CN101882838A - 一种电机组件机构及其能源系统运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明所公开的一种电机组件机构，由电源、电机组件组成，电机组件由固定支架、转轴、固定转轴的轴承、转轴上固定的转子、围绕转子的定子组成，转子由转子磁铁、转子铁芯的一种或二种结合组成，定子由至少二个以转轴为对称点的定子铁芯或者一个纯定子铁芯和一个定子磁铁组成，各定子铁芯上设有电磁线圈与电源单独连接，各电磁线圈的输入端连接有设于转轴上的磁极识别旋转开关；转子的磁极端与对应的定子铁芯或定子磁铁一端的间隙可为等距或不等距；磁极识别旋转开关由电刷、绝缘子和导电滑环组成。本发明还涉及电机组件机构的能源系统运行方法，该系统产生机械能可作为动力能输出和可变为电能反馈给电源充电及补充自身消耗的电能。

Description

一种电机组件机构及其能源系统运行方法

技术领域

本发明涉及一种新型结构的电机组件机构及其能源运转方法，属于物理和电学的领域；通过该电机组件机构的通电运转，可产生比输入的电功率大的机械功率。

背景技术

目前，现有结构的电机主要部件有转子和定子。首先，它们必须满足电磁方面的要求，保证在工作气隙中产生足够的磁通，电枢绕组允许通过一定的电流，以便产生一定的电磁转矩。其次，要满足机械方面的要求，保证机械结构牢固和稳定，能传送一定的转矩，并能经受住一定环境条件的考验。当现有电机接上电源后，电流流入定子绕组，产生磁动势，后者与转子产生的励磁磁场相互作用而产生电磁转矩。当电机带着负载转起来以后，便在绕组中产生反电动势，吸收一定的电功率，并通过转子输出一定的机械功率，从而实现了将电能转换成机械能的过程。由于存在着摩擦、热能消耗等问题，目前结构的电机组件输出的机械功率必然小于吸收的电功率。针对上述现有结构的技术特点，可否利用系统内永磁体的能量，转化为系统所能利用的能量，从而到达转子输出的机械功率大于输入的电功率的可能？

本申请人一直从事此现有电机的技术改良和研究，经过多年的研究试验，终于研发出了一种新型结构的电机组件，该电机组件利用磁铁与磁铁的同极排斥力、磁铁对铁磁性材料的吸引力特性，令电机在转动时不但受到电磁铁的推力，同时也受到铁磁性材料的吸力等多个力的作用，使转子输出的机械能大于输入的电能；同时利用电刷的原理或者电子开关的原理，实现让电磁线圈依序通断电，使转子输出持续的更多的能源。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供了一种结构简单，利用多个力作用于电机组件的转子，使转子产生的机械能多于电源输入的电动能。本发明所要解决的技术方案为：一种电机组件机构，由电源、与电源连接的电机组件组成，所述的电机组件由固定支架、转轴、固定转轴的轴承、转轴上固定的转子、围绕转子的定子组成，其中所述的转子由转子磁铁、转子铁芯的一种或二种结合组成，所述的定子由至少二个以转轴为对称点的定子铁芯或者一个纯定子铁芯和一个定子磁铁组成，各定子铁芯上设有电磁线圈与电源单独连接，各电磁线圈的输入端连接有设于转轴上的磁极识别旋转开关；所述转子的磁极端与对应的定子铁芯或定子磁铁一端的间隙可为等距或不等距；当电机组件断电时，转子与定子相对静止，当电机组件通电时，转子与定子产生相互的磁场斥力和磁场对铁磁性材料的吸引力，令转子转动且产生的动力输出功率大于电源输出的电功率；所述的磁极识别旋转开关由电刷、绝缘子和导电滑环组成；磁极识别旋转开关用以识别转子静止时停在什么位置，在通电时保证正确的接通所须的电磁线圈，使电极组件得以顺利启动。所述的电源与电机组件之间还设有可检测转子转速快慢的转速监控设备。转速监控设备具有稳定发电机输出电源的频率，以及防止机器在空载及轻载时飞车的作用。本发明利用磁铁与磁铁间具有同极性相斥、磁铁对铁磁性材料具有吸引力的特性，同时利用电机组件中定子和转子的特殊结构，使电机组件通电时，转子磁铁或转子铁芯会受定子磁铁或定子铁芯的推力和定子铁芯的吸引力向定子铁芯偏转，并且会发现，转子偏转所产生的机械功率比输入的电功率要大得多。如果把这些定子围绕转子摆成一圈、按顺序接通电源，这时转子就会连续旋转起来了，那么就可以获得持续的更多的能量了。

作为对前述技术方案的进一步设计：前述的转子由一转子磁铁和转子铁芯组成，转子磁铁的磁极端与对应的定子铁芯一端的间隙为不等距，间隙的间距由窄向宽逐渐增大，间隙窄小部分与间隙宽大部分的磁场斥力不相等。该结构是利用转子磁铁与定子电磁场间不匀称的间隙来启动的。转子衔铁由硅钢片或磁性材料等组成，用以提升输入电能转换成机械动力的功效，而且还能起到很好的平衡作用；定子铁芯和电磁线圈共同组成了一个电磁铁，定子铁芯在电磁线圈没通电时又起到了衔铁的作用，在使转子磁铁的磁能转化成动力的同时，也将输入的电能转化成了动力。本结构的电机组件的定子在转动时受到三对力的作用：一是定子铁芯磁场两极与转子磁铁磁场两极间的斥力；二是定子铁芯磁场两极与转子铁芯两端的吸引力；三是转子磁铁磁场两极与定子铁芯两端的吸引力。前面两对力是由输入的电能转换得来的(在理论上输出的机械功率等于输入的电功率，也就是说输入的电能还能从输出的机械动力中转换回来)，而第三对力却是由电能的介入催化出来的，这第三对力就是多出来的动力能量的来源。当电机组件从永不枯竭的能源中脱离出来单独使用时，电机组件与现有的电机组件在输出同样的额定机械动力功率时，电机组件比现有原来的电机组件所须消耗的电功率要小得多。

前述的导电滑环由一个完整的导电滑环和一个半圆形的导电滑环结合在一起组成，定子铁芯上的二个电磁线圈的二个同名端连接在一起，另外二个同名端各连接一个电刷依序与半圆形导电滑环导通。

本发明的转子和定子之间的结构也可以采用以下形式：电机组件的转子为至少二个以转轴为对称点的转子铁芯，转子铁芯上设有电磁线圈，转子铁芯与定子铁芯二者对应端之间的间隙等距；所述的定子由一个定子铁芯和一个定子磁铁组成；或者是定子由两个对称的定子铁芯组成，其中一个定子铁芯设有电磁线圈；所述的转子铁芯产生的磁场与定子磁铁的磁场相互面向的延长线相交形成一定角度。前述的导电滑环包括一个完整的导电滑环和与转子上各电磁线圈单独连接的导电块，转子铁芯上各电磁线圈的一同名端一起连接到导电滑环上，另一同名端各连接一块导电块。由于定子与转子的结构是具有互换性，所以此结构的电机组件是把前述结构的定子和转子做了位置的相互变换。本结构的电机组件把电磁线圈做在转子上是为了使转子有更好的平衡性。如果把定子磁铁做成交流电磁铁，再将交流电磁铁的电磁线圈与转子铁芯的电磁线圈串联或并联或串联并联混合使用，那么就成了交直流两用了。本结构的电机组件与前述结构的电机组件的不同之处在于：本电机组件可以带额定负载启动；把与导电块相接触的电刷旋转180°可以使转子改变旋转方向；转子与定子之间的间隙是均匀的；调节与导电块相接触的电刷角度位置还能改变启动运行力矩；定子与转子进行了互换，由两个电磁线圈换成了八个；旋转开关上的半个导电滑环从原来的整体分离开，换成了八块独立的导电块。与导电块相接触的电刷的安放位置，以使接通相应的电磁线圈产生的磁场极性与定子磁场极性错开一定的角度为准。本电机组件通电后，电刷接通了转子铁芯的电磁线圈，使转子产生了与定子磁场相交的同极性磁场，从而产生了转子磁场与定子磁场间的斥力和转子磁场对定子衔铁的吸引力使转子转动起来；转子转动一定角度后，电刷断开前面一个电磁线圈与后面一个电磁线圈保持接通，综合上述原理转子继续转动；转子又转动一定角度后，电刷继续接通下一个电磁线圈使转子磁场状态回到起始状态。就这样，转子不断的转动，电刷也不断的接通下一个电磁线圈，使转子依照上述原理经过启动过程进入运行状态。至此，转子不断转动得以实现。

对应上述定子和转子只利用两者磁极一端作用力的结构，本发明的定子与转子为了更好地利用其两者的作用力，可以采用以下形式：定子二端产生的磁极与转子二端产生的磁极各自相互对应并且同极性，即定子的N极与转子的N极对应，定子的S极与转子的S极对应，定子受到转子的两个作用力，转子受到定子的两个作用力。定子和转子二端的磁极得以充分利用可增加二者之间的作用力，能提高转子和定子之间相互的利用效率。

本发明同时还涉及到该电机组件机构的能源系统运行方法，其具体原理为：电机组件没通电时，至少一个转子单元和至少一个定子单元相对静止；电机组件通电后，一个定子单元和一个转子单元产生磁场斥力令转子单元和转轴转动，并且此时该转子单元受到下一定子单位为铁磁性材料的吸引力向铁磁性材料偏转，增大转子的转速，此时转子转动产生的机械功率比输入的电功率大；当该转子单元转到下一定子单元令该转子单元和下一定子单元相对静止的位置时，该转子单元或下一定子单元上的电磁线圈通电，再次令转子单元向同一方向偏转；如此，电机组件按顺序反复断电和通电，令各转子单元不断重复转动，持续产生比输入电功率大的机械功率；整个能源系统的具体流程为：蓄电池等电源输出电能经过转速监控电路后提供给电机组件，电机组件产生的机械功率一部分可用于动力的输出给外部设备的运转、发光等，另一部分输出的机械能提供给发电机转化为电能，发电机输出的电能一部分输出给外部设备使用，另一部分电能经过整流电路的整流后反馈给蓄电池等电源充电，然后蓄电池等再提供电能给电机组件；这样，整个系统在电机组件启动时只需借用蓄电池等电源的部分电能，电机组件产生的机械能可作为动力能输出之外，同时也可变为电能反馈给蓄电池充电，形成永不枯竭的能源。

作为对前述原理的进一步设计：前述的转子单元具有磁性，定子单元在没通电时被转子单元吸引使转子单元和定子单元处于初始的静止状态；当绕在一个定子单元的电磁线圈通电后，该定子单元会产生与对应的转子单元磁极性相同的磁极，使该定子单元和转子单元产生排斥力，令转子单元和转轴一起向下一定子单元方向转动；由于定子单元和转子单元之间的间隙为不等距，即间隙一端窄小，另一端宽大；此时，下一个定子单元对该转子单元产生吸引力，使该转子单元从间隙的窄小端向宽大端偏转，在此过程中，转子偏转所产生的机械功率比输入的电功率大得多；当该转子单元转动到与下一定子单元因相互吸引力而相对静止的位置时，上一定子单元的电磁线圈的电路断开，下一定子单元的电磁线圈通电，令转子单元和转轴持续转动；如此，转子不断的转动，电刷就不断的接通下一个定子单元的电磁线圈，使电机组件产生持续的能源。

也可以用此原理来代替上述设计的原理：前述的转子单元与定子单元均没有磁性，但定子单元上还附属有磁铁，定子单元和对应的转子单元之间的间隙等距；当电机组件没通电时，由于定子单元上磁铁的吸引力，令转子单元和定子单元处于初始的静止状态；电源接通了静止时相互对应的一个定子单元的电磁线圈和一个转子单元的电磁线圈，使该转子单元产生了与该定子单元磁场相交的同极性磁场，从而产生了转子单元磁场与定子单元磁场间的斥力和转子单元磁场对定子衔铁的吸引力使转子转动起来；转子转动一定角度后，该转子单元的电磁线圈断电，而下一个转子单元的电磁线圈通电，综合上述原理转子继续转动；转子又转动一定角度后，如此，不断断开转子上的上一个电磁，通电转子的下一个电磁线圈，使转子磁场状态回到起始状态。就这样，电磁线圈按顺序不断接电和断电，转子也不断的转动，转子就会不断的输出比输入电功率大的机械功率。

作为对前述技术方案的再进一步的设计：前述的能源系统运行时的具体电路原理：从发电机输出的电源(U1)经保险管(FR1)到整流电路(D1～D4)；整流后再输送给蓄电池(C1、U2)充电；再经开关(K)、保险管(FR2)输送给转速监控电路(在启动时由蓄电池(C1、U2)供电)；其中转速监控电路的原理是：由电阻(R1和R2)给三极管(Q1)提供偏置电压使其导通；三极管(Q1)的导通使其的负载发光二极管(LED1、LED2)和电阻(R3、R4)接通电源，电阻(R3、R4)分别又是发光二极管(LED1、LED2)的限流电阻；发光二极管(LED1、LED2)因接通电源而发出光线使光敏电阻(CdS1、CdS2)的电阻值变小，从而又使三极管(Q2、Q3)和三极管(Q4、Q5)分别导通；三极管(Q2、Q3)和三极管(Q4、Q5)的导通又使电磁线圈(L1)和(L2)分别接通电源而工作；当然，电磁线圈(L1)和(L2)不要让它们同时导通(适用于磁场间隙不匀启动型)；但是，由于结构上的原因又允许它们在转子磁铁和定子铁芯还没有完全正对之前的短时间内可以同时导通；电磁线圈(L1)和(L2)在工作时还受到磁极识别旋转开关的控制，磁极识别旋转开关转盘的圆弧状通光孔与那一个发光二极管相对应时，它就使那一个发光二极管发出的光线通过它使对应的光敏电阻的电阻值变小，从而使相对应的电磁线圈工作；转速的监测控制由电阻(R1、R2)、稳压二极管(ZD)和三极管(Q1)组成，当转速升高时发电机的感应电动势，即感应电压就会升高；感应电压的升高就会使加在稳压二极管两端的电压升高，在电压超过稳压二极管的稳压值时稳压二极管就会导通；稳压二极管的导通就会使三极管(Q1)失去偏置电压而关断，从而使与其后面相关的电路一起关断；相关电路的关断后果就是使转速降低；转速的降低就会使发电机的输出电压降低；发电机的输出电压降低就会使加在稳压管两端的电压降低；当加在稳压管两端的电压低于稳压管的稳压值时稳压管就会关断；稳压管的关断就会使三极管(Q1)重新导通，从而使与三极管(Q1)后面相关的电路导通工作；相关的电路导通工作又会使转速上升，不断的重复上述过程就可以达到稳定转速的目的，同时也达到了稳定发电机输出的电压和电压频率的目的。

综上所述，本发明的电机组件利用磁铁与磁铁的同极排斥力、磁铁对铁磁性材料的吸引力特性，令电机组件在转动时不但受到电磁铁的推力，同时也受到铁磁性材料的吸力等多个力的作用，使转子输出的机械能大于输入的电能；同时利用电刷的原理或者电子开关的原理，实现让电磁线圈依序通断电，使转子输出持续的更多的能源。电机组件启动时只需借用蓄电池等电源的部分电能，电机组件产生的机械能可作为动力能输出之外，同时也可变为电能反馈给蓄电池充电及给自身补充电能，形成永不枯竭的能源。

附图说明

图1是本发明实施例1的转子和定子的示意图。

图2是本发明实施例1的电机组件的运转状态示意图。

图3是本发明实施例1的磁极识别开关的导电滑环俯视示意图。

图4是本发明的实施例1的电机组件和发电机连接的示意图。

图5是本发明的实施例1的能量流向图。

图6是本发明实施例1的启动运行监控电路图。

图7是本发明实施例2的电机组件的运转状态示意图。

图8是本发明实施例2的电机组件和发电机连接的示意图。

图9是本发明的交直流两用型电机组件和发电机的示意图。

图10是本发明实施例2转子铁芯的电磁线圈与磁极识别旋转开关连接的展开电路图。

图11是本发明实施例2的定子铁芯和电磁线圈的连接展开图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述说明。

实施例1

本实施例的一种电机组件机构，由电源1、与电源连接的电机组件2组成，电机组件由固定支架、转轴3、固定转轴的轴承、转轴上固定的转子、围绕转子的定子组成，如图4所示。如图1、图2所示，转子由转子磁铁6和转子衔铁组成，定子由二个以转轴为对称点的定子铁芯8组成，各定子铁芯上设有电磁线圈10与电源单独连接，各电磁线圈的输入端连接有设于转轴上的磁极识别旋转开关11，磁极识别旋转开关由电刷12、绝缘子13和导电滑环14组成，如图3、图4所示；导电滑环由一个完整的导电滑环和一个半圆形的导电滑环结合在一起组成，定子铁芯上的二个电磁线圈的二个同名端连接在一起，另外二个同名端各连接一个电刷依序与半圆形导电滑环导通。

如图2所示，转子磁铁的磁极端与对应的定子铁芯一端的间隙不等距，即间隙的间距由窄向宽逐渐增大，间隙窄小部分与间隙宽大部分的磁场斥力不相等。电源与电机组件之间还设有可检测转子转速快慢的转速监控设备，如图5所示。如图2所示，当电机组件断电时，转子磁铁、转子铁芯与定子铁芯相对静止，当电机组件通电时，转子与定子产生相互的磁场斥力，令转子转动且产生的动力输出功率大于电源输出的电功率。本发明利用磁铁与磁铁间具有同极性相斥和磁铁对磁性材料具有吸引力的特性，

同时利用电机组件中定子和转子的特殊结构，使电机组件通电时，定子铁芯和电磁线圈组成了定子电磁铁，转子磁铁会受定子电磁铁的推力和一没通电的下一定子铁芯的吸引力向下一定子铁芯偏转，并且会发现，转子磁铁偏转所产生的机械功率比输入的电功率要大得多。如果把这些定子围绕转子摆成一圈、按顺序接通电源，这时转子就会连续旋转起来了，那么就可以获得持续的更多的能量了。此结构为磁场间隙不匀启动型的电机组件。

本实施例的电机组件的定子在转动时受到三对力的作用：一是定子铁芯磁场两极与转子磁铁磁场两极间的斥力；二是定子铁芯磁场两级与转子铁芯两端的吸引力；三是转子磁铁磁场两极与定子铁芯两端的吸引力。前面两对力是由输入的电能转换得来的(在理论上输出的机械功率等于输入的电功率，也就是说输入的电能还能从输出的机械动力中转换回来)，而第三对力却是由电能的介入催化出来的，这第三对力就是多出来的动力能量的来源。当电机组件从永不枯竭的能源中脱离出来单独使用时，电机组件与现有的电机组件在输出同样的额定机械动力功率时，电机组件比现有的电机组件所须消耗的电功率要小得多。

另外，如图5所示，该电机组件与发电机16、整流电路、电源、转速监控设备形成了一个能源系统，该能源系统可产生永不枯竭的能源，其电机组件的具体原理为：定子单元在没通电时被转子单元吸引使转子单元和定子单元处于初始的静止状态；当绕在一个定子单元的电磁线圈通电后，该定子单元会产生与对应的转子单元磁极性相同的磁极，使该定子单元和转子单元产生排斥力，令转子单元和转轴一起向下一定子单元方向转动；如图2所示，由于定子单元和转子单元之间的间隙为不等距，即间隙一端窄小，另一端宽大；当转子转动后，转子磁铁对下一个定子铁芯发挥出强大的吸引力。同时，上一个定子铁芯上的磁力对转子上的衔铁发挥出吸引力(这个吸引力的大小取决于定子铁芯上电磁线圈获得的电功率的大小；而转子上的磁铁是固有的，所以对定子铁芯的吸引力是固定的)，使该转子单元从间隙的窄小端向宽大端偏转，增大转子的转速，在此过程中，转子偏转所产生的机械功率比输入的电功率大得多；当该转子单元转动到与下一定子单元因相互吸引力而相对静止的位置时，上一定子单元的电磁线圈的电路断开，下一定子单元的电磁线圈通电，令转子单元和转轴持续转动；如此，电刷就不断的接通下一个定子单元的电磁线圈，电机组件按顺序反复断电和通电，转子就不断的转动，使电机组件产生持续的能源。

另外，整个能源系统的具体流程为：蓄电池等电源输出电能经过转速监控电路后提供给电机组件，电机组件产生的机械功率一部分可用于动力的输出给外部设备的运转、发光等，另一部分输出的机械能提供给发电机转化为电能，发电机输出的电能一部分输出给外部设备使用，另一部分电能经过整流电路的整流后反馈给蓄电池等电源充电，然后蓄电池等再提供电能给电机组件；这样，整个系统在电机组件启动时只需借用蓄电池等电源的部分电能，电机组件产生的机械能可作为动力能输出之外，同时也可变为电能反馈给蓄电池充电及给自身补充电能，形成永不枯竭的能源。

在这里，再加以描述能源系统运行时的具体电路原理：如图6所示，从发电机输出的电源(U1)经保险管(FR1)到整流电路(D1～D4)；整流后再输送给蓄电池(C1、U2)充电；再经开关(K)、保险管(FR2)输送给转速监控电路(在启动时由蓄电池(C1、U2)供电)；其中转速监控电路的原理是：由电阻(R1和R2)给三极管(Q1)提供偏置电压使其导通；三极管(Q1)的导通使其的负载发光二极管(LED1、LED2)和电阻(R3、R4)接通电源，电阻(R3、R4)分别又是发光二极管(LED1、LED2)的限流电阻；发光二极管(LED1、LED2)因接通电源而发出光线使光敏电阻(CdS1、CdS2)的电阻值变小，从而又使三极管(Q2、Q3)和三极管(Q4、Q5)分别导通；三极管(Q2、Q3)和三极管(Q4、Q5)的导通又使电磁线圈(L1)和(L2)分别接通电源而工作；当然，电磁线圈(L1)和(L2)不要让它们同时导通(适用于磁场间隙不匀启动型)；但是，由于结构上的原因又允许它们在转子磁铁和定子铁芯还没有完全正对之前的短时间内可以同时导通；电磁线圈(L1)和(L2)在工作时还受到磁极识别旋转开关的控制，磁极识别旋转开关转盘的圆弧状通光孔与那一个发光二极管相对应时，它就使那一个发光二极管发出的光线通过它使对应的光敏电阻的电阻值变小，从而使相对应的电磁线圈工作；转速的监测控制由电阻(R1、R2)、稳压二极管(ZD)和三极管(Q1)组成，当转速升高时发电机的感应电动势，即感应电压就会升高；感应电压的升高就会使加在稳压二极管两端的电压升高，在电压超过稳压二极管的稳压值时稳压二极管就会导通；稳压二极管的导通就会使三极管(Q1)失去偏置电压而关断，从而使与其后面相关的电路一起关断；相关电路的关断后果就是使转速降低；转速的降低就会使发电机的输出电压降低；发电机的输出电压降低就会使加在稳压管两端的电压降低；当加在稳压管两端的电压低于稳压管的稳压值时稳压管就会关断；稳压管的关断就会使三极管(Q1)重新导通，从而使与三极管(Q1)后面相关的电路导通工作；相关的电路导通工作又会使转速上升，不断的重复上述过程就可以达到稳定转速的目的，同时也达到了稳定发电机输出的电压和电压频率的目的。

实施例2

本发明实施例2与实施例1的不同之处在于本实施例2的电机组件采用磁场相交启动型，由于定子与转子的结构是具有互换性，所以实施例2的电机组件是把实施例1的定子和转子做了位置的相互变换。其原理也与实施例1有所不同，具体如下：

转子和定子之间的结构采用以下形式：如图7、图8所示，电机组件的转子为8个以转轴3为对称点的转子铁芯7，转子铁芯上设有电磁线圈，转子铁芯与定子铁芯8二者对应端之间的间隙等距。所述的定子由一个定子铁芯8和一个定子磁铁9组成；或者是定子由两个对称的定子铁芯组成，其中一个定子铁芯设有电磁线圈；即本实施例2的定子要一个带有磁性。所述的转子铁芯产生的磁场与定子磁铁的磁场相互面向的延长线相交形成一定角度。前述的导电滑环包括一个半圆形导电滑环14和与各转子铁芯单独连接的导电块15，各转子铁芯上的电磁线圈一端连接半圆形导电滑环，另一端连接导电块。本结构的电机组件把电磁线圈做在转子上是为了使转子有更好的平衡性。如果把定子磁铁做成交流电磁铁，再将交流电磁铁的电磁线圈与转子铁芯的电磁线圈串联或并联或串联并联混合使用，那么就成了交直流两用了。本结构的电机组件与前述结构的电机组件的不同之处在于：本电机组件可以带额定负载启动；把与导电块相接触的电刷12旋转180°可以使转子改变旋转方向；转子与定子之间的间隙是均匀的；调节与导电块相接触的电刷角度位置还能改变启动运行力矩；定子与转子进行了互换，由两个电磁线圈换成了八个；磁极识别旋转开关上的半个导电滑环从原来的整体分离开，换成了八块独立的导电块。与导电块相接触的电刷的安放位置，以使接通相应的电磁线圈产生的磁场极性与定子磁场极性错开一定的角度为准。本电机组件通电后，电刷接通了转子铁芯的电磁线圈，使转子产生了与定子磁场相交的同极性磁场，从而产生了转子磁场与定子磁场间的斥力和转子磁场对定子衔铁的吸引力使转子转动起来；转子转动一定角度后，电刷断开前面一个电磁线圈与后面一个电磁线圈保持接通，综合上述原理转子继续转动；转子又转动一定角度后，电刷继续接通下一个电磁线圈使转子磁场状态回到起始状态。就这样，转子不断的转动，电刷也不断的接通下一个电磁线圈，使转子依照上述原理经过启动过程进入运行状态。至此，转子不断转动得以实现。

此实施例2的电机组件工作原理为：转子单元与定子单元均没有磁性，但定子单元上还附属有磁铁，定子单元和对应的转子单元之间的间隙等距；当电机组件没通电时，由于定子单元上磁铁的吸引力，令转子单元和定子单元处于初始的静止状态；电源接通了静止时相互对应的一个定子单元的电磁线圈和一个转子单元的电磁线圈，使该转子单元产生了与该定子单元磁场相交的同极性磁场，从而产生了转子单元磁场与定子单元磁场间的斥力和转子单元磁场对定子衔铁的吸引力使转子转动起来；转子转动一定角度后，该转子单元的电磁线圈断电，而下一个转子单元的电磁线圈通电，综合上述原理转子继续转动；转子又转动一定角度后，如此，不断断开转子上的上一个电磁，通电转子的下一个电磁线圈，使转子磁场状态回到起始状态，其转子铁芯的电磁线圈与磁极识别旋转开关连接的电路如图10所示。就这样，电磁线圈按顺序不断接电和断电，转子也不断的转动，转子就会不断的输出比输入电功率大的机械功率。

另外，为了增加定子和转子二端的对应磁极之间的作用力，提高其利用的效率。在上述实施例的基础上把定子二端产生的磁极与转子二端产生的磁极各自相互对应。

为了使永不枯竭的能源的连续使用寿命延长，可选用光电开关、霍尔元件、电力开关管和晶闸管等电子元件结合其他机械装置来代替电刷和磁极识别旋转开关；在制作大功率的永不枯竭的能源时可采用多磁铁、衔铁和电磁铁联合布置型，如图9所示，更大功率的还可增加，启动运行原理可参照磁极相交启动型，定子铁芯与电磁线圈电路连接如图11所示。

除以上结构的实施例外，本发明可根据能源系统的原理变化出不同结构的电机组件也同样落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电机组件机构，由电源(1)、与电源连接的电机组件(2)组成，所述的电机组件由固定支架、转轴(3)、固定转轴的轴承、转轴上固定的转子、围绕转子的定子组成，其特征在于：所述的转子由转子磁铁(6)、转子铁芯(7)的一种或二种结合组成，所述的定子由至少二个以转轴为对称点的定子铁芯(8)或者一个纯定子铁芯和一个定子磁铁(9)组成，各定子铁芯上设有电磁线圈(10)与电源单独连接，各电磁线圈的输入端连接有设于转轴上的磁极识别旋转开关(11)；所述转子的磁极端与对应的定子铁芯或定子磁铁一端的间隙可为等距或不等距；所述的磁极识别旋转开关由电刷(12)、绝缘子(13)和导电滑环(14)组成；所述的电源与电机组件之间设有可检测转子转速快慢的转速监控设备；当电机组件断电时，转子与定子相对静止，当电机组件通电时，转子与定子产生相互的磁场斥力，令转子转动且产生的动力输出功率大于电源输出的电功率。

2.根据权利要求1所述的电机组件机构，其特征在于：所述的转子由一转子磁铁和转子铁芯组成，转子磁铁的磁极端与对应的定子磁芯一端的间隙为不等距，间隙的间距由窄向宽逐渐增大，间隙窄小部分与间隙宽大部分的磁场斥力不相等。

3.根据权利要求2所述的电机组件机构，其特征在于：所述的导电滑环由一个完整的导电滑环和一个半圆形的导电滑环结合在一起组成，定子铁芯上的二个电磁线圈的二个同名端连接在一起，另外二个同名端各连接一个电刷依序与半圆形导电滑环导通。

4.根据权利要求1所述的电机组件机构，其特征在于：所述的转子为至少二个以转轴为对称点的转子铁芯，转子铁芯上设有电磁线圈，转子铁芯与定子铁芯二者对应端之间的间隙等距；所述的定子由一个定子铁芯和一个定子磁铁组成；或者是定子由两个对称的定子铁芯组成，其中一个定子铁芯设有电磁线圈；所述的转子铁芯产生的磁场与定子磁铁的磁场相互面向的延长线相交形成一定角度。

5.根据权利要求4所述的电机组件机构，其特征在于：所述的导电滑环包括一个完整的导电滑环和与转子上各电磁线圈单独连接的导电块(15)，转子铁芯上各电磁线圈的一同名端一起连接到导电滑环上，另一同名端各连接一块导电块。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的电机组件机构，其特征在于：所述的定子二端产生的磁极与转子二端产生的磁极各自相互对应并且同极性。

7.一种电机组件机构的能源系统运行方法，其特征在于：所述的能源系统由电机组件与发电机(16)、整流电路、电源、转速监控设备组成，电机组件没通电时，至少一个转子单元和至少一个定子单元相对静止；电机组件通电后，一个定子单元和一个转子单元产生磁场斥力令转子单元和转轴转动，并且此时该转子单元受到下一定子单位为铁磁性材料的吸引力向铁磁性材料偏转，增大转子的转速，此时转子转动产生的机械功率比输入的电功率大；当该转子单元转到下一定子单元令该转子单元和下一定子单元相对静止的位置时，该转子单元或下一定子单元上的电磁线圈通电，再次令转子单元向同一方向偏转；如此，电机组件按顺序反复断电和通电，令各转子单元不断重复转动，持续产生比输入电功率大的机械功率；整个能源系统的具体流程为：蓄电池等电源输出电能经过转速监控电路后提供给电机组件，电机组件产生的机械功率一部分可用于动力的输出给外部设备的运转、发光等，另一部分输出的机械能提供给发电机转化为电能，发电机输出的电能一部分输出给外部设备使用，另一部分电能经过整流电路的整流后反馈给蓄电池等电源充电，然后蓄电池等再提供电能给电机组件；这样，整个系统在电机组件启动时只需借用蓄电池等电源的部分电能，电机组件产生的机械能可作为动力能输出之外，同时也可变为电能反馈给蓄电池充电，形成永不枯竭的能源。

8.根据权利要求7所述的运行方法，其特征在于：所述的转子单元具有磁性，定子单元在没通电时被转子单元吸引使转子单元和定子单元处于初始的静止状态；当绕在一个定子单元的电磁线圈通电后，该定子单元会产生与对应的转子单元磁极性相同的磁极，使该定子单元和转子单元产生排斥力，令转子单元和转轴一起向下一定子单元方向转动；由于定子单元和转子单元之间的间隙为不等距，即间隙一端窄小，另一端宽大；此时，下一个定子单元对该转子单元产生吸引力，使该转子单元从间隙的窄小端向宽大端偏转，在此过程中，转子偏转所产生的机械功率比输入的电功率大得多；当该转子单元转动到与下一定子单元因相互吸引力而相对静止的位置时，上一定子单元的电磁线圈的电路断开，下一定子单元的电磁线圈通电，令转子单元和转轴持续转动；如此，转子不断的转动，电刷就不断的接通下一个定子单元的电磁线圈，使电机组件产生持续的能源。

9.根据权利要求7所述的运行方法，其特征在于：所述的转子单元与定子单元均没有磁性，但定子单元上还附属有磁铁，定子单元和对应的转子单元之间的间隙等距；当电机组件没通电时，由于定子单元上磁铁的吸引力，令转子单元和定子单元处于初始的静止状态；电源接通了静止时相互对应的一个定子单元的电磁线圈和一个转子单元的电磁线圈，使该转子单元产生了与该定子单元磁场相交的同极性磁场，从而产生了转子单元磁场与定子单元磁场间的斥力和转子单元磁场对定子衔铁的吸引力使转子转动起来；转子转动一定角度后，该转子单元的电磁线圈断电，而下一个转子单元的电磁线圈通电，综合上述原理转子继续转动；转子又转动一定角度后，如此，不断断开转子上的上一个电磁，通电转子的下一个电磁线圈，使转子磁场状态回到起始状态。就这样，电磁线圈按顺序不断接电和断电，转子也不断的转动，转子就会不断的输出比输入电功率大的机械功率。10、根据权利要求7-9任意一项所述的运行方法，其特征在于：所述的能源系统运行时的具体电路原理：从发电机输出的电源(U1)经保险管(FR1)到整流电路(D1～D4)；整流后再输送给蓄电池(C1、U2)充电；再经开关(K)、保险管(FR2)输送给转速监控电路(在启动时由蓄电池(C1、U2)供电)；其中转速监控电路的原理是：由电阻(R1和R2)给三极管(Q1)提供偏置电压使其导通；三极管(Q1)的导通使其的负载发光二极管(LED1、LED2)和电阻(R3、R4)接通电源，电阻(R3、R4)分别又是发光二极管(LED1、LED2)的限流电阻；发光二极管(LED1、LED2)因接通电源而发出光线使光敏电阻(CdS1、CdS2)的电阻值变小，从而又使三极管(Q2、Q3)和三极管(Q4、Q5)分别导通；三极管(Q2、Q3)和三极管(Q4、Q5)的导通又使电磁线圈(L1)和(L2)分别接通电源而工作；当然，电磁线圈(L1)和(L2)不要让它们同时导通(适用于磁场间隙不匀启动型)；但是，由于结构上的原因又允许它们在转子磁铁和定子铁芯还没有完全正对之前的短时间内可以同时导通；电磁线圈(L1)和(L2)在工作时还受到磁极识别旋转开关的控制，磁极识别旋转开关转盘的圆弧状通光孔与那一个发光二极管相对应时，它就使那一个发光二极管发出的光线通过它使对应的光敏电阻的电阻值变小，从而使相对应的电磁线圈工作；转速的监测控制由电阻(R1、R2)、稳压二极管(ZD)和三极管(Q1)组成，当转速升高时发电机的感应电动势，即感应电压就会升高；感应电压的升高就会使加在稳压二极管两端的电压升高，在电压超过稳压二极管的稳压值时稳压二极管就会导通；稳压二极管的导通就会使三极管(Q1)失去偏置电压而关断，从而使与其后面相关的电路一起关断；相关电路的关断后果就是使转速降低；转速的降低就会使发电机的输出电压降低；发电机的输出电压降低就会使加在稳压管两端的电压降低；当加在稳压管两端的电压低于稳压管的稳压值时稳压管就会关断；稳压管的关断就会使三极管(Q1)重新导通，从而使与三极管(Q1)后面相关的电路导通工作；相关的电路导通工作又会使转速上升，不断的重复上述过程就可以达到稳定转速的目的，同时也达到了稳定发电机输出的电压和电压频率的目的。

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