專(zhuān)利名稱(chēng)：電橋式磁動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬永磁能開(kāi)發(fā)機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及永磁能利用的電力磁動(dòng)機(jī)。
技術(shù)背景
人類(lèi)生存的地球存在兩大恒久性能源，一個(gè)是太陽(yáng)能，另一個(gè)就是永磁能，太陽(yáng)能 是表面能源，能源密度較低，開(kāi)發(fā)成本高，受時(shí)間、地理和氣候因素影響較大，不具備完全替 代化石能源的可能性，那么，人類(lèi)未來(lái)能源的最大希望就寄予對(duì)永磁能的開(kāi)發(fā)，第一，通過(guò) 稀土永磁發(fā)電機(jī)和節(jié)能電動(dòng)機(jī)的研發(fā)成功，永磁能的存在已被證實(shí)，第二，全世界稀土釹鐵 硼年產(chǎn)量可達(dá)15萬(wàn)噸，永磁鐵氧體產(chǎn)量超過(guò)100萬(wàn)噸，可以滿足不同種類(lèi)、不同功率永磁能 轉(zhuǎn)換設(shè)備的需求，第三，永磁鐵可以反復(fù)充磁使用，人工合成的釹鐵硼強(qiáng)磁鐵表面吸力可以 達(dá)到自身重量的640倍，現(xiàn)已應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，世界最先進(jìn)的永磁節(jié)能電機(jī)節(jié)能效率已達(dá) 40 %，但把永磁能作為主體能源的開(kāi)發(fā)性研究還沒(méi)有實(shí)質(zhì)性突破，全世界機(jī)電領(lǐng)域的專(zhuān)家、 學(xué)者和工程技術(shù)人員還沒(méi)有從電與磁這個(gè)傳統(tǒng)研究的框框中走出來(lái)。開(kāi)發(fā)永磁能，不能一味的研究磁和電的關(guān)系，研究的方向應(yīng)該確定為永磁體之間 的力學(xué)特征和相互作用關(guān)系，通過(guò)對(duì)不同形狀、不同規(guī)格、不同特點(diǎn)的永磁體進(jìn)行各種位置 與結(jié)構(gòu)關(guān)系的組合性力學(xué)實(shí)驗(yàn)，深入細(xì)致的歸納、整理和提煉，然后逐步形成全新的設(shè)計(jì)方 案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用少量的電能來(lái)開(kāi)發(fā)和轉(zhuǎn)換永磁能的機(jī)械設(shè)備。本發(fā)明主要由端蓋I 1、殼體2、定子3、定子磁塊4、轉(zhuǎn)子磁塊5、轉(zhuǎn)子I 6、端蓋II 7、電磁鐵10、轉(zhuǎn)子II 12和中心軸13所組成，其中定子3通過(guò)螺栓I 9與殼體2固接；中 心軸13與轉(zhuǎn)子I 6和轉(zhuǎn)子II 12鍵接并通過(guò)軸承8支撐于端蓋I 1和端蓋II 7 ；端蓋I 1 和端蓋II 7通過(guò)螺栓II 11與殼體2固接，定子3內(nèi)固接有定子磁塊4和電磁鐵10，轉(zhuǎn)子 I 6和轉(zhuǎn)子II 12內(nèi)固接有轉(zhuǎn)子磁塊5。定子3為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，其橫截面呈工字型，其中間豎板部分按圓周分布通孔，電磁 鐵10與通孔嵌合并固接，電磁鐵10之間按線圈方向首尾連接，使相鄰的電磁鐵10極性相 反，定子3兩側(cè)固接定子磁塊4于電磁鐵10之間，定子3每一側(cè)排列的定子磁塊4極性相 同，其中一個(gè)主極面向內(nèi)嵌入與定子3的豎板表面同接，另一個(gè)主極面向外露出與定子3的 工字框平行。轉(zhuǎn)子I 6和轉(zhuǎn)子II 12設(shè)有軸套14與中心軸13鍵接，轉(zhuǎn)子I 6和轉(zhuǎn)子II 12上 設(shè)有凹槽按圓周等布，轉(zhuǎn)子磁塊5固接于凹槽內(nèi)，并使N極和S極共有面裸露在外。定子3位于轉(zhuǎn)子I 6和轉(zhuǎn)子II 12之間，定子磁塊4和電磁鐵10向外的兩個(gè)主極 面分別與左右兩側(cè)轉(zhuǎn)子磁塊5的雙極面呈微間隙吻合，形成三極作用狀態(tài)，每個(gè)轉(zhuǎn)子上轉(zhuǎn) 子磁塊5的個(gè)數(shù)等于電磁鐵10個(gè)數(shù)的一半。定子磁塊4的主極面為扇形，并與電磁鐵10相間排列在定子的兩側(cè)，二者呈微間隙排列。
轉(zhuǎn)子磁塊5的雙極面為扇形，兩個(gè)轉(zhuǎn)子磁塊5間距所占的圓心角不小于定子磁塊 4和電磁鐵10所占的圓心角之和。電磁鐵10的主極面積可以是定子磁塊4主極面積的20% -50%不等，電磁鐵10 的表面用金屬板制成。本發(fā)明所依據(jù)的實(shí)驗(yàn)如17所示將矩形磁塊固定，使N極面向外露出，將方形磁塊的N極和S極共有 面垂直放在矩形磁塊的左端的位置上，使方形磁塊的中心線與矩形磁塊的左邊重合，S極在 左，N極在右，方形磁塊便會(huì)沿兩極重合的方向，從矩形磁塊左端迅速滑向右端18所示的位 置停下；如果使方形磁塊N極在左，S極在右，從矩形右端垂直放入，便會(huì)迅速的滑向左端停 下，這個(gè)力的大小與相同面積的主極側(cè)面引力大小相仿，具有一定的利用價(jià)值，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí) 驗(yàn)，掌握了其運(yùn)行原理和力學(xué)特征，本發(fā)明依據(jù)所發(fā)現(xiàn)的永磁體之間這種新的作用特點(diǎn)和 運(yùn)動(dòng)規(guī)律，利用現(xiàn)有的磁性材料、電力電子器件和微機(jī)控制三項(xiàng)技術(shù)與之組合創(chuàng)新，逐步完 成結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。本發(fā)明工作原理本發(fā)明通入直流電流后，通過(guò)位置傳感器和電子換向器的控制，如15所示由于 定子3上所有相鄰的電磁鐵10極性不同，而定子磁塊4的極性卻完全相同，那么必有一半 的電磁鐵10的磁極與其兩邊定子磁塊4的極性相同，因此，每?jī)蓚€(gè)定子磁塊4和中間的電 磁鐵10就形成了一個(gè)組合極面(N極或S極)，對(duì)轉(zhuǎn)子磁塊5的雙極面產(chǎn)生作用，通過(guò)電磁 鐵10極性的交替變化，轉(zhuǎn)子磁塊5會(huì)受到這個(gè)旋轉(zhuǎn)組合極面的持續(xù)作用，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子不停的 旋轉(zhuǎn)，如16所示當(dāng)轉(zhuǎn)子磁塊5的前沿轉(zhuǎn)到下一個(gè)電磁鐵10中間位置時(shí)，電流方向改變，使 電磁鐵10改變了極性，又形成了新的組合極面與轉(zhuǎn)子磁塊5繼續(xù)對(duì)應(yīng)并產(chǎn)生接力性作用， 使轉(zhuǎn)子不停的旋轉(zhuǎn)下去，也就是說(shuō)，在電流換向信號(hào)的交替控制下，轉(zhuǎn)子磁塊5的雙極面在 旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，所對(duì)應(yīng)的永遠(yuǎn)是旋轉(zhuǎn)的組合極面，本發(fā)明也因此而成立，電磁鐵10在這里起 到一個(gè)橋梁的作用，沒(méi)有這個(gè)橋梁，轉(zhuǎn)子磁塊5就不能進(jìn)入或離開(kāi)定子磁塊4的磁場(chǎng)，因此， 電磁鐵10所需額定電流的大小必須保證其兩極的磁力強(qiáng)度達(dá)到定子磁塊4的90%左右。本發(fā)明采取以電能為導(dǎo)向、磁能為主力的磁動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案，電磁鐵10的兩個(gè)主極 面都得到充分利用，與磁力總量6倍于已的定子磁塊4形成組合極面(H極或S極)，對(duì)永磁 轉(zhuǎn)子的雙極面產(chǎn)生持續(xù)推動(dòng)力，通過(guò)電力電子器件和微機(jī)控制，不但達(dá)到超倍節(jié)能的目的， 還可以較少的電能消耗開(kāi)發(fā)永磁能，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)以電產(chǎn)電，能量產(chǎn)出比高達(dá)5倍以上。本發(fā)明通過(guò)電磁鐵的橋梁作用，將永磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，根據(jù)不同用途，可以選擇 多種永磁材料進(jìn)行設(shè)計(jì)，最大功率可達(dá)500千瓦以上，而能耗在100千瓦以下。。

圖1為電橋式磁動(dòng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)主視2為電橋式動(dòng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)左視3為定子3的主視4為定子3的左視5轉(zhuǎn)子I 6的主視6轉(zhuǎn)子I 6的左視圖
圖 電橋式磁動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理示意8電橋式磁動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理示意圖 圖9永磁體三極作用原理示意圖 圖10永磁體三極作用原理示意圖其中1.左端蓋2.殼體3.定子4.定子磁塊5.轉(zhuǎn)子磁塊6.右轉(zhuǎn)子7.右端蓋8.軸承9.螺栓I 10.電磁鐵11.螺栓II 12.左轉(zhuǎn)子13.中心軸14.軸套
具體實(shí)施例方式本發(fā)明經(jīng)如下方式進(jìn)行裝配將電磁鐵10裝入定子3的通孔并粘固，使兩端與工字框平行，把電磁鐵10之間的 電路首尾相連，使相鄰的電磁鐵呈現(xiàn)不同的極性；把定子磁塊4的S極向內(nèi)粘接在定子3工 字框的左邊，把定子磁塊4的N極向內(nèi)粘接在定子3工字框的右邊，兩邊的定子磁塊4與電 磁鐵10吻合為一體并填滿定子3的整個(gè)工字框；用螺栓II 11將定子3與殼體2固接；將 轉(zhuǎn)子磁塊5粘接在轉(zhuǎn)子I 6、轉(zhuǎn)子II 12的凹槽內(nèi)，兩個(gè)轉(zhuǎn)子分別從殼體2的兩邊裝入后，再 將中心軸13穿過(guò)轉(zhuǎn)子I 6和轉(zhuǎn)子II 12的軸套14并鍵接，兩個(gè)軸套14向內(nèi)頂合在一起； 然后將端蓋Il和端蓋II 7從中心軸13兩端裝入后，再用螺栓9與殼體2固接。具體應(yīng)用范圍1.電力領(lǐng)域通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)，本發(fā)明可以達(dá)到以電產(chǎn)電的目標(biāo)，單機(jī)輸出最大功 率可設(shè)定在500千瓦左右，可帶動(dòng)400千瓦的發(fā)電機(jī)，自耗能100千瓦左右，單機(jī)占地面積 10平方米左右，本發(fā)明易維修，造價(jià)低，為同功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)造價(jià)的30%，也可用廉價(jià)的鐵 氧體磁鐵開(kāi)發(fā)小功率的發(fā)電機(jī)供用戶(hù)使用，單機(jī)功率從幾百瓦到上百千瓦。2.交通領(lǐng)域可設(shè)計(jì)成各種型號(hào)的牽引動(dòng)力機(jī)，通過(guò)終端的發(fā)電機(jī)，電能可以自 給，并有較大的動(dòng)力輸出，應(yīng)用于船舶、汽車(chē)、農(nóng)用車(chē)和軍工車(chē)輛等各種交通工具和功能設(shè) 備上，如裝配在轎車(chē)上的設(shè)備，輸出功率為150千瓦，終端發(fā)電機(jī)耗能為40千瓦，其它能耗 10千瓦，還有100千瓦的動(dòng)力輸出，因本發(fā)明轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩大，機(jī)械性能超過(guò)現(xiàn)有的汽車(chē)發(fā)動(dòng) 機(jī)，調(diào)速功能與傳統(tǒng)調(diào)速電機(jī)相似。3.航空航天領(lǐng)域由于本發(fā)明的產(chǎn)能效果，可以應(yīng)用在航天發(fā)動(dòng)機(jī)上，因?yàn)樽园l(fā) 電的功能，不受時(shí)間和氣候環(huán)境因素的影響，是替代太陽(yáng)帆的優(yōu)選設(shè)備；應(yīng)用在小型飛機(jī) 上，可以保持長(zhǎng)久的續(xù)航能力，可為各種偵察機(jī)、小型客機(jī)、飛艇和動(dòng)力傘等提供動(dòng)力。4.機(jī)械動(dòng)力領(lǐng)域可為泵類(lèi)、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、抽油機(jī)、機(jī)床等所有機(jī)械提供動(dòng)力，替 代傳統(tǒng)的電機(jī)，達(dá)到高效節(jié)能的效益。
權(quán)利要求
本發(fā)明主要由端蓋I 1、殼體2、定子3、定子磁塊4、轉(zhuǎn)子磁塊5、轉(zhuǎn)子I 6、端蓋II7、電磁鐵10、轉(zhuǎn)子II 12和中心軸13所組成，其中定子3通過(guò)螺栓I 9與殼體2固接；中心軸13與轉(zhuǎn)子I 6和轉(zhuǎn)子II 12鍵接并通過(guò)軸承8支撐于端蓋I 1和端蓋II 7；端蓋I 1和端蓋II7通過(guò)螺栓II 11與殼體2固接，定子3內(nèi)固接有定子磁塊4和電磁鐵10，轉(zhuǎn)子I 6和轉(zhuǎn)子II12的凹槽內(nèi)固接有轉(zhuǎn)子磁塊5。
2.按權(quán)利要求1所述的電橋式磁動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的定子3為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，其橫截 面呈工字型，其中間豎板部分按圓周分布通孔，電磁鐵10與通孔嵌合并固接于工字框內(nèi)， 定子3兩側(cè)固接定子磁塊4于電磁鐵10之間，定子3每一側(cè)排列的定子磁塊4極性相同， 其中一個(gè)主極面向內(nèi)與定子3工字框的豎板表面固接，另一個(gè)主極面向外露出與定子3的 工字框平行。
3.按權(quán)利要求1所述的電橋式磁動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子I6和轉(zhuǎn)子II 12設(shè)有 軸套14與中心軸13鍵接，轉(zhuǎn)子I 6和轉(zhuǎn)子II 12上設(shè)有凹槽按圓周等布，轉(zhuǎn)子磁塊5固接 于凹槽內(nèi)，并使N極和S極共有面裸露在外。
4.按權(quán)利要求1所述的電橋式磁動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的定子3位于轉(zhuǎn)子I6和轉(zhuǎn)子 II 12之間，其定子磁塊4和電磁鐵10向外的主極面可與轉(zhuǎn)子I 6、轉(zhuǎn)子II 12上轉(zhuǎn)子磁塊 5的雙極面呈微間隙吻合的三極作用狀態(tài)，每個(gè)轉(zhuǎn)子上轉(zhuǎn)子磁塊5的個(gè)數(shù)可以等于或少于 其相對(duì)應(yīng)的定子磁塊4和電磁鐵10的個(gè)數(shù)的一半。
5.按權(quán)利要求1所述的電橋式磁動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的定子磁塊4的主極面可以是 扇形或梯形，并與電磁鐵10相間排列在定子3的兩側(cè)，二者呈微間隙排列。
6.按權(quán)利要求1所述的電橋式磁動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子磁塊5的雙極面可為扇 形、梯形等與定子磁塊4相匹配的幾何形狀，轉(zhuǎn)子磁塊5之間的間距所占的圓心角不小于定 子磁塊4和電磁鐵10所占的圓心角之和。
7.按權(quán)利要求1所述的電橋式磁動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的電磁鐵10的主極面積可以是 定子磁塊4主極面積的20% -50%不等，電磁鐵10的線路連接保證相鄰電磁鐵10極性相 反。
8.按權(quán)利要求1所述的電橋式磁動(dòng)機(jī)，在換向電流交替作用下，始終有一半電磁鐵10 與兩個(gè)定子磁塊4形成組合極面(N極或S極)，與所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子磁塊5的雙極面產(chǎn)生磁力 作用。
全文摘要
電橋式磁動(dòng)機(jī)主要由殼體、端蓋、定子和兩個(gè)轉(zhuǎn)子所組成，定子位于殼體的中間，其上相間排列著橫向磁通的定子磁塊和電磁鐵，兩個(gè)轉(zhuǎn)子位于定子的左右，其上鑲嵌著切向磁通的轉(zhuǎn)子磁塊，定子磁塊的外表面和電磁鐵的極靴在一個(gè)平面內(nèi)，并與兩側(cè)轉(zhuǎn)子磁塊的外表面面呈微間隙吻合，每個(gè)轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子磁塊的個(gè)數(shù)等于或少于電磁鐵個(gè)數(shù)的一半。定子上相鄰的電磁鐵極性不同，而定子磁塊的極性相同，通入直流電后，每?jī)蓚€(gè)定子磁塊和中間的電磁鐵就形成了一個(gè)組合極面(N極或S極)，對(duì)轉(zhuǎn)子磁塊的雙極面產(chǎn)生持續(xù)的磁場(chǎng)作用使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明可應(yīng)用于電力、交通、航空航天和機(jī)械動(dòng)力領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H02N11/00GK101969285SQ201010248089
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月9日
發(fā)明者安明武 申請(qǐng)人:安明武