本發(fā)明涉及一種動力機(jī)械，特別是涉及一種電磁控制永磁磁能動力機(jī)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)不乏有關(guān)于永磁體磁能利用的研究，將永磁體磁能驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)獲得機(jī)械能進(jìn)而帶動發(fā)動機(jī)發(fā)電獲得電能是一個(gè)可行的能量利用途徑。對于磁能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)變，中國專利CN2316767Y公開了一種高效永磁動力機(jī)，其在轉(zhuǎn)子鋁盤和定子鋁盤上均勻分布、安裝固定有多塊永久磁鐵，轉(zhuǎn)子永久磁鐵的一側(cè)裝有轉(zhuǎn)子線圈，轉(zhuǎn)子線圈的電源引線與間歇電流器連接，間歇電流器又通過電刷與電源電連接。中國專利CN104054242A公開了永磁型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該永磁型旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有：設(shè)置永磁體的轉(zhuǎn)子；設(shè)置電磁體的定子；取得永磁體的位置信息的位置信息取得部；根據(jù)位置信息控制電磁體開啟/關(guān)閉的電磁體控制部。在電磁體中，同軸配置有第1電磁體線圈和第2電磁體線圈，第1電磁體線圈使與永磁體的磁極對置的鐵芯的磁極勵磁為與永磁體的磁極相反的極性，第2電磁體線圈使與永磁體的磁極對置的鐵芯的磁極勵磁為與永磁體的磁極相同的極性。電磁體控制部根據(jù)位置信息，在控制第1電磁體線圈從開啟到關(guān)閉期間，控制第2電磁體線圈開啟，并且在從控制第2電磁體線圈關(guān)閉到由電磁體的殘余磁性變?yōu)?前，控制第1電磁體線圈開啟。

通過研究上述現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案可知，它們雖然是利用了永磁體磁能實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動以獲得機(jī)械能，但是中國專利CN2316767Y的技術(shù)方案在轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)到主軸心、電子磁鐵圓心、轉(zhuǎn)子磁鐵圓心的重合直線上時(shí)，裝在轉(zhuǎn)子磁鐵上的繞組線圈導(dǎo)通電流，繞組線圈產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子磁鐵極性相反的磁場電極，轉(zhuǎn)子又受到一個(gè)合成磁斥轉(zhuǎn)矩的作用。因此在該裝置的實(shí)際運(yùn)作中的一半時(shí)間內(nèi)，需要一個(gè)由電能轉(zhuǎn)換而得的可以克服原有永磁體磁場影響而形成磁斥轉(zhuǎn)矩的磁場，對電能消耗較高，磁能利用率不高。而中國專利CN104054242A的技術(shù)方案則在整個(gè)運(yùn)作期間內(nèi)，均是通過電能分別施加至第1電磁體線圈或第2電磁體線圈以此產(chǎn)生電磁場與轉(zhuǎn)子永磁體磁場產(chǎn)生作用，同樣存在電能消耗較高，磁能利用率不高的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種電磁控制永磁磁能動力機(jī)，以減少動力機(jī)對電能的依賴，提高永磁體磁能利用率。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：一種電磁控制永磁磁能動力機(jī)，包括：

轉(zhuǎn)子和定子，在其中一方，在周向以等間隔設(shè)置有多個(gè)第一永磁體，在其中另一方，在周向設(shè)有至少一個(gè)磁性體，所述磁性體具有與所述第一永磁體的磁極對置的磁極，所述磁性體包括的第二永磁體和電磁體，所述電磁體處于第一永磁體與第二永磁體之間，所述電磁體設(shè)有電磁線圈和鐵芯，所述鐵芯與所述第二永磁體的一端磁極相連接，所述電磁體具有與所述第二永磁體的磁極對置的磁極，所述第一永磁體與所述第二永磁體相對的磁極的極性相同；

位置信息取得部，其取得所述磁性體相對于所述第一永磁體的位置信息；

以及電磁體控制部，其根據(jù)所述位置信息取得部取得的位置信息控制所述電磁體的電磁線圈通電方向；

所述電磁體控制部在磁性體的磁極處于與第一永磁體的磁極相對位置至相鄰兩個(gè)第一永磁體的中間位置期間控制所述電磁線圈正向通電，使所述電磁體與所述第一永磁體相對的磁極的極性相同；所述電磁體控制部在磁性體的磁極處于相鄰兩個(gè)第一永磁體的中間位置至與第一永磁體的磁極相對位置期間控制所述電磁線圈反向通電，使所述電磁體與所述第一永磁體相對的磁極的極性相反。

優(yōu)選的，所述磁性體數(shù)量與所述第一永磁體數(shù)量相同。

優(yōu)選的，相鄰的兩個(gè)所述磁性體之間的周向夾角為相鄰的兩個(gè)所述第一永磁體之間的周向夾角的整數(shù)倍。

優(yōu)選的，所述磁性體的軸線方向垂直于所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動平面。

優(yōu)選的，所述磁性體的軸線方向平行于所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動平面。

優(yōu)選的，所述磁性體的軸線與所述第一永磁體的軸線同軸。

進(jìn)一步的，所述位置信息取得部包括凸起和由所述凸起觸發(fā)的開關(guān)，所述凸起設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子上，位于所述第一永磁體相同的角度位置以及相鄰兩個(gè)第一永磁體的中間位置；所述開關(guān)固定設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子的上方。

優(yōu)選的，所述鐵芯為坡莫合金。

本發(fā)明所提供的技術(shù)方案的有益效果在于：

在磁性體的磁極處于與第一永磁體的磁極相對位置至相鄰兩個(gè)第一永磁體的中間位置期間，電磁線圈正向通電，第二永磁體的磁場與電磁體的磁場為異性串接關(guān)系，第二永磁體的磁場與電磁體的磁場相互疊加，在電磁體的鐵芯的與第一永磁體相對的一端可獲得第二永磁體磁能的50％～80％。此時(shí)，電磁體與第一永磁體相對的磁極的極性相同，兩者產(chǎn)生磁斥作用，推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，該狀態(tài)下，本發(fā)明技術(shù)方案利用了電磁體磁場傳導(dǎo)第二永磁體的磁場，與背景技術(shù)所述的技術(shù)方案相比，本發(fā)明技術(shù)方案在更小的電能輸入時(shí)即可獲得與背景技術(shù)所述的技術(shù)方案相同的轉(zhuǎn)矩輸出。在磁性體的磁極處于相鄰兩個(gè)第一永磁體的中間位置至與第一永磁體的磁極相對位置期間，電磁線圈反向通電，第二永磁體的磁場與電磁體的磁場為同性串接關(guān)系，第二永磁體的磁場與電磁體的磁場相互抵消，此時(shí)，電磁體與第一永磁體相對的磁極的極性相反，且電磁鐵的磁場較弱，其與第一永磁體產(chǎn)生磁吸作用，拉動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。直至磁性體的磁極處于與第一永磁體的磁極相對位置時(shí)，電磁線圈再次正向通電，重復(fù)上述過程，周而復(fù)始，持續(xù)輸出轉(zhuǎn)矩。

附圖說明

圖1為磁性體的軸線與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動平面平行的永磁磁能動力機(jī)結(jié)構(gòu)俯視示意圖。

圖2為圖1的AA剖視示意圖。

圖3為磁性體的軸線與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動平面垂直的永磁磁能動力機(jī)結(jié)構(gòu)俯視示意圖。

圖4為圖3的BB剖視示意圖。

圖5為轉(zhuǎn)子上下均設(shè)置磁性體的永磁磁能動力機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為電磁體正向通電時(shí)局部磁場極性示意圖。

圖7為電磁體反向通電時(shí)局部磁場極性示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。

如圖1及圖2所示，本實(shí)施例所涉及的電磁控制永磁磁能動力機(jī)，包括：

轉(zhuǎn)子1和定子2，在轉(zhuǎn)子1的周向以等間隔設(shè)置有多個(gè)第一永磁體3，定子2的周向設(shè)有至少一個(gè)磁性體，在圖1所示的電磁控制永磁磁能動力機(jī)上，定子2設(shè)置的磁性體數(shù)量與轉(zhuǎn)子1的第一永磁體3數(shù)量相等。磁性體也以等間隔設(shè)置，如此，相鄰的兩個(gè)磁性體之間的周向夾角與相鄰的兩個(gè)第一永磁體3之間的周向夾角相等。定子2可設(shè)置成固定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，磁性體則沿環(huán)形分布固定在環(huán)狀結(jié)構(gòu)表面。轉(zhuǎn)子1為帶有轉(zhuǎn)軸的圓盤，第一永磁體3設(shè)置在圓盤的外周面。

圓盤和環(huán)狀結(jié)構(gòu)同軸布置，磁性體具有與第一永磁體3的磁極對置的磁極，且磁性體的軸線與第一永磁體3的軸線同軸，平行于轉(zhuǎn)子1的轉(zhuǎn)動平面。磁性體包括第二永磁體4和電磁5體，將第二永磁體4固定在環(huán)狀結(jié)構(gòu)上。電磁體5處于第一永磁體3與第二永磁體4之間。電磁體5設(shè)有電磁線圈51和鐵芯52，鐵芯52可選用高磁導(dǎo)率的坡莫合金，其與第二永磁體4的一端磁極相連接。電磁體5具有與第二永磁體2的磁極對置的磁極，第一永磁體3與第二永磁體4相對的磁極的極性相同，在這個(gè)實(shí)施例中均設(shè)置成S極。

位置信息取得部用于取得磁性體相對于第一永磁體3的位置信息。位置信息取得部包括凸起6和由凸起6觸發(fā)的開關(guān)7，凸起6設(shè)置在轉(zhuǎn)子1的原盤上，位于第一永磁體3相同的角度位置以及相鄰兩個(gè)第一永磁體3的中間位置，開關(guān)7固定設(shè)置于轉(zhuǎn)子1的上方。所有凸起6構(gòu)成一個(gè)與圓盤同軸的環(huán)形，且每個(gè)相同角度位置的凸起6和第一永磁體3的連線指向轉(zhuǎn)子1軸心。也就是說當(dāng)轉(zhuǎn)子1初始位置校正為第一永磁體3與一個(gè)磁性體相對時(shí)，隨著轉(zhuǎn)子1的轉(zhuǎn)動，每次第一永磁體3與一個(gè)磁性體相對時(shí)均會觸發(fā)開關(guān)7，并且在轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)動至相鄰兩個(gè)第一永磁體3之間的中間位置與一個(gè)磁性體相對時(shí)也會觸發(fā)開關(guān)7。

電磁體控制部(圖中未示出)，其根據(jù)所述位置信息取得部取得的位置信息控制所述電磁體5的電磁線圈52通電方向；具體控制過程請參考圖6和圖7，如圖6所示，圖示單向箭頭標(biāo)識轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向，雙向箭頭表示磁性體的磁極處于與第一永磁體3的磁極相對位置至相鄰兩個(gè)第一永磁體3的中間位置期間時(shí)的轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)動角度。此階段，電磁體控制部控制電磁線圈51正向通電，使電磁體5與第一永磁體3相對的磁極的極性相同，同為S極；如圖7所示，圖示單向箭頭標(biāo)識轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)動方向，雙向箭頭表示磁性體的磁極處于相鄰兩個(gè)第一永磁體3的中間位置至與第一永磁體3的磁極相對位置期間的轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)動角度。此階段，電磁體控制部控制電磁線圈51反向通電，使所述電磁體5與第一永磁體3相對的磁極的極性相反，電磁體5與第一永磁體3相對的磁極為N極。

本實(shí)施例的電磁控制永磁磁能動力機(jī)，采用16個(gè)第一永磁體與16各磁性體布置，第一永磁體磁場強(qiáng)度540mT，第二永磁體磁場強(qiáng)度為540mT，電磁體耗電量為15w，轉(zhuǎn)子可輸出轉(zhuǎn)矩100N·m。

如圖3及圖4所示，本實(shí)施例所涉及的電磁控制永磁磁能動力機(jī)，包括：

轉(zhuǎn)子1和定子2，在轉(zhuǎn)子1的周向以等間隔設(shè)置有多個(gè)第一永磁體3，定子2的周向設(shè)有至少一個(gè)磁性體，在圖3所示的電磁控制永磁磁能動力機(jī)上，定子2設(shè)置的磁性體數(shù)量少于轉(zhuǎn)子的第一永磁體3數(shù)量。磁性體也以等間隔設(shè)置，如此，相鄰的兩個(gè)磁性體之間的周向夾角是相鄰的兩個(gè)第一永磁體3之間的周向夾角整數(shù)倍。定子2可設(shè)置成固定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，磁性體則沿環(huán)形分布固定在環(huán)狀結(jié)構(gòu)表面。轉(zhuǎn)子1為帶有轉(zhuǎn)軸的圓盤，第一永磁體3設(shè)置在圓盤的外圈。

圓盤和環(huán)狀結(jié)構(gòu)同軸布置，磁性體具有與第一永磁體3的磁極對置的磁極，且磁性體的軸線與第一永磁體3的軸線同軸，垂直于轉(zhuǎn)子1的轉(zhuǎn)動平面，定子2處于轉(zhuǎn)子1的上方。磁性體包括第二永磁體4和電磁體5，將第二永磁體4固定在環(huán)狀結(jié)構(gòu)上。電磁體5處于第一永磁體3與第二永磁體4之間。電磁體5設(shè)有電磁線圈51和鐵芯52，鐵芯52可選用高磁導(dǎo)率的坡莫合金，其與第二永磁體4的一端磁極相連接。電磁體5具有與第二永磁體4的磁極對置的磁極，第一永磁體3與第二永磁體4相對的磁極的極性相同，在這個(gè)實(shí)施例中均設(shè)置成S極。

位置信息取得部用于取得磁性體相對于第一永磁體3的位置信息。位置信息取得部包括凸起6和由凸起6觸發(fā)的開關(guān)7，凸起6設(shè)置在轉(zhuǎn)子1的原盤上，位于第一永磁體3相同的角度位置以及相鄰兩個(gè)第一永磁體3的中間位置，開關(guān)7固定設(shè)置于轉(zhuǎn)子1的上方。所有凸起6構(gòu)成一個(gè)與圓盤同軸的環(huán)形，且每個(gè)相同角度位置的凸起6和第一永磁體3的連線指向轉(zhuǎn)子1軸心。也就是說當(dāng)轉(zhuǎn)子1初始位置校正為第一永磁體3與一個(gè)磁性體相對時(shí)，隨著轉(zhuǎn)子1的轉(zhuǎn)動，每次第一永磁體3與一個(gè)磁性體相對時(shí)均會觸發(fā)開關(guān)7，并且在轉(zhuǎn)子1轉(zhuǎn)動至相鄰兩個(gè)第一永磁體3之間的中間位置與一個(gè)磁性體相對時(shí)也會觸發(fā)開關(guān)7。

電磁體控制部，其根據(jù)所述位置信息取得部取得的位置信息控制所述電磁體的電磁線圈通電方向；具體控制過程與前述實(shí)施例相同，不再贅述。

又一個(gè)實(shí)施例可參考圖3及圖5，在上一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在轉(zhuǎn)子1的下方設(shè)置一個(gè)與上方定子2結(jié)構(gòu)相同的定子2，即在一個(gè)第一永磁體3的兩極都設(shè)置一個(gè)磁極對置的磁性體，其他結(jié)構(gòu)同上一實(shí)施例。以第一永磁體3的上磁極為S極，下磁極為N極為例，具體控制過程時(shí)，磁性體的磁極處于與第一永磁體3的磁極相對位置至相鄰兩個(gè)第一永磁體3的中間位置期間時(shí)，電磁體控制部控制電磁線圈51正向通電，使電磁體5與第一永磁體3相對的磁極的極性相同，其中上方定子的電磁體5與第一永磁體3相對的磁極為S極，而下方定子電磁體5與第一永磁體3相對的磁極為N極；當(dāng)磁性體的磁極處于相鄰兩個(gè)第一永磁體3的中間位置至與第一永磁體3的磁極相對位置期間時(shí)，電磁體控制部控制電磁線圈51反向通電，使電磁體5與第一永磁體3相對的磁極的極性相反，其中上方定子電磁體5與第一永磁體3相對的磁極為N極，而下方定子電磁體5與第一永磁體3相對的磁極為S極。