專利名稱：永磁體發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是涉及定子、轉(zhuǎn)子的永磁體發(fā)動(dòng)機(jī)。
當(dāng)前國內(nèi)外應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī)主要有燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，蒸汽發(fā)動(dòng)機(jī)，電力發(fā)動(dòng)機(jī)等，所述的各種類型發(fā)動(dòng)機(jī)普遍存在著轉(zhuǎn)換效率低，體積大，造價(jià)高，耗能多的問題。如現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)主要包括殼體、定子、轉(zhuǎn)子，定子固定在殼體中，轉(zhuǎn)子架設(shè)在殼體上，可在定子中轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有多個(gè)永磁體，而定子包括有內(nèi)齒狀的矽鋼片和繞制安裝在矽鋼片上的線圈。當(dāng)線圈通電時(shí)，矽鋼片的每一個(gè)齒頭便成為一個(gè)磁極，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，其磁力作用在轉(zhuǎn)軸上的永磁體，使得轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。其缺陷是在定子上設(shè)置有若干組線圈，線圈之間的連接有特定的要求，不可接錯(cuò)，否則導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)無法轉(zhuǎn)動(dòng)，甚至燒壞線圈，而且導(dǎo)致定子鐵心結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不但有線圈中的導(dǎo)線電阻產(chǎn)生的電能損耗，而且還有鐵心中產(chǎn)生渦流損耗，電磁轉(zhuǎn)換率效率低，體積大，重量大，能耗大。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種利用轉(zhuǎn)子與定子之間利用永磁體相互排斥轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子和定子無線圈，定子不用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，只需定位外加永磁體時(shí)，外加一個(gè)脈沖磁場就可使其繼續(xù)相互排斥轉(zhuǎn)動(dòng)的永磁體發(fā)動(dòng)機(jī)。
為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所述的永磁體發(fā)動(dòng)機(jī)包括定子，定位在定子中轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子設(shè)有磁場方向垂直轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子永磁體，所述的定子為軸向設(shè)置的環(huán)狀永磁體，所述的環(huán)狀永磁體軸向截面呈螺旋線狀結(jié)構(gòu)，環(huán)狀永磁體與轉(zhuǎn)子永磁體之間的永磁體間隙由小到大環(huán)繞分布，在環(huán)狀永磁體兩端的端口處設(shè)有電磁體，該電磁體產(chǎn)生的磁場作用在轉(zhuǎn)子永磁體表面，其排斥力可使轉(zhuǎn)子永磁體沿所述的永磁體間隙由小到大方向運(yùn)動(dòng)，所述的環(huán)狀永磁體的磁場為內(nèi)外壁向設(shè)置，所述的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有控制電磁體產(chǎn)生磁場的定位開關(guān)，所述的環(huán)狀永磁體內(nèi)壁面的磁極與轉(zhuǎn)子永磁體外表面的磁極同極。
附圖的圖面說明如下

圖1為本實(shí)用新型永磁體發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為圖1的A-A剖視圖。
圖3為圖1的B-B剖視圖。
圖4為局部轉(zhuǎn)子永磁體與環(huán)狀永磁體磁力線及受力圖。
圖5為定位開關(guān)控制電磁體產(chǎn)生磁場的電路圖。
下面將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳述如圖1、2中所示，本實(shí)用新型所述的永磁體發(fā)動(dòng)機(jī)包括殼體1，定子2，轉(zhuǎn)子3，轉(zhuǎn)子3包括轉(zhuǎn)軸4和三個(gè)轉(zhuǎn)子永磁體5。定子2固定在殼體1中，轉(zhuǎn)子3通過殼體1兩端蓋15中的軸承14定位在定子2中轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子3上的轉(zhuǎn)子永磁體5磁場方向垂直轉(zhuǎn)軸4。本實(shí)用新型的關(guān)鍵是所述的定子2為軸向設(shè)置的環(huán)狀永磁體，所述的環(huán)狀永磁體軸向截面呈螺旋線狀結(jié)構(gòu)，環(huán)狀永磁體的磁場為內(nèi)外壁向設(shè)置，內(nèi)壁面的磁極與轉(zhuǎn)子永磁體5外表面的磁極同極。該環(huán)狀永磁體可以理解成一個(gè)內(nèi)外壁充磁的圓管磁體，截去其中一段，在側(cè)邊形成一個(gè)開口，將其中一端向外拉開，形成截面呈螺旋線狀結(jié)構(gòu)。環(huán)狀永磁體內(nèi)壁面與轉(zhuǎn)子永磁體5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的外表面之間的永磁體間隙8形成由小到大環(huán)繞分布。如圖4中所示，當(dāng)轉(zhuǎn)軸4上的三個(gè)轉(zhuǎn)子永磁體5均處在環(huán)狀永磁體內(nèi)側(cè)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子永磁體5與環(huán)狀永芭體之間的磁極同極，而且兩者的磁力線形成一定的夾角α，可使轉(zhuǎn)子永磁體5受到一個(gè)旋轉(zhuǎn)切線方向的力F，使轉(zhuǎn)子3按照永磁體間隙8由小到大環(huán)繞方向產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2中尖頭所指方向。當(dāng)其中一個(gè)轉(zhuǎn)子永磁體5轉(zhuǎn)至環(huán)狀永磁體兩端的第一端口處時(shí)，該轉(zhuǎn)子永磁體5受力最小，繼續(xù)轉(zhuǎn)下去，將受到第二端口處環(huán)狀永磁體的反向磁力作用。在環(huán)狀永磁體兩端的端口處設(shè)有電磁體6，該電磁體6產(chǎn)生的磁場作用在轉(zhuǎn)子永磁體5表面，其排斥力可使轉(zhuǎn)子永磁體5沿所述的永磁體間隙8由小到大的方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子永磁體5轉(zhuǎn)至電磁體6位置處時(shí)，只要控制電磁體6產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子永磁體5之間同極的磁場，便會(huì)有一個(gè)磁力作用于轉(zhuǎn)子永磁體5上。該磁力的大小，不但可以克服第二端口處環(huán)狀永磁體反向作用于轉(zhuǎn)子永磁體5上的磁力，阻止轉(zhuǎn)子永磁體5轉(zhuǎn)入其位置處，使該轉(zhuǎn)子永磁體5轉(zhuǎn)入第二端口處環(huán)狀永磁體處，達(dá)到使轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動(dòng)，而且還可以使轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動(dòng)減速甚至停止轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的轉(zhuǎn)軸4上設(shè)有控制電磁體6產(chǎn)生磁場的定位開關(guān)7，定位開關(guān)7通過當(dāng)外罩16罩住固定在端蓋15上。轉(zhuǎn)子永磁體5轉(zhuǎn)至電磁體6位置處時(shí)，如圖3、5中所示，定位開關(guān)7控制電磁體6產(chǎn)生電磁場，將進(jìn)入其位置處的轉(zhuǎn)子永磁體5推至第二端口處環(huán)狀永磁體位置處，如此循環(huán)往復(fù)，轉(zhuǎn)子3便可不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。
所述的電磁體6設(shè)有導(dǎo)磁體9和繞制在該導(dǎo)磁體9上的線圈10，所述的導(dǎo)磁體9表面與轉(zhuǎn)子永磁體5之間的導(dǎo)磁體間隙11由小到大的方向與永磁體間隙8由小到大的方向一致。本實(shí)施例中轉(zhuǎn)軸4上轉(zhuǎn)子永磁體5的個(gè)數(shù)為三個(gè)扇形結(jié)構(gòu)的永磁體，也可以為若干個(gè)永磁體。兩個(gè)永磁體之間的距應(yīng)當(dāng)大于導(dǎo)磁體9內(nèi)面寬度。當(dāng)線圈10通電時(shí)，在導(dǎo)磁體9內(nèi)表面產(chǎn)生磁場，其內(nèi)表面發(fā)出的磁力線與轉(zhuǎn)子永磁體5外表面發(fā)出的磁力線形成一個(gè)夾角，可使轉(zhuǎn)子永磁體5沿導(dǎo)磁體間隙11由小到大的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖3中所示，所述的定位開關(guān)7主要是保證當(dāng)轉(zhuǎn)軸4上的轉(zhuǎn)子永磁體5轉(zhuǎn)至電磁體6位置處時(shí)，可以接通電磁體6的電源，使其通電產(chǎn)生磁場。它可以是設(shè)置在轉(zhuǎn)軸4上的開關(guān)觸發(fā)器12和串接在線圈10電源回路中的通斷器13。通斷器13是導(dǎo)通或者斷開，取決于開關(guān)觸發(fā)器12。例如開關(guān)觸發(fā)器12可以是兩個(gè)串接在線圈回路中的電刷17，而通斷器13為固定在轉(zhuǎn)軸4上弧形導(dǎo)電層18。所述的開關(guān)觸發(fā)器12在轉(zhuǎn)子永磁體5轉(zhuǎn)至電磁體6位置處時(shí)，兩個(gè)電刷可觸及到弧形導(dǎo)電層，導(dǎo)致電流從其中一個(gè)電刷，經(jīng)過弧形導(dǎo)電層至另一個(gè)電刷，這樣通斷器13導(dǎo)通。當(dāng)然，定位開關(guān)7的結(jié)構(gòu)形式可以不限于上述結(jié)構(gòu)形式。所述的通斷器13可以與轉(zhuǎn)子永磁體5的個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)，每當(dāng)一個(gè)開關(guān)觸發(fā)器12轉(zhuǎn)至通斷器13位置處時(shí)，正好是有一個(gè)轉(zhuǎn)子永磁體5轉(zhuǎn)至電磁體6位置處，此時(shí)，如圖5中所示，開關(guān)觸發(fā)器12觸及通斷器13，使通斷器13導(dǎo)通，電源U加在線圈10兩端，產(chǎn)生電磁場，通過導(dǎo)磁體9內(nèi)表面發(fā)出磁力線，作用于轉(zhuǎn)子永磁體5上。當(dāng)轉(zhuǎn)子永磁體5轉(zhuǎn)過電磁體6位置時(shí)，開關(guān)觸發(fā)器12也隨之離開通斷器13，通斷器13斷開，線圈10中的電磁場消失。這樣，便可以保持轉(zhuǎn)子永磁體5轉(zhuǎn)至電磁體6位置時(shí)，電磁體6便產(chǎn)生磁場。如此不斷給轉(zhuǎn)子3施加作用力，可保持或增加轉(zhuǎn)子3的動(dòng)能?？刂凭€圈10的通斷次數(shù)，可以改變輸出功率。另外改變線圈10中的電流大小，也可以改變輸出功率。
本實(shí)用新型所述的永磁體發(fā)動(dòng)機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)1.由于轉(zhuǎn)子和定子均采用永磁材料，當(dāng)轉(zhuǎn)子永磁體全部處于環(huán)狀永磁體內(nèi)時(shí)，由于相互之間由小到大分布的間隙結(jié)構(gòu)以及磁力的排斥而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，避免了原有技術(shù)需要利用設(shè)置在鐵心上的線圈產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，不存在線圈銅線的內(nèi)阻損耗和鐵心中渦流的鐵損。
2.當(dāng)有一個(gè)轉(zhuǎn)子永磁體轉(zhuǎn)至電磁體位置時(shí)，電磁體產(chǎn)生一個(gè)脈沖磁場，使其轉(zhuǎn)過電磁體位置，此時(shí)通入線圈中的電流為脈沖電流，電能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能的效率高，可大大節(jié)約電能。
3.轉(zhuǎn)子上可以設(shè)有多個(gè)轉(zhuǎn)子永磁體，便于對(duì)轉(zhuǎn)子均勻施加能量，使其旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定。
4.由于轉(zhuǎn)子和定子沒有線圈，省去放置線圈的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，同時(shí)也省去了大量銅線，不但結(jié)構(gòu)簡單了，而且便于制造的，整體緊湊，而且體積小，重量輕，造價(jià)低。
5.永磁體采用脈沖電流，不但電磁轉(zhuǎn)換效率高，而且便于實(shí)現(xiàn)數(shù)碼控制。
權(quán)利要求1.一種永磁體發(fā)動(dòng)機(jī)，包括定子(2)，定位在定子(2)中轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子(3)，轉(zhuǎn)子(3)設(shè)有磁場方向垂直轉(zhuǎn)軸(4)的轉(zhuǎn)子永磁體(5)，其特征是所述的定子(2)為軸向設(shè)置的環(huán)狀永磁體，所述的環(huán)狀永磁體軸向截面呈螺旋線狀結(jié)構(gòu)，環(huán)狀永磁體與轉(zhuǎn)子永磁體(5)之間的永磁體間隙(8)由小到大環(huán)繞分布，在環(huán)狀永磁體兩端的端口處設(shè)有電磁體(6)，該電磁體(6)產(chǎn)生的磁場作用在轉(zhuǎn)子永磁體(5)表面，其排斥力可使轉(zhuǎn)子永磁體(5)沿所述的永磁體間隙(8)由小到大方向運(yùn)動(dòng)，所述的環(huán)狀永磁體的磁場為內(nèi)外壁向設(shè)置，所述的轉(zhuǎn)軸(4)上設(shè)有控制電磁體(6)產(chǎn)生磁場的定位開關(guān)(7)，所述的環(huán)狀永磁體內(nèi)壁面的磁極與轉(zhuǎn)子永磁體(5)外表面的磁極同極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述的電磁體(6)設(shè)有導(dǎo)磁體(9)和繞制在該導(dǎo)磁體(9)上的線圈(10)，所述的導(dǎo)磁體(9)表面與轉(zhuǎn)子永磁體(5)之間的導(dǎo)磁體間隙(11)由小到大的方向與永磁體間隙(8)由小到大的方向一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁體發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征是所述的定位開關(guān)(7)為設(shè)置在轉(zhuǎn)軸(4)上的開關(guān)觸發(fā)器(12)和串接在線圈(10)電源回路中的通斷器(13)，所述的開關(guān)觸發(fā)器(12)在轉(zhuǎn)子永磁體(5)轉(zhuǎn)至電磁體(6)位置處時(shí)，可使通斷器(13)通斷。
專利摘要本實(shí)用新型發(fā)動(dòng)機(jī)解決現(xiàn)有技術(shù)線圈多,鐵心結(jié)構(gòu)復(fù)雜,損耗大,效率低,體積重量大的缺陷。包括定子、轉(zhuǎn)子;定子為軸向設(shè)置的環(huán)狀永磁體,截面呈螺旋線狀結(jié)構(gòu),與轉(zhuǎn)子永磁體之間的間隙由小到大環(huán)繞分布,磁場為內(nèi)外壁向設(shè)置,兩端的端口處設(shè)有電磁體;轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸上有控制電磁體的定位開關(guān),環(huán)狀永磁體內(nèi)壁面與轉(zhuǎn)子永磁體外表磁極同極。具有節(jié)能,效率高,旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,體積小,重量輕,便于實(shí)現(xiàn)數(shù)碼控制的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02N11/00GK2492007SQ01240699
公開日2002年5月15日 申請(qǐng)日期2001年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月31日
發(fā)明者莊明 申請(qǐng)人:莊明