专利名称：电动回转机械和应用它的发电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用磁铁产生磁场的电动回转机械，尤其涉及一种用于发电系统的电动回转机械及其控制方法。
背景技术：
在常规的永久磁铁电动回转机械中，恒定的磁通量Φ与电动回转机械的旋转角速度ω确定感应电动势E，所述的磁通量Φ是由设置在转子中的永久磁铁产生的。特别是，当电动回转机械的旋转角速度ω(转速)增大时，电动回转机械的感应电动势也成比例增大。因此，难于在高速旋转区域运转。通常，通过磁场削弱控制技术可以实现高速运转。
但是，这种技术由于磁场削弱电流产生热量以及效率低下而存在缺点。
在在先技术方法中，一种利用离心力使用弹簧和调节器的机构，作为一种由永久磁铁产生的磁通量的磁场的削弱方法而被应用。
而且，这种弹簧和调节器的构造复杂且费用昂贵。
发明概述本发明提供一种电动回转机械，其易于制造且能够实现永久磁铁产生的磁通量的磁场削弱。而且，本发明提供一种装备有永久磁铁型电动回转机械的发电系统，所述电动回转机械能够在低转速区域内，例如热力发动机起动时，获得高转矩特性，且在高转速区域内具有高输出功率发电特性。
本发明的一个目的是提供一种电动回转机械，其包括的转子具有设在轴上的场磁铁，所述场磁铁包括第一场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；第二场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；第二场磁铁可在轴上转动且相对于第一场磁铁轴向移动。
本发明的另一个目的是提供一种电动回转机械，其包括的转子具有设在轴上的场磁铁，所述场磁铁包括第一场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；第二场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；其中，第二场磁铁可在轴上转动且相对于第一场磁铁轴向移动，并且由场磁铁变动而产生一个合成磁场。
本发明还有一个目的是提供一种应用了本发明电动回转机械的发电系统和涡轮发电系统。而且，提供一种电动回转机械中的场磁铁的控制方法。
附图简要说明通过下面结合附图的详细说明，上述本发明的优点和特征将更加清楚易懂。
图1说明了依照本发明一个实施例的电动回转机械与涡轮机；图2说明了图1中的电动回转机械；图3说明了图1中电动回转机械的转子的同性磁极在其中心轴线对准；图4说明了图1中电动回转机械的转子的同性磁极在其中心轴线偏离；图5A和5B说明了依照旋转角速度的图1中电动回转机械的特性；图6是图1中电动回转机械的控制方框图；图7说明了依照本发明又一个实施例的执行机构处于OFF状态的电动回转机械；图8说明了依照本发明又一个实施例的执行机构处于ON状态的电动回转机械；图9说明了依照本发明又一个实施例的电动回转机械的转子的内部构造；
图10说明了依照本发明另一个实施例的电动回转机械的转子的内部构造；图11说明了依照本发明另一个实施例的执行机构处于ON状态的电动回转机械；图12说明了依照本发明另一个实施例的电动回转机械的转子；图13说明了依照本发明另一个实施例的电动回转机械的轴向位移的测量；图14说明了依照本发明另一个实施例的电动回转机械的转子；和图15说明了依照本发明再另外一个实施例的电动回转机械的转子。
本发明详细说明下面结合附图来描述本发明典型实施例。只要不背离本发明的精神或范围，可以采用其他实施方式，并且可以做出结构上的或逻辑上的改变。全部附图中同样元件用同样参考标号来标记。
现在来看附图，图1包括压缩机90与涡轮机91，它们直接或间接地安装在电动回转机械2上；功率变换器4，用于控制电动回转机械的功率；燃烧室92；和热交换器93。当进入的空气流过电动回转机械2而流入压缩机90的时候要经过过滤器96，应该注意到，可以使用在电动回转机械2和压缩机90之间引入空气的构造。而且，在这个实施例中，安装有废热回收装置94以提高整个发电系统的效率。
依照本实施例的永久磁铁型电动回转机械2能够起动涡轮机91。在起动涡轮机过程中，涡轮机速度由0增加到自持速度，电动回转机械被作为电动机来运转。阻抗转矩在旋转起动阶段时迅速增加，在速度达到额定速度(Ng)的15-20％时减小，且在速度达到额定速度的30-40％时呈现为零。自持速度大约是涡轮机正常运转速度的一半，且一旦达到自持速度，涡轮机不再需要起动装置的帮助(电动机转矩)，就可成为一个完整的驱动系统，作为发电机运转。
在图2中，定子芯10上缠绕着位于槽中的电枢绕组11且与壳体13相连，壳体13具有冷却剂通道12，冷却剂从冷却剂通道12中流过。永久磁铁凹进型转子20包括第一转子20A，其固定在轴22上；和第二转子20B，其与轴22相分离。注意，可以采用内部永久磁铁型或表面磁铁型转子。第一转子20A具有永久磁铁21A，永久磁铁21A具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极。同样地，第二转子20B具有永久磁铁21B，永久磁铁21B具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极。场磁铁正对着定子磁极，其中，第一场磁铁与第二转子的两个转子设置在同一轴上。
将第二转子20B的内径面构造为螺母部分23B，且将一个其上有螺纹的轴构造为螺栓的花纹(螺杆)部分23A。因此，第二转子20B相对于轴旋转时可在轴向方向上移动。
而且，在第二转子20B的侧面之外的地方设置一止挡，由此第二转子20B不会伸突超出离定子中心预定的位移或距离。而且，假如提供了作为伺服机构的止挡驱动执行机构25，使得止挡24可与轴相平行横向移动，第一场磁铁与第二场磁铁之间的极心偏移值就可改变。因此，可以控制包括第一场磁铁与第二场磁铁相对于定子的整个有效的或合成的磁通量，在所述定子中电枢绕组11在槽中缠绕着。
在电动回转机械中，根本上讲，电枢绕组用于定子而永久磁铁用于转子，假如当电动回转机械用作发动机时的转子旋转方向和当电动回转机械用作发电机时的转子旋转方向相同，则当电动回转机械用作发动机时的转子承受的转矩方向与当电动回转机械用作发电机时的转子承受的转矩方向相反。假设，如果电动回转机械用作发动机，则转子的旋转方向是反向的而转矩方向也是反向的。同样地，如果电动回转机械用作发电机，则转子的旋转方向是反向的而转矩方向也是反向的。
因此，电动回转机械在涡轮机起动阶段的低转速区域里用作发动机，第一转子20A的磁极中心与第二转子20B的磁极中心对准，如图3所示，使与定子磁极相对的永久磁铁的有效磁通量达到最大，由此获取高转矩特性。然后，当电动回转机械用作发电机的时候，当转子的旋转方向与图2所示一样时，转子获取的转矩方向与当电动回转机械用作发动机的时候的转子获取的转矩方向相反；并且第二转子20B的磁极中心偏移了，此时第一转子20A与第二转子20B的间距增大，以至于螺母部分相对于轴22与螺杆部分松脱开，因此减小了由与定子磁极相对的永久磁铁产生的有效的或合成的磁通量。换言之，在高速旋转区域存在一个磁场削弱效应，且在高速旋转区域获取高输出发电特性。
图3与4说明了螺栓螺纹部分61、螺栓螺杆部分60和螺母部分62之间的关系。螺栓螺纹部分61和螺母部分62分别对应于第一转子20A与第二转子20B。假如螺栓螺杆部分60(对应于图2中的23A)沿同一方向旋转，螺母部分62旋紧或松脱取决于施加到螺母部分62上的转矩的方向，并且由于同样的机理，第二转子20B的旋紧或松脱也取决于施加到该转子上的转矩的方向。
图5A与5B显示了相对于永久磁铁型同步电动回转机械的旋转角速度的有效磁通量特性、感应电动势和端电压。永久磁铁型同步电动回转机械的感应电动势E取决于永久磁铁产生的磁通量Φ和电动回转机械的旋转角速度ω。就是说，如图5A所示，假设设置在转子中的永久磁铁产生的磁通量Φ1是恒定的，当旋转角速度ω(转速)增加时，电动回转机械的感应电动势E1也成比例增加。但是，功率变换器4的电源端电压或电容存在局限性，而且电动回转机械产生的感应电动势不得不被抑制为低于特定条件值的水平。因此，永久磁铁型同步电动回转机械必须受所谓的磁场削弱控制技术的控制，以减小处在过高转速区域时永久磁铁产生的磁通量。
由于感应电动势与旋转角速度成比例地增加，磁场削弱控制电流也不得不增加。因此，有必要将大电流引入作为主要导体的线圈，而由线圈产生的热量自然会增加。因此，在由产生热量引起的需要过强冷却能力的情况下存在效率降低和永久磁铁退磁的可能。
例如，如图5A所示，当在旋转角速度为ω1(转速)这一点上永久磁铁产生的磁通量Φ1改变为磁通量Φ2时，电动回转机械的从感应电动势E1到感应电动势E2的改变能够限制感应电动势的最大值。图5B同样示意性地显示了这样的情况当磁通量Φ随着旋转角速度ω(转速)而平滑地改变时，感应电动势E也能够保持持续稳定。
在本发明中，电动回转机械的转子分为第一场磁铁与第二场磁铁，安装在同一个轴上，且第一场磁铁与第二场磁铁的磁极中心是可改变的，该改变取决于旋转转矩的方向，其中，当电动回转机械在涡轮机起动阶段的低转速区域里用作发动机时，第一转子与第二转子的磁极中心对准，以增大与定子磁极相对的永久磁铁产生的有效磁通量，由此获取高转矩特性。然后，当电动回转机械用作发电机的时候，转子的旋转方向是同样的，转子获取的转矩方向与当电动回转机械用作发动机的时候的转子获取的转矩方向相反，因此第一转子与第二转子的磁极中心偏移导致减小与定子磁极相对的永久磁铁产生的有效磁通量。换言之，存在一个磁场削弱效应，以及在高速旋转区域获取高输出发电特性。
而且，作为一个可获取图5B所示特性的装置实施例，可使用一种电动回转机械，其中，第一场磁铁固定在轴上；第二场磁铁可移动地与轴联系，轴上有螺栓螺杆部分，且第二场磁铁在其内周边具有与螺杆部分匹配连接的螺母部分；在第二场磁铁的端面之外的地方设置止挡；以及伺服机构，其中止挡在与轴平行方向上是可调节的，调节量取决于转速。
在图6中，基于来源于涡轮机控制器与分别安装的传感器的信息(例如压缩机压力、气体温度、运转模式和燃气节流阀打开程度)、和永久磁铁型同步电动回转机械2的转速，运转判断部分101对永久磁铁型同步电动回转机械2的运转进行判断以输出电流控制值。从运转判断部分101输出的电流控制值输入电流控制块102，以得到关于相对于永久磁铁型同步电动回转机械2当前电流值的差值的无干扰控制。
电流控制块102的输出通过旋转坐标转换器(coordinateconverter)103转换为3相交流电AC，以通过脉宽调制(PWM)变换器主电路104来控制永久磁铁型同步电动回转机械2。而且，检测永久磁铁型同步电动回转机械2的转速(涡轮机转速)和各个相电流(至少是2相电流)，并且通过双轴转换块105将电流的不同相转换成双轴电流且回馈给电流控制值。假设通电，可以使用通过将涡轮机转速求二次方得到的值。而且，通过检测器106检测转速、极位置等等且通过极位置转换器107与速度转换器108回馈给不同的控制块。
在图6所示的实施例中，图中具有电动回转机械2的位置与转速传感器和电动回转机械的电流传感器，值得注意的是，可以制造出省略这些传感器中的一部分且不用传感器来驱动电动回转机械2的控制构造。而且，在依照本发明的永久磁铁型电动回转机械中，第一转子与第二转子两者的极的中心的对准或偏移取决于运转状态。因此，它能够根据第一场磁铁与第二场磁铁的合成极位置的偏移，通过用于控制功率变换器的控制器，对电流装置进行修正改进。
在图13中，第二转子的旋转角θ与轴向位移量ΔL成比例关系，并且利用位移检测单元64检测轴向位移量ΔL且回馈给功率变换器的控制器以获取一个换算为第一场磁铁与第二场磁铁的合成极位置的偏移角的值，将该值用于对电流装置进行修正改进的最优控制。
在图7中，第一转子20A固定在轴22上，第二转子20B可移动地与轴22联系，且螺栓螺杆部分23A固定在轴的一部分上。套筒41固定在第二场磁铁的内周面上，以及螺母部分23B固定在套筒41的内部结合成为一体。然后第二转子20B相对于轴22转动，当沿着螺母部分23B与螺栓螺杆部分脱松的转动方向转动时，第一转子20A与第二转子20B之间的间距扩大了。
由于存在细微的游隙或间隙引起的转动，当在第二场磁铁的内周边与轴22之间出现互连磁通量变化时，存在电蚀的问题。套筒41由非磁性材料构成，该材料具有比铁更高的电阻率，且因此达到如下效果给第二场磁铁的内周边与轴22之间提供磁绝缘与电绝缘。
在套筒41内设置支承机构40A与40B，因此可导引在第二场磁铁与轴之间进行回转运动、往复运动与合成运动。在第二转子20B中，部分轴上设置有螺栓螺杆部分23A，且螺栓螺杆部分23A具有螺杆的功能，且在第二场磁铁的端面之外的地方设置可动的止挡24。在止挡24、轴之间和止挡24与第二转子20B的端面之间设置支承机构42与47，以便导引回转运动、往复运动与合成运动。支承机构42具有止推轴承的功能，且支承机构47作为径向轴承能够导引回转运动、往复运动与合成运动。而且，支承机构42和弹簧48一起还能起到依托轴承(trust bearing)的作用。
由于电磁离合器的构造，线圈46缠绕在磁轭44上且止挡24还能起到可移动的线芯的作用。磁轭44与线圈46固定在电动回转机械的框架49上，或者固定在车体的一部分(未示出)上，并且在磁轭44与止挡24之间设置弹簧45，以作为断电时的回复装置。在电动回转机械的框架49与轴22之间设置用作支承的轴承50。
图7示意性显示了线圈46的非通电状态，而图8示意性显示了线圈46的通电状态。当线圈46通电时，磁轭44变为强有力的电磁铁，吸引作为可移动的铁的止挡24。此处显示的电磁离合器是在与轴平行方向上是可调节的伺服机构的实施例，而且液压传动装置、利用回转机械或滚珠丝杠的线性驱动装置、或线性电动机用于对止挡精细定位。
图9显示了套筒41固定到第二转子20B内部的实施例。将第二转子20B与套筒41两部分的表面设置为一面凸一面凹，用以将两者固定到一起。还显示固定到轴22上的第一转子20A和与轴22分离的第二转子20B的内部的不同。
在图10中，在第一场磁铁的侧表面设置凹进部分53，第一场磁铁与第二场磁铁在第一场磁铁的侧表面中相接触，且在第二场磁铁上设置起套筒作用的凸出54。凸出54可以与套筒41制造为一体或可以与第二转子20B制造为一体。因此，有足够的空间安设套筒41与弹簧48、支承机构40A与40B、以及螺母部分23B。这对具有第二转子20B的薄的轴向层压厚度的电动回转机械是有效的技术。
在图11中，除了电磁离合器有所改变，图11中表示的基本要素与在图7中的一样。在图11中，线圈46处于通电状态，而且当线圈46断电时磁轭44在弹簧45作用下与止挡24分离。本实施例通过由螺杆部分23A，其中的转矩施加到第二转子20B，和螺母部分23B之间的相互作用引起的螺旋运动获取推力。假设施加挤压止挡24的推力，所述推力来源于螺旋运动和转矩之间的相互关系，当线圈46断电的时候，止挡24与磁轭44脱离。磁轭44通过支臂52固定在框架49上。图11所示的电磁离合器是一个伺服机构的实施例，其中，与图7和8中描述的一样，止挡24可以在与轴平行的方向上移动，并且使用液压传动器、利用电动回转机械的线性驱动装置以及滚珠丝杠或线性电动机能够实现较精细的止挡定位。
在图12中，第一转子20A紧密地固定到轴22上，而第二转子20B与轴22之间有活动自由度。因此，在第二转子20B和轴22之间存在微小的空间游隙，且当施加一个大的转矩或离心力的时候，有时可能出现偏心。因此，将在具有第二场磁铁的第二转子20B和定子之间的气隙Gap2制造得大于具有第一场磁铁的第一转子20A和定子之间的气隙Gap1，由此避免因偏心而引起第二转子20B和定子之间的机械接触。
在图15中，将第二转子20B的内周面的长度制造得小于它的外周面的长度，且在第二转子20B内设置止挡24和伺服机构25。因此，由于止挡24和伺服机构25的内置设置方式使得可以限定整个转子的轴向长度。
因此，本发明提供一种电动回转机械，其包括的转子具有设置在轴上的场磁铁。该场磁铁包括第一场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；第二场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；并且第二场磁铁可在轴上转动且相对于第一场磁铁产生轴向位移。
尽管本发明在前面已经结合优选实施例作了说明，但不背离本发明的精神或范围可以对其做出很多种修改与替换。例如，虽然已经描述的本发明是利用4极机械，本发明也可以适用于2极机械、6极或更多极的机械。作为一个实施例，图14是在本发明应用于8极机械时的永久磁铁型电动回转机械的定子的示意图。而且，转子可应用内部永久磁铁型或表面磁铁型。因此，本发明不局限于前面的描述说明，而只是由所附的权利要求的范围限定。
权利要求
1.一种电动回转机械，其包括的转子具有设置在轴上的场磁铁，所述场磁铁包括第一场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；第二场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；并且其特征在于，所述第二场磁铁可在所述轴上转动且相对于所述第一场磁铁产生轴向位移。
2.如权利要求1所述的电动回转机械，其特征在于，由所述场磁铁产生的合成磁场是有变化的。
3.如如权利要求1所述的电动回转机械，其特征在于，所述轴具有螺杆部分且所述第二场磁铁具有设置在它的内周面上的螺母部分。
4.如权利要求1所述的电动回转机械，还包括设置在所述轴上、距离所述第二场磁铁具有一个预设的距离的止挡。
5.如权利要求4所述的电动回转机械，还包括改变所述距离的传动器。
6.如权利要求1所述的电动回转机械，其特征在于，对所述第二场磁铁的轴向位移量进行检测，且利用所述位移量修正改进用于控制转换器的控制器提供的电流。
7.如权利要求1所述的电动回转机械，还包括多个用以引导回转运动、往复运动和合成运动的支承机构。
8.如权利要求1所述的电动回转机械，其特征在于，套筒固定在所述第二场磁铁的内周面和轴之间。
9.如权利要求8所述的电动回转机械，其特征在于，所述套筒由至少比铁电阻率高的非磁性材料制成。
10.如权利要求1所述的电动回转机械，其特征在于，所述第二场磁铁设有凸出部分且所述第一场磁铁设有容纳所述凸出部分的凹进部分。
11.如权利要求1所述的电动回转机械，其特征在于，具有所述第二场磁铁的转子和定子之间的气隙大于具有所述第一场磁铁的转子和所述定子之间的气隙。
12.一种电动回转机械，其包括的转子具有设置在轴上的场磁铁，所述场磁铁包括第一场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；第二场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；并且其特征在于，所述第二场磁铁可在所述轴上转动且相对于所述第一场磁铁产生轴向位移，且由所述场磁铁形成的合成磁场是变化的。
13.如权利要求12所述的电动回转机械，其特征在于，所述轴具有螺杆部分且所述第二场磁铁具有设置在它的内周面上的螺母部分。
14.如权利要求12所述的电动回转机械，还包括设置在所述轴上、距离所述第二场磁铁具有一个预设的距离的止挡。
15.如权利要求14所述的电动回转机械，还包括改变所述距离的传动器。
16.如权利要求12所述的电动回转机械，其特征在于，对所述第二场磁铁的轴向位移量进行检测，且利用所述位移量修正改进用于控制转换器的控制器提供的电流。
17.如权利要求12所述的电动回转机械，还包括多个用以引导回转运动、往复运动和合成运动的支承机构。
18.如权利要求12所述的电动回转机械，其特征在于，套筒固定在所述第二场磁铁的内周面和轴之间。
19.如权利要求18所述的电动回转机械，其特征在于，所述套筒由至少比铁电阻率高的非磁性材料制成。
20.如权利要求12所述的电动回转机械，其特征在于，所述第二场磁铁设有凸出部分且所述第一场磁铁设有容纳所述凸出部分的凹进部分。
21.如权利要求12所述的电动回转机械，其特征在于，具有所述第二场磁铁的转子和定子之间的气隙大于具有所述第一场磁铁的转子和所述定子之间的气隙。
22.一种电动回转机械，其包括的转子具有设置在轴上的场磁铁，所述场磁铁包括第一场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；第二场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；并且其特征在于，所述第二场磁铁可在所述轴上转动且相对于所述第一场磁铁产生轴向位移，且改变产生的合成磁场的机构是基于转矩的方向，该机构具有通过平衡所述生成的转矩的方向将所述第一场磁铁和所述第二场磁铁的同性磁极中心轴线对准的装置。
23.一种发电系统，包括一种电动回转机械，所述电动回转机械包括的转子具有设置在轴上的场磁铁，所述场磁铁包括功率转换器，其用于控制所述电动回转机械的功率；热力发动机；第一场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；第二场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；并且其特征在于，所述第二场磁铁可在所述轴上转动且相对于所述第一场磁铁产生轴向位移。
24.如权利要求23所述的发电系统，其特征在于，由所述场磁铁形成的合成磁场是变化的。
25.如权利要求23所述的发电系统，其特征在于，所述轴具有螺杆部分且所述第二场磁铁具有设置在它的内周面上的螺母部分。
26.如权利要求23所述的发电系统，还包括设置在所述轴上、距离所述第二场磁铁具有一个预设的距离的止挡。
27.如权利要求26所述的发电系统，还包括改变所述距离的传动器。
28.如权利要求23所述的发电系统，其特征在于，对所述第二场磁铁的轴向位移量进行检测，且利用所述位移量修正改进用于控制转换器的控制器提供的电流。
29.如权利要求23所述的发电系统，还包括多个用以引导回转运动、往复运动和合成运动的支承机构。
30.如权利要求23所述的发电系统，其特征在于，套筒固定在所述第二场磁铁的内周面和轴之间。
31.如权利要求30所述的发电系统，其特征在于，所述套筒由至少比铁电阻率高的非磁性材料制成。
32.如权利要求23所述的发电系统，其特征在于，所述第二场磁铁设有凸出部分且所述第一场磁铁设有容纳所述凸出部分的凹进部分。
33.如权利要求23所述的发电系统，其特征在于，具有所述第二场磁铁的转子和定子之间的气隙大于具有所述第一场磁铁的转子和所述定子之间的气隙。
34.一种发电系统，包括一种电动回转机械，所述电动回转机械包括的转子具有设置在轴上的场磁铁，所述场磁铁包括功率转换器，其用于控制所述电动回转机械的功率；热力发动机；第一场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；第二场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；并且其特征在于，所述第二场磁铁可在所述轴上转动且相对于所述第一场磁铁产生轴向位移，且由所述场磁铁形成的合成磁场是变化的。
35.如权利要求34所述的发电系统，其特征在于，所述轴具有螺杆部分且所述第二场磁铁具有设置在它的内周面上的螺母部分。
36.如权利要求34所述的发电系统，还包括设置在所述轴上、距离所述第二场磁铁具有一个预设的距离的止挡。
37.如权利要求36所述的发电系统，还包括改变所述距离的传动器。
38.如权利要求34所述的发电系统，其特征在于，对所述第二场磁铁的轴向位移量进行检测，且利用所述位移量修正改进用于控制转换器的控制器提供的电流。
39.如权利要求34所述的发电系统，还包括多个用以引导回转运动、往复运动和合成运动的支承机构。
40.如权利要求34所述的发电系统，其特征在于，套筒固定在所述第二场磁铁的内周面和轴之间。
41.如权利要求40所述的发电系统，其特征在于，所述套筒由至少比铁电阻率高的非磁性材料制成。
42.如权利要求34所述的发电系统，其特征在于，所述第二场磁铁设有凸出部分且所述第一场磁铁设有容纳所述凸出部分的凹进部分。
43.如权利要求34所述的发电系统，其特征在于，具有所述第二场磁铁的转子和定子之间的气隙大于具有所述第一场磁铁的转子和所述定子之间的气隙。
44.一种涡轮机发电系统，包括一种电动回转机械，所述电动回转机械包括的转子具有设置在轴上的场磁铁，所述场磁铁包括功率转换器，其用于控制所述电动回转机械的功率；热力发动机；压缩机；涡轮机；燃烧室；第一场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；第二场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；并且其特征在于，所述第二场磁铁可在所述轴上转动且相对于所述第一场磁铁产生轴向位移。
45.如权利要求44所述的发电系统，其特征在于，其特征在于，由所述场磁铁形成的合成磁场是变化的。
46.如权利要求44所述的涡轮机发电系统，其特征在于，所述轴具有螺杆部分且所述第二场磁铁具有设置在它的内周面上的螺母部分。
47.如权利要求44所述的涡轮机发电系统，还包括设置在所述轴上、距离所述第二场磁铁具有一个预设的距离的止挡。
48.如权利要求47所述的涡轮机发电系统，还包括改变所述距离的传动器。
49.如权利要求44所述的涡轮机发电系统，其特征在于，对所述第二场磁铁的轴向位移量进行检测，且利用所述位移量修正改进用于控制转换器的控制器提供的电流。
50.如权利要求44所述的涡轮机发电系统，还包括多个用以引导回转运动、往复运动和合成运动的支承机构。
51.如权利要求44所述的涡轮机发电系统，其特征在于，套筒固定在所述第二场磁铁的内周面和轴之间。
52.如权利要求51所述的涡轮机发电系统，其特征在于，所述套筒由至少比铁电阻率高的非磁性材料制成。
53.如权利要求44所述的涡轮机发电系统，其特征在于，所述第二场磁铁设有凸出部分且所述第一场磁铁设有容纳所述凸出部分的凹进部分。
54.如权利要求44所述的涡轮机发电系统，其特征在于，具有所述第二场磁铁的转子和定子之间的气隙大于具有所述第一场磁铁的转子和所述定子之间的气隙。
55.一种涡轮机发电系统，包括一种电动回转机械，所述电动回转机械包括的转子具有设置在轴上的场磁铁，所述场磁铁包括功率转换器，其用于控制所述电动回转机械的功率；热力发动机；压缩机；涡轮机；燃烧室；第一场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；第二场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；并且其特征在于，所述第二场磁铁可在所述轴上转动且相对于所述第一场磁铁产生轴向位移，且由所述场磁铁形成的合成磁场是变化的。
56.如权利要求55所述的涡轮机发电系统，其特征在于，所述轴具有螺杆部分且所述第二场磁铁具有设置在它的内周面上的螺母部分。
57.如权利要求55所述的涡轮机发电系统，还包括设置在所述轴上、距离所述第二场磁铁具有一个预设的距离的止挡。
58.如权利要求57所述的涡轮机发电系统，还包括改变所述距离的传动器。
59.如权利要求55所述的涡轮机发电系统，其特征在于，对所述第二场磁铁的轴向位移量进行检测，且利用所述位移量修正改进用于控制转换器的控制器提供的电流。
60.如权利要求55所述的涡轮机发电系统，还包括多个用以引导回转运动、往复运动和合成运动的支承机构。
61.如权利要求55所述的涡轮机发电系统，其特征在于，套筒固定在所述第二场磁铁的内周面和轴之间。
62.如权利要求61所述的涡轮机发电系统，其特征在于，所述套筒由至少比铁电阻率高的非磁性材料制成。
63.如权利要求55所述的涡轮机发电系统，其特征在于，所述第二场磁铁设有凸出部分且所述第一场磁铁设有容纳所述凸出部分的凹进部分。
64.如权利要求55所述的涡轮机发电系统，其特征在于，具有所述第二场磁铁的转子和定子之间的气隙大于具有所述第一场磁铁的转子和所述定子之间的气隙。
65.一种控制电动回转机械的磁场的方法，所述电动回转机械包括的转子具有设置在轴上的场磁铁，所述方法包括步骤提供第一场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；提供第二场磁铁，其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极；并且其特征在于，所述第二场磁铁可在所述轴上转动且相对于所述第一场磁铁产生轴向位移。
66.如权利要求65所述的方法，其特征在于，由所述场磁铁形成的合成磁场是变化的。
67.如权利要求65所述的方法，其特征在于，所述轴具有螺杆部分且所述第二场磁铁具有设置在它的内周面上的螺母部分。
68.如权利要求65所述的方法，还包括设置在所述轴上、距离所述第二场磁铁具有一个预设的距离的止挡。
69.如权利要求68所述的方法，还包括改变所述距离的传动器。
70.如权利要求65所述的方法，其特征在于，对所述第二场磁铁的轴向位移量进行检测，且利用所述位移量修正改进用于控制转换器的控制器提供的电流。
71.如权利要求65所述的方法，还包括多个用以引导回转运动、往复运动和合成运动的支承机构。
72.如权利要求65所述的方法，其特征在于，套筒固定在所述第二场磁铁的内周面和轴之间。
73.如权利要求72所述的方法，其特征在于，所述套筒由至少比铁电阻率高的非磁性材料制成。
74.如权利要求65所述的方法，其特征在于，所述第二场磁铁设有凸出部分且所述第一场磁铁设有容纳所述凸出部分的凹进部分。
75.如权利要求65所述的方法，其特征在于，具有所述第二场磁铁的转子和定子之间的气隙大于具有所述第一场磁铁的转子和所述定子之间的气隙。
全文摘要
本发明提供一种电动回转机械,其包括的转子具有设置在轴上的场磁铁,场磁铁包括:第一场磁铁,其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极;第二场磁铁,其具有不同极性循序地按旋转方向排列的磁极;其中所述第二场磁铁可在轴上转动且相对于所述第一场磁铁产生轴向位移。
文档编号H02K1/22GK1373543SQ0113380
公开日2002年10月9日 申请日期2001年12月20日 优先权日2001年2月28日
发明者金弘中, 稻叶博美 申请人:株式会社日立制作所