專利名稱：三端互逆機(jī)/電換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有三個(gè)互逆端口的電能-機(jī)械能量的轉(zhuǎn)換裝置，確切地說，涉及一種可根據(jù)隨機(jī)條件的變化，而實(shí)時(shí)主動(dòng)地改變自身的工作方式，成為可在輸出電能(發(fā)電狀態(tài))或者輸入電能(電力拖動(dòng)狀態(tài))這兩種狀態(tài)之間變化的新型機(jī)電裝置--三端互逆機(jī)/電換能器。
自從采用電力作為能源，驅(qū)動(dòng)各種機(jī)械做功時(shí)，人們就一直在探索一種適用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載不斷變化，特別是有時(shí)做正功，有時(shí)做負(fù)功情況下的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它可以利用負(fù)載的變化，減少電能消耗，甚至是獲得電能。例如直流電力機(jī)車的直流拖動(dòng)系統(tǒng)，利用直流電機(jī)感生電動(dòng)勢(shì)與外供電電壓的平衡關(guān)系，被動(dòng)地調(diào)整它的輸出工況或電力拖動(dòng)與發(fā)電狀態(tài)，以適應(yīng)道路的起伏變化。例如抽油機(jī)中使用的慣性平衡系統(tǒng)，它利用慣性儲(chǔ)能，利用速差，吸收往復(fù)運(yùn)動(dòng)中的活塞向下運(yùn)動(dòng)重力做功所提供的多余能量，在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中的活塞處于向上運(yùn)動(dòng)高負(fù)載時(shí)釋放，達(dá)到被動(dòng)穩(wěn)定工況的目的。但是，利用這些方法的設(shè)備裝置結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，如直流電機(jī)的電刷系統(tǒng)，為保證在大電流下的可靠低阻連接，必須有相應(yīng)復(fù)雜結(jié)構(gòu)；慣性平衡系統(tǒng)也需要增加一個(gè)龐大的配重。而且，更重要的是，現(xiàn)在已有的方法都是被動(dòng)調(diào)整的，它們都是利用工況的變化來被動(dòng)變換狀態(tài)。這些系統(tǒng)基本上是“兩端”的，它只有電端(作為電力拖動(dòng)狀態(tài)，它是電能輸入端，作為發(fā)電狀態(tài)，它是電力輸出端)和機(jī)械端(作為電力拖動(dòng)狀態(tài)，它是機(jī)械能輸出端，作為發(fā)電狀態(tài)，它是機(jī)械能輸入端)，而不能根據(jù)其它參數(shù)來主動(dòng)控制改變工況。
在世紀(jì)相交的今天，信息技術(shù)、電力電子和其他尖端技術(shù)都在迅速發(fā)展，人們已經(jīng)感覺到我們正生活在一個(gè)極其先進(jìn)、發(fā)達(dá)的世界中。近年來，電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展對(duì)許多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)生的深遠(yuǎn)影響，就是當(dāng)代科技的重要成果之一。用電腦和新的信息傳播與控制技術(shù)相結(jié)合的高科技已經(jīng)滲透到傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的許多領(lǐng)域，并日益向更高層次的深度和廣度開拓。而且，這種進(jìn)展已經(jīng)或即將對(duì)許多按傳統(tǒng)概念設(shè)計(jì)的機(jī)電設(shè)備提出了更新改造乃至徹底改型重新設(shè)計(jì)的要求，人們開始期望能夠有一種新型高效的能源產(chǎn)生及轉(zhuǎn)換裝置來替代傳統(tǒng)的電能生產(chǎn)及電力拖動(dòng)設(shè)備，它可以根據(jù)各種參數(shù)來實(shí)時(shí)主動(dòng)控制自身運(yùn)行工況，以滿足保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源資源的需求。
本實(shí)用新型的目的是提供一種可以實(shí)現(xiàn)上述電能與機(jī)械能雙向轉(zhuǎn)換功能的新型機(jī)電設(shè)備--三端互逆機(jī)/電換能器。它由信息控制端輸入的各種參數(shù)來控制電端和機(jī)械端的關(guān)系與工況。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的由一個(gè)繞組元件和一個(gè)磁性元件組成的換能偶件付，以及進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)字控制的電子控制裝置所組成，其特征在于作為該裝置動(dòng)力換能端的換能偶件付中的繞組元件是由硅鋼片鐵芯和線圈繞組構(gòu)成的部件，磁性元件則是使用稀土類磁性材料經(jīng)磁化后制成的鑲件，繞組元件和磁性元件兩者其中之一固定于作為動(dòng)力換能端裝置之一部分、相對(duì)固定的機(jī)體中，另一個(gè)則固定于作為動(dòng)力換能端裝置之另一部分、用于機(jī)械輸入/輸出能的相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件上在換能偶件付的繞組元件上外接有由大功率電力電子開關(guān)組件構(gòu)成的AC/DC雙向可逆變換器，該雙向可逆變換器與直流電力供電網(wǎng)絡(luò)相連接，作為該裝置的電力主端口；有對(duì)該AC/DC雙向可逆變換器和換能偶件付進(jìn)行實(shí)時(shí)控制、并可與其他設(shè)備共有的可編程控制器，該可編程控制器設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的通信接口，作為該裝置的信息控制端。
在本實(shí)用新型中，作為動(dòng)力換能端的一部分--相對(duì)固定的機(jī)體可以是一個(gè)帶圓柱體空腔的定子，而其另一部分--相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件可以是一個(gè)與定子中圓柱體空腔相配合的、被支承并可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子。由于分別固定其上面的繞組元件和磁性元件組成的換能偶件付的磁相互作用，實(shí)現(xiàn)永磁旋轉(zhuǎn)電機(jī)的功能。
在本實(shí)用新型中，相對(duì)固定的機(jī)體可以是一個(gè)一端帶一平面的線性定子，相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件可以是一個(gè)與定子相對(duì)應(yīng)的，可在其上相對(duì)移動(dòng)的線性轉(zhuǎn)子。由于分別固定其上面的繞組元件和磁性元件組成的換能偶件付的磁相互作用，實(shí)現(xiàn)永磁直線電機(jī)的功能。
相對(duì)固定的機(jī)體和相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件，不管是平面的還是圓柱的，都可以是本三端互逆機(jī)/電換能器換能偶件付的一部分，使本三端互逆機(jī)/電換能器是一個(gè)獨(dú)立可運(yùn)行的機(jī)器；它們也可以作為被驅(qū)動(dòng)設(shè)備的一部分，只把三端互逆機(jī)/電換能器的換能偶件付固定于其中，利用被驅(qū)動(dòng)設(shè)備的支持，實(shí)現(xiàn)其功能。相對(duì)固定的機(jī)體可以是一個(gè)帶圓柱體空腔的定子，相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件可以是一個(gè)與定子中圓柱體空腔相配合的，被支承并可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，這樣的結(jié)構(gòu)中，繞組元件可以固定于定子的圓柱體空腔內(nèi)壁，磁性元件可以固定于轉(zhuǎn)子的外壁。由于繞組元件固定于定子的圓柱體空腔內(nèi)壁，而磁性元件固定于轉(zhuǎn)子的外壁，在轉(zhuǎn)子中沒有繞組元件，不存在與轉(zhuǎn)子的電連接問題。而固定于定子中的繞組元件的電連接沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此可用一般的固接方法。
本三端互逆機(jī)/電換能器的換能偶件付的磁性元件可以是平面片狀的鑲塊，也可以是條塊狀或圓弧塊狀的鑲塊。
在本三端互逆機(jī)/電換能器中，換能偶件付可有多對(duì)，如兩對(duì)、三對(duì)、六對(duì)，沿相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向分布。在動(dòng)力換能端為旋轉(zhuǎn)形式的情況中，形成多相，如兩相，三相、六相驅(qū)動(dòng)。在動(dòng)力換能端為直線形式的情況中，換能偶件付中的繞組元件和磁性元件的個(gè)數(shù)可以不相等，繞組元件可以有多個(gè)，如兩個(gè)、三個(gè)、六個(gè)，沿相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向分布，磁性元件的個(gè)數(shù)可以多于繞組元件的個(gè)數(shù)，沿相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向在整個(gè)運(yùn)動(dòng)行程內(nèi)分布。
在本三端互逆機(jī)/電換能器中，換能偶件付可以成倍增加，在與運(yùn)動(dòng)方向垂直的方向上排列多個(gè)，繞組元件可串聯(lián)或并聯(lián)后與AC/DC雙向可逆變換器的一相相接，不改變其控制相數(shù)，但增加能量轉(zhuǎn)換功率，適應(yīng)大功率驅(qū)動(dòng)的要求。
其中AC/DC雙向可逆變換器還可通過另一個(gè)雙向可逆變換器而與三相交流供電網(wǎng)絡(luò)相連接。
本實(shí)用新型是由微電子器件、大功率電力電子器件和泛能化的動(dòng)力換能設(shè)備(又稱，力學(xué)電子器件)三種電子器件組成的復(fù)合設(shè)備。該發(fā)明充分利用換能偶件付具有電力/動(dòng)力轉(zhuǎn)換特點(diǎn)的優(yōu)良特性，再輔以AC/DC雙向可逆變換器、微型計(jì)算機(jī)或可編程控制器，以及相應(yīng)的軟件操作系統(tǒng)等高科技產(chǎn)品及手段，使之成為新一代的具有人工智能的機(jī)械能/電能雙向轉(zhuǎn)換功能的換能裝置。本實(shí)用新型不同于傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備，它是一種實(shí)時(shí)可控設(shè)備，既可以將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的電能按照信息指令通過動(dòng)力換能端輸出而控制機(jī)器的工作狀態(tài)，也可以將動(dòng)力換能端隨著驅(qū)動(dòng)源動(dòng)態(tài)無序變動(dòng)的功(機(jī)械能)轉(zhuǎn)換成符合電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的電能而輸入供電網(wǎng)絡(luò)，例如可把原先牽引工作機(jī)械中用機(jī)械剎車、電阻、無功電流等熱耗損手段所白白消耗的能量再次開發(fā)轉(zhuǎn)變成電能，這樣，既可充分回收能量，提高電網(wǎng)功率因素及能量應(yīng)用效率；又可減少大氣環(huán)境中的溫室效應(yīng)污染，達(dá)到環(huán)保效果。本實(shí)用新型具有極其廣泛的應(yīng)用前景，其中動(dòng)力端的換能偶件可以植入到許多通用或?qū)Ｓ玫臋C(jī)電設(shè)備應(yīng)用，是改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)裝備。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)組成示意圖；圖2是本實(shí)用新型的換能偶件付的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；參見圖1，本實(shí)用新型是一種電能/機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換裝置，它包括有由繞組元件11和磁性元件12組成的換能偶件付1，以及對(duì)該換能偶件付1進(jìn)行數(shù)字實(shí)時(shí)控制的電子控制裝置，其中換能偶件付1中的繞組元件11是由硅鋼片鐵芯和線圈繞組構(gòu)成的部件，磁性元件12則是使用稀土類磁性材料經(jīng)磁化后作成的鑲塊，鑲塊的形狀可以是平面片狀，也可以條狀或圓弧塊狀的鑲塊，視其動(dòng)力部件結(jié)構(gòu)形狀而選定。實(shí)際上，磁性元件也是一種由無數(shù)個(gè)微電子“超異繞組”所構(gòu)成的微電子元件，可以將其磁化后賦予設(shè)計(jì)規(guī)定的磁性特征性能。可以將換能偶件付中的繞組元件11植入動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部件而成為該動(dòng)力設(shè)備的轉(zhuǎn)子，磁性元件12則植入該動(dòng)力設(shè)備的靜止力學(xué)結(jié)構(gòu)部件而成為動(dòng)力設(shè)備的定子。也可以反過來，將換能偶件付中的磁性元件12植入動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部件而成為該動(dòng)力設(shè)備的轉(zhuǎn)子，將繞組元件11植入該動(dòng)力設(shè)備的靜止力學(xué)結(jié)構(gòu)部件而成為動(dòng)力設(shè)備的定子。在繞組元件11上外接有由大功率電力電子開關(guān)組件構(gòu)成的AC/DC雙向可逆變換器2，該雙向可逆變換器2與直流電力供電網(wǎng)絡(luò)4相連接，作為其電力主端口。同時(shí)，變換器2還可通過加接另一個(gè)雙向可逆變換器21而與三相交流供電網(wǎng)絡(luò)5相連接，作為其電力付端口，從而實(shí)現(xiàn)與交流電網(wǎng)的連接。這種實(shí)時(shí)控制的大功率可逆變換器的電路結(jié)構(gòu)主要由若干組大功率電子開關(guān)所組成，其主要任務(wù)是承擔(dān)直流與交流之間的可控電力轉(zhuǎn)換(可以是單相，也可以三相的)。小批量試制生產(chǎn)時(shí)可用市售的變頻器經(jīng)二次開發(fā)改造替代之。該裝置還設(shè)有一個(gè)對(duì)雙向可逆變換器2和換能偶件付件1進(jìn)行實(shí)時(shí)控制、并可與其他設(shè)備共有的可編程控制器3，可編程控制器3設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的通信接口31，作為本實(shí)用新型的信息控制端，可編程控制器3與雙向可逆變換器2的連接端由可編程控制器3中的程序根據(jù)設(shè)定的時(shí)序和由可編程控制器3的其他信息輸入端輸入的各種環(huán)境及系統(tǒng)參數(shù)共同確定，輸出雙向可逆變換器2所需要的控制脈沖序列?？刂泼}沖序列決定了雙向可逆變換器2的工作狀況，從而也決定了動(dòng)力換能端的換能偶件付的工況。綜上所述，本實(shí)用新型具有三個(gè)可逆端口一個(gè)與標(biāo)準(zhǔn)信息網(wǎng)絡(luò)接續(xù)的信息控制端口31，可以從該端口31實(shí)時(shí)控制本實(shí)用新型的運(yùn)行狀態(tài)，也可同時(shí)實(shí)時(shí)反饋回本實(shí)用新型的各種運(yùn)行參數(shù)；一個(gè)通用的電力端口直流供電網(wǎng)4(或)三相交流電網(wǎng)5與本實(shí)用新型的連接端，該端口可以從供電網(wǎng)4或5向本實(shí)用新型輸入電能通過動(dòng)力端驅(qū)動(dòng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，也可以由本實(shí)用新型將從動(dòng)力端轉(zhuǎn)換過來的電能向供電網(wǎng)輸出；還有一個(gè)可用于和各種通用或?qū)Ｓ脵C(jī)器的動(dòng)力部件相嫁接的動(dòng)力換能端一換能偶件付1，它既可消耗電能輸出動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，也可以由這個(gè)端口將來自機(jī)器的機(jī)械能(或稱功)轉(zhuǎn)換成電能進(jìn)而輸入供電網(wǎng)絡(luò)。
本實(shí)用新型的工作原理是當(dāng)其消耗電能作為電力拖動(dòng)狀態(tài)工作時(shí)，從供電網(wǎng)絡(luò)4或5通過雙向可逆變換器2向換能偶件付1中的繞組元件11饋電，該雙向可逆變換器2把普通工頻交流電或直流電受控調(diào)變成頻率、相位和流量大小都可變的交流電輸出，籍此改變繞組元件11的饋電電流的頻率、相位和電流大小數(shù)值，從而改變動(dòng)力端的輸出轉(zhuǎn)速、加速度、轉(zhuǎn)向和輸出扭矩、行程長(zhǎng)短。即通過可編程控制器3或者遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過信息端31，可使本實(shí)用新型對(duì)輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、加速度、行程和扭矩都實(shí)現(xiàn)精確的實(shí)時(shí)數(shù)字控制。而當(dāng)其處于上述過程的逆狀態(tài)，即輸出電能而處于發(fā)電狀態(tài)工作時(shí)，由于動(dòng)力端口的換能偶件付1中磁性元件12的主動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，會(huì)在繞組元件11中的線圈繞組感應(yīng)生成電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)被雙向可逆變換器2受控引出形成電流，經(jīng)其內(nèi)部整流轉(zhuǎn)換成直流電而饋送回直流供電網(wǎng)絡(luò)4，也可經(jīng)另一雙向可逆變換器21轉(zhuǎn)換成三相交流電而饋送回交流三相供電網(wǎng)絡(luò)5，這些過程也是由可編程控制器3發(fā)出相應(yīng)指令調(diào)整、控制相關(guān)裝置動(dòng)作而完成的。所以說本實(shí)用新型是一種具有三個(gè)可逆端口的電能/機(jī)械能轉(zhuǎn)換裝置。
本實(shí)用新型為了能與現(xiàn)有的各種機(jī)電設(shè)備盡可能兼容，以便推廣應(yīng)用，其每一個(gè)端口都最大程度地選用市場(chǎng)上的通用產(chǎn)品作為結(jié)構(gòu)部件，尤其是與傳統(tǒng)設(shè)備接軌的動(dòng)力端口，考慮到應(yīng)用本實(shí)用新型之后，原來設(shè)備上的許多功能都將由信息系統(tǒng)管理，而原設(shè)備中承擔(dān)這些功能的硬件裝置也就不再需要了，從而使設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化。實(shí)際上，動(dòng)力換能端就是一對(duì)換能偶件付，只要將其安裝到原來機(jī)器的動(dòng)力部位，并拆除原來機(jī)器上動(dòng)力部分前的相關(guān)系統(tǒng)(例如機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、自動(dòng)控制及保護(hù)系統(tǒng)等)，就完成了“嫁接”。這樣就使該機(jī)電設(shè)備結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)潔，原來上述硬件上的故障隱患也隨之排除而使工作更加可靠穩(wěn)定。由于現(xiàn)有的動(dòng)力設(shè)備中感應(yīng)電機(jī)應(yīng)用最廣泛，所以本實(shí)用新型的動(dòng)力換能端可以與現(xiàn)在使用的電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)系列相嫁接，成為外觀與機(jī)械結(jié)構(gòu)都和電機(jī)幾乎完全相同的形式參見圖2，再輔以AC/DC雙向可逆變換器和可編程控制器，就可以賦予該電機(jī)具有電能/機(jī)械能轉(zhuǎn)換的新功能。所以選擇這種設(shè)計(jì)思想，是為了在硬件設(shè)備更新?lián)Q代時(shí)，能最大程度地保留傳統(tǒng)“遺產(chǎn)”。當(dāng)然這也是一種權(quán)宜之計(jì)，如果能與機(jī)器合為一體，則在設(shè)備造價(jià)、安裝、維護(hù)和能耗上都會(huì)更加明顯見效。
本實(shí)用新型的換能關(guān)鍵部件--換能偶件付1的兩個(gè)元件(繞組元件11和磁性元件12)的工作機(jī)理是相同的，其中一個(gè)用作電能轉(zhuǎn)換接口，另一個(gè)則作為機(jī)械能(功)的轉(zhuǎn)換接口，而且，兩者是互逆的。又由于其結(jié)構(gòu)組成極其簡(jiǎn)潔，只有兩個(gè)主要部件，其中一個(gè)磁性元件又是呈超導(dǎo)形態(tài)，因此本實(shí)用新型的系統(tǒng)消耗極小，并具有其他換能手段無可比擬的高能量轉(zhuǎn)換效率(通常可達(dá)90％以上)。再者，一般換能設(shè)備只有運(yùn)行在額定工況時(shí)才能達(dá)到其標(biāo)準(zhǔn)效率，實(shí)際運(yùn)行時(shí)往往相差甚大，其效率曲線呈駝峰狀。而本實(shí)用新型的效率曲線基本呈水平狀，因此它又是一種具有廣譜特性的動(dòng)力設(shè)備。
參見圖2，該圖是本實(shí)用新型中換能偶件付1構(gòu)成電機(jī)結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，這里的繞組元件11成為嵌裝在電機(jī)定子機(jī)座10中的定子線圈，而磁性元件12則是由若干個(gè)圓弧形稀土材料永磁體鑲塊所構(gòu)成，安裝在該電機(jī)轉(zhuǎn)軸13的外緣，構(gòu)成電機(jī)的轉(zhuǎn)子。稀土材料永磁體外側(cè)套有護(hù)環(huán)14，以加強(qiáng)轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度，使之可以承受高速旋轉(zhuǎn)的作用力，圖示的轉(zhuǎn)子磁極12為四極，也可成構(gòu)成六極、八極的磁極。本實(shí)用新型也可以將繞組元件11構(gòu)成電機(jī)的轉(zhuǎn)子，而將磁性元件12則作為該電機(jī)的定子磁極，這樣就能構(gòu)成本實(shí)用新型換能偶件付1的另一種結(jié)構(gòu)形式的實(shí)施例。
本實(shí)用新型作為帶有智能的電能/機(jī)械能雙向轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)裝置，可以方便地直接嫁接到各種機(jī)械或動(dòng)力設(shè)備上，使機(jī)器和動(dòng)力設(shè)備結(jié)合一體。作為起步，可以先嫁接到電機(jī)和車輪上作成電機(jī)形式和車輪式的泛能動(dòng)力部件。例如將繞組元件嫁接到電機(jī)的轉(zhuǎn)子或車輪的輪殼，將磁性元件嫁接到電機(jī)的定子或車輪的輪網(wǎng)上，再用這種經(jīng)過改裝的電機(jī)和車輪改造現(xiàn)有機(jī)電設(shè)備及車輛，就會(huì)取得突破性的性能改進(jìn)。例如，應(yīng)用本實(shí)用新型改造捷達(dá)轎車，其動(dòng)力體系就由原來的單一熱機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)改造成由熱機(jī)和本實(shí)用新型構(gòu)成的能源再生裝置聯(lián)合驅(qū)動(dòng)了，其最大輸出功率由原來的105馬力提高到128馬力，百公里油耗、廢氣排放和加速時(shí)間都有明顯的改進(jìn)和提高。在城市中低速行駛時(shí)，可以用零排放方式運(yùn)行；而在高速公路行駛時(shí)，可以比原型車具有更高的動(dòng)力性能，因?yàn)楸緦?shí)用新型的能源再生裝置與熱機(jī)同時(shí)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，且一次加油后，能行駛更長(zhǎng)的路程，在惡劣條件下行駛時(shí)通過能力也有所改善。應(yīng)用本實(shí)用新型改造后的泛能轎車，雖然不能達(dá)到象電動(dòng)汽車那樣的全零排放的要求，但在城市里慢速行駛時(shí)也可以用零排放方式運(yùn)行，這樣至少可使泛能轎車在城市中的排放量減少一半。重要的是這種泛能轎車是以提高其性能價(jià)格比的方式引導(dǎo)人們自發(fā)履行環(huán)保義務(wù)，而這一切只要在原型車上嫁接本實(shí)用新型的三端換能器就可以做到了，從而使環(huán)保公益工程成為切實(shí)可行之舉。
權(quán)利要求1.一種三端互逆機(jī)/電換能器，包括有由一個(gè)繞組元件和一個(gè)磁性元件組成的換能偶件付，以及進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)字控制的電子控制裝置，其特征在于作為該裝置動(dòng)力換能端的換能偶件付中的繞組元件是由硅鋼片鐵芯和線圈繞組構(gòu)成的部件，磁性元件則是使用稀土類磁性材料經(jīng)磁化后制成的鑲件，繞組元件和磁性元件兩者其中之一固定于相對(duì)固定的機(jī)體中，另一個(gè)則固定于用于機(jī)械輸入/輸出能的相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件上；在換能偶件付的繞組元件上外接有由大功率電力電子開關(guān)組件構(gòu)成的AC/DC雙向可逆變換器，該雙向可逆變換器與直流電力供電網(wǎng)絡(luò)相連接，作為該裝置的電力主端口；有對(duì)該AC/DC雙向可逆變換器和換能偶件付進(jìn)行實(shí)時(shí)控制、并可與其他設(shè)備共有的可編程控制器，該可編程控制器設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的通信接口，作為該裝置的信息控制端。
2.如權(quán)利要求1所述的三端互逆機(jī)/電換能器，其特征在于作為動(dòng)力換能端的一部分--相對(duì)固定的機(jī)體是一個(gè)帶圓柱體空腔的定子，而其另一部分--相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件是一個(gè)與定子中圓柱體空腔相配合的、被支承并可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子。
3.如權(quán)利要求1所述的三端互逆機(jī)/電換能器，其特征在于作為動(dòng)力換能端的一部分--相對(duì)固定的機(jī)體是一個(gè)一端帶一平面的線性定子，而其另一部分一相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件是一個(gè)與定子相對(duì)應(yīng)的，可在其上相對(duì)移動(dòng)的線性轉(zhuǎn)子。
4.如權(quán)利要求2所述的三端互逆機(jī)/電換能器，其特征在于繞組元件固定于定子的圓柱體空腔內(nèi)壁，磁性元件固定于轉(zhuǎn)子的外壁。
5.如權(quán)利要求1所述的三端互逆機(jī)/電換能器，其特征在于其中換能偶件付的磁性元件可以是平面片狀的鑲塊，也可以是條塊狀或圓弧塊狀的鑲塊。
6.如權(quán)利要求1所述的三端互逆機(jī)/電換能器，其特征在于其中AC/DC雙向可逆變換器還可通過另一個(gè)雙向可逆變換器而與三相交流供電網(wǎng)絡(luò)相連接。
專利摘要一種三端互逆機(jī)/電換能器,包括有作為動(dòng)力端的換能偶件副,在換能偶件副的繞組元件上外接有大功率電力電子開關(guān)組件構(gòu)成的雙向可逆變換器,該可逆變換器與直流供電網(wǎng)絡(luò)相連接,作為其電力主端口,有對(duì)可逆變換器和換能偶件付進(jìn)行控制的可編程控制器,該可編程控制器的通信接口,則為其信息端。該裝置利用換能偶件付具有電力/動(dòng)力轉(zhuǎn)換特點(diǎn),再輔以數(shù)字電子控制裝置和相應(yīng)軟件構(gòu)成了新一代具有智能的機(jī)械能/電能轉(zhuǎn)換功能的換能裝置。
文檔編號(hào)H02K57/00GK2313329SQ97228138
公開日1999年4月7日 申請(qǐng)日期1997年10月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月9日
發(fā)明者華宏蓀 申請(qǐng)人:華宏蓀