所提出的一種磁場(chǎng)調(diào)制型磁力聯(lián)軸器，可以應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)“變速與恒頻”的傳動(dòng)作用，既起到變速齒輪的作用，同時(shí)又可取代傳統(tǒng)的變頻裝置，從而大幅提升傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。

本成果為磁場(chǎng)調(diào)制型磁力聯(lián)軸器，其結(jié)構(gòu)主要由永磁轉(zhuǎn)子、磁調(diào)制環(huán)和銅轉(zhuǎn)子構(gòu)成，同時(shí)應(yīng)用了磁場(chǎng)調(diào)制效應(yīng)和電磁感應(yīng)原理。當(dāng)磁場(chǎng)調(diào)制型磁力聯(lián)軸器應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)時(shí)，銅轉(zhuǎn)子和同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸旋轉(zhuǎn)，具有恒定的高轉(zhuǎn)速，永磁轉(zhuǎn)子與風(fēng)葉同軸旋轉(zhuǎn)，具有變化的低轉(zhuǎn)速。波動(dòng)的低速永磁轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場(chǎng)經(jīng)過(guò)調(diào)制環(huán)產(chǎn)生一個(gè)波動(dòng)的高速調(diào)制磁場(chǎng)，并在銅轉(zhuǎn)子上感應(yīng)出渦流，銅環(huán)上的渦流感應(yīng)出的磁場(chǎng)可始終與調(diào)制磁場(chǎng)保持同步旋轉(zhuǎn)，因此，永磁轉(zhuǎn)子和銅轉(zhuǎn)子之間能產(chǎn)生穩(wěn)定不變的轉(zhuǎn)矩，即通過(guò)所提出的磁場(chǎng)調(diào)制型磁力聯(lián)軸器，風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以從變化的風(fēng)能中持續(xù)穩(wěn)定的輸出電能。

圖1 磁場(chǎng)調(diào)制型磁力聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 應(yīng)用了磁場(chǎng)調(diào)制型磁力聯(lián)軸器的風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)示意圖

1.相比通過(guò)機(jī)械齒輪箱與變頻器實(shí)現(xiàn)升速恒頻的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，磁場(chǎng)調(diào)制型磁力聯(lián)軸器無(wú)需潤(rùn)滑、自帶軟啟動(dòng)、過(guò)載保護(hù)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)省去了大容量變頻器，極大程度節(jié)約了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的成本。

2.現(xiàn)有的磁力齒輪，只適用于變比恒定的傳動(dòng)，如果速比不斷變化，則無(wú)法穩(wěn)定地傳遞功率和轉(zhuǎn)矩；而現(xiàn)有的異步磁力聯(lián)軸器，雖可以實(shí)現(xiàn)“變速”到“恒速”的穩(wěn)定傳動(dòng)，但僅在變速比接近1的情況下具有較高的效率，起不到變速齒輪的作用。所提出的磁場(chǎng)調(diào)制型磁力聯(lián)軸器，可以在變速比不斷變化的情況下，仍平穩(wěn)地傳遞功率和轉(zhuǎn)矩，并維持較高的傳動(dòng)效率。同時(shí)，通過(guò)合理選擇此裝置各部分的結(jié)構(gòu)尺寸，本變速裝置能達(dá)到較高的轉(zhuǎn)矩密度，具有較大的轉(zhuǎn)矩傳遞能力。

獲第47屆日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明展金獎(jiǎng)。

已有樣品/樣機(jī)。

創(chuàng)新電機(jī)技術(shù)研究中心依托華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院、強(qiáng)電磁工程全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和新型電機(jī)技術(shù)國(guó)家地方共建聯(lián)合工程研究中心，成立于2011年9月，以滿足國(guó)家和地方電機(jī)企業(yè)技術(shù)需求為目標(biāo)，以雄厚的科研實(shí)力和先進(jìn)的研發(fā)理念為手段，圍繞高端電機(jī)設(shè)計(jì)、分析、驅(qū)動(dòng)、控制及電力電子系統(tǒng)開(kāi)展工作，從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和理論方面開(kāi)拓創(chuàng)新。研究領(lǐng)域包括：磁場(chǎng)調(diào)制永磁電機(jī)系統(tǒng)、航空電機(jī)系統(tǒng)、大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)、超導(dǎo)電機(jī)、牽引及伺服電機(jī)、以及電力電子系統(tǒng)等。成立至今已發(fā)展成為我國(guó)電機(jī)領(lǐng)域綜合實(shí)力和創(chuàng)新成果突出的團(tuán)隊(duì)，并在國(guó)際領(lǐng)域享有一定的知名度。

本成果可以應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電的新能源領(lǐng)域，和船舶推進(jìn)、陸上戰(zhàn)車等軍事裝備領(lǐng)域。該成果的應(yīng)用有望突破現(xiàn)有基于齒輪箱的剛性連接機(jī)械傳遞或推進(jìn)軸系抗沖擊性差、軸承磨損、噪聲大等問(wèn)題，有利于引導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)往高功率密度、高可靠性發(fā)展，艦船、戰(zhàn)車等軍事裝備向超高隱蔽性、安全性的方向發(fā)展。同時(shí)，該技術(shù)也有利于促進(jìn)多介質(zhì)隔離密封技術(shù)的發(fā)展，可能為超高壓介質(zhì)耿立、超深海艦船設(shè)備密封、核動(dòng)力密封安全提供新穎的原創(chuàng)性技術(shù)。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)：

該成果包括多項(xiàng)已授權(quán)中國(guó)發(fā)明專利。

合作方式：