專利名稱：利用永磁鐵的能量轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用永磁鐵能夠產(chǎn)生線性磁場或旋轉(zhuǎn)磁場并輸出線性驅(qū)動力或旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力的能量轉(zhuǎn)換裝置，在國際專利分類表中的技術(shù)分類為H02K1/00，3/00，21/00。
在傳統(tǒng)的交流電動機(jī)或交流感應(yīng)電動機(jī)中，一個安裝在定子磁極的勵磁線圈，被施加具有所需相位差的交流電壓以產(chǎn)生勵磁電流和旋轉(zhuǎn)磁場，以使轉(zhuǎn)子以同步方式旋轉(zhuǎn)。
同樣地，就直線電動機(jī)來說，許多安裝成直線形式的勵磁線圈，被施加具有規(guī)定相位差的交流電壓以產(chǎn)生勵磁電流和形成一直線磁場，以給一個磁性可移動件提供驅(qū)動力。
換言之，用在傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電動機(jī)、直線電動機(jī)等中，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場或線性磁場的驅(qū)動磁場發(fā)生裝置，具有這樣一種結(jié)構(gòu)通過給多個勵磁線圈提供具有交錯相位的勵磁電流，在需要的方向上產(chǎn)生一個驅(qū)動磁場。
因此，由于旋轉(zhuǎn)電動機(jī)、直線電動機(jī)和其它使用傳統(tǒng)驅(qū)動磁場發(fā)生裝置的能量轉(zhuǎn)換裝置，通過驅(qū)動磁場的相位差設(shè)定旋轉(zhuǎn)速度或位移速度，他們依賴于交流電流的頻率并且除線圈感應(yīng)電動機(jī)和一些其它電動機(jī)外，將旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定在任何希望值是困難的，因此，使用變壓器控制旋轉(zhuǎn)速度通常是必要的。那樣會引起由于變壓器產(chǎn)生的高頻干擾附近控制設(shè)備的問題。
此外，由于在傳統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換裝置中，旋轉(zhuǎn)力或線性驅(qū)動力形式的動能與加在其上的電流成正比，那就需要一個與所需轉(zhuǎn)矩相應(yīng)的電源容量，這也造成能量效率差，因此需要改進(jìn)。
本發(fā)明考慮到以上問題而形成。其目的是提供一種利用永磁鐵的能量轉(zhuǎn)換裝置，該裝置能改善能量效率并且不影響其它控制設(shè)備。
本發(fā)明涉及的利用永磁鐵的能量轉(zhuǎn)換裝置的本質(zhì)是以下列形式把電能轉(zhuǎn)換為動能在一磁軛上纏繞勵磁線圈形成一個電磁鐵，通過在兩極用一平行安裝的永磁鐵連接該電磁鐵形成一個吸引磁場發(fā)生裝置。磁性吸引塊平行于吸引磁場發(fā)生裝置的兩極被固定。勵磁線圈被施加正向或負(fù)向電壓，在與平行的用磁鐵相同或不同方向上產(chǎn)生一個極，它使被吸引塊被吸引或釋放，從而把電能轉(zhuǎn)換為動能。
此外，一個直線電動機(jī)是這樣構(gòu)成的以直線方式安裝多個上述的吸引磁場發(fā)生裝置，支承一個在與吸引磁場發(fā)生裝置安裝方向相對的、以自由替換方式安裝有多個上述吸引塊的可動件，在每一個吸引磁場發(fā)生裝置的勵磁線圈施加交錯相控制電流從而使可動體在預(yù)期的方向線性移動。
在另一方面，一個旋轉(zhuǎn)電動機(jī)是這樣構(gòu)成的以圓周方式安裝多個上述吸引磁場發(fā)生裝置，軸向支承一個可自由旋轉(zhuǎn)的、與吸引磁場發(fā)生裝置的軸心相對的、在圓周安裝多個上述吸引塊的旋轉(zhuǎn)件，在吸引磁場發(fā)生裝置的勵磁線圈施加交錯相位控制電流從而使可動件在預(yù)期的方向旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明涉及的另一個利用永磁鐵的能量轉(zhuǎn)換裝置的本質(zhì)如下通過圍繞兩個支柱形起磁體作用的磁軛的每一個纏繞一個勵磁線圈構(gòu)成一對電磁鐵，該兩個電磁鐵彼此相對。永磁鐵的兩極與兩個電磁鐵的兩個磁軛端之間接觸形成一個封閉磁力回路的吸引磁場發(fā)生裝置，磁吸引塊被平行地支承在對應(yīng)上述吸引磁場發(fā)生裝置的兩個永磁鐵兩極的位置。通過給上述勵磁線圈施加正向或負(fù)向電壓，在平行安裝的永磁鐵的相同方向或不同方向產(chǎn)生磁極，使吸引塊被吸引或釋放，實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換為動能。
特別地，多個這種吸引磁場發(fā)生裝置被沿圓周安裝，一個包括多個這種多組安裝在圓周內(nèi)部和外部吸引塊的旋轉(zhuǎn)件，被以對立和自由旋轉(zhuǎn)方式支承在與吸引磁場發(fā)生裝置同軸心的位置。一個旋轉(zhuǎn)電動機(jī)是這樣構(gòu)成在所有吸引磁場發(fā)生裝置的勵磁線圈施加交錯相的控制電流從而使上述可移動件在預(yù)期的方向轉(zhuǎn)動。
此外，一個直線電動機(jī)是這樣構(gòu)成以直線方式安裝多個上述的吸引磁場發(fā)生裝置；在吸引磁場發(fā)生裝置安裝方向的對面，為了相對自由位移，支承多個上述的多對吸引塊；在所有吸引磁場發(fā)生裝置的勵磁線圈施加相位交錯的控制電流，使上述可動體在預(yù)期方向 進(jìn)行線性位移。
根據(jù)以上結(jié)構(gòu)，通過吸引磁性吸引塊到裝備有磁極與永磁鐵平行接觸而形成電磁鐵的吸引磁場產(chǎn)生裝置或從該裝置將該磁性吸引塊釋放，產(chǎn)生直線力或旋轉(zhuǎn)力。由于該原因，當(dāng)電磁鐵被施加電流以使其具有與永磁鐵相同方向極性時，吸引塊被一磁性力吸引，該磁性力是電磁鐵磁性力和永磁鐵磁性力的合力，使獲得相當(dāng)大的輸出成為可能。
換句話說，通過利用永磁鐵，可以獲得高輸出，能量效率可以被改善。
此外，本發(fā)明特征在于，由于涉及利用永磁鐵的能量轉(zhuǎn)換裝置組成大輸出功率的電動機(jī)是可能的，以串聯(lián)或多排并聯(lián)方式安裝吸引磁場產(chǎn)生裝置是簡單的。
此外，本發(fā)明涉及的利用永磁鐵的能量轉(zhuǎn)換裝置的其它特征包括(1)盡管利用永磁鐵可以獲得大輸出量，因為產(chǎn)生的熱量非常少，并且?guī)缀鯖]有熱量損失，所以能量效率得到改善；(2)對其它控制設(shè)備沒有不利的影響。
本發(fā)明的上述沒提到的其它特征和優(yōu)點，在以下參考附圖的解釋中將被變得清楚。


圖1是本發(fā)明一個利用永磁鐵的能量轉(zhuǎn)換裝置的第一實施例的直線電動機(jī)的正視2是沿圖1中線II-II的截面圖。
圖3是沿圖2中線III-III的截面圖。
圖4(a)、(b)、(c)是說明同一直線電動機(jī)操作原理的說明性草圖。
圖5是加在相同吸引磁場裝置上的電流的時序圖。
圖6是說明本發(fā)明的利用永磁鐵的能量轉(zhuǎn)換裝置的第二個實施例的一個旋轉(zhuǎn)電動機(jī)原理的示意圖。
圖7是移開邊蓋板的、含有12個安裝在電動機(jī)周圍的吸引磁場裝置的實施例的平面圖。
圖8是沿圖7中線IIX-IIX的截面圖。
圖9是說明本發(fā)明的利用永磁鐵的能量轉(zhuǎn)換裝置原理的正視圖。
圖10是同一裝置的側(cè)視圖。
圖11本發(fā)明的利用永磁鐵的能量轉(zhuǎn)換裝置的第一實施例的旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的部分剖面正視圖。
圖12是同一裝置的縱向截面圖。
圖13是相同吸引磁場發(fā)生裝置的原理示意圖。
圖14是施加在相同吸引磁場發(fā)生裝置上的電流的時序圖。
圖15是本發(fā)明的利用永磁鐵的能量轉(zhuǎn)換裝置第二實施例的一個旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的斜視圖。
圖16是本發(fā)明的利用永磁鐵的能量轉(zhuǎn)換裝置第三實施例的一個旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的斜視圖。
圖17是本發(fā)明的利用永磁鐵的能量轉(zhuǎn)換裝置第四實施例的一個直線電動機(jī)的斜視圖。
圖18是同一圖的正視圖。
圖1到圖5顯示出包括利用直線磁場產(chǎn)生裝置的直線電動機(jī)實施例。
從1(11、12、13、……)開始代表利用永磁鐵的吸引磁場發(fā)生裝置。直線電動機(jī)通過以直線形式等間隔L在非磁性架2上固定多個吸引磁場裝置11、12、13、……而形成。在架2上面，支承移動件3的支承軌4橫放在吸引磁場發(fā)生裝置11、12、13、……的延伸方向上。它的結(jié)構(gòu)是這樣磁性吸引塊7(71、72、73、……)被以2/3L(吸引磁場裝置的上述間隔L的三分之二)間隔安放在被支承軌4支承的非磁性支承架6上，以便在支撐軌4的方向在滑動狀態(tài)自由移動并移動接近吸引磁場裝置1。
如圖2所示，上述吸引磁場裝置1的結(jié)構(gòu)是這樣形成的，通過圍繞著上邊中間有一孔的方形的由疊放軟磁性透磁合金片制成的磁軛8的柱狀部分8a、8a纏繞勵磁線圈81、81，再在孔的末端8b、8c之間緊緊地插入永磁鐵9。82是固定上述永磁鐵9的一個磁鐵固定柱，它由銅或其它非磁性材料構(gòu)成。一個或多個(在實施例4中永磁鐵9以直線形式被使用)永磁鐵9被以插入的方式安裝在磁軛8孔的末端8b、8c，形成單一體而且形成一個封閉的磁力回路。
如圖5所示，上述磁軛8由通過加直流電壓控制勵磁線圈81形成與永磁鐵9相同方向或相反方向的一個磁場構(gòu)成。
此外，上述吸引塊7以靠近和平行于上述磁軛8的孔的末端8b、8c的方式被橫向安裝，并且被吸引磁場裝置1的磁力吸引，伴隨著沿著支承軌4的滑動位移。
當(dāng)勵磁線圈81被以這樣的方式即一個極與出現(xiàn)在磁軛8孔末端8b、8c的永磁鐵方向相同施加電流時，一個包括全體連同永磁鐵9磁極的磁場出現(xiàn)在上述孔的末端8b、8c(“開”狀態(tài))，上述吸引磁場裝置1強(qiáng)有力地吸引吸引塊7。
此外，當(dāng)勵磁線圈81被以這樣一種方式即一個極與出現(xiàn)在磁軛8孔末端8b、8c的永磁鐵方向相反施加電流時，一個包括與永磁鐵9的磁極不同的磁場產(chǎn)生在上述孔的末端8b、8c。通過控制所加的電流，這兩個磁場互相抵消，在吸引塊7上的吸引力被取消(“關(guān)”狀態(tài))。
上述直線電動機(jī)產(chǎn)生一個如圖4和圖5所示的線性磁場。
如圖5所示，裝配多個吸引磁場裝置11、12、13等的勵磁線圈81，以平行排列的次序以循環(huán)方式施加第一勵磁電流I1，第二勵磁電流I2，第三勵磁電流I3等。當(dāng)一個反向(負(fù)的)電流被控制到一個強(qiáng)度使出現(xiàn)在磁軛8的孔的末端8b、8c的反方向磁極的磁場和永磁鐵9的磁極抵消，移動體3出現(xiàn)如圖4(a)、(b)、(c)所示的線性位移。
例如，在圖4(a)中，施加如圖5所示的第一勵磁電流I1，吸引磁場裝置13和16處于“開”的狀態(tài)，而其它吸引磁場裝置處于“關(guān)”的狀態(tài)，吸引在圖中用陰影線表示的被吸引塊73和77，從而引起移動體3在用箭頭表示的F方向被移動。
如圖4(b)所示，如果在上述時間T/3之后施加第二勵磁電流I2，吸引磁場裝置14和17處于“開”的狀態(tài)，而其它吸引磁場裝置處于“關(guān)”的狀態(tài)，引起在圖中用陰影線表示的被吸引塊74的吸引，如所希望的那樣，移動體3的在用箭頭表示的F方向位移。
如圖4(c)所示，如果在上述時間T/3之后施加第三勵磁電流I3，吸引磁場裝置12和15處于“開”的狀態(tài)，而其它吸引磁場裝置處于“關(guān)”的狀態(tài)，引起在圖中用陰影線表示的被吸引塊71和75被吸引，如所希望的那樣，移動體3在用箭頭表示的F方向被移動。
結(jié)果，移動體3成為一個在用箭頭表示的F方向進(jìn)行連續(xù)移動被推動體。[實施例2]圖6至圖8顯示本發(fā)明的一個利用旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生裝置的旋轉(zhuǎn)電動機(jī)實施例。
如圖6所示，示意圖顯示同上述實施例編號相同的實施例原理，這個旋轉(zhuǎn)電動機(jī)通過在等距離和等角度圍繞一個旋轉(zhuǎn)軸5安裝多個吸引磁場發(fā)生裝置1并在旋轉(zhuǎn)軸用轉(zhuǎn)子10代替移動體3而構(gòu)成。
換句話說，吸引磁場裝置1通過一個在旋轉(zhuǎn)軸側(cè)面中間有一孔的方形軟磁材料組成磁軛8，一個封閉磁力回路通過分別圍繞柱狀部分8a、8a纏繞勵磁線圈81、81，在孔的末端8b、8c之間緊緊地插入永磁鐵9而形成。
此外，上述轉(zhuǎn)子10的結(jié)構(gòu)是在軸向連接至旋轉(zhuǎn)軸5的圓周上的非磁性支承片10a上緊固許多吸引塊7的固定裝置，以靠近和平行于磁軛8的孔的末端8b、8c的方式平行于旋轉(zhuǎn)軸5安裝上述吸引塊7。
當(dāng)勵磁線圈81被施加這樣一種電流以致使與永磁鐵9的磁極同方向的磁極出現(xiàn)在磁軛8的孔的末端8b、8c，一個代表所有連同永磁鐵9磁極的磁場出現(xiàn)在上述孔的末端8b、8c(“開”狀態(tài))，上述吸引磁場裝置1強(qiáng)烈地吸引被吸引塊7。
另外，如果勵磁線圈81被施加這樣一種電流以致使與永磁鐵9的磁極方向相反的磁極出現(xiàn)在磁軛8孔的末端8b、8c，一個代表與永磁鐵9磁極的差值的磁場出現(xiàn)在上述孔的末端8b、8c，通過控制施加的電流，這兩個磁場抵消，而在被吸引塊7上的吸引力被取消(“關(guān)”狀態(tài))。
磁力根據(jù)吸引磁場裝置1的“開”和“關(guān)”狀態(tài)出現(xiàn)和取消，其結(jié)果是被吸引塊7被吸引而且進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動于是從旋轉(zhuǎn)軸5得到旋轉(zhuǎn)輸出。
圖7和圖8顯示一個具有這樣結(jié)構(gòu)的實施例 12個吸引磁場發(fā)生裝置1安裝在圓周方向，9個被吸引塊7安裝在轉(zhuǎn)子10的圓周上。形成上述旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的吸引磁場發(fā)生裝置1給分為3組(每組4個)的12個勵磁線圈81施加電流，每一個有1/4周期相滯后，因此磁軛8受激勵到“開”狀態(tài)，被吸引塊7在旋轉(zhuǎn)的方向被依次地吸引而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動，于是從旋轉(zhuǎn)軸5得到旋轉(zhuǎn)輸出。[實施例3]圖9和圖10解釋依照本發(fā)明的利用永磁鐵的能量轉(zhuǎn)換裝置的實施的其它形式的原理。
編號101表示吸引磁場發(fā)生裝置。一對支柱型的磁軛111、111包括疊放在一起的軟磁片材料如透磁合金被互相對立放置，分別圍繞柱型部分112、112纏繞勵磁線圈113、113，而永磁鐵110、110被分別緊緊地插在互相對立的末端114、114，與磁場相同的方向形成封閉的磁力回路。
那么上述勵磁線圈113、113被纏繞在與封閉磁力回路相同的方向上，施加在勵磁線圈113、113的電流是這樣連結(jié)的；在以與永磁鐵110、110磁場的相反方向形成磁場。
編號108表示一個用磁性軟鐵或其它類似材料制成的被吸引塊。它的結(jié)構(gòu)是這樣與吸引磁場發(fā)生裝置1的兩塊永磁鐵110中的一塊鄰近并且在用箭頭A表示的方向進(jìn)行相對位移。
此外，編號109也表示一個用磁性軟鐵或其它類似材料制成的吸引塊。它與上述吸引塊108機(jī)械組合為一體以便具有這樣的結(jié)構(gòu)與上述吸引磁場發(fā)生裝置101的其它塊永磁鐵110鄰近，并且在用箭頭A表示的方向進(jìn)行相對位移。
在上述吸引磁場發(fā)生裝置1中，當(dāng)兩個勵磁線圈113、113被以這樣的方式施加電流即與永磁鐵110、110相同的磁極出現(xiàn)在磁軛111、111對立端114、114時，一個代表所有連同在永磁鐵110、110磁極的磁力線密度的磁場出現(xiàn)在相對于被吸引塊108和109的端部114、114(“開”狀態(tài))，于是兩個被吸引塊108、109被強(qiáng)烈地吸引。
此外，如果施加在磁軛111、111的勵磁線圈113、113上的電流被斷開，包括兩個永磁鐵110、110的磁力回路被關(guān)閉，出現(xiàn)在磁軛111、111的兩端114、114之間的磁場被取消，于是在被吸引塊108、109上的吸引力消失(“關(guān)”狀態(tài))。
在吸引磁場發(fā)生裝置1的兩邊，兩個相互對立的被吸引塊108、109，根據(jù)取決于吸引磁場發(fā)生裝置1的“開”或“關(guān)”狀態(tài)的磁力是否出現(xiàn)或消失而被吸引或釋放，于是通過控制這種影響的時序，就可以構(gòu)成一個有旋轉(zhuǎn)力或推動力輸出的能量轉(zhuǎn)換裝置。[實施例4]圖11至圖13顯示一個作為本發(fā)明能量轉(zhuǎn)換裝置的一個實施例的利用旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生裝置的旋轉(zhuǎn)電動機(jī)。
在該旋轉(zhuǎn)電動機(jī)中，在旋轉(zhuǎn)軸104圓周上，多個(圖中有12個)吸引磁場發(fā)生裝置101(101a、101b、101c、等)等間隔等角度同軸安裝并且固定在用鋁或其它非磁性材料制成的籠(basket)102的端蓋103上，形成定子105。
此外，借助于在對立的端蓋103、103之間轉(zhuǎn)動球軸承106、106和一端在端蓋103外面作為輸出軸104a的突出部，上述旋轉(zhuǎn)軸104被自由轉(zhuǎn)動地軸向聯(lián)接。編號103a表示軸承蓋。
每一個上述吸引磁場發(fā)生裝置101(101a、101b、101c、等)有支柱形的、由透磁合金或其它軟磁材料片疊放在一起構(gòu)成的對立的磁軛11 1、111，通過分別圍繞柱狀部分112、112纏繞勵磁線圈113、113，同時在對立的兩端114、114之間分別緊緊地插入永磁鐵110、110，形成一個磁場相同方向的封閉的磁力回路，在這種情況下，勵磁線圈113、113被纏繞在與封閉磁力回路相同方向上，施加在勵磁線圈113、113的電流是這樣連結(jié)的使形成的磁場與永磁鐵110、110磁場的方向相反。
編號107表示一個被插放并且固定在上述旋轉(zhuǎn)軸104的外面、由鋁或其它非磁性材料構(gòu)成的套環(huán)。多個(在圖中有9個)由軟鐵或其它非磁性材料制成的被吸引塊108(108a、108b、108c、等)被在圓周方向上以等角度和間隔安裝和固定到套環(huán)107的柱狀支架107a的外表面，在旋轉(zhuǎn)軸104旋轉(zhuǎn)過程中，靠近上述定子105的吸引磁場發(fā)生裝置101的內(nèi)周，構(gòu)成一個的內(nèi)圓周轉(zhuǎn)子115。
編號116表示一個由鋁或其它非磁性材料構(gòu)成的插放并固定在上述旋轉(zhuǎn)軸4的外面的旋轉(zhuǎn)盤。通過在圓周方向以等角度和間隔在上述旋轉(zhuǎn)盤116的外圓周邊緣116a安裝和固定多個(在圖中有9個)由軟鐵或其它非磁性材料制成的被吸引塊109(109a、109b、109c、等)，構(gòu)成一個在旋轉(zhuǎn)軸104旋轉(zhuǎn)過程中靠近于上述定子5的吸引磁場發(fā)生裝置101的外圓周進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動的外圓周轉(zhuǎn)子117。
在上述旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的吸引磁場發(fā)生裝置101中，當(dāng)兩個勵磁線圈113、113被以這樣的方式施加電流即使與永磁鐵110、110相同的磁極出現(xiàn)在磁軛111、111對立端114、114時，代表所有連同在永磁鐵110、110磁極的磁力線密度的磁場，出現(xiàn)在上述對立于內(nèi)圓周轉(zhuǎn)子115的被吸引塊108或外圓周轉(zhuǎn)子117的被吸引塊109的端面(“開”狀態(tài))，于是在“開”狀態(tài)與吸引磁場發(fā)生裝置1對應(yīng)的內(nèi)圓周轉(zhuǎn)子115和外圓周轉(zhuǎn)子117的被吸引塊108、109被強(qiáng)烈地吸引。
此外，如果施加在磁軛111、111的勵磁線圈113、113上的電流被斷開，包括兩個永磁鐵110、110的磁力回路被關(guān)閉，出現(xiàn)在兩個磁軛111、111的末端114、114之間的磁場消失，于是在被吸引塊108、109上的吸引力被取消(“關(guān)”狀態(tài))。
根據(jù)取決于上述吸引磁場發(fā)生裝置101的“開”或“關(guān)”狀態(tài)而使磁力出現(xiàn)或消失，使內(nèi)圓周轉(zhuǎn)子115的被吸引塊108和外圓周轉(zhuǎn)子117的被吸引塊109被有選擇地吸引，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)軸104而獲得旋轉(zhuǎn)式的輸出。
具有上述說明結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)電動機(jī)顯示這樣結(jié)構(gòu)的實施例12個吸引磁場發(fā)生裝置101被安裝和固定在定子105圓周方向，而9個被吸引塊108、109被安裝在內(nèi)圓周轉(zhuǎn)子115和外圓周轉(zhuǎn)子117的圓周方向。吸引磁場發(fā)生裝置101在分為4組(每組有3對或6個線圈)的12對勵磁線圈113、113上施加電流，每對有1/4周期相滯后，來激勵磁軛111、111(見圖14)，在旋轉(zhuǎn)方向有選擇地依次吸引被吸引塊108、109，使它們進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動，因此從旋轉(zhuǎn)軸104得到旋轉(zhuǎn)式的輸出。[實施例5]圖15顯示一個在多個(在圖中有4個)旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生裝置118的旋轉(zhuǎn)軸104軸線方向的平行圖，旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生裝置118由具有解釋在本發(fā)明實施例上述形式中的旋轉(zhuǎn)電動機(jī)內(nèi)圓周轉(zhuǎn)子115和外圓周轉(zhuǎn)子117與定子105結(jié)合構(gòu)成的。
在圖15中，定子105的吸引磁場發(fā)生裝置101、所有旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生裝置118、118等的內(nèi)圓周轉(zhuǎn)子115的被吸引塊108和外圓周轉(zhuǎn)子117的被吸引塊109等，被安裝在相同的角度和位置，但在軸線方向交錯旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生裝置118等的安裝位置而形成鄰近裝置具有不同相位的結(jié)構(gòu)也是可以的。[實施例6]圖16顯示一個在多個(圖中有3個)旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生裝置118的旋轉(zhuǎn)軸104徑向方向的疊式示意圖，旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生裝置118由具有解釋在本發(fā)明實施例上述形式中的旋轉(zhuǎn)電動機(jī)內(nèi)圓周轉(zhuǎn)子115和外圓周轉(zhuǎn)子117與定子105結(jié)合而構(gòu)成。在這種結(jié)構(gòu)中，在內(nèi)部旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生裝置118的外圓周轉(zhuǎn)子117和外部旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生裝置118的內(nèi)圓周轉(zhuǎn)子115之間，存在部分共享結(jié)構(gòu)(支承結(jié)構(gòu))。
在圖16中，定子105的吸引磁場發(fā)生裝置101、所有旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生裝置118、118等的內(nèi)圓周轉(zhuǎn)子115的被吸引塊108和外圓周轉(zhuǎn)子117的被吸引塊109等，被安裝在相同的角度和位置，但在軸線方向交錯旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生裝置118等的安裝位置而形成鄰近裝置具有不同相位的結(jié)構(gòu)也是可以的。[實施例7]圖17和圖18顯示本發(fā)明作為在直線電動機(jī)應(yīng)用的線性磁場發(fā)生裝置的原理的實施例。
吸引磁場發(fā)生裝置101(101a、101b、101c、等)的結(jié)構(gòu)與本發(fā)明實施例的上述形式相同。具有支柱形的由透磁合金或其它軟磁材料片疊放一起構(gòu)成的對立磁軛111、111；并且通過分別圍繞柱狀部分112、112纏繞勵磁線圈113、113，同時在對立的兩端114、114之間分別緊緊地插入永磁鐵110、110，形成一個伴隨相同方向磁場的封閉的磁力回路，在這種情況下，勵磁線圈113、113被纏繞在與封閉磁力回路相同方向上，施加在勵磁線圈113、113的電流是這樣連結(jié)的使形成磁場的方向與永磁鐵110、110磁場的方向相反。
上述吸引磁場發(fā)生裝置101(101a、101b、101c、等)被以懸掛方式等間隔(L)固定在由鋁或其它非磁性材料構(gòu)成的框架120、120之間。該框架120、120被懸掛和支承在一對較高而另一對較低的兩對支承橫梁121、121上，在橫梁的方向在推力或其它軸承122、122等上以滑動方式自由移動，因此，構(gòu)成移動部件123。
此外，上述支承橫梁121、121等由鋁或其它非磁性材料制造而成。在較高的那對支承橫梁和較低的那對支承橫梁之間，以間隔等于吸引磁場發(fā)生裝置101安裝間隔L的2/3距離分別懸掛由軟鐵或其它磁性材料制成的被吸引塊108(108a、108b、108c、等)、109(109a、109b、109c、等)，并且靠近吸引磁場發(fā)生裝置1的永磁鐵110、110，因此構(gòu)成較高的固定部件124和較低的固定部件125。
在具有上述結(jié)構(gòu)的直線電動機(jī)中，吸引磁場發(fā)生裝置101的勵磁線圈113、113每對被施加1/3周期相滯后的電流以激勵磁軛111、111到“開”狀態(tài)，被吸引塊108、109在一個方向上依次被有選擇地吸引并且進(jìn)行位移，把推動力輸出傳遞給移動部件123。
應(yīng)該指出的是，雖然圖17和圖18顯示一種結(jié)構(gòu)，其中吸引磁場發(fā)生裝置101在支承框架121的方向被安裝成一排，不言而喻，形成在縱向或橫向疊放的結(jié)構(gòu)也是可以的。
在上面，相當(dāng)詳細(xì)地闡明了本發(fā)明的優(yōu)選的實施例。然而就顯然的事實來說，不離開本發(fā)明的思路或范圍，設(shè)計一個廣闊范圍的其它形式實施例也是可以的，本發(fā)明除依據(jù)所附權(quán)利要求設(shè)定的限定外，不只限于那些實施例的部分形式。
權(quán)利要求
1.一種利用永磁鐵的能量轉(zhuǎn)換裝置，包括通過連接在一個由圍繞磁軛纏繞勵磁線圈制成的電磁鐵和平行于電磁鐵安裝的永磁鐵之間的兩個磁極而構(gòu)成的一個吸引磁場發(fā)生裝置；被平行地支撐在上述吸引磁場發(fā)生裝置的磁吸引塊，其中通過給上述勵磁線圈施加正向或負(fù)向電流而產(chǎn)生與永磁鐵同方向或反方向的磁極，因此使上述吸引塊被吸引或釋放從而將電能轉(zhuǎn)換為動能。
2.一種利用永磁鐵的直線電動機(jī)，其特征在于多個上述吸引磁場發(fā)生裝置被安裝成一直線；一個包括多個上述吸引塊的移動體被支承在上述吸引磁場發(fā)生裝置的對面以便能在它們的排列方向進(jìn)行自由位移；吸引磁場發(fā)生裝置的勵磁線圈被施加交錯相位控制電流從而上述移動體在預(yù)期的方向進(jìn)行線性位移。
3.一種利用永磁鐵的旋轉(zhuǎn)電動機(jī)，其特征在于多個上述吸引磁場發(fā)生裝置被安裝在一個圓周方向上；一個具有多個安裝在它的圓周上的上述吸引塊的旋轉(zhuǎn)體通過與吸引磁場發(fā)生裝置同軸安裝以自由旋轉(zhuǎn)方式被支承；上述吸引磁場發(fā)生裝置的勵磁線圈被施加交錯相位控制電流從而上述移動體在預(yù)期的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動。
4.一種利用永磁鐵的能量轉(zhuǎn)換裝置，包括一對相對的通過圍繞兩個支柱形磁軛的每一個纏繞一個勵磁線圈形成的電磁鐵；一個吸引磁場發(fā)生裝置，通過在上述兩個電磁鐵的兩個磁軛末端之間的永磁鐵兩個磁極的接觸形成一個封閉的磁力回路；磁吸引塊與上述磁場吸引裝置的兩個永磁鐵相一致的兩個磁極平行地被支承，其中與平行安裝的永磁鐵同方向或反方向的磁極通過給上述勵磁線圈施加正或負(fù)向電流而產(chǎn)生，因此吸引或釋放上述被吸引塊而將電能轉(zhuǎn)換為動能。
5.一種利用永磁鐵的旋轉(zhuǎn)電動機(jī)，其特征在于多個上述吸引磁場發(fā)生裝置被安裝在一個圓周方向上；一個通過在內(nèi)圓周和外圓周安裝多個上述多對吸引塊而構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)體通過以同軸方式軸向安裝而支承在吸引磁場發(fā)生裝置的對面，使其可自由轉(zhuǎn)動；上述吸引磁場發(fā)生裝置的勵磁線圈被施加交錯相位控制電流，從而使移動體在預(yù)期的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動。
6.一種利用永磁鐵的直線電動機(jī)，其特征在于多個上述吸引磁場發(fā)生裝置被安裝成一直線；多個上述多對吸引塊在它們的安裝方向以允許自由相對移動的方式被支承在吸引磁場裝置的對面，上述移動體通過在上述吸引磁場發(fā)生裝置的勵磁線圈施加交錯相位控制電流使其在預(yù)期的方向進(jìn)行線性位移。
全文摘要
一個利用永磁鐵的能量轉(zhuǎn)換裝置,包括:通過在一個由圍繞磁軛纏繞勵磁線圈制成的電磁鐵和平行于電磁鐵安裝的永磁鐵之間連接兩個磁極構(gòu)成的一個吸引磁場發(fā)生裝置;被平行支承在上述吸引磁場發(fā)生裝置的磁吸引塊、其中通過給上述勵磁線圈施加正向或負(fù)向電流吸引磁場發(fā)生裝置產(chǎn)生與永磁鐵同方向或反方向的磁極,因此引起上述被吸引塊被吸引或釋放從而將電能轉(zhuǎn)換為動能。
文檔編號H02K21/00GK1182301SQ96114459
公開日1998年5月20日 申請日期1996年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月13日
發(fā)明者荻野三四郎, 淺岡敬一郎 申請人:荻野三四郎, 淺岡敬一郎