一種磁短路式磁動機的製作方法
2023-05-16 00:26:41
專利名稱：一種磁短路式磁動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種磁動機，尤其涉及一種磁短路式磁動機。
背景技術：
目前，使用最廣泛的公知內燃機是由活塞汽缸、曲軸、連杆、油泵等組成，燃油進入燃燒室爆炸燃燒做功，其特點是能瞬時輸出較大的動力矩，啟動速度快。然而內燃機在運轉中不可避免將排出大量以溫室氣體二氧化碳為代表的廢氣，同時所需的燃油相比電能運輸困難，且在地球上的儲藏量極其有限，在整個燃油加工、運輸及使用過程中，排出的廢氣、廢液是目前地球面臨的主要汙染源之一。與內燃機相比較，以線圈轉子電機為代表的電機設備具有轉換效率高、使用過程中對環境無汙染的特點。電能是一種清潔能源，可以通過風能，水能等非礦石能源轉換獲取，然而在以汽車為代表的新能源運用領域，傳統的轉子電機存在高有色金屬消耗、低啟動力矩等缺點。由於電能傳輸容易，可以無視地域差別，在能源產地和能源消耗地間低成本傳輸，在效率和環境上存在優勢，因此各國都很重視移動電機設備的發展。
發明內容
結合電機和內燃機的有益特點，本發明提出一種無需線圈轉子的中高功率磁動驅動設備，具體來說是一種磁短路式磁動機。本發明為解決其技術問題所採用的技術方案是，
一種磁短路式磁動機，包括有主軸和機殼，主軸設於該機殼中，其兩端穿過機殼外， 所述機殼上固定有一對靜磁鐵,各靜磁鐵分別位於主軸兩側,靜磁鐵及主軸的中軸線處於同一平面；
所述主軸上固定有一對動磁鐵，各動磁鐵分別位於主軸兩側,動磁鐵及主軸的中軸線處於同一平面，動磁鐵隨主軸一起旋轉；
所述靜磁鐵與動磁鐵的磁極互斥；
所述主軸的一端具有凸輪，凸輪隨主軸一同旋轉，機殼上靠近主軸處設有分電器，凸輪旋轉時與分電器擠壓和分離，控制分電器的合閘與分閘；主軸另一端與發電機的轉子連接；
所述靜磁鐵和動磁鐵均為永久磁鐵，靜磁鐵及動磁鐵上均設有短路銜鐵和電磁鐵，電磁鐵通過分電器與蓄電池連接，分電器控制電磁鐵與蓄電池之間的通斷，電磁鐵對短路銜鐵做出吸合與分離的動作，使短路銜鐵對靜磁鐵及動磁鐵進行短路操作。所述短路銜鐵上具有操作杆，電磁鐵吸合該操作杆使短路銜鐵做90度旋轉運動。所述蓄電池通過二極體整流橋與發電機連接，發電機為蓄電池補充電能。由於永磁鐵的磁力在不大的尺寸內就可以做到I噸以上，因此只要控制好起始凸輪相位，就可以使該磁動機獲得極大的初始力矩。磁動機穩定工作時，主軸上的凸輪控制分電器，電磁鐵受分電器控制，電磁鐵拉動操作杆控制靜磁鐵及動磁鐵的短路與開路，凸輪角度和主軸上的動磁鐵角度一樣，靜磁鐵和動磁鐵產生同性相斥的推動力，動磁鐵帶動主軸向前運動，動磁鐵及靜磁鐵在電磁鐵的控制下進行周期性的通斷，使主軸連續運轉，主軸的運轉帶動發電機運轉發電，電磁鐵的電能由蓄電池提供，同時發電機向蓄電池補充電能，形成相位補償。因此，無需直交轉換驅動，該磁動機就能連續不斷的穩定運轉做功，輸出強大的能量。本發明的優點在於，該磁動機的動力輸出級由受電磁鐵控制的靜磁鐵驅動主軸上的動磁鐵做旋轉運動，經主軸輸出做功，控制部分由蓄電池驅動的電磁鐵、分電器及凸輪組成，工作時蓄電池所需的電能由連接在主軸上的發電機經二極體整流橋得到補充，使得蓄電池的輸出電流變得穩定，減少相位依存，提高了磁動機的輸出效率。該磁動機在啟動後， 無需外界交變能源即可自己運轉，源源不斷向外部輸送轉動力矩，其啟動力矩大，所採用的只有永磁鐵，可直接直流供電工作，不需要與轉子觸點高速摩擦的電刷等結構，特別適合電動汽車等靠蓄電池工作同時需要高功率輸出的設備。
圖I是本發明提出的磁短路式磁動機的結構示意圖2是靜磁鐵的結構示意圖3是本發明的電路控制原理圖。
具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合圖示與具體實施例，進一步闡述本發明。如圖I所示，本發明提出的磁短路式磁動機包括有機殼100和主軸200，主軸200 設於該機殼100中，其兩端穿過機殼100外，機殼100上固定有靜磁鐵110和120，靜磁鐵上分別設有電磁鐵111和121，兩個靜磁鐵分別位於主軸200的兩側，靜磁鐵及主軸的中軸線處於同一平面；主軸200上固定有動磁鐵210和220，動磁鐵上設有電磁鐵211和221，兩個動磁鐵分別位於主軸200的兩側，動磁鐵及主軸的中軸線處於同一平面，動磁鐵隨主軸一起旋轉；各靜磁鐵與動磁鐵之間磁極互斥；
主軸200通過軸承131和132設於機殼100中，主軸200的一端具有凸輪，凸輪隨主軸 200 —同旋轉,機殼100上靠近主軸200處設有分電器140,凸輪旋轉靠近分電器140時進行擠壓使其合閘，遠離分電器140時使其分閘；主軸200另一端與發電機300的轉子連接， 帶動發電機300運轉發電；
所採用的靜磁鐵和動磁鐵均為永久磁鐵，靜磁鐵及動磁鐵上均設有短路銜鐵和電磁鐵，電磁鐵通過分電器與蓄電池連接，分電器控制電磁鐵與蓄電池之間的通斷，電磁鐵對短路銜鐵做出吸合與分離的動作，使短路銜鐵對靜磁鐵及動磁鐵進行短路操作。為進一步描述該磁動機中永久磁鐵的工作細節，圖2展示了靜磁鐵110的結構,該靜磁鐵具有兩個極撐112a和112b，短路銜鐵113位於兩個極撐之間，短路銜鐵113上具有操作杆1131，該靜磁鐵的磁路受短路銜鐵113控制，控制杆1131帶動短路銜鐵113運動，當控制杆動作時，短路銜鐵做90度來回運動，短路銜鐵運動到與兩個極撐平行時，磁力線被短路，不向外輸出磁力線，靜磁鐵和動磁鐵之間不產生推斥力，短路銜鐵運動到和兩個極撐成90度垂直時，磁力線向外散發，靜磁鐵和動磁鐵之間產生推斥力。為改善該磁動機的工作電流穩定性，發明人還設計了如圖3中展示的能量反饋控制裝置，該控制裝置由電磁鐵與分電器140、蓄電池320及公共接地端連接，發電機300與二極體整流橋310、蓄電池320及公共接地端順序連接，組成相位補償的充電系統，發電機300 向蓄電池320及電磁鐵輸出電能，以補償短路銜鐵往復動作時產生的電流波動。需要注意的是，儘管本發明主要是為解決電動汽車等直流供電設備的旋轉功率輸出的低起始力矩等問題，但本發明也可以應用在交流供電的情況下，在該情況下，裝置中用於電磁鐵倒相等電路及機械裝置可以大幅簡化。總而言之，對本發明的涉及領域應以權利要求書所涉的範圍為界。
權利要求
1.一種磁短路式磁動機，包括有主軸和機殼，主軸設於該機殼中，其兩端穿過機殼外， 其特徵在於，所述機殼上固定有一對靜磁鐵,各靜磁鐵分別位於主軸兩側,靜磁鐵及主軸的中軸線處於同一平面；所述主軸上固定有一對動磁鐵，各動磁鐵分別位於主軸兩側,動磁鐵及主軸的中軸線處於同一平面，動磁鐵隨主軸一起旋轉；所述靜磁鐵與動磁鐵的磁極互斥；所述主軸的一端具有凸輪，凸輪隨主軸一同旋轉，機殼上靠近主軸處設有分電器，凸輪旋轉時與分電器擠壓和分離，控制分電器的合閘與分閘；主軸另一端與發電機的轉子連接；所述靜磁鐵和動磁鐵均為永久磁鐵，靜磁鐵及動磁鐵上均設有短路銜鐵和電磁鐵，電磁鐵通過分電器與蓄電池連接，分電器控制電磁鐵與蓄電池之間的通斷，電磁鐵對短路銜鐵做出吸合與分離的動作，使短路銜鐵對靜磁鐵及動磁鐵進行短路操作。
2.根據權利要求I所述的一種磁短路式磁動機，其特徵在於，所述短路銜鐵上具有操作杆，電磁鐵吸合該操作杆使短路銜鐵做90度旋轉運動。
3.根據權利要求I所述的一種磁短路式磁動機，其特徵在於，所述蓄電池通過二極體整流橋與發電機連接，發電機為蓄電池補充電能。
全文摘要
本發明公開一種磁短路式磁動機，包括有主軸和機殼，主軸設於該機殼中，機殼上固定有一對靜磁鐵，分別位於主軸兩側；主軸上固定有一對動磁鐵，分別位於主軸兩側；靜磁鐵與動磁鐵的磁極互斥；主軸的一端具有凸輪，機殼上設有分電器，凸輪旋轉時控制分電器的合閘與分閘；主軸另一端與發電機的轉子連接；靜磁鐵和動磁鐵均為永久磁鐵，靜磁鐵及動磁鐵上均設有短路銜鐵和電磁鐵，電磁鐵通過分電器與蓄電池連接，分電器控制電磁鐵與蓄電池之間的通斷，電磁鐵對短路銜鐵做出吸合與分離的動作，使短路銜鐵對靜磁鐵及動磁鐵進行短路操作。該磁動機採用永磁鐵驅動，可直接直流供電工作，特別適合電動汽車等靠蓄電池工作同時需要高功率輸出的設備。
文檔編號H02N6/00GK102594214SQ20121004152
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月23日 優先權日2012年2月23日
發明者武春梅, 肖榮成 申請人:上海三柳電子科技有限公司