專利名稱：永磁能機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用型性涉及一種發(fā)動機(jī)，特別是一種永磁能機(jī)。
背景技術(shù)：
永磁電機(jī)有比傳統(tǒng)的電機(jī)效率高、損耗小、體積小等優(yōu)點(diǎn)，但節(jié)能效果 并不顯著。永磁電機(jī)中的永磁體主要用來勵磁，永磁體能的利用率很低。如 何充分提高永^磁能的利用率，并使其轉(zhuǎn)化為可實(shí)際使用的其它形式的能量， 是現(xiàn)代科技的重大課題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用型性設(shè)計(jì)一種永磁能機(jī)，目的是充分有效地使永磁能直接轉(zhuǎn)化為 可實(shí)際使用的機(jī)械能，從而提供一種能耗極小且環(huán)保的動力源。 本實(shí)用型性按下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用型性由定子、轉(zhuǎn)子、控制器、發(fā)電機(jī)、充電器、蓄電池及傳感器 構(gòu)成。定子類似于傳統(tǒng)的電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)，但本實(shí)用型性的定子線圈并不象 傳統(tǒng)的電機(jī)的定子線圈順著定子鐵心的槽，而是纏繞著定子鐵心的齒，有若
干組線圈；由轉(zhuǎn)軸、導(dǎo)磁體、非磁性體及永磁體組成極性沿圓周交替的多磁 極轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子軸的一端可安裝動力輸出輪，另一端連接一個(gè)發(fā)電機(jī)和傳感器 部件，發(fā)電機(jī)通過充電器與蓄電池相連接，定子線圈通過控制器與蓄電池連 接?？刂破鞲鶕?jù)傳感器測取轉(zhuǎn)子磁極相對于定子鐵心齒的位置信號，給定子 各組線圏交替通不同方向的電流，則轉(zhuǎn)子因其永磁極受到定子齒的電磁極的 吸引力矩和排斥力矩而旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動發(fā)電機(jī)和向外輸出功率。本實(shí)用型性 定子的齒數(shù)及相應(yīng)的線圈組數(shù)、轉(zhuǎn)子磁極數(shù)或永磁體的數(shù)量，根據(jù)實(shí)際需要 設(shè)計(jì)而定；而且轉(zhuǎn)子永石茲體的組合方式是多樣的。
假設(shè)將所述永磁能機(jī)中的轉(zhuǎn)子用純軟鐵做成有若干齒的轉(zhuǎn)子代替，那么 它的工作原理與開關(guān)磁阻電機(jī)很相似，不計(jì)損耗，開關(guān)磁阻電機(jī)輸出能量等 于輸入的電能，并不節(jié)能。而本實(shí)用型性使轉(zhuǎn)子永》茲極同時(shí)獲得定子一個(gè)電磁極吸引力矩和定子另一個(gè)電磁極的斥力矩，而且引力矩或斥力矩均由電磁
場與永磁場共同提供；開關(guān)磁阻電機(jī)僅是定子齒的電磁力吸SI其轉(zhuǎn)子的軟鐵
齒，而且這個(gè)引力僅由電磁場提供。所以，永磁能機(jī)輸出能量大于需輸入的 電能。本實(shí)用型性定子的電磁極與轉(zhuǎn)子永磁極之間作用力大小與在它們之間 間隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度的平方成正比，而此》茲感應(yīng)強(qiáng)度值是電磁極和永磁極磁 感應(yīng)強(qiáng)度的疊加值，若保持此值不變，提高永磁極在所述間隙中的磁感應(yīng)強(qiáng) 度值，等量地減小電磁極在所述間隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度值的，則所述永磁能機(jī) 輸出能量值不變，但大幅度地降低了所需輸入的電能，這就是說永磁能機(jī)能 量輸出輸入差值變大。所以所述永磁能機(jī)巧妙使用永磁體能，使能量增值， 而且增值隨永;茲場的增強(qiáng)而大幅度增長，這個(gè)增值的能量的大部分向外輸出， 小部分用于給永磁能機(jī)自身提供能量。
還應(yīng)該指出，本實(shí)用型性的結(jié)構(gòu)和工作原理與永^磁電機(jī)(詳細(xì)了解可參 考有關(guān)資料)有實(shí)質(zhì)上的不同，永磁電機(jī)利用定子的旋轉(zhuǎn)電磁場與含有永磁 體的轉(zhuǎn)子磁場相互作用驅(qū)動轉(zhuǎn)子，是基于電磁感應(yīng)原理，而本實(shí)用型性基于 電磁體與永磁體之間的引力和斥力。永》茲電機(jī)定子電磁力與轉(zhuǎn)子永磁力對其 轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不如本實(shí)用型性的大，原因是這種定子電磁力僅對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生 引力矩，而本實(shí)用型性轉(zhuǎn)子永磁極同時(shí)受到定子齒的電磁極的吸引力矩和排 斥力矩。永磁電機(jī)定子的旋轉(zhuǎn)電磁場會在轉(zhuǎn)子鐵心和永磁體中感應(yīng)出渦流造 成能量損耗，而且渦流生熱造成危害，旋轉(zhuǎn)電磁場還會在轉(zhuǎn)子鐵心中產(chǎn)生磁 滯損耗。而本實(shí)用型性的定子磁場進(jìn)入轉(zhuǎn)子的磁力線很少，在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)很 弱，所以本實(shí)用型性節(jié)能比永磁電機(jī)顯著的多。
本實(shí)用型性有益的效果是
1、 本實(shí)用型性充分地將永磁能轉(zhuǎn)換為可直接實(shí)際使用的機(jī)械能，使永磁 能機(jī)輸出的能量比輸入的能量顯著增值，它啟動后猶如永動機(jī)；
2、 本實(shí)用型性耗電很少，損耗小，效率極高，節(jié)能，因而運(yùn)行費(fèi)用很低；
3、 本實(shí)用型性，不產(chǎn)生有害氣體，噪音小，發(fā)熱較少。


圖1為本實(shí)用型性的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1的A-A剖面圖3為本實(shí)用型性在停止時(shí)轉(zhuǎn)子位置示意圖4為圖3中轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到其》茲才及與定子l^心齒正對時(shí)的示意圖5至圖7為本實(shí)用型性轉(zhuǎn)子的另外三種結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
進(jìn)一步對本實(shí)用型性詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式
如圖1圖2示。機(jī)座1、機(jī)殼7、軟磁鋼片(如硅鋼片)疊成的定子鐵心 8、纏繞著定子鐵心8齒的線圈26、在定子鐵心8內(nèi)壁設(shè)置兩個(gè)沿徑向充磁 的小永》茲體23和27、端蓋2和10及軸承外圈6和9固接組成定子；非》茲性 轉(zhuǎn)軸5、導(dǎo)磁體24、四塊沿垂直于軸線方向充磁的永磁體21、四塊非磁性體 25、四塊導(dǎo)磁體22、非磁性端板3和20及軸承內(nèi)圈4和11固結(jié)組成轉(zhuǎn)子， 四塊永;茲體21與定子鐵心8內(nèi)壁相對的極的極性沿圓周交替分布；所述軸 承是機(jī)械式的或磁懸浮式的或組合式的；使定子小永磁體23和27與轉(zhuǎn)子磁 極的相互作用力，比線圈26通電后定子鐵心8的齒與轉(zhuǎn)子磁極的相互作用力 小許多，而比線圈26端電后定子鐵心8的齒與轉(zhuǎn)子磁極的相互作用力大；定 子鐵心8的齒弧與轉(zhuǎn)子外圓隔一間隙，在轉(zhuǎn)軸5的一端連接一臺發(fā)電機(jī)13 和傳感器的圓盤12,傳感器的傳感頭18用支板19固定于端蓋10，傳感器是 光電型的或霍爾型的或電磁型的或其它形式的；發(fā)電機(jī)13、充電器15、蓄電 池16、控制器17及線圈26連接起來，傳感頭18與控制器17用導(dǎo)線14'連 接起來。轉(zhuǎn)軸5的另一端可安裝動力輸出輪。控制器17用現(xiàn)代硬軟件技術(shù)易 制作。
如圖3示，本實(shí)用型性在停止?fàn)顟B(tài)，由于永磁體異極間的吸引，轉(zhuǎn)子上 有兩塊永;茲體21的磁極與永磁體23和27沿徑向正對。若要啟動，通過控制 器17給線圈26通電，且使定子鐵心8的b齒內(nèi)弧磁極為N極、c齒內(nèi)弧磁極為S極、d齒內(nèi)弧磁極為N極、e齒內(nèi)弧磁極為S極，那么，轉(zhuǎn)子每一個(gè)磁 極受到與它鄰近的定子鐵心8齒的電磁推拉力矩(永磁體23和27對轉(zhuǎn)子的 作用力矩很小)，使轉(zhuǎn)子反時(shí)針轉(zhuǎn)到圖2所示位置，這時(shí)，傳感器傳感頭18 將此位置信號傳給控制器17，控制器17立即改變線圈26中的電流方向，定 子鐵心8齒b、 c、 d、 e的極性同時(shí)改變，如圖4示，由于轉(zhuǎn)子的極性與定子 各齒的極性相同而產(chǎn)生相互排斥力，轉(zhuǎn)子受到的排斥力的合力為零，轉(zhuǎn)子依 慣性轉(zhuǎn)過圖4所示位置，接著轉(zhuǎn)子每一個(gè)磁;改又受到與它鄰近的定子鐵心8 齒的電磁推拉力矩而繼續(xù)轉(zhuǎn)動，此過程重復(fù)循環(huán)，轉(zhuǎn)子不斷被驅(qū)轉(zhuǎn)?？刂破?17還可控制線圈26中的電流的大小以改變軸5的輸出功率。啟動時(shí)，轉(zhuǎn)子 的轉(zhuǎn)動方向由控制器17控制線圈26中的電流方向確定。前述的原理已說明， 軸5的輸出能量除帶動發(fā)電機(jī)13給永磁能機(jī)自身供電維持運(yùn)行,還剩余大部 分用來對外做功。所以本實(shí)用型性一永磁能機(jī)啟動后，若不人為停止將永動。
本實(shí)用型性轉(zhuǎn)子的另一種結(jié)構(gòu)，如圖5示，轉(zhuǎn)子由非磁性軸5、導(dǎo)磁圓 筒28、徑向充磁的永磁塊32、切向充磁的永磁塊30、導(dǎo)磁塊29及非磁性塊 31固結(jié)而成，永磁塊32與永磁塊30同極性相聚以在轉(zhuǎn)子外圓形成強(qiáng)磁極， 永磁塊32組拼成的永磁環(huán)，還可用一整塊圓環(huán)形永磁體沿周向分區(qū)且沿徑向 極性交替充磁制成；該結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子外圓磁極的數(shù)量及永磁塊32、永磁塊30的 數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)而定。
本實(shí)用型性轉(zhuǎn)子的另一種結(jié)構(gòu)，如圖6示，轉(zhuǎn)子由非磁性軸5、導(dǎo)磁圓 筒35、徑向充磁的永磁塊33、導(dǎo)磁塊36及非磁性塊34固結(jié)而成，各永磁塊 33朝轉(zhuǎn)子外圓的極性沿圓周交替，該結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子外圓磁極的數(shù)量及永磁塊33 的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)而定。
本實(shí)用型性轉(zhuǎn)子的另一種結(jié)構(gòu)，如圖7示，轉(zhuǎn)子由軸41、非》茲性圓筒40、 切向充磁的永磁塊38、導(dǎo)磁塊39及非磁性塊37固結(jié)而成，各永磁塊38同 極性相聚形成轉(zhuǎn)子的磁極，且使轉(zhuǎn)子的磁極極性沿圓周交替分布，該結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn) 子外圓磁極的數(shù)量及永磁塊38的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)而定。
權(quán)利要求
1.一種永磁能機(jī)，其特征是由定子、轉(zhuǎn)子、控制器、發(fā)電機(jī)、充電器、蓄電池及傳感器構(gòu)成；定子類似于傳統(tǒng)的電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)，但本實(shí)用新型的定子線圈并不象傳統(tǒng)的電機(jī)的定子線圈順著定子鐵心的槽，而是纏繞著定子鐵心的齒，有若干組線圈；由轉(zhuǎn)軸、導(dǎo)磁體、非磁性體及永磁體組成極性沿圓周交替的多磁極轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子軸的一端可安裝動力輸出輪，另一端連接一個(gè)發(fā)電機(jī)和傳感器部件，發(fā)電機(jī)通過充電器與蓄電池相連接，定子線圈通過控制器與蓄電池連接；控制器根據(jù)傳感器測取轉(zhuǎn)子磁極相對于定子鐵心齒的位置信號，給定子各組線圈交替通不同方向的電流，則轉(zhuǎn)子因其永磁極受到定子齒的電磁極的吸引力矩和排斥力矩而旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動發(fā)電機(jī)和向外輸出功率；本實(shí)用新型定子的齒數(shù)及相應(yīng)的線圈組數(shù)、轉(zhuǎn)子磁極數(shù)或永磁體的數(shù)量，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)而定；而且轉(zhuǎn)子永磁體的組合方式是多樣的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁機(jī)，其特征是機(jī)座(1)、機(jī)殼(7)、軟 磁鋼片或硅鋼片疊成的定子鐵心(8)、纏繞著定子鐵心(8)齒的線圈(26)、 在定子鐵心(8)內(nèi)壁設(shè)置兩個(gè)沿徑向充磁的小永磁體(23)和(27)、端蓋(2 )和(10 )及軸承外圈(6 )和(9 )固接組成定子；非磁性轉(zhuǎn)軸(5 )、導(dǎo) 磁體(24 )、四塊沿垂直于軸線方向充磁的永磁體(21 )、四塊非磁性體(25 )、 四塊導(dǎo)磁體(")、非磁性端板(3 )和(20 )及軸承內(nèi)圈(4 )和(11 )固結(jié) 組成轉(zhuǎn)子，四塊永磁體(21)與定子鐵心(8)內(nèi)壁相對的極的極性沿圓周交 替分布；所述軸承是機(jī)械式的或磁懸浮式的或組合式的；使定子小永磁體(23)和(27)與轉(zhuǎn)子磁極的相互作用力，比線圈(26)通電后定子鐵心(8.) 的齒與轉(zhuǎn)子磁極的相互作用力小許多，而比線圈(26)端電后定子鐵心(8) 的齒與轉(zhuǎn)子磁極的相互作用力大；定子鐵心(8 )的齒弧與轉(zhuǎn)子外圓隔一間隙， 在轉(zhuǎn)軸(5)的一端連接一臺發(fā)電機(jī)(13)和傳感器的圓盤(12)，傳感器的 傳感頭(18)用支板(19)固定于端蓋(10),傳感器是光電型的或霍爾型的 或電磁型的或其它形式的；發(fā)電機(jī)(13)、充電器(15)、蓄電池(16)、控制器(17)及線圏(26)用導(dǎo)線(14)連接起來，傳感頭(18)與控制器(17) 用導(dǎo)線(14')連接起來；轉(zhuǎn)軸(5)的另一端可安裝動力輸出輪。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的永磁能機(jī)，其特征是有另一種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn) 子，它由非磁性軸(5)、導(dǎo)磁圓筒(28)、徑向充磁的永磁塊(32)、切向充 磁的永磁塊(30)、導(dǎo)磁塊(29)及非磁性塊(31)固結(jié)而成，永磁塊(32) 與永磁塊(30)同極性相聚以在轉(zhuǎn)子外圓形成強(qiáng)磁極，永磁塊(32)組拼成 的永磁環(huán)，還可用 一整塊圓環(huán)形永磁體沿周向分區(qū)且沿徑向極性交替充磁制 成；該結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子外圓磁極的數(shù)量及永磁塊(32)、永磁塊(30)的數(shù)量根據(jù)實(shí) 際需要設(shè)計(jì)而定。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的永磁能機(jī)，其特征是有另一種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn) 子，它由非磁性軸(5)、導(dǎo)磁圓筒(35)、徑向充磁的永磁塊(33)、導(dǎo)磁塊(36)及非磁性塊(34)固結(jié)而成，各永磁塊(33)朝轉(zhuǎn)子外圓的極性沿圓 周交替，該結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子外圓磁極的數(shù)量及永磁塊(33)的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要設(shè) 計(jì)而定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的永磁能機(jī)，其特征是有另一種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn) 子，它由軸(41)、非磁性圓筒(40)、切向充磁的永磁塊(38)、導(dǎo)磁塊(39) 及非磁性塊(37)固結(jié)而成，各永磁塊(38)同極性相聚形成轉(zhuǎn)子的磁極， 且使轉(zhuǎn)子的磁極極性沿圓周交替分布，該結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子外圓磁極的數(shù)量及永磁塊(38)的數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)而定。
全文摘要
本發(fā)明由定子、轉(zhuǎn)子、控制器、發(fā)電機(jī)、充電器、蓄電池及傳感器構(gòu)成。定子類似于傳統(tǒng)的電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)，其定子線圈并不象傳統(tǒng)的電機(jī)的定子線圈順著定子鐵心的槽，而是纏繞著定子鐵心的齒，有若干組線圈；由轉(zhuǎn)軸、導(dǎo)磁體、非磁性體及永磁體組成極性沿圓周交替的多磁極轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子軸的一端輸出功率，另一端連接一個(gè)發(fā)電機(jī)和傳感器部件，發(fā)電機(jī)通過充電器與蓄電池相連接，定子線圈通過控制器與蓄電池連接?？刂破鞲鶕?jù)傳感器測取轉(zhuǎn)子磁極相對于定子鐵心齒的位置信號，給定子各組線圈交替通不同方向的電流，則轉(zhuǎn)子因其永磁極受到定子齒的電磁極的吸引力矩和排斥力矩而旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動發(fā)電機(jī)和向外輸出功率。本發(fā)明耗電少、效率極高、節(jié)能環(huán)保。
文檔編號H02N11/00GK101309058SQ20071010690
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月14日
發(fā)明者劉新廣 申請人:劉新廣