CN108683362A - 直流电磁动机 - Google Patents
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Abstract
电磁动机涉及到电动机和发电机，它是在直流电机线圈铁芯上加永磁体来做辅助动力。直流电机线圈铁芯磁极可以理解成电磁铁，在每个线圈铁芯磁极后通过导磁器加上一对NS极永磁体，这个导磁器可起磁开关作用，当线圈铁芯磁极通电后，如与其后的永磁体N极是同性相斥时，导磁器起隔离断开作用，与S极是异性相吸时，导磁器起连接导通作用；导磁器隔离断开一般用空气隔离，用铁磁性材料导通，导磁器还可有记忆功能，就是能保持断电前的工作状态，通电时是电磁力和永磁体的磁力相加后对外做正功，断电后让永磁体继续通过导磁器、铁芯磁极对外做正功，这样就能省电节能；还可在电动线圈铁芯上再加一组发电线圈，这样就在产生动力的同时还能发电工作。
Description
技术领域：
本发明涉及直流电动机和发电机。
背景技术：
永磁电动机是通电的线圈铁芯磁极与永磁体转子或定子之间产生电磁动力后转动，那线圈铁芯磁极就可以理解成电磁铁，通电后产生的电磁力与永磁体之间同性相斥，异性相吸后产生动力转动。那么在线圈铁芯磁极后装一对NS极永磁体，让线圈磁极通电时是电磁铁和永磁体串联后产生磁力工作，不通电时磁极上的一对永磁体通过线圈铁芯自成回路，不影响永磁体转子运动，这样就是电磁力和永磁共同产生的动力做功，就可让电动机省电节能。还可在线圈铁芯磁极上再加一组发电线圈，这样产生动力的同时还可发电工作，如做发电机时，还可电动辅助发电。
发明内容：
本发明要解决的问题是：在永磁电动机线圈铁芯磁极后加永磁体做辅助动力，让其能在较少电能下产生更大的动力，省电节能，让电动车充一次电后使用的时间更长。
现有无刷直流永磁电机线圈铁芯磁极可以理解成电磁铁，在这个线圈铁芯磁极后加上一对NS极永磁体，通电时线圈铁芯电磁铁与其后的一极永磁体是同性相斥，另一极是异性相吸，这时电磁铁和相吸的一极永磁体串联后产生磁力做正功，不通电时线圈铁芯磁极后的一对永磁体通过磁极铁芯自成回路，不对外产生磁力做功，还可以让永磁体能移动一段距离，相斥离开，相吸接合。
还可在线圈铁芯磁极和其后的一对NS极永磁体之间加导磁器，这个导磁器起磁开关作用，当线圈铁芯磁极通电后，如与其后的永磁体N极是同性相斥时，导磁器起隔离断开作用，与S极是异性相吸，导磁器起连接导通作用。
简单的导磁器可以是高磁导率的软磁材料，能有变形能力最好，同性相斥时隔离断开，斥力是工作在导磁器上，异性相吸时导磁器起连接导通作用，让永磁体的磁力经过导磁器与线圈铁芯磁极串联相加后输出。
复杂的导磁器，让线圈铁芯磁极通电后与一极永磁体之间相吸时，是通过导磁器中铁磁性物质让线圈铁芯磁极与永磁体吸合在一起连接导通，另一极相斥时通过导磁器中非铁磁性物质让它们隔离断开，如用空气隔离，而空气中的磁导率要比铁磁性物质的磁导率小很多倍，这就是相对隔离。
导磁器还可有记忆功能，就是能保持断电前的工作状态，通电时是电磁力和永磁体的磁力相加后对外做正功，断电后让永磁体继续通过导磁器、铁芯磁极对外做正功，这样更能省电节能。
这个无刷和有刷电机都可以做到在线圈铁芯上加永磁体做辅助动力。
现有直流电机的各种结构，各种线圈绕法，都适合在线圈铁芯磁极后加永磁体制成电磁动机，可以是外转子结构，或是内转子结构，或是双定转子结构，或是盘式电机，还可以多层这样的电磁动机磁极错开层叠起来工作。
还可在电动线圈铁芯上加一组发电线圈，这样就可以产生动力的同时还能发电工作，或者做发电机使用时，还可以电动辅助发电。
附图说明：
图1是内转子电磁动机结构图；
图2是内转子电磁动机转动状态步骤图；
零件编号如下：
1.A组线圈铁芯磁极 2.B组线圈铁芯磁极
3.C组线圈铁芯磁极 4.永磁体转子
5.定子机座 6.电动线圈
7.发电线圈 8.永磁体
9.圆心轴 10.换向控制装置
11.导磁器
具体实施方法：
这个直流无刷电机有位置传感器和无位置传感器都可以在线圈铁芯磁极后加永磁体做辅助动力来制作电磁动机。直流电机的各种结构，各种线圈绕法都适用在线圈铁芯磁极后加一对NS极永磁体。
复杂导磁器分二端和三端，二端是条状，三端是类似Y形状，在端口处各有一个软磁材料的磁极伸进导磁器内部一点，互相相对，不直接连通，中间留有一段距离，导磁器中的软磁极要比导磁器内空间要小一些，导磁器是中空密封状态，在其中填充一些高磁导率的铁磁性物质粉末；当有磁力作用时，铁磁性粉末就会在磁力作用下改变位置，两端同性相斥时，铁磁性粉末就吸在两端磁极上，中间就会留空白，这就是空气隔离，两端异性相吸时，在磁力作用下铁磁性粉末就把这段断开的地方填充起来，起连接导通作用；在没有外力下铁磁粉会继续保持断开和导通状态，这样的导磁器就有记忆功能；在导磁器的磁极上还可加线圈绕组控制和保持导通和隔离状态。
导磁器中的软磁极还可以控制移动，可从一极相斥处移动到另一极相吸处，或者是伸缩状态，相吸时伸长，相斥时缩短。
二端的导磁器是在每个线圈铁芯磁极后有二个，三端的Y形导磁器是每个线圈铁芯磁极后只有一个，下端与铁芯磁极接触，上面两端分别与一对NS极永磁体接触。
通过导磁器装在线圈铁芯磁极后的一对NS极永磁体可以是左右摆放在铁芯磁极后，也可以是上下摆放在铁芯磁极后。
附图1中是内转子结构无刷电磁动机。
这里永磁体转子(4)上有8个永磁体，按4个N极，4个S极错开平均摆放成4对永磁磁极，绕圆心轴(9)转动，在定子机座(5)上装有线圈铁芯磁极(1)(2)(3)分为ABC三组，每组线圈铁芯磁极上有二个磁极组成，每个磁极上都装有一个电动线圈(6)和一个发电线圈(7)，在每个线圈铁芯磁极后装有导磁器(11)，在其后装有一对NS极永磁体(8)，这里的线圈绕组都是星形连接，通过换向控制装置(10)让电动线圈(6)通电时让线圈铁芯磁极和其后的一极永磁体(8)串联相加后的磁力与永磁体转子(4)产生动力，同时发电线圈(7)发电，换向控制装置(10)可以是装在定子机座(5)上，也可以外接。
附图2中是内转子无刷电磁动机转动状态步骤图。
其中导磁器是带有记忆功能的，让断电后的线圈铁芯保持通电时的磁极状态，三组线圈铁芯磁极上的电动线圈和发电线圈分别都是星形桥式连接，与之配合的换向控制装置让线圈都是二组线圈桥式连接通电。
每组2个线圈铁芯磁极和4对永磁体磁极转子的直流电磁动机一个电周转内，每60°电角度一步，ABC三组线圈铁芯磁极的6个工作状态如下：(1表示通电，0表示不通电，NS表示磁极极性)
第一步：当t＝0°电角时，B组线圈铁芯磁极与永磁体转子上S极正对时，A组通电变1N，B组通电1S，C组不通电0S；
第二步：当t＝60°电角时，C组线圈铁芯磁极与永磁体转子上N极正对时，A组不通电0N，B组通电1S，C组通电1N；
第三步：当t＝120°电角时，A组线圈铁芯磁极与永磁体转子上S极正对时，A组通电1S，B组不通电0S，C组通电1N；
第四步：当t＝180°电角时，B组线圈铁芯磁极与永磁体转子上N极正对时，A组通电1S，B组通电1N，C组不通电0N；
第五步：当t＝240°电角时，C组线圈铁芯磁极与永磁体转子上S极正对时，A组不通电0S，B组通电1N，C组通电1S；
第六步：当t＝300°电角时，A组线圈铁芯磁极与永磁体转子上N极正对时，A组通电1N，B组不通电0N，C组通电1S；
第七步：当t＝360°电角时，又重复0°电角时状态循环工作。
具体线圈铁芯磁极上的工作电流不要太大，也可以先大电流再变小，让其铁芯在所加电流下不要工作在磁饱和状态，让电磁力和永磁体的磁力相加后对转子产生动力，还可以让线圈铁芯磁极通电一下，让导磁器连接导通和隔离断开后，就断电只让永磁体通过导磁器、铁芯磁极对外做正功。
还有在电动线圈铁芯上再加一组发电线圈，这样就可以产生动力的同时还能发电工作，或者是做发电机使用时，可以电动辅助发电。
Claims (3)
1.直流电磁动机是在直流电动机的线圈铁芯磁极上加永磁体为辅助动力，其特征是：在直流电动机线圈铁芯磁极后加上一对NS极永磁体，通电时线圈铁芯磁极与其后的一极永磁体是同性相斥，另一极是异性相吸，这时线圈铁芯磁极和相吸的一极永磁体串联后产生磁力做正功，不通电时线圈铁芯磁极后的一对永磁体通过线圈铁芯自成回路，不对外产生磁力做功；还可在线圈铁芯磁极和其后的一对NS极永磁体之间加导磁器，这个导磁器起磁开关作用，当线圈铁芯磁极通电后，如与其后的永磁体N极是同性相斥时，导磁器起隔离断开作用，与S极是异性相吸，导磁器起连接导通作用；简单的导磁器可以是高磁导率的软磁材料，能有变形能力最好，同性相斥时隔离断开，斥力是工作在导磁器上，异性相吸时导磁器起连接导通作用，让永磁体的磁力经过导磁器与线圈铁芯磁极串联相加后输出；复杂的导磁器，让线圈铁芯磁极通电后与一极永磁体之间同性相吸时，通过导磁器中铁磁性物质让线圈铁芯磁极与永磁体吸合在一起连接导通，另一极相斥时通过导磁器中非铁磁性物质让它们隔离断开，如用空气隔离，而空气中的磁导率要比铁磁性物质的磁导率小很多倍，这就是相对隔离了；导磁器还可有记忆功能，就是能保持断电前的工作状态，通电时是电磁力和永磁体的磁力相加后对外做正功，断电后让永磁体继续通过导磁器、铁芯磁极对外做正功，这样就能省电节能；有刷和无刷电机都可以在铁芯磁极后加永磁体来制作直流电磁动机，它可以是外转子结构，或是内转子结构，或是双定转子结构，或是盘式电机，还可以多层这样的电磁动机磁极错开层叠起来工作；还可在电动线圈铁芯上加一组发电线圈，这样就在产生动力的同时还能发电工作，或者做发电机使用时，还可以电动辅助发电。
2.一种实施权利要求1的无刷直流电磁动机，其特征是：永磁体转子(4)上装2n对永磁磁极(如8个永磁体，按4个N极，4个S极错开平均摆放成4对永磁磁极)，绕圆心轴(9)转动，在定子机座(5)上装有线圈铁芯磁极(1)(2)(3)分为ABC三组，每组有n个磁极(如2个线圈铁芯磁极)，每个磁极上都有一个电动线圈(6)和一个发电线圈(7)，在每个线圈铁芯磁极后装有导磁器(11)，在其后装有一对NS极永磁体(8)，这里的线圈绕组都是星形连接，通过换向控制装置(10)让电动线圈(6)通电时让线圈铁芯磁极和其后的一极永磁体(8)串联相加后的磁力与永磁体转子(4)产生动力，同时发电线圈(7)发电，换向控制装置(10)可以是装在定子机座(5)上，也可以外接。
3.根据权利要求1中所述的直流电磁动机中的导磁器，其特征是：简单的导磁器是高磁导率的软磁材料制成，复杂的导磁器分二端和三端，二端是条状，三端是类似Y形状，在端口处各有一个软磁材料的磁极伸进导磁器内部一点，互相相对，不直接连通，两端磁极中间留有一段距离，导磁器中的磁极要比导磁器内空间要小一些，导磁器是中空密封状态，在其中填充一些高磁导率的铁磁性物质粉末，当有磁力作用时，铁磁性粉末就会在磁力作用下改变位置，两端相斥时隔离断开，两端相吸时连接导通，三端Y形的导磁器可从一极相斥处移动到另一极相吸处；在导磁器的磁极上还可装有线圈绕组控制和保持导通和隔离状态。
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