分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法

2023-10-11 15:13:49 3

專利名稱：分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法
技術領域：
本項技術方案涉及的分立磁流能量單元及組合是一種電能、磁能、機械 能的轉換形式，分立磁流能量單元及組合的做功形式和控制系統有多種工 作模式和運行方式，適用範圍包括採用傳統技術電能、磁能和機械能轉換 的電動機為驅動源的裝置、電力驅動源形式的車輛、工程機械、自動控制 及執行機構、家用電器等，屬於電力驅動源應用範疇。
2.
背景技術：
① 釆用傳統技術的電動機影響電能、機械能轉換效率的工作模式
採用傳統技術電動機的工作模式是決定電能、機械能轉換效率的重要因 素，經典的形式是產生交變磁場作用於相對應物體(轉子)及在磁場內磁 通部分的載流導體產生作用力矩。交流電動機工作時需要產生旋轉磁場對 轉子做功，其通電線圏內的電流強度、方向不斷變化，直流電動機工作時 線圈內的電流方向也是不斷切換需要周期性的倒相。依據電磁學基本定 律"感性元件自身的感生電動勢方向與原方向相反且瞬時增加，，其實際 的物理現象是採用傳統技術的交流、直流電動機工作模式存在附加的感 抗、無功(不作功也耗能)、工作時溫度上升等不利因素，使之再進一步 提高電能、機械能轉換的效率非常困難，當其容量大到一定程度還會引發 一系列電氣問題。多相式、永磁式、無刷式、串激等類型也只是形式上的 變化，並沒有(產生附加的感抗和無功)質的區別。
② 釆用傳統技術的電動機影響電能、機械能轉換效率的結構問題 釆用傳統技術電動機是電能源轉換為機械能及圓周轉動的作功和運行形
式，傳統技術電動機的結構形式和做功輸出力矩點，實際上就是電動機的 定子、轉子之間的"氣隙，，位置。按照機械效率及作功輸出力矩的有益效 果分析應該是"氣隙"的位置離電動機轉動軸心(力臂)越遠越好，或 者說電動機的結構形式在實際工程應用時相對於機械效率的有益效果應設 計的越扁平越好。若是以電動機的電能、機械能轉換的電氣特性有益效果 分析電動機的有效做功載流線段在磁場內的磁通部分是越長越好(相對 於電動機的同軸方向)，實際工程設計產品的電動機定子、轉子磁路之外 的線段只是連接導體並不參與電能、機械能轉換和做功，那麼電動機的結 構形式按照電氣特性的有益效果就應該是設計得越細長越好。機械做功輸 出力矩的有益效果和電氣特性的電能、機械能轉換的有益效果，要選擇的
電動機結構形式設計成為"扁平型"或者"細長型"是工程應用、設計產 品的舍取問題且關係到電能、機械能轉換及效率問題。
另一方面，採用傳統技術的電動機定子、轉子之間的電磁感應相互作用 是通過所對應的"極孰"傳遞能量，實際運行中因為有"電動機的啟動、 連續轉動、轉動方向"等事件的限制，結構上這樣的傳遞能量"極靴"在
工程設計時都是做成定子、轉子"極靴"對數不相等的形式。例如工程 設計典型產品的內轉子型電動機的轉子"極靴"要比定子的"極靴"相差 幾個，而這多出的幾個不能——對應的"極靴"在工作循環周期內傳遞能 量時一直是處於預傳遞能量—傳遞能量—預傳遞能量—"的循環工作 狀態。或者換一種說法採用傳統技術電動機每一個傳遞能量的"極靴" 上都具備了相同的電磁能量，但由於工作循環周期中這多出的幾個而不能 ——對應的"極靴"上的電磁能量不能在同一時刻都傳遞到對應的能量作 用對象(轉子)上，這也是因為電動機的結構形式影響到電能、機械能轉 換效率的因素。
釆用傳統技術的電動機定子、轉子之間的磁通路形式在工程設計成為產 品後就不再變化，由此形成了電動機的"軸"輸出功率的普遍結構形式。
"軸"輸出功率的結構形式在實際應用中很少直接採用，多為減速力矩變 換、力矩傳輸、轉動轉換為直線、曲線運動等，其目的是所需的轉速、力 矩、運動形式等，這就需要有"動力傳輸系統及機構"同樣"動力傳輸系 統及機構"也是影響電能、機械能轉換和使用效率的因素。 3.

發明內容
① 本項技術方案要解決的問題
s.提出分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法，是為了電力驅動源的 能量轉換過程中提高電能、機械能的轉換效率。
6.提出分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法，是為了電力驅動源的 能量轉換過程中由於裝置本身的結構形式影響電能、機械能轉換效率。
c.提出分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法，是為了簡化電力驅動 源的能量傳遞過程和結構形式。
② 4支術方案
分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法是由分立磁流能量單元、脈衝 源時序和控制系統組成。
a.分立磁流能量單元的基本形式
在某一幾何外型並構成磁迴路通道的磁介質材料上，當一定數值的電流 強度流過磁介質材料上的閉合線圈時，由磁介質材料中磁疇反應出的電磁 效應、磁通量及強度，是一種能量的轉換過程和表現形式。分立磁流能量
單元的基本形式參閱說明書附圖I-I,其中的#f是構成磁迴路的磁介質 機構，用導磁材料製成是分立磁流能量單元的磁路通道，電流經過的通電 線圏Z是電能源轉換為磁能的機構。實際中磁介質材料內形成的磁路和磁 路通道中產生的磁通及強度使得通電線圈Z、磁介質的磁迴路機構#糹、磁 通量^及磁通強度》形成了一個具有能量的機構，即為分立磁流能量單 元，用&表示。這裡的#糹是構成磁迴路的磁介質機構，閉合線圏Z是電 流流過並將電能源轉換為磁能的機構，磁通量^和磁通強度A是能量轉 換的物理量。
6.分立磁流能量單元作功的基本形式
遵循電磁學理論定律"磁通是沿磁阻最小的路徑閉合"和"因磁場扭 曲而產生的法向方向、切向方向磁扭力"的基本原則，具有磁流能量的機 構即分立^f茲流能量單元&其能量是以力或力矩的形式作用於自身或相對 物體，能量轉換及做功形式如說明書附圖1-4、說明書附圖1-5中的模型1 和模型2所示。
分立磁流能量單元對於直線、往復運動模式的應用裝置模型1 當說明書附圖1-4中的模型1所示分立磁流能量單元機構&的通電線 圈Z有電流流過，將產生由構成磁迴路的磁介質機構的W初始位置 向方向的位置移動趨勢並且閉合現象，電流流過閉合線圏Z並將電 能源轉換為磁能的分立磁流能量單元機構&的磁通量^和磁通強度》是 能量轉換物理量的能量表達形式，也就是平行、直線、往復運動形式的機 械能能量。
分立磁流能量單元&將電能源轉換為機械能能量的表達式為
formula see original document page 5其中^是電磁力；屍f是J軸方向的電磁力矩；/，是/軸方向的電磁力 矩；屍z是Z軸方向的電磁力矩；^S是移動距離，當裝置應用的是直線、 往復運動形式並且沒有f軸向和Z軸向的位置移動時，F軸方向的電^f茲力 矩和Z軸方向的電磁力矩等於零，即
formula see original document page 5
直線、往復運動形式分立磁流能量單元的作功表達式為formula see original document page 5分立磁流能量單元對於圓弧、轉動運動模式的應用裝置模型2 當說明書附圖1-5中的模型2所示分立磁流能量單元機構&的通電線 圏Z有電流流過，將產生由構成磁迴路的磁介質機構W的c' ^初始位 置向cd方向的位置移動趨勢並且閉合現象，電流流過閉合線圈Z並將電 能源轉換為磁能的分立磁流能量單元機構&的磁通量^和磁通強度"是
能量轉換物理量的能量表達形式，也就是圓弧、轉動運動形式的機械能的 能量。
分立磁流能量單元&將電能源轉換為機械能能量的表達式為
,=屍x + ^ + A 其中,是電磁力；屍f是J軸方向的(法向方向)電磁力矩；屍7是屍軸 方向的(切向方向)電磁力矩；屍z是Z軸方向的電磁力矩；cW是移動距 離，當裝置採用的是圓弧、轉動運動形式並且沒有Z軸向的位置移動時， Z軸方向的電磁力矩等於零，即
Z7 -屍Z +屍7
這一過程可進一步表達為
當分立磁流能量單元機構&的通電線圈Z有電流流過，說明書附圖1-5的模型2所示的構成磁迴路的磁介質機構附的c' ^向"位置移動並 且閉合這一工作周期內的由初始狀態的<^ cr位置至結束狀態的W位置 這一過程中的接通工作電源或者斷開工作電源及相對應的脈沖源時序及組 合而得到的切向方向屍/電磁力矩或法向方向屍x電磁力矩。如說明書附圖 1-5的模型2所示，分立磁流能量單元^通電時的初始狀〃 ^位置至 結束狀態的ccM立置這一工作周期內，構成磁迴路的磁介質機構W受到的 作用力是切向方向屍/和法向方向屍i電磁力矩並有一個轉換變化過程。在 一個通電工作周期內，某一段時序內是切向方向屍7電磁力矩為主要做功 的力矩如說明書附圖2-1中的j段(sl);某一段時序內是法向方向屍x 電^f茲力矩為主要做功的力矩如說明書附圖2-1中的C段(s3);某一段時 序內是切向方向屍/和法向方向,x的電磁力矩共同做功的力矩如說明書附 圖2-1中的》段(s5-8 )。分立磁流能量單元^基本工作模式的脈衝源 時序是通過切向方向屍7和法向方向屍x電磁力矩做功的時域選擇，得到不 同方向的電磁力矩，分立磁流能量單元機構&可以通過脈沖源時序的時 域選擇得到單一切向方向屍/的電》茲力矩，或者單一法向方向Fx的電磁力 矩及做功邏輯。
當裝置釆用的是圓弧、轉動運動形式如說明書附圖1-5中的模型2所示 有轉動圓心。和轉動半徑v 存在、構成磁迴路的f茲介質機構#糹就可以沿
著轉動半徑^的圓弧運動，這樣、單一切向方向/^的電磁力矩形成了裝 置的驅動邏輯，單一法向方向電磁力矩形成了裝置的制動邏輯。實際 應用中分立磁流能量單元&可與構成磁迴路的磁介質機構祈在採用的是 圓弧、轉動運動形式裝置中可以互為對應的"定子、轉子"而分立磁流能 量單元&與構成磁迴路的磁介質機構附在相同的硬體機構上滿足了驅動
和制動兩種運動形式邏輯。
圓弧、轉動形式電磁流能量單元的作功表達式為
-必F
c.分立磁流能量單元的電氣特性
如上所述,分立磁流能量單元的磁介質材料內形成的磁路和磁路通道中 產生的磁通量^及磁通強度》與通電線圏Z和磁介質的磁迴路機構附、 形成了一個具有能量的^L構或有能量的分立單元，實際上電能源轉換為》茲 能源的過程是電流強度通過閉合線圈Z激活了構成磁迴路的磁介質物質中 的磁疇作定向(有序)運動形成的磁流，通電線圏Z的電流強度對應的物 理量是磁通量0和磁通強度A電流方向對應的物理量是磁通流方向。在 分立磁流能量單元的作功基本形式論述中分立磁流能量單元&作功的充 要條件是磁迴路的閉合過程和脈沖源時序的時序域選擇，而磁迴路的閉合 過程實際上與磁通量^和A茲通強度》的磁流方向無關，也就是與電流強 度的方向無關，那麼實際上分立磁流能量單元作功形式的基本電氣特性就 是與輸入電源的形式和種類無關，即在分立磁流能量單元的實際應用中沒 有使用交流、直流及單相、多相電源或者換相、倒相的限制。
分立磁流能量單元的通電閉合線圈Z也是一種有內阻和電感量的感性元 件，在說明書附圖1-5的模型2裝置中如果沒有諸如電流的方向和電流的 換相、倒相的使用限制，那麼在實際應用上受到"感性元件自身的感生電 動勢和電流方向與原方向相反且瞬時增加"的影響相對於採用傳統技術的 電動機要小的很多或者是"感抗"的影響減少很多，也沒有採用傳統技術 的電動機的"無功"現象產生和相應的補償機構。由於分立磁流能量單元 作功基本形式的充要條件之一是脈衝源時序，而脈衝源時序的脈衝幅值、 幅寬、頻率、通電時序段及組合等參數都是以數字式的工作模式，那麼實 際應用中的較大容量裝置的啟動和運行中的輕重負荷、過激磁、諧振蕩等 問題都可以由脈衝源時序和控制系統解決，對於實際應用分立磁流能量單 元及組合為驅動源的裝置其本身的硬體設施和電氣適用條件要求可以降的 很低。
J.脈衝源時序和控制系統
如前所述，分立磁流能量單元能量轉換方法的工作模式是將具有分立 磁流能量單元&的機構作為有能基本單元，工作能量取自於電能，工作 時分立磁流能量單元機構對電能輸入的類型如交流直流、單相多相和電 流方向無需限制，也無需產生旋轉磁場或電流換相、倒相，其工作模式僅 需為按特定的時限接通電源、斷開電源及其時限的組合，這就是脈衝源時 序的基本形式和工作模式。結合說明書附圖1-5和說明書附圖2-1以分立
磁流能量單元機構對於圓弧、轉動運動形式能量轉換及功率輸出運行模式
的應用裝置模型2說明脈衝源時序的基本形式和運行邏輯。
當分立磁流能量單元機構^的通電線圏Z有電流流過，將產生由構成 》茲迴路的磁介質機構#f的c' fl^初始位置向cd方向的位置移動趨勢並且 閉合現象，說明書附圖1-5的模型2所示構成磁迴路的磁介質機構#,的位 置移動並且閉合這一工作周期內的由初始狀態的^ ^位置至結束狀態的 cd位置，這一過程中的接通工作電源或者斷開工作電源及相對應的脈沖源 時序及組合而得到的切向方向屍y電》茲力矩或法向方向電磁力矩。分立 ^磁流能量單元勘通電時的初始狀^ ^位置，至結束狀態的a/位置這一 工作周期內，構成磁迴路的磁介質機構價受到的作用力是切向方向屍/和 法向方向/^電磁力矩在一個通電工作周期內有一個轉換變化過程，某一段 時序內是切向方向,j電磁力矩為主要做功的力矩如說明書附圖2-1中的^ 段；某一段時序內是法向方向/^電磁力矩為主要做功的力矩如說明書附圖 2-1中的C段；某一段時序內是切向方向,y法向方向屍x的電磁力矩共同 做功的力矩如說明書附圖2-1中的"段。說附圖2-1所示的^區域時 序段是電磁力切向方向屍y力矩的主要部分，C區域時序段是電磁力法向方 向屍x力矩的主要部分，"區域時序段是電磁力矩切向方向屍y法向方向屍z 合成部分。脈沖源時序的工作模式是將這幾個時域區分或組合併控制其接 通、斷開相應的時序,殳而得到相對應的切向方向屍/和法向方向屍x的電磁 力矩或者其兩者的組合電磁力矩。當裝置採用的是圓弧、轉動運動形式如 說明書附圖1-5模型2所示的有轉動圓心O和轉動半徑A存在、那麼構成 磁迴路的》茲介質才幾構就可以沿著轉動半徑A的圓弧運動並作功輸出力 矩，這樣單一切向方向屍7的電磁力矩形成了裝置的驅動邏輯和單一法向 Fx電磁力矩形成了裝置的制動邏輯，而"區域時序段的電磁力矩切向方向 F7和法向方向Fx合成部分脈沖源時序合成對應的工作模式是說明書附圖 1-5模型2所示的轉動運動的緩啟動和緩制動邏輯。
分立磁流能量單元的能量轉換方法的控制系統是按實際應用裝置的運行 模式作選擇和設計，結合說明書附圖1-5、說明書附圖2-1和說明書附圖2 -2以分立磁流能量單元機構對於圓弧、轉動運動形式能量轉換及功率輸出 運行模式的模型2應用裝置說明相對應的控制系統i^/的工作模式和運行邏 輯。若分立磁流能量單元&、份......ife組合及主體A與構成磁迴路的磁介
質機構#^及主體#分別屬於電磁力矩作用的相對物體，當分立磁流能量單 元&、 ......組合及主體yV分別或者同時按照設定的區域時序段接通電
源時，將對構成磁迴路的磁介質機構W及主體#產生電磁力矩或作用力。 而分立磁流能量單元&、 W......&及主體iV的各分立磁流能量單元之間的
8
先後工作次序、接通電源時域時序段選擇、電流強度等參數的變化或者各 種參數之間的編程，則可以確定構成磁迴路的磁介質機構#f及主體#的受
力方向、力矩大小、速率及運動形式等。如說明書附圖2-2構成磁迴路的 磁介質機構廚及主體#中若有半徑j (力臂)和圓心0的存在，則構成 磁迴路的磁介質機構W及主體#受到切向方向屍y電磁力矩的作用做圓周 運動，並且具有因單個分立磁流能量單元與多個分立磁流能量單元及組 合、脈衝的寬度、幅值、頻率等參數的改變或者其參數的編程使得裝置具 有啟動、轉動方向、轉動速度、轉動力矩的控制能力。由於脈衝源時序和 控制系統的工作特性，使得分立磁流能量單元的能量轉換方法的結構形 式無需再定義或局限於傳統電動機的軸輸出功率的範疇，例如電力驅動車 輛的車輪就可以和構成磁迴路的磁介質機構W組成一體，不再需要"動力 傳輸系統及機構"。
分立^P茲流能量單元的能量轉換方法的控制系統Jw實際工作中有一個必要 條件是模擬量的實時讀取及處理，在分立磁流能量單元&機構中除了能量 轉換作功的閉合線圈Z以外還有另一組數據採樣線圏^ 。當採用說明書 附圖1-5和說明書附圖1-3的應用裝置模型2所示的構成磁迴路的磁介質 機構#,的<^ ^ 位置和cd位置或者其他的位置時，分立磁流能量單元 的數據採樣線圈實時讀取到分立磁流能量單元&與構成磁迴路的磁介 質機構附不同位置時的相對應的模擬量，如微小的電流變化量^ /y /或者 微小的電壓變化量4 〃 r。分立磁流能量單元^機構中的數據採樣線圈 的模擬量實時讀取及處理實際上就是選擇實時的分立磁流能量單元&和構 成磁迴路的磁介質機構W不同位置時相對應的模擬量，也是分立磁流能量 單元的能量轉換方法的控制系統vTw實際工作中給脈沖源時序實現工作模式 的指令依據。在說明書附圖2-2中由於分立磁流能量單元Aa和分立磁流能 量單元說6&7J在同一時刻相對應的構成磁迴路的磁介質機構W幾何位置 不同，分立磁流能量單元&和分立磁流能量單元份0>7 機構中的數據 採樣線圈r的模擬量實時讀取也不同，通過模擬量實時讀取及處理和數值 換算就可以得到脈衝源時序需要的切向方向屍/做功區域時序段和法向方向 ,x做功區域時序段或者切向方向,y和法向方向,x共同做功區域時序段， 並由控制系統^給不同位置的分立磁流能量單元做功指令，實現了裝置 的啟動、轉動方向和連續轉動或者制動等工作形式。同樣也可以通過電流 強度、脈衝源寬度、幅值、頻率等參數的改變或者其參數的編程使得裝置 具有轉動速度、轉動力矩的控制能力，對於分立磁流能量單元及組合控制 系統h還可以根據應用裝置的實際的機械特性選擇分立磁流能量單元的 獨立、循環工作或組合、循環工作。
脈衝源時序和控制系統是一種數字量形式的能量密度表迷方法，例如按 分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法，以電力驅動方式應用於圓周運 動做功方式的工作形式，對於以每分鐘/2轉的轉動速率、歷牛/米輸出力
矩的裝置，單位時間內脈衝源時序和控制系統需發ir個單位的脈衝工作波 源，當脈衝源時序和控制系統在同樣時段內發出c^個單位的脈動工作波 源時，實際上將以數字量形式改變裝置的能量密度，同樣還可以通過變化 脈衝源時序輸出的脈衝寬度、幅值等參數得到對應的轉動速度、力矩等相 應的數據和運行邏輯，其物理意義為單位時間內的作功能量變化及力矩 特性、速度特性和運行邏輯等。在自動控制應用中的線性運動及行程等， 由於有按脈沖源時序合成的完全數位化工作新理念的推出，可擴展更廣泛 的應用領域。例如當應用於轉動裝置時，控制方法可以由系統發出的 c4個脈動工作波源以及脈動工作波源的脈沖寬度、幅值、頻率等參數實 現按每分鐘"轉、7//2轉，或者只轉"轉、7// 轉，甚至還可以在一個旋 轉周期內按多種速率，不同的力矩，以及不同旋轉方向實現轉動方式的運 行邏輯。同理，自動控制技術中的線性與非線性運動等也無需傳動、轉動 變換為線性運動等機構或系統，線性與非線性、曲線運動也可以按適用的 按脈衝源時序及控制方法實現數字意義上的理想化"步進"運行邏輯。 e.分立磁流能量單元及組合的應用
分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法，是以分立磁流能量單元為基 礎，相對於被應用裝置以理想的力或力矩應力位置和機械特性採用優化、 合理的結構布局及控制系統，高效率地將電能轉換為機械能和運行形式。 優化、合理的結構布局其設計原則是按被應用裝置的實際運行方式、機械 特性等參數為依據和不同模式的控制方法，目的是獲得最理想的能量轉換 效率和使用效率，分立磁流能量單元及組合的結構對於不同的應用裝置有 著充分的設計、優化空間。
(1) 在分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法應用於家用電器類的空調 機、電水箱的製冷壓縮機的結構設計中，因其工作模式及運行方式無需再 做圓周運動的運行特徵和功率輸出形式，如前述、這時的分立磁流能量單 元及組合其做功形式由脈沖源時序合成工作模式中的分立磁流能量單元機 構對於直線、往復形式能量轉換及功率輸出運行模式的應用裝置模型1時 的"法向方向/^的電^f茲力矩工作通電時域"就可以簡單實現家用電器類 空調機、電冰箱製冷壓縮機的工作模式及往復運行特徵，分立磁流能量能 單元及組合的結構設計、排序、控制方法等參閱具體實施例和說明書附圖 3-1、說明書附圖3-2、說明書附圖3-3。
(2) 在分立磁流能量能單元及組合的能量轉換方法應用於電動自行車項目
中由磁介質材料(電工鋼片)製成的磁迴路機構可分布於車圈的最外緣， 按自行車的使用範疇及特性，分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法應 用於電動自行車項目設計中，由於無需靜態的啟動能力和轉動方向限制
(控制系統對於反向轉動事件閉鎖能源輸出)，理論上僅用一組分立磁流 能量單元就可以實現自行車的驅動/制動及運行模式。解決方案是以脈衝 源時序合成控制的切向方向/^電磁力矩為驅動車輛，由脈衝源時序合成 控制的法向方向屍f電磁力矩為制動(如果有必要)車輛。
(3) 分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法應用於家用電器類的洗衣機 裝置設計中，不再局限於傳統電機的軸輸出功率形式，分立磁流能量單元 可以兩組或者多組排列，結構設計時分立磁流能量單元按最合理的機械運 動形式及應力位置如轉桶的邊緣分布。其工作模式即脈衝源時序的通電時 域選擇所對應的是切向方向屍y電磁力矩和法向方向屍x電磁力矩的做功和 實際的運行效果。兩組或多組分立磁流能量單元的結構設計是以理想的工 作模式適應於洗衣機，如靜態啟動、正反方向轉動及變速運動等，分立磁 流能量單元及組合可與洗衣機的轉桶合為一體，實現"無傳動"結構形 式，減去現有產品上的傳動機構和減糹展^U勾。
(4) 光碟驅動"ra等)裝置採用分立磁流能量單元及組合的能量轉 換方法，磁介質材料(導磁粉末塗料)的磁迴路機構有序的塗復在光碟表 面，其光碟自身就是"轉子"，減去現有產品控制速度和傳動機構的大量 外圍元件，並且可以通過導磁粉末塗料的"有序"塗復在光碟表面實現
"加密和防偽"能力。兩組分立磁流能量單元及脈衝源時序合成和控制系 統的"電磁力矩的切向方向電磁力矩/^及通電時域"就可以完成啟動及 正常運轉功能，如有必要還可以採用"電》茲力矩的法向方向電^茲力矩屍x 及通電時域"實現減速和制動功能，由於通電時域的脈沖源時序完全數字 數位化的工作模式使得光碟驅動的讀取速度(轉動速度)和速度變化的精 準度有著階段性的提高。
(5) 分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法應用於電動汽車的驅動/制 動裝置設計時，可將分立磁流能量單元及組合的磁介質材料製成的磁迴路 機構與車輪做成一體，所需較大的輸出功率和功率變化，可將分立磁流能 量單元及組合的結構設計中在車輪輪轂的有限空間內多組排列，分立磁流 能量單元及組合和控制方法可以很筒單的實現轉動速度和速度變化、包括 驅動/制動輪的單輪、多輪運行控制，分立磁流能量單元及組合的繞組線 圏還可以分成"低速大力矩繞組線圈和高速小力矩繞組線圏"等設計方 案，同樣也不需要減速器、變速器、差速器和"動力傳輸系統及機構"。
③有益效果
分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法是一種合理、高效率的電能、 磁能、機械能的能量轉換方式。相對於採用傳統技術電動機的感性元件通 有的附加感抗、無功耗能、工作時溫度上升等不利因素，由於分立磁流能 量單元及組合的能量轉換方法的工作才莫式無需產生旋轉磁場、換相和極性 倒相等運行條件，而採用脈沖源時序及控制方法的工作形式，比應用傳統 技術電動機工作模式的電源輸入方式，更有效的利用了電源能量及提高了 轉換效率。
分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法採用的電能、磁能、機械能的 能量轉換方式、工作模式、結構方式和控制系統在作功輸出機械能時原則 上不再需要採用傳統技術電動機普遍的"軸"輸出功率和需要有"動力傳 輸系統及機構"的結構形式，在提高工作效率的同時還將擴大其適用範
圍。例如分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法應用於電動車輛的驅 動、制動的硬體設施"二合一"形式，分立磁流能量單元及組合可與車輪 作為一體，除了電力驅動機構本身的結構簡單外，相對與車輛本身還可以 省去傳動系統、齒輪變速系統、差速系統等繁雜機構，且由於數控系統的 多樣性，可靠性等諸多功能，將電力驅動的車輛做成智能化、模糊化、安 全優先中斷等運行方式成為可能和簡單。 4.


說明書附圖l-l、 1-2、 1-3是分立磁流能量單元的基本結構形式，由分 立磁流能量單元組和構成磁迴路的磁介質機構及控制系統組成。其中& 表示分立磁流能量單元，附是構成磁迴路的磁介質機構，用導磁材料或 永磁材料製成，是分立磁流能量單元的磁路通道。Z是通電線圈即電能源 轉換為磁能的機構，當構成磁迴路的磁介質機構放是用永磁材料製成時分 別由通電線圈W和產生對應的順時方向》茲通流^與逆時方向》茲通流 。 i/是數據採樣線圈，實時讀取分立磁流能量單元^與構成磁迴路 的磁介質機構附不同位置時相對應的模擬量和極性等，如微小的電流變 化量4 ///或者微小的電壓變化量」K， e是數據採樣線圈i/的工作電 源。"和5 z是磁通流強度即電能源轉換為磁能的能量轉換物理量。 是脈衝源時序和控制系統， 〃是工作電源，J是能源、數據總線。#和# 是分立磁流能量單元及組合的主體與構成磁迴路的磁介質機構的主體電磁 力矩作用的相對物體，5是#和#之間的相對氣隙，v 和0是;f莫擬半徑 (力臂)和圓心(轉動)。
說明書附圖l-4、 1-5是分立磁流能量單元的作功基本形式，模型l是 分立磁流能量單元機構對於直線、往復運動形式能量轉換及功率輸出運行 模式的應用裝置，模型2是分立磁流能量單元機構對於圓弧、轉動運動形
式能量轉換及功率輸出運行模式的應用裝置。其中屍是電磁力，屍x是J 軸方向的電磁力矩，屍y是/軸方向的電磁力矩。fa表示分立磁流能量單 元，價是構成磁迴路的磁介質機構。Z是通電線圏即電能源轉換為磁能的 機構。是脈沖源時序和控制系統，"是工作電源，J是能源、數據總 線。#和#是分立磁流能量單元及組合的主體與構成磁迴路的磁介質機 構的主體電磁力矩作用的相對物體，W和aV是分立磁流能量單元的作 功的初始位置和結束位置，W和是分立磁流能量單元的作功的初始 位置和結束位置。^是電磁力,的變化角度，5是#和#之間的相對氣 隙，A和O是才莫擬半徑和轉動圓心。
說明書附圖2-l是分立磁流能量單元的脈沖源時序域的基本形式，相對 應於說明書附圖1-5的模型2，分立磁流能量單元機構的圓弧、轉動運動 形式應用裝置的脈衝源時序域是0到6 1的A段是切向方向屍y電磁力矩 的主要部分，6 3到64的C段是法向方向屍z電磁力矩的主要部分，6 1 到6 3的B段是切向方向,7、法向方向Fz的電磁力矩共同部分。分立磁 流能量單元的脈衝源時序域確定的基本原則是通過交點P，令s5區域和 s6區域面積相等或者是s7區域和s8區域面積相等，得到sl區域和s3區 域面積以及對應的通斷角6 1和6 3,即切向方向,y電磁力矩的j段和法 向方向屍x電磁力矩的C殳以及切向方向屍7和法向方向屍x電i茲力矩共同 做功的力矩萬段。切向方向屍y和法向方向屍x電磁力矩共同做功的A段在 一個工作周期內，構成f茲迴路的磁介質機構受到的切向方向Fy和法向方向
^r電磁力矩有一個轉換變化過程，e i到e 2段時序內是切向方向&電磁 力矩逐漸減少而法向方向屍I電磁力矩逐漸增加，這對於有相應機械特性需
求的應用裝置有這很重要的意義，例如減速、緩制動等等。說明書附圖2-l中,是電磁力，屍i是J軸方向的電磁力矩，屍y是f軸方向的電磁力矩。 說明書附圖2-2是分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法的控制系統 的基本形式，控制系統是按實際應用裝置的運行模式作選擇和設計，結合 說明書附圖l-5、說明書附圖2-1以分立磁流能量單元機構對於圓弧、轉 動運動形式能量轉換及功率輸出運行模式的應用裝置模型2說明相對應的 控制系統^/的組件名稱，其中分立磁流能量單元^3 f辦…^7組合構成主 體#， 構成/ 茲迴路的》茲介質才幾構及主體#， #和#分別屬於電磁力矩作 用的相對物體，當分立磁流能量單元&、 組合及主體#分別或者
同時按照設定的區域時序段接通電源時，將對構成磁迴路的磁介質機構#f 及主體#產生電磁力矩或作用力，而分立磁流能量單元&, &...&及主體 #的各電磁流能量單元之間的先後工作次序、接通電源時域時序段選擇、 電流強度等參數的變化或者各種參數之間的編程，則可以確定構成磁迴路
的磁務庸機構i/,及主休i/的疊力古向、力矩大小、速率及逸動形式等。
說明書附圖2-2中&、 A6…f/ 表示分立磁流能量革元及組合，W是構 成磁迴路的磁介質機構，fw是脈沖源時序和控制系統，"是工作電源。A 和#是電磁流能量卑元及組合的主體與構成磁迴路的磁介質機構的主體電 磁力矩作用的相對物體，5是#和#之間的相對氣隙，A和0是模擬半徑 (力臂)和圓心(轉動)。
i兌明書附圖3-1、 3-2、 3-3是分立磁流能重皂元及組合的能量轉換方法
應用子家用電器類的空調、電冰箱製冷壓縮機的結構^L計，因其工作模式 及運行方式無需再做圓周運動的運行特徵和功率輸出形式，這時的分立磁 流能量單元及組合其做功形式由脈沖源時序合成工作模式中的分立磁流能 量單元機構對於直線、往復形式能量轉換及功率輸出運行模式的應用裝置 模型1時的"法向方向屍"的電磁力矩工作通電時域"就可以簡單實現家用 電器類空調、電冰箱製冷壓縮機的工作模式及往復運行特徵。其中l.分 立磁流能量卑元A組動力繞組2.分立磁流能量單元B組動力繞組；3.分 立磁流能量單元A'組動力繞組4.分立磁流能量單元B'組動力繞組；5. 工作電源6.脈沖源時序和控制系統7.動力、數據總線8.分立磁流能 量皂元A'傳感器繞組9.分立磁流能量皂元B'傳感器繞組1G.分立磁 流能量單元A組磁通流ll.分立磁流能量單元B組磁通流12.分立磁流 能量革元A組；13.分立磁流能量皂元B組14.固定螺栓15.活塞環 16.壓力室17.固定、安裝支架18.活塞19.傳感器邏輯圖20.汽缸 體21.壓力閥門組22.構成磁迴路的磁介質機構(由電工鋼片製成)。
說明書附圖4-1是分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法應用於電動 自行車的總體布局，由分立磁流能量卑元和磁介質材料製成的磁迴路^ 可分布於車架和車圖的外緣，形成電磁力矩相對應的驅動機構，其中1. 是分立磁流能量單元(共1組)2.是構成磁迴路的磁介質機構(由電工 鋼片製成共8組)
說明書附圖4-2是應用於電動自行車的分立磁流能量卑元機構，其中 3.是電動自行車的鋁質車團4.是構成磁迴路的磁介質;^ (由電工鋼片 製成共8組)5.是分立磁流能量皂元與構成磁迴路的磁介質機構的相對 氣隙；6.是分立磁流能重單元的傳感器繞組7.是動力、數據總線8.是 分立磁流能量皂元的動力繞組9.是分立磁流能量卑元本體IO.是固定 螺栓ll.是脈沖源時序和控制系統；12.是電源。
說明書附圖4-3是應用於電動自行車的分立磁流能量單元機構的磁通路 圖，其中13.是分立磁流能量單元磁流能量的磁迴路設計14.是分立磁 流能量單元與構成磁迴路的磁介質機構的相對氣隙15.表示電動自行車
的車圏；16.表示應用於電動自行車的分立磁流能量單元機構(固定在車 架上)；17.是分立^f茲流能量單元的動力繞組。
說明書附圖4-4是應用於電動自行車的分立磁流能量單元的結構形式， 其中18.是分立磁流能量單元與構成磁迴路的磁介質機構的相對氣隙； 19.是分立f茲流能量單元的動力繞組；20.是電動自行車車圈的輪幅；21. 是電動自行車的車圈的外緣；22.是構成磁迴路的磁介質機構(由電工鋼 片製成共8組)；23.是分立磁流能量單元機構本體。 5.具體實施例
例l.分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法應用於空調、電冰箱的 製冷壓縮才幾
① 現有技術主流產品的運行模式和機體結構問題
採用傳統技術製冷壓縮機的運行方式主要是活塞往復式，驅動源電動機 的負載是活塞在汽缸內的壓縮力矩，工作時電動機輸出軸上的負載是周期 變化的，負載的最大轉動力矩比平均轉動力矩大的多，這是因為最大轉動 力矩是在活塞運動到汽缸上止點時產生的。活塞的壓縮行程使之運動需要 能量，而要使活塞運動到上止點時需要的能量更多，這樣的工作方式可以 比擬為"打氣筒"式的工作模式，也就是說電動機的工作負載力矩是脈動 的，這對於電動機的電氣特性並不是最佳的方式，也是影響電能、機械能 轉換效率及整個裝置的工作效率的問題。
現有技術製冷壓縮機的應用產品電水箱、空調機的壓縮機與驅動電動機 等部件大都是密封在同一容器(裝置)內，由此引起的機械運動的潤滑、 冷確、製冷介質與電動機的介電特性及絕緣等諸多問題，結構設計上電動 機、壓縮機、製冷介質等密封為一體的方式要做特殊要求。電動機的動力 輸出通過轉軸輸出力距還需經過動力傳輸機構、與活塞的運動形式變換機 構，運行時不可避免的振動、噪聲，各部件是工作在非常嚴酷的條件下， 這都是現有產品存在的問題。
② 本項技術方案要解決的問題
a.提出分立磁流能量單元能量轉換方法的製冷壓縮機技術方案，是為了 提高電力驅動源的電能、機械能的轉換效率。
6.提出分立磁流能量單元能量轉換方法的製冷壓縮機技術方案，是為了 提高電力驅動源的能量傳遞過程中，由於結構形式影響裝置的使用效率。
c.提出分立磁流能量單元能量轉換方法的製冷壓縮機技術方案，是為了 簡化裝置(製冷壓縮機)的結構。
③ 技術方案
採用分立磁流能量單元能量轉換方法的製冷壓縮機，是由分立磁流能量
單元組、控制系統、活塞和汽缸組、空氣壓縮室和壓力閥門組等組成的機 電一體化、自動控制、智能模糊運行方式等多項技術的全新裝置。 3.分立》茲流能量單元的結構和磁路設計
因空調、電水箱製冷壓縮機的工作模式及運行方式，本項分立磁流能量 單元能量轉換方法應用製冷壓縮機技術方案的分立磁流能量單元設計無需 再定義或局限與傳統電機的軸輸出功率和圓周轉動轉換成直線、往復的範 疇。這時的分立磁流能量單元及組合的做功形式，是由脈衝源時序合成工 作模式中的"分立磁流能量單元機構對於直線、往復形式能量轉換及功率 輸出運行模式的應用裝置模型1."時的"法向方向,X的電磁力矩工作通 電時域"邏輯就可以簡單實現空調、電冰箱製冷壓縮機的工作模式及往復 運行特徵。
說明書附圖3-1是分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法應用於家用 電器類的空調、電冰箱製冷壓縮機的結構設計。其中20是銅質材料的 汽缸體、內置可移動的活塞18及活塞環15組件，活塞的兩端封閉且不需 要聯杆等機構，由複合材料和磁介質材料合成的活塞18也是分立磁流能 單元磁通路的一部分。汽缸體的兩端是壓力室16和壓力閥門組21,外表 面是構成磁迴路的磁介質機構(電工鋼片)22組件和安裝支架17,分立 f茲流能量單元A和A' 、 B和B'動力繞組的1和3、 2和4以及傳感器繞 組8、 9組件，由此構成了分立磁流能量單元及組合應用於空調、電冰箱 製冷壓縮才幾的結構i殳計。
作為電水箱、空調機的製冷壓縮機磁路、結構設計，分立磁流能單元的 作功電磁力是以壓縮機活塞工作時的最佳應力位置分布，磁路是以最佳的 磁路閉合時的氣隙(壓力室)與機械、電氣特性選擇的結構形式(參閱說 明書附圖3-2的磁通路圖)設計，這時的能量轉換電氣特徵(氣隙特徵) 與機械特性(活塞打氣筒式的工作模式)相互優化組合。而由複合材料及 磁介質材料合成的活塞(活塞與分立磁流能單元為一體也是的磁路一部 分)與分立磁流能單元及組合形成一個整體，因此無需再有動力傳輸及轉 動變換為直線運動系統，實現高效率的能量轉換和無傳動的結構形式，大 大減少了圓周旋轉產生的運動所需能量及運動時的振動和噪音。而傳統結 構的轉動部分的密封、散熱等問題也可以考慮的相對簡單，使得分立磁流
能量單元及組合應用於空調、電水箱裝置更象是一種在"家裡工作"的機 械裝置。
6.電氣及控制系統設計
參閱說明書附圖3-2中磁通路圖部分，當分立磁流能量單元A (A') 組的動力繞組內有電流時，構成磁迴路的磁介質機構即汽缸內活塞將產生
位置移動趨勢並且向A組汽缸體的壓力室閉合現象，同時A組的壓力閥門 組接通儲氣室而B組的壓力閥門組打開；當分立磁流能量單元B ( B') 組的動力繞組內有電流時，構成磁迴路的磁介質機構即汽缸內活塞將產生 位皇移動趨勢並且向B組汽缸體的壓力室閉合現象，同時B組的壓力閥門 組接通儲氣室而A組的壓力閥門組打開；分立磁流能量單元A(A')組 和B(B')組動力繞組採用"直線、往復形式能量轉換及功率輸出運行 模式的應用裝置模型1的法向方向屍x的電磁力矩工作通電時域"實現了 空調、電水箱製冷壓縮機的工作模式及往復運行特徵和運行邏輯。
說明書附圖3-3中的19是傳感器部分，傳感器讀取的模擬量實際數值 是微小電壓變化量4 // r或者微小電流變化量4 〃/,其實際的物理意義 是分立磁流能量單元數據採樣線圈得到的因活塞位置移動和變化時 磁迴路的磁介質機構內的磁通流變化Z1 w ^和磁通流強度J//》，也就是 不同的活塞位置有相對應的微小電壓〃 r或者微小電流///，由此控制系 統經過實時讀取一莫擬量及數值處理後，分別接通和斷開相對應的分立^茲流 能量單元A(A')組或者B (B')組動力繞組電源，實現製冷壓縮機的 活塞連續、往復工作運行。
④有益效果
分立磁流能量單元及組合的磁路和磁路通道中產生的磁通量及磁通強度 形成了 一個具有能量的機構，實際上電能源轉換為磁能源的過程是電流強 度激活了構成磁迴路的磁介質中的磁疇作定向運動形成的磁流，分立磁流 能量單元作功的充要條件是磁迴路的形成和閉合過程，而磁迴路的閉合過 程實際上與磁通量和磁通強度的磁流方向無關，也就是與電流強度的方向 無關，那麼實際上分立磁流能量單元作功形式的基本電氣特性就是與輸入 電源的形式和種類無關，即在分立^f茲流能量單元的實際應用中沒有使用交 流直流、單相多相電源或者換相倒相的限制。分立磁流能量單元的通電閉 合線圈也是一種有內阻和電感量的感性元件，如果沒有電流的方向和電流 的換相、倒相的使用限制，那麼在實際應用上受到"感性元件自身的感生 電動勢和電流方向與原方向相反且瞬時增加"的影響相對於採用傳統技術 的電動機要小的很多或者"感抗"減少很多，也沒有傳統技術的電動機的 "無功"現象產生和相應的補償機構，其實際的物理意義是提高了電力驅 動源的電能、機械能的轉換效率。
分立磁流能單元的作功電磁力是以壓縮機活塞工作時的最佳應力位置分 布選擇的結構和磁路，這時能量轉換的電氣特徵(氣隙特徵)與機械特性 (活塞打氣筒式的工作模式)相互優化組合。而由磁介質材料製成的活塞 與分立磁流能單元形成一個整體，無需再有動力傳輸及轉動變換為直線運
動系統和機構，減少了轉動產生的能量和振動、噪音，實現高效率的能量 轉換和無傳動的結構形式。
例2.分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法應用於電動自行車 按自行車的使用範疇及特性，分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法 應用於電動自行車項目設計中，磁介質材料製成的磁迴路機構可分布於車 圈的外緣，由於無需靜態的啟動能力和轉動方向限制，理論和結構上僅用 一組分立磁流能量單元就可以實現自行車的驅動或者制動模式。解決方案 是以脈衝源時序合成控制的切向方向屍/電磁力矩為驅動車輛，由脈衝源 時序合成控制的法向方向屍i電磁力矩為制動(如果有必要)車輛。
① 現有技術主流產品的運行模式和機體結構問題
常見的電動自行車作為驅動力源的形式主要有直流電機等類別。傳統方 式的直流電機工作時所需產生的強極性磁場對轉子作功，實際中通電線圏 內需將電流作倒相處理，形成固有的"感抗"其實際的物理現象為無功耗 能、工作溫度上升等不利因素，其電能、機械能的轉換效率再進一步提高 非常困難。
現有技術電動自行車主流產品的結構形式以直接驅動即輪轂式電機為 主，輪轂式電機屬於典型的"扁平型"結構，電動機有效做功載流線段在 磁場內磁通部分的長度有限，電動機定子、轉子磁路之外的線段只是連接 導體並不參與電能、機械能轉換和做功。以電動機電氣特性的電能、機械 能轉換有益效果分析，"扁平型"電動機產品的結構特徵影響了電能、機 械能的轉換效率。
② 本項技術方案要解決的問題
a.提出分立磁流能量單元能量轉換方法的電動自行車技術方案，是為了 提高電力驅動源的電能、機械能的轉換效率。
提出分立磁流能量單元能量轉換方法的電動自行車技術方案，是為了 提高電力驅動源的能量傳遞過程中，由於結構形式影響裝置的使用效率。
c.提出分立磁流能量單元能量轉換方法的電動自行車技術方案，是為了 簡化電動自行車的結構和保留自行車的基本特性(外形與騎行能力)。
③ 才支術方案
採用分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法的電動自行車技術方案， 是由分立磁流能量單元組、控制系統和電源、自行車車架等組成的機電一 體化、自動控制等多項技術的全新裝置。
a.分立磁流能量單元的結構和磁路設計
說明書附圖4-2和說明書附圖4-4是分立磁流能量單元的結構設計，包 括分立磁流能量單元的動力繞組、分立磁流能量單元的傳感器繞組、動力
數據總線、安裝支架等組件。其中3.是電動自行車的鋁質車圈和構成磁 迴路的磁介質機構4.(由電工鋼片製成共8組)組合成一個整體部件；5. 是分立磁流能量單元與構成磁迴路的磁介質機構的相對氣隙；6.是分立磁 流能量單元的傳感器繞組；7.是動力、數據總線；8.是分立磁流能量單元 的動力繞組；9.是分立磁流能量單元本體(由電工鋼片製成共1組)；10. 是與車架固定螺栓；ll.是脈衝源時序和控制系統；12.是電源；20.是電 動自行車車圈的輪幅；21.是電動自行車的車圈的外緣。
說明書附圖4-3是分立磁流能量單元動力繞組和車圏的外緣分布的構成 磁迴路的磁介質機構的磁流磁路設計圖。其中13.是分立磁流能量單元 磁流能量的磁迴路理想設計通路；14.是分立磁流能量單元與構成磁迴路 的磁介質機構的相對氣隙；15.表示電動自行車的車圈；16.表示應用於電 動自行車的分立磁流能量單元機構(固定在車架上)；17.是分立磁流能
量單元的動力繞組。 6.電氣及控制系統i殳計
參閱說明書附圖4-3,分立磁流能量能單元組的結構設計是將磁介質材 料(電工鋼片)製成的磁迴路機構分布於車圏的邊緣，按自行車的使用範 疇及特性，當分立磁流能量單元組的動力繞組和傳感器繞組在自行車的騎 行中相互位置接近、相切時，控制系統以脈衝源時序控制的切向方向屍7 電磁力矩為驅動車輛，由脈沖源時序控制的法向方向屍x電磁力矩為減速 和制動車輛。
分立磁流能量單元的能量轉換方法應用於電動自行車的控制系統實際工 作中有一個必要條件是模擬量的實時讀取及處理，在分立磁流能量單元機
構中除了能量轉換作功的動力繞組以外還有另 一組數據採樣線圈。動力繞 組和磁通路機構與構成磁迴路的磁介質機構的相對位置發生變化時，分立 磁流能量單元機構中的數據採樣線圈實時讀取到分立磁流能量單元與構成 磁迴路的磁介質機構不同位置時的相對應的模擬量，如微小的電流變化量 」〃 7或者微小的電壓變化量^ /yr。分立磁流能量單元機構中的數據採 樣線圈的模擬量實時讀取及處理實際上就是選擇實時的分立磁流能量單元 和構成磁迴路的磁介質機構不同位置時的相對應的模擬量，也是分立磁流 能量單元的能量轉換方法的控制系統實際工作中給脈衝源時序實現工 作模式的指令依據。由於分立磁流能量單元在同一時刻相對應的構成磁回 路的磁介質機構幾何位置不同，分立磁流能量單元機構中的數據採樣線圈 的模擬量實時讀取也不同，通過模擬量實時讀取及處理和數值換算就可以 得到脈衝源時序需要的切向方向F/做功區域時序段和法向方向^r做功區 (通斷角e)，且由控制系統給出不同位置的分立磁流能量單元做功指 令，實現了電動自行車的驅動和連續轉動或者制動等工作^t式。同樣也可 以通過電流強度、脈衝源寬度(進角前置)、幅值、頻率(對應上述的8 組在車圈邊緣平均分布構成磁迴路的磁介質機構)等參數的改變或者其參 數的編程使得裝置具有轉動速度、轉動力矩的控制能力。對於分立^ 茲流能 量單元及組合的控制系統"還可以根據應用裝置的實際的機械特性選擇
分立磁流能量單元的獨立、循環工作，例如電動自行車也可以做成單輪 驅動和雙輪3K動的形式。 ④有益效果
分立磁流能量單元、脈衝源時序及控制方法的工作形式是一種合理、高 效的能量轉換方式，相對於傳統電力驅動源的電動機工作模式所產生的感 性元件通有的"感抗"電氣特性，由於分立^f茲流能量單元及組合的工作才莫 式，無需產生旋轉磁場、極性倒相等使用條件，而採用脈沖源時序及控制 方法的工作形式，比應用傳統技術電動機工作模式的電源輸入方式，更有 效的利用了電源能量及提高了轉換效率。
分立磁流能單元的作功電磁力是以電動自行車運行模方式的最佳應力位 置分布選擇的結構和磁路，這時能量轉換的電氣特徵(氣隙特徵)與機械 特性(作用力臂在車圈的外緣)相互優化組合，而由磁介質材料複合製成 的車圈與分立磁能單元磁迴路的磁介質機構形成一個整體，無需再有動力
傳輸系統和機構，減少車輛的驅動能量。
本項分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法應用於電動自行車的技術 方案及結構形式，在實際應用中可以使得驅動力源工作在理想的效率最高 區域，對應於車輛行駛包線範圍內動力源可以是理想的轉數和扭矩輸出動 力，而結構設計和技術方案及總體布局又是一種完整意義上的自行車(和 普通自行車的外形與騎行能力完全一樣)，確保了完整意義上的自行車騎 行功能。
權利要求
1. 本項技術方案涉及的分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法是一種電能、磁能、機械能的轉換形式，其特徵是電流強度流過由磁介質材料構成的磁迴路通道上的閉合線圈時，磁介質材料中磁疇產生的電磁效應、磁通量及強度，形成一種能量的轉換過程和表現形式，並由此確立的分立磁流能量單元及組合的能量機構。
2. 根據權利要求1.所述，分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法的 技術方案，其特徵是分立磁流能量單元及組合的電磁力矩，是經過時序 域選擇得到可以控制的電磁力矩方向和作功形式，並由此應用的直線、往 復運行形式和圓弧、轉動運行形式能量轉換及功率輸出運行模式的裝置。
3. 根據權利要求1.所述，分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法的 技術方案，其特徵是分立磁流能量單元及組合的電磁力矩作功是經過模 擬量實時讀取及處理後確立的分立磁流能量單元與構成磁迴路的磁介質機 構之間相對位置，是控制系統的指令依據，並由此實現對應的工作模式和 直線、往復運行形式和圓弧、轉動運行形式能量轉換及功率輸出運行模式 的裝置。
4. 根據權利要求1.所述，分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法的 技術方案，其特徵是分立磁流能量單元的作功形式是由單個分立磁流能 量單元或者多個分立磁流能量單元組合組成，並由此實現的直線、往復運 行形式和圓弧、轉動運行形式能量轉換及功率輸出運行模式的裝置。
全文摘要
分立磁流能量單元及組合的能量轉換方法是一種電能、磁能、機械能的轉換形式。由於分立磁流能量單元的工作模式無需產生旋轉磁場、電流換相、倒相等運行條件，比傳統技術的電動機工作模式更有效的利用了電源能量及提高了轉換效率。在構成磁迴路的磁介質機構上產生的能量和電磁力矩，通過實時讀取並處理的分立磁流能量單元與構成磁迴路的磁介質機構不同位置時相對應的模擬量數據後，脈衝源時序和控制系統給以相對應指令實現直線、往復運動或圓弧、轉動運動行形式的能量轉換及功率輸出運行邏輯。適用範圍包括採用傳統技術電動機為驅動源的裝置、車輛、工程機械、自動控制及執行機構、家用電器等，屬於電力驅動源應用範疇。
文檔編號H02K57/00GK101388594SQ20081002131
公開日2009年3月18日 申請日期2008年7月31日 優先權日2008年7月31日
發明者飛 姚 申請人:飛 姚