永磁磁能驅動控制方法及其裝置的製作方法

2023-04-24 23:52:36 3

專利名稱：永磁磁能驅動控制方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種永磁磁能驅動控制方法及其裝置，針對現有磁能裝置在實現永磁能利用方面尺寸大、不易實現和產業化的問題，本發明公開了一種永磁磁能驅動控制方法及其裝置。
自從中國人發現磁石至今，對於永磁磁能的認識和應用遠不如對於電磁那樣深入，然而永磁磁性材料的發展迅速，給永磁磁能的認識和應用帶來了希望。新的結構不斷出現，如中國專利及申請99120509.X利用磁能量的新方法、99123216.X磁動機、99120933.8磁力動力機、99121652.0一種磁能旋力運動機組、02110686.X磁能動力機、02110972.9磁能動力裝置等。在此提及的還有US3811058從旋轉到往復運動裝置(Rotary-to-reciprocating Device)、US4151431永磁馬達(Permanent Magnetic Motor)和WO02101908磁馬達(Magnetic Motor)。其中所涉及的永磁材料的幾個顯著特點和問題在1984年由宋後定和陳培林合著的《永磁材料及其應用》一書中充分描述清楚，並強調如下觀點(1)永磁體的等效電流密度驚人將同等尺寸的永磁體與通電螺線管等效時發現，在1釐米的軸向長度上有10000安培的電流；在實際製作螺線管時至少要安排10層導線，每層10匝，每匝電流為100安培，即10000安匝；永磁體的等效電流密度不亞於電勵磁系統中的電流密度，該密度是驚人的。
(2)磁力做功有限永磁體的磁力相當強，然而能夠做的功卻有限，因為磁力在磁隙中衰減很快，與磁隙寬度的平方成反比；吸住後雖然磁力最大，但位移停止了，做功為零；在排斥狀態下，兩塊永磁體不可能自動接近，需要外力做功使它們逐漸接近，最大排斥能為最大磁能積之半。
(3)調控困難永磁系統的氣隙場強強度往往是恆定的，不象電勵磁那樣可在正、負、零三態間簡單地、靈活地大幅度調節。
(4)能量密度小稀土永磁磁體釹鐵硼的磁能密度僅是天然氣能量密度的百分之一左右。
(5)磁隙做功型動力裝置磁動機是可以實現的，不過磁動機不是原動機，而是一種先儲能後放能的磁隙做功型動力裝置。
(6)保守場磁能在周圍建立的磁場為保守場，只能作為能量轉換的媒介，而不能向外界提供動力，即不會把自己的能量輸送給外界。
以上觀點中，觀點(1)已經在近20年內被廣泛應用於稀土永磁電機中替代電磁線圈，減少了電機尺寸，節約了銅材和提高了電機效率；觀點(2)仍強調永磁體的磁力相當強，能夠做功(然而能夠做的功卻有限，氣隙寬度變化範圍有限，需恢復機械能)；觀點(3)提出了調控的難度，目前仍是事實；觀點(4)強調了磁能密度的微弱，但作者在本書中也強調了永磁系統在使用過程中不消耗能量，不發生焦耳熱等優點，即磁能可重複使用，天然氣卻是一次性的，不可重複使用；觀點(5)強調了磁動機不是原動機，而是一種先儲能後放能的氣隙做功型動力裝置，並表明磁動機是可以實現的；觀點(6)強調了永磁體不會把自己的能量輸送給外界，從另一方面強調了磁能的可重複利用，如無接觸式永磁傳動裝置(聯軸器、無接觸磁力驅動器)已經廣泛應用於工業領域。
本發明的宗旨是充分利用永磁體的強磁力，如稀土永磁磁體釹鐵硼的強磁力，在小磁隙寬度範圍內設置磁隙分布規律，充分利用永磁體強磁力的正功部分，將負功減少到最小程度；使永磁體的強磁力不斷地輸出正功，即可在現有理論基礎上實現永磁能的充分利用。
實現本發明宗旨的具體措施是一種永磁磁能驅動控制的方法，其特徵在於，首先使永磁體磁極間磁隙寬度分布按單調函數連續變化後發生突變，突變後再按單調函數連續變化形成周期；或在永磁體磁極相對運動中使永磁體磁極間磁隙寬度分布按單調函數連續變化後發生突變，突變後再按單調函數連續變化形成周期；其次充分利用永磁體強磁力做正功，利用隔磁材料將永磁體強磁力所做負功減少到最小程度；最後通過力臂將永磁體的強磁力放大並連續不斷地輸出正功。
所述永磁磁能驅動控制的方法，其特徵在於，磁隙寬度分布變化並且利用所述永磁體磁極間的斥力作用力時，磁隙寬度分布從小到大連續變化後從大突變為小；磁隙寬度分布變化並且利用所述永磁體磁極間的吸引力時，磁隙寬度分布從大到小連續變化後從小突變為大。
實現本發明宗旨的具體裝置是一種永磁磁能驅動控制的裝置，它主要由定子、轉子、安裝在定子上的永磁磁體和磁極、安裝在轉子上的永磁磁體和磁極組成，其特徵在於，首先至少從定子(10)的圓心(20)和轉子(30)的圓心(40)之一發出一組輻狀射線(50)，從定子(10)的圓心(20)發出一組輻狀射線(50)時，將定子分界圓圓周(60)、定子根圓圓周(70)分為數份，從轉子(30)的圓心(40)發出一組輻狀射線(50)時，將轉子分界圓圓周(80)、轉子根圓圓周(90)分為數份；然後至少選擇其中一組輻狀射線，並將該組輻狀射線中的每一根圍繞其上的一點(100)沿與其夾角θ的方向偏轉θ角，使偏轉後的輻狀射線(110)形成一包絡圓(120)並分別與該包絡圓(120)相切；從而在相鄰輻狀射線(110)、定子或轉子分界圓圓周、定子根圓圓周或轉子根圓圓周間形成兩組空間區域β和γ；在β區緊固裝入定子永磁體(∑)，在γ區緊固裝入轉子永磁體(Ω)。
所述永磁磁能驅動控制的裝置，其特徵在於，所有β區的定子永磁體(∑)可作成一體，然後整體或分區充磁形成；所有γ區的轉子永磁體(Ω)可作成一體，然後整體或分區充磁形成；或者分別就β區的定子永磁體(∑)或γ區的轉子永磁體(Ω)分區分塊、分塊充磁後組裝形成；或者分別就β區的定子永磁體(∑)和γ區的轉子永磁體(Ω)分區分塊、分塊充磁後組裝形成。
所述永磁磁能驅動控制的裝置，其特徵在於，所述定子永磁體(∑)和轉子永磁體(Ω)中的分區充磁或分區分塊充磁的方向不通過定子或轉子的圓心，沿所述分區中與所述包絡圓(120)相切的切線方向上充磁時最佳；在所述分區或分區分塊內其內部磁力線相互平行或以其角度平分線(130)為中心軸聚焦。
所述永磁磁能驅動控制的裝置，其特徵在於，至少在定子永磁體或轉子永磁體的磁極部分(140、150)開有階梯狀齒(160)，所述階梯狀齒由ζ面和ξ面組成；按對永磁體的吸、斥要求對ζ面或ξ面進行隔磁處理。
所述永磁磁能驅動控制裝置，其特徵在於，在偏轉θ角一定時，在所述轉子和定子磁隙空間中注入隔磁液以控制永磁磁能驅動力矩大小，啟動和停止。
所述永磁磁能驅動控制裝置，其特徵在於，θ角在1°至89°區間內或-1°至-89°區間內選擇。
所述的隔磁處理，其特徵在於在需要隔磁處理的表面覆有隔磁層。
所述隔磁液，其特徵在於，所述的隔磁液為純有機液體或由隔磁粉料和潤滑液組成的混合物。
本發明的優點是針對永磁磁能的本身特點，在定子和轉子，或在定子或轉子上，通過使永磁磁體的充磁和在相應磁極在空間位置上的布置，在有限磁隙空間內設置該發明的磁極結構，磁極結構中有關面的隔磁處理和在永磁磁體磁極間注入隔磁液等措施，實現了(1)充分利用了永磁磁能對外做正功，而將永磁磁能對外做的負功減少到最小程度；(2)永磁磁體磁極間的斥力或吸力皆可通過磁極結構中有關面的隔磁處理對外做正功；(3)永磁磁體磁極間的作用力通過偏心圓相切對轉子中心產生轉矩M＝∑(Fxe)；(4)轉子相對定子轉動中，永磁磁體磁極間的作用力連續做功；(5)轉子相對定子轉動中，永磁磁體磁極間的磁隙寬度可以保持不變或在有限範圍內連續變化和突變，從而充分利用了磁隙空間中儲存的永磁能；(6)永磁磁體磁極間的作用力通過力臂e(偏心圓的半徑)放大，轉子相對定子轉動中，永磁磁體磁極間的磁隙寬度可以保持不變或在有限範圍內連續變化和突變；(7)在永磁磁體磁極間注入隔磁液可實現對於永磁能的合理分配與控制，如加速、減速或停止；
(8)體積相對較小、結構緊奏，可多級迭加；(9)充分利用了永磁磁能的諸多優點，避開了不足。
下面結合

圖1至圖12詳述所述永磁磁能驅動控制的方法。
圖1至圖12的說明如下圖1是均勻磁隙寬度時定子永磁體磁極和轉子永磁體磁極間的作用力示意圖。
圖2是變化磁隙寬度時定子永磁體磁極和轉子永磁體磁極間轉子切向作用力示意圖。
圖3是變化磁隙寬度時定子永磁體磁極和轉子永磁體磁極間轉子法向作用力示意圖。
圖4是變化磁隙寬度時定子永磁體磁極和轉子永磁體磁極間定子切向作用力示意圖。
圖5是變化磁隙寬度時定子永磁體磁極和轉子永磁體磁極間定子法向作用力示意圖。
圖6是變化磁隙寬度時定子永磁體磁極和轉子永磁體磁極間切向作用力示意圖。
圖7是變化磁隙寬度時定子永磁體磁極和轉子永磁體磁極間法向作用力示意圖。
圖8是變化磁隙寬度時定子永磁體磁極和轉子永磁體磁極ζ面和ξ面示意圖。
圖9是變化磁隙寬度時定子永磁體磁極和轉子永磁體磁極間各參數變化示意圖。
圖10是永磁體磁極間齒面間磁隙高度隨轉角變化特性曲線示圖。
圖11是永磁體磁極間有效齒面積隨轉角變化特性曲線示圖。
圖12是永磁體磁極間有效齒面作用力隨轉角變化特性曲線示圖。
一種永磁磁能驅動控制的方法，其特徵在於，首先使永磁體磁極間磁隙寬度分布按單調函數連續變化後發生突變，突變後再按單調函數連續變化形成周期；或在永磁體磁極相對運動中使永磁體磁極間磁隙寬度分布按單調函數連續變化後發生突變，突變後再按單調函數連續變化形成周期；其次充分利用永磁體強磁力做正功，利用隔磁材料將永磁體強磁力所做負功減少到最小程度；最後通過力臂將永磁體的強磁力放大並連續不斷地輸出正功。
所述永磁磁能驅動控制的方法，其特徵在於，磁隙寬度分布變化並且利用所述永磁體磁極間的斥力作用力時，磁隙寬度分布從小到大連續變化後從大突變為小；磁隙寬度分布變化並且利用所述永磁體磁極間的吸引力時，磁隙寬度分布從大到小連續變化後從小突變為大。
圖1中設置了兩塊有限寬度的同極永磁體磁極，其磁極面形狀是以圓心(20)為圓心，R為半徑所確定的圓弧的一部分，永磁體磁極的中心線重合併與一偏心量為e的偏心圓相切。所述同極永磁體磁極間存在強大的斥力矢Fm，該力可被分解為切向力矢Ft和法向力矢Fn。首先，由圖1可知切向力矢Ft和法向力矢Fn分別對於圓心(20)的扭矩Mt和Mn大小相等、方向相反，亦及合力矢Fm對於圓心(20)的扭矩Mm為零。同時，設想一旦切向力矢Ft或法向力矢Fn消失，合力矢Fm的大小和方向變化，並對於圓心(20)的扭矩不再為零。因此，隨著永磁體磁極間的相對運動，該扭矩可以對外做功。若有條件在相對運動方向上，使所述永磁體磁極充分地延續，並保持最有效的磁隙寬度或在有限範圍內切換，以至於可無限運動下去，而且仍能保持同等的幾何和力學參數(如圓周運動規律)，可源源不斷地輸出能量。
圖2是實現以上設想的一種永磁體磁極結構。將構成臺階形永磁體磁極的兩面之一隔磁後，法向力矢Fn減小(計及漏磁)或消失，合力矢Fm的大小和方向變化，並對於圓心(20)的扭矩不再為零，如Mm＝RxFm，該扭矩作用於轉子上，使轉子轉動。
圖3與圖2相同。將構成臺階形永磁體磁極的兩面之一隔磁後，切向力矢Ft減小(計及漏磁)或消失，合力矢Fm的大小和方向變化，並對於圓心(20)的扭矩不再為零，如Mm＝exFm，同樣，該扭矩作用於轉子上，使轉子轉動。
圖4是實現以上設想的另一種永磁體磁極結構。將構成臺階形永磁體磁極的兩面之一隔磁後，法向力矢Fn減小(計及漏磁)或消失，合力矢Fm的大小和方向變化，並對於圓心(20)的扭矩不再為零，如Mm＝RxFm，該扭矩作用於定上，使定子轉動。
圖5與圖4相同。將構成臺階形永磁體磁極的兩面之一隔磁後，切向力矢Ft減小(計及漏磁)或消失，合力矢Fm的大小和方向變化，並對於圓心(20)的扭矩不再為零，如Mm＝exFm，同樣，該扭矩作用於定子上，使定子轉動。
圖6是實現以上設想的另一種永磁體磁極結構。將構成臺階形永磁體磁極的兩面之一隔磁後，法向力矢Fn減小(計及漏磁)或消失，合力矢Fm的大小和方向變化，並對於圓心(20)的扭矩不再為零，如Mm＝RxFm，該扭矩作用於定上和轉子上，使定子或轉子轉動。
圖7與圖6相同。將構成臺階形永磁體磁極的兩面之一隔磁後，切向力矢Ft減小(計及漏磁)或消失，合力矢Fm的大小和方向變化，並對於圓心(20)的扭矩不再為零，如Mm＝exFm，同樣，該扭矩作用於定子和定子上，使定子或轉子轉動。
圖8顯示了定子永磁體磁極和轉子永磁體磁極ζ面和ξ面。
圖9顯示了在所述磁極相對運動過程中，圖6、圖7和圖8永磁體磁極結構的各參數的規律性變化曲線。
圖10顯示了齒面間磁隙高度隨所述磁極相對運動的變化規律，顯然對於斥力是由最小磁隙寬度單調增加到最大磁隙寬度後突變為最小磁隙寬度；但當利用引力時，應是由最大磁隙寬度單調遞減到最小磁隙寬度後突變為最大磁隙寬度。
圖11顯示了有效齒面積隨所述磁極相對運動的變化規律。
圖12顯示了有效齒面作用力隨所述磁極相對運動的變化規律。
下面結合圖13至圖19詳述所述永磁磁能驅動控制的裝置。
圖13至圖19的說明如下圖13是所述永磁磁能驅動控制裝置的定子和定子分區示意圖；圖14是所述永磁磁能驅動控制裝置的轉子和轉子分區示意圖；圖15是所述永磁磁能驅動控制裝置的定子、轉子組合圖示意圖(轉子動)；圖16是所述永磁磁能驅動控制裝置的定子、轉子組合圖示意圖(定子動)；圖17是所述永磁磁能驅動控制裝置的定子、轉子組合圖示意圖(定子或轉子動)；圖18是另一永磁磁能驅動控制裝置的定子、轉子組合圖示意圖(定子或轉子動)；圖19是又一永磁磁能驅動控制裝置的定子、轉子組合圖示意圖(定子或轉子動)。
一種永磁磁能驅動控制的裝置，它主要由定子、轉子、安裝在定子上的永磁磁體和磁極、安裝在轉子上的永磁磁體和磁極組成，其特徵在於，首先至少從定子(10)的圓心(20)和轉子(30)的圓心(40)之一發出一組輻狀射線(50)，從定子(10)的圓心(20)發出一組輻狀射線(50)時，將定子分界圓圓周(60)、定子根圓圓周(70)分為數份，從轉子(30)的圓心(40)發出一組輻狀射線(50)時，將轉子分界圓圓周(80)、轉子根圓圓周(90)分為數份；然後至少選擇其中一組輻狀射線，並將該組輻狀射線中的每一根圍繞其上的一點(100)沿與其夾角θ的方向偏轉θ角，使偏轉後的輻狀射線(110)形成一包絡圓(120)並分別與該包絡圓(120)相切；從而在相鄰輻狀射線(110)、定子或轉子分界圓圓周、定子根圓圓周或轉子根圓圓周間形成兩組空間區域β和γ；在β區緊固裝入定子永磁體(∑)，在γ區緊固裝入轉子永磁體(Ω)。
所述永磁磁能驅動控制的裝置，其特徵在於，所有β區的定子永磁體(∑)可作成一體，然後整體或分區充磁形成；所有γ區的轉子永磁體(Ω)可作成一體，然後整體或分區充磁形成；或者分別就β區的定子永磁體(∑)或γ區的轉子永磁體(Ω)分區分塊、分塊充磁後組裝形成；或者分別就β區的定子永磁體(∑)和γ區的轉子永磁體(Ω)分區分塊、分塊充磁後組裝形成。
所述永磁磁能驅動控制的裝置，其特徵在於，所述定子永磁體(∑)和轉子永磁體(Ω)中的分區充磁或分區分塊充磁的方向不通過定子或轉子的圓心，沿所述分區中與所述包絡圓(120)相切的切線方向上充磁時最佳；在所述分區或分區分塊內其內部磁力線相互平行或以其角度平分線(130)為中心軸聚焦。
所述永磁磁能驅動控制的裝置，其特徵在於，至少在定子永磁體或轉子永磁體的磁極部分(140、150)開有階梯狀齒(160)，所述階梯狀齒由ζ面和ξ面組成；按對永磁體的吸、斥要求對ζ面或ξ面進行隔磁處理。
所述永磁磁能驅動控制裝置，其特徵在於，在偏轉θ角一定時，在所述轉子和定子磁隙空間中注入隔磁液以控制永磁磁能驅動力矩大小，啟動和停止。
所述永磁磁能驅動控制裝置，其特徵在於，θ角在1°至89°區間內或-1°至-89°區間內選擇。
所述的隔磁處理，其特徵在於在需要隔磁處理的表面覆有隔磁層。
所述隔磁液，其特徵在於，所述的隔磁液為純有機液體或由隔磁粉料和潤滑液組成的混合物。
圖13是所述永磁磁能驅動控制裝置的定子和定子分區圖。首先從定子(10)的圓心(20)發出一組輻狀射線(50)，從定子(10)的圓心(20)發出一組輻狀射線(50)時，將定子分界圓圓周(60)、定子根圓圓周(70)分為數份，然後至少選擇其中一組輻狀射線，並將該組輻狀射線中的每一根圍繞其上的一點(100)沿與其夾角θ的方向偏轉θ角，使偏轉後的輻狀射線(110)形成一包絡圓(120)並分別與該包絡圓(120)相切；從而在相鄰輻狀射線(110)、定子分界圓圓周(60)、定子根圓圓周(70)間形成空間區域β區域；在β區緊固裝入定子永磁體(∑)。
圖14是所述永磁磁能驅動控制裝置的轉子和轉子分區圖。首先從轉子(30)的圓心(40)發出一組輻狀射線(50)，從轉子(30)的圓心(40)發出一組輻狀射線(50)時，將轉子分界圓圓周(80)、轉子根圓圓周(90)分為數份，然後至少選擇其中一組輻狀射線，並將該組輻狀射線中的每一根圍繞其上的一點(100)沿與其夾角θ的方向偏轉θ角，使偏轉後的輻狀射線(110)形成一包絡圓(120)並分別與該包絡圓(120)相切；從而在相鄰輻狀射線(110)、轉子分界圓圓周(80)、轉子根圓圓周(90)間形成空間區域γ區域；在γ區緊固裝入轉子永磁體(Ω)。
圖15是所述永磁磁能驅動控制裝置之一，它主要由定子(30)、轉子(10)、安裝在定子上的永磁磁體(∑)和磁極(140)、安裝在轉子上的永磁磁體(Ω)和磁極(150)組成；所有β區的定子永磁體(∑)為分體結構，然後分區充磁形成；所有γ區的轉子永磁體(Ω)也為分體結構，然後分區充磁形成；或者分別就β區的定子永磁體(∑)或γ區的轉子永磁體(Ω)分區分塊、分塊充磁後組裝形成；或者分別就β區的定子永磁體(∑)和γ區的轉子永磁體(Ω)分區分塊、分塊充磁後組裝形成；在轉子永磁體的磁極部分(150)開有階梯狀齒(160)，所述階梯狀齒由ζ面和ξ面組成；按對永磁體的吸、斥要求對ζ面或ξ面進行隔磁處理；所述定子永磁體(∑)和轉子永磁體(Ω)中的分區充磁或分區分塊充磁的方向不通過定子或轉子的圓心，沿所述分區中與所述包絡圓(120)相切的切線方向上充磁；亦可在所述分區或分區分塊內其內部磁力線相互平行或以其角度平分線為中心軸聚焦。
圖16是所述永磁磁能驅動控制裝置之二，0它主要由定子(30)、轉子(10)、安裝在定子上的永磁磁體(∑)和磁極(140)、安裝在轉子上的永磁磁體(Ω)和磁極(150)組成；所有β區的定子永磁體(∑)為分體結構，然後分區充磁形成；所有γ區的轉子永磁體(Ω)也為分體結構，然後分區充磁形成；或者分別就β區的定子永磁體(∑)或γ區的轉子永磁體(Ω)分區分塊、分塊充磁後組裝形成；或者分別就β區的定子永磁體(∑)和γ區的轉子永磁體(Ω)分區分塊、分塊充磁後組裝形成；在定子永磁體的磁極部分(140)開有階梯狀齒(160)，所述階梯狀齒由ζ面和ξ面組成；按對永磁體的吸、斥要求對ζ面或ξ面進行隔磁處理；所述定子永磁體(∑)和轉子永磁體(Ω)中的分區充磁或分區分塊充磁的方向不通過定子或轉子的圓心，沿所述分區中與所述包絡圓(120)相切的切線方向上充磁；亦可在所述分區或分區分塊內其內部磁力線相互平行或以其角度平分線為中心軸聚焦。
圖17是所述永磁磁能驅動控制裝置之三，它主要由定子(30)、轉子(10)、安裝在定子上的永磁磁體(∑)和磁極(140)、安裝在轉子上的永磁磁體(Ω)和磁極(150)組成；所有β區的定子永磁體(∑)為分體結構，然後分區充磁形成；所有γ區的轉子永磁體(Ω)也為分體結構，然後分區充磁形成；或者分別就β區的定子永磁體(∑)或γ區的轉子永磁體(Ω)分區分塊、分塊充磁後組裝形成；或者分別就β區的定子永磁體(∑)和γ區的轉子永磁體(Ω)分區分塊、分塊充磁後組裝形成；分別在定子永磁體和轉子永磁體的磁極部分(140、150)開有階梯狀齒(160)，所述階梯狀齒由ζ面和ξ面組成；按對永磁體的吸、斥要求對ζ面或ξ面進行隔磁處理；所述定子永磁體(∑)和轉子永磁體(Ω)中的分區充磁或分區分塊充磁的方向不通過定子或轉子的圓心，沿所述分區中與所述包絡圓(120)相切的切線方向上充磁；亦可在所述分區或分區分塊內其內部磁力線相互平行或以其角度平分線為中心軸聚焦。
圖18是所述永磁磁能驅動控制裝置之四，它主要由定子(30)、轉子(10)、安裝在定子上的永磁磁體(∑)和磁極(140)、安裝在轉子上的永磁磁體(Ω)和磁極(150)組成；所有β區的定子永磁體(∑)為整體結構，然後分區充磁形成；所有γ區的轉子永磁體(Ω)為分體結構，然後分區充磁形成；或者將γ區的轉子永磁體(Ω)分區分塊、分塊充磁後組裝形成；分別在定子永磁體和轉子永磁體的磁極部分(140、150)開有階梯狀齒(160)，所述階梯狀齒由ζ面和ξ面組成；按對永磁體的吸、斥要求對ζ面或ξ面進行隔磁處理；所述定子永磁體(∑)和轉子永磁體(Ω)中的分區充磁或分區分塊充磁的方向不通過定子或轉子的圓心，沿所述分區中與所述包絡圓(120)相切的切線方向上充磁；亦可在所述分區或分區分塊內其內部磁力線相互平行或以其角度平分線為中心軸聚焦。
圖19是所述永磁磁能驅動控制裝置之五，它主要由定子(30)、轉子(10)、安裝在定子上的永磁磁體(∑)和磁極(140)、安裝在轉子上的永磁磁體(Ω)和磁極(150)組成；所有β區的定子永磁體(∑)為分體結構，然後分區充磁形成；所有γ區的轉子永磁體(Ω)為整體結構，然後分區充磁形成；或者就β區的定子永磁體(∑)分區分塊、分塊充磁後組裝形成；分別在定子永磁體和轉子永磁體的磁極部分(140、150)開有階梯狀齒(160)，所述階梯狀齒由ζ面和ξ面組成；按對永磁體的吸、斥要求對ζ面或ξ面進行隔磁處理；所述定子永磁體(∑)和轉子永磁體(Ω)中的分區充磁或分區分塊充磁的方向不通過定子或轉子的圓心，沿所述分區中與所述包絡圓(120)相切的切線方向上充磁；亦可在所述分區或分區分塊內其內部磁力線相互平行或以其角度平分線為中心軸聚焦。
上述圖13至圖19中所述永磁磁體(∑)和磁極(140)緊固安裝在定子(30)上，所述永磁磁體(Ω)和磁極(150)緊固安裝在轉子(10)上，定子(30)和轉子(10)可相對轉動。
上述圖15至圖19中所述永磁磁能驅動控制裝置中，在所述轉子和定子磁隙空間中注入隔磁液以控制永磁磁能驅動力矩大小，啟動和停止。
權利要求
1.永磁磁能驅動控制的方法，其特徵在於，首先使永磁體磁極間磁隙寬度分布按單調函數連續變化後發生突變，突變後再按單調函數連續變化形成周期；或在永磁體磁極相對運動中使永磁體磁極間磁隙寬度分布按單調函數連續變化後發生突變，突變後再按單調函數連續變化形成周期；其次充分利用永磁體強磁力做正功，利用隔磁方法將永磁體強磁力所做負功減少到最小程度；最後通過力臂將永磁體的強磁力放大並連續不斷地輸出正功。
2.永磁磁能驅動控制的裝置，它主要由定子、轉子、安裝在定子上的永磁磁體和磁極、安裝在轉子上的永磁磁體和磁極組成，其特徵在於，首先至少從定子(10)的圓心(20)和轉子(30)的圓心(40)之一發出一組輻狀射線(50)，從定子(10)的圓心(20)發出一組輻狀射線(50)時，將定子分界圓圓周(60)、定子根圓圓周(70)分為數份，從轉子(30)的圓心(40)發出一組輻狀射線(50)時，將轉子分界圓圓周(80)、轉子根圓圓周(90)分為數份；然後至少選擇其中一組輻狀射線，並將該組輻狀射線中的每一根圍繞其上的一點(100)沿與其夾角θ的方向偏轉θ角，使偏轉後的輻狀射線(110)形成一包絡圓(120)並分別與該包絡圓(120)相切；從而在相鄰輻狀射線(110)、定子或轉子分界圓圓周、定子根圓圓周或轉子根圓圓周間形成兩組空間區域β和γ；在β區緊固裝入定子永磁體(∑)，在γ區緊固裝入轉子永磁體(Ω)。
3.權利要求1中所述永磁磁能驅動控制的方法，其特徵在於，磁隙寬度分布變化並且利用所述永磁體磁極間的斥力作用力時，磁隙寬度分布從小到大連續變化後從大突變為小；磁隙寬度分布變化並且利用所述永磁體磁極間的吸引力時，磁隙寬度分布從大到小連續變化後從小突變為大。
4.權利要求2中所述永磁磁能驅動控制的裝置，其特徵在於， 所有β區的定子永磁體(∑)可作成一體，然後整體或分區充磁形成；所有γ區的轉子永磁體(Ω)可作成一體，然後整體或分區充磁形成；或者分別就β區的定子永磁體(∑)或γ區的轉子永磁體(Ω)分區分塊、分塊充磁後組裝形成；或者分別就β區的定子永磁體(∑)和γ區的轉子永磁體(Ω)分區分塊、分塊充磁後組裝形成。
5.權利要求2中所述永磁磁能驅動控制的裝置，其特徵在於，所述定子永磁體(∑)和轉子永磁體(Ω)中的分區充磁或分區分塊充磁的方向不通過定子或轉子的圓心，沿所述分區中與所述包絡圓(120)相切的切線方向上充磁時最佳；在所述分區或分區分塊內其內部磁力線相互平行或以其角度平分線(130)為中心軸聚焦。
6.權利要求2中所述永磁磁能驅動控制的裝置，其特徵在於，至少在定子永磁體或轉子永磁體的磁極部分(140、150)開有階梯狀齒(160)，所述階梯狀齒由ζ面和ξ面組成；按對永磁體的吸、斥要求對ζ面或ξ面進行隔磁處理。
7.權利要求2中所述永磁磁能驅動控制裝置，其特徵在於，在偏轉θ角一定時，在所述轉子和定子磁隙空間中注入隔磁液以控制永磁磁能驅動力矩大小，啟動和停止。
8.權利要求2中所述永磁磁能驅動控制裝置，其特徵在於，θ角在1°至89°區間內或-1°至-89°區間內選擇。
9.權利要求6中所述的隔磁處理，其特徵在於在需要隔磁處理的表面覆有隔磁層。
10.權利要求7中所述隔磁液，其特徵在於，所述的隔磁液為純有機液體或由隔磁粉料和潤滑液組成的混合物。
全文摘要
本發明涉及一種永磁磁能驅動控制方法及其裝置，首先使永磁體磁極間磁隙寬度分布按單調函數連續變化後發生突變，突變後再按單調函數連續變化形成周期；或在永磁體磁極相對運動中使永磁體磁極間磁隙寬度分布按單調函數連續變化後發生突變，突變後再按單調函數連續變化形成周期；其次充分利用永磁體強磁力做正功，利用隔磁方法將永磁體強磁力所做負功減少到最小程度；最後通過力臂將永磁體的強磁力放大並連續不斷地輸出正功。
文檔編號H02N11/00GK1536754SQ0311890
公開日2004年10月13日 申請日期2003年4月8日 優先權日2003年4月8日
發明者呂崇耀 申請人:呂崇耀