專利名稱：使用永久磁鐵的磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用一個(gè)永久磁鐵把電能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能的磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
并且，本發(fā)明涉及一種使用一個(gè)永久磁鐵以產(chǎn)生各種各樣的推進(jìn)磁場(chǎng)的推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器，以及一種使用這種推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器把磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能的能量轉(zhuǎn)換器，尤其涉及一種在實(shí)現(xiàn)成一個(gè)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)、一個(gè)線性電動(dòng)機(jī)或諸如此類的電動(dòng)機(jī)時(shí)有用的能量轉(zhuǎn)換器。
按常規(guī)，已經(jīng)使用各種各樣的利用永久磁鐵的能量轉(zhuǎn)換器。那些把電能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能的能量轉(zhuǎn)換器中典型的是電動(dòng)機(jī)。就一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)來說，使一個(gè)直流電流流到一個(gè)放置在一個(gè)由永久磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)子的線圈，并且該轉(zhuǎn)子同由此產(chǎn)生的一個(gè)磁場(chǎng)一道工作而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
在同樣是按常規(guī)使用的一個(gè)交流同步電動(dòng)機(jī)或一個(gè)交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，對(duì)在一個(gè)定子的磁極中設(shè)置的一個(gè)激磁線圈按一個(gè)要求的相位差施加一個(gè)交流電壓，使一個(gè)激磁電流流動(dòng)，以產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并且一個(gè)轉(zhuǎn)子與此相同步地被旋轉(zhuǎn)。同樣，就一個(gè)線性電動(dòng)機(jī)來說，對(duì)若干個(gè)線性排列的激磁線圈按一個(gè)要求的相位差施加一個(gè)交流電壓，使一個(gè)激磁電流流動(dòng)，一個(gè)直進(jìn)磁場(chǎng)產(chǎn)生以及一個(gè)推進(jìn)力加到一個(gè)磁性可動(dòng)機(jī)體上。
也就是說，在一個(gè)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)、一個(gè)線性電動(dòng)機(jī)以及諸如此類的電動(dòng)機(jī)中，用來產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)或一個(gè)直進(jìn)磁場(chǎng)的推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器具有一個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，通過對(duì)多個(gè)激磁線圈以一個(gè)相位差提供一個(gè)激磁電流，以按一個(gè)要求的方向產(chǎn)生一個(gè)推進(jìn)磁場(chǎng)。
然而，以上述直流電動(dòng)機(jī)為代表的這些常規(guī)類型的能量轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)不能直接向外部提取一個(gè)永久磁鐵所具有的磁能，并且因此其能量轉(zhuǎn)換效率相對(duì)要低。
此外，在一個(gè)使用常規(guī)推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器的能量轉(zhuǎn)換器中，比如一個(gè)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)、一個(gè)線性電動(dòng)機(jī)以及諸如此類的電動(dòng)機(jī)中，由于一個(gè)旋轉(zhuǎn)速度或一個(gè)位置移動(dòng)速度按一個(gè)推進(jìn)磁場(chǎng)的相位差設(shè)置，這取決于交流電源的頻率，使得除某些電動(dòng)機(jī)，比如一個(gè)線圈式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)以及諸如此類的電動(dòng)機(jī)以外，難以按一個(gè)最佳值設(shè)置一個(gè)旋轉(zhuǎn)速度，并且因此旋轉(zhuǎn)速度普遍由一個(gè)變換器控制。然而，這個(gè)變換器產(chǎn)生高頻，并且因此損壞其附近的控制裝置。況且，在一個(gè)常規(guī)裝置中，由于一個(gè)旋轉(zhuǎn)力或一個(gè)直進(jìn)力比如動(dòng)能與所施加的一個(gè)電流成比例，因此必須提供與所需轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的電力電容，并且由于這個(gè)原因，難以改進(jìn)能量效率。
本發(fā)明鑒于上述種種問題形成，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種直接利用一個(gè)永久磁鐵的磁能的新式磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用一個(gè)永久磁鐵的新式推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器，它利用該磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)能夠改進(jìn)能量效率。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種能量轉(zhuǎn)換器，通過間接提取一個(gè)永久磁鐵的磁通來形成一個(gè)推進(jìn)磁場(chǎng)，比如一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)、一個(gè)直進(jìn)磁場(chǎng)或諸如此類的磁場(chǎng)，并且由此推動(dòng)一個(gè)磁性機(jī)體。
本發(fā)明設(shè)計(jì)成當(dāng)要利用永久磁鐵產(chǎn)生機(jī)械能時(shí)，使用一個(gè)電磁鐵作為手段，從永久磁鐵中轉(zhuǎn)換磁通，以間歇地或連續(xù)地從永久磁鐵提取要求的機(jī)械能。
更具體地說，本發(fā)明提供一種使用一個(gè)永久磁鐵的磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于一個(gè)永久磁鐵配有一個(gè)在一個(gè)磁芯中提供一個(gè)線圈而構(gòu)成的一個(gè)電磁鐵，其一端緊密地粘附于它的一個(gè)磁極端。一個(gè)用于激磁電磁鐵的激磁控制器與該電磁鐵連接，以便改變永久磁鐵的磁極端附近的磁通密度。在永久磁鐵的磁極端附近，一個(gè)要靠近或離開該永久磁鐵移動(dòng)的具有磁引力的可動(dòng)部件樞軸支承在一個(gè)返回力作用部件上，以便按該可動(dòng)部件離開該永久磁鐵移動(dòng)的方向靠壓力提供一個(gè)要求的返回力。這樣，該可動(dòng)部件能來回移動(dòng)。
線圈是電磁鐵的組成部分，能使用比如銅、鋁以及其它種種普遍所知的材料，由普通導(dǎo)線制成。然而，可以采用超導(dǎo)材料制成的超導(dǎo)磁鐵。此外，不用說，能使用一個(gè)單獨(dú)線圈，或者在磁芯中設(shè)置兩個(gè)彼此無關(guān)的線圈。在使用一個(gè)單獨(dú)線圈構(gòu)成電磁鐵的情況下，磁芯一端的磁極性轉(zhuǎn)換能從激磁控制器給該單獨(dú)線圈例如供給一個(gè)方波信號(hào)完成。結(jié)果，有可能改變永久磁鐵的一個(gè)磁極端附近的磁通條件。
從另一方面來說，在磁芯上纏繞兩個(gè)彼此無關(guān)的線圈情況下，能構(gòu)成激磁控制器，以便能夠在一個(gè)線圈與另一個(gè)線圈之間通過交替轉(zhuǎn)換供給的一個(gè)電流，來轉(zhuǎn)換磁芯一端的磁極性。
至于可動(dòng)機(jī)體的磁性材料，能使用比如鐵、鎳、α鐵以及其它種種普遍所知的材料。然而，把一個(gè)磁性部件合并入一個(gè)由鋁、塑料或諸如此類的材料構(gòu)成的非磁性部件中，有可能獲得要求的磁吸引性。
當(dāng)用激磁控制器控制電磁鐵的激磁條件時(shí)，與永久磁鐵的一端緊密粘附的磁芯一端的磁極性改變，并且因此使其一個(gè)磁極端附近的磁通密度發(fā)生改變。結(jié)果，可動(dòng)部件與永久磁鐵之間的磁引力變化，使得有可能與返回力作用部件協(xié)同工作，以便來回移動(dòng)該可動(dòng)部件。
本發(fā)明的在一個(gè)規(guī)定的工作空間中產(chǎn)生一個(gè)推進(jìn)磁場(chǎng)的推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器裝有多個(gè)永久磁鐵部件，為了產(chǎn)生一個(gè)推進(jìn)磁場(chǎng)，按照一個(gè)要求型式放置在適當(dāng)空間處，以及多個(gè)由電磁鐵構(gòu)成的磁通控制裝置，與永久磁鐵部件對(duì)應(yīng)放置，并且由永久磁鐵部件在工作空間中形成的磁通數(shù)量由其磁通控制裝置移相來改變。
由電磁鐵構(gòu)成的磁通控制裝置能構(gòu)成為在一個(gè)磁芯上纏繞一個(gè)線圈，把磁芯的一端放置為粘附或靠近一個(gè)對(duì)應(yīng)永久磁鐵的一個(gè)磁極端，控制供給線圈的一個(gè)電流，以及改變?cè)谝粋€(gè)要求空間中由永久磁鐵的一個(gè)磁極端形成的磁通密度。推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器能通過在一個(gè)規(guī)定的圓周上放置永久磁鐵來形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，以及通過線性放置永久磁鐵來產(chǎn)生直進(jìn)磁場(chǎng)。
此外，本發(fā)明的一種能量轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)成在推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器的一個(gè)工作空間中作為樞軸自由旋轉(zhuǎn)或可滑動(dòng)地支承一個(gè)原動(dòng)機(jī)部件，并且由推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器形成的一個(gè)推進(jìn)磁場(chǎng)在該原動(dòng)機(jī)部件中產(chǎn)生移動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
在推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器中，為了產(chǎn)生推進(jìn)磁場(chǎng)而按照一個(gè)預(yù)定型式放置的多個(gè)永久磁鐵在一個(gè)工作空間中形成的磁通密度由對(duì)應(yīng)其永久磁鐵移相所放置的電磁鐵構(gòu)成的磁通控制裝置來改變，由此在一個(gè)工作空間中形成預(yù)定推進(jìn)磁場(chǎng)。因此，如果一個(gè)自由旋轉(zhuǎn)支承的轉(zhuǎn)子或一個(gè)自由滑動(dòng)支承的原動(dòng)機(jī)，比如一個(gè)滑動(dòng)器或諸如此類的可動(dòng)體，放置在該工作空間中，就由其中形成的移動(dòng)式推進(jìn)磁場(chǎng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
在本發(fā)明的一種磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)中，有可能用上述驅(qū)動(dòng)原理在一個(gè)外部系統(tǒng)供給的能量被切斷狀態(tài)下，以機(jī)械能形式利用由一個(gè)永久磁鐵的磁極形成的磁通。因?yàn)槭惯@樣起一個(gè)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)作用所需要的直流電源的輸入與一個(gè)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中供給一個(gè)火花塞的電力按相同方式工作，以及對(duì)一個(gè)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力僅僅需要這個(gè)輸入中非常小的量，因此亦有可能期望大量的能量轉(zhuǎn)換效率。況且，作為用于提取機(jī)械能的一種結(jié)構(gòu)，能使用一個(gè)來回移動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，并且因此能把由摩擦在一個(gè)移動(dòng)系統(tǒng)中引起的損失減小到一個(gè)實(shí)用水平。
本發(fā)明一種利用磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)磁通發(fā)生器有一個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，以用磁通控制裝置控制離開永久磁鐵的磁通來產(chǎn)生要求的推進(jìn)磁場(chǎng)，比如旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以及諸如此類的磁場(chǎng)，以及利用永久磁鐵的磁力能量，并且因此能提供一個(gè)高效推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器。
此外，在一種利用該推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器的能量轉(zhuǎn)換器中，因?yàn)槟芤苑浅８叩男适褂靡粋€(gè)推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器來移動(dòng)一個(gè)轉(zhuǎn)子等，所以一個(gè)電動(dòng)機(jī)等的效率能得到改進(jìn)。
本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將從以下連同附圖所作的敘述中明顯可見，其中

圖1是一個(gè)表示在一個(gè)第一優(yōu)選實(shí)施例中利用一個(gè)永久磁鐵的一個(gè)磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)視圖2是一個(gè)表示在一個(gè)第二優(yōu)選實(shí)施例中利用一個(gè)永久磁鐵的一個(gè)磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)視圖；圖3是一個(gè)表示在一個(gè)第一實(shí)施例中一個(gè)推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器中一個(gè)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)的視圖；圖4是一個(gè)表示圖3所示的第一至第三激磁電壓的波形的波形圖；圖5是一個(gè)圖3所示的一個(gè)控制元件的詳細(xì)電路圖；圖6是一個(gè)圖5所示的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)的波形圖；圖7是一個(gè)表示圖3中一個(gè)固定電極中的一個(gè)永久磁鐵與一個(gè)電磁鐵的一個(gè)磁芯之間的一個(gè)連接狀態(tài)的主要部分結(jié)構(gòu)視圖；圖8是一個(gè)表示在一個(gè)第二實(shí)施例中一個(gè)推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器中一個(gè)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)的視圖；圖9是一個(gè)圖8所示主要部分的擴(kuò)大視圖；以及圖10是一個(gè)表示在一個(gè)第三優(yōu)選實(shí)施例中一個(gè)推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器中一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)的視圖。第一優(yōu)選實(shí)施例圖1表示一個(gè)原動(dòng)機(jī)，用本發(fā)明的一個(gè)第一優(yōu)選實(shí)施例中利用一個(gè)永久磁鐵的一個(gè)磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成。
這個(gè)原動(dòng)機(jī)10用一個(gè)曲軸11把從一個(gè)按照本發(fā)明構(gòu)成的磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)20獲得的動(dòng)能來回地傳送到一個(gè)圓餅12，并且這樣通過旋轉(zhuǎn)圓餅12來取得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
首先，將對(duì)磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)20的一個(gè)結(jié)構(gòu)作說明。
在圖1中，標(biāo)號(hào)21指示一個(gè)由剛性非磁性材料，比如黃銅以及諸如此類的材料制成的固定構(gòu)架，以及標(biāo)號(hào)22指示一個(gè)永久磁鐵，用螺栓等適當(dāng)方式固定在固定構(gòu)架21的一個(gè)第一臂21A中。在該實(shí)施例中，永久磁鐵22的一個(gè)軸線與固定構(gòu)架21的一個(gè)底邊部分21C大致成水平延伸，并且它的S磁極端22A固定在第一臂21A中。在永久磁鐵22的一個(gè)自由端N磁極端22B與底邊部分21C之間設(shè)置一個(gè)電磁鐵23。該電磁鐵23由一個(gè)磁芯24以及一個(gè)纏繞其上的線圈25組成，并且該線圈25包括兩個(gè)激磁線圈25A與25B。
在該實(shí)施例中，磁芯24的一個(gè)軸線與永久磁鐵22的一個(gè)軸線基本垂直，磁芯部件24的一個(gè)端表面24A緊密地粘附于永久磁鐵22的N磁極端22B的一個(gè)側(cè)表面上，并且電磁鐵23用螺栓等適當(dāng)方式固定在固定構(gòu)架21中。
磁芯部件24能構(gòu)成為一個(gè)條形的鐵、鎳、α鐵或坡莫合金部件，或者由這些材料制成的一個(gè)薄板分層體。
在電磁鐵23中，提供一個(gè)用于激磁電磁鐵23的激磁控制元件26，以便周期地改變永久磁鐵N磁極端22B附近的磁通條件。激磁控制元件26裝有一個(gè)電池組27作為一個(gè)直流電源，電池組27的負(fù)電極與激磁線圈25A及25B的各端連接，以及它的正電極通過一個(gè)繼電器接觸電路28與激磁線圈25A及25B的其它端連接。
繼電器接觸電路28的一個(gè)繼電器接觸點(diǎn)28A在另一個(gè)繼電器接觸點(diǎn)28B構(gòu)成為一個(gè)一直打開的接觸點(diǎn)時(shí)，構(gòu)成為一個(gè)一直閉合的接觸點(diǎn)。對(duì)一個(gè)用于轉(zhuǎn)換接通/斷開兩個(gè)繼電器接觸點(diǎn)28A與28B的繼電器線圈29，從一個(gè)脈沖發(fā)生器30施加一個(gè)規(guī)定的恒定頻率的脈沖電壓P。設(shè)置脈沖電壓P的周期，以便不超過用繼電器線圈29操作接觸點(diǎn)28A與28B的響應(yīng)速度，并且響應(yīng)脈沖電壓P的電平變化，繼電器接觸點(diǎn)28A與28B交替地閉合。結(jié)果，使激磁電流IA與IB流到激磁線圈25A與25B。
纏繞線圈25A的方向與纏繞線圈25B的方向相反，并且當(dāng)激磁電流IA流到激磁線圈25A時(shí)，在磁芯24的一個(gè)端表面24A上產(chǎn)生一個(gè)N磁極，以及當(dāng)激磁電流IB流到激磁線圈25B時(shí)，在那里一個(gè)端表面上產(chǎn)生一個(gè)S磁極。
結(jié)果，在電磁鐵23的一個(gè)端表面24A上產(chǎn)生一個(gè)S磁極情況下，由于永久磁鐵22與電磁鐵23緊密地粘附布置，離開永久磁鐵22的N磁極端22B的漏磁通非常小，大多數(shù)磁通通過磁芯24返回到其S磁極端，并且因此離開N磁極端22B的那些磁通的數(shù)量非常小(在下文，這稱作″磁通截止?fàn)顟B(tài)″)。相反地，在電磁鐵23的一個(gè)端表面24A上產(chǎn)生一個(gè)N磁極情況下，離開永久磁鐵22的N磁極端22B的磁通沒有穿過磁芯24，并且因此N磁極端22B附近的磁通條件與在沒有提供電磁鐵23情況下的磁通條件相同(在下文，這稱作″磁通接通狀態(tài)″)。因此，按照脈沖電壓P的電平變化，在永久磁鐵22的N磁極端22B附近，磁通條件亦即磁通密度就改變。
為了把磁通密度的變化變換成電磁吸引力，并且以機(jī)械能形式取出這個(gè)力，在N磁極端22B附近設(shè)置一個(gè)可動(dòng)部件31。如附圖所見，在該實(shí)施例中，可動(dòng)部件31是由磁性材料鐵制作成，以便提供磁吸引性，并且在固定構(gòu)架21中垂直設(shè)置的支承腿32與33上端的導(dǎo)向輥32A與33A自由可滑動(dòng)地嚙合于以及裝放入一個(gè)在可動(dòng)部件31中形成的支承及導(dǎo)向凹槽31A中。因此，可動(dòng)部件31由支承腿32及33支承，以便其軸線大致與永久磁鐵22的軸線平行，并且這個(gè)可動(dòng)部件也被導(dǎo)向，以便能夠按其軸線方向來回移動(dòng)。
此外，在一個(gè)可動(dòng)部件31是由非磁性與磁性部件兩者制成的情況下(這樣亦能用該磁性部件構(gòu)成以獲得要求的磁吸引性)，更可取的是構(gòu)成該可動(dòng)部件31，以便該磁性部件盡可能地放置在靠近該永久磁鐵處。
在可動(dòng)部件31與固定構(gòu)架21的一個(gè)第二臂21B之間設(shè)置一個(gè)收縮螺旋彈簧34。該收縮螺旋彈簧34用來提供一個(gè)要求的返回力，用于把可動(dòng)部件從永久磁鐵22拉開，以便使可動(dòng)部件31按照可動(dòng)部件31與永久磁鐵22之間工作的磁吸引力的變化，在那里來回移動(dòng)。在磁通接通狀態(tài)下，收縮螺旋彈簧34的一個(gè)力允許由永久磁鐵22的一個(gè)磁吸引力使可動(dòng)部件31按箭頭X的方向移動(dòng)。從另一方面來說，在磁通截止?fàn)顟B(tài)，這個(gè)力允許可動(dòng)部件31按箭頭Y的方向被全部拉回。
除收縮螺旋彈簧外，有可能使用一個(gè)板彈簧、一個(gè)天然或人造橡膠部件，或者一個(gè)適當(dāng)?shù)膹椥圆考?br> 一個(gè)支承體35固定在可動(dòng)部件31的上部，一個(gè)曲軸10的一端樞軸支承在該支承體上，以及其另一端樞軸固附在圓餅12的外周邊界附近，圓餅12軸線自由可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在一個(gè)固定在第一臂21A中的支承體36中。
在圖1所示的原動(dòng)機(jī)10中，在激磁控制元件26中，當(dāng)一對(duì)繼電器接觸點(diǎn)28A與28B響應(yīng)脈沖電壓P交替閉合時(shí)，從電池組27給激磁線圈25A與25B交替地提供激磁電流IA與IB，并且在激磁部件24的一個(gè)端表面24A上交替地產(chǎn)生N與S磁極。當(dāng)在一個(gè)端表面24A上產(chǎn)生一個(gè)S磁極時(shí)，離開永久磁鐵22的N磁極端22B的磁通通過磁芯24返回S磁極端22A，而沒有走向可動(dòng)部件31。也就是說，產(chǎn)生一個(gè)磁通截止?fàn)顟B(tài)，在永久磁鐵22與可動(dòng)部件31之間沒有大的磁吸引力工作，并且可動(dòng)部件31由收縮螺旋彈簧34的一個(gè)收縮彈性力按箭頭Y的方向被全部拉回。
從另一方面來說，當(dāng)在一個(gè)端表面24A上產(chǎn)生一個(gè)N磁極時(shí)，離開永久磁鐵的N磁極端22B的磁通和離開電磁鐵23的那些磁通一起走向一個(gè)正對(duì)面放置的可動(dòng)部件，因?yàn)檫@些磁通不能通過那里緊密粘附的磁芯24。也就是說，產(chǎn)生一個(gè)磁通接通狀態(tài)，在永久磁鐵22與可動(dòng)部件31之間有一個(gè)大的磁吸引力工作，并且可動(dòng)部件31逆著收縮螺旋彈簧34的一個(gè)收縮彈性力按箭頭X的方向被全部移動(dòng)。
簡(jiǎn)單地說，如果在一個(gè)端表面24A上活動(dòng)地形成一個(gè)N磁極，使離開永久磁鐵22的磁通沒有通過磁芯24，因?yàn)殡x開永久磁鐵22的那些磁通大多數(shù)通過可動(dòng)部件31，所以無漏磁通產(chǎn)生，由此改進(jìn)了效率。
從上述說明一清二楚，在電磁鐵23的一個(gè)端表面24A上產(chǎn)生的磁極的極性在N與S之間交替地轉(zhuǎn)換，并且因此使可動(dòng)部件31與收縮螺旋彈簧34相協(xié)同地來回移動(dòng)，使得有可能從圓餅12獲得一個(gè)旋轉(zhuǎn)輸出。
這里，因?yàn)檗D(zhuǎn)換離開永久磁鐵22的磁通所需要的，用于確定電磁鐵23的強(qiáng)度的磁通數(shù)量φ是與它的一個(gè)線圈的繞組數(shù)目N和流向該線圈的一個(gè)電流I的乘積成比例，所以獲得下列表達(dá)式φ＝kNI用于磁通接通/截止轉(zhuǎn)換所需的磁通數(shù)量φ的一個(gè)值設(shè)置在規(guī)定的恒定值，并且因此如果電磁鐵的一個(gè)線圈的繞組數(shù)目N設(shè)置得很大，激磁電流I的值就能做得很小。如果電池組27的一個(gè)輸出電壓是V，供給電磁鐵23的直流能量就是V×I，并且因此如果I的一個(gè)值設(shè)置得很小，供給的直流能量就能減小，并且該裝置能高效率地操縱。
此外，在該第一實(shí)施例的說明中，涉及使用一個(gè)普通的電磁鐵。然而，不用說，如果使用超導(dǎo)電磁鐵31，32，…，36，能進(jìn)一步改進(jìn)效率。在上述實(shí)施例中，可動(dòng)部件31正對(duì)面的永久磁鐵22的一個(gè)磁極是一個(gè)N磁極。然而，這個(gè)磁極可使用一個(gè)S磁極。此外，并不是總要彼此相反地設(shè)置纏繞電磁鐵的激磁線圈25A與25B的方向，以及通過相反方向設(shè)置供給兩個(gè)線圈25A與25B的電流，能獲得與該實(shí)施例情況相同的效果。第二優(yōu)選實(shí)施例圖2表示一個(gè)原動(dòng)機(jī)，用本發(fā)明的一個(gè)第二優(yōu)選實(shí)施例中利用一個(gè)永久磁鐵的一個(gè)磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成。標(biāo)號(hào)40指示的一個(gè)裝置是一個(gè)空氣壓縮機(jī)，它利用由本發(fā)明提供的一個(gè)磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50來回移動(dòng)。
在該磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50中，一個(gè)永久磁鐵52以及一個(gè)具有一個(gè)線圈55纏繞其上的電磁鐵53固附在一個(gè)如圖2所示那樣的由非磁性材料制成的固定構(gòu)架51上，這種固附基本上與第一實(shí)施例情況一樣，并且因此將省略它的說明。電磁鐵53的一個(gè)線圈55是一個(gè)單獨(dú)線圈，并且與一個(gè)用于控制電磁鐵53的激磁的激磁控制元件56連接。
激磁控制元件56裝有一個(gè)變換器58，它能夠接收由一個(gè)交流電源57提供的交流電力，并且輸出一個(gè)0到60(Hz)的交流方波電壓E。在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，從變換器58輸出一個(gè)交流方波電壓E，并且施加到線圈部件55。因此，按照這個(gè)交流方波電壓E的一個(gè)周期，電磁鐵53的一個(gè)磁芯54的一個(gè)端表面54A上產(chǎn)生N與S磁極，并且由此基于與第一實(shí)施例情況相同的原理，使永久磁鐵52的一個(gè)N磁極端52B附近的磁通密度改變。
在永久磁鐵52的N磁極端52B附近，設(shè)置一個(gè)由一種磁性材料鐵制成的可動(dòng)部件59。該可動(dòng)部件59粘附于一個(gè)活塞62的一個(gè)連桿62A的一個(gè)自由端上，活塞62滑動(dòng)地設(shè)置在一個(gè)由固定構(gòu)架51的第二和第三臂51B和51C支承及固定的氣缸61中。
在活塞62的一個(gè)外周邊表面62B與氣缸61的一個(gè)內(nèi)壁表面61A之間維持一個(gè)密封狀態(tài)，并且在氣缸61中標(biāo)繪出一個(gè)增壓室61B。在該氣缸61中，包括一個(gè)普遍所知的空氣增壓裝置70，設(shè)置一個(gè)用于把空氣引入到空氣增壓室61B內(nèi)的進(jìn)氣閥63，以及一個(gè)用于把在氣缸61中增壓了的壓縮空氣排放到一個(gè)輸出管64的止回閥65。在空氣增壓裝置70中，當(dāng)活塞62按箭頭A的方向移動(dòng)時(shí)，外面的空氣從進(jìn)氣閥63被引入到增壓室61B內(nèi)，當(dāng)活塞62按箭頭B的方向移動(dòng)時(shí)，吸入的空氣在增壓室61B中增壓，并且當(dāng)其增壓力超過一個(gè)規(guī)定值時(shí)，止回閥65被打開，并且空氣被壓縮及排放到輸出管64。
為了用磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50獲得吸入及壓縮空氣所需要的來回移動(dòng)，可動(dòng)部件59與活塞62直接連接。在可動(dòng)部件59與氣缸61之間設(shè)置一個(gè)收縮螺旋彈簧60，并且靠收縮螺旋彈簧60的一個(gè)彈性收縮力供給一個(gè)返回力，以便按箭頭B的方向把可動(dòng)部件59拉回。
按照上述結(jié)構(gòu)，如圖1所示的第一實(shí)施例的情況那樣，通過在電磁鐵53的一個(gè)端表面54A上交替產(chǎn)生S與N磁極，借助于間歇產(chǎn)生的永久磁鐵52的磁引力以及收縮彈簧60的返回力，使得可動(dòng)部件59按一個(gè)交流方波電壓E的周期相同的周期來回地移動(dòng)，并且因此活塞62能來回地移動(dòng)。結(jié)果，通過使用激磁控制元件56輸出的一個(gè)交流方波電壓E來激磁控制電磁鐵裝置53，一個(gè)空氣壓縮機(jī)40能從輸出管64取出壓縮空氣。
以圖2所示空氣壓縮機(jī)相同的方式，能構(gòu)成一個(gè)泵。第三優(yōu)選實(shí)施例圖3表示一個(gè)直流式旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。一個(gè)定子側(cè)裝置由一個(gè)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)110構(gòu)成，它具有一個(gè)用一種非磁性材料制成的圓筒構(gòu)架111以及一個(gè)放置在其中的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)發(fā)生器120。
在構(gòu)架111內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)工作空間111A，以便產(chǎn)生一個(gè)由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)發(fā)生器120旋轉(zhuǎn)的推進(jìn)磁場(chǎng)，并且一個(gè)由軟鐵非磁性材料制成的轉(zhuǎn)子112通過一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸113軸線自由可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在工作空間111a中。旋轉(zhuǎn)軸113定位在構(gòu)架111的中心軸線上，其兩端自由可旋轉(zhuǎn)地放置，并且防止沿旋轉(zhuǎn)軸113的一個(gè)方向移動(dòng)，并且因此在構(gòu)架111內(nèi)轉(zhuǎn)子112和旋轉(zhuǎn)軸113一起整體地旋轉(zhuǎn)。
旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)發(fā)生器120裝有六個(gè)具有矩形截面的條形永久磁鐵121，122，123，…，126，并且這些永久磁鐵121，122，123，…，126按構(gòu)架111的一個(gè)直徑方向使它們軸線排成一直線，沿構(gòu)架111的一個(gè)內(nèi)側(cè)周邊表面均等空間地放置。標(biāo)號(hào)141，142，…，146指示磁軛部件，如附圖所示沿構(gòu)架111的一個(gè)內(nèi)側(cè)周邊表面埋入并且固定，并且這些磁軛部件由一種軟磁材料板式坡莫合金制成。磁軛部件141，142，…，146分別放置在永久磁鐵121，122，123，…，126的位置P1，P2，…，P6處，并且固定在構(gòu)架111中(對(duì)固定方式?jīng)]有限制)，以便把各永久磁鐵121，122，…，126的一端粘附在磁軛部件141，142，…，146的對(duì)應(yīng)一端上。
用于磁軛部件141，142，…，146的軟磁材料不局限于坡莫合金，并且能使用其它種類。
在上述結(jié)構(gòu)中，放置在位置P1，P2及P3的永久磁鐵121，122及123的N磁極正對(duì)轉(zhuǎn)子112放置，而放置在位置P4，P5及P6的永久磁鐵124，125及126的S磁極正對(duì)轉(zhuǎn)子112放置。(能隨意選擇放置在各個(gè)位置的一個(gè)永久磁鐵的磁極性，并不局限于附圖所示的實(shí)施例中的一個(gè)磁極性)。
標(biāo)號(hào)131，132，…，136指示用作磁通控制裝置的電磁鐵，用于控制在工作空間111A中由永久磁鐵121，122，…，126形成的，以及對(duì)應(yīng)各電磁鐵所提供的磁通。電磁鐵131，132，…136分別由軟磁性材料比如坡莫合金以及諸如此類的材料所制成的L形狀的磁芯131A，132A，…，136A，以及纏繞其上的線圈131B，132B，…，136B所組成。各磁芯131A，132A，…，136A的一端粘附于一個(gè)對(duì)應(yīng)永久磁鐵的一個(gè)自由端的一個(gè)側(cè)邊表面，并且其另一端粘附于磁軛部件141，142，…，146的一端，并且在構(gòu)架111中構(gòu)成六個(gè)定子側(cè)磁極M1，M2，…，M6。
將對(duì)一個(gè)定子側(cè)磁極M1作說明。
在永久磁鐵121的N與S磁極之間，形成一個(gè)由磁軛部件141和電磁鐵131的磁芯131A構(gòu)成的磁路。因此，在沒有電流流到線圈131B，或者對(duì)其施加一個(gè)電流以便磁芯131A的一端是一個(gè)S磁極情況下，離開永久磁鐵121的磁通大多數(shù)通過由磁軛部件141和磁芯131A構(gòu)成的閉合磁路，得以從N磁極返回到S磁極，并且因此在工作空間111A中沒有形成由離開永久磁鐵121的磁通所構(gòu)成的磁場(chǎng)。(在下文，這稱作″磁通截止?fàn)顟B(tài)″)。
從另一方面來說，如果對(duì)線圈131B施加一個(gè)電流，以便磁芯131A的一端是一個(gè)N磁極，離開永久磁鐵121的磁通不允許穿過由磁軛部件141和磁芯131A構(gòu)成的閉合磁路，這些磁通通過工作空間111A從N磁極返回到S磁極，并且因此在工作空間111A中形成由離開永久磁鐵121的磁通構(gòu)成的磁場(chǎng)。(在下文，這稱作″磁通接通狀態(tài)″)。
如上所述，通過控制施加到電磁鐵131的一個(gè)電流，有可能用電磁鐵131控制從永久磁鐵121輸出到工作空間111A的磁通密度，以及轉(zhuǎn)換接通/截止從永久磁鐵121輸出到工作空間111A的磁通。
至于其它定子側(cè)磁極M2，M3，…，M6，通過對(duì)提供給電磁鐵132，133，…，136的電流執(zhí)行類似的控制，也有可能轉(zhuǎn)換接通/截止從永久磁鐵122，123，…，126輸出到工作空間111A的磁通。
標(biāo)號(hào)50指示一個(gè)控制元件，用于控制轉(zhuǎn)換施加到電磁鐵131，132，…，136的線圈131B，132B，…，136B的激磁電流，并且通過用一個(gè)規(guī)定的相位差對(duì)定子側(cè)磁極M1，M2，…，M6轉(zhuǎn)換接通/截止離開永久磁鐵的磁通，在工作空間111A中形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在該第三實(shí)施例中，控制元件150裝有一個(gè)接地終端150G以及三個(gè)輸出終端150A，150B和150C，并且從此處輸出三組相互間具有不同相位，包括第一、第二及第三激磁電壓A1、A2及A3的激磁電壓。
在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)發(fā)生器120中，線圈131B與134B、線圈132B與135B以及線圈133B與136B分別相互串聯(lián)連接。一個(gè)第一激磁電流供給線圈131B與134B，一個(gè)第二激磁電流供給線圈132B與135B，以及一個(gè)第三激磁電流供給線圈133B與136B。
圖4表示由控制元件150相位控制的激磁電壓，第一、第二及第三激磁電壓A1、A2及A3是重復(fù)脈沖電壓，各個(gè)具有一個(gè)周期T，通過將相位移動(dòng)一個(gè)僅為一個(gè)周期的1/3的時(shí)段，一個(gè)正方向的激磁電壓施加到任意一相，并且一個(gè)負(fù)方向的激磁電壓施加到剩余兩相。
當(dāng)在時(shí)間T1到T2的一個(gè)時(shí)段中用一個(gè)正極性把第一激磁電壓A1施加到線圈131B與134B上時(shí)，電磁鐵131的磁芯131A的一端被激磁成一個(gè)N磁極，并且由此在工作空間111A中形成一個(gè)對(duì)應(yīng)永久磁鐵121的磁通。其時(shí)，電磁鐵134的磁芯134A的一端被激磁成一個(gè)S磁極，并且由此在工作空間111A中形成一個(gè)對(duì)應(yīng)永久磁鐵124的磁通。也就是說，定子側(cè)磁極M1與M4兩者都處在磁通接通狀態(tài)。對(duì)其它線圈132B，135B，133B以及136B用負(fù)極性施加第二及第三激磁電壓。這樣，使激磁電流流到兩個(gè)電磁鐵132與135，以便電磁鐵132的磁芯132A的一端是一個(gè)S磁極，以及電磁鐵135的磁芯135A的一端是一個(gè)N磁極。
并且，激磁電流流到兩個(gè)電磁鐵133與136，以便電磁鐵133的磁芯133A的一端是一個(gè)S磁極，以及電磁鐵136的一個(gè)磁芯136A的一端是一個(gè)N磁極。也就是說，由于定子側(cè)磁極M2，M3，M5及M6全部為磁通截止?fàn)顟B(tài)，沒有磁通從永久磁鐵122，123，125及126輸出到工作空間111A。
結(jié)果，由于離開定子側(cè)磁極M1的永久磁鐵121的N磁極的磁通通過轉(zhuǎn)子112被引入到定子側(cè)磁極M4的永久磁鐵124的S磁極，所以，例如，轉(zhuǎn)子112的一個(gè)凸出極112A被吸向定子側(cè)磁極M1，其一個(gè)凸出極112C被吸向定子側(cè)磁極M4，并且轉(zhuǎn)子112如圖3所示順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。
從圖4能理解，通過使定子側(cè)磁極M1，M2，…，M6處在磁通接通狀態(tài)，則在工作空間111A中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)子112中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并且于是使轉(zhuǎn)子112按一個(gè)規(guī)定的方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
圖5是一個(gè)表示用于輸出圖4所示一組激磁電壓的一個(gè)電路的詳細(xì)電路圖。在該圖中，標(biāo)號(hào)151指示一個(gè)用于供給一個(gè)正電壓的正電源，標(biāo)號(hào)152指示一個(gè)用于供給一個(gè)負(fù)電壓的負(fù)電源，標(biāo)號(hào)153、154及155指示開關(guān)，標(biāo)號(hào)156指示一個(gè)脈沖發(fā)生器，用于輸出一個(gè)脈沖CL，它僅僅在圖4所示的一個(gè)周期T的1/3時(shí)段中變成一個(gè)高電平，該脈沖CL供給開關(guān)153作為一個(gè)第一開關(guān)控制信號(hào)CA，當(dāng)該第一開關(guān)控制信號(hào)CA是一個(gè)高電平時(shí)，終端150A連接到正電源151，以及當(dāng)該第一開關(guān)控制信號(hào)CA是一個(gè)低電平時(shí)，終端150A連接到負(fù)電源152。結(jié)果，從終端150A能供給一個(gè)圖4所示的第一激磁電壓A1。
如圖6所示那樣，由一個(gè)提供僅僅為周期T的1/3的時(shí)間延遲的第一延遲電路157所延遲，并且作為轉(zhuǎn)換控制信號(hào)提供給開關(guān)154，脈沖CL得以成為一個(gè)第二開關(guān)控制信號(hào)CB。如同開關(guān)153情況那樣，按照第二開關(guān)控制信號(hào)CB的一個(gè)電平，轉(zhuǎn)換開關(guān)154，并且因此從終端150B能供給一個(gè)圖4所示的第二激磁電壓A2。一個(gè)第二延遲電路158用一個(gè)僅僅為周期T的2/3的時(shí)段來延遲脈沖CL，并且輸出一個(gè)圖6所示的第三開關(guān)控制信號(hào)CC。如其它開關(guān)的情況那樣，開關(guān)155響應(yīng)該第三開關(guān)控制信號(hào)CC工作，并且因此從終端150C能供給一個(gè)圖4所示的第三激磁電壓A3。
從上述說明一清二楚，圖5所示的開關(guān)153、154及155指示在圖4所示的T1到T2時(shí)段內(nèi)的開關(guān)條件。
這里，用于轉(zhuǎn)換接通/截止定子側(cè)磁極M1，M2，…，M6的磁通所需要的，用于確定電磁鐵131，132，…，136的強(qiáng)度的磁通數(shù)量φ，是與其纏繞一個(gè)線圈的數(shù)目和供給線圈的一個(gè)電流I的乘積成比例，因此獲得下列表達(dá)式φ＝kNI由于用于轉(zhuǎn)換接通/截止永久磁鐵121，122，…，126的磁通所需要的磁通數(shù)量φ是一個(gè)規(guī)定的恒定值，所以如果在一個(gè)電磁鐵上纏繞一個(gè)線圈的數(shù)目N設(shè)置得很大，用于激磁的一個(gè)電流I的值就能作得很小。這樣使得有可能保存從正與負(fù)電源151與152連續(xù)供給電磁鐵131，132，…，136的能量。
在該第三優(yōu)選實(shí)施例說明中，涉及使用一個(gè)普通電磁鐵情況。然而，不用說，對(duì)電磁鐵131，132，…，136使用超導(dǎo)磁鐵，效率能進(jìn)一步得到改進(jìn)。
在一個(gè)堅(jiān)實(shí)機(jī)殼內(nèi)，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)110構(gòu)成為通過轉(zhuǎn)換接通/截止離開永久磁鐵的磁通來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，以及對(duì)轉(zhuǎn)子112提供旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并且因此很容易在轉(zhuǎn)子112與定子側(cè)之間設(shè)計(jì)一個(gè)空間。由于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是一種惰性體，把空間做得很小能改進(jìn)電動(dòng)機(jī)效率。然而，優(yōu)選的是在本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)110中空間設(shè)計(jì)得足夠大，以便增加一個(gè)起始吸引力。這樣因此使得能夠擴(kuò)大旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)110中轉(zhuǎn)子112與定子側(cè)之間的空間，并且制造具有強(qiáng)抗溫升性的電動(dòng)機(jī)。
圖7詳細(xì)表示在第三實(shí)施例中在各定子側(cè)磁極中用于連接一個(gè)永久磁鐵和一個(gè)電磁鐵的裝置。當(dāng)磁通轉(zhuǎn)換成接通時(shí)，在電磁鐵中由一個(gè)在其上工作形成的推斥力對(duì)磁芯和永久磁鐵兩者施加一個(gè)強(qiáng)大的分開力，并且因此以定子側(cè)磁極M1作為例子，永久磁鐵121的一個(gè)自由端121a與粘附其上的電磁鐵131的磁芯131A的一個(gè)端131a通過一個(gè)夾緊部件160相互間牢固地結(jié)合一起，以便確實(shí)保持兩者處在一個(gè)緊密粘附的狀態(tài)。第四優(yōu)選實(shí)施例圖8表示在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。在這個(gè)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)170中，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)發(fā)生器180設(shè)置在一個(gè)固定軸171中，一個(gè)由一種磁性材料制成的圓筒可動(dòng)機(jī)體172軸線設(shè)置成自由可旋轉(zhuǎn)，以便與固定軸171同中心線，并且在可動(dòng)機(jī)體172中構(gòu)成凸出極172A，172B，…，172D。八個(gè)定子側(cè)磁極N1，N2，…，N8以均等空間按固定軸171的一個(gè)圓周方向布置，并且磁性凸出極172A，172B，…，172D與可動(dòng)機(jī)體172作為整體配置。
如圖9所示，在定子側(cè)磁極N1中，一個(gè)如圖3實(shí)施例中相類似的棱柱狀條形永久磁鐵181固定在固定軸171上，以便其軸線與軸171的一個(gè)軸線正交，并且一個(gè)在一個(gè)U形磁芯191A上纏繞一個(gè)線圈191B所構(gòu)成的電磁鐵191作為一個(gè)磁通控制器提供。
磁芯191A的兩個(gè)腿的端表面191C和191D粘附在永久磁鐵181的N與S磁性部分，并且這樣使得有可能不用一個(gè)磁軛部件在永久磁鐵181的一個(gè)磁極與另一個(gè)磁極之間保證一個(gè)磁路。
至于其它定子側(cè)磁極N2，N3，…，N8，結(jié)構(gòu)與上述相同。
如上述實(shí)施例的情況那樣，在該第四實(shí)施例中，有可能如圖4說明的那樣，通過對(duì)線圈191B施加激磁電壓中任何一個(gè)，在作為一個(gè)工作空間的可動(dòng)機(jī)體172內(nèi)部轉(zhuǎn)換接通/截止離開永久磁鐵181的磁通。通過在定子側(cè)磁極N1，N2，…，N8中按相位差執(zhí)行轉(zhuǎn)換磁通的接通/截止，又如第三實(shí)施例的情況那樣，有可能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。
就該第四實(shí)施例來說，例如使定子側(cè)磁極具有180°空間作為一組，來控制一個(gè)定子側(cè)磁極作為一個(gè)N磁極工作，以及另一個(gè)作為一個(gè)S磁極工作，按一個(gè)圓形方向順序?qū)嵭蟹N種這類控制，并且因此能產(chǎn)生用于旋轉(zhuǎn)可動(dòng)機(jī)體172的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。第五優(yōu)選實(shí)施例圖10表示本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。在該第五實(shí)施例中，表示了一個(gè)用本發(fā)明的一個(gè)推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器來構(gòu)成一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的例子。
除在一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸113中設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)子201以外，圖10所示的一個(gè)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)200的結(jié)構(gòu)與圖3所示的一個(gè)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)110基本上相同。因此，對(duì)與圖3所示部分對(duì)應(yīng)的那些部分給出了相同的標(biāo)號(hào)，并且將省略其說明。
在一個(gè)構(gòu)架111中設(shè)置的一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)發(fā)生器220基本上以圖3所示第三實(shí)施例中一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)發(fā)生器120相同的方式構(gòu)成。然而，這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)發(fā)生器220與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)發(fā)生器120不同的是，在永久磁鐵121，122，…，126的自由端提供了輔助磁極塊121K，122K，…，126K，以便使定子側(cè)磁極M1，M2，…，M6與轉(zhuǎn)子201之間的空間盡可能小。
輔助磁極塊121K，122K，…，126K構(gòu)成為凸出極部分，它們具有對(duì)置部分121L，122L，…，126L，與轉(zhuǎn)子201的一個(gè)外周邊表面上那些彎曲表面具有相同的彎曲表面，并且從這些輔助磁極塊121K，122K，…，126K離開對(duì)應(yīng)永久磁鐵的磁通輸出到一個(gè)工作空間111A。對(duì)定子側(cè)磁極M1，M2，…，M6的電磁鐵131，132，…，136，如同圖3情況那樣，從一個(gè)控制元件150供給三相激磁電壓，即第一、第二及第三激磁電壓A1、A2及A3，并且這樣在工作空間111A中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。
在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)200中，由這些旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子201中產(chǎn)生感應(yīng)電流，并且由于這些感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與定子側(cè)磁極M1，M2，…，M6產(chǎn)生的那些磁場(chǎng)之間的相互作用，使轉(zhuǎn)子201旋轉(zhuǎn)。這個(gè)旋轉(zhuǎn)原理與一個(gè)常規(guī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理一樣。
然而，由于在第五實(shí)施例中在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)200中，一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)發(fā)生器220利用永久磁鐵的磁力能量在工作空間111A中產(chǎn)生要求的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，有可能通過增加電磁鐵上繞組線圈的數(shù)目，并且僅僅對(duì)線圈供給小的直流電流，執(zhí)行轉(zhuǎn)換接通/截止磁通。
此外，在一個(gè)常規(guī)類型的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中，在從一個(gè)外部電源供給能量時(shí)，需要一個(gè)定子鐵芯的激磁電流I0以及一個(gè)使磁通傳到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩電流I1。然而，按照本發(fā)明，不需要供給一個(gè)激磁電流I0，并且因此能期望高效率驅(qū)動(dòng)。
由于在沒有違反其精神和范圍下可以制作本發(fā)明的許多顯然大不相同的實(shí)施例，除了在附加權(quán)利要求限定之內(nèi)，理所當(dāng)然本發(fā)明并不局限于它的這些專門實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種利用一個(gè)永久磁鐵的磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，包括一個(gè)永久磁鐵；一個(gè)電磁鐵，通過環(huán)繞一個(gè)磁芯纏繞一個(gè)線圈構(gòu)成，磁芯設(shè)置成其一端粘附于該永久磁鐵的一個(gè)磁極端；一個(gè)激磁控制器，用于控制該電磁鐵，以便改變永久磁鐵的磁極端附近的一個(gè)磁通的狀態(tài)；一個(gè)具有磁引力的可動(dòng)部件，以能夠接近或離開永久磁鐵加以支承及導(dǎo)向，布置在永久磁鐵的磁極端附近；一個(gè)返回力作用部件，使可動(dòng)部件靠壓力退后，以及借助于永久磁鐵的一個(gè)磁吸引力的變化逆著一個(gè)磁吸引力作來回移動(dòng)。
2.一種用于在一個(gè)規(guī)定的工作空間中產(chǎn)生推進(jìn)磁場(chǎng)的推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器，包括多個(gè)永久磁鐵部件，為了產(chǎn)生推進(jìn)磁場(chǎng)，按照一個(gè)要求的型式以適當(dāng)?shù)拈g隔放置；以及多個(gè)磁通控制元件，由與永久磁鐵相對(duì)應(yīng)而設(shè)置的電磁鐵構(gòu)成，其中，在工作空間中從永久磁鐵部件形成的磁通數(shù)量由這些磁通控制元件移相來改變。
3.一種能量轉(zhuǎn)換器，具有一個(gè)用于在一個(gè)規(guī)定的工作空間中產(chǎn)生一個(gè)推進(jìn)磁場(chǎng)的推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器，以及一個(gè)設(shè)置在該工作空間，以便用該推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器在該工作空間中形成的一個(gè)推進(jìn)磁場(chǎng)在該原動(dòng)機(jī)部件中產(chǎn)生一個(gè)移動(dòng)轉(zhuǎn)矩的原動(dòng)機(jī)部件，其中推進(jìn)磁場(chǎng)發(fā)生器裝有多個(gè)永久磁鐵，為了產(chǎn)生推進(jìn)磁場(chǎng)按照一個(gè)要求的型式以適當(dāng)?shù)拈g隔放置，以及多個(gè)由電磁鐵構(gòu)成的磁通控制元件，對(duì)應(yīng)永久磁鐵放置，并且在工作空間中從永久磁鐵形成的磁通數(shù)量由這些磁通控制元件移相來改變。
全文摘要
一種利用一個(gè)永久磁鐵的磁引力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，裝有一個(gè)永久磁鐵；一個(gè)電磁鐵，在一個(gè)磁芯上纏繞一個(gè)線圈形成，其一端粘附于永久磁鐵的一個(gè)磁極端；一個(gè)激磁控制器，用于激磁電磁鐵以改變永久磁鐵的磁極端附近的一個(gè)磁通狀態(tài)；一個(gè)具有磁吸引性的可動(dòng)部件，以能夠接近或離開永久磁鐵加以支承及導(dǎo)向方式，放置在永久磁鐵的磁極端附近；一個(gè)返回力作用部件，使可動(dòng)部件靠壓力逆著一個(gè)磁吸引力退后，以及靠改變永久磁鐵的一個(gè)磁吸引力作來回移動(dòng)。
文檔編號(hào)H02K33/00GK1151091SQ95119770
公開日1997年6月4日 申請(qǐng)日期1995年11月23日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月23日
發(fā)明者荻野三四郎, 淺岡敬一郎 申請(qǐng)人:荻野三四郎, 淺岡敬一郎