CN101436815A - 新式永磁发动机 - Google Patents

Abstract

一种新式永磁发动机，有永磁体组及与之相对应的电磁铁组，电磁铁的芯用非磁性绝缘材料制作，电磁铁组固定于底座，而永磁体组联接在框架上，框架与曲柄连杆机构联系，曲柄连杆机构的曲轴一端联接发电机，发电机、框架位置传感器、充电器、蓄电池、控制器及电磁铁线圈用导线依次连接起来。控制器根据传感器信号给电磁铁线圈通电，永磁体组受到电磁铁的推拉力作往复直线运动，曲柄连杆机构将此运动转变成旋转运动以驱动发电机和向外输出功率。本发明新式永磁发动机启动后，不需外供能量，若不人为停止将永动。本发明耗电少、效率极高、节能环保。

Description

新式永磁发动机

技术领域

本发明涉及一种发动机，特别是一种新式永磁发动机。

背景技术

永磁电机有比传统的电机效率高、损耗小、体积小等优点，但节能效果并不显著。永磁电机中的永磁体主要用来励磁，永磁体能的利用率很低。如何充分提高永磁能的利用率，并使其转化为可实际使用的其它形式的能量，是现代科技的重大课题。

发明内容

本发明设计一种新式永磁发动机，目的是充分有效地使永磁能直接转化为可实际使用的机械能，从而提供一种能耗极小且环保的动力源。

本发明按下述技术方案实现。

平行间隔设置两个条形电磁铁，所述电磁铁的线圈芯用非磁性绝缘材料制作，两个条形电磁铁上的线圈绕向相同且串联联接，电磁铁固定在机座上作为定子。在每个电磁铁的每端间隔间距对应设置一组永磁体作为动子，且这两组永磁体隔着电磁铁同性极相对，永磁体的组数及与之相配的电磁铁的个数，可根据实际要求设计而增减；永磁体固定在框架上，框架与曲柄连杆机构相联系，带永磁体的框架犹如“活塞”，曲轴的一端可安装动力输出轮，另一端连接一个发电机，发电机通过充电器与蓄电池相连接，电磁铁线圈通过控制器与蓄电池连接。设置“活塞”位置传感器，此传感器是光电型的或其它形式的，此传感器与控制器连接。

通过控制器给电磁铁通电流，则永磁体的一端由于极性和与之相对的电磁铁的极性相同而受到斥力，其另一端由于极性和与之相对的电磁铁的极性相异而受到引力，两个力方向一致，相加于“活塞”，使其向一端加速运动，当框架运动到端点，控制器根据设置的“活塞”位置传感器传来的信号改变电磁铁线圈电流的方向，“活塞”又向另一端运动，此过程循环往复，“活塞”通过曲柄连杆机构驱动曲轴运转，曲轴一端向外输出功率，另一端通过发电机发电存入蓄电池，电磁铁由蓄电池供电。

假设将所述新式永磁发动机中的永磁体用电磁体代替，那么，按上述新式永磁发动机的工作原理可知，不计损耗，发动机输出能量等于输入的电能。而本发明使永磁体与电磁铁相互作用，因此，本新式永磁发动机输出能量大于需输入的电能；而且电磁铁与永磁体之间作用力大小与在它们之间间隙中的磁感应强度的平方成正比，而此磁感应强度值是电磁铁和永磁体磁感应强度的叠加值，若保持此值不变，提高永磁体在所述间隙中的磁感应强度值，等量地减小电磁铁在所述间隙中的磁感应强度值的，则所述新式永磁发动机输出能量值不变，但大幅度地降低了所需输入的电能，这就是说新式永磁发动机输出输入差值变大。实际设计时，有意将所述电磁铁的设计成尽可能小的功率，只要输入使所述电磁铁表现出能与所述永磁体产生相互作用的磁力所需的电能，所述新式永磁发动机就能输出比输入电能多许多倍的能量。所以所述新式永磁发动机巧妙使用永磁体能使能量增值，而且增值随永磁场的增强大幅度增长，这个增值的能量的大部分向外输出，小部分用于给新式永磁发动机自身提供能量。

本发明有益的效果是：

1、本发明充分地将永磁能转换为可直接实际使用的机械能，使新式永磁发动机输出的能量比输入的能量显著增值，它启动后犹如永动机；

2、永磁体得到充分有效的利用；

3、本发明耗电少，效率极高，节能；

4、由于优点2，因而运行费用更低；

5、本发明，不产生有害气体，几乎无噪音，所以环保。

附图说明

图1为本发明具体实施方式一的结构示意图；

图2为图1的A1-A1剖面图；

图3为图1的A2-A2剖面图；

图4为本发明具体实施方式二的结构示意图；

图5为本发明具体实施方式三的结构示意图；

图6为本发明具体实施方式四的结构示意图；

图7为本发明具体实施方式五的结构示意图；

图8为本发明具体实施方式六的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图进一步详细说明。

具体实施方式一：如图1至图3示。机座由前立板50、后立板51、左立板1、右立板17、曲轴支架26及底板25联接组成；永磁板3及永磁圈5沿厚度方向充磁，永磁板3及永磁圈5同极性围结于导磁体4，形成一组聚磁体，导磁圈49围结于永磁圈5，永磁板3及导磁圈49固接于导磁板44，其余三组聚磁体按同样的方法组成及固接，但要使沿轴向相对的聚磁体同性极相对，而且导磁板44将永磁板3和永磁板45异性极相连接，导磁板15将永磁板14和永磁板34异性极相连接；12、37、43均为导磁体，11、35、47均为永磁体圈，13、36、48均为导磁圈；导磁板15及44分别用非磁性板6、39联接，在导磁板44中心固定非磁性导杆2，导杆2与立板1上的孔(或镶在立板1上的衬套)配成滑动配合；在导磁板15中心固定非磁性导杆20，导杆20与立板17上的孔(或镶在立板17上的衬套)配成滑动配合，导杆20与导杆2同轴，本说明把以上所述零部件的总成简称为永磁活塞；导杆20用转轴销21与连杆28联系，在导杆20上垂直于轴线平行地打两个相距L的小孔23、24，L为永磁活塞的行程；连杆28与曲轴27联系，曲轴27一端连接发电机22。所述聚磁体组数及与之相配的电磁铁的个数，根据实际要求设计确定。

非磁性绝缘线圈芯10、线圈9及线圈架7组成一个电磁铁，非磁性绝缘线圈芯40、线圈42及线圈架41组成一个电磁铁，两个电磁铁分别与所述聚磁体沿轴向正对，两个电磁铁的线圈绕向一致且串联联接；线圈架7镶嵌于导磁板8，线圈架41镶嵌于导磁板38，非磁性绝缘联接板46将导磁板8和导磁板38连接成一块，然后固定在前立板50和后立板51之间；发电机22、充电器29、蓄电池30、控制器32及电磁铁线圈用导线16依次连接起来；光电开关组件19和31分别用支板18和33固定于后立板17，当永磁活塞在行程端点时，光电开关组件19和31的光口应正对导杆20上的孔23或孔24，光电开关组件19和31用导线16′与控制器32连接。电磁铁截面形状及所对应的聚磁体的端面形状同时为矩形(如图2示)或圆形(如图3示)或其它形状。所说的光电开关组件19和31构成的传感器可由其它形式的传感器代替。

在图1所示状态，通过控制器32给电磁铁的线圈9和42通电，使电磁铁左端的磁极性与左边聚磁永磁体右端的极性相同，且电磁铁右端的磁极性与右边聚磁永磁体左端的极性相异，则永磁活塞受到电磁铁的推拉力作用向右加速运动到右端点，这时，光电开关组件19和31的光口应正对导杆20上的孔24，控制器32收到光电开关发出的信号立即改变线圈9和42中的电流方向，永磁活塞受到电磁铁的推拉力作用向左加速运动到左端点，这时，光电开关组件19和31的光口正对导杆20上的孔23，控制器32收到光电开关发出的信号又立即改变线圈9和42中的电流方向，以上过程循环重复之，曲轴27将被连续驱转。控制器32还可控制线圈9和42中的电流的大小以改变曲轴27的输出功率。前述的原理已说明，曲轴27的输出功率除带动发电机22给新式永磁发动机自身供电维持运行，还剩余大部分用来对外做功。所以本发明—新式永磁发动机启动后，若不人为停止将永动。

特别指出：线圈9和线圈42缠绕在非磁性绝缘材料制成的线圈芯上，即用非磁性绝缘材料取代磁性材料做的线圈铁芯，虽然会降低电磁极的磁力，但是会极大地减小感应损耗和磁滞损耗，而且当所述永磁活塞的永磁磁极与所述电磁铁处于最近位置且要改变电磁铁极性时(如图1示)，没有永磁活塞的永磁磁极的磁阻力。若线圈用磁性材料做的线圈铁芯，就有所述的磁阻力，克服此磁阻力要耗费大量的电能。所以，用非磁性绝缘材料取代磁性芯是本实用新型的关重点，是一个创新。

具体实施方式二：如图4示，根据实际需要，为了简化结构，缩小体积，将具体实施方式一中的永磁聚磁体改成永磁体52、53、54、55，其它不变。所述永磁体个数及与之相配的电磁铁的个数，根据实际要求设计确定。

具体实施方式三：如图5示，在具体实施方式一所述新式永磁发动机的非磁性导杆20的左端安装冲头56，变为冲床。

具体实施方式四：如图6示，在具体实施方式二所述新式永磁发动机的非磁性导杆20的左端安装冲头57，变为冲床。

具体实施方式五：如图7示，对具体实施方式三所述冲床，将新式永磁发动机的转轴销21、发电机22、曲轴27、连杆28、曲轴支架26、充电器29、蓄电池30去掉，并在非磁性导杆20的右端安装冲头58，外接电源到控制器32，那么就得到简化结构的双向冲床。

具体实施方式六：如图8示，对具体实施方式四所述冲床，将新式永磁发动机的转轴销21、发电机22、曲轴27、连杆28、曲轴支架26、充电器29、蓄电池30去掉，并在非磁性导杆20的右端安装冲头59，外接电源到控制器32，那么就得到简化结构的双向冲床。

Claims (6)

1.一种新式永磁发动机，其特征是：机座由前立板(50)、后立板(51)、左立板(1)、右立板(17)、曲轴支架(26)及底板(25)联接组成；永磁板(3)及永磁圈(5)沿厚度方向充磁，永磁板(3)及永磁圈(5)同极性围结于导磁体(4)，形成一组聚磁体，导磁圈(49)围结于永磁圈(5)，永磁板(3)及导磁圈(49)固接于导磁板(44)，其余三组聚磁体按同样的方法组成及固接，但要使沿轴向相对的聚磁体同性极相对，而且导磁板(44)将永磁板(3)和永磁板(45)异性极相连接，导磁板(15)将永磁板(14)和永磁板(34)异性极相连接；(12)、(37)、(43)均为导磁体，(11)、(35)、(47)均为永磁体圈，(13)、(36)、(48)均为导磁圈；导磁板(15)及(44)分别用非磁性板(6)、(39)联接，在导磁板(44)中心固定非磁性导杆(2)，导杆(2)与立板(1)上的孔或镶在立板1上的衬套配成滑动配合；在导磁板(15)中心固定非磁性导杆(20)，导杆(20)与立板(17)上的孔或镶在立板(17)上的衬套配成滑动配合，导杆(20)与导杆(2)同轴，本说明把以上所述零部件的总成简称为永磁活塞；导杆(20)用转轴销(21)与连杆(28)联系，在导杆(20)上垂直于轴线平行地打两个相距L的小孔(23)、(24)，L为永磁活塞的行程；连杆(28)与曲轴(27)联系，曲轴(27)一端连接发电机(22)；所述聚磁体组数及与之相配的电磁铁的个数，根据实际要求设计确定；

非磁性绝缘线圈芯(10)、线圈(9)及线圈架(7)组成一个电磁铁，非磁性绝缘线圈芯(40)、线圈(42)及线圈架(41)组成一个电磁铁，两个电磁铁分别与所述聚磁体沿轴向正对，两个电磁铁的线圈绕向一致且串联联接；线圈架(7)镶嵌于导磁板(8)，线圈架(41)镶嵌于导磁板(38)，非磁性绝缘联接板(46)将导磁板(8)和导磁板(38)连接成一块，然后固定在前立板(50)和后立板(51)之间；发电机(22)、充电器(29)、蓄电池(30)、控制器(32)及电磁铁线圈用导线(16)依次连接起来；光电开关组件(19)和(31)分别用支板(18)和(33)固定于后立板(17)，当永磁活塞在行程端点时，光电开关组件(19)和(31)的光口应正对导杆(20)上的孔(23)或孔(24)，光电开关组件(19)和(31)用导线(16′)与控制器(32)连接；

电磁铁截面形状及所对应的聚磁体的端面形状同时为矩形或圆形或其它形状；

所说的光电开关组件(19)和(31)构成的传感器可由其它形式的传感器代替。

2.根据权利要求1所述的新式永磁发动机，其特征是：将永磁聚磁体改成永磁体(52)、(53)、(54)、(55)，其它不变；所述永磁体个数及与之相配的电磁铁的个数，根据实际要求设计确定。

3.根据权利要求1所述的新式永磁发动机，其特征是：在所述新式永磁发动机的非磁性导杆(20)的左端安装冲头(56)，变为冲床。

4.根据权利要求2所述的新式永磁发动机，其特征是：在非磁性导杆(20)的左端安装冲头(57)，变为冲床。

5.根据权利要求3所述的新式永磁发动机，其特征是：将转轴销(21)、发电机(22)、曲轴(27)、连杆(28)、曲轴支架(26)、充电器(29)、蓄电池(30)去掉，并在非磁性导杆(20)的右端安装冲头(58)，外接电源到控制器32，那么就得到简化结构的双向冲床。

6.根据权利要求4所述的新式永磁发动机，其特征是：将转轴销(21)、发电机(22)、曲轴(27)、连杆(28)、曲轴支架(26)、充电器(29)、蓄电池(30)去掉，并在非磁性导杆(20)的右端安装冲头(59)，外接电源到控制器32，那么就得到简化结构的双向冲床。

Images