專利名稱：一種雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能源、電力系統(tǒng)，特別是一種雙磁環(huán)的感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
1821年法拉第發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線能繞永久磁鐵旋轉(zhuǎn)，發(fā)明了永磁電機(jī)。1857年英國的 惠斯通用電磁鐵代替永久磁鐵，發(fā)明了電勵(lì)磁方式，開創(chuàng)了電勵(lì)磁電機(jī)的新紀(jì)元。但以上電 機(jī)都只是能量轉(zhuǎn)換的工具?，F(xiàn)有技術(shù)本人申請(qǐng)?zhí)枮?01010232986. 7的“雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)”中的轉(zhuǎn) 子磁環(huán)是S磁極和N磁極相間排列的三對(duì)極或三對(duì)極以上的磁環(huán)，磁環(huán)的磁極數(shù)量是3的 公倍數(shù)；定子磁環(huán)是S磁極和N磁極相間排列的六對(duì)極或六對(duì)極以上的磁環(huán)，磁環(huán)的磁極數(shù) 量是6的倍數(shù)；定子磁環(huán)的磁極數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁極數(shù)量的2倍；磁橋作為定子磁環(huán)和/ 或轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁路，磁橋上設(shè)有感應(yīng)繞組；原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子磁環(huán)和轉(zhuǎn)子磁環(huán)的 恒定磁場變成脈動(dòng)磁場，經(jīng)過磁橋的磁通交替發(fā)生改變，感應(yīng)繞組感應(yīng)到電動(dòng)勢(shì)且產(chǎn)生電 流。該發(fā)明的轉(zhuǎn)子磁環(huán)與定子磁環(huán)磁極數(shù)量的公約數(shù)是6，定子磁環(huán)的磁極數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁環(huán) 的磁極數(shù)量的2倍。經(jīng)進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，能實(shí)現(xiàn)磁能發(fā)電的定子磁環(huán)與轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁極 數(shù)量比例還有4/3倍、1. 5倍、2. 5倍等。本發(fā)明使定、轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁極數(shù)量的比例范圍得到拓寬，選擇更靈活、適用范圍更

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)，主要包括定子磁環(huán)(1、 1. 1、1.2)、轉(zhuǎn)子磁環(huán)(2、2. 1)、轉(zhuǎn)子軛(3)、轉(zhuǎn)軸0)、轉(zhuǎn)子感應(yīng)繞組(5)、轉(zhuǎn)子磁橋(6)、定子 感應(yīng)繞組(7)、定子磁橋(8)、機(jī)殼(9)、定子軛(10)、電動(dòng)機(jī)(11、12、17)、端蓋(14)、軸承 (15)和接線盒(16)，其特征是:a.轉(zhuǎn)子磁環(huán)是S磁極和N磁極相間排列的磁極數(shù)量為偶數(shù)的2極或2極以上的磁 環(huán)，定子磁環(huán)是S磁極和N磁極相間排列的磁極數(shù)量為偶數(shù)的4極或4極以上的磁環(huán)，定子 磁環(huán)的磁極數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁環(huán)磁極數(shù)量的4/3倍或1. 5倍或“等于或大于2的偶數(shù)”倍或“等 于或大于2的偶數(shù)+0. 5”倍，而且6不是轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁極數(shù)量和定子磁環(huán)的磁極數(shù)量的公 約數(shù)；或者，轉(zhuǎn)子磁環(huán)是S磁極和N磁極相間排列的磁極數(shù)量為偶數(shù)的4極或4極以上的磁 環(huán)，定子磁環(huán)是S磁極和N磁極相間排列的磁極數(shù)量為偶數(shù)的2極或2極以上的磁環(huán)，轉(zhuǎn)子 磁環(huán)的磁極數(shù)量是定子磁環(huán)磁極數(shù)量的4/3倍或1. 5倍或“等于或大于2的偶數(shù)”倍或“等 于或大于2的偶數(shù)+0. 5”倍，而且6不是轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁極數(shù)量和定子磁環(huán)的磁極數(shù)量的公 約數(shù)；b.轉(zhuǎn)子磁環(huán)和/或定子磁環(huán)相鄰的S磁極與N磁極之間設(shè)有磁橋，磁橋上設(shè)有感 應(yīng)繞組；c.轉(zhuǎn)子磁環(huán)固定在轉(zhuǎn)子軛上，或者，轉(zhuǎn)子磁環(huán)通過轉(zhuǎn)子磁橋固定在轉(zhuǎn)子軛上，轉(zhuǎn)子軛固定在轉(zhuǎn)軸上；轉(zhuǎn)軸通過軸承定位于端蓋；接線盒設(shè)在機(jī)殼或端蓋上；定子磁環(huán)固定在 定子軛上，或者，定子磁環(huán)通過磁橋固定在定子軛上，或者，定子磁環(huán)直接固定在機(jī)殼上；電 動(dòng)機(jī)與轉(zhuǎn)軸的輸入端聯(lián)接，或者，電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)軸與轉(zhuǎn)軸共軸。工作原理電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子磁環(huán)相對(duì)于定子磁環(huán)是一個(gè)交變 的磁場，定子磁環(huán)的S磁極與N磁極與轉(zhuǎn)子磁環(huán)的S磁極和N磁極交替產(chǎn)生吸力和斥力，轉(zhuǎn) 子磁環(huán)和定子磁環(huán)的磁通發(fā)生交替變化，轉(zhuǎn)子磁鐵和定子磁鐵的恒定磁場變成脈動(dòng)磁場， 設(shè)在磁環(huán)的S磁極與N磁極之間的磁橋的磁通量交替發(fā)生改變，感應(yīng)繞組感應(yīng)到電動(dòng)勢(shì)且 產(chǎn)生電流。轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁極數(shù)量與定子磁環(huán)的磁極數(shù)量或定子磁環(huán)的磁極數(shù)量與轉(zhuǎn)子磁環(huán) 的磁極數(shù)量比例為4/3倍的有8 6、16 12等等，比例為1.5倍的有6 4、12 8、 18 12等等，比例為“等于或大于2的偶數(shù)”倍的有4 2、8 4、16 4等等，比例為“等 于或大于2的偶數(shù)+0.5”倍的有10 4、20 8、30 12等等。“等于或大于2的偶數(shù)”包 括 2、4、6、8、10、12 等等，“等于或大于 2 的偶數(shù) +0. 5”包括 2. 5,4. 5,6. 5,8. 5,10. 5,12. 5 等 等。由于規(guī)定了 6不是轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁極數(shù)量和定子磁環(huán)的磁極數(shù)量的公約數(shù)，所以當(dāng)轉(zhuǎn)子 磁環(huán)的磁極數(shù)量為6時(shí)，定子磁環(huán)的磁極數(shù)量不能是12、對(duì)等6的倍數(shù)，這是為了避免內(nèi)容 與申請(qǐng)?zhí)枮?01010232986. 7的“雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)”沖突。按以上轉(zhuǎn)、定子磁環(huán)的磁極數(shù)量比例，無論S極與N極相間排列的轉(zhuǎn)子磁環(huán)轉(zhuǎn)到哪 個(gè)角度，轉(zhuǎn)子磁環(huán)受到的來自定子磁環(huán)的吸力和斥力都是相互對(duì)稱抵消的，理論上轉(zhuǎn)子磁 環(huán)受到的吸力和斥力的合力為零。因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)所需克服的只是磨擦力。但實(shí)際上轉(zhuǎn)子磁 環(huán)和定子磁環(huán)的各個(gè)磁極的磁通量難以做到完全一致，因此轉(zhuǎn)子仍會(huì)受到少量來自轉(zhuǎn)子磁 環(huán)與定子磁環(huán)的不能相互抵消的吸力和斥力的影響。從總體上看，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)所需克服的阻 力是很小的，而磁橋繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)所輸出的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)所需消耗的能量，從 而實(shí)現(xiàn)能量的放大。2極的磁環(huán)相當(dāng)于磁環(huán)有1個(gè)S極向外、1個(gè)N極向外和1個(gè)S極向內(nèi)、1個(gè)N極向 內(nèi)；4極的磁環(huán)相當(dāng)于磁環(huán)有2個(gè)S極向外、2個(gè)N極向外和2個(gè)S極向內(nèi)、2個(gè)N極向內(nèi)；6 極的磁環(huán)相當(dāng)于磁環(huán)有3個(gè)S極向外、3個(gè)N極向外和3個(gè)S極向內(nèi)、3個(gè)N極向內(nèi)，余此類 推。4極磁環(huán)可用磁對(duì)極表述為2對(duì)極磁環(huán)，6極磁環(huán)可表述為3對(duì)極磁環(huán)，8極磁環(huán)可表述 為4對(duì)極磁環(huán)，余此類推。所述磁環(huán)為永磁體磁環(huán)或電磁鐵磁環(huán)或混勵(lì)式磁環(huán)。磁環(huán)的磁極方向?yàn)閺较蚧蚯?向或軸向。磁環(huán)的磁極既可以S極與N極相間排列，也可以參照步進(jìn)電機(jī)磁鐵磁極的排列組 合方式，按一定的規(guī)則排列組合。磁環(huán)的S極與N極的排列組合方式有=S-N-S-N或S-S-N-N 或S-S-S-N-N-N或S-S-N-S-N-N或S-S-N-S-N-N-S-N等多種方式。以上排列組合方式的定 子磁環(huán)作用于相同排列組合方式的轉(zhuǎn)子磁環(huán)的吸力和斥力，理論上也可以相互對(duì)稱抵消。 比如，一個(gè)由4塊磁鋼組成的磁環(huán)按S-N-S-N的組合方式排列，則成為一個(gè)4極磁環(huán)，若按 S-S-N-N的組合方式排列，則可視為一個(gè)2極磁環(huán)。電磁鐵磁環(huán)是由2個(gè)或2個(gè)以上電磁鐵組成的、磁極設(shè)定為S極與N極相間排列 的磁極數(shù)量為偶數(shù)的2極或2極以上的磁環(huán)，如2極、4極、6極、8極等，其公約數(shù)是2。電 磁鐵由鐵芯和勵(lì)磁繞組組成，鐵芯一般由硅鋼片疊壓而成，勵(lì)磁繞組為繞線型繞組或鼠籠型繞組。磁環(huán)的各個(gè)勵(lì)磁繞組可以用串聯(lián)或并聯(lián)的方法接線。電磁鐵磁環(huán)也包括普通陣列磁環(huán)和基于Halbach陣列的磁環(huán)。普通陣列磁環(huán)包括 徑向陣列磁環(huán)、切向陣列磁環(huán)和軸向陣列磁環(huán)，磁極方向分別為徑向、切向和軸向。Halbach 陣列電磁鐵磁環(huán)由徑向電磁鐵與切向電磁鐵和/或三角形電磁鐵組成。電磁鐵磁環(huán)預(yù)先設(shè)定了磁極的方向，接入電磁鐵繞組的電源都是直流電，電磁鐵 磁環(huán)產(chǎn)生的磁場是恒定磁場。正如普通發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組并不需要消耗太多的電能一樣， 電磁鐵磁環(huán)需要消耗的電能也并不多。永磁體磁環(huán)是由2塊或2塊以上的磁鋼組成的S極與N極相間排列的磁極數(shù)量為 偶數(shù)的2極或2極以上的磁環(huán)；或者，用充模或壓模的方法制造一個(gè)完整的磁環(huán)，然后在一 個(gè)特制的夾具中進(jìn)行充磁，采用該方法加工出的磁極數(shù)量為偶數(shù)的2極或2極以上的永磁 體磁環(huán)。永磁體磁環(huán)包括普通陣列磁環(huán)和基于Halbach陣列的磁環(huán)。普通陣列磁環(huán)包括徑 向陣列磁環(huán)、切向陣列磁環(huán)和軸向陣列磁環(huán)，磁極方向分別為徑向、切向和軸向。Halbach 陣列永磁體磁環(huán)是由徑向永磁體與切向和/或斜向永磁體組成的磁極數(shù)為偶數(shù)的磁環(huán)，磁 環(huán)的S極和N極相間排列。根據(jù)Halbach陣列，4極或4極以上的的Halbach陣列磁環(huán)由8 塊或8塊以上的磁鋼組成，6極或6極以上的Halbach陣列由12塊或12塊以上的磁鋼組 成，8極或8極以上的Halbach陣列磁環(huán)由16塊或16塊以上的磁鋼組成，余此類推。這種 Halbach陣列磁環(huán)，磁場增強(qiáng)的一邊對(duì)著氣隙或磁橋，這樣工作磁通得到增加，非工作磁通 減少，使磁能發(fā)電機(jī)的功率密度相對(duì)得到了提高。Halbach陣列磁環(huán)同樣可以利用充模或壓 模的方法制造成一個(gè)完整的磁環(huán)。無論永磁體磁環(huán)是一個(gè)完整的磁環(huán)還是由多塊磁鋼組成的磁環(huán)，都適宜事先將磁 環(huán)固定在機(jī)殼或定子軛或轉(zhuǎn)子軛上再用特制的夾具進(jìn)行充磁。其充磁方法與永磁電機(jī)的充 磁方法相同。混勵(lì)式磁環(huán)是由徑向和/或切向和/或軸向電磁鐵與徑向和/或切向和/或斜向 和/或軸向磁鋼組成的磁極數(shù)量為偶數(shù)的2極或2極以上S極與N極相間排列的磁環(huán)，磁 環(huán)中的磁鋼與電磁鐵相間而設(shè)?；靹?lì)式磁環(huán)也分為混勵(lì)式普通陣列結(jié)構(gòu)的磁環(huán)和混勵(lì)式Halbach陣列結(jié)構(gòu)的磁 環(huán)兩類。磁鋼與電磁鐵在混勵(lì)式普通陣列磁環(huán)中的組合模式為徑向磁鋼+徑向電磁鐵或 軸向磁鋼+軸向電磁鐵。磁鋼與電磁鐵在混勵(lì)式Halbach陣列磁環(huán)中的主要有以下5種組合(1)徑向磁鋼+切向電磁鐵( 切向磁鋼+徑向電磁鐵(3)徑向電磁鐵+切向磁鋼+切向電磁鐵+切向磁鋼(4)徑向電磁鐵+斜向磁鋼+切向電磁鐵+斜向磁鋼(5)徑向電磁鐵+斜向磁鋼+切向電磁鐵+徑向磁鋼+切向電磁鐵+斜向磁鋼若磁環(huán)的磁極方向?yàn)檩S向，則定子磁環(huán)設(shè)在轉(zhuǎn)子磁環(huán)的一側(cè)或兩側(cè)，普通陣列的 軸向轉(zhuǎn)子磁環(huán)的兩側(cè)都可以有軸向定子磁環(huán)，而Halbach陣列的轉(zhuǎn)子磁環(huán)則在磁場增強(qiáng)的 一側(cè)設(shè)定子磁環(huán)。同樣，若轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁極方向?yàn)閺较蚧蚯邢?，定子磁環(huán)可以設(shè)在轉(zhuǎn)子磁環(huán)的外側(cè)，也可以設(shè)在轉(zhuǎn)子磁環(huán)的內(nèi)側(cè)，或轉(zhuǎn)子磁環(huán)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)都設(shè)有定子磁環(huán)。
磁能發(fā)電機(jī)為雙磁環(huán)感應(yīng)式永磁能發(fā)電機(jī)或雙磁環(huán)感應(yīng)式電磁能發(fā)電機(jī)或雙磁 環(huán)感應(yīng)式混合勵(lì)磁磁能發(fā)電機(jī)或雙磁環(huán)感應(yīng)式多段磁能發(fā)電機(jī)或雙磁環(huán)感應(yīng)式并列混合 勵(lì)磁磁能發(fā)電機(jī)。永磁能發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁環(huán)和定子磁環(huán)部是永磁體磁環(huán)；電磁能發(fā)電機(jī)的 轉(zhuǎn)子磁環(huán)和定子磁環(huán)都是電磁鐵磁環(huán)；混合勵(lì)磁磁能發(fā)電機(jī)中的轉(zhuǎn)子磁環(huán)為永磁體磁環(huán)、 定子磁環(huán)為電磁鐵磁環(huán)，或者，轉(zhuǎn)子磁環(huán)為電磁鐵磁環(huán)、定子磁環(huán)為永磁體磁環(huán)；多段式磁 能發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁環(huán)有二段或二段以上，定子磁環(huán)有二段或二段以上，轉(zhuǎn)子磁環(huán)為永磁體 磁環(huán)、定子磁環(huán)為永磁體磁環(huán)，或者，轉(zhuǎn)子磁環(huán)為電磁鐵磁環(huán)、定子磁環(huán)為電磁鐵磁環(huán)；并列 式混合勵(lì)磁磁能發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁環(huán)為永磁體磁環(huán)和電磁鐵磁環(huán)并列的多段式磁環(huán)，定子磁 環(huán)為永久磁鐵磁環(huán)和電磁鐵磁環(huán)并列的多段式磁環(huán)。磁橋作為磁環(huán)的主要磁通路，架設(shè)在磁環(huán)的S磁極與N磁極之間，轉(zhuǎn)子磁橋的數(shù)量 與轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁對(duì)極數(shù)量相同，定子磁橋的數(shù)量與定子磁環(huán)的磁對(duì)極數(shù)量相同。設(shè)在磁橋 上的感應(yīng)繞組為繞線型繞組。由于Halbach陣列結(jié)構(gòu)的磁環(huán)的磁場是單邊磁場，所以Halbach陣列結(jié)構(gòu)的磁環(huán) 磁極之間不設(shè)磁橋和感應(yīng)繞組。磁橋用導(dǎo)磁性材料制成，一般用硅鋼片疊壓而成。機(jī)殼用非導(dǎo)磁材料或?qū)Т挪牧?制成，當(dāng)機(jī)殼作為主磁路的一部分時(shí)，機(jī)殼用軟鐵材料制成。轉(zhuǎn)子軛和定子軛用非導(dǎo)磁性材 料制成。電動(dòng)機(jī)設(shè)置在發(fā)電機(jī)的機(jī)殼內(nèi)，與發(fā)電機(jī)的主體部分共用轉(zhuǎn)軸和機(jī)殼，或者，電動(dòng) 機(jī)設(shè)置在發(fā)電機(jī)的機(jī)殼外，與轉(zhuǎn)軸的輸入端聯(lián)接。電動(dòng)機(jī)的電源由蓄電池(18)或外部電源 提供，或者，在轉(zhuǎn)軸上設(shè)置人力啟動(dòng)桿(17)，磁能發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后產(chǎn)生的電能輸送給電動(dòng)機(jī)。與普通的發(fā)電機(jī)一樣，電勵(lì)磁及電能的輸出需要有接線盒。與普通的發(fā)電機(jī)一樣， 磁能發(fā)電機(jī)的電磁鐵和感應(yīng)繞組在工作的過程中會(huì)產(chǎn)生熱能，發(fā)電機(jī)需要加設(shè)風(fēng)扇或液體 冷卻裝置，或者，在機(jī)殼上設(shè)散熱片。與普通發(fā)電機(jī)一樣，磁能發(fā)電機(jī)的電勵(lì)磁需要用整流 二極管或單向可控硅整流，將交流電轉(zhuǎn)換成直流電輸出也需要用整流二極管或單向可控硅 整流。磁能發(fā)電機(jī)為輸出直流電或交流電的單相或三相發(fā)電機(jī)。單相與三相交流發(fā)電機(jī) 的區(qū)別在于接線方法的不同。


圖1、圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖3、圖4為本發(fā)明第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖5、圖6為本發(fā)明第三實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明第四實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本發(fā)明第五實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。第一實(shí)施例
參見圖1電機(jī)橫截面結(jié)構(gòu)示意圖和圖2電機(jī)軸向整體結(jié)構(gòu)示意圖，一種雙磁環(huán)感 應(yīng)式永磁能發(fā)電機(jī)，主要包括定子永磁體磁環(huán)(1)、轉(zhuǎn)子永磁體磁環(huán)O)、轉(zhuǎn)子軛(3)、轉(zhuǎn)軸 G)、轉(zhuǎn)子感應(yīng)繞組(5)、轉(zhuǎn)子磁橋(6)、定子感應(yīng)繞組(7)、定子磁橋(8)、機(jī)殼(9)、定子軛 (10)、電動(dòng)機(jī)定子(11)、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子(12)、風(fēng)扇(13)、端蓋(14)、軸承(15)和接線盒(16)， 其特征是轉(zhuǎn)子磁環(huán)是S磁極和N磁極相間排列的6極永磁體磁環(huán)，定子磁環(huán)是S磁極和N 磁極相間排列的8極永磁體磁環(huán)，定子磁環(huán)的磁極數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁環(huán)磁極數(shù)量的4/3倍 ’轉(zhuǎn)子 磁環(huán)相鄰的S磁極與N磁極之間設(shè)有轉(zhuǎn)子磁橋，轉(zhuǎn)子磁橋的數(shù)量與轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁對(duì)極數(shù)量 相同，轉(zhuǎn)子磁橋有3個(gè)，轉(zhuǎn)子磁環(huán)用磁對(duì)極表述則是3對(duì)極磁環(huán)；定子磁環(huán)相鄰的S磁極與N 磁極之間設(shè)有定子磁橋，定子磁橋的數(shù)量與定子磁環(huán)的磁對(duì)極數(shù)量相同，定子磁橋有4個(gè)， 定子磁環(huán)是4對(duì)極磁環(huán)；轉(zhuǎn)子磁橋上設(shè)有轉(zhuǎn)子感應(yīng)繞組，定子磁橋上設(shè)有定子感應(yīng)繞組；轉(zhuǎn) 子磁環(huán)通過轉(zhuǎn)子磁橋固定在轉(zhuǎn)子軛上，轉(zhuǎn)子軛固定在轉(zhuǎn)軸上；轉(zhuǎn)軸通過軸承定位于端蓋； 接線盒設(shè)在機(jī)殼上；定子磁環(huán)通過磁橋固定在定子軛上；電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)軸與轉(zhuǎn)軸共軸，電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子固定在轉(zhuǎn)軸上，電動(dòng)機(jī)定子固定在機(jī)殼上；風(fēng)扇設(shè)在轉(zhuǎn)軸上。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子磁環(huán)相對(duì)于定子磁環(huán)是一個(gè)交變的磁場，定子磁環(huán)的S磁極與N磁極與轉(zhuǎn)子 磁環(huán)的S磁極和N磁極交替產(chǎn)生吸力和斥力，轉(zhuǎn)子磁環(huán)和定子磁環(huán)的磁通發(fā)生交替變化，轉(zhuǎn) 子磁鐵和定子磁鐵的恒定磁場變成脈動(dòng)磁場，設(shè)在磁環(huán)的S磁極與N磁極之間的磁橋的磁 通量交替發(fā)生改變，感應(yīng)繞組感應(yīng)到電動(dòng)勢(shì)且產(chǎn)生電流。感應(yīng)繞組產(chǎn)生的電流通過接線盒 向外輸出。第二實(shí)施例參見圖3電機(jī)橫截面結(jié)構(gòu)示意圖和圖4電機(jī)軸向整體結(jié)構(gòu)示意圖，一種雙磁環(huán)感 應(yīng)式電磁能發(fā)電機(jī)，主要包括定子電磁鐵磁環(huán)(1. 1)、轉(zhuǎn)子電磁鐵磁環(huán)O)、轉(zhuǎn)子軛(3)、轉(zhuǎn) 軸G)、轉(zhuǎn)子感應(yīng)繞組(5)、轉(zhuǎn)子磁橋(6)、定子感應(yīng)繞組(7)、定子磁橋(8)、機(jī)殼(9)、定子 軛(10)、風(fēng)扇(13)、端蓋(14)、軸承(15)、接線盒(16)、電動(dòng)機(jī)(17)和蓄電池(18)。定子 電磁鐵磁環(huán)是由12個(gè)電磁鐵組成的設(shè)定為S磁極與N磁極相間排列的12極磁環(huán)，轉(zhuǎn)子電 磁鐵磁環(huán)是由8個(gè)電磁鐵組成的設(shè)定為S磁極與N磁極相間排列的8極磁環(huán)；定子磁橋有 6個(gè)，定子磁橋的兩端設(shè)有定子磁環(huán)電磁鐵繞組，定子磁橋的兩端亦是定子電磁鐵磁環(huán)的一 部分；轉(zhuǎn)子磁橋有4個(gè)，轉(zhuǎn)子磁橋的兩端設(shè)有轉(zhuǎn)子磁環(huán)電磁鐵繞組，轉(zhuǎn)子磁橋的兩端亦是轉(zhuǎn) 子電磁鐵磁環(huán)的一部分；電動(dòng)機(jī)設(shè)在機(jī)殼外，電動(dòng)機(jī)與轉(zhuǎn)軸的輸入端用聯(lián)軸器聯(lián)接。其余未 述部分同第一實(shí)施例，不再重復(fù)。第三實(shí)施例參見圖5電機(jī)橫截面結(jié)構(gòu)示意圖和圖6電機(jī)軸向整體結(jié)構(gòu)示意圖，一種基于混勵(lì) 式Halbach陣列磁環(huán)的雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)，主要包括定子混勵(lì)式Halbach陣列磁環(huán) (1.2)、轉(zhuǎn)子永磁體磁環(huán)O)、轉(zhuǎn)子軛(3)、轉(zhuǎn)軸0)、轉(zhuǎn)子感應(yīng)繞組(5)、轉(zhuǎn)子磁橋(6)、機(jī)殼 (9)、定子軛(10)、電動(dòng)機(jī)定子(11)、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子(12)、風(fēng)扇(13)、端蓋(14)、軸承(15)、接 線盒(16)和人工輔助啟動(dòng)桿。定子混勵(lì)式Halbach陣列磁環(huán)是由8塊切向磁鋼和8個(gè)電 磁鐵組成的8極磁環(huán)，轉(zhuǎn)子永磁體磁環(huán)是由4塊磁鋼組成的4極磁環(huán)。轉(zhuǎn)子永磁體磁環(huán)的 內(nèi)側(cè)設(shè)有2個(gè)磁橋，磁橋的一端與磁環(huán)內(nèi)側(cè)的S極聯(lián)接，另一端與磁環(huán)內(nèi)側(cè)的N極連接，磁 橋上設(shè)有感應(yīng)繞組。定子混勵(lì)式Halbach陣列磁環(huán)磁場增強(qiáng)的一邊對(duì)著轉(zhuǎn)子，磁場減弱的 一邊對(duì)著機(jī)殼，所以定子上不設(shè)磁橋和感應(yīng)繞組。其余未述部分同第一實(shí)施例，不再重復(fù)。
第四實(shí)施例參見圖7電機(jī)橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，一種雙磁環(huán)感應(yīng)式永磁能發(fā)電機(jī)，主要包括定 子永磁體磁環(huán)(1)、轉(zhuǎn)子永磁體磁環(huán)( 、轉(zhuǎn)子軛( 、轉(zhuǎn)軸(4)、轉(zhuǎn)子感應(yīng)繞組( 、轉(zhuǎn)子磁橋 (6)、定子感應(yīng)繞組(7)、定子磁橋(8)、機(jī)殼(9)、定子軛(10)、電動(dòng)機(jī)、風(fēng)扇、端蓋、軸承和接 線盒。轉(zhuǎn)子永磁體磁環(huán)是S磁極和N磁極相間排列的4極磁環(huán)，定子磁環(huán)是S磁極和N磁 極相間排列的8極永磁體磁環(huán)，定子磁環(huán)的磁極數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁環(huán)磁極數(shù)量的2倍。其余未 述部分同第一實(shí)施例，不再重復(fù)。第五實(shí)施例參見圖8電機(jī)橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，一種雙磁環(huán)感應(yīng)式混合勵(lì)磁磁能發(fā)電機(jī)，主要 包括定子永磁體磁環(huán)(1)、轉(zhuǎn)子電磁鐵磁環(huán)(2. 1)、轉(zhuǎn)子軛C3)、轉(zhuǎn)軸(4)、轉(zhuǎn)子感應(yīng)繞組(5)、 轉(zhuǎn)子磁橋(6)、定子感應(yīng)繞組(7)、定子磁橋(8)、機(jī)殼(9)、定子軛(10)、電動(dòng)機(jī)、風(fēng)扇、端蓋、 軸承和接線盒。定子永磁體磁環(huán)是由12塊磁鋼組成的12極磁環(huán)，轉(zhuǎn)子電磁鐵磁環(huán)是由8 個(gè)電磁鐵組成的8極磁環(huán)。其余未述部分同第一、第二實(shí)施例，不再重復(fù)。
權(quán)利要求
1.一種雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)，主要包括定子磁環(huán)(1、1. 1、1.2)、轉(zhuǎn)子磁環(huán)(2、 2. 1)、轉(zhuǎn)子軛(3)、轉(zhuǎn)軸0)、轉(zhuǎn)子感應(yīng)繞組(5)、轉(zhuǎn)子磁橋(6)、定子感應(yīng)繞組(7)、定子磁橋 (8)、機(jī)殼(9)、定子軛(10)、電動(dòng)機(jī)(11、12、17)、端蓋(14)、軸承(15)和接線盒(16)，其特 征是a.轉(zhuǎn)子磁環(huán)是S磁極和N磁極相間排列的磁極數(shù)量為偶數(shù)的2極或2極以上的磁環(huán)， 定子磁環(huán)是S磁極和N磁極相間排列的磁極數(shù)量為偶數(shù)的4極或4極以上的磁環(huán)，定子磁 環(huán)的磁極數(shù)量是轉(zhuǎn)子磁環(huán)磁極數(shù)量的4/3倍或1. 5倍或“等于或大于2的偶數(shù)”倍或“等于 或大于2的偶數(shù)+0. 5”倍，而且6不是轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁極數(shù)量和定子磁環(huán)的磁極數(shù)量的公約 數(shù)；或者，轉(zhuǎn)子磁環(huán)是S磁極和N磁極相間排列的磁極數(shù)量為偶數(shù)的4極或4極以上的磁 環(huán)，定子磁環(huán)是S磁極和N磁極相間排列的磁極數(shù)量為偶數(shù)的2極或2極以上的磁環(huán)，轉(zhuǎn)子 磁環(huán)的磁極數(shù)量是定子磁環(huán)磁極數(shù)量的4/3倍或1. 5倍或“等于或大于2的偶數(shù)”倍或“等 于或大于2的偶數(shù)+0. 5”倍，而且6不是轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁極數(shù)量和定子磁環(huán)的磁極數(shù)量的公 約數(shù)；b.轉(zhuǎn)子磁環(huán)和/或定子磁環(huán)相鄰的S磁極與N磁極之間設(shè)有磁橋，磁橋上設(shè)有感應(yīng)繞組；c.轉(zhuǎn)子磁環(huán)固定在轉(zhuǎn)子軛上，或者，轉(zhuǎn)子磁環(huán)通過轉(zhuǎn)子磁橋固定在轉(zhuǎn)子軛上，轉(zhuǎn)子軛固 定在轉(zhuǎn)軸上；轉(zhuǎn)軸通過軸承定位于端蓋；接線盒設(shè)在機(jī)殼或端蓋上；定子磁環(huán)固定在定子 軛上，或者，定子磁環(huán)通過磁橋固定在定子軛上，或者，定子磁環(huán)直接固定在機(jī)殼上；電動(dòng)機(jī) 與轉(zhuǎn)軸的輸入端聯(lián)接，或者，電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)軸與轉(zhuǎn)軸共軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)，其特征是所述轉(zhuǎn)子磁環(huán)和定子 磁環(huán)為永磁體磁環(huán)或電磁鐵磁環(huán)或混勵(lì)式磁環(huán)；轉(zhuǎn)子磁環(huán)和定子磁環(huán)的磁極方向?yàn)閺较蚧?切向或軸向。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)，其特征是磁環(huán)的S極與N極相 間排列，或者，參照步進(jìn)電機(jī)磁鐵磁極的排列組合方式，按一定的規(guī)則排列組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)，其特征是永磁體磁環(huán)是由2塊 或2塊以上的磁鋼組成的S極與N極相間排列的2極或2極以上的磁極數(shù)為偶數(shù)的磁環(huán)； 或者，用充模或壓模的方法制造一個(gè)完整的磁環(huán)，然后在一個(gè)特制的夾具中進(jìn)行充磁，采用 該方法加工出的2極或2極以上的磁極數(shù)為偶數(shù)的永磁體磁環(huán)；或者，永磁體磁環(huán)是由徑 向永磁體與切向和/或斜向永磁體組合而成的2極或2極以上磁極數(shù)為偶數(shù)的Halbach陣 列磁環(huán)；或者，用充?；驂耗５姆椒ㄖ圃煲粋€(gè)完整的磁環(huán)，然后在一個(gè)特制的夾具中進(jìn)行充 磁，采用該方法加工出的2極或2極以上磁極數(shù)為偶數(shù)的Halbach陣列磁環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)，其特征是電磁鐵磁環(huán)是由2個(gè) 或2個(gè)以上電磁鐵組成的、磁極設(shè)定為S極與N極相間排列的2極或2極以上的磁極數(shù)為 偶數(shù)的磁環(huán)；或者，電磁鐵磁環(huán)是由徑向電磁鐵與切向電磁鐵和/或三角形電磁鐵組成的2 極或2極以上的Halbach陣列電磁鐵磁環(huán)，磁環(huán)的磁極數(shù)為偶數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)，其特征是混勵(lì)式磁環(huán)是由徑向 和/或切向和/或軸向電磁鐵與徑向和/或切向和/或斜向和/或軸向磁鋼組成的2極或 2極以上S極與N極相間排列的普通陣列結(jié)構(gòu)的磁環(huán)或Halbach陣列結(jié)構(gòu)的磁環(huán)，磁環(huán)中的 磁鋼與電磁鐵相間而設(shè)，磁環(huán)的磁極數(shù)為偶數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)，其特征是磁橋用硅鋼片疊壓而 成，轉(zhuǎn)子磁橋的數(shù)量與轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁對(duì)極數(shù)量相同，定子磁橋的數(shù)量與定子磁環(huán)的磁對(duì)極 數(shù)量相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)，其特征是磁能發(fā)電機(jī)為雙磁環(huán) 感應(yīng)式永磁能發(fā)電機(jī)或雙磁環(huán)感應(yīng)式電磁能發(fā)電機(jī)或雙磁環(huán)感應(yīng)式混合勵(lì)磁磁能發(fā)電機(jī) 或雙磁環(huán)感應(yīng)式多段磁能發(fā)電機(jī)或雙磁環(huán)感應(yīng)式并列混合勵(lì)磁磁能發(fā)電機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)，其特征是電動(dòng)機(jī)設(shè)置在機(jī)殼 內(nèi)，與發(fā)電機(jī)的主體部分共用轉(zhuǎn)軸和機(jī)殼，或者，設(shè)置在機(jī)殼外，與轉(zhuǎn)軸的輸入端聯(lián)接；電動(dòng) 機(jī)的電源由蓄電池(18)或外部電源提供，或者，在轉(zhuǎn)軸上設(shè)置人力啟動(dòng)桿(19)，磁能發(fā)電 機(jī)啟動(dòng)后產(chǎn)生的電能輸送給電動(dòng)機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)，其特征是電機(jī)設(shè)有整流器，輸 出直流電或交流電；電機(jī)設(shè)有風(fēng)扇或散熱片或液體冷卻裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙磁環(huán)感應(yīng)式磁能發(fā)電機(jī)，定子磁環(huán)、轉(zhuǎn)子磁環(huán)、轉(zhuǎn)子軛、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子感應(yīng)繞組、轉(zhuǎn)子磁橋、定子感應(yīng)繞組、定子磁橋、定子軛和電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)、定子磁環(huán)是S磁極和N磁極相間排列的磁極數(shù)量為偶數(shù)的2極或2極以上的磁環(huán)，定、轉(zhuǎn)子磁環(huán)的磁極數(shù)量比例為4/3倍或1.5倍或“等于或大于2的偶數(shù)”倍或“等于或大于2的偶數(shù)+0.5”倍；轉(zhuǎn)子磁環(huán)和/或定子磁環(huán)相鄰的S磁極與N磁極之間設(shè)有磁橋，磁橋上設(shè)有感應(yīng)繞組。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子磁環(huán)相對(duì)于定子磁環(huán)是一個(gè)交變的磁場，轉(zhuǎn)子磁鐵和定子磁鐵的恒定磁場變成脈動(dòng)磁場，設(shè)在磁環(huán)的S磁極與N磁極之間的磁橋的磁通量交替發(fā)生改變，感應(yīng)繞組感應(yīng)到電動(dòng)勢(shì)且產(chǎn)生電流。
文檔編號(hào)H02K53/00GK102130569SQ20101052364
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者李貴祥 申請(qǐng)人:李貴祥