電永磁結合發動機的製作方法

2023-05-21 23:23:11 1

專利名稱：電永磁結合發動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電永磁結合發動機。
背景技術：
現有的直流電動機結構較為複雜，線圈較多，運行穩定性較差，維修較複雜，並且，將電能轉化為機械能的效率較低，難以滿足用戶的使用要求
發明內容
本發明的目的，是提供一種電永磁結合發動機，它結構簡潔緊湊、維護較方便、運行穩定，並且，它可大幅提高電能轉化為機械能的效率，可解決現有技術存在的問題。本發明的目的是通過以下技術方案實現的電永磁結合發動機，包括殼體，殼體內安裝轉軸，轉軸上安裝轉動盤和非導磁架；轉動盤的外周安裝絕緣套，絕緣套的外周安裝兩塊第一導電塊和兩塊第二導電塊，第一導電塊與第二導電塊交錯排列；非導磁架的外周安裝四個電磁鐵和四個永磁鐵，任兩個相的電磁鐵之間安裝一個永磁鐵；每個電磁鐵由線圈和鐵芯連接構成；四個電磁鐵的線圈分別與兩個第一導電塊和兩個第二導電塊一一對應連接；兩個相鄰電磁鐵的線圈分別與一個第一導電塊和一個第二導電塊連接；殼體內安裝兩個第一碳刷和兩個第二碳刷；兩個第一碳刷分別與兩個第一導電塊對應配合；兩個第二碳刷分別與兩個第二導電塊對應配合；兩個第一碳刷通過導線分別與殼體上的正極接線柱連接，兩個第二碳刷分別通過導線與殼體上的負極接線柱連接；殼體內安裝第一定子磁鐵和第二定子磁鐵，第一定子磁鐵和第二定子磁鐵同極相對，第一定子磁鐵的左半段與第二定子磁鐵的右半段分別位於轉軸的兩側。為進一步實現本發明的目的，還可以採用以下技術方案實現所述第一定子磁鐵的外側安裝第一隔磁板，所述第二定子磁鐵的外側安裝第二隔磁板。所述每個永磁鐵與相鄰兩個電磁鐵之間設有隔磁罩。所述轉軸的一端穿出殼體外安裝慣性輪。本發明的積極效果在於它的轉子有裝有可循環變換極性的電磁鐵。它定子由一對同極相對的永磁鐵構成。它利用同極相斥的原理，帶動轉軸連續轉動，從而，將電能高效轉化為機械能。另外，它結構更為簡單緊湊。並且，它將電能轉化為機械能的效率更高。


圖I是本實用新型所述電永磁結合發動機的結構示意圖；圖2是沿圖I的A-A線剖視結構示意圖；圖3是沿圖I的B-B線剖視結構示意圖。附圖標記1殼體2轉軸3慣性輪4第一導電塊5第二導電塊6絕緣套7第一碳刷8隔磁罩9非導磁架10永磁鐵11線圈12鐵芯13第一隔磁板14第一定子磁鐵
15第二定子磁鐵16轉動盤17第二碳刷18第二隔磁板。
具體實施方式
如圖3所不,本發明所述的電永磁結合發動機,包括殼體I。殼體I內安裝轉軸2。如圖2和圖3所示，轉軸2上安裝轉動盤16和非導磁架9。如圖2所示，轉動盤16的外周安裝絕緣套6。絕緣套6的外周安裝兩塊第一導電塊4和兩塊第二導電塊5，第一導電塊4與第二導電塊5交錯排列，任兩相鄰的第一導電塊4之間安裝一個第二導電塊5。如圖3所示，非導磁架9的外周安裝四個電磁鐵和四個永磁鐵10。為使所述電動機運行穩定，四個電磁鐵可均勻分布於非導磁架9的外周。任兩個相鄰的電磁鐵之間安裝一個永磁鐵10。每個電磁鐵由線圈11和鐵芯12連接構成。四個電磁鐵的線圈11分別與兩個第一導電塊4和兩個第二導電塊5—一對應連接。兩個相鄰電磁鐵的線圈11分別與一個第一導電塊4和一個第二導電塊5連接。如圖2所示，殼體I內安裝兩個第一碳刷7和兩個第二碳刷17。兩個第一碳刷7分別與兩個第一導電塊4對應配合；兩個第二碳刷17分別與兩個第二導電塊5對應配合。兩個第一碳刷7通過導線分別與殼體I上的正極接線柱連接，兩個第二碳刷17分別通過導線與殼體I上的負極接線柱連接。如圖3所示，殼體I內安裝第一定子磁鐵14和第二定子磁鐵15。第一定子磁鐵14和第二定子磁鐵15同極相對,第一定子磁鐵14的左半段與第二定子磁鐵15的右半段分別位於轉軸2的兩側。以第一定子磁鐵14和第二定子磁鐵15相對的極性為N極,所有永磁鐵10的外端的極性為N極為例描述工作原理
將殼體I上的正負接線柱分別與直流電源的正負極連接。初始狀態如圖2所示，兩個第一導電塊4帶正電，兩個第二導電塊5帶負電，與第一定子磁鐵14和第二定子磁鐵15相對應的上下兩個電磁鐵的外端為N極,另外兩個電磁鐵的外端為S極。如圖3所示，由於磁鐵的磁力線是從磁鐵一級向四周延伸，最終全部收於磁鐵的另一極的閉合曲線。並且，第一定子磁鐵14和第二定子磁鐵15都是半個端面與上下兩個電磁鐵對應，第一定子磁鐵14左半段的磁力線方向向左,第二定子磁鐵15右半段的磁力線向右，因此，第一定子磁鐵14會對下方的電磁鐵一個向左的力，第二定子磁鐵15會給上方的電磁鐵一個向右的力，使轉軸2順時針旋轉。當轉軸2轉動90度後,原來上下位置的兩個電磁鐵轉至水平位置,原來水平位置的兩個電磁轉至上下位置，此時，如圖2所示，第一導電塊4和第二導電塊5也同步轉90度，使得兩個第一導電塊4帶負電，兩個第二導電塊5帶正電，從而，使剛轉至上下位置的兩個電磁鐵的外端切換為N極，剛轉至水平位置的電磁鐵的外端切換為S極；第一定子磁鐵14和第二定子磁鐵15依然對位於上下位置的電磁鐵施加順時針旋轉的動力。如些循環，轉軸2會被驅動連續順時針轉動。為防止所述電動機對周圍的鐵質物品造成吸引，確保電動機正常工作。如圖I所示，所述第一定子磁鐵14的外側安裝第一隔磁板13，所述第二定子磁鐵15的外側安裝第二隔磁板18。為防止永磁鐵10與相鄰的電磁鐵產生相互的磁力幹擾。如圖3所示，所述每個永磁鐵10與相鄰兩個電磁鐵之間設有隔磁罩8。為確保所述電動機連續旋轉，所述轉軸2的一端穿出殼體I外安裝慣性輪3。假如我們的定子是一塊4500高斯的強磁，轉子的強磁是3000高斯，電磁鐵的強度是1000高斯，轉子與定子的受力是25mm，轉子圓柱體的高度是100mm。我們計算它們之間的受力是多少，剩於力是多少？ O. 025X0. 1=0. 0025米，它們的受力面積是O. 0025平方米，定子轉動強磁的力是多少。3000X0. 025=7. 5公斤，定子強磁的力是4500X0. 0025=11. 25(公斤)，它們之間的排斥力是(7.5+11. 25) +2=9.37 (公斤)轉子電磁鐵的重電力是1000X0. 005=5 (公斤)它與定子的排斥力是(1000X0. 0025+11. 25)+2=6. 875 (公斤)轉子與定子所產生的總力是6. 875+9. 375=16. 16 (公斤)剩於的力是16. 16-5X2=6. 16千克。定子都是兩塊，所以它們所產生的剩於力是6. 16X2=12. 32 (千克)這臺電磁結合的動力機器剩於能量是12. 32千克的力。定子磁場強度4500高絲，轉子強磁的磁場強度是3000高絲，電磁的磁場強度是1000高絲，他們運轉接觸受力面寬是100mm、高是100mm。他們之間的受力公式是{O. 1X0 05X4500+0. 1X0. IX [ (1000+3000) + 2]} +2等於21. 25公斤這是一塊定子的受力與動力，每臺機器都是兩個定子它們的動力就是乘以2，21. 25X2=42. 5 (公斤)他的全動力就是42. 5公斤，剩於力是42. 5-0. 1X0. 05X 1000X4等於26. 5公斤，剩於動力就是26. 5公斤，I公斤等於9. 8牛頓，動力一般用牛頓來表示數，26. 5X9. 8=259. 7 (牛頓)。銣鐵硼強磁的磁場強度很高，它要和電磁結合利用開發是一件可以達到磁能利用·的高峰。但是結合利用也是一種很困難的事情，因為電磁的導磁材料是一種只能導磁而不能自己產生磁場的材料，如果銣鐵硼強磁的那一個磁極離導磁材料近，那導磁材料就會出現那個磁極，而線圈出來的極向就不可能明確的表現出來。因為銣鐵綳強磁的磁場強度很高，要想讓電磁鐵達到永強磁的磁場強度電流就會很大，一般銅線會受不了，即使是達到以後銅線線圈也會繞的很大佔用很大的空間，那樣永磁鐵無法安裝在轉子上，安裝永磁鐵的空間已被電磁線圈佔用，再有就是電磁鐵是用很好的導磁材料製做而成，它的磁導率遠遠達不到永磁的磁導率，導磁材料達到包合後，即使加再大電流也是把線圈產出的磁力導不出去的，也產生不了和永強磁一樣的磁場強度，所以只有在永強磁上加工一些工序，使永強磁只能有一個極向外發出大的磁性，另一個極必須出現的磁性很微弱，使弱極對電磁鐵產生不了影響，電磁鐵的兩極是相互穩定的，電磁鐵才能夠正常工作，怎樣才能使幾千高絲的強磁只產生一個較強的磁力醞藏在一種可以使這個磁極對外界發出很弱的物質裡面去，可以醞藏這個磁力的物質又是什麼呢？可以說他也是一種導磁材料那就是鐵，如果是個有4500到5000高絲的強磁，你把它的一個極用15mm或者是20mm厚的鐵板吸住，再用高絲來測一下這個鐵板外面面的磁場強度也就只剩幾百高絲了。電磁鐵產出的磁場強度也會有幾百高絲或者是上千的高絲，這樣永強磁的這個屏閉極就對電磁鐵產生不了任何應響了。電磁鐵的兩極分清就可以很正常的工作。例如我們用兩塊相同的強磁和一個磁鐵一字排列固定，兩邊是永強磁中間是電磁，強磁場強度是4500高絲而電磁的磁場強度卻是1500高絲，我們把強磁的S極用20mm厚的鐵板屏蔽，N極裸露在外面，我們把裸露在外面的強磁場的一面的確電磁接觸的一面通電後生成S極，這時我們發覺它和電磁鐵相互產生了一個很大的磁力，使電磁鐵和永磁鐵緊緊吸合在一起，你要用很大的力才可以使他們分開。這時如果改變直流電的正負極與裸露的接觸的變為N極，這時永磁與電磁之間產生了一個排斥的力，即使是永磁的磁場強度強一些可以吸住電磁鐵的部分但輕輕一用力它們就可以分開，這就證明了電磁鐵工作正常，兩極分的清楚可以工作，也說明他們的同極相斥，異極相吸的原理。下頁是一個100——190型電磁結合動力機械設計的板圖，它是由一個勺形的銣鐵棚強磁與一個電永磁結構的轉子組和而成，根據這個圖形的原理我們可以計算一下它的每圈受力和剩於力。注強磁對外界可以導磁的物體有很在的吸力，所以要在定子的外面裝有閉磁板，只有裝上閉磁板，它才對外界導磁的物體不會駢生大的影響，不然就會吸起很多的導磁物體粘在機體的外殼上，我們來說一下下頁圖形的尺寸與磁鐵的磁場強度，定子是440mm、寬100mm、厚40mm勺形的銣鐵棚磁鐵,它的磁場強度約在4500高絲左右。轉子是一個直徑為19. 11mm、長度為IOOmm圓柱,這個圓柱是由電磁鐵銣鐵棚強磁閉磁板不導磁的鋁件組裝而成的。轉子圓心為120度為與定子接觸最 近的方位也就是相互受力的尺寸。我們既然知道這些數據就可以計算一下它們的自耗能量和對外界的剩於能量了，直徑為19mm的圓是它周長是3. 14X19. ll=60mm。定子與轉子的受力角度是120度，整圓的角度是360度，這樣也就是說360度裡面有幾個120度；120度佔360度的幾分之幾，360 + 120=31這樣也就是說明了 360度裡有3個120度。它佔總圓的幾分之幾呢？ 3 + 3=1它佔總圓的三分之一。這個圓的周長是60mm我們把周長分成3分,可見每份是多少？ 60 + 3=20mm它每份是20mm。定子受力角度中的30度是電磁鐵它佔總受力角度的幾分之幾呢？受力角度120度，120 + 30=4。120度裡面有4個30度。它佔受力角度的4 + 4=1四分之一，受力長度是20mm，我們把它分成4份完每份是120 + 4=5mm。電磁鐵佔受力角度的5mm。永強磁佔20_5=15mm受力角度的15mm,定子與轉子的受力是多少？我們先算一下永磁鐵的受力面積，15X 10=1500mm平方毫米，把平方毫米換算成米是150 + 1000=0. 015平方米，50 + 1000=0. 005平方米。永磁鐵的受力是4500X0. 05=67. 5 (千克)電磁的受力是(4500+1500) + 2XO. 005=15(千克)總動力是67. 5千克+15千克山82. 5(千克)自身消耗力是1500X0. 005X2=15(千克)外加2千克的磨擦力就等於15+2=17千克。對外界可用力是82. 5-17=65. 5 (千克)的力，這是一塊定子磁鐵與轉子的剩於的力，也是外界可以用的力。一班動力機不可能用一塊定子，因為轉子是由4個電磁鐵和銣鐵棚強磁組裝成的，如果同一塊定子磁鐵它還要去掉17千克的自身消耗力那樣就對外界的剩於做用力就小的多了，所以要用兩塊定子，用二塊定合轉一圈，對外界剩於的作用力就是65. 5X2=131 (千克)，也就是說它每轉一圈除去自身消耗的能量外還可以對外界做131千克的功。I千克等於9. 8牛頓131X9.8=1283.8 (牛頓)。本發明所述的技術方案並不限制於本發明所述的實施例的範圍內。本發明未詳盡描述的技術內容均為公知技術。
權利要求
1.電永磁結合發動機，包括殼體(1)，殼體(I)內安裝轉軸(2)，其特徵在於轉軸(2)上安裝轉動盤(16)和非導磁架(9);轉動盤(16)的外周安裝絕緣套(6)，絕緣套(6)的外周安裝兩塊第一導電塊(4)和兩塊第二導電塊(5),第一導電塊(4)與第二導電塊(5)交錯排列；非導磁架(9)的外周安裝四個電磁鐵和四個永磁鐵(10)，任兩個相的電磁鐵之間安裝一個永磁鐵(10 );每個電磁鐵由線圈(11)和鐵芯(12 )連接構成；四個電磁鐵的線圈(11)分別與兩個第一導電塊(4)和兩個第二導電塊(5) 對應連接；兩個相鄰電磁鐵的線圈(11)分別與一個第一導電塊(4)和一個第二導電塊(5)連接；殼體(I)內安裝兩個第一碳刷(7)和兩個第二碳刷(17);兩個第一碳刷(7)分別與兩個第一導電塊(4)對應配合；兩個第二碳刷(17)分別與兩個第二導電塊(5)對應配合；兩個第一碳刷(7)通過導線分別與殼體(I)上的正極接線柱連接，兩個第二碳刷(17)分別通過導線與殼體(I)上的負極接線柱連接；殼體(I)內安裝第一定子磁鐵(14)和第二定子磁鐵(15)，第一定子磁鐵(14)和第二定子磁鐵(15)同極相對，第一定子磁鐵(14)的左半段與第二定子磁鐵(15)的右半段分別位於轉軸(2)的兩側。
2.根據權利要求I所述的電永磁結合發動機，其特徵在於所述第一定子磁鐵(14)的外側安裝第一隔磁板(13)，所述第二定子磁鐵(15)的外側安裝第二隔磁板(18)。
3.根據權利要求I所述的電永磁結合發動機，其特徵在於所述每個永磁鐵(10)與相鄰兩個電磁鐵之間設有隔磁罩(8 )。
4.根據權利要求I所述的電永磁結合發動機，其特徵在於所述轉軸(2)的一端穿出殼體(I)外安裝慣性輪(3)。
全文摘要
本發明公開了一種電永磁結合發動機，包括殼體，殼體內安裝轉軸，轉軸上安裝轉動盤和非導磁架；轉動盤的外周安裝絕緣套，絕緣套的外周安裝兩塊第一導電塊和兩塊第二導電塊，第一導電塊與第二導電塊交錯排列；非導磁架的外周安裝四個電磁鐵和四個永磁鐵，任兩個相的電磁鐵之間安裝一個永磁鐵；每個電磁鐵由線圈和鐵芯連接構成；四個電磁鐵的線圈分別與兩個第一導電塊和兩個第二導電塊一一對應連接；兩個相鄰電磁鐵的線圈分別與一個第一導電塊和一個第二導電塊連接；殼體內安裝兩個第一碳刷和兩個第二碳刷；兩個第一碳刷分別與兩個第一導電塊對應配合；兩個第二碳刷分別與兩個第二導電塊對應配合。
文檔編號H02K16/04GK102946177SQ20121053147
公開日2013年2月27日 申請日期2012年12月11日 優先權日2012年12月11日
發明者劉慶華, 唐春友 申請人:劉慶華, 唐春友