CN109889021A - 永磁直流电磁动机 - Google Patents
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Abstract
永磁直流电磁动机涉及到直流永磁电动机，它是在直流电机线圈铁芯磁极后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，把每个线圈铁芯磁极单独裁切出来安装在一个非铁磁性支架上，在每个线圈铁芯磁极后的非铁磁性支架上的留空框架中装上一对NS极永磁体，让其可以前后、左右或上下移动一段距离，当线圈铁芯磁极通电后，如与其后的永磁体N极是同性相斥移动离开，与S极就是异性相吸接合在一起，这时是电磁铁和相吸的永磁体串联后产生磁力做动力，断电后串联的永磁体经过线圈铁芯磁极与永磁体转子之间继续产生磁力做动力。这样就能省电节能，安装在电动车上可延长续航能力。
Description
技术领域：
本发明涉及直流永磁电动机。
背景技术：
直流永磁电动机是线圈铁芯磁极通电后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。
发明内容：
本发明要解决的问题是：在直流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。
永磁体之间有同性相斥，异性相吸的特性，但吸在一起后很难分开，在斥力下分开后又很难吸在一起，那可在两个永磁体之间加上一个电磁铁，可正反向通电变换磁极性，就很容易让经过电磁铁吸在一起的永磁体在斥力作用下分开，让分开的永磁体在吸力作用下接合。
现有无刷直流永磁电动机线圈铁芯磁极可以理解成电磁铁，但是定子线圈铁芯磁极后端都是通过铁芯连接在一起，所以线圈铁芯磁极后端加永磁体后产生的磁力会分流，就如电路一样，分支路多了，各支路上电流就会变小；那经过线圈铁芯磁极前端与永磁体转子之间产生的磁力就小，就要把线圈铁芯磁极从定子铁芯上裁切出来，成一个单独的线圈铁芯磁极，这样后端的永磁体的磁力主要是经过线圈铁芯磁极与永磁体转子产生作用力。
这里线圈铁芯磁极电磁铁是起一个电子换向开关的作用，通电让线圈铁芯磁极后的永磁体变换磁极性后与转子上的永磁体产生的磁力一直为动力。
线圈铁芯磁极后的永磁体可以是一块永磁体，让其在线圈铁芯磁极通电后翻转180度来变换磁极性，但是永磁体如体积过大，就会翻转困难。
最好在这个线圈铁芯磁极后加上一对NS极永磁体，通电时线圈铁芯磁极电磁铁与其后的一块永磁体是同性相斥移开，与另一块永磁体是异性相吸接合在一起，这时是电磁铁和相吸的永磁体串联后产生磁力做动力，断电后串联的永磁体经过线圈铁芯磁极后与永磁体转子之间继续产生磁力做动力。这样就能省电节能，安装在电动车上可延长续航时间。
裁切出来的单独线圈铁芯磁极与其后的一对永磁体都装在非铁磁性材料做成的支架上组成定子。非铁磁性材料做成的支架可让磁力不会分流。
在线圈铁芯磁极后的非铁磁性支架上有一个留空框架让一对永磁体可以在其中前后、左右或上下移动一段距离。这一对永磁体是往复间歇运动，可以是往复间歇直线运动，也可以是往复间歇曲线运动。
这个无刷和有刷直流永磁电动机都可以做到在线圈铁芯磁极后加永磁体做辅助动力，只是无刷的电动机是永磁体做转子转动，而有刷的电动机是线圈铁芯磁极做转子转动，这里就不多说明。
旋转电机和直线电机都可以在线圈铁芯磁极后加永磁体做辅助动力。
现有直流永磁电动机的各种结构，都适合在线圈铁芯磁极后加一对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，还可以多层这样的电磁动机层叠起来工作。
附图说明：
图1是内转子无刷永磁直流电磁动机结构图；
图2是内转子无刷永磁直流电磁动机在一个电周转的转动状态过程图；它是二相导通星形桥式连接三相六状态。
图中线圈绕组加粗是表示通电状态，线圈铁芯磁极后的永磁体极性标示，也是线圈铁芯磁极前端的极性，一对永磁体在非铁磁性支架中左右移动。
零件编号如下：
1.线圈铁芯磁极A组 2.线圈铁芯磁极B组
3.线圈铁芯磁极C组 4.永磁体转子
5.外壳 6.线圈绕组
7.非铁磁性支架 8.一对NS极永磁体
9.转轴 10.换向控制器
具体实施方法：
这个无刷和有刷直流永磁电动机、旋转电机和直线电机都可以在线圈铁芯磁极后加永磁体做辅助动力来制成电磁动机，这里优选无刷电动机来举例。
这个永磁直流无刷电磁动机中最好是有位置传感器来换向控制。无刷永磁直流电机的各种结构，各种磁极数，各种线圈绕法都适合在线圈铁芯磁极后加一对NS极永磁体，只要把线圈铁芯磁极从定子铁芯上裁切出来后固定在一个非铁磁性支架上。
电机转速不要太快，要有时间给一对NS极永磁体移动来变换磁极性。
附图1中是内转子结构无刷永磁直流电磁动机。
它包括有定子，转子，换向控制器，外壳四个主要部份；其中，所述定子，包括一个整体的非铁磁性支架(7)、线圈铁芯磁极ABC三组(1)(2)(3)、线圈绕组(6)、一对NS极永磁体(8)；线圈绕组(6)绕装在线圈铁芯磁极ABC三组(1)(2)(3)上，线圈绕组(6)是星形桥式连接，线圈铁芯磁极ABC三组(1)(2)(3)固定在非铁磁性支架(7)上，在每个线圈铁芯磁极后的非铁磁性支架(7)的留空框架中装有一对NS极永磁体(8)，让其在留空框架中是往复间歇运动；所述转子，包括有永磁体转子(4)、转轴(9)；永磁体按NS极错开摆放固定在转子上后安装在转轴(9)上，与定子线圈铁芯磁极对应工作；所述换向控制器(10)控制线圈绕组(6)通电后让线圈铁芯磁极与其后的一对NS极永磁体(8)中的一块永磁体是同性相斥移开，与另一块永磁体是异性相吸接合在一起串联后的磁力与永磁体转子(4)产生动力，断电后串联的永磁体与永磁体转子之间继续产生动力；换向控制器(10)可以是装在非铁磁性支架(7)上，也可以外接；所述外壳(5)内安装有一个整体的非铁磁性支架(7)为主体组成的定子和转子转轴(9)。
附图2中是三组线圈绕组，每组各2个线圈铁芯磁极和4对永磁体磁极转子的无刷永磁直流电磁动机在一个电周转内，二相导通星形桥式连接三相六状态的电子换向过程如下：(1表示通电，0表示断电，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组断电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组断电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组断电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组断电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组断电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组断电0N，C组通电1S；
第七步：当t＝360°+电角时，又重复t＝0°+电角时的状态循环工作。
从附图2可知，各组线圈绕组断电后还会有其后的永磁体的磁力经过线圈铁芯磁极对永磁体转子产生动力，这样一个电转周内就会多6个永磁动力；而且通电线圈铁芯磁极是由电磁力和永磁体的磁力串联后对永磁体转子产生动力，还可以让线圈铁芯磁极通电，让其后的一对永磁体移动变换极性后就断电，只让永磁体经过线圈铁芯磁极对永磁体转子产生永磁动力。
如每步线圈绕组是通电60电角度的时间，让只通电30电角度的时间，就让一对NS极永磁体移动变换磁极性后就断电，这样就更加省电节能。
线圈铁芯磁极与永磁体转子之间的气隙可以适当大一点，当线圈铁芯磁极后永磁体与永磁体转子相斥时，让转子上永磁体不会磁化线圈铁芯磁极后吸在一起来影响永磁体转子转动。
附图中的线圈铁芯磁极后的一对永磁体可以是往复间歇直线运动，也可以是往复间歇曲线运动，这一对永磁体可以在轨道上滑动，也可以是定轴转动。
在一对永磁体处可以包有一些弹性材料，让其在非铁磁性支架上的留空框架中移动后与线圈铁芯磁极接合时不会产生大的碰撞。
线圈绕组处可以加一组发电线圈，让高速时和降速时可以发电工作。
Claims (2)
1.永磁直流电磁动机是在直流永磁电动机的线圈铁芯磁极后加永磁体为辅助动力，其特征是：把直流永磁电动机上的线圈铁芯磁极后端从整体铁芯上裁切出来或另制单独的线圈铁芯磁极，把单独的线圈铁芯磁极都按原样固定装在非铁磁性材料做成的支架上，非铁磁性支架不会分流磁力，在线圈铁芯磁极后的非铁磁性支架上的留空框架中装一对NS极永磁体可以让其前后、左右或上下移动一段距离，这一对NS永磁体可以是往复间歇直线运动，也可以是往复间歇曲线运动；通电时线圈铁芯磁极电磁铁与其后的一个永磁体是同性相斥移开，与另一个永磁体是异性相吸接合在一起，这时是电磁铁和相吸的永磁体串联后的磁力做动力，断电后串联的永磁体经过线圈铁芯磁极后与永磁体转子或定子之间继续产生磁力做动力；还可以控制线圈通断电的时间，通电让线圈铁芯磁极后的一对永磁体快速移动变换磁极性后就断电，这样有更长时间利用永磁体之间产生的磁力为动力；有刷和无刷直流永磁电机、旋转电机和直线电机都可以这样在线圈铁芯磁极后加永磁体来制成永磁直流电磁动机；但电机转速不要太快，要有足够时间给线圈铁芯磁极后的一对永磁体运动变换磁极性；线圈铁芯磁极绕组处还可加一组发电线圈，在高速或降速时发电，还可以多层这样的电磁动机层叠起来工作。
2.一种实施权利要求1的无刷永磁直流电磁动机，其特征是：它包括有定子，转子，换向控制器，外壳四个主要部份；其中，所述定子，包括一个整体的非铁磁性支架(7)、线圈铁芯磁极ABC三组(1)(2)(3)、线圈绕组(6)、一对NS极永磁体(8)；线圈绕组(6)绕装在线圈铁芯磁极ABC三组(1)(2)(3)上，线圈绕组(6)是星形桥式连接，线圈铁芯磁极ABC三组(1)(2)(3)固定在非铁磁性支架(7)上，在每个线圈铁芯磁极后的非铁磁性支架(7)的留空框架中装有一对NS极永磁体(8)，让其在留空框架中是往复间歇运动；所述转子，包括有永磁体转子(4)、转轴(9)；永磁体按NS极错开摆放固定在转子上后安装在转轴(9)上，与定子线圈铁芯磁极对应工作；所述换向控制器(10)控制线圈绕组(6)通电后让线圈铁芯磁极电磁铁与其后的一对NS极永磁体(8)中的一块永磁体是同性相斥移开，与另一块永磁体是异性相吸接合在一起串联后的磁力与永磁体转子(4)产生动力，断电后串联的永磁体与永磁体转子之间继续产生动力；换向控制器(10)可以是装在非铁磁性支架(7)上，也可以外接；所述外壳(5)内安装有一个整体的非铁磁性支架(7)为主体组成的定子和转子转轴(9)。
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2019
- 2019-02-18 CN CN201910155405.5A patent/CN109889021A/zh active Pending
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