CN102612798A - 使用永磁体并且旁路磁体磁力的盘式电机 - Google Patents

使用永磁体并且旁路磁体磁力的盘式电机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种使用永磁体的盘式电机，其中所述永磁体设置在盘式电机(300)上，定子铁芯(202)以及电力生成线圈(204)设置在定子(200)上以获得在被驱动的时候自生成电力的高效电机。(2)需要具体设备以减少用于驱动电机的电能损耗，还需要用于旁路磁体的磁力的具体回路。(3)为了旁路所述磁力，使用旁路铁芯(101、205)以及磁体铁芯(301)以构成用于旁路所述磁力的回路，并且形成用于旁路所述磁力的磁通量通道。从而获得能够显著减少电能损耗的具体回路。(4)本发明的电机能够在需要功率和能量的所有场合、汽车电机、用作电源的电机、用作生成电源的电机等等中使用。本发明的电机的优点在于它能够减少燃料损耗，制造清洁电能，并且减少二氧化碳排放，从而有利于人体健康。

Description

使用永磁体并且旁路磁体磁力的盘式电机
技术领域
本发明涉及一种使用永磁电机的盘式电机。所述电机归类为使用永磁体以及使用感应电流的电机。所述电机的种类大约可达12至15种。根据所述电机的特征，普通感应电机具有大约30％至50％的功效，直流磁体电机具有大约70％的功效，无芯电机具有大约80％至90％的功效；然而，难以制造比较大的此类电机。本发明主要用于提供一种永磁体旁路盘式电机，所述电机能够制造更大的高效电机，以此高效使用永磁体并且能够产生电力。
背景技术
使用永磁体的传统电机由铁酸盐或钕磁体制造，其中大多数电机为小型直流电机并且主要由永磁体、定子铁芯、驱动线圈以及转子组成。
本发明主要用于提供一种使用永磁体的磁力的盘式电机，其中使用定子铁芯和磁体的两侧，还发明了迄今为止尚不知晓的磁力旁路回路，从而能够最小化提供给线圈绕组以产生驱动斥力的电能损耗，并提供一种构造，该构造在其开始驱动的时候允许电力的自生成。当开始启动的时候，电力由普通电源或电池提供，当进入正常操作的时候，调整所述自生成的电力并存储在电池中，使用所存储的电力驱动所述电机，当所述电池缺乏电力的时候，电力由辅助电池或普通电源供给，因此显著减少电能损耗。
发明内容
因此，基于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具体回路和构造，其特征在于硅钢板的定子铁芯设置在对应于转子磁体的定子上以最大限度地使用永磁体的感应力，并且吸入所述转子的磁体，当所吸磁体脱离定子铁芯的时候，关于定子铁芯的磁体的感应力(磁力)减小，从而实现所述定子铁芯易于脱离。
另外，通过采用在电机开始驱动的时候能够产生电力的构造而实现电力自生成，因而通过最小化驱动电力的损耗来增加操作效率，并且本发明能够很好地用于制造永磁体电机中受到限制的更大电机。
在根据本发明的永磁体旁路盘式电机中，定子和转子制造成圆盘形，并且使用定子的定子铁芯以及转子磁体的两侧，从而加倍功效。
由定子铁芯构成的定子由硅铁板制成，并且线圈绕组环绕在上面，并且根据被吸入定子铁芯中的磁体，经由依据转子磁体位置的传感器接收信号，N极以及S极的相反磁力在线圈绕组中产生，并且通过推动磁体进行旋转。
缠绕无芯的粘结线圈并设置于定子的定子铁芯与下一个定子铁芯之间的空间中，因而在旋转磁场的帮助下产生电力。由于粘结线圈不具有铁芯，因而基于库伦定律无负荷变动的生成电力，由于没有作为磁场流通道的铁芯，在所述N极和所述S极之间需要短的距离，磁场的高斯量越大，所产生的电力的效率越高。当所述定子的基底由钢铁或者有色金属制造的时候，由于所述旋转受由转子的磁场产生焦耳热或阿拉戈(Arago)磁盘定律的干扰，因而需要使用诸如高强度树脂板的材料进行处理。
所述转子的特征在于基底由诸如铝之类的盘型有色金属制成，根据电机的大小和输出来设置Φ的具体尺寸和数量(电机)的磁体铁芯。所述基底由诸如铝、铜等的有色金属制成，因为转子的驱动不受这些有色金属的干扰。
可以预料对应于通过电机定子铁芯产生磁场的鼠笼式转子的操作。空气孔形成于旋转轴中央以冷却电机，由于所述空气孔的一侧像梳齿一样倾斜，其结构有助于在旋转过程中吸收和释放空气，从而增强对电机的冷却能力。
根据本发明的所述永磁体旁路盘式电机包括形成用于高效驱动电机的新构造磁力旁路回路的旁路铁芯以及用作磁通量通道的磁体铁芯。
所述磁力旁路铁芯由用作磁通量通道的磁体铁芯形成，其中纯铁或硅钢板覆盖转子磁体的两侧并且被附着，从而促使被吸入安装在盘型定子上的硅钢板的定子铁芯的转子磁铁轻松脱离。
所述旁路铁芯由诸如纯铁或硅钢板的具有低磁阻的金属制成。外部旁路铁芯稳定放置在所述电机定子与所述定子之间的壳体中。当所述磁体铁芯Φ的末端部位随着转子的旋转到达确定旁路铁芯位置的时候，所述磁体铁芯以及所述旁路铁芯进入彼此接触并且进行旋转的状态。当它们进入彼此接触并进行旋转的状态的时候，所述磁体铁芯的N极以及S极相连接，所述磁力通过所述钢铁的磁通量通道经由所述旁路铁芯旁路，而不是定子铁芯，从而形成闭合磁回路。所以，所述定子铁芯的磁力减少，因而所述磁体铁芯能够轻松脱离。对于所述转子的磁体铁芯，其磁力没有减少，因而其被吸入对应的定子铁芯中，所述旁路铁芯中的磁体铁芯能够轻松脱离。所述磁力旁路铁芯安装在所述驱动轴的侧面，然后安装在所述定子上。
属于磁体铁芯的所述钢板以及所述旁路铁芯通常由具有小的磁阻的纯铁或硅钢板制成，纯铁或硅钢板具有小的磁阻是因为随着所述转子的旋转，所述磁体的极性交替变化，并且所述定子铁芯的极性交替变化，所以所述磁阻不会影响磁感流量。
通过根据本发明的磁力旁路铁芯以及电力自生成功能获得的磁力减少效应的帮助能够显著减少需要用于电机驱动的电力损耗，所以本发明能够广泛用于需要驱动力和能量的所有领域。由于减少了对矿物燃料的使用，本发明可以与二氧化碳减排效应一起对全球环境保护有所帮助。
附图说明
图1为根据本发明的侧向截面示意图。
图2为根据本发明的定子结构示意图。
图3为根据本发明的转子示意图。
具体实施方式
下面，将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
图1为本发明侧向截面示意图。在本发明中，圆盘形定子200在圆形壳体100中耦合壳体100，并且所述定子200由高强度树脂或非有色金属(non-ferrousmetal)制成。
当其由有色金属(non-ferrous metal)制成的时候，在所述转子300的磁体旋转的时候产生焦耳热，并且所述旋转依据阿拉戈磁盘定律受到干扰。
如图2所示，所述定子200的特征在于所堆放的由硅钢板制成的定子铁芯202具有由所述电机的大小和功率决定的预定电机。驱动线圈201绕在所述定子铁芯202上，当被吸入所述定子铁芯202的所述磁体铁芯301在电机驱动过程中脱离的时候，设计通过基于传感器102的信号在所述驱动线圈流动的互斥电流的互斥磁力而脱离。
所述电力生成线圈204由无芯粘结线圈制成，并且放置在所述定子铁芯202的空间中，从而在所述转子磁体旋转过程中借助感应磁场生成电力。所生成的电力在经过调整之后储存在所述电池中。
这里，由于所述电力生成线圈204不存在铁芯，因而根据库伦定律能够在没有任何铁损耗的吸引力阻碍的情况下产生无负荷电力生成。
空气循环部203形成于所述定子200的中央以冷却来自所述电机的热量。基于在所述转子300的旋转过程中产生的旋转力的所述气孔304制造为梳齿形状，从而通过循环所述空气冷却来自电机的热量。
图3所示的所述转子300的基底由有色金属、高强度树脂或诸如此类的材料制造，并制造对应于所述定子铁芯202的磁体铁芯301。如图1所示的附图标记301，硅钢板或纯铁板301b覆盖永磁体301a的两侧并由于所述永磁体301a由各向异性磁体制成的原因而被附着，从而在两个方向产生磁力，并且所产生的磁力提供给所述定子铁芯202，然后吸引所述磁体铁芯301，并通过所述旁路铁芯101和205旁路所述磁力，所述定子铁芯202的磁力可减小，其操作可直接使用磁通量通道。
所述磁体铁芯301的磁力中的N极和S极交替变化，因而用作磁通量通道的所述磁力钢板301b优选由具有小的磁阻的硅钢板或纯铁制成。
提供旁路铁芯101，205以产生旁路回路，由所述旁路回路，通过减小所述磁力，能够轻松脱离吸入所述定子铁芯202中的所述磁体铁芯301。至于位置，设计所述磁力能够经由所述旁路铁芯101，205而旁路，并且能够从所述磁体铁芯301被吸引到所述定子铁芯202中的目标位置的一半的时候而减小，从而当所述旁路回路运行的时候所述磁力能够减小，直至所述磁体铁芯202完全脱离所述定子铁芯202。
重要的是所述旁路铁芯101以及205具有比来自所述定子铁芯202的缝隙小的来自所述磁体铁芯301的缝隙(气隙)，从而使得所述磁通的流动更佳。随着所述转子的磁体铁芯301进入所述旁路铁芯101，205的位置，在所述磁体铁芯301中经由所述定子铁芯202流动的磁力通过所述磁体铁芯301的纯铁板301b向所述旁路铁芯101、205流动并被旁路，因而给所述定子铁芯202的磁力减小。
当所述磁体铁芯301进入所述旁路铁芯101、205的位置，同时所述磁力从所述磁体铁芯301向所述定子铁芯202流动的时候，所述磁力通过所述磁体铁芯301向所述旁路铁芯101、205旁路，从而获得所述磁力对所述定子铁芯202影响减小的效果，因而使得所述转子300的旋转更容易，并且在产生互斥磁力的时候减小电能的损耗。
由于所述吸引力和所述旁路回路101、205的脱离阻力通过三极构造中的相应电极相互抵消，所以在它们的负荷中不会产生大的不同。在所述三极构造中，当标记1大概进入所述定子铁芯202的时候，所述2刚好处于被吸引之间，并且标记3处于脱离完成状态，从而平衡吸引和释放，从而依据经由所述旁路铁芯101、205的负荷的增加是很小的。
假如需要功率的增加或减小，根据本发明的所述电机用于通过增加所述电机300的零值或者堆积所述定子200以及转子300的磁盘或者增加或减少所堆积的磁盘来增加或减小电机输出的功率，并且通过调整对应于驱动线圈201的电流的流动可容易地对操作过程中的速度的增减进行控制。

Claims (7)

1.一种使用永磁体并且旁路所述磁体的磁力的盘式电机，其包括：
制造为圆盘形的电机的定子(200)和转子(300)，所述定子(200)配备定子铁芯(202)以及驱动铁芯(201)；
电力生成线圈(204)，其由无芯粘结线圈构成；
磁体铁芯(301)，其设置于圆形转子(300)；以及
旁路铁芯(101、205)，其设置于所述定子(200)的定子铁芯(202)的两侧，从而减小磁力。
2.如权利要求1所述的使用永磁体并且旁路所述磁体的磁力的盘式电机，其中所述定子(200)以及所述转子(300)制造为圆盘形，从而在需要增加或减小所述电机输出的时候，所述电机的功率能够通过堆积或减少所述盘式定子(200)以及转子(300)而增加或减小。
3.一种使用永磁体并且旁路所述磁体的磁力的盘式电机，其包括：
无芯粘结线圈的电力生成线圈(204)，其设置于定子(200)的定子铁芯(202)之间，从而产生电力。
4.一种使用永磁体并且旁路所述磁体的磁力的盘式电机，其包括：
转子(300)，其中磁体铁芯(301)环绕磁体(301a)；并且
硅钢板(301b)或纯铁，其具有小的磁阻，并且环绕磁体两侧并被附着，从而形成磁通量通道。
5.一种使用永磁体并且旁路所述磁体的磁力的盘式电机，其包括：
旁路铁芯(101、205)，其特征在于磁体铁芯(301)被吸入定子铁芯(202)中，磁体铁芯进入所述旁路铁芯(101、205)的位置，向所述定子铁芯(202)流动的所述磁体铁芯(301)的磁力通过所述旁路铁芯(101、205)而从N极和S极旁路，从而减小对应于所述定子铁芯(202)的磁体铁芯(301)的磁力。
6.一种使用永磁体并且旁路所述磁体的磁力的盘式电机，其包括：
转子(300)与定子(200)相切换并且定子(200)与转子(300)相切换的构造，从而旋转轴(400)起旁路铁芯的作用。
7.如权利要求1所述的使用永磁体并且旁路所述磁体的磁力的盘式电机，其中所述转子具有梳齿形的气孔(304)，从而冷却电机。
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