專利名稱：永磁電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁電動機(jī)，具體地說是一種包括裝置有永磁體的轉(zhuǎn)子和定子的節(jié)能型電動機(jī)。
背景技術(shù)：
目前世界上的燃能日益緊缺，內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)對空氣和環(huán)境的污染非常嚴(yán)重，人類正為上述的問題得不到解決而煩惱。電動機(jī)在各行各業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，是工業(yè)生產(chǎn)乃至人民日常生活中不可或缺的物品。但同時(shí)電動機(jī)也是耗能很大的電器設(shè)備，于是如何使電動機(jī)進(jìn)一步地節(jié)能就成為擺在人們面前的重要課題。名稱為“增力永磁電動機(jī)”的中國專利申請(申請?zhí)?1105721.1，
公開日2001.08.15)公開了一種增力永磁電動機(jī)，主要特點(diǎn)是，設(shè)置在電機(jī)殼體內(nèi)周緣上的永磁體呈多組、多塊同極組合排列，每塊永磁體呈瓦形體，在同一端面上，每組之多塊永磁體呈同極組合，多組永磁體以N、S極間隔排列；固裝在電機(jī)主軸上之轉(zhuǎn)子的外周緣上，按軸向開有多道與永磁體相匹配的嵌線槽，在嵌線槽內(nèi)嵌置有循環(huán)繞組線圈。該發(fā)明能提高電動機(jī)的效率，節(jié)省電能，但節(jié)能效果有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)新穎合理、可比普通電動機(jī)節(jié)約相當(dāng)電能的節(jié)能電動機(jī)。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種永磁電動機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子、機(jī)座、操作臺、磁場隔離層、電磁鐵電流換向器，所述的定子上有多個(gè)定子永磁鐵和電磁鐵，所述的轉(zhuǎn)子上有多個(gè)轉(zhuǎn)子永磁鐵，其特征是所述的定子和轉(zhuǎn)子上設(shè)有相等數(shù)目的磁區(qū)。各道磁區(qū)分為定子分磁區(qū)和轉(zhuǎn)子分磁區(qū)。
所述的定子分磁區(qū)包括鋁磁鐵座、定子永磁鐵、電磁鐵、定子鋁磁鐵蓋。鋁磁鐵座分為上半定子和下半定子，分別固定在定子固定架上。定子永磁鐵和電磁鐵在軸向和周向上有防止磁場互相干擾的磁鐵轉(zhuǎn)向間距；周向排列的定子永磁鐵和電磁鐵各為偶數(shù)，同一道磁區(qū)的電磁鐵的線圈用導(dǎo)線并聯(lián)；定子永磁鐵有向旋轉(zhuǎn)方向的斜度，工作端面有弧度。定子永磁鐵一側(cè)有磁阻物體，另一側(cè)有磁力線回流空間。整機(jī)的定子永磁鐵在各道磁區(qū)軸向排列互相對齊，整機(jī)的電磁鐵的在各道磁區(qū)軸向排列互相對齊。
所述的轉(zhuǎn)子分磁區(qū)是包括轉(zhuǎn)子鋁磁鐵架、轉(zhuǎn)子永磁鐵、轉(zhuǎn)子鋁磁鐵蓋；各道磁區(qū)的轉(zhuǎn)子永磁鐵的數(shù)目與定子永磁鐵數(shù)目加電磁鐵數(shù)目之和相等，周向排列的間距角度與定子上的間距角度相同。所述的轉(zhuǎn)子永磁鐵有向旋轉(zhuǎn)方向的斜度，工作端面有朝旋轉(zhuǎn)方向傾斜的斜度。轉(zhuǎn)子永磁鐵的兩側(cè)面和底部有磁力線回流的空間。轉(zhuǎn)子永磁鐵在各道磁區(qū)軸向排列互相叉開。
所述的電磁鐵電流換向器包括絕緣轉(zhuǎn)盤以及嵌在絕緣轉(zhuǎn)盤上的逆向?qū)K、順向?qū)K和低壓電流輸入導(dǎo)環(huán)。還有電刷器，所述的電刷器有逆向刷針、順向刷針各一排，和一枚低壓電流輸入刷針。每道磁區(qū)分別對應(yīng)有一枚逆向刷針和一枚順向刷針，相同磁區(qū)的刷針徑向并列，周向排列的間距角度與各磁區(qū)間的轉(zhuǎn)子永磁鐵軸向排列的叉開差距角度相同。
本發(fā)明還可以采用的技術(shù)方案為所述的整機(jī)的轉(zhuǎn)子永磁鐵軸向排位有呈梯形的間隔度，即奇數(shù)對奇數(shù)磁區(qū)的轉(zhuǎn)子永磁鐵和偶數(shù)對偶數(shù)磁區(qū)的轉(zhuǎn)子永磁鐵軸向排列分別呈梯形，間隔度由各磁區(qū)的中心軸銷子槽定位度數(shù)的差別限定。
所述的定子永磁鐵的一側(cè)有臺階，另一端與鋁磁鐵座之間留有空間，左中部有擋緊桿擋緊定子永磁鐵，并連體成為T型磁阻塊。
所述的鋁磁鐵架有凸臂扣住轉(zhuǎn)子永磁鐵的工作端，一側(cè)有擋緊塊擋緊。
所述的磁場隔離層的外殼是用不銹鋼薄板或鋁合金薄板防磁材料制成，里面用輕質(zhì)材料充實(shí)。所述的機(jī)座用防磁性的合金材料制造，定子固定架置于機(jī)座架上，兩端與軸承座支承板緊固，軸承座與固定架同心。
所述的電磁鐵包括凹型線圈和凹凸型鐵芯。
由于本發(fā)明的永磁電動機(jī)采用數(shù)百只以上的永久性磁鐵的磁能作主要驅(qū)動，故電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)只需采用少量的電磁鐵的電磁能作輔助增強(qiáng)驅(qū)動，因此可比普通電動機(jī)節(jié)約相當(dāng)?shù)碾娔堋?br>

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例第一個(gè)磁區(qū)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖和圖3的B-B向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的A-A向剖面結(jié)構(gòu)放大示意圖；圖4是本發(fā)明連接于轉(zhuǎn)子電磁鐵線圈的光電耦合器的電路圖；圖5是圖1中電磁鐵剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是圖1中永磁鐵的驅(qū)動原理立體圖a(單程)；圖7是圖1中永磁鐵的驅(qū)動原理立體圖b(單程)；圖8是圖1中各磁區(qū)的排斥走勢圖；圖9是圖1中轉(zhuǎn)子永磁鐵軸向及周向展開的局部排列示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
參照附圖，該機(jī)主要包括定子22、轉(zhuǎn)子23、機(jī)座24、操作臺25、磁場隔離層26、電磁鐵電流換向器27，或配有小型直流發(fā)電機(jī)。
定子22結(jié)構(gòu)定子22和轉(zhuǎn)子23是由相等數(shù)的數(shù)十道磁區(qū)1組成。本實(shí)施例為26道磁區(qū)。每道磁區(qū)的定子分磁區(qū)中有16只定子永磁鐵4，4只電磁鐵40。各磁區(qū)1分為定子分磁區(qū)2、轉(zhuǎn)子分磁區(qū)16。定子分磁區(qū)2由鋁磁鐵座3、定子永磁鐵4、電磁鐵40、定子鋁磁鐵蓋5組成。鋁磁鐵座3分為上半定子6、下半定子7，分別固定在定子固定架8上。電磁鐵40由線圈43、電磁鐵固定架41、電磁鐵蓋42組成。定子永磁鐵4和電磁鐵40在軸向和周向排列上有防止磁場互相干擾的間距9。將定子永磁鐵4和電磁鐵40均布在定子內(nèi)腔中，然后蓋緊定子鋁磁鐵蓋5。周向排列的定子永磁鐵4和電磁鐵40要分別成偶數(shù)，保證上半定子6和下半定子7對稱。定子永磁鐵4設(shè)計(jì)有向旋轉(zhuǎn)方向的斜度，工作端面有與旋轉(zhuǎn)半徑一致的弧度，這種設(shè)計(jì)在與轉(zhuǎn)子永磁鐵18排斥作功時(shí)，可增強(qiáng)轉(zhuǎn)向的排斥推力。定子永磁鐵4一側(cè)的鋁磁鐵座3上有臺階10，能減弱該側(cè)面的磁場并作固定之用。據(jù)測試的結(jié)果證實(shí)，物體的磁阻大于氣體的磁阻。所以本發(fā)明在定子永磁鐵4的一側(cè)緊靠有較大的磁阻物體11，并可分型或連體鋁磁鐵座3，緊扣永磁鐵4。定子永磁鐵4另一端與鋁磁鐵座3上的臺階12接觸，使其與鋁磁鐵座3之間形成空間。定子永磁鐵4的另一側(cè)有較大的磁力線回流空間13，左中部有擋緊桿14擋緊定子永磁鐵4，并連體成為T型磁阻塊15。T型磁阻塊15的作用是阻止轉(zhuǎn)子永磁鐵18受排斥旋轉(zhuǎn)作功完畢后又要與定子永磁鐵4的另一端異極相吸的磁場引力。定子永磁鐵4和電磁鐵40的軸向排列各列互相對齊。
轉(zhuǎn)子23結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子分磁區(qū)16包括轉(zhuǎn)子鋁磁鐵架17、轉(zhuǎn)子永磁鐵18、轉(zhuǎn)子鋁磁鐵蓋19。組成各道磁區(qū)1的轉(zhuǎn)子永磁鐵18的數(shù)目與定子永磁鐵4數(shù)目加上電磁鐵40數(shù)目之和相等。周向排列的間距角度與定子上的間距9所對應(yīng)的角度相等。轉(zhuǎn)子永磁鐵18設(shè)計(jì)有向旋轉(zhuǎn)方向的斜度，工作端面也有朝旋轉(zhuǎn)方向傾斜的斜度，能避開或減少向定子永磁鐵4推進(jìn)時(shí)的逆向排斥阻力。轉(zhuǎn)子永磁鐵18的兩側(cè)面和底部有磁力線回流的空間13。鋁磁鐵架17有凸臂20扣住轉(zhuǎn)子永磁鐵18的工作端的兩角，一側(cè)有擋緊塊21擋緊。轉(zhuǎn)子永磁鐵18軸向排列互相叉開。圖2中的多重剖視上顯示出各磁區(qū)轉(zhuǎn)子永磁鐵18的軸向排位的間隔度64。奇數(shù)與奇數(shù)磁區(qū)之間，偶數(shù)與偶數(shù)磁區(qū)之間各均差0.69°左右。依靠各轉(zhuǎn)子分磁區(qū)的中心軸銷子槽制作的均差來組合轉(zhuǎn)子永磁鐵18的軸向排列間隔度，使各列成斜梯形。奇數(shù)與偶數(shù)磁區(qū)之分，目的是將磁鐵相隔遠(yuǎn)些，防止磁場之間互相干擾而抵銷。計(jì)算轉(zhuǎn)子永磁鐵周向排列的間隔度的方法20只轉(zhuǎn)子永磁鐵360°÷20＝18°，18°÷26道磁區(qū)的轉(zhuǎn)子永磁鐵排位＝各差位0.69°。
機(jī)座24用防磁性的合金材料制造，定子固定架8置于機(jī)座架上，兩端有軸承座支承板緊固，軸承座與固定架同心。
操作臺25是電動機(jī)的控制中心，有手動、半自動、全自動的裝置，控制該動力機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率。
磁場隔離層26的外殼是用不銹鋼薄板或鋁合金薄板制成，里面用輕質(zhì)材料充實(shí)，主要是阻止機(jī)內(nèi)的磁場向外溢流及包裝之用。
電磁鐵電流換向器27的作用是能控制和交換各道磁區(qū)的定子電磁鐵40在不同時(shí)間中的電流方向、交變磁極，使轉(zhuǎn)子永磁鐵18都能按旋轉(zhuǎn)方向與定子電磁鐵40進(jìn)行強(qiáng)勁地相吸或相排斥，推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
電磁鐵電流換向器27包括絕緣轉(zhuǎn)盤44以及嵌在絕緣轉(zhuǎn)盤44上的逆向?qū)K45、順向?qū)K46和低壓電流輸入導(dǎo)環(huán)47。逆向?qū)K45、順向?qū)K46和低壓電流輸入導(dǎo)環(huán)47與旋轉(zhuǎn)軌道持平，用螺釘60緊固，并分別用導(dǎo)線連通。電磁鐵電流換向器27上有電刷器48，電刷器支撐臂52、支撐臂座53、連接導(dǎo)線59。電刷器48主殼是絕緣體，有逆向刷針49、順向刷針50各一排，和一枚低壓電流輸入刷針51。還有固定螺釘60、電刷針彈簧61、彈簧壓板62、電刷蓋63等。每道磁區(qū)分別對應(yīng)有一枚逆向刷針49和順向刷針50，同磁區(qū)的刷針徑向并列，排列的間距角度與轉(zhuǎn)子永磁鐵18軸向排列叉開的差距角度相同。刷針號26……6、4、2……5、3、1各對號控制1、3、5……2、4、6……26磁區(qū)號的轉(zhuǎn)子永磁鐵18與定子電磁鐵40的相吸或相排斥行程時(shí)間。絕緣轉(zhuǎn)盤44安裝在轉(zhuǎn)子主軸的一端，與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。
安裝以電刷器48的1號刷針為基準(zhǔn)，對準(zhǔn)1號磁區(qū)的定子某一只電磁鐵40的逆向相吸行程I起步線k′，逆向和順向的兩排刷針49、50分別對準(zhǔn)絕緣轉(zhuǎn)盤44的逆向和順向?qū)K45、46的旋轉(zhuǎn)軌道上，貼緊絕緣轉(zhuǎn)盤44，然后將電刷器支撐臂座53固定在機(jī)架上即可。絕緣轉(zhuǎn)盤44旋轉(zhuǎn)時(shí)，電刷器48的刷針在軌道上移動。
起動或停止起動開通低壓電源后，電流由低壓電流輸入刷針51刷通低壓電流輸入導(dǎo)環(huán)47，再由低壓電流輸入導(dǎo)環(huán)47導(dǎo)通逆向?qū)K45和順向?qū)K46。這時(shí)，各磁區(qū)的逆向、順向二枚刷針，必定有一枚與逆向?qū)K45或順向?qū)K46接觸通電，各將低壓電流輸送到自己磁區(qū)的逆向或順向電流線路的光電耦合器等元件上，再由光電耦合器導(dǎo)通電磁鐵40的逆向或順向高壓直流電產(chǎn)生電磁場，將轉(zhuǎn)子永磁鐵18進(jìn)行相吸或相排斥，輔助推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，各轉(zhuǎn)子永磁鐵18也與各定子永磁鐵4不斷地進(jìn)行排斥推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
電磁鐵40的電流大小或電壓高低調(diào)控轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和功率。
停止關(guān)閉低壓電源，整機(jī)的電磁鐵40無電，轉(zhuǎn)子永磁鐵18與定子電磁鐵40的硅鋼片相吸住而停止轉(zhuǎn)動。
本發(fā)明的永磁電動機(jī)有兩大驅(qū)動能量第一驅(qū)動能量轉(zhuǎn)子永磁鐵與定子永磁鐵同名極排斥驅(qū)動能量。
在定子磁鐵架3中設(shè)有磁阻11，磁力線回流的空間13，定子永磁體4和轉(zhuǎn)子永磁鐵18都有朝旋轉(zhuǎn)方向的斜度，轉(zhuǎn)子永磁體18的工作端面也有一定的斜度。轉(zhuǎn)子鋁磁鐵架17也有磁力線回流的空間13等等。當(dāng)轉(zhuǎn)子永磁鐵18與定子永磁鐵4在作功時(shí)，保證旋轉(zhuǎn)方向的排斥推動力很大，反旋轉(zhuǎn)方向的排斥阻力很小，構(gòu)成磁力單傾。又在定子永磁鐵4軸向排位上設(shè)計(jì)成各列對齊，轉(zhuǎn)子永磁鐵18軸向排位上設(shè)計(jì)成各列都叉開，呈斜梯形，各斜梯形與斜梯形頭尾交疊。形成轉(zhuǎn)子周邊有強(qiáng)大的旋轉(zhuǎn)磁場，與定子永磁鐵4作功時(shí)，將每道磁區(qū)單傾而的斷續(xù)的排斥推動力進(jìn)行緊密地連接，形成持續(xù)驅(qū)動勢能。始終循環(huán)地保持有三分之一左右的轉(zhuǎn)子永磁鐵處于強(qiáng)勁地排斥狀態(tài)，驅(qū)動轉(zhuǎn)子持續(xù)旋轉(zhuǎn)。
第二驅(qū)動能量轉(zhuǎn)子永磁鐵18與定子電磁鐵40相吸或相排斥驅(qū)動能量。
參照圖2，當(dāng)某號磁區(qū)的轉(zhuǎn)子永磁鐵A組(一個(gè)磁區(qū)中，同時(shí)能涉及到幾個(gè)周圍裝置的電磁鐵的永磁鐵稱為某組)結(jié)束了轉(zhuǎn)向并列的幾個(gè)定子永磁鐵的排斥作功后，即迅速進(jìn)入定子電磁鐵H區(qū)的順向電流相吸行程范圍內(nèi)，這時(shí)電磁鐵40的S極將轉(zhuǎn)子永磁鐵18工作端的N極進(jìn)行異極相吸，增強(qiáng)驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)某號磁區(qū)的轉(zhuǎn)子永磁鐵A組吸至該磁區(qū)電磁鐵40的逆向相吸行程I的起步線k′時(shí)，正好旋轉(zhuǎn)的逆向?qū)K45也起碰到該同號的逆向刷針49上開始導(dǎo)電，將低壓電流刷通逆向線路上的光電耦合器等元件上，再由光電耦合器導(dǎo)通電磁鐵40的逆向高壓直流電，使該磁區(qū)的數(shù)只并線的電磁鐵40左端為S極，與轉(zhuǎn)子永磁鐵A組的N極進(jìn)行異極相吸，與其它磁區(qū)號一起推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
逆向?qū)K45的角度長與轉(zhuǎn)子永磁鐵18和電磁鐵40逆向相吸行程I的角度相同。每磁區(qū)都有逆向線路的光電耦合器和順向線路的光電耦合器等元件。
當(dāng)某號磁區(qū)的轉(zhuǎn)子永磁鐵A組與電磁鐵40的逆向相吸行程I結(jié)束后，又立即觸涉到電磁鐵40的順向相排斥脫離的行程J起步線k時(shí)，正好逆向?qū)K45已脫離同磁區(qū)號的逆向刷針49斷電，而順向?qū)K46馬上起碰到該同號的順向刷針50開始導(dǎo)電，由順向線路上的光電耦合器導(dǎo)通電磁鐵40的順向高壓直流電，交變磁極，使電磁鐵40的左端為N極，右端為S極，左端的N極將轉(zhuǎn)子永磁鐵A組的N極繼續(xù)朝左方向排斥，推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。因順向?qū)K46的角度長度，比電磁鐵40的排斥脫離行程J的角度大，所以，當(dāng)轉(zhuǎn)子永磁鐵A組的排斥行程結(jié)束后，順向刷針50仍在順向?qū)K46上刷電，這時(shí)該磁區(qū)的轉(zhuǎn)子永磁鐵B組等已轉(zhuǎn)進(jìn)電磁鐵40右端S極的順向相吸行程H范圍內(nèi)，開始與電磁鐵40的S極進(jìn)行第一次異極相吸過程。
當(dāng)轉(zhuǎn)子永磁鐵18B組與電磁鐵40的S極順向相吸行程H結(jié)束后，立即又進(jìn)入到電磁鐵40的逆向相吸行程I的起步線k′時(shí)，正好順向?qū)K46脫離了這磁區(qū)號的順向刷針50斷電，由后面轉(zhuǎn)過來的另一塊逆向?qū)K45又開始起碰到該磁區(qū)號的逆向刷針49導(dǎo)電。
順向?qū)K46角度長與轉(zhuǎn)子永磁鐵A組進(jìn)入電磁鐵40的順向排斥行程起步線k起至轉(zhuǎn)子永磁鐵B組與電磁鐵40的順向相吸行程H結(jié)束止的和同角度。所有的轉(zhuǎn)子永磁鐵18都是這樣地依序循環(huán)著與定子永磁鐵4和定子電磁鐵40進(jìn)行作功。
參照圖6和圖7，圖6是部分磁區(qū)的轉(zhuǎn)子永磁鐵18與定子永磁鐵4在排斥作功狀態(tài)的其中一對示范圖。永磁鐵均斜于軸心線82，利用磁力線的排斥方向，集縱向排斥力80和左橫向的排斥力81，強(qiáng)勁地推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。強(qiáng)勁的排斥磁區(qū)能輕微地推動圖7的待進(jìn)入作功的被動磁區(qū)。
圖7是另部分磁區(qū)的轉(zhuǎn)子永磁鐵18被圖6中作功的部分永磁鐵推動旋轉(zhuǎn)時(shí)，輕輕地轉(zhuǎn)進(jìn)定子永磁鐵4的排斥作功區(qū)的一對示范過程圖，因設(shè)有磁阻11和斜面等，故很少有逆向磁場阻力。
參照圖8，這是由輸出動力方向看的各道磁區(qū)的永磁鐵間排斥循環(huán)圖。也是每道磁區(qū)的永磁鐵從進(jìn)入排斥區(qū)的過程和排斥作功完畢過程的走勢圖。圖中奇數(shù)磁區(qū)1至19道都在進(jìn)行強(qiáng)勁地排斥驅(qū)動過程。21至偶數(shù)的第4道有輕微的逆向排斥阻力過程；第6道至未畫的第26道止都處在慣性助動過程。
參照圖9，本實(shí)施例設(shè)計(jì)的各磁區(qū)轉(zhuǎn)子永磁鐵18周向排列為20只，磁鐵間的中心距為18°，即一個(gè)循環(huán)驅(qū)動組合30的角度(360°÷20＝18°)。整機(jī)設(shè)有26道磁區(qū)，軸向排位的間隔度64應(yīng)為18°÷26道磁區(qū)的單列永磁鐵≈0.69°。奇數(shù)磁區(qū)28與偶數(shù)磁區(qū)29的排列之分，目的是拉開磁鐵間的距離，防止磁場相互受干擾。
因定子永磁鐵4和電磁鐵40的軸間排列是對齊的，所以各道轉(zhuǎn)子永磁鐵18與電磁鐵40和定子永磁鐵4的作功時(shí)間不同，形成了循環(huán)驅(qū)動的模式，推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子永磁鐵排列狀態(tài)，實(shí)際形成了轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場。
設(shè)計(jì)原則絕緣轉(zhuǎn)盤44在旋轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)某電流方向的導(dǎo)塊碰觸到那號刷針，等于那號磁區(qū)的轉(zhuǎn)子永磁鐵18已開始進(jìn)入該刷針電流方向的與電磁鐵40相吸或相排斥行程。脫離了那號刷針，等于那號磁區(qū)的轉(zhuǎn)子永磁鐵18已結(jié)束該刷針電流方向的與電磁鐵40相吸或相排斥行程。
一個(gè)循環(huán)驅(qū)動組合30的角度＝某1轉(zhuǎn)子永磁鐵或定子永磁鐵的周向排列之間的中心距角度。
一個(gè)循環(huán)驅(qū)動組合30的角度＝轉(zhuǎn)子永磁鐵軸向排列叉開的差距角度0.69°乘以磁區(qū)數(shù)之積。
一個(gè)360°的循環(huán)驅(qū)動系＝1周的循環(huán)驅(qū)動組合30的角度的總和。
一個(gè)循環(huán)驅(qū)動組合30的角度＝逆向?qū)K角度+順向?qū)K角度+兩枚刷針φ的角度。
本發(fā)明將數(shù)十道磁區(qū)的驅(qū)動勢能進(jìn)行循環(huán)組合，使轉(zhuǎn)子上形成一個(gè)很大的旋轉(zhuǎn)磁場，構(gòu)成了定子永磁鐵4和定子電磁鐵40在不同的時(shí)間中進(jìn)行循環(huán)排斥和相吸，持續(xù)推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
為防止磁場間相互抵消或受地球磁場的干擾，本發(fā)明在磁鐵間的軸向、周向排列中都有互不受磁場干擾的間距9，轉(zhuǎn)子周圍上均置有千百個(gè)磁鐵的N極、S極，使其不會像的指南針那樣受地球磁場的控制。
磁阻的作用實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)兩塊磁體相同的磁鐵的同名極推合在一起，它們會縱向排斥；而縱向排斥受到限制的時(shí)候，它們就會盡勁地向周邊橫向排斥。如周邊各移動方向的距離相等，排斥力也相等。如在某一邊放上較大的磁阻物體，這邊方向的排斥力就減少許多。所以本發(fā)明利用磁鐵間的縱、橫向排斥的特性，將定子永磁鐵4和轉(zhuǎn)子永磁鐵18都設(shè)計(jì)有朝旋轉(zhuǎn)方向的斜度，避免排斥力與軸力抵消，可集縱向的排斥力80推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。在定子永磁鐵4的一側(cè)設(shè)有大量的磁阻物體11，減弱受逆向磁場的排斥阻力，而在另一側(cè)設(shè)有充足的磁力線回流的空間13，保持有強(qiáng)大的排斥磁場，使一側(cè)的排斥力大于另一側(cè)的排斥阻力數(shù)倍或數(shù)十倍，這樣在循環(huán)驅(qū)動組合的條件下，可集橫向排斥力81，推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
使轉(zhuǎn)子能避開或減少受定子永磁鐵4逆向排斥磁場阻力的設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)子永磁鐵18受排斥的端面有朝旋轉(zhuǎn)方向的傾斜度，在旋轉(zhuǎn)時(shí)能避開或減少受定子永磁鐵4的逆向排斥阻力。
能使轉(zhuǎn)子持續(xù)排斥和相吸驅(qū)動的設(shè)計(jì)整機(jī)的定子永磁鐵4和定子電磁鐵40軸向排列互相對齊。整機(jī)的轉(zhuǎn)子永磁鐵18軸向排列互相叉開呈梯形。磁區(qū)與磁區(qū)之間的轉(zhuǎn)子永磁鐵18都按序有間隔。設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)子永磁鐵18能按旋轉(zhuǎn)方向與定子永磁鐵4進(jìn)行循環(huán)交接地持續(xù)排斥，推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)子永磁鐵18在與相連的幾個(gè)定子永磁鐵4排斥作功完畢后，又要進(jìn)入定子電磁鐵40的順時(shí)針方向電流的異極第一次相吸行程H，加強(qiáng)推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
在第一次相吸行程H完畢后，由電流換向器27立即交換電磁鐵40的電流方向，變?yōu)槟鏁r(shí)針方向電流，交變電磁鐵40的磁極，使轉(zhuǎn)子永磁鐵18又進(jìn)入電磁鐵40的第二次異極相吸行程I，進(jìn)行相吸，繼續(xù)推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
在第二次異極相吸行程I完畢時(shí)，再由電流換向器27變回順時(shí)針電流方向，交變電磁鐵40的磁極，使轉(zhuǎn)子永磁鐵18與電磁鐵40得以同名極排斥狀態(tài)，讓其進(jìn)入排斥脫離行程J，一面推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，一面使轉(zhuǎn)子永磁鐵18脫離電磁鐵40的鐵芯相吸狀態(tài)。
電流換向器27的設(shè)計(jì)本發(fā)明的電磁鐵電流換向器能按各磁區(qū)不同的時(shí)間，使電磁鐵40與各轉(zhuǎn)子永磁鐵18實(shí)施兩次連續(xù)相吸行程和一次相排斥行程的電流換向程序，能準(zhǔn)確快速地交變磁極。在促使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方面，起到一定的作用。
電磁鐵40的設(shè)計(jì)與作用本發(fā)明的電磁鐵40是由凹型線圈68和凹凸型硅鋼片鐵芯60等組成?？梢詸M向裝置在各定子分磁區(qū)2上，由電流換向器27按規(guī)定的行程時(shí)間交變磁極，從而達(dá)到將轉(zhuǎn)子永磁鐵18進(jìn)行輪流地兩次相吸行程和一次相排斥脫離行程。增長工作行程距離，為推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)提高效率。
增大電磁鐵功率的特性本發(fā)明的永磁電動機(jī)一般以中、大型為主。它的轉(zhuǎn)子直徑比較大，所以扭距也大，結(jié)合力學(xué)理論，如將普通電動機(jī)相等功率的線圈分別制成數(shù)只電磁鐵，裝置在比原普通電動機(jī)定子內(nèi)徑大數(shù)倍或數(shù)十倍的永磁電動機(jī)的定子內(nèi)腔上作功，電磁鐵的扭轉(zhuǎn)功率也同樣會比原電動機(jī)扭轉(zhuǎn)功率增大數(shù)倍或數(shù)十倍。電磁鐵容量越大，增倍量也越大。
通過以上的技術(shù)設(shè)計(jì)，整機(jī)的數(shù)百只或數(shù)千只轉(zhuǎn)子永磁鐵中，始終循環(huán)地保持有25％數(shù)量的轉(zhuǎn)子永磁鐵18與定子永磁鐵4處于排斥推動狀態(tài)。排斥工作結(jié)束一只，即補(bǔ)進(jìn)一只，強(qiáng)勁地推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；也始終循環(huán)地保持有相應(yīng)數(shù)量的轉(zhuǎn)子永磁鐵18處于與定子電磁鐵40進(jìn)行強(qiáng)勁地相吸或相排斥行程狀態(tài)，輔助推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。還循環(huán)地保持有25％的轉(zhuǎn)子永磁鐵18受到與磁阻后的定子永磁鐵4一側(cè)有微量的逆向排斥阻力。其余數(shù)量的轉(zhuǎn)子永磁鐵18依靠慣性助動。
總之，轉(zhuǎn)子受旋轉(zhuǎn)方向的排斥推動力和受電磁鐵40相吸與相排斥的增強(qiáng)推動力大于逆轉(zhuǎn)方向的排斥阻力數(shù)倍甚至于數(shù)十倍，所以轉(zhuǎn)子能持續(xù)強(qiáng)勁地旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種永磁電動機(jī)，包括定子(22)、轉(zhuǎn)子(23)、機(jī)座(24)、操作臺(25)、磁場隔離層(26)、電磁鐵電流換向器(27)，所述的定子(22)上有多個(gè)定子永磁鐵(4)和電磁鐵(40)，所述的轉(zhuǎn)子(23)上有多個(gè)轉(zhuǎn)子永磁鐵(18)，其特征是所述的定子(22)和轉(zhuǎn)子(23)上設(shè)有相等數(shù)目的磁區(qū)(1)；各道磁區(qū)(1)分為定子分磁區(qū)(2)和轉(zhuǎn)子分磁區(qū)(16)；所述的定子分磁區(qū)(2)包括鋁磁鐵座(3)、定子永磁鐵(4)、電磁鐵(40)、定子鋁磁鐵蓋(5)；鋁磁鐵座(3)分為上半定子(6)和下半定子(7)，分別固定在定子固定架(8)上；定子永磁鐵(4)和電磁鐵(40)在軸向和周向上有防止磁場互相干擾的磁鐵轉(zhuǎn)向間距(9)；周向排列的定子永磁鐵(4)和電磁鐵(40)各為偶數(shù)，同一道磁區(qū)的電磁鐵(40)的線圈用導(dǎo)線并聯(lián)；定子永磁鐵(4)有向旋轉(zhuǎn)方向的斜度，工作端面有弧度；定子永磁鐵(4)一側(cè)有磁阻物體(11)，另一側(cè)有磁力線回流空間(13)；整機(jī)的定子永磁鐵(4)在各道磁區(qū)(1)軸向排列互相對齊，整機(jī)的電磁鐵(40)的在各道磁區(qū)(1)軸向排列互相對齊；所述的轉(zhuǎn)子分磁區(qū)(16)是包括轉(zhuǎn)子鋁磁鐵架(17)、轉(zhuǎn)子永磁鐵(18)、轉(zhuǎn)子鋁磁鐵蓋(19)；各道磁區(qū)(1)的轉(zhuǎn)子永磁鐵(18)的數(shù)目與定子永磁鐵(4)數(shù)目加電磁鐵(40)數(shù)目之和相等，周向排列的間距角度與定子上的間距(9)角度相同；所述的轉(zhuǎn)子永磁鐵(18)有向旋轉(zhuǎn)方向的斜度，工作端面有朝旋轉(zhuǎn)方向傾斜的斜度；轉(zhuǎn)子永磁鐵(18)的兩側(cè)面和底部有磁力線回流的空間(13)；轉(zhuǎn)子永磁鐵(18)在各道磁區(qū)(1)軸向排列互相叉開；所述的電磁鐵電流換向器包括絕緣轉(zhuǎn)盤(44)以及嵌在絕緣轉(zhuǎn)盤(44)上的逆向?qū)K(45)、順向?qū)K(46)和低壓電流輸入導(dǎo)環(huán)(47)；還有電刷器(48)，所述的電刷器(48)有逆向刷針(49)、順向刷針(50)各一排，和一枚低壓電流輸入刷針(51)；每道磁區(qū)分別對應(yīng)有一枚逆向刷針(49)和一枚順向刷針(50)，相同磁區(qū)的刷針徑向并列，周向排列的間距角度與各磁區(qū)間的轉(zhuǎn)子永磁鐵(18)軸向排列的叉開差距角度相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁電動機(jī)，其特征是所述的整機(jī)的轉(zhuǎn)子永磁鐵(18)軸向排位有呈梯形的間隔度，即奇數(shù)對奇數(shù)磁區(qū)的轉(zhuǎn)子永磁鐵(18)和偶數(shù)對偶數(shù)磁區(qū)的轉(zhuǎn)子永磁鐵(18)軸向排列分別呈梯形，間隔度由各磁區(qū)的中心軸銷子槽定位度數(shù)的差別限定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁電動機(jī)，其特征是所述的定子永磁鐵(4)的一側(cè)有臺階(10)，另一端與鋁磁鐵座(3)之間留有空間(13)，左中部有擋緊桿(14)擋緊定子永磁鐵(4)，并連體成為T型磁阻塊(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁電動機(jī)，其特征是所述的鋁磁鐵架(17)有凸臂(20)扣住轉(zhuǎn)子永磁鐵(18)的工作端，一側(cè)有擋緊塊(21)擋緊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁電動機(jī)，其特征是所述的磁場隔離層(26)的外殼是用不銹鋼薄板或鋁合金薄板防磁材料制成，里面用輕質(zhì)材料充實(shí)；所述的機(jī)座(24)用防磁性的合金材料制造，定子固定架(8)置于機(jī)座架上，兩端與軸承座支承板緊固，軸承座與固定架(8)同心。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁電動機(jī)，其特征是所述的電磁鐵(40)包括凹型線圈(68)和凹凸型鐵芯(60)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種永磁電動機(jī)，即為裝置有多個(gè)永磁鐵的節(jié)能型電動機(jī)。它包括定子、轉(zhuǎn)子、機(jī)座、磁場隔離層、電磁鐵電流換向器。定子和轉(zhuǎn)子上設(shè)有相等數(shù)目的磁區(qū)。各道磁區(qū)分為定子分磁區(qū)和轉(zhuǎn)子分磁區(qū)。定子分磁區(qū)包括鋁磁鐵座、定子永磁鐵、電磁鐵、定子鋁磁鐵蓋。轉(zhuǎn)子分磁區(qū)包括轉(zhuǎn)子鋁磁鐵架、轉(zhuǎn)子永磁鐵、轉(zhuǎn)子鋁磁鐵蓋。各道磁區(qū)的轉(zhuǎn)子永磁鐵的數(shù)目與定子永磁鐵及電磁鐵的總和相等。電磁鐵電流換向器包括電刷器、絕緣轉(zhuǎn)盤以及嵌在絕緣轉(zhuǎn)盤上的逆向?qū)K、順向?qū)K和低壓電流輸入導(dǎo)環(huán)。其采用數(shù)百只以上的永久性磁鐵的磁能作主要驅(qū)動，只需采用少量的電磁鐵的電磁能作輔助增強(qiáng)驅(qū)動，可比普通電動機(jī)節(jié)約相當(dāng)大的電能，適用于船舶、中央空調(diào)等。
文檔編號H02K1/17GK1617421SQ20041008456
公開日2005年5月18日 申請日期2004年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月25日
發(fā)明者胡曉杰, 劉文輝, 胡靜嬌, 胡靜波 申請人:胡曉杰