1千瓦功率相匹配。
假設原動機輸出的功率為10千瓦的時，模組化電機可以在控制系統的控制之下給可控定子1、可控定子3的第二線圈載入激勵電流，此時可控定子1、可控定子3的第一線圈輸出的組合功率與原動機輸出的10千瓦功率相匹配。如此類推，當原動機輸出最大功率的時候，模組化電機可以在控制系統的控制之下給所有的可控定子1、可控定子、可控定子3、可控定子4的第二線圈載入激勵電流，所有可控定子的第一線圈輸出的組合功率與原動機輸出的最大功率相匹配。
此外，當一個或一個以上的可控定子的第一線圈和所述第二線圈外加電流時，還可以使構成閉合導磁迴路的轉子的第一導磁體發生運動，從而帶動轉子發生轉動，達到電機的正常工作。
需要說明的是，《一種模組化電機》提供的轉子的第一導磁體和可控定子的第二導磁體不止起到導通磁力線的作用，轉子的第一導磁體和可控定子的第二導磁體材料為強磁體或永磁體時也可以是產生或接收磁力線，所以所述轉子的第一導磁體和可控定子的第二導磁體的重量相對比較小，進一步的使轉子和可控定子的重量比較小。
需要說明的是，《一種模組化電機》只是以所有可控定子的第二線圈產生磁場磁力線，第一線圈產生感應電流，並對外輸出與原動機相匹配的功率為例介紹《一種模組化電機》的原理和思想；《一種模組化電機》也可以將所有可控定子的第一線圈產生磁場磁力線；第二線圈產生感應電流；或者將一些可控定子的第一線圈產生磁場磁力線，第二線圈產生感應電流，另外一些可控定子的第二線圈產生磁場磁力線，第一線圈產生感應電流，《一種模組化電機》在此不作具體的限定。
榮譽表彰
2020年7月14日，《一種模組化電機》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
