CN113890299B - 一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统，通过在环形绕组线圈中通入交替变化的电流，使得在线圈周围形成交替变化的磁场，通过线圈磁场与永强磁铁组磁场的相互作用驱动所述动子来回往复运动产生动力，并通过传动机构完成动力的传递。能充分的把电能转化为机械能，不再受电能的局限，获得更大的动力和续航能力。

Description

一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统

技术领域

本发明实施例涉及发动机技术领域，具体涉及一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统。

背景技术

通电线圈与永强磁铁产生来回运动的作用力，如果把线圈作用定子，那么永强磁铁来回运动我们称它为动子，如果把永强磁铁作为定子，线圈就是来回运动的动子。电机在生活中普遍使用，电能转化成机械能损耗很大，尤其是交通工具上的电动机，受电能的局限，不能获得更大的动力和续航，及需一种更节能大功率发动机来代替。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统，以解决现有的电动机损耗大，无法获得较大动力和续航的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统，所述系统包括定子和动子，采用环形绕组线圈作为定子、永强磁铁组作为动子，或者采用永强磁铁组作为定子、环形绕组线圈作为动子，所述永强磁铁组包括设置在所述环形绕组线圈内部的实心永强磁铁组以及对应设置在所述环形绕组线圈外部的环形永强磁铁组，所述实心永强磁铁组与所述环形永强磁铁组一体连接，所述动子连接至传动机构，通过在所述环形绕组线圈中通入交替变化的电流，使得在线圈周围形成交替变化的磁场，通过线圈磁场与永强磁铁组磁场的相互作用驱动所述动子来回往复运动产生动力，并通过所述传动机构完成动力的传递。

进一步地，所述环形绕组线圈设置为单节，此时所述实心永强磁铁组包括由相同极性端依次按照预设距离相互连接的相互排斥的至少两节实心永强磁铁，所述环形永强磁铁组包括由相同极性端依次按照预设距离相互连接的相互排斥的至少两节环形永强磁铁，且由相同极性端依次连接的至少两节实心永强磁铁的两端分别有按照异性端连接的相互吸引的一节实心永强磁铁，由相同极性端依次连接的至少两节环形永强磁铁的两端分别有按照异性端连接的相互吸引的一节环形永强磁铁。

进一步地，所述环形绕组线圈设置为相互连接的多节，此时所述实心永强磁铁组包括由相同极性端依次按照预设距离相互连接的相互排斥的两节实心永强磁铁，所述环形永强磁铁组包括由相同极性端依次按照预设距离相互连接的相互排斥的两节环形永强磁铁，且由相同极性端依次连接的两节实心永强磁铁的两端分别有按照异性端连接的相互吸引的一节实心永强磁铁，由相同极性端依次连接的两节环形永强磁铁的两端分别有按照异性端连接的相互吸引的一节环形永强磁铁。

进一步地，单节实心永强磁铁、单节环状永强磁铁与单节环形绕组线圈的长度相同。

进一步地，所述环形绕组线圈通过支撑架固定，所述支撑架外层通过辅助支架固定。

进一步地，所述动子安装在可滑动轴承上，所述传动机构包括连接杆、推杆、连杆以及曲轴，所述连接杆连接动子，所述推杆一端连接连接杆，另一端连接推杆，所述推杆连接连杆，所述连杆连接曲轴，通过曲轴将动力传递至负载和发电机完成发电。

进一步地，所述环形绕组线圈中通有电流方向交替变化的直流电或者通入一定频率的交变电流。

进一步地，通过将多段定子和动子进行组合连接至曲轴来获得多倍动力。

进一步地，所述定子或动子的支撑结构或连接结构选择非磁化材料。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例提出的一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统，通过在环形绕组线圈中通入交替变化的电流，使得在线圈周围形成交替变化的磁场，通过线圈磁场与永强磁铁组磁场的相互作用驱动所述动子来回往复运动产生动力，并通过传动机构完成动力的传递。只有动子受力可以来回运动，就不会产生振动，保证了动子能高速运动；电磁铁很大一部分电能转化为了热能，动子是来回运动的，也就是通电后一直在做功，一段线圈通电最多有六节磁铁与之产生作用力，电能都可以很好的转化成机械能；通电后不会让永磁铁退磁，也就保证了发动机的工作寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例1提供的一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统的结构示意图；

图2为本发明实施例2提供的一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统的结构示意图。

图中：定子100、动子200、实心永强磁铁组110、环形永强磁铁组120、环形绕组线圈210、传动机构300。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提出了一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统，该系统包括定子100和动子200，采用环形绕组线圈210作为定子、永强磁铁组作为动子，或者采用永强磁铁组作为定子、环形绕组线圈210作为动子，永强磁铁组包括设置在环形绕组线圈210内部的实心永强磁铁组110以及对应设置在环形绕组线圈210外部的环形永强磁铁组120，实心永强磁铁组110与环形永强磁铁组120一体连接，动子200连接至传动机构300。

通过在环形绕组线圈210中通入交替变化的电流，可通有电流方向交替变化的直流电或者通入一定频率的交变电流，使得在线圈周围形成交替变化的磁场，通过线圈磁场与永强磁铁组磁场的相互作用驱动动子200来回往复运动产生动力，并通过传动机构300完成动力的传递，动子200运动的频率跟电流的频率一致。

本实施例中，环形绕组线圈210设置为单节，实心永强磁铁组110和环形永强磁铁组120分别包括由相同极性端依次按照预设距离相互连接的相互排斥的至少两节实心永强磁铁或至少两节环形永强磁铁。单节实心永强磁铁、单节环形永强磁铁与单节环形绕组线圈的长度相同。为了充分利用通电线圈产生的磁力，把两节实心圆形永强磁铁同级相互排斥的两端连接在一起，组成S-N-N-S或者N-S-S-N，当采用环形绕组线圈210作为定子、永强磁铁组作为动子时，以S-N-N-S为例，初始位置下第一节SN位于线圈的左侧外侧，第二节NS位于线圈的内部，线圈通电后在磁场的作用下线圈向左侧运动一节磁铁的距离，使得第一节SN位于线圈的内部，第二节NS位于线圈的右侧外侧，然后在线圈中通入反向电流，在磁场的作用下线圈回复到初始位置，如此实现来回往复运动。可以采用多节磁铁相互排斥端依次连接，形成S-N-N-S-……-S-N-N-S或者N-S-S-N-……-N-S-S-N，可实现运动距离的增加，实现大型发动机，当两节磁铁连接时运动距离为一节磁铁的距离，当三节磁铁连接时运动距离为两节磁铁的距离，……依次增加。通电线圈外部也会产生磁场，同理把两节环形强磁铁同级两端连接在一起，组成S-N-N-S-……-S-N-N-S或者N-S-S-N-……-N-S-S-N，连接的距离也是可以调节的安装在线圈外部。线圈内外的永强磁铁极性是一至的。

本实施例中，还在由相同极性端依次连接的至少两节实心永强磁铁或至少两节环形永强磁铁的两端分别有按照异性端连接的相互吸引的一节实心永强磁铁或环形永强磁铁，即在以上S-N-N-S-……-S-N-N-S或者N-S-S-N-……-N-S-S-N的基础上两端分别连接一节相互吸引的磁铁，形成S-N-S-N-N-S-……-S-N-N-S-N-S或者N-S-N-S-S-N-……-N-S-S-N-S-N，两端增加的相互吸引的磁铁可以增加动子在回复到初始位置过程时的回推力。

环形绕组线圈210通过支撑架固定，支撑架外层通过辅助支架固定。动子200安装在可滑动轴承上，传动机构300包括连接杆、推杆、连杆以及曲轴，连接杆连接动子200，推杆一端连接连接杆，另一端连接推杆，推杆连接连杆，连杆连接曲轴，通过曲轴将动力传递至负载和发电机完成发电，发出的电储存在电池里。定子100和动子200相对是固定的，线圈外层很薄，为了不产生震动和左右距离的变动，支撑架外层采用辅助支架，不让通电线圈受力后有左右距离的变动。只有动子200受力可以来回运动，这样线圈和磁芯就不会产生震动，保证了动子200能高速运动。

通过原理和实验证明，这样设计的永强磁发动机，通电后不会让永磁铁退磁，也就保证了发动机的工作寿命。

可以通过将多段定子100和动子200进行组合连接至曲轴来获得多倍动力。根据不同型号的永磁发动机，可以把定子100做成多段，也可以把动子200做成多段，是为了增加推杆的运行距离来获得更大的动力。如果是大型号的永磁发动机，可以做n个以上的定子100和动子200连接在一起做功，获得所需要的动力。

定子100或动子200的支撑结构或连接结构选择非磁化材料，如铜，铝等。在对永强磁铁不影响的距离才能用钢铁这种被磁化的材料。

实施例2

本实施例提出的一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统，如图2所示，与实施例1的区别在于，环形绕组线圈210设置为相互连接的多节，此时实心永强磁铁组110包括由相同极性端依次按照预设距离相互连接的相互排斥的两节实心永强磁铁，环形永强磁铁组120包括由相同极性端依次按照预设距离相互连接的相互排斥的两节环形永强磁铁，且由相同极性端依次连接的两节实心永强磁铁的两端分别有按照异性端连接的相互吸引的一节实心永强磁铁，由相同极性端依次连接的两节环形永强磁铁的两端分别有按照异性端连接的相互吸引的一节环形永强磁铁，即定子100包括连接方式为S-N-S-N-N-S-N-S或N-S-N-S-S-N-S-N的四节环形永强磁铁和连接方式为S-N-S-N-N-S-N-S或N-S-N-S-S-N-S-N的四节实心永强磁铁。

本实施例中，一组线圈可以连接N节线圈，线圈通电产生作用力移动的距离始终在中间两节相互排斥的磁铁的位置上，其他位置都不通电，每次只给一节线圈通电，通电一次线圈运动一节磁铁的的距离，首先给第一节线圈通电，线圈从N-S-S-N两节磁铁中S-N的初始位置移动到N-S的位置或从S-N-N-S两节磁铁中N-S的初始位置移动到S-N的位置，然后再给第二节线圈通电，这样顺序依次给线圈通电直到所有线圈通电完成，再交换电流方向先给最后一节线圈通电，线圈整体再往回运动，逆序依次给线圈通电，如此实现往返运动产生动力，多节线圈组成的永磁发动机只能用直流电才好控制。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统，其特征在于，所述系统包括定子和动子，采用环形绕组线圈作为定子、永强磁铁组作为动子，或者采用永强磁铁组作为定子、环形绕组线圈作为动子，所述永强磁铁组包括设置在所述环形绕组线圈内部的实心永强磁铁组以及对应设置在所述环形绕组线圈外部的环形永强磁铁组，所述实心永强磁铁组与所述环形永强磁铁组一体连接，所述动子连接至传动机构，通过在所述环形绕组线圈中通入交替变化的电流，使得在线圈周围形成交替变化的磁场，通过线圈磁场与永强磁铁组磁场的相互作用驱动所述动子来回往复运动产生动力，并通过所述传动机构完成动力的传递；

所述环形绕组线圈设置为单节，此时所述实心永强磁铁组包括由相同极性端依次按照预设距离相互连接的相互排斥的至少两节实心永强磁铁，所述环形永强磁铁组包括由相同极性端依次按照预设距离相互连接的相互排斥的至少两节环形永强磁铁，且由相同极性端依次连接的至少两节实心永强磁铁的两端分别有按照异性端连接的相互吸引的一节实心永强磁铁，由相同极性端依次连接的至少两节环形永强磁铁的两端分别有按照异性端连接的相互吸引的一节环形永强磁铁；

所述环形绕组线圈设置为相互连接的多节，此时所述实心永强磁铁组包括由相同极性端依次按照预设距离相互连接的相互排斥的两节实心永强磁铁，所述环形永强磁铁组包括由相同极性端依次按照预设距离相互连接的相互排斥的两节环形永强磁铁，且由相同极性端依次连接的两节实心永强磁铁的两端分别有按照异性端连接的相互吸引的一节实心永强磁铁，由相同极性端依次连接的两节环形永强磁铁的两端分别有按照异性端连接的相互吸引的一节环形永强磁铁。

2.根据权利要求1所述的一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统，其特征在于，单节实心永强磁铁、单节环状永强磁铁与单节环形绕组线圈的长度相同。

3.根据权利要求1所述的一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统，其特征在于，所述环形绕组线圈通过支撑架固定，所述支撑架外层通过辅助支架固定。

4.根据权利要求1所述的一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统，其特征在于，所述动子安装在可滑动轴承上，所述传动机构包括连接杆、推杆、连杆以及曲轴，所述连接杆连接动子，所述推杆一端连接连接杆，另一端连接推杆，所述推杆连接连杆，所述连杆连接曲轴，通过曲轴将动力传递至负载和发电机完成发电。

5.根据权利要求1所述的一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统，其特征在于，所述环形绕组线圈中通有电流方向交替变化的直流电或者通入一定频率的交变电流。

6.根据权利要求1所述的一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统，其特征在于，通过将多段定子和动子进行组合连接至曲轴来获得多倍动力。

7.根据权利要求1所述的一种基于通电线圈和永强磁铁产生动力的发动机系统，其特征在于，所述定子或动子的支撑结构或连接结构选择非磁化材料。