專利名稱：永磁能機的制作方法
技術領域：
本實用型性涉及一種發(fā)動機，特別是一種永磁能機。
背景技術：
永磁電機有比傳統(tǒng)的電機效率高、損耗小、體積小等優(yōu)點，但節(jié)能效果 并不顯著。永磁電機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，并使其轉化為可實際使用的其它形式的能量， 是現(xiàn)代科技的重大課題。
發(fā)明內容
本實用型性設計一種永磁能機，目的是充分有效地使永磁能直接轉化為 可實際使用的機械能，從而提供一種能耗極小且環(huán)保的動力源。 本實用型性按下述技術方案實現(xiàn)。
本實用型性由定子、轉子、控制器、發(fā)電機、充電器、蓄電池及傳感器 構成。定子類似于傳統(tǒng)的電機的定子結構，但本實用型性的定子線圈并不象 傳統(tǒng)的電機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；由轉軸、導磁體、非磁性體及永磁體組成極性沿圓周交替的多磁 極轉子。轉子軸的一端可安裝動力輸出輪，另一端連接一個發(fā)電機和傳感器 部件，發(fā)電機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，從而驅動發(fā)電機和向外輸出功率。本實用型性 定子的齒數(shù)及相應的線圈組數(shù)、轉子磁極數(shù)或永磁體的數(shù)量，根據(jù)實際需要 設計而定；而且轉子永石茲體的組合方式是多樣的。
假設將所述永磁能機中的轉子用純軟鐵做成有若干齒的轉子代替，那么 它的工作原理與開關磁阻電機很相似，不計損耗，開關磁阻電機輸出能量等 于輸入的電能，并不節(jié)能。而本實用型性使轉子永》茲極同時獲得定子一個電磁極吸引力矩和定子另一個電磁極的斥力矩，而且引力矩或斥力矩均由電磁
場與永磁場共同提供；開關磁阻電機僅是定子齒的電磁力吸SI其轉子的軟鐵
齒，而且這個引力僅由電磁場提供。所以，永磁能機輸出能量大于需輸入的 電能。本實用型性定子的電磁極與轉子永磁極之間作用力大小與在它們之間 間隙中的磁感應強度的平方成正比，而此》茲感應強度值是電磁極和永磁極磁 感應強度的疊加值，若保持此值不變，提高永磁極在所述間隙中的磁感應強 度值，等量地減小電磁極在所述間隙中的磁感應強度值的，則所述永磁能機 輸出能量值不變，但大幅度地降低了所需輸入的電能，這就是說永磁能機能 量輸出輸入差值變大。所以所述永磁能機巧妙使用永磁體能，使能量增值， 而且增值隨永;茲場的增強而大幅度增長，這個增值的能量的大部分向外輸出， 小部分用于給永磁能機自身提供能量。
還應該指出，本實用型性的結構和工作原理與永^磁電機(詳細了解可參 考有關資料)有實質上的不同，永磁電機利用定子的旋轉電磁場與含有永磁 體的轉子磁場相互作用驅動轉子，是基于電磁感應原理，而本實用型性基于 電磁體與永磁體之間的引力和斥力。永》茲電機定子電磁力與轉子永磁力對其 轉子產生的轉矩不如本實用型性的大，原因是這種定子電磁力僅對轉子產生 引力矩，而本實用型性轉子永磁極同時受到定子齒的電磁極的吸引力矩和排 斥力矩。永磁電機定子的旋轉電磁場會在轉子鐵心和永磁體中感應出渦流造 成能量損耗，而且渦流生熱造成危害，旋轉電磁場還會在轉子鐵心中產生磁 滯損耗。而本實用型性的定子磁場進入轉子的磁力線很少，在轉子中感應很 弱，所以本實用型性節(jié)能比永磁電機顯著的多。
本實用型性有益的效果是
1、 本實用型性充分地將永磁能轉換為可直接實際使用的機械能，使永磁 能機輸出的能量比輸入的能量顯著增值，它啟動后猶如永動機；
2、 本實用型性耗電很少，損耗小，效率極高，節(jié)能，因而運行費用很低；
3、 本實用型性，不產生有害氣體，噪音小，發(fā)熱較少。
圖1為本實用型性的結構示意圖2為圖1的A-A剖面圖3為本實用型性在停止時轉子位置示意圖4為圖3中轉子轉到其》茲才及與定子l^心齒正對時的示意圖5至圖7為本實用型性轉子的另外三種結構示意圖。
下面結合具體實施方式
進一步對本實用型性詳細說明。
具體實施例方式
如圖1圖2示。機座1、機殼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內壁設置兩個沿徑向充磁 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 轉軸5、導磁體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、四塊導磁體22、非磁性端板3和20及軸承內圈4和11固結組成轉子， 四塊永;茲體21與定子鐵心8內壁相對的極的極性沿圓周交替分布；所述軸 承是機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的齒與轉子磁極的相互作用力大；定 子鐵心8的齒弧與轉子外圓隔一間隙，在轉軸5的一端連接一臺發(fā)電機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用導線14'連 接起來。轉軸5的另一端可安裝動力輸出輪?？刂破?7用現(xiàn)代硬軟件技術易 制作。
如圖3示，本實用型性在停止狀態(tài)，由于永磁體異極間的吸引，轉子上 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齒內弧磁極為N極、c齒內弧磁極為S極、d齒內弧磁極為N極、e齒內弧磁極為S極，那么，轉子每一個磁 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對轉子的 作用力矩很小)，使轉子反時針轉到圖2所示位置，這時，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的極性同時改變，如圖4示，由于轉子的極性與定子 各齒的極性相同而產生相互排斥力，轉子受到的排斥力的合力為零，轉子依 慣性轉過圖4所示位置，接著轉子每一個磁;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)轉動，此過程重復循環(huán)，轉子不斷被驅轉?？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，轉子 的轉動方向由控制器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13給永磁能機自身供電維持運行,還剩余大部 分用來對外做功。所以本實用型性一永磁能機啟動后，若不人為停止將永動。
本實用型性轉子的另一種結構，如圖5示，轉子由非磁性軸5、導磁圓 筒28、徑向充磁的永磁塊32、切向充磁的永磁塊30、導磁塊29及非磁性塊 31固結而成，永磁塊32與永磁塊30同極性相聚以在轉子外圓形成強磁極， 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；該結構轉子外圓磁極的數(shù)量及永磁塊32、永磁塊30的 數(shù)量根據(jù)實際需要設計而定。
本實用型性轉子的另一種結構，如圖6示，轉子由非磁性軸5、導磁圓 筒35、徑向充磁的永磁塊33、導磁塊36及非磁性塊34固結而成，各永磁塊 33朝轉子外圓的極性沿圓周交替，該結構轉子外圓磁極的數(shù)量及永磁塊33 的數(shù)量根據(jù)實際需要設計而定。
本實用型性轉子的另一種結構，如圖7示，轉子由軸41、非》茲性圓筒40、 切向充磁的永磁塊38、導磁塊39及非磁性塊37固結而成，各永磁塊38同 極性相聚形成轉子的磁極，且使轉子的磁極極性沿圓周交替分布，該結構轉 子外圓磁極的數(shù)量及永磁塊38的數(shù)量根據(jù)實際需要設計而定。
權利要求
1.一種永磁能機，其特征是由定子、轉子、控制器、發(fā)電機、充電器、蓄電池及傳感器構成；定子類似于傳統(tǒng)的電機的定子結構，但本實用新型的定子線圈并不象傳統(tǒng)的電機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；由轉軸、導磁體、非磁性體及永磁體組成極性沿圓周交替的多磁極轉子；轉子軸的一端可安裝動力輸出輪，另一端連接一個發(fā)電機和傳感器部件，發(fā)電機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，從而驅動發(fā)電機和向外輸出功率；本實用新型定子的齒數(shù)及相應的線圈組數(shù)、轉子磁極數(shù)或永磁體的數(shù)量，根據(jù)實際需要設計而定；而且轉子永磁體的組合方式是多樣的。
2. 根據(jù)權利要求1所述的永磁機，其特征是機座(1)、機殼(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)內壁設置兩個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；非磁性轉軸(5 )、導 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 )、 四塊導磁體(")、非磁性端板(3 )和(20 )及軸承內圈(4 )和(11 )固結 組成轉子，四塊永磁體(21)與定子鐵心(8)內壁相對的極的極性沿圓周交 替分布；所述軸承是機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) 的齒與轉子磁極的相互作用力大；定子鐵心(8 )的齒弧與轉子外圓隔一間隙， 在轉軸(5)的一端連接一臺發(fā)電機(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(13)、充電器(15)、蓄電池(16)、控制器(17)及線圏(26)用導線(14)連接起來，傳感頭(18)與控制器(17) 用導線(14')連接起來；轉軸(5)的另一端可安裝動力輸出輪。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的永磁能機，其特征是有另一種結構的轉 子，它由非磁性軸(5)、導磁圓筒(28)、徑向充磁的永磁塊(32)、切向充 磁的永磁塊(30)、導磁塊(29)及非磁性塊(31)固結而成，永磁塊(32) 與永磁塊(30)同極性相聚以在轉子外圓形成強磁極，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；該結構轉子外圓磁極的數(shù)量及永磁塊(32)、永磁塊(30)的數(shù)量根據(jù)實 際需要設計而定。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的永磁能機，其特征是有另一種結構的轉 子，它由非磁性軸(5)、導磁圓筒(35)、徑向充磁的永磁塊(33)、導磁塊(36)及非磁性塊(34)固結而成，各永磁塊(33)朝轉子外圓的極性沿圓 周交替，該結構轉子外圓磁極的數(shù)量及永磁塊(33)的數(shù)量根據(jù)實際需要設 計而定。
5. 根據(jù)權利要求1或2所述的永磁能機，其特征是有另一種結構的轉 子，它由軸(41)、非磁性圓筒(40)、切向充磁的永磁塊(38)、導磁塊(39) 及非磁性塊(37)固結而成，各永磁塊(38)同極性相聚形成轉子的磁極， 且使轉子的磁極極性沿圓周交替分布，該結構轉子外圓磁極的數(shù)量及永磁塊(38)的數(shù)量根據(jù)實際需要設計而定。
全文摘要
本發(fā)明由定子、轉子、控制器、發(fā)電機、充電器、蓄電池及傳感器構成。定子類似于傳統(tǒng)的電機的定子結構，其定子線圈并不象傳統(tǒng)的電機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；由轉軸、導磁體、非磁性體及永磁體組成極性沿圓周交替的多磁極轉子。轉子軸的一端輸出功率，另一端連接一個發(fā)電機和傳感器部件，發(fā)電機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，從而驅動發(fā)電機和向外輸出功率。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)先權日2007年5月14日
發(fā)明者劉新廣 申請人:劉新廣