專利名稱：磁能發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁能發(fā)電機(jī)，尤其是涉及一種利用永磁體作為能源的磁能發(fā)電機(jī)。
磁體具有同性相吸、異性相斥的特性，人們一直在探索利用磁體的相互吸力和斥力為驅(qū)動(dòng)力設(shè)設(shè)計(jì)出電磁發(fā)動(dòng)機(jī)。經(jīng)檢索得知美籍華人林安東于1982年9月30日在美國(guó)遞交申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US82/01395的專利申請(qǐng)、法國(guó)專利FR227339及其中國(guó)專利申請(qǐng)85103467和88104018均為有關(guān)磁動(dòng)機(jī)的專利申請(qǐng)，這些磁動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)是定子和轉(zhuǎn)子都是利用永磁體的吸力和斥力作為動(dòng)力的；不同點(diǎn)是，法國(guó)專利FR227339所公開的磁動(dòng)機(jī)中定子采用雙極性，轉(zhuǎn)子采用單極性，用磁力遮斷閥來消除反向力；而PCT/US82/01395所公開的磁動(dòng)機(jī)中，采用磁力遮斷板消除反向力；而中國(guó)專利申請(qǐng)所公開的磁動(dòng)裝置為聯(lián)軸節(jié)和磁性齒輪傳動(dòng)，采用棘輪塊消除反向力，這是一種可轉(zhuǎn)動(dòng)而扭轉(zhuǎn)力很小的磁動(dòng)機(jī)，因此它不適用于動(dòng)力裝置，也得不到廣泛的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)之不足、提供一種用稀土釹鐵硼永磁體作為驅(qū)動(dòng)能源的磁能發(fā)電機(jī)，可替代耗油的內(nèi)燃機(jī)和耗電的電動(dòng)機(jī)，可應(yīng)用于各種動(dòng)力裝置。
本發(fā)明提供如下技術(shù)方案以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的。
一種磁能發(fā)電機(jī)，它包括主軸、換向器、機(jī)殼和定子轉(zhuǎn)子組；所述換向器設(shè)置在主軸的一端，所述機(jī)殼和定子轉(zhuǎn)子組設(shè)置在主軸的另一端；所述機(jī)殼兩端設(shè)有端蓋和軸承，所述機(jī)殼內(nèi)設(shè)有至少兩層定子轉(zhuǎn)子組，并沿主軸布置；每層定子轉(zhuǎn)子組包括機(jī)殼內(nèi)層套、隔層板、定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子磁塊和主軸定位套；所述定子上設(shè)有不同用途的線圈繞組，并通過隔層板、機(jī)殼內(nèi)層套與機(jī)殼固定；所述轉(zhuǎn)子呈杯型結(jié)構(gòu)，用鍵槽固定在主軸上，轉(zhuǎn)子上設(shè)置兩個(gè)至八個(gè)轉(zhuǎn)子磁塊，轉(zhuǎn)子磁塊采用稀土釹鐵硼永磁體或其它矯頑力較大的永磁體；所述換向器包括絕緣板、連接環(huán)和銅環(huán)；所述絕緣板上設(shè)有溝槽，所述連接環(huán)置于溝槽內(nèi)，所述銅環(huán)分成若干片，每隔一片與連接環(huán)相連。
上述方案中，所述線圈繞組為發(fā)電繞組、驅(qū)動(dòng)繞組和反向繞組，反向繞組消除反向力。
上述方案中，所述定子轉(zhuǎn)子組內(nèi)轉(zhuǎn)子上均勻設(shè)置六個(gè)轉(zhuǎn)子磁塊。
上述方案中，所述定子轉(zhuǎn)子組為三層，每相鄰層轉(zhuǎn)子磁塊錯(cuò)開20°角布置。
上述方案中，所述換向器由三個(gè)銅環(huán)組成，每個(gè)銅環(huán)分成十二片，每隔一片與連接環(huán)相接。
上述方案中，所述主軸的一端增加一段輸出端，并改變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本裝置變成發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明利用目前世界上磁力最大、矯頑力最強(qiáng)的稀土釹鐵硼永磁體作為磁能源，將磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再將機(jī)械能用于發(fā)電。
本發(fā)明的磁能發(fā)電機(jī)在開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要直流電瓶進(jìn)行空載啟動(dòng)，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，發(fā)電機(jī)工作發(fā)電，它一邊輸出電能，一邊向電瓶充電，補(bǔ)足電瓶啟動(dòng)時(shí)所耗電能，保證電瓶有足夠電能，以帶動(dòng)下一次啟動(dòng)。
第一層發(fā)電繞組的輸出供給第二層的驅(qū)動(dòng)繞組，第二層發(fā)電繞組的輸出供給第三層的驅(qū)動(dòng)繞組，第三層發(fā)電繞組的輸出供給第一層的驅(qū)動(dòng)繞組，周而復(fù)始，循環(huán)旋轉(zhuǎn)、發(fā)電、驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、以永磁體的磁力作為能源，既不耗油也不耗電，磁塊的磁能在15年內(nèi)不會(huì)減退，磁能減弱后可將磁塊取出，進(jìn)行充磁，充磁后的磁塊又可使用15年，可反復(fù)充磁。
2、該機(jī)在工作時(shí)，不但性能穩(wěn)定，無污染、無噪音，而且安全可靠，重量輕，體積小，維修方便，制造簡(jiǎn)單。
3、可通過改變磁塊體積的大小、排列、數(shù)量和改變線圈相應(yīng)的功率，制造出功率大小不同的發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)。
4、經(jīng)試驗(yàn)，本裝置可同時(shí)帶動(dòng)150-200W燈泡一只、100-120W風(fēng)扇一個(gè)和380W手電鉆一把，連續(xù)工作多日后，永磁體磁能未減退。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明的技術(shù)方案。


圖1是磁能發(fā)電機(jī)的組裝圖2是磁能發(fā)電機(jī)單層轉(zhuǎn)子定子組的組裝圖；圖3是圖1中B-B剖視放大圖；圖4是圖1中A-A剖視放大圖。
參照?qǐng)D1，本發(fā)明的磁能發(fā)電機(jī)包括主軸2、換向器10、機(jī)殼1和定子轉(zhuǎn)子組。換向器10設(shè)置在主軸2的左端，機(jī)殼1和定子轉(zhuǎn)子組設(shè)置在主軸2的右端；機(jī)殼1兩端設(shè)有端蓋11和軸承12，以固定主軸2，機(jī)殼1內(nèi)設(shè)有二層或二層以上定子轉(zhuǎn)子組，并沿主軸2依次排列。圖1所示磁能發(fā)電機(jī)的機(jī)殼1內(nèi)設(shè)置了三層定子轉(zhuǎn)子組參照?qǐng)D2，每個(gè)單層的定子轉(zhuǎn)子組包括機(jī)殼內(nèi)層套8、隔層板9、定子7、轉(zhuǎn)子4、轉(zhuǎn)子磁塊5和主軸定位套6。在定子7上設(shè)有不同用途的線圈繞組，定子7通過隔層板9、機(jī)殼內(nèi)層套8與機(jī)殼1相固定；轉(zhuǎn)子4形狀如臥放的杯子，用鍵槽固定在主軸2上，轉(zhuǎn)子4上設(shè)置兩個(gè)至八個(gè)轉(zhuǎn)子磁塊5，轉(zhuǎn)子4用導(dǎo)磁率很高的硅鋼片制作，轉(zhuǎn)子磁塊5采用稀土釹鐵硼永磁體或其它矯頑力較大的永磁體。稀土釹鐵硼永磁體不工作時(shí)50年至80年內(nèi)磁能不減退，工作時(shí)15年內(nèi)磁能不減退，15年后開始慢慢減退，當(dāng)磁能減弱至一定程度時(shí)，可將轉(zhuǎn)子磁塊5拆下取出，進(jìn)行充磁，充磁后的轉(zhuǎn)子磁塊5的磁能又可在15年內(nèi)不減退，這樣的充磁過程可進(jìn)行多次。
參照?qǐng)D3，換向器10由絕緣板101、連接環(huán)102和銅環(huán)103組成。絕緣板101開有溝槽，連接環(huán)102設(shè)置在槽內(nèi)，并用環(huán)氧樹脂密封；銅環(huán)103的個(gè)數(shù)與定子轉(zhuǎn)子組的層數(shù)相同。
參照?qǐng)D4，在經(jīng)過多次試驗(yàn)后，確定以下較佳方案在每層的定子轉(zhuǎn)子組中，轉(zhuǎn)子磁塊5數(shù)量為六個(gè)，均勻分布在圓周上，磁塊可以單極使用，也可以雙極使用，線圈繞組應(yīng)與之對(duì)應(yīng)，磁塊單極的線圈為單向繞組，磁塊雙極的線圈為相向繞組，安裝磁塊5須嚴(yán)格注意磁極方向。定子上設(shè)有相應(yīng)功率的發(fā)電繞組、驅(qū)動(dòng)繞組和反向繞組線圈，反向繞組用以消除反向力。這樣的定子轉(zhuǎn)子組設(shè)置3層，分別為啟動(dòng)層、旋轉(zhuǎn)層和發(fā)電層，如圖1所示，并且每層轉(zhuǎn)子磁塊5與其它層錯(cuò)開20°角布置。參照?qǐng)D3，換向器10上的銅環(huán)103設(shè)置三個(gè)，每個(gè)銅環(huán)分成十二片，每隔一片與連接環(huán)102相連，銅環(huán)103外接控制電源。
線圈裝在屏蔽的定子內(nèi)，旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，轉(zhuǎn)子磁塊排列不同，繞組也不同，線圈通過碳刷接觸裝在主軸上的換向器，每轉(zhuǎn)一定的角度后使線圈將“S”極變換為“N”極，再轉(zhuǎn)過一定角度后，又將“N”極變換為“S”極。變換線圈兩極必需與安裝在轉(zhuǎn)子內(nèi)的磁塊相對(duì)應(yīng)，使轉(zhuǎn)子在定子周圍一個(gè)角度一個(gè)角度地旋轉(zhuǎn)下去，當(dāng)轉(zhuǎn)至最后一個(gè)角度時(shí)，便完成了第一圈的旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，正好接上第一個(gè)角度，開始第二圈的旋轉(zhuǎn)，就這樣周而復(fù)始地旋轉(zhuǎn)。當(dāng)需要停車時(shí)，只須切斷供給旋轉(zhuǎn)層定子的電流，便可停車。
第一層為啟動(dòng)層，當(dāng)啟動(dòng)正常運(yùn)動(dòng)后，可將其輸出用于旋轉(zhuǎn)；第二層為旋轉(zhuǎn)層，在正常發(fā)電工作時(shí)，有兩層作為旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，第三層為發(fā)電層。
如果將磁能發(fā)電機(jī)改為磁能發(fā)動(dòng)機(jī)，只需將第三層改為動(dòng)力層，并將主軸增加一段輸出端和改變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即可變?yōu)榘l(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明人利用上述技術(shù)方案已成功地設(shè)計(jì)出一臺(tái)1.5千瓦的發(fā)電機(jī)，體積為直徑150毫米、長(zhǎng)380毫米。
權(quán)利要求
1.一種磁能發(fā)電機(jī)，其特征是它包括主軸、換向器、機(jī)殼和定子轉(zhuǎn)子組；所述換向器設(shè)置在主軸的一端，所述機(jī)殼和定子轉(zhuǎn)子組設(shè)置在主軸的另一端；所述機(jī)殼兩端設(shè)有端蓋和軸承，所述機(jī)殼內(nèi)設(shè)有至少兩層定子轉(zhuǎn)子組，并沿主軸布置；每層定子轉(zhuǎn)子組包括機(jī)殼內(nèi)層套、隔層板、定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子磁塊和主軸定位套；所述定子上設(shè)有不同用途的線圈繞組，并通過隔層板、機(jī)殼內(nèi)層套與機(jī)殼固定；所述轉(zhuǎn)子呈杯型結(jié)構(gòu)，用鍵槽固定在主軸上，轉(zhuǎn)子上設(shè)置兩個(gè)至八個(gè)轉(zhuǎn)子磁塊，轉(zhuǎn)子磁塊采用稀土釹鐵硼永磁體或其它矯頑力較大的永磁體；所述換向器包括絕緣板、連接環(huán)和銅環(huán)；所述絕緣板上設(shè)有溝槽，所述連接環(huán)置于溝槽內(nèi)，所述銅環(huán)分成若干片，每隔一片與連接環(huán)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁能發(fā)電機(jī)，其特征是所述線圈繞組為發(fā)電繞組、驅(qū)動(dòng)繞組和反向繞組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁能發(fā)電機(jī)，其特征是所述定子轉(zhuǎn)子組內(nèi)轉(zhuǎn)子上均勻設(shè)置六個(gè)轉(zhuǎn)子磁塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的磁能發(fā)電機(jī)，其特征是所述定子轉(zhuǎn)子組為三層，每相鄰層轉(zhuǎn)子磁塊錯(cuò)開20°角布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁能發(fā)電機(jī)，其特征是所述換向器由三個(gè)銅環(huán)組成，每個(gè)銅環(huán)分成十二片，每隔一片與連接環(huán)相接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁能發(fā)電機(jī)，其特征是所述主軸的一端增加一段輸出端，并改變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本裝置變成發(fā)動(dòng)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種利用永磁體作為能源的磁能發(fā)電機(jī),包括主軸、換向器、機(jī)殼和定子轉(zhuǎn)子組,換向器位于主軸的一端,其它部分位于主軸的另一端,機(jī)殼內(nèi)設(shè)有至少兩層定子轉(zhuǎn)子組,每層定子轉(zhuǎn)子組包括機(jī)殼內(nèi)層套、隔層板、定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子磁塊和主軸定位套,定子上繞有不同用途的線圈繞組,轉(zhuǎn)子固定在主軸上,其上設(shè)置多個(gè)轉(zhuǎn)子磁塊。若在主軸上增加輸出端并改變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),本裝置可變成磁能發(fā)動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)H02K53/00GK1255776SQ9912628
公開日2000年6月7日 申請(qǐng)日期1999年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月23日
發(fā)明者宋添發(fā) 申請(qǐng)人:宋添發(fā), 曾躍群, 劉海龍