反饋式永磁發動的製造方法
2023-05-21 23:27:56 1
反饋式永磁發動的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種機械製造【技術領域】，尤其涉及一種通過磁能輸出機械動力的發動機。反饋式永磁發動機是由啟動系統、調速控制系統、機械能輸出系統、電能反饋系統四部份組成。其特徵在於合理運用空間三維力系，解決現有技術存在打開隔磁閘門所需功率與永磁作功所輸出功率基本相等而造成能量不守恆令機械無法持續運行的重大缺陷；利用隔磁閘門打開時能釋放磁力線產生磁場使兩永磁體變成同極性相互排斥產生動力和隔磁閘門關閉時閉合磁力線令磁場消失和動力消失。隔磁閘門的打開和關閉使發動機活塞與永磁體B之間產生一個交變磁場，並結合力學特點使發動機運轉起來，本發明具有結構合理，構件簡單，實用性高，低消耗，高效能、而且可以節約大量的不可再生能源，適用範圍廣，推廣價值高。
【專利說明】反饋式永磁發動機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種機械製造【技術領域】，尤其涉及一種通過磁能輸出機械動力的機械。
【背景技術】
[0002]隨著現代工業、汽車產業、航空業的飛速發展，全世界對能提供動力的機械裝置需求越來越廣泛，而目前最為常見的動力機械裝置主要有內燃機和電動機，這些裝置除了消耗大量的不可再生資源外，還對空氣、生態環境造成非常大的汙染，對人類造成致命性的危害，隨著全球資源的日益減少，生態環境汙染越來越嚴重，為此研發一種新型環保的機械動力裝置已是當務之急。
【發明內容】
[0003]為解決現有技術的不足，本發明提出一種無汙染、環保安全的發動機，通過永磁體的磁能使發動機運轉輸出機械動力的機械裝置。
[0004]為達到上述目的，本發明通過以下技術方案予以實現:一種反饋式永磁發動機由啟動系統、調速控制系統、機械能輸出系統、電能反饋系統四部份組成。上述的啟動系統由外部電源、電源控制電路、啟動電機、齒輪A、定向齒輪組成；調速控制系統由電子控制電路、光電位置傳感標色A、光電位置傳感標色B、光電位置傳感器、直線伺服電機、齒條、上、下兩塊隔磁閘門、永磁體C、永磁體D、永磁體E、永磁體F、齒輪C、齒輪D、軸承C、軸承D、軸承E、軸承F、傳動軸A、傳動軸B、齒輪E、齒輪F、齒輪G、齒輪H、永磁體G、永磁體H、永磁體1、永磁體J組成；機械能輸出系統由機體、曲軸、軸承A、軸承B、連杆、活塞連接銷A、輸出輪、中缸、活塞套、活塞、永磁體A、活塞連接銷B,上缸、永磁體B組成；電能反饋系統由發電機、整流電路、反饋電路組成。
[0005]與現有技術相比，本發明具有以下實質性特點和技術優勢:
[0006]1、合理運用空間三維力系，解決現有技術存在打開隔磁閘門所需功率與永磁作功所輸出功率基本相等而造成能量不守恆令機械無法持續運行的重大缺陷。
[0007]2、利用隔磁閘門打開時能釋放磁力線產生磁場使兩永磁體變成同極性相互排斥產生動力和隔磁閘門關閉時閉合磁力線令磁場消失和動力消失。隔磁閘門的打開和關閉使發動機活塞與永磁體B之間產生一個交變磁場，並結合力學特點使發動機運轉起來，本發明具有結構合理，構件簡單，實用性高，低消耗，高效能的特點；
[0008]3、在運轉工作狀態中由磁能轉化而來的部份機械能通過反饋系統來維持機械運作，其餘的機械能被作為輸出能量帶動其它機械運轉。因此磁能利用率非常高，無汙染、噪音低；
[0009]4、本發明的成本及造價都非常低廉，而且可以節約大量的不可再生能源，適用範圍廣，推廣價值高。【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0011]圖1是本發明實施的結構主視圖；
[0012]圖2是本發明實施的結構府視圖。
[0013]圖3是本發明實施的結構左視圖。
[0014]圖4是現有技術空間三維力系分析圖。
[0015]圖5是改進後空間三維力系分析圖。
[0016]圖1至圖3中:1、機體2、啟動電機3、齒輪A4、定向齒輪5、軸承A6、軸承B7、曲軸
8、永磁發電機外殼9、永磁發電機線圈10、永磁發電機磁體11、光電位置傳感標色A12、光電位置傳感標色B13、光電位置傳感器14、輸出輪15、活塞連接銷A16、連杆17、中缸18、活塞套19、活塞20、活塞連接銷B21、上缸22、上隔磁閘門23、下隔磁閘門24、永磁體A25、永磁體B26、傳動軸A27、傳動軸B28、齒輪B29、齒輪C30、齒條31、直線伺服電機32、軸承C33、軸承D34、齒輪D35、齒輪E36、齒輪F37、齒輪G38、軸承E39、軸承F40、永磁體C41、永磁體D42、永磁體E43、永磁體F44、永磁體G45、永磁體H46、永磁體147、永磁體J。48、控制電路板49、外部電源
【具體實施方式】:
[0017]參照附圖1、附圖2、附圖3所示本發明的結構由啟動系統、調速控制系統、機械能輸出系統、電能反饋系統四部份組成。上述的啟動系統由外部電源49、電源控制電路(集成在控制電路板48內)、啟動電機2、齒輪A3、定向齒輪4組成，其特徵在於用來啟動永磁發動機，為發動機運行創造條件後就停止工作的一種機械結構。上述的調速控制系統由電子控制電路(集成在控制電路板48內)、光`電位置傳感標色Al 1、光電位置傳感標色B12、光電位置傳感器13、直線伺服電機31、齒條30、上隔磁閘門22、下隔磁閘門23、永磁體C40、永磁體D42、永磁體E44、永磁體F46、齒輪B28、齒輪C29、軸承C32、軸承D33、軸承E38、軸承F39、傳動軸A26、傳動軸B27、齒輪D34、齒輪E35、齒輪F36、齒輪G37、永磁體G41、永磁體H43、永磁體145、永磁體J47組成。其特徵在於1、調速控制系統能在活塞上行到止點時，根據運行速度要求瞬間打開閘門釋放磁力線產生磁場推動活塞下行對外做功。2、調速控制系統能在活塞下行到止點時，根據運行速度要求瞬間關閉閘門閉合磁力線令磁場消失，令活塞可以利用慣性順利返回到上止點。3、能通過調節打開和關閉閘門的時間來調整作用在活塞的磁場大小，來實現調整運行速度和輸出功率的目的。4、通過上下兩塊閘門四個角上分別安裝的永磁體C40、永磁體D42、永磁體E44、永磁體F46和安裝在上缸四個角與永磁體C40、永磁體
D42、永磁體E44、永磁體F48--對應且極性相反的永磁體G41、永磁體H43、永磁體145、永
磁體J4極永磁體B25組成空間三維力系，從而令到輸入功率遠小於輸出功率。上述的機械能輸出系統由機體7、曲軸7、軸承A5、軸承B6、連杆16、活塞連接銷A15、輸出輪14、中缸17、活塞套18、活塞19、永磁體A24、活塞連接銷B20，上缸21、永磁體B25組成。其特徵在於能將磁能通過連杆16、曲軸7轉化為機械能帶動其它機械運轉。電能反饋系統由發電機、整流電路、反饋電路組成。其特徵在於利用永磁發電機將曲軸7傳遞過來的機械能轉化成電能，然後通過整流電路、反饋電路切斷外部電源將調速控制系統供電電源改為由永磁發電機供電。[0018]參照附圖1、2、3解釋其原理如下:當接通外部電源啟動電機2啟動旋轉，帶動齒輪A3和定向齒輪4旋轉從而帶動曲軸7旋轉。曲軸7旋轉推動活塞19由中缸17底部向中缸17頂部移動，活塞19到達頂部止點時，光電位置傳感器13向電子控制電路(集成在控制電路板48內)發出脈衝。電子控制電路(集成在控制電路板48內)收到該脈衝後控制直線伺服電機31根據發動機運行速度要求向前移動打開上隔磁閘門22、下隔磁閘門23。上隔磁閘門22、下隔磁閘門2對打開後永磁體B25與活塞79上的永磁體A24磁力線被釋放產生互相排斥的力推動活塞19向中缸17底部移動。當活塞79到達中缸17底部止點時光電位置傳感器13向電子控制電路(集成在控制電路板48內)發出脈衝，電子控制電路(集成在控制電路板48內)收到該脈衝後控制直線伺服電機31根據發動機運行速度要求向後移動關閉上隔磁閘門22、下隔磁閘門23(永磁體B25作用在活塞19排斥力越大、速度越快活塞19所能產生的動能就會越大，活塞19動能越大發動機運行的速度就會越快。而排斥力的大小與磁通量大小有關係，因此控制上隔磁閘門22、下隔磁閘門23打開和關閉的時間和大小就能控制瞬間作用活塞19的磁通量，從而達到調整發動機速度的作用)在上隔磁閘門22、下隔磁閘門23關閉後磁力線被閉合排斥力消失，活塞19在慣性作用下由中缸17底部返回到中缸17頂部，然後不斷循環上述動作，發動機開始運行。
[0019]參照附圖4、附圖5解釋調速控制系統中存在的空間三維力系原理如下:參照附圖4用於解釋現有技術所存在的嚴重缺陷。根據參照附圖4A所示，當上隔磁閘門22和下隔磁閘門23處於關閉狀態時，由於永磁體的磁力線被上隔磁閘門22和下隔磁閘門23屏蔽，因此作用在活塞的磁場為零，作用力F2為零。而作用在上隔磁閘門22和下隔磁閘門23的Fl和Fl'作用力將向水平方向垂直地吸向永磁體B25。此時Fl和Fl'作用力的方向為水平方向。根據參照附圖4B所示，當上隔磁閘門22和下隔磁閘門23處於打開狀態時，由於永磁體的磁力線被上隔磁閘門 22和下隔磁閘門23開放，因此作用在活塞的磁場為最大。磁場產生的排斥力F2推動活塞19迅速下行，作用力F2將會因活塞19與永磁體B25之間距離增大而續漸減小。而永磁體B25對上隔磁閘門22和上隔磁閘門23產生的吸引力Fl和Fl'將隨著角度@的增大而由水平方向續漸轉變為垂直方向。垂直吸引力Fl和Fl'隨角度@的增大而增大。當上隔磁閘門22和上隔磁閘門23完全打開時垂直吸引力Fl和Fl'為最大。由此可見反饋式永磁發動機的輸出功率由排斥力F2大小所決定，排斥力F2越大輸出功率越大，排斥力F2越小輸出功率越小。而輸入功率由永磁體B25對上隔磁閘門22和上隔磁閘門23的吸引力Fl和Fl'大小所決定，吸引力Fl和Fl'越大需要輸入的功率越大，吸引力Fl和Fl'越小所需輸入功率越小。由於現有技術中都是利用排斥力F2產生的輸出功率進行反饋作為打開閘門的輸入功率。因此發動機將會出現排斥力F2產生的輸出功率隨活塞19與永磁體B25之間距離增大而續漸減小，輸入功率隨閘門打開角度@的增大而續漸增大，從而令到輸入功率大於輸出功率使發動機無法繼續運行的嚴重缺陷。為解決此嚴重缺陷現採取以下措施；在上下兩塊閘門四個角上分別安裝永磁體C40、永磁體D42、永磁體E44、永
磁體F46和上缸四個角與永磁體C40、永磁體D42、永磁體E44、永磁體F46--對應且極性
相反的永磁體G41、永磁體H43、永磁體145、永磁體J47。現參照附圖5解釋其原理如下:根據參照附圖5A所示由於上隔磁閘門22和下隔磁閘門23四個角上分別安裝有永磁體C40、永磁體D42、永磁體E44、永磁體F46和上缸四個角與永磁體C40、永磁體D42、永磁體E44、永磁體F46 對應且極性相反的永磁體G41、永磁體H43、永磁體145、永磁體J47,所以永磁體G41、永磁體H43、永磁體145、永磁體J47會對上下兩塊閘門產生一個吸引力F3和F3'。F3和F3'作用的方向剛好與Fl和Fl'作用的方向相反。當上隔磁閘門22和下隔磁閘門23處於關閉狀態時，由於永磁體G41、永磁體H43、永磁體145、永磁體J47遠離上下兩塊閘門所以此時F3和F3'為最小，此時上隔磁閘門22和下隔磁閘門23處於關閉狀態，所以角度@為零，Fl和Fl'垂直拉力為最小；根據參照附圖5B所示當上隔磁閘門22和上隔磁閘門23處於打開狀態時永磁體G41、永磁體H43、永磁體145、永磁體J47與上下兩塊閘門的距離最小所以此時F3和F3'為最大，此時上隔磁閘門22和下隔磁閘門23處於打開狀態，所以角度@為最大，Fl和Fl'垂直吸引力為最大。由於F3和F3'與Fl和Fl'作用的方向相反，所以無論上下兩塊閘門處於打開或關閉狀態，F3和F3'與Fl和Fl'都會相互抵消。因此輸入功率不再由Fl和Fl'所決定。而是由上下兩塊閘門的機械摩擦力所決定，因此輸入功率會遠小輸出功率。本發明合理地利用永磁體B25產生的水平排斥力和垂直吸引力而形成的空間三維力系，巧妙地加入一個與Fl和Fl'相反的吸引力F3和F3'抵消了永磁體B25產生的垂直吸引力Fl和Fl'，有效地解決現有技術所存在的嚴重缺陷。
[0020]以上內容是結合具體的主要實施方式所做的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。本發明的還可根據曲軸的外形及擴展可分為單曲曲軸、雙曲曲軸、四曲曲軸。按曲軸的彎曲數目結合本發明的主題及原理可擴展出輸出功率更強大的雙缸反饋式永磁發動機、四缸反饋式永磁發動機、六缸反饋式永磁發動機等。而這些都應當屬於本發明的保護。
【權利要求】
1.一種反饋式永磁發動機由啟動系統、調速控制系統、機械能輸出系統、電能反饋系統四部份組成。
2.根據權利要求1所述的調速控制系統，其特徵在於:1、調速控制系統能在活塞上行到止點時，根據運行速度要求瞬間打開閘門釋放磁力線產生磁場推動活塞下行對外做功。2、調速控制系統能在活塞下行到止點時，根據運行速度要求瞬間關閉閘門閉合磁力線令磁場消失，令活塞可以利用慣性順利返回到上止點。3、能通過調節打開和關閉閘門的時間來調整作用在活塞的磁場大小，來實現調整運行速度和輸出功率。4、通過上下兩塊閘門四個角上分別安裝永磁體C、永磁體D、永磁體E、永磁體F和上缸四個角與永磁體C、永磁體D、永磁體E、永磁體F--對應且極性相反的永磁體G、永磁體H、永磁體1、永磁體J及永磁體B 組成空間三維力系，從而令到輸入功率小於輸出功率，達到能量守恆目的。
【文檔編號】H02N11/00GK103684052SQ201210338685
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月12日 優先權日:2012年9月12日
【發明者】盧志鋅 申請人:盧志鋅