CN115912849A - 平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置 - Google Patents

Abstract

一种平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置，其特征是，主要由主要由磁电共生动力定转子组件、磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件、转子轴/传动轴组件、电磁铁/电枢绕组平板式线圈励磁驱动模块、磁变调速增能定转子结构扁线电枢绕组之石墨烯复合超导线圈励磁驱动模块、功率因数补偿单元、控制驱动器组件、系统工作电源/备电/UPS不间断电源/自馈电电源组件、系统接线端子组件、壳体及其它附件构成。本发明功能强大、效率高、应用领域广阔，独立式、分布式和集中式的磁变动力和能源装置可为各种应用场景提供极干净的动力和能源。

Description

平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置

技术领域

本发明涉及物理学、量子力学、电磁学、磁性材料学、电动力学、电机学、磁变能源等技术领域，特别是一种平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置，其中包括一种构建磁变动力和能源装置的方法。

背景技术

科技发展日新月异，新材料和新工艺不断出现推动着各行各业不断技术进步，磁变动力和能源技术领域也是一样的。一方面，永磁铁材料(硬磁材料)和磁路软磁材料的技术进步远远超出想象，比如，磁性纳米晶材料的研究有了很大进展，纳米晶永磁材料的磁性更强、更稳定，磁导向性能良好，不受或不易受外界环境的影响。继1967年第一代稀土永磁材料SmCo₅，1972年第二代稀土永磁材料Sm₂Co₁₇后，1983年高性能、低成本的第三代稀土永磁材料Nd₂Fe₁₄B的研发成功，奠定了稀土永磁材料在永磁材料中的主导地位。纳米级永磁材料的磁性能更优越，其永磁性能可以随合金的组元、含量和制造工艺等不同而有显著的变化。目前研究较多的主要是Nd₂Fe₂B系、Fe₂Cr₂Co系和Fe₂Co₂V系。这些合金加少量其它元素如Ti、Cu、Co、W等还可进一步改善其永磁性或加工性。随着快淬技术的发展，一些化合物能以亚稳态形式存在，如添加某些元素使亚稳相稳定化，使对稀土永磁的探索不限于二元系，这开阔了人们的思路。日本三荣代化成(Sanel Kasei)株式会社把铁粉制造成针状，金属钕用氢化法粉碎，在铁粉上附着钕，在磁场中成型烧结，脱去黏结剂，在真空中烧结，制成各向异性磁体，经美国高能磁场实验室测定，最大磁能积达到558.4kJ/m³(69.8MGOe)，超过了Nd₂Fe14B最大磁能积的理论最大值512kJ/m³(64MGOe)，而且纳米晶永磁材料具有较好的热稳定性、耐腐蚀性。未来，纳米复相稀土永磁材料和软磁材料的研发成功和应用，将会进一步为磁变动力和能源的开发和利用打下越来越好的基础。另一方面，电磁铁、电机和永磁磁动力装置中关键部件的石墨烯复合超级导电线圈(本案中简称石墨烯复合超导线圈) 也有了跨越式发展，电磁线圈的结构和制作方式也出现了具有重要意义的技术创新，以解决现有磁变动力和能源装置之技术方案存在的不足和产品缺点，促进磁变动力和能源装置(或系统)不断改进和创新。目前，由于传统电磁线圈单位截面积的电阻率较大，致使线圈的线径必须得大、圈数必须得多，才能达到所设定的励磁指标，造成体积大、发热多，严重影响产品的工作可靠性、安全性和系统效率；其次，自从电磁线圈被发明以来，从材料、结构到制作方法，一直以来，大同小异，基本上没有大的变化和实质性改进，这也成为了影响电机、电力设备和磁变能源技术进步的最为关键和重要的一环，因此，很有必要对所涉及到的电磁铁、电枢绕组等组件或部件中的电磁线圈进行技术创新。

随着磁变动力和能源系统原型机(例如YD-001磁电共生发电装置)的研发成功，更多更大的型号产品即将 投放市场，磁变动力和能源正逐渐被越来越多的人们所认识、理解和接受，并感受到了永磁动力能源的巨大价 值、优越性。但是，目前还有很多人不认可、不接受永磁动力能源，原因之一是，不理解磁变动力和能源(永 磁动力能源)从何而来；原因之二是，认为磁变动力和能源不符合能量守恒定律；原因之三是，在大部分国内 外磁学专业教材、有关永磁铁材料(包括稀土永磁材料)方面的专著、磁性材料工程和产品手册里，以及20 年前的大中专院校的物理学教科书上，特别是，对科技和专业技术人员影响更广泛和深入的互联网上，比如《超 强永磁体——稀土铁系永磁材料》、《磁学基础与磁性材料》、《磁性体手册》、《百度百科》、《搜狗百科》、 《360图书馆》、《知乎》、《谷歌搜索》……里等等，均定义“磁能积”概念来描述和衡量永磁铁中所储存 能量的多少即“磁能积是退磁曲线上每一点的B和H的乘积，磁能积是表征永磁材料中能量的物理量，而B×H 的最大值称之为最大磁能积(BH)_max，最大磁能积是衡量磁体所储存能量大小的重要参数之一，是永磁材料单位 体积和可利用的最大磁能密度的度量，(BH)_max越大说明磁体蕴含的磁能量越大。单位是焦耳/立方米(J·m^-3)。”、 “(BH)_max代表永磁体的能量，称为磁能积”等类似含义的磁能积表述，还清清楚楚跃然纸上，如此等等，都 严重地误导了人们关于永磁铁中储存能量的多少以及永磁能量来自何方的正确认知。本发明人在七八十年代上 大学时，基础课(物理学)教科书中和课堂上关于永磁铁的“磁能积”与永磁磁体中储存能量关系的论述和讲 解就是：最大磁能积就是单位体积磁体中所储存能量的大小。所以，绝大多数工程技术人员已司空见惯并在心 里铸留有“磁能积就是单位体积永磁铁里储存的磁能，是通过充磁操作充进永磁体中的能量，故磁体中储存的 能量，辐射完了或利用完了就没有了。”这样的理念，同时，又由于人们对“能量守恒定律”中能量概念的局 限和偏颇理解，最大磁能积的这种表述普遍地使人们误认为：永磁铁辐射出来的电磁场能量是通过外磁场充磁 使永磁材料储存能量(有点像电容充电一样的储能效果)然后才通过磁场释放出来，即永磁铁所具有的磁场能 量都是通过充磁而获得的，那么一块永磁铁的最大磁能积总量就是该块永磁铁所储存的最大能量。总之，上述 错误观点和论述的形成，说明人们对永磁铁的认识还不够深入，这既有科技水平进步不到位的问题，也有客观 的历史性原因，造成了上述错误认知既成事实。也就是说，一直以来，科学界也没有得到强有力的实证性数据， 也没发明和研发出来能证明上述结论是否正确的科学装置，更严重的是，还受到了诸如对“永动机”、“水变 油”和“无中生有的气功大师”等等魔术性渲染并被戳破真相，由这些主观的和客观的不科学的“骗人实例”而造成的不良影响，自然而然地也就在很多人心中形成了固有理念“永磁铁中储存的能量很有限，没有太多的 利用价值；永磁能是一次性能量，不能循环持续做功”，严重影响着磁变动力和能源的发展和应用。

本发明人通过对永磁铁磁场产生的机理和大量的科学实验数据进行充分必要研究之后，得出结论：上述说法是不正确的，实际上最大磁能积总量与磁体所储存能量的大小没有太大关系，因此有必要对人们现在普遍存在的、有关“永磁铁储存的能量就是其最大磁能积总量”的错误思维认知予以纠正，并给出关于永磁铁能量来源，符合物理学基本原理的合理解释，以对永磁能量/磁变动力和能源提供最基础的理论支撑。本发明人借这次提交专利申请的机会，针对永磁铁的永磁能来自何方？如何理解磁变动力和能源是符合能量守恒定律的？如何构建新型的获取、开发和利用磁变动力和能源装置？等问题，从磁变动力和能源的发现、理论到实验及其实证性数据，都一一做出阐述，以便促进人们对磁变动力和能源的认可和接受，尽快尽早地发展好利用好这一极洁净和便利的新型磁变动力和能源，推动人类社会高质量的发展和进步。可以肯定的说，磁变动力和能源因为具有工业突破需要的大量性、广泛性、普及性、便利性和廉价性等特质，必将会成为推动新工业革命的能量之海。

发明内容

首先论述一下有关永磁能及其磁变动力和能源的发现、研究成果和相关结论，以回答对永磁能相关问题的疑问，为本专利申请提供理论和实证性数据支撑。根据经典物理学、电磁学、相对论和量子物理学的系统研究和科学实验，本发明人发现，永磁铁中蕴含的能量多少与现行物理学教科书和电磁学专著中定义的磁能积没有关系，磁能积仅仅是衡量永磁铁单位体积在充磁或退磁过程中，使之饱和磁化或完全退磁所需要的外部磁场能量的指标参数，磁能积不能衡量永磁体所蕴含能量的大小。永磁铁所蕴含的能量一直都伴随其辐射出来的电磁场存在着，不管它被利用或不被利用，只要构成永磁铁的分子排列结构不受到外来因素影响而发生变化，它都会存在着并向外释放着电磁场能量。评价系统是否符合“能量守恒定律”，也必须把永磁能作为一种能量来源，并判断其是否参与系统转化做功或产生能量，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变；必须把握“能量守恒定律”的真正意义。

第一、永磁铁的电磁场来自何方？永磁铁电磁力来自何方？

现代物理学、电磁学和量子物理(量子力学和量子场论)及已经得到科学实证的安培分子电流假说指出， 分子电流是由原子内部的电子运动形成的，是永磁铁磁性的起源，永磁铁的电磁场和电流的磁场是一样的，都 是由电荷的运动产生的电磁场。由于物质微观粒子结构的发现和一系列物理发现，实证了分子电流假说的正确， 说明了物质的磁性是组成物质的基本带电粒子运动形成磁性的集体反映。从统编教材《普通高中课程标准试验 教科书——物理》，到普通高等教育国家级规划教材《大学物理教程》和《大学物理学》，再到许许多多专业 著作中，关于分子电流理论、分子场、电磁力做功及自然界四种基本力等知识点都有比较重要的介绍。

物质的磁性起源，历经100多年来，从安培分子电流假设，到原子的经典玻尔模型，再到量子力学，逐渐得到完善和实证，形成了安培分子电流理论，其具体内容：任何物质都是由分子、原子组成的，分子中的电子要同时参与两种运动，一是电子绕原子核的轨道运动，产生绕核的电流，这种电流对应的磁矩称为轨道磁矩；二是电子的自旋运动，相应地存在自旋磁矩。分子内所有电子的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和即构成分子磁矩，分子磁矩可等效为一个圆电流产生的，该电流称为分子电流。或者，把分子或原子看成一个整体，分子或原子中各个电子运动(量子理论认为原子核中的正电荷运动形成的电流可以忽略不计)形成的环形的分子电流，其两侧相当于两个磁极，产生分子场。又进一步解释，组成物质的最小单元是原子，原子又由电子和原子核组成。电子因其轨道运动和自旋效应而具有轨道磁矩和自旋磁矩。原子核具有核磁矩，但其值很小，几乎对原子磁矩无贡献，因此，分子环形电流及其原子磁矩主要来自原子中的电子，并可看作由电子轨道磁矩和自旋磁矩构成。

由皮埃尔·外斯分子场、海森堡交换作用模型、RKKY理论、磁各向异性和磁致伸缩等一系列理论进一步丰富和深化了分子电流理论和磁性起源学说，揭示了永磁铁材料从磁化、退磁及其温度特性(居里温度)的量子化特性和粒子结构演变模型。通常情况下，铁磁质的磁体材料中分子环形电流及其原子磁矩取向是杂乱无章的，它们产生的分子电磁场互相抵消，对外不显磁性；当被外界磁场作用后，由于铁磁质的磁各向异性和自发磁化性，分子电磁场矢量之和使得磁体对外呈现强磁极，就是被磁化了，磁化过程表现为不可逆的非线性和饱和性，成为了稳定的磁化状态的永磁铁。当永磁铁受到外磁场反向(退磁)作用、高温或猛烈撞击时会失去磁性，是因为反向磁场的退磁作用、激烈的热运动或震动使分子电流的分子电磁场或原子磁矩取向又回到杂乱无章的稳定状态了，对外也就不再显现磁性。

由上述分子电流理论以及量子物理学相关理论可以容易得出：

①无论物体被磁化或者不被磁化，分子内部之原子、电子和原子核运动所形成的环形电流始终存在，也就是分子电磁场效应或原子磁矩是物质存在的固有特性；

②永磁铁的电磁场来自于永磁铁材料的磁各向异性、自发磁化性和磁致伸缩性所形成的分子环形电流及其原子磁矩的矢量之和；

③外部强磁场的饱和充磁作用仅仅是让永磁磁性材料内部的环形分子环形电流及其原子磁矩趋于同向(饱和磁化的剩磁稳态)，完全退磁作用也就是让永磁铁材料内部的环形分子环形电流及其原子磁矩取向回复到杂乱无章的原始无磁性稳态。

永磁铁磁场与置于其中的磁性材料和载流体之间的相互作用力就是电磁力，它属于自然界的四种基本力之一。自然界中已知的四种基本力分别是引力(如地球重力)、电磁力、强力(如核裂变、核聚变)和弱力(如核衰变)，它们在不同的尺度上各司其职，支配着宇宙万物的运行；现代物理学以及所有自然科学都是以四种基本力为基础构建的，《量子色动力学》标准模型已经能够描述和解释与电磁力、强相互作用力(强力)和弱相互作用力(弱力)三种自然力有关的所有物理现象，也就是说，除了引力之外，其它三种基本力都与量子理论良好的结合在一起，成功地描述着最微小尺度上的宇宙。因此，永磁铁磁场的磁力做功是磁体量子能量的呈现效果，它就像可控核反应堆释放出来的能量、太阳(光)电磁波辐射的能量等神奇的自然能一样，永磁铁辐射出来的电磁场能量也是“宇宙之力、自然之力和原子之力”所形成的三合之力造化的自然良能。

第二、强磁体——稀土永磁铁材料产品之国标参数磁能积的量级？稀土永磁铁材料在饱和充磁操作过程中耗能的量级？一块标准的稀土永磁铁产品能获得的外部充磁磁场赋予能量的量级？

(1)按照稀土永磁铁材料产品之国标参数的的磁能积通识定义，依据《钕铁硼国标牌号性能参数表》所给出的磁能积参数指标，一块N48SH牌号、200mm*200mm*50mm钕铁硼永磁铁产品，它所储存的磁能量就是其最大磁能积总量，即：

P＝(BH)max×200毫米*200毫米*50毫米＝390(千焦耳/立方米)*0.002(立方米)

＝780焦耳＝780/3600000千瓦小时＝0.00022千瓦小时＜0.001千瓦小时(度)

由于受到生产和加工工艺的制约，就目前来说，正规厂家的产品，一块烧结型钕铁硼永磁铁材料成品的体积不会大于200mm*200mm*50mm。因此，一块国标牌号的最常见的成品钕铁硼永磁铁的现行通识定义其所蕴含的磁能量(最大磁能积总量)的量级，绝对不会超过0.001千瓦小时(度)。

(2)充磁机给磁铁饱和充磁，就是利用外部强电磁场(3--5倍于磁铁材料的自身矫顽力参数)对磁铁进行饱和充磁操作，充磁机首先对其内部设置的高压电容器进行充电储能之后，再对电容放电回路中串接的螺线管(线圈)瞬时大电流放电，螺线管中即时产生很强的电磁场，这样就可以对放置于螺线管中的磁体瞬时完成饱和充磁操作。据本发明人在自家工厂生产过程中的统计数据，一台DC8000V/160型充磁机，在正常充磁工作状态下，2个小时里总耗电量不到1度(千瓦小时)电，可以给大约150多块N48SH牌号的100mm*100mm*50mm 钕铁硼永磁铁材料充磁，平均每块永磁铁材料的充磁耗电量1/150＝0.007(千瓦小时/块)＜0.01千瓦小时 (度)，也就是说在饱和充磁过程中每块永磁铁实际消耗的外磁场能量远远少于0.01千瓦小时，因为，充磁设备自身的耗能占据大部分的充磁过程中的耗电量。由此可知，一块200mm*200mm*50mm烧结型钕铁硼永磁铁材料成品的饱和充磁操作过程耗能的量级不会大于0.01*2度，即一块标准的稀土永磁铁产品能获得的外部充磁磁场赋予能量的量级，绝对不会超过0.02度。

由此可以得出实证结论：不管是按通识定义的磁能积理论最大计算值，还是按实证性数据，一块现行国际标准的最大体积的接近最高牌号的稀土永磁铁产品(N48SH)能获取的外部充磁磁场赋予能量的最大量级不会大于0.02度。

第三、永磁铁单位时间里辐射电磁场的能量是多少？永磁铁的电磁力能对外做功吗？如何获取磁变动力和能源？

(1)永磁铁的电磁场是物质和能量存在的一种特殊形式，根据电动力学可知，电磁场中某一点的能量密度：

Pi＝Bi²/(2*μi)，其中Bi为某位置单位空间的磁感应强度，μi为该点的磁导率；所以，永磁铁的磁场每时每刻所具有的磁场能量P磁场就是能量密度在整个磁场空间中的积分：

P_磁场＝∫_磁场空间Bi²/(2*μi)dv

科学实证表明，不管永磁铁所产生的电磁场是否被利用、被利用的时间是长还是短，永磁铁一直都在向外辐射着电磁场能量，它就像太阳光之电磁波一直都在向太阳外辐射着能量一样，永磁铁向外辐射能量的强弱只与永磁铁磁性材料的固有物理特性和化学特性有关(注：由于稀土永磁铁的半衰期为3000年左右，在正常工作条件下，工程计算和检测时，一般在数十年期间里不考虑永磁铁矫顽力——磁感应强度的衰减)。

(2)磁能积概念真正代表的含义是什么？在工程应用中应该如何理解最大磁能积(BH)max？

进入新世纪以来，在高中物理和大学物理学教程中已经很难寻觅到磁能积概念的踪迹了，但在永磁铁材料专业著作中，在永磁材料的生产、测试和工程应用中，以及在国家相关产品牌号和技术参数表中，还应用非常广泛，本着正本清源的专业态度，根据科学实验和实证性数据，本发明人认为，磁能积采用如下表述比较符合实际：磁能积BH对应于永磁铁退磁曲线上每一点的B和H的乘积。B和H的乘积最大值(BH)_max，称为最大磁能积(BH)_max，单位是焦耳/立方米。磁能积BH是评价永磁铁材料磁性能的一项综合指标，是衡量永磁铁磁极表面气隙磁场磁能密度的重要参数之一，是表征任一时刻(每时每刻)永磁铁辐射稳恒电磁场能量的重要参数。磁能积越大，说明永磁铁材料各方面性能越好。永磁铁磁力的强弱，要看永磁铁的剩磁感应强度、桥顽力，内禀矫顽力，还有最大磁能积(BH)_max的综合评价；永磁铁磁力是否持久要看永磁铁的耐候性，永磁铁的磁性能对环境温度、机械振动、外加磁场的敏感性，其矫顽力、最大磁能积(BH)_max是重要指标。

永磁铁中的分子环形电流及其原子磁矩产生电磁场，并对与该磁场中的磁性物体和载流体相互作用产生电磁力，属于自然界四种基本力之电磁力，该电磁力在时间和空间上的积累做工形成永磁能，永磁铁产生的电磁场是永磁铁固有的，永磁铁里的永磁能多少与其充磁或退磁过程曲线中定义的磁能积概念没有直接关系，磁能积仅能是衡量永磁体在充磁或退磁过程中，使之饱和磁化或完全退磁所需要的外部磁场能量密度的参数，磁能积不能衡量永磁体所蕴含能量的大小。

(3)永磁铁的电磁力能对外做功吗？如何获取磁变动力和能源？

根据自然界普遍遵循的规范对称性规律即“对称决定相互作用”及杨-米尔斯规范场理论，永磁铁的电磁场作用力和电磁铁的电磁场作用力是一样可以对外做功的。另外，本发明人针对永磁铁的电磁场及其电磁力的特点和性质总结出以下几个方面，从理论上说明永磁铁辐射电磁场及其磁力与电磁铁辐射电磁场及其磁力一样可以对外做功，并给出了获取磁变动力和能源的方法：

①永磁铁材料中分子电流形成的环形电流或原子磁矩结构，从微观的量子理论来看，永磁铁材料被外部磁场磁化，因其磁各向异性、自发磁化性和磁致伸缩性而使得分子环形电流及其原子磁矩趋于同向，就像是量子化电子云绕原子核始终以量子化速度旋转的“原子磁陀螺”一样，一个个悬浮于磁体空旷的分子几何结构中，磁化状态就是“原子磁陀螺”的磁旋轴取向发生了趋于同向的稳定持久的改变，使得“原子磁陀螺”电磁场矢量趋于同向化，对外显现永磁铁磁性，并通过永磁铁两磁极一直向外辐射电磁场能量。永磁铁材料在没有磁化的状态下，其“原子磁陀螺”照样一直在辐射其原子磁场能量，只不过“原子磁陀螺”磁旋轴取向处于杂乱无章的状态，磁性相互抵消，对外不显磁性。换句话说，“原子磁陀螺”电磁场的电磁力是铁磁质材料的自然属性，是固有的，就像太阳在银河系中一样的存在，太阳光这种固有的电磁辐射能量，不管用它还是不用它，太阳光一直存在着一样。物质的磁性是组成物质的基本粒子运动产生磁性的集体反映，物质不灭，“原子磁陀螺”的电磁场一直都在(注：一般情况下，这里不考虑稀土永磁铁在正常工程应用的数十年之长久期间，其磁性半衰期大约为3000年的极小缓慢影响)，永磁铁辐射出来的永磁能一直都在，无论利用它还是不利用它。

②永磁铁辐射出的电磁场对其中的磁性物体和载流体产生的相互作用力是电磁力，因为它主要是由于带电粒子(电子)运动所产生分子电流或原子磁矩电磁场作用所致，它既包含有电场作用力(电力)也包含有磁场作用力(磁力)故称作电磁力，这里主要是磁力，永磁铁的电磁力属于自然界四种基本力之一，但它与地球万有引力(重力)不同，永磁铁磁场磁极与另外的电磁场磁极(包括永磁铁磁场磁极)之间，具有同名极性产生排斥力和异名极性产生吸引力之双向特性，属于非有心力，是可以对外做功的；既然永磁铁辐射出来的磁场源于分子电流、电子电流和原子磁矩，那么就可以用量子力学和麦克斯韦微分方程来表达和描述与永磁铁电磁场相关的现象。

③科学实证表明，不管永磁铁的电磁力是否被利用、利用的时间长短，不都影响永磁铁的电磁力一直存在着，而且电磁力与其矫顽力(磁感应强度)及其耦合作用面积大小成正比，与距离的平方成反比。

④永磁铁产生的辐射磁场属于稳恒磁场，它就像是“采用无阻抗超导体材料且励磁电流的大小和方向不变”的、自然存在的“分子电流电磁铁”产生的稳恒磁场一样，永磁铁磁场与电流磁场具有同样的性质和能量辐射功能，电流磁场能做的事情，永磁铁磁场也同样能做得到。也就是说，电流磁场产生的磁力可以对外做功转变成机械动力，永磁铁磁场产生的磁力同样也可以对外做功转变成机械动力和能源——磁变动力和能源，不同的是，用磁力做功转变成机械动力的设备结构和工作机理不太一样而已。只要使永磁铁气隙耦合面的磁感应强度(矫顽力)强弱有变化(相当于电流大小变化产生电流磁场的强弱变化)，设置成磁力相互作用空间/加力通道，即可形成磁吸引/磁排斥力的空间做功条件之一(永磁铁磁力一次性做功的充分条件)；永磁铁和电磁铁搭配成组合式加力通道的永磁电磁副组件，通过电磁铁完成永磁铁和电磁铁二者组合形成磁力接续/接力和加力通道的变向(相当于电流正负变化产生电流磁场方向变化)加力做功，形成磁吸引力/磁排斥力的变向、循环反复、持续空间做功条件之二(永磁铁电磁力循环反复、持续做功的必要条件)。

举实施例说明，构建一种基于永磁电磁副接续加力和变向组件的定转子传动结构，永磁铁通过与电磁铁铁芯/电枢绕组磁靴构建成能接续加力、接力变向，达到实现定子对转子的永磁铁作用力方向呈现出吸引渐进增强、排斥渐远减弱或磁极变更区过渡变向加力的分段组合式可控旋转磁场的磁路结构，如定子上的永磁铁耦合面设置成弧契形/斜坡形，或者兼或设置至少一个沟槽/阶梯/波浪形气隙大小变化或采用气隙大小不变的材质复合/ 组合式永磁铁实现耦合矫顽力强弱变化，与电磁铁/电枢绕组搭配成磁力强弱变化和作用方向符合磁电共生/共激/接续/接力和变向的加力通道结构。就相当于永磁电磁副接续加力和变向组件至少分成三段，其一是对转子磁齿的永磁铁加力段，由永磁体本身结构完成；其二是对转子磁齿的拉/推变向段，由电磁铁加力段完成；其三是两段之间的磁极变更区段，由铁芯/导磁器磁靴构建的混合磁路完成气隙耦合磁通和磁力的接续/接力加力。

⑤很重要的一点，由于稀土永磁铁不管是气隙耦合面依次呈磁极同名端相邻布设还是异名端相邻布设，磁体单元之间具有良好的无漏磁性能，使得变化矫顽力的磁极同名端相邻布设的永磁体块各磁体单元即“永磁磁力发生做功单元”/兼合铁芯/导磁器磁靴呈接续/接力做功结构，或采用磁体单元复合/集成/混合并呈异形几何状/刻槽变化，从而优化永磁电磁副加力通道组件的耦合面分段变化的矫顽力，实现永磁铁和电磁铁之间接续、接力、隔离、分段和分时获得并输出永磁磁力做功积累——磁变动力和能源。

以磁电共生、磁电共激和/或磁电接续/接力等工作模式获得磁变动力和能源，就像是一群人接力驾车翻山头，上坡、调头、下坡，或者是驾车爬坡一样，永磁铁与永磁铁之间、永磁铁与电磁铁/电枢绕组之间、一段一段一节一节地驾车接续/接力爬山，需要调头时，利用电磁铁的方向实时可控制特点，达到一段一段间歇的永磁铁和电磁铁共生、共激和接续做功从而获得永磁做功累积之目的。永磁铁磁场之磁力因为有上述特性，故永磁铁之磁力可以对外做功。永磁铁磁力Fi在空间(路程)ΔSi上的积累就是电磁场对其中的磁性材料物体和载流体做功，也就获得了磁变动力和能源，即W＝∑(Fi*ΔSi)＝∫f(s)*ds。

综上所述，在磁变动力定转子传动结构中，永磁铁本身可以完成一段加力做功，需要拉/推变向克服磁极变更阻滞做功时，借着电磁铁完成实时接续/接力变向做功，构建成磁电互助的、共生的传动结构方式，永磁铁的磁力和电磁铁电流励磁的磁力间歇交替驱动转子持续旋转运行，实现永磁铁的电磁力以分段、接续、循环和持续地对外做功，从而获得磁变动力和能源。其中有一个很重要的环节，就是要充分利用稀土永磁铁材料优良的导向性和永磁体块之间有良好的无漏磁性能，可保证一组永磁铁中至少有一块以上永磁体构建的永磁铁加力通道段接续加力对外做功，并累积获取磁变动力和能源；定子上的永磁铁气隙磁场耦合面设置成分段隔离式的弧契形/斜坡形，或者兼或设置至少一个沟槽/阶梯/波浪形气隙大小变化或采用气隙大小不变的材质复合/组合式永磁铁加力通道实现耦合矫顽力强弱变化，形成非有心力的磁力接续/接力之拉/推对外做功结构。

第四、关于磁变动力和能源的科学实验及其《检验报告》实证性数据

以磁电共生发电装置为代表的永磁能源技术研发取得了突破性进展和成功应用，额定功率为1000瓦的“YD-001磁电共生发电装置”的原型样机已经能长期运行，并通过了独立第三方的权威和专业的国家级质量监督检验中心的严格检验和测试，特别是，在现场检验过程中还邀请了有项目投资意向的单位代表(包括多位资深的相关技术专家)，他们抱着对新科技项目的质疑以及科学求真、实事求是和负责任的情怀，一同参与和见证了检验全过程并对获取检验数据的规范和技术细节进行了多轮研讨和现场考证，在国家级专业检验中心资深工程师主持下对原型样机进行了真实应用场景下长期运行参数的检验检测，现场共同确认了裸露结构之原型样机内部中不存在储能部件(类似于蓄电瓶或超级电容的等储能实体)的事实，对原型样机在带负载(普通潜水泵和照明灯具)不间断运行下进行了可靠的可重复的长期检验检测(实际检测过程远超24小时，检验报告给出了运行24小时的数据)，由此得到了第三方权威检验机构出具的《检验报告》(本专利申请的附加文件中的其他证明文件之1：国家智能微电网控制设备及系统质量监督检验中心出具的关于“YD-001磁电共生发电装置”的《检验报告》1份共12页)，其中有检验数据记载：在24小时带负载正常运行期间里，输入电量仅为1.028 千瓦小时(度)，输出电量达到17.803千瓦小时(度)，永磁能量输出/辅助内耗输入比(工作效率)达到17.318 倍。也就是说，永磁动力的“YD-001磁电共生发电装置”原型机工作24小时就输出和净贡献出了16.775度的电量。

“YD-001磁电共生发电装置”的原型样机里共设置了六块异形永磁铁，由上述实证性数据可知，其最高估的原型机中的所有永磁铁的最大磁能积总和P_{最大磁能积总和}或者是它们获得的饱和充磁总能量P_{获得的饱和充磁总能量}，二者都远小于0.12度，即P_{最大磁能积总和}、P_{获得的饱和充磁总能量}＜0.02度/块*6块＝0.12度。

综上所述，永磁动力的“YD-001磁电共生发电装置”原型机工作24小时内就输出和净贡献出了(17.803 度-1.028度)16.775度的电量，已经远远大于其系统中安装的所有永磁铁的最大磁能积总和或获得的饱和充磁总能量0.12度，而且该原型机还可以继续运行、源源不断的输出电力能源，比如连续工作2400小时的话，“YD-001磁电共生发电装置”原型机就可以输出1500多度的电量，也就是说，只要其部件不坏、正常运行下去，可以一直输出电力能源；还要说明的重要一点是，经实验确认，如果把原型机中的永磁动力部分定转子最小耦合气隙由目前的大于5毫米设置成小于0.5毫米(电机的定转子耦合气隙一般小于0.5毫米)的话，其单位时间的电量净输出效率会更大，甚至会再提高一个数量级的水平。

容易看出，以上实验和实测数据充分证明了永磁铁通过其电磁场一直在向外源源不断地持续辐射出永磁能，并以其磁力对外做功方式输出动力和能源即磁变动力和能源；永磁铁所释放出来的能量多少与其最大磁能积之间没有直接的对应关系，也充分证明了安培分子电流理论具有无可置疑的正确性。外部强磁场对永磁铁材料进行饱和充磁操作，永磁铁材料瞬间就成为永磁铁，饱和充磁过程的耗能多少与永磁铁的电磁场所辐射出来的永磁能量的多少也没有太大关系。就像可控的核裂变反应堆和核聚变“小太阳”一样，核能材料所释放出来的核能与最初的“点火能量”的大小无关是一样的道理。永磁铁中分子环形电流及其原子磁矩取向趋于同向，辐射出电磁场能量；永磁铁的磁力在人为构建的特殊结构中可以循环往复地持续对外做功，以可控的磁电共生或磁电接续/接力加力方式源源不断的释放出永磁动力和能源。磁变动力和能源装置中的磁电共生动力定转子组件的转子轴输出的磁变旋转动力通过发电定转子结构转变成磁变电力能源，在一定时间里磁变旋转动力或/和电力能源的输出之和减去系统内部电量消耗或系统外部电量输入即为永磁铁的磁变动力和能源的净输出——磁变动力和能源。

第五、怎么理解磁变动力和能源(永磁能量)符合能量守恒定律？

在《普通高中课程标准试验教科书——物理》(人民教育出版社课程教材研究所物理课程教材研究中心编著)中关于“能量守恒定律”的论述摘述如下：“能量守恒定律最后确立的两类重要事实是：确认了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的相互联系与转化。用联系的观点去观察自然，不仅各种机械能之间可以相互转化，电流也可以产生化学效应，电现象和磁现象可以相互转化，热和电也可以相互转化......这预示着，把分立的环节连成一体的时刻已经到来，也就是到了建立能量转化与守恒定律的时候了。在这种情况下，不同国家、不同领域的十几位科学家，以不同的方式，各自独立地提出：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。这个规律叫做能量守恒定律。其中，迈尔、焦耳、亥姆霍兹的工作最有成效。在能量守恒定律发现之后，曾有人怀疑某种过程“能量不守恒”。但是，进一步研究又发现，原来是漏掉了人类尚不认识的一种新形式的能量。如果把这种新形式的能量计算在内，总能量依然守恒。能量守恒定律经受住了新的检验。能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果。它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。和谐美是科学的魅力所在。”

能量守恒定律，从牛顿经典力学到狭义相对论，再到广义相对论和量子力学，从揭开物质的分子和原子奥秘到揭开正负电子、中子、质子、夸克、光子和胶子等基本粒子之谜，随着人们对宇宙和物质认识的逐渐深入，对能量种类和构成的理解也发生了颠覆性改变，并且一百多年来一直在颠覆的过程中，能量守恒定律所包含的能量种类及其内容也逐渐发生着根本性变化，其守恒内涵也越来越完善和丰富。

能量简称“能”，是指质量的时空分布可能变化程度的度量，用来表征物理系统做功的本领。现代物理学已明确了质量与能量之间的数量关系，即爱因斯坦的质能关系式：E＝MC²。能量的单位与功的单位相同。能量以多种不同的形式存在。按照物质的不同运动形式分类，能量可分为核聚变能、核裂变能、核衰变辐射能、量子能、机械能、化学能、内能(热能)、电磁能、电场能、电能、光能、生物能……，科学家们更深信宇宙空间还存在着更为巨量并未被完全认知的暗能量……等等，这些不同形式的能量之间可以通过物理效应或化学反应而相互转化。特别是，各种场也具有能量，不但包括物体或体系整体的机械能(如动能、势能等)，包括物体系统中的内能即各分子无规则运动的动能、分子间相互作用的势能、原子和原子核内的能量、辐射能和电磁能的总和。

广义相对论指出：相互作用可以使能量从一个物体转移到另一物体，从一种形式转变为另一种形式。能量是一个描述物体状态的函数，是一个量，是相互作用力之时空累积效果即爱因斯坦质能公式E＝mc²，用来表述质量与能量之间的质能等价关系。人类根据质能公式，成功研发出了原子弹，认识并解释了核能爆炸——核裂变、核聚变……，化学能——炸药爆炸……等不能维持的不可控的“质能一次性转变”的质能转换形式；进一步研发成功了核反应堆、取得重大进展的人造“小太阳”装置等能维持的可控的自持链式核裂变/聚变反应之“质能可持续转变”的质能转换形式。能量守恒定律是指孤立系统的总能量保持不变：E_增＝E_减。能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体传递给另一个物体，而且能量的形式也可以互相转换，能量和质量是等价的。

量子场论认为电磁力是通过一种叫光子的玻色子来传递作用力的，并已得到高能对撞机大科学装置的实验验证，比如两个同性电子之间在不停的发射交换光子产生相互排斥力，相互吸引力就是朝相反的方向发射光子，这就是《量子色动力学》所揭示的相互作用力及其做功和能量交互的秘密。因此，永磁铁辐射出来的电磁场相互作用的电磁力做功转变而来的能量(简称永磁能或磁变能)不能仅仅简单认为是通过其饱和充磁操作输入到永磁铁材料里去的能量，永磁能或磁变能就是由分子环形电流及其原子磁矩趋于同向产生并通过分子电磁场或原子电磁场辐射出来的能量。实证性数据表明，外部强磁场的充磁能量仅仅使得永磁铁材料中分子环形电流及其原子磁矩取向由原来的“杂乱无章对外不显磁性”到“趋于同向对外显现磁性”所需要的外部电磁场能量，与永磁铁通过分子环形电流及其原子磁矩电磁场辐射出来的能量基本无关。因此，在磁变动力和能源系统中简单套用牛顿经典力学系统下的能量守恒定律，造成“漏掉了人类尚不广泛认识的一种新形式的能量即永磁磁变能量”，从而有可能会对发明创新的磁变动力和能源技术方案产生“不符合能量守恒定律”的误判。

第六、关于磁变动力和能源的科学结论及其重大意义

永磁能是自然界存在的一种能量形式，是一种极清洁的、获取方便的和应用广阔的自由能源；必将成为人类梦想的、无与伦比的和清洁廉价的绿色新能源，将对石化能源等传统能源和内燃动力领域带来颠覆式变革，对各行各业、各种运输工具和机电装备的动力和能源供给方式以及人类生活方式带来革命性进步，集中式、分布式及自给自足独立式磁变动力和能源产品将会以摧枯拉朽之势推动人类各项事业蓬勃发展。在正常环境和额定功率运行条件下，在能预见的长久岁月里，磁变动力和能源不单单是一种取之不尽、用之不竭的自由能源，也是人类幸福生活的动力源泉。

随着新科技、新材料和新工艺的发展进步，特别是平板式线圈技术、扁线电枢绕组技术及石墨烯复合材料超级导电技术的创新发展并逐渐成熟，为磁变动力和能源技术的改进和提高开辟了更为广阔的前景，因此在原有专利和专利申请的基础上，采用平板式电磁线圈(包括励磁线圈和感应线圈)方案，打破了近百年以来有关电磁线圈的生产技术之“漆包圆线绕制线圈”的一贯制模式，把线圈技术结构和制作技术提高到了前所未有的高水平，平板式线圈(印刷板PCB线圈、3D打印线圈)技术改进和提高磁变动力和能源装置，平板式线圈不但提高了线圈的电气性能和参数、节约线圈材料、减小体积，还大大提高了线圈的绝缘度和层间散热性能；与传统圆线线圈相比，平板式线圈更适用现代化的机械加工，提高了绕组的一致性，绕组的几何形状及有关寄生特性限定在PCB板制造公差之内，重复性好，更容易与其它功能和辅助电路一同集成在PCB上；平板绕组是由薄铜层构成，整个线圈结构成扁平化，降低了集肤效应的损失，且具有低直流铜阻、低漏感和低分布电容的优点；或者，进一步地，采用扁线电枢绕组或线圈，有利于电机槽满率的提升，扁线之间接触面积大，相比与圆线电枢绕组或圆线线圈，热导性能更好，温升更低，在提升系统工作效率、功率密度、散热性能，提高系统刚度、降低齿槽转矩脉动、降低机械噪声和电磁噪声等等方面，都具显著进步和优越性；更进一步，采用石墨烯复合材料(或称为碳导体/碳导线复合材料，本专利申请的附加文件中的其他证明文件之2和3：《碳导线复合材料澳门大学<测试报告>》和《碳导线复合材料北京市计量检测科学研究院<测试证书>》)超级导电技术制作线圈和电枢绕组，会使磁变动力和能源装置的技术方案得到更进一步地跨跃式改进和提高，大幅度降低其关键部件的发热和耗能问题，大大改善永磁铁、电气元件和轴承等关键部件的运行环境、安全性和可靠性，并延长系统运行寿命。

本发明的具体技术方案如下：

一种构建磁变动力和能源装置的方法，其特征是，磁变动力和能源装置主要由磁电共生动力定转子组件、磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件及其控制驱动器组件构成，其中的转子通过转子轴组件完成传动联接并输出磁变动力，磁电共生动力定转子组件是基于至少一副永磁铁气隙磁场磁变加力通道组件及其相适配气隙耦合的电磁磁齿组件/永磁电磁副磁齿组件构建而成的定转子气隙传动结构组件，永磁铁气隙磁场磁变加力通道组件由永磁铁气隙磁场磁变加力通道首尾搭构、拼接或组合而成，一方面永磁铁气隙磁场磁变加力通道耦合面的矫顽力呈强弱变化，使得永磁铁气隙磁场磁变加力通道从始端到末端拉/推相互传动耦合作用的电磁磁齿/永磁电磁副磁齿的铁芯/导磁器磁靴和永磁铁驱动转子旋转，永磁铁磁力就具备了对电磁磁齿/永磁电磁副磁齿的铁芯磁靴/永磁铁和转子做功/兼合在电磁铁线圈中产生感生电能的必要条件，另一方面电磁磁齿/ 永磁电磁副磁齿的铁芯/导磁器磁靴之励磁磁力接续、接力和变向，继续加力拉/推相互传动耦合作用的永磁铁气隙磁场磁变加力通道驱动转子，并通过电磁铁/电枢绕组变向加力推/拉相互传动耦合作用的永磁铁气隙磁场磁变加力通道驱动转子继续旋转，使其具备永磁铁的磁场磁力对电磁磁齿/永磁电磁副磁齿和转子做功的充分条件，驱动转子持续、循环往复运行，转子轴输出磁变旋转动力/兼合在电磁铁线圈两端输出感生脉动电能；磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件是基于电机定转子组件构建的用于调定磁电共生动力定转子组件的转子转速，使得永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道的永磁铁稳恒磁场磁力做功的效率和输出扭矩最优化，并兼合把磁电共生动力定转子组件转子轴输出的磁变旋转动力转变成磁变电力能源输出，在一定时间里磁变电力能源总输出减去系统内部电量消耗或系统外部电量输入即为永磁铁磁变动力和能源的净输出；磁电共生动力定转子组件和磁变调速增能定转子组件中的电磁铁/电磁绕组线圈有以下三种供组配选择设置，一是平板式线圈，二是扁线式线圈，三是石墨烯复合超导线圈，以改进磁变动力和能源装置的性能及其生产方式、方法和工艺。

一种构建磁变动力和能源装置的方法，其特征是，磁变动力和能源装置主要由磁电共生动力定转子组件、磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件及其控制驱动器组件构成，其中的转子通过转子轴组件完成传动联接并输出磁变动力，磁电共生动力定转子组件是基于至少一副永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件及其相适配气隙耦合的永磁磁齿组件构建而成的定转子气隙传动结构组件，永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件由永磁铁气隙磁场磁变加力通道和电磁铁/电枢绕组的铁芯/导磁器磁靴气隙磁场加力通道搭构、拼接或组合而成，一方面永磁铁气隙磁场磁变加力通道耦合面的矫顽力呈强弱变化，使得永磁铁气隙磁场磁变加力通道从始端到末端拉/推相互传动耦合作用的永磁磁齿驱动转子旋转，永磁铁磁力就具备了对永磁磁齿和转子做功的必要条件，另一方面电磁铁/电枢绕组的铁芯/磁靴气隙磁场加力通道复合磁路接续永磁铁的磁场磁力，继续加力拉/推相互传动耦合作用的永磁磁齿驱动转子，并通过电磁铁/电枢绕组变向加力推/拉相互传动耦合作用的永磁磁齿驱动转子继续旋转，使其具备永磁铁的磁场磁力对永磁磁齿和转子做功的充分条件，驱动转子持续、循环往复运行，转子轴输出磁变旋转动力；磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件是基于电机定转子组件构建的用于调定磁电共生动力定转子组件的转子转速，使得永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道的永磁铁稳恒磁场磁力做功的效率和输出扭矩最优化，并兼合把磁电共生动力定转子组件转子轴输出的磁变旋转动力转变成磁变电力能源输出，在一定时间里磁变电力能源总输出减去系统内部电量消耗或系统外部电量输入即为永磁铁磁变动力和能源的净输出；磁电共生动力定转子组件和磁变调速增能定转子组件中的电磁铁/电磁绕组线圈有以下三种供组配选择设置，一是平板式线圈，二是扁线式线圈，三是石墨烯复合超导线圈，以改进磁变动力和能源装置的性能及其生产方式、方法和工艺。

如上所述的一种构建磁变动力和能源装置的方法，其特征是，所述的永磁铁气隙磁场磁变加力通道由至少一块/组永磁体构建永磁气隙磁场磁变加力通道，所述的铁芯/磁靴气隙磁场加力通道由至少一个电磁铁/电枢绕的铁芯/磁靴构建电磁气隙磁场磁变加力通道；磁电共生动力定转子组件的定子上设置至少一组永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件、其对应转子上设置适配数量的磁齿，或者磁电共生动力定转子组件的转子上设置至少一组永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件、其对应定子上设置适配数量的磁齿，以便在定转子之间通过气隙磁场耦合之“磁力作用反作用”完成永磁铁磁力加力驱动转子旋转做功、控制电磁铁磁力适时接续永磁铁磁场持续加力驱动转子旋转做功和电磁铁磁力变向加力驱动转子继续旋转做功，为了充分利用稀土永磁体的非漏磁性构建成相互隔离或相互独立的“永磁磁力发生做功单元”，呈现出一节/级永磁体接着一节/级永磁体非有心力的电磁力对转子做功，通过转子轴累积输出成磁变旋转动力；进一步地，永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道的永磁体耦合面实现气隙耦合面矫顽力强弱变化、永磁磁力隔断/隔离以实现永磁铁产生排斥力/吸引力并分节/ 分级接续接力做功的耦合气隙构型有两种结构方案供适配选用，一是单一永磁块或多块永磁体复合/组合成的永磁铁之耦合面气隙呈大小变化的弧契形/斜坡形，或者兼或设置有至少一个沟槽形、“搓板”阶梯形、雕刻异形或波浪形的非匀隙构型，二是单一永磁块或多块永磁体组合而成的永磁铁之耦合面气隙大小不变的的、由不同表面磁感应强度的永磁体块集成/复合/组合成匀隙构型，其中，永磁铁的气隙磁场磁变加力通道末端/磁极变更耦合面紧接着与电磁铁/电枢绕组的铁芯/磁靴搭配成磁力接续/接力阶段和电磁铁磁力方向改变阶段，使得转子顺利迈过永磁铁端部磁极变更区/永磁铁磁力阻滞区，达到磁电共生/共激/接续的永磁铁的气隙磁场磁变加力通道对转子做功的磁变传动结构；所述的平板式线圈是一种绕组集成在印制电路板PCB上的电磁线圈，利用印制板制造工艺技术，将扁的薄铜片或若干蚀刻在绝缘薄片上的平板铜绕组/等效绕组在多层PCB板上形成螺旋式线圈，根据需要把围绕各个磁路上的等效绕组进行串联或并联，用来制作等效线圈的PCB板为单层或多层，PCB 板上还根据需要附加集成/设置与电磁线圈相适配的辅助电路以提高线圈的电气性能，辅助电路为单层或多层；所述的扁线式线圈就是电磁铁/电枢绕组或电机定转子组件中的线圈绕组中的线圈材料采用扁铜线以代替传统的圆铜线制作，特别是，一种采用扁线式线圈的扁线电机就是指定子绕组采用扁铜线并呈端部焊接起来的发卡形状的扁线电枢绕组结构电机；所述的石墨烯复合超导线圈是指电磁铁/电枢绕组或电机定转子组件中的线圈材料采用石墨烯复合超导碳导体/碳导线制作而成的石墨烯复合超导线圈，石墨烯复合超导碳导体/碳导线是指，将铜箔基材带进行表面处理后，先在铜箔基材带的表层上形成石墨烯膜层，通过反复依次涂覆、干燥石墨烯溶液和隔离溶液的方法，再在基材的层外/上层形成依次相互间隔的多重石墨烯膜和多重隔离膜，从而得到石墨烯导电结构体，同时，为了保证外层/上层的隔离膜能够稳固地覆盖、包裹、附着于里层/下层的石墨烯膜上，在石墨烯膜上设置锚孔锚点位的结构，使得隔离膜可锚固于石墨烯膜上，成为碳导体/碳导线之带材，而后将碳导体带材分割、贴合重叠并粘连包裹等工序，得到软连接用的碳导体/碳导线，用于制作石墨烯复合超导线圈。

一种平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置，其特征是，主要由主要由磁电共生动力定转子组件、磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件、转子轴/传动轴组件、电磁铁/电枢绕组线圈励磁驱动模块、磁变调速增能定转子结构电枢绕组驱动模块、功率因数补偿单元、控制驱动器组件、系统工作电源/备电组件、壳体及其它附件构成，其中，磁电共生动力定转子组件的定子上设置至少一副永磁铁气隙磁场磁变加力通道组件、其对应转子上适配设置电磁磁齿组件/永磁电磁副磁齿组件，或者磁电共生动力定转子组件的转子上设置至少一副永磁铁气隙磁场磁变加力通道组件、其对应定子上适配设置电磁磁齿组件/永磁电磁副磁齿组件，永磁铁气隙磁场磁变加力通道组件由永磁铁气隙磁场磁变加力通道首尾搭构、拼接或组合而成，永磁铁气隙磁场磁变加力通道的永磁体耦合面气隙构型有两种结构方案供适配选用，一是单一永磁块或多块永磁体之“永磁磁力发生做功单元”复合/组合成的永磁铁之耦合面气隙呈大小变化的弧契形/斜坡形，或者兼或设置有至少一个沟槽形、“搓板”阶梯形、雕刻异形或波浪形的非匀隙构型，二是单一永磁块或多块永磁体之“永磁磁力发生做功单元”组合而成的永磁铁之耦合面气隙大小不变的的、由不同表面磁感应强度的永磁体块集成/ 复合/组合成匀隙构型，磁电共生动力定转子组件、磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件中的电磁铁/电磁绕组线圈有以下三种供组配选择设置，一是平板式线圈，二是扁线式线圈，三是石墨烯复合超导线圈；磁电共生动力定转子组件和磁变调速增能定转子组件的转子通过转子轴/传动轴组件采用同轴传动或联轴传动并输出磁变动力，并兼合磁变动力发电定转子组件的定子电枢绕组的输出端接驳到系统接线端子组件的对应端子排，输出磁变电力能源。

一种平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置，其特征是，主要由主要由磁电共生动力定转子组件、磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件、转子轴/传动轴组件、电磁铁/电枢绕组线圈励磁驱动模块、磁变调速增能定转子结构电枢绕组驱动模块、功率因数补偿单元、控制驱动器组件、系统工作电源/备电/UPS不间断电源/自馈电电源组件、系统接线端子组件、壳体及其它附件构成，其中，磁电共生动力定转子组件的定子上设置至少一副永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件、其对应转子上适配设置永磁磁齿组件，或者磁电共生动力定转子组件的转子上设置至少一副永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件、其对应定子上适配设置永磁磁齿组件，每副永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件由永磁铁气隙磁场磁变加力通道和电磁铁/电枢绕组气隙磁场加力通道搭构、拼接或组合而成，永磁铁气隙磁场磁变加力通道的永磁体耦合面气隙构型有两种结构方案供适配选用，一是单一永磁块或多块永磁体之“永磁磁力发生做功单元”复合/组合成的永磁铁之耦合面气隙呈大小变化的弧契形/斜坡形，或者兼或设置有至少一个沟槽形、“搓板”阶梯形、雕刻异形或波浪形的非匀隙构型，二是单一永磁块或多块永磁体之“永磁磁力发生做功单元”组合而成的永磁铁之耦合面气隙大小不变的的、由不同表面磁感应强度的永磁体块集成/复合/组合成匀隙构型，磁电共生动力定转子组件、磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件中的电磁铁/电磁绕组线圈有以下三种供组配选择设置，一是平板式线圈，二是扁线式线圈，三是石墨烯复合超导线圈；磁电共生动力定转子组件、磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件的转子通过转子轴/传动轴组件采用同轴传动或联轴传动并输出磁变旋转动力，并兼合磁变动力发电定转子组件的定子电枢绕组的输出端接驳到系统接线端子组件的对应端子排，输出磁变电力能源。

如上所述的平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置，其特征是，所述的平板式线圈是一种绕组集成在印制电路板PCB上的电磁线圈，根据需要把围绕各个磁路上的等效绕组进行串联或并联，用来制作等效线圈的PCB板为单层或多层，PCB板上还根据需要附加集成/设置与电磁线圈相适配的辅助电路以提高线圈的电气性能，辅助电路为单层或多层；所述的扁线式线圈就是电磁铁/电枢绕组或电机定转子组件中的线圈绕组中的线圈材料采用扁铜线以代替传统的圆铜线制作，特别是扁线电机就是定子绕组采用扁铜线并呈端部焊接起来的发卡形状的扁线电枢绕组结构电机；所述的石墨烯复合超导线圈是指电磁铁/电枢绕组或电机定转子组件中的线圈材料采用石墨烯复合超导碳导体/碳导线制作而成的石墨烯复合超导线圈，铜箔基材带的表层上形成石墨烯膜层即是石墨烯导电结构体，在石墨烯膜上直射锚孔锚点位结构，使得隔离膜可锚固于石墨烯膜上而成为碳导体/碳导线带材，用于制作石墨烯复合超导线圈。

如上所述的平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置，其特征是，所述的永磁铁气隙磁场磁变加力通道组件由永磁铁气隙磁场磁变加力通道

首尾搭构、拼接或组合而成，它有四种方式：其一是永磁铁气隙磁场磁变拉力加力通道组件

和

其二是永磁铁气隙磁场磁变推力加力通道组件

和

其三是永磁铁气隙磁场磁变拉/推加力通道组件

和

其四是永磁铁气隙磁场磁变推/拉加力通道组件

和

所述的永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件由永磁铁气隙磁场磁变加力通道

与电磁铁

气隙磁场磁变加力通道组合而成，它有四种组合形式供选配采用，其一是永磁电磁副磁变拉力加力通道组件

其二是永磁电磁副磁变推力加力通道组件

其三是永磁电磁副拉/推组合式磁变加力通道组件

其四是永磁电磁副推/拉组合式磁变加力通道组件

永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件在定转子结构的相应圆周耦合面上呈首尾相邻联接布设有四种方式，一是→永磁电磁副磁变拉力加力通道气隙耦合传动结构

二是永磁电磁副磁变推力加力通道气隙耦合传动结构

和

三是永磁电磁副拉/推组合式磁变加力通道气隙耦合传动结构

和

四是永磁电磁副推/拉组合式磁变加力通道气隙耦合传动结构

所述的永磁磁齿组件是由定子或转子气隙耦合面上均布的相同磁性的同名磁极磁齿N或S构成；所述的电磁磁齿组件是由定子或转子气隙耦合面上均布的电磁铁/电枢绕组

构成，电磁铁/电枢绕组

设有线圈和铁芯/兼合磁靴/导磁器磁靴；所述的永磁电磁副磁齿组件是由定子或转子气隙耦合面上永磁电磁副磁齿构成，永磁电磁副磁齿中永磁铁与电磁铁组成有以下不同构型的永磁电磁副磁齿

以此类推进行组合构建，供选配采用，以便在磁变定转子传动结构中与相耦合传动的永磁铁气隙磁场磁变加力通道组件呈前拉型、后推型、前拉后推型或后推前拉型的同名磁极永磁电磁副磁齿结构布设。

如上所述的平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置，其特征是，所述的控制驱动器组件供选择组配采用的电路单元包括工作电源整流滤波/稳压/保护单元、中央处理/控制单元、系统运行状态获取传感器单元、运行状态图文/显示单元、操作开关单元、线圈续流和电磁谐波能量回收增效单元或/和有线/无线网络通讯接口单元；其中的系统运行状态获取传感器单元包括有霍尔位置传感器、光电位置/转速传感器、电磁式接近开关、光电式接近开关、差动式接近开关、电涡流式接近开关、电容式接近开关、干簧式接近开关、霍尔式接近开关、编码器、接触式行程开关或/和二维矩阵式位置开关种类，供选择组配采用；所述的永磁铁材料供适配选择采用包括钕铁硼磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁或/和纳米晶磁铁材料，兼或地包括复合稀土合金磁铁、铁氧体磁铁或/和其它稀土合金磁铁材料；软磁磁性材料根据磁路和功能设计需要适配选择采用包括有取向型软磁合金、半取向型软磁合金、无取向型软磁合金、复合取向型软磁合金或/和纳米非晶合金材料，用来构建永磁电磁副加力通道、磁齿、铁芯、磁靴、定子、转子和复合磁路以实现符合相应功能要求的定转子结构组件；所述的传动轴组件中的轴承供选择适配的种类包括常用普通轴承和提高系统使用寿命的陶瓷轴承、碳纤维/纳米轴承、无源永磁磁悬浮轴承、有源励磁永磁磁悬浮轴承和/或混合结构的磁悬浮轴承；所述的其它附件供选择组合适配的种类包括端盖、轴、承轴、联轴器、变速/皮带轮/齿轮组件、风叶、风孔/风道、固定支架、机座、接线端子、配电盒、非接触式转子电磁线圈控制驱动及其自供电装置、电刷、电缆、紧固件、电控机箱、润滑组件或/和冷却组件。

如上所述的平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置，其特征是，所述的磁电共生动力定转子组件为单或/和双气隙磁场耦合传动的磁变定转子传动结构包括筒式径向气隙磁场耦合、盘式轴向气隙磁场耦合、锥盘式斜向气隙耦合、槽型轨道状气隙耦合/圆喇叭槽型轨道状气隙耦合及其复合/组合式气隙磁场耦合磁电共生动力定转子组件；进一步兼或地，双气隙磁场耦合传动的磁电共生动力定转子组件还有四种结构形式供选择采用，其一是双气隙磁场耦合套筒定子内转子传动结构，即内外双筒套装成一副套筒定子，其中间夹层嵌装一个里外双气隙磁场耦合面筒式转子，其二是双气隙磁场耦合套筒转子内定子传动结构，即内外双筒套装成一副套筒转子，其中间夹层嵌装一个里外共用双气隙磁场耦合面筒式定子，其三是双气隙磁场耦合双盘外定子内盘转子传动结构，即双盘外定子，其中间共用双气隙磁场耦合面盘式转子，其四是双气隙磁场耦合双盘外转子内盘定子传动结构，即双盘外转子，其中间共用双气隙磁场耦合面盘式定子；再进一步兼或地，单或/和双气隙磁场耦合传动的磁电共生动力定转子组件，采用同轴传动结构之分段/分相方式进行适配组合构建，每相邻段呈对齐或错开相位角布设，即成为相应的两段式或多段式单或/和双气隙磁场耦合传动的磁电共生动力定转子组件；所述的磁变调速增能定转子组件或磁变动力发电定转子组件采用永磁电机定转子传动结构、励磁电机定转子传动结构或者混合励磁电机定转子结构，包括同步/异步、有刷/无刷或换向/感应电机，兼或地包括他励、并励、串励或复励励磁的电机定转子结构及其相适配的调速/调压/变频驱动控制器，进一步地根据空间、重量、功能、性能参数指标和性价比的具体设计需要，磁变调速增能定转子组件和磁变动力发电定转子组件中的定转子结构有以下三种构建方式供选择其一或两种以上搭配采用，其一是磁变调速增能定转子和磁变动力发电定转子结构采用分段或组合方法设置成盘式、筒式和筒盘式定转子结构构建，其二是磁变调速增能定转子和磁变动力发电定转子结构采用同一个单气隙单面内外环组合转子，或者各自气隙的双气隙双面背靠背盘式转子，或者各自气隙的内外双面套筒式定转子结构构建，其三是磁变调速增能定转子和磁变动力发电定转子结构二者合并成具有调速和发电双功能电机定转子结构构建。

如上所述的平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置，其特征是，所述的磁电共生动力定转子组件/兼合磁变调速增能定转子组件，沿其一适当半径切开并拉直，即成为直线式气隙磁场耦合传动的磁变动力和能源装置。

附图说明

图1为实施例1的一种自循环/自馈电盘式采用平板电磁铁线圈及磁变调速增能扁线电机构建的磁变动力和能源装置轴向剖示图。

图2为实施例1的径向A-A剖示图。

图3为实施例2的一种筒式采用平板式电磁铁线圈及磁变调速增能扁线电机构建的磁变动力和能源装置轴向剖示图。

图4为实施例2图3的U-U径向剖示图。

图5为实施例2图3的V-V径向剖示图。

图6为实施例2图3的X-X径向剖示图。

图7为实施例2图3的Y-Y径向剖示图。

图8为实施例2的控制驱动器组件的电气工作原理框图。

图9为实施例3的一种套筒式双气隙耦合采用平板式石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置之磁电共生动力定转子组件的轴向剖示图。

图10为实施例3图9的径向剖示图。

图11为实施例4的一种圆喇叭槽气隙耦合采用平板式电磁铁线圈和石墨烯复合超导扁线电机的磁变动力和能源装置轴向剖示图。

图12为实施例4图11的Z-Z径向剖示图。

图13为实施例5的一种盘式双气隙耦合采用平板式电磁铁线圈和石墨烯复合超导扁线电机的磁变动力和能源装置轴向剖示图。

图14为实施例5图13的M-M径向剖示图。

图15为实施例5图13的W-W径向剖示图。

图16为实施例6的一种基于磁电共生动力之永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件接续拉/推结构的磁变动力和能源装置轴向剖示图。

图17为实施例6图16的I-I径向剖示图。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，为一种筒式采用平板式电磁铁线圈及磁变调速增能扁线电机构建的磁变动力和能源装置，它由单段式筒式径向单气隙磁场耦合磁电共生动力之永磁电磁副接续拉/推传动定转子组件(110、111、 112、113、114、120、122)、提供磁变调速增能动力的单段式筒式径向单气隙耦合磁变调速增能定转子组件/ 电动机(150、151、152、153、155)、传动轴组件(130、135、136)、光电位置/转速传感器组件(132)、系统启动/调速/控制驱动器组件、系统运行电源组件、壳体(101、110、150、102)及其它附件端盖(101、102)扇叶(131)构成。其中，磁电共生动力之永磁电磁副接续拉/推传动定转子组件(110、111、112、113、 114、120、122)由布设永磁(114)和电磁铁(111、112、113)的永磁动力定子(110)及与其呈径向气隙磁场耦合的同磁极性的永磁(122)动力转子本体(120)构成，单段式筒式径向单气隙耦合磁变调速增能定转子组件/电动机(150、151、152、153、155)由布设励磁电枢绕组(152)的电动机定子本体和磁轭(150、151) 及与其呈径向气隙磁场耦合的布设交错极性永磁块(155)的电动机转子本体(153)构成，永磁动力转子(12 0、122)与永磁电动机转子(153、155)通过传动轴(130)和轴承(135、136)同轴传动，径向单气隙磁场耦合磁电共生动力定转子组件(110、111、112、113、114、120、122)与磁变调速增能定转子组件/电动机(150、151、152、153、155)呈同轴分立式布局；径向单气隙磁场耦合磁电共生动力定转子组件(110、111、112、 113、114、120、122)中，定子本体(110)上沿气隙耦合面圆周设置五个双端磁极N/S耦合面(124、174)的电磁铁(111和112)和永磁(114)拉力渐强型永磁电磁副

或

并呈首尾联接布设，电磁铁(111、112)的双端径向耦合面(124、174)转子上对应沿气隙耦合面圆周各分别均布九个对应同磁极性S永磁磁齿(122)或同磁极性N永磁磁齿(172)，定子本体(110)上的每个永磁电磁副(114、 111、112、113)由一组五块永磁体(114)和一个设置有永磁电磁续磁磁靴/导磁器(113)的电磁铁(111和 112)构成，永磁电磁副(114、111、112、113)的渐窄形气隙(127或177)耦合面(124或174)设置成永磁拉力渐强型耦合进近加力通道(115和116或186)，或者进一步设置，在其中至少一块永磁体(114)的气隙耦合面上刻有用于永磁体磁力分节/分阶的沟槽(128)，永磁电磁副加力通道(115和116)由永磁吸引拉力通道(115)与永磁电磁复合接续拉/推加力通道(116)组合拼接而成，即永磁电磁副磁极变更区中永磁铁的加力通道(115)端部适配搭构并紧贴永磁电磁续磁磁靴/导磁器(113)的外侧面设置，永磁电磁副加力通道(1 15和116)通过永磁电磁副加力通道之渐窄形耦合气隙(127或177)对转子永磁磁齿(122或172)构建成耦合进近加力结构，从而得到气隙磁场耦合的永磁电磁副接续拉/推传动定转子结构。其中，永磁电磁副的电磁铁 /电枢绕组线圈采用平板式线圈，磁变调速增能定转子组件/电动机之电枢绕组线圈采用扁线结构及其工艺。

工作机理：磁电共生动力定转子组件定子本体(110)左端的永磁电磁副

(114、113、111和112) 加力通道(115和116)通过渐窄形耦合气隙(127)进近加力驱动转子(120)上相对应的永磁磁齿(122)，分别依序产生永磁(114)吸引拉力转矩→永磁(114)电磁(111和112)复合接续拉/推加力转矩→电磁拉/ 推加力转矩，永磁(114)电磁(111和112)复合加力通道(116)使得磁极变更区的永磁力和电磁力通过电磁铁(111和112)的永磁电磁续磁磁靴/导磁器(113)构建的共用复合磁路得以延展、加合及接续，实现了磁极变更区中的永磁(114)磁力线和电磁(111和112)磁力二者磁力线密度加合，且对转子永磁磁齿(122)施加同为顺时针的加力转矩，加大电磁(111和112)力即可驱动永磁磁齿(122)旋转出永磁(114)拉力渐强型耦合进近加力通道(115和116、127)，此时，在转子(120)永磁磁齿(122)上得到永磁(114)转矩和电磁(111 和112)转矩之矢量加合的接续拉力做功效果，达到消减或消除永磁电磁副加力通道(115、116)中磁极变更区存在的、因转子永磁磁齿(122)顺时针旋转驶离永磁(114)加力通道端部而产生的永磁(114)反向(逆时针)吸引作用力或磁极变更区永磁磁极阻滞效应之目的；永磁(114)加力通道(115)端部的磁力/磁通量通过永磁电磁续磁磁靴/导磁器(113)的气隙耦合面(116)即永磁电磁复合加力通道(116)对转子(120)永磁磁齿(122)延续或接续产生永磁作用力，同时，控制驱动器依据光电位置/转速传感器组件信息控制该永磁电磁副中的电磁线圈(111)励磁电流适时输出拉/推电磁作用力，使得永磁电磁复合加力通道(116)实现永磁(114) 拉力加力的延展并完成电磁(111和112)拉/推加力复合接续，驱动该转子永磁磁齿(122)顺利进入相邻的下一个永磁电磁副加力通道，驱动转子永磁磁齿持续、周而复始地旋转；显而易见，此过程中的永磁体块(114) 力呈现为“永磁磁力发生做功单元”一节接着一节地做功，通过同轴传动的转子轴(130)输出磁变旋转动力。

同理，在磁电共生动力定转子组件定子本体(110)右侧的永磁电磁副

(111、112、183)气隙磁场磁变加力通道通过渐窄形耦合气隙(177)进近加力驱动转子(120)上相对应的永磁磁齿(172)，有着同样的工作机理，可容易看出二者形成顺时针的合力转矩，从而构建成本实施例的一种筒式单段N/S双磁极耦合面单气隙径向磁场耦合的永磁电磁副拉/推传动结构。

在此过程中还有特别重要的是，永磁电磁副

或

定子和同磁极性永磁磁齿转子之间的耦合气隙结构固定之后，磁电共生动力定转子组件定子本体(110)上的永磁电磁副加力通道与同磁极性永磁转子本体(120) 上的永磁磁齿(122或172)之间相互作用的永磁吸引拉力/排斥推力也就随着二者相对位置确定而随之确定了，与其相对运动的转速无关，也就是转子上的永磁磁齿(122或172)在定子上的永磁电磁副

加力通道中运动，二者相对位置确定之后，二者之间的相互作用的瞬时永磁吸引拉力/排斥推力之大小和方向也就随之确定，对应的转矩大小也随之确定，由于转子输出的瞬时功率等于转矩和转速的乘积，这时转子转速增大，可以提高永磁源动力转子输出功率，即转子转速越大，转子输出的永磁动力功率也就越大；此时，传动轴(130) 有三部分转矩/动力输出，除了永磁源动力之外，比原来未设置磁变调速增能定转子组件/电动机(151、152、 153、155)之前还多出了两方面的动力，一方面是提供磁变调速增能动力的电动机(151、152、153、155)在传动轴(130)上叠加输出磁变旋转动力，另一方面是永磁电磁副加力通道使得转子磁齿在更高转速下倍增产生并叠加在传动轴(130)上的永磁力转矩所增能输出的旋转永磁动力，而且倍增部分远远大于电动机(151、152、 153、155)自身消耗的能量/动力，可大大增加其磁电复合动力装置的额定输出功率。

实施例2

如图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，为一种自循环/自馈电盘式采用平板电磁铁线圈及磁变调速增能扁线电机构建的磁变动力和能源装置，包括盘式轴向单气隙磁场(207)耦合的磁电共生动力定转子组件(210、 212、213、215、220、221、223、225、206)、盘式的磁变调速增能定转子组件(230、231、232、252、251)，转子轴(203)、电磁线圈励磁电流驱动模块、磁变调速增能定转子组件电枢绕组驱动模块、功能模块可选配的控制驱动器组件、系统工作电源/备电组件和壳体(200、201、202)及其它相关附件(205)等构成。其中，左侧的盘式轴向单气隙磁场耦合磁电共生动力定转子组件由定子(210、212、213、215)和转子(220、221、223、 225)构成，右侧的盘式的磁变调速增能定转子组件由定子(230、231、232)和转子(252、251)构成，两套定转子组件中的转子盘(220、252)共用复合成一体，并通过转子轴(203)和轴承(205)以同轴传动、背靠背复合组配方式装配；左侧的磁电共生动力定转子组件的定子(210、212、213、215)中，在定子磁轭/本体(210) 的气隙磁场(207)耦合圆周面上均布五个N同名磁极永磁电磁副磁齿

(212、213、215)，相对应地在转子本体(220)气隙磁场(207)耦合圆周面上分别首尾顺序相联均布三副S同名磁极永磁铁磁变拉力加力通道组件 (221、223、225)，构建成永磁铁气隙磁场磁变拉力加力通道组件

永磁铁磁变拉力加力通道组件(221、223、225)为稀土永磁体之“永磁磁力发生做功单元”复合而成的非有心力接力式加力做功的永磁铁磁变拉力加力通道组件

其气隙磁场耦合宽度逐渐变窄、磁场强度逐渐变强、吸引拉力逐渐变大呈吸引进近的斜坡锯齿轮/圆柱凸轮形气隙构型，N同名磁极永磁电磁副磁齿(212、213、215)由永磁铁的N同名磁极永磁气隙耦合端(212)和与其挨着/紧贴着的电磁铁芯(215)和线圈(213)搭构组合，并适配拼接成永磁电磁副磁齿与永磁铁气隙磁场磁变加力通道之间呈气隙磁场耦合磁通/磁力接续结构，在定子转子轴上装配获取永磁铁磁变拉力加力通道(221、223、225)磁极端部与永磁电磁副磁齿(212、213、215)位置信息传感器组件(206)；右侧的磁变调速增能定转子组件(231、232、252、251)的定子本体(230、231)和电枢绕组 (232)、转子(252)和转子上永磁体磁极交错布设的永磁铁组件(251)与磁变调速增能定转子组件电枢绕组驱动模块一起共同组成了永磁调速电动机。本实例中，永磁电磁副磁齿中的电磁铁线圈采用平板式线圈，盘式的磁变调速增能定转子组件/电机的电枢绕组采用扁线结构。

功能模块可选配的控制驱动器组件由工作电源整流滤波/稳压/保护单元、中央处理/控制单元、系统运行状态获取传感器单元、运行状态图文/显示单元、操作开关单元、电磁线圈励磁电流驱动模块、磁变调速增能定转子组件电枢绕组驱动模块、多路切换控制开关/滤波整流/电压转换组件/线圈感生电能汇集模块、能源处理/监控/管理模块、电枢绕组/线圈续流/电磁谐波能量回收增效单元、系统工作电源/备电/UPS不间断电源/自馈电电源组件、有线/无线网络通讯接口单元及系统接线端子组件组成，其电气工作原理参见图8控制驱动器组件的电气工作原理框图。

本实施例的产生磁变动力的工作机理与实施例1基本类似，不同点在于，增加了对永磁电磁副磁齿中电磁电磁线圈上间歇获得的感生电能汇集处理及其系统电能自产生自循环反馈的应用功能。

实施例3

如图9和10所示，为一种套筒式双气隙耦合采用平板式石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置之磁电共生动力定转子组件，作为磁变动力和能源装置里最重要最核心的组件，可适配磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件、转子轴/传动轴组件、电磁铁/电枢绕组线圈励磁驱动模块、磁变调速增能定转子结构电枢绕组驱动模块、功率因数补偿单元、控制驱动器组件、系统工作电源/备电/UPS不间断电源/自馈电电源组件、系统接线端子组件、壳体及其它附件，以构成不同的实用的磁变动力和能源装置。本实施例的磁电共生动力定转子组件中：其一，外套筒径向气隙磁场(307)耦合定子(310、312、315、316)和双面耦合套筒转子 (320、321)构成外气隙磁场(307)耦合的磁电共生动力定转子组件；其二，内套筒径向气隙磁场(309)耦合定子(360、363、365)和双面耦合套筒转子(320、323)构成内气隙磁场(309)耦合的磁电共生动力定转子组件，通过定子轴(366)、转子轴(303)、轴承(305、367)和转子左右端盖(362、361)等附件把内外双筒套和双气隙磁场(307、309)耦合的磁电共生动力定转子组件以同轴套装传动方式装配成套筒式径向双气隙耦合磁电共生动力定转子组件，定子轴(366)与转子右端盖(361)之间适配安装位置信息传感器组件(306) 以获取磁齿(316或365)与永磁铁气隙磁场磁变加力通道(321、323)磁极变更区/磁极端部阻滞点的相对位置信息，另外还配置有电磁线圈励磁电流驱动模块、控制驱动器组件、系统工作电源/备电组件和壳体及其它相关附件等。外套筒定子磁轭/本体(310)之外气隙磁场(307)耦合内圆周面上均布七个N同名磁极永磁电磁副磁齿

(312、313、315、316)，N同名磁极永磁电磁副磁齿(312、313、315、316)由两块永磁铁的N同名磁极永磁气隙耦合端(312)和与其挨着/紧贴着的电磁铁(313、315)的永磁电磁接续磁靴(316)搭构组合，并适配拼接成永磁电磁副磁齿与永磁铁气隙磁场磁变加力通道之间呈气隙磁场耦合磁通/磁力接续结构；内套筒定子本体(360)之内气隙磁场(309)耦合内圆周面上均布十二个电磁磁齿

(363、365)，转子本体(320)的外耦合面、内耦合面上首尾顺序相联均布五副S、五副N同名磁极永磁铁磁变拉力加力通道组件(321、323)，分别构建成永磁铁气隙磁场磁变拉力加力通道组件

和

每副S、N磁极永磁铁磁变拉力加力通道共用一组永磁铁以一顺腿式的同气隙耦合面之同名磁极构建，永磁铁磁变拉力加力通道组件(321、323)分别为两条虚线区分表示的三块兼或其内外气隙耦合磁变耦合面刻有沟槽(327、328)的永磁体异形块“永磁磁力发生做功单元”复合而成，永磁铁磁变拉力加力通道组件

和

其气隙磁场耦合宽度逐渐变窄、磁场强度逐渐变强、吸引拉力逐渐变大呈吸引进近的渐开线耦合弧面契形(307、309)兼或设置有用于永磁体磁力分节/分阶的沟槽形(327、328)的组合气隙构型，永磁铁气隙磁场磁变加力通道定转子内外双气隙磁场耦合圆周面之磁场强度呈现高低起伏阶梯渐变或平滑渐变形态即磁变凸轮/锯齿轮式的耦合气隙构型。其中，本实施例中所有永磁电磁副磁齿和电磁磁齿中的电磁铁/电枢绕组的线圈均采用平板式石墨烯复合超导线圈。

本实施例的磁电共生动力定转子组件的工作机理与实施例1和2相应的定转子组件基本类似，不同之处在于，内套筒定子本体(360)之内气隙磁场(309)耦合内圆周面上均布的十二个电磁磁齿(363、365)与转子本体(320)的内耦合面上首尾顺序相联均布的五副N同名磁极永磁铁磁变拉力加力通道(323)气隙耦合传动结构

分别形成气隙磁场耦合宽度逐渐变窄、磁场强度逐渐变强、吸引拉力逐渐变大且呈吸引进近的渐开线弧面契形(307、309)和沟槽形(327、328)，并形成高低起伏阶梯渐变或平滑渐变形态即磁变凸轮/锯齿轮式的耦合气隙构型，构建成一节接着一节的“永磁磁力发生做功单元”，在转子旋转过程中，电磁磁齿铁芯(365)可获得永磁铁气隙磁场磁变加力通道组件对它的固有吸引拉力做功，与外套筒定子磁轭/本体(310)之外气隙磁场(307)耦合内圆周面上均布七个N同名磁极永磁电磁副磁齿(312、313、 315、316)同样会驱动转子(320)逆时针旋转并输出磁变动力一样，电磁磁齿铁芯(365)驱动转子(320)逆时针旋转并输出磁变动力；此过程中，当位置信息传感器组件(306)传感到电磁磁齿(363、365)的铁芯(365) 遇到永磁铁磁变拉力加力通道组件(323)的磁极变更区/磁极端部阻滞点时，控制驱动组件输出电流励磁给相应的电磁磁齿线圈，使得该磁齿获得足够的逆时针电磁力，顺利迈过相应的磁极变更区/磁极端部阻滞点，进入下一个永磁铁气隙磁场磁变加力通道做正功的阶段，与此同时，此阶段里电磁磁齿(363、365)中的线圈/电磁绕组还能顺势切割相耦合的永磁铁气隙磁场磁变加力通道(323)的永磁场而间歇得到感生电动势，通过控制驱动组件中的能源监控和管理模块以及接线端子组件，转子轴组件(320、302)输出磁变旋转动力的同时，系统还能生产电能自反馈自循环利用或/和对外输出磁变电力能源。

实施例4

如图11和12所示，为一种圆喇叭槽气隙耦合采用平板式电磁铁线圈和石墨烯复合超导扁线电机的磁变动力和能源装置，主要由两段式同轴串级的圆喇叭槽型轨道状气隙磁场耦合磁电共生动力定转子组件(410、412、 413、415、420、421、406)、磁变调速增能定转子组件/石墨烯复合超导扁线电动机之单段径向单气隙磁场耦合的的定转子组件(430、431、432、450、451)、传动轴组件(403、405)、控制驱动器组件及其它相关附件等组成。其中，每段的磁变组件定子本体(410)圆周上均布九个N同名磁极永磁电磁副磁齿

(412、413、415)，对应耦合的转子(420)上首尾顺序相联均布的四副S同名磁极永磁铁磁变拉力加力通道组件(421)构建成永磁铁气隙磁场磁变拉力加力通道组件

在定子左端盖(400)与转子轴(403) 上装配了获取永磁铁磁变拉力加力通道(421)磁极端部与平板式线圈永磁电磁副磁齿

(412、413、415)位置信息传感器组件(406)；提供磁变调速增能动力石墨烯复合超导扁线电动机(430、431、432、450、451)为永磁同步电动机组件，由定子(431)和电枢绕组(432)、转子(450)和转子上永磁体磁极交错布设的永磁铁组件(451)构成，磁电共生动力定转子组件和提供磁变调速增能动力的石墨烯复合超导扁线电动机共用壳体 (400、410、430、401、402)，二者的转子(420、450)通过转子轴(403)和轴承(405)以同轴传动方式装配。该实施例的工作机理与实施例1、2基本相类似。

实施例5

如图13、图14和图15所示，为一种盘式双气隙耦合采用平板式电磁铁线圈和石墨烯复合超导扁线电机的磁变动力和能源装置，主要由盘式轴向双气隙磁场(507、509)耦合的磁电共生动力定转子组件(500、501、 530、512、513、515、520、521、506)、磁变调速增能定转子与磁变动力发电定转子合并组件(531、532、541、542)、接线端子及电刷组件(550)、转子轴(503)、壳体(501、510、502)、系统工作电源/备电/U PS不间断电源/自馈电电源组件、控制驱动器组件及其它相关附件等组成。其中，盘式轴向双气隙磁场(507、 509)耦合的磁电共生动力定转子组件(500、501、530、512、513、515、520、521、506)中，在左右两侧盘式定子磁轭/本体(500、501、530)的轴向气隙磁场(507、509)耦合圆周面上结构对称地分别均布三个N同名磁极永磁电磁副磁齿

(512、513、515)和三个S同名磁极永磁电磁副磁齿

相对应地在转子本体(52 0)左右两侧的轴向气隙磁场(507、509)耦合圆周面上分别首尾顺序相联均布二副S同名磁极永磁铁磁变拉力加力通道组件(521)和二副N同名磁极永磁铁磁变拉力加力通道通道组件，分别构建成永磁铁气隙磁场磁变拉力加力通道组件

和

永磁铁磁变拉力加力通道组件(521)为左右对称结构的三块永磁铁复合而成的永磁体非有心力接力式加力做功的永磁铁磁变拉力加力通道组件

和

其轴向气隙磁场耦合宽度逐渐变窄、磁场强度逐渐变强、吸引拉力逐渐变大呈吸引进近的渐开线耦合弧面形气隙构型，永磁铁气隙磁场磁变加力通道定转子气隙磁场耦合圆周面之磁场强度呈现高低起伏阶梯渐变或平滑渐变形态即磁变柱型凸轮式的耦合气隙构型；左右定子上的N/S同名磁极永磁电磁副磁齿(512、513、515)由一个永磁铁的S/N同名磁极永磁气隙耦合端(512)和两副电磁铁(513、515)搭构组合，并适配拼接成永磁电磁副磁齿与永磁铁气隙磁场磁变加力通道之间呈气隙磁场耦合磁通/磁力接续结构，它们的电磁磁齿的磁极耦合端分别为共用电磁铁(513、515)的两端磁极耦合端；在定子左端盖(500)与转子轴(503)上装配了获取永磁铁磁变拉力加力通道(521)磁极端部与永磁电磁副磁齿(512、513、515)位置信息传感器组件(506)；

磁变调速增能定转子与磁变动力发电定转子合并组件(531、532、541、542)为盘式轴向单气隙耦合的永磁同步调速电机，具有调速和发电双功能，主要由盘式转子(531)及其调速励磁电枢绕组(532)、盘式定子 (541)及其发电电枢绕组(542)和接线端子及电刷组件(550)构成，磁电共生动力定转子组件、磁变调速增能定转子与磁变动力发电定转子合并组件共用壳体(500、510、502)，转子(520、531)通过转子轴(503) 和轴承(505)以同轴传动方式装配，兼或通过转子轴(503)输出磁变旋转动力。本实施例中，永磁电磁副磁齿中电磁铁/电枢绕组的线圈采用平板式线圈，电机的电枢绕组采用石墨烯复合超导扁线结构及其制作工艺。

该实施例的工作机理与实施例1、2相关组件的工作机理基本相类似。由前面的实施例的工作原理可知道，盘式轴向双气隙磁场耦合磁电共生动力定转子组件和磁变动力电动定转子组件在系统工作电源/备电/UPS不间断电源/自馈电电源组件供电及控制驱动器组件控制驱动下工作，通过转子轴(503)传动并输出磁变旋转动力，带动磁变动力之调速&发电双工型电机转子(531)旋转，即成为了磁电复合共生磁变电力和能源装置之系统；该系统中，发电定子电枢绕组(542)输出的一小部分电力反馈接到其系统工作电源/备电/UPS不间断电源/自馈电电源组件实现系统电力自馈循环工作，同时发电机产生的大部分磁变电力能源通过接线端子及电刷组件 (550)输出。

实施例6

如图16和图17所示，为一种基于磁电共生动力之永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件接续拉/推结构的磁变动力和能源装置，主要由盘式双气隙轴向磁场耦合的磁电共生动力之永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件接续拉/推结构定转子组件、盘式双气隙轴向磁场耦合磁变动力电动定转子组件/电动机和磁变动力发电定转子组件/发电机构成，其中，盘式双气隙轴向磁场耦合永磁电磁拉/推传动的双外侧定子(601、603)内转子(6 20、622)构成磁电共生动力定转子组件(601、611、612、614、603、613)，左侧盘式轴向气隙磁场耦合磁变调速增能定转子组件定子(604、651、652)与内置盘式双面永磁转子(653、655)之左侧耦合面构成磁变动力电动定转子组件/电动机(604、651、652、653、655)、右侧的盘式磁变动力发电定转子组件定子(602、661、662)和内置盘式双面永磁转子(653、655)之右侧耦合面构成的磁变动力发电定转子组件(661、662、653、6 55)，还包括用于上述转子同轴传动的传动轴组件(630、635、636)、位置/转速传感器组件(632)、自馈式调压/控制驱动器及其它附件。本实施例中，电磁铁/电枢绕组的线圈采用平板式线圈，电机的电枢绕组采用石墨烯复合超导扁线结构及其制作工艺。本实施例的工作机理与实施例1基本类似。

上述实施例1至6仅仅给出了本发明中的一些代表性结构的具体实施技术方案，以说明利用权利要求书中所述部件或组件之各种技术特征进行单独应用、重复或叠加应用、相互嵌套应用、相互搭配组合应用或一体化复合应用，可有很多不同的实施例或产品方案，附图是为了减少方案阐述篇幅来说明产品方案，又因篇幅所限未能给出所有不同的实施例，因此只要未背离本发明技术方案的实质而作出的改变、修饰、替代、融合、各种技术特征的搭配组合及简化的技术方案，都应受到本发明的权利约束和保护。本说明书和本案的权利要求书中所涉及词语的特别说明：①本说明书和本案的权利要求书中多处使用了标点符号“/”，它代表“或者”或“并列”的意思；其中的“或/和”既包含有前后二者存在有“或者”的二选一的情况，也包含有前后二者有“和”、“与”的二者并列一起同时的情况，主要表达有三种选择的意思；②单或/和双气隙磁场耦合传动(电机传动结构)的磁变定转子传动结构包括定子转子单气隙磁场耦合传动和双气隙磁场耦合传动的磁变定转子传动结构，也包括定子转子混合、复合或套装结构的两个及两个以上气隙磁场耦合传动的磁变定转子传动结构；③磁齿组件的布设、永磁铁加力通道组件的设置均包括均布和离散布设/设置方式供选择使用，均布之布设/设置方式更适合实施、设计和制造；④本申请文件中所涉及的正转和反转、正向和反向、一侧和另一侧、左端和右端、从一头到另一头等特征描述仅仅是称谓区别和为了方案描述方便，在不违反本专利设计思路和方案实施的情况下是可以互换位置；⑤本文中的“/兼合”的含义有二层意思，包含着两中结构可选采用，比如“A/兼合B”：首先是可单独选择A，或者同时选择A和B即二者还可一起/合并选择。

在本发明的特征描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“联接”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体化连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。术语“中心”、“纵向”、“横向”、“卧式”、“立式”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“前拉型”、“后推型”、“前拉后推型”、“后推前拉型”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或以旋转方向相对而言的，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，而且通常是可以互相转化或者其结构和配件做显而易见的变动即可通用，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”……，“其一”、“其二”……，“一是”、“二是”……，“首先”、“其次”、“再者”……等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，但可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。另外，文中“多”的含义是指两个或两个以上，文中“一块以上”、“一组以上”、“一副以上”、“一个以上”、“至少一块”、“至少一组”、“至少一副”或“至少一个”等表述的含义是指包括一块(组、副、个)、两块、三块、……及其以上；“两种以上”的含义是指包括两种及其以上，依此类推。

Claims (10)

1.一种构建磁变动力和能源装置的方法，其特征是，磁变动力和能源装置主要由磁电共生动力定转子组件、磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件及其控制驱动器组件构成，其中的转子通过转子轴组件完成传动联接并输出磁变动力，磁电共生动力定转子组件是基于至少一副永磁铁气隙磁场磁变加力通道组件及其相适配气隙耦合的电磁磁齿组件/永磁电磁副磁齿组件构建而成的定转子气隙传动结构组件，永磁铁气隙磁场磁变加力通道组件由永磁铁气隙磁场磁变加力通道首尾搭构、拼接或组合而成，一方面永磁铁气隙磁场磁变加力通道耦合面的矫顽力呈强弱变化，使得永磁铁气隙磁场磁变加力通道从始端到末端拉/推相互传动耦合作用的电磁磁齿/永磁电磁副磁齿的铁芯/导磁器磁靴和永磁铁驱动转子旋转，永磁铁磁力就具备了对电磁磁齿/永磁电磁副磁齿的铁芯磁靴/永磁铁和转子做功/兼合在电磁铁线圈中产生感生电能的必要条件，另一方面电磁磁齿/永磁电磁副磁齿的铁芯/导磁器磁靴之励磁磁力接续、接力和变向，继续加力拉/推相互传动耦合作用的永磁铁气隙磁场磁变加力通道驱动转子，并通过电磁铁/电枢绕组变向加力推/拉相互传动耦合作用的永磁铁气隙磁场磁变加力通道驱动转子继续旋转，使其具备永磁铁的磁场磁力对电磁磁齿/永磁电磁副磁齿和转子做功的充分条件，驱动转子持续、循环往复运行，转子轴输出磁变旋转动力/兼合在电磁铁线圈两端输出感生脉动电能；磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件是基于电机定转子组件构建的用于调定磁电共生动力定转子组件的转子转速，使得永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道的永磁铁稳恒磁场磁力做功的效率和输出扭矩最优化，并兼合把磁电共生动力定转子组件转子轴输出的磁变旋转动力转变成磁变电力能源输出，在一定时间里磁变电力能源总输出减去系统内部电量消耗或系统外部电量输入即为永磁铁磁变动力和能源的净输出；磁电共生动力定转子组件和磁变调速增能定转子组件中的电磁铁/电磁绕组线圈有以下三种供组配选择设置，一是平板式线圈，二是扁线式线圈，三是石墨烯复合超导线圈，以改进磁变动力和能源装置的性能及其生产方式、方法和工艺。

2.一种构建磁变动力和能源装置的方法，其特征是，磁变动力和能源装置主要由磁电共生动力定转子组件、磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件及其控制驱动器组件构成，其中的转子通过转子轴组件完成传动联接并输出磁变动力，磁电共生动力定转子组件是基于至少一副永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件及其相适配气隙耦合的永磁磁齿组件构建而成的定转子气隙传动结构组件，永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件由永磁铁气隙磁场磁变加力通道和电磁铁/电枢绕组的铁芯/导磁器磁靴气隙磁场加力通道搭构、拼接或组合而成，一方面永磁铁气隙磁场磁变加力通道耦合面的矫顽力呈强弱变化，使得永磁铁气隙磁场磁变加力通道从始端到末端拉/推相互传动耦合作用的永磁磁齿驱动转子旋转，永磁铁磁力就具备了对永磁磁齿和转子做功的必要条件，另一方面电磁铁/电枢绕组的铁芯/磁靴气隙磁场加力通道复合磁路接续永磁铁的磁场磁力，继续加力拉/推相互传动耦合作用的永磁磁齿驱动转子，并通过电磁铁/电枢绕组变向加力推/拉相互传动耦合作用的永磁磁齿驱动转子继续旋转，使其具备永磁铁的磁场磁力对永磁磁齿和转子做功的充分条件，驱动转子持续、循环往复运行，转子轴输出磁变旋转动力；磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件是基于电机定转子组件构建的用于调定磁电共生动力定转子组件的转子转速，使得永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道的永磁铁稳恒磁场磁力做功的效率和输出扭矩最优化，并兼合把磁电共生动力定转子组件转子轴输出的磁变旋转动力转变成磁变电力能源输出，在一定时间里磁变电力能源总输出减去系统内部电量消耗或系统外部电量输入即为永磁铁磁变动力和能源的净输出；磁电共生动力定转子组件和磁变调速增能定转子组件中的电磁铁/电磁绕组线圈有以下三种供组配选择设置，一是平板式线圈，二是扁线式线圈，三是石墨烯复合超导线圈，以改进磁变动力和能源装置的性能及其生产方式、方法和工艺。

3.根据权利要求1或2所述的一种构建磁变动力和能源装置的方法，其特征是，所述的永磁铁气隙磁场磁变加力通道由至少一块/组永磁体构建永磁气隙磁场磁变加力通道，所述的铁芯/磁靴气隙磁场加力通道由至少一个电磁铁/电枢绕的铁芯/磁靴构建电磁气隙磁场磁变加力通道；磁电共生动力定转子组件的定子上设置至少一组永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件、其对应转子上设置适配数量的磁齿，或者磁电共生动力定转子组件的转子上设置至少一组永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件、其对应定子上设置适配数量的磁齿，以便在定转子之间通过气隙磁场耦合之“磁力作用反作用”完成永磁铁磁力加力驱动转子旋转做功、控制电磁铁磁力适时接续永磁铁磁场持续加力驱动转子旋转做功和电磁铁磁力变向加力驱动转子继续旋转做功，为了充分利用稀土永磁体的非漏磁性构建成相互隔离或相互独立的“永磁磁力发生做功单元”，呈现出一节/级永磁体接着一节/级永磁体非有心力的电磁力对转子做功，通过转子轴累积输出成磁变旋转动力；进一步地，永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道的永磁体耦合面实现气隙耦合面矫顽力强弱变化、永磁磁力隔断/隔离以实现永磁铁产生排斥力/吸引力并分节/分级接续接力做功的耦合气隙构型有两种结构方案供适配选用，一是单一永磁块或多块永磁体复合/组合成的永磁铁之耦合面气隙呈大小变化的弧契形、斜坡形、沟槽形、“搓板”阶梯形、雕刻异形或波浪形的非匀隙构型，二是单一永磁块或多块永磁体组合而成的永磁铁之耦合面气隙大小不变的的、由不同表面磁感应强度的永磁体块集成/复合/组合成匀隙构型，其中，永磁铁的气隙磁场磁变加力通道末端/磁极变更耦合面紧接着与电磁铁/电枢绕组的铁芯/磁靴搭配成磁力接续/接力阶段和电磁铁磁力方向改变阶段，使得转子顺利迈过永磁铁端部磁极变更区/永磁铁磁力阻滞区，达到磁电共生/共激/接续的永磁铁的气隙磁场磁变加力通道对转子做功的磁变传动结构；所述的平板式线圈是一种绕组集成在印制电路板PCB上的电磁线圈，利用印制板制造工艺技术，将扁的薄铜片或若干蚀刻在绝缘薄片上的平板铜绕组/等效绕组在多层PCB板上形成螺旋式线圈，根据需要把围绕各个磁路上的等效绕组进行串联或并联，用来制作等效线圈的PCB板为单层或多层，PCB板上还根据需要附加集成/设置与电磁线圈相适配的辅助电路以提高线圈的电气性能，辅助电路为单层或多层；所述的扁线式线圈就是电磁铁/电枢绕组或电机定转子组件中的线圈绕组中的线圈材料采用扁铜线以代替传统的圆铜线制作，特别是，一种采用扁线式线圈的扁线电机就是指定子绕组采用扁铜线并呈端部焊接起来的发卡形状的扁线电枢绕组结构电机；所述的石墨烯复合超导线圈是指电磁铁/电枢绕组或电机定转子组件中的线圈材料采用石墨烯复合超导碳导体/碳导线制作而成的石墨烯复合超导线圈，石墨烯复合超导碳导体/碳导线是指，将铜箔基材带进行表面处理后，先在铜箔基材带的表层上形成石墨烯膜层，通过反复依次涂覆、干燥石墨烯溶液和隔离溶液的方法，再在基材的层外/上层形成依次相互间隔的多重石墨烯膜和多重隔离膜，从而得到石墨烯导电结构体，同时，为了保证外层/上层的隔离膜能够稳固地覆盖、包裹、附着于里层/下层的石墨烯膜上，在石墨烯膜上设置锚孔锚点位的结构，使得隔离膜可锚固于石墨烯膜上，成为碳导体/碳导线之带材，而后将碳导体带材分割、贴合重叠并粘连包裹等工序，得到软连接用的碳导体/碳导线，用于制作石墨烯复合超导线圈。

4.一种平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置，其特征是，主要由主要由磁电共生动力定转子组件、磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件、转子轴/传动轴组件、电磁铁/电枢绕组线圈励磁驱动模块、磁变调速增能定转子结构电枢绕组驱动模块、功率因数补偿单元、控制驱动器组件、系统工作电源/备电组件、壳体及其它附件构成，其中，磁电共生动力定转子组件的定子上设置至少一副永磁铁气隙磁场磁变加力通道组件、其对应转子上适配设置电磁磁齿组件/永磁电磁副磁齿组件，或者磁电共生动力定转子组件的转子上设置至少一副永磁铁气隙磁场磁变加力通道组件、其对应定子上适配设置电磁磁齿组件/永磁电磁副磁齿组件，永磁铁气隙磁场磁变加力通道组件由永磁铁气隙磁场磁变加力通道首尾搭构、拼接或组合而成，永磁铁气隙磁场磁变加力通道的永磁体耦合面气隙构型有两种结构方案供适配选用，一是单一永磁块或多块永磁体之“永磁磁力发生做功单元”复合/组合成的永磁铁之耦合面气隙呈大小变化的弧契形、斜坡形、沟槽形、“搓板”阶梯形、雕刻异形或波浪形的非匀隙构型，二是单一永磁块或多块永磁体之“永磁磁力发生做功单元”组合而成的永磁铁之耦合面气隙大小不变的的、由不同表面磁感应强度的永磁体块集成/复合/组合成匀隙构型，磁电共生动力定转子组件、磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件中的电磁铁/电磁绕组线圈有以下三种供组配选择设置，一是平板式线圈，二是扁线式线圈，三是石墨烯复合超导线圈；磁电共生动力定转子组件和磁变调速增能定转子组件的转子通过转子轴/传动轴组件采用同轴传动或联轴传动并输出磁变动力，并兼合磁变动力发电定转子组件的定子电枢绕组的输出端接驳到系统接线端子组件的对应端子排，输出磁变电力能源。

5.一种平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置，其特征是，主要由主要由磁电共生动力定转子组件、磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件、转子轴/传动轴组件、电磁铁/电枢绕组线圈励磁驱动模块、磁变调速增能定转子结构电枢绕组驱动模块、功率因数补偿单元、控制驱动器组件、系统工作电源/备电/UPS不间断电源/自馈电电源组件、系统接线端子组件、壳体及其它附件构成，其中，磁电共生动力定转子组件的定子上设置至少一副永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件、其对应转子上适配设置永磁磁齿组件，或者磁电共生动力定转子组件的转子上设置至少一副永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件、其对应定子上适配设置永磁磁齿组件，每副永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件由永磁铁气隙磁场磁变加力通道和电磁铁/电枢绕组气隙磁场加力通道搭构、拼接或组合而成，永磁铁气隙磁场磁变加力通道的永磁体耦合面气隙构型有两种结构方案供适配选用，一是单一永磁块或多块永磁体之“永磁磁力发生做功单元”复合/组合成的永磁铁之耦合面气隙呈大小变化的弧契形、斜坡形、沟槽形、“搓板”阶梯形、雕刻异形或波浪形的非匀隙构型，二是单一永磁块或多块永磁体之“永磁磁力发生做功单元”组合而成的永磁铁之耦合面气隙大小不变的的、由不同表面磁感应强度的永磁体块集成/复合/组合成匀隙构型，磁电共生动力定转子组件、磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件中的电磁铁/电磁绕组线圈有以下三种供组配选择设置，一是平板式线圈，二是扁线式线圈，三是石墨烯复合超导线圈；磁电共生动力定转子组件、磁变调速增能定转子组件/兼合磁变动力发电定转子组件的转子通过转子轴/传动轴组件采用同轴传动或联轴传动并输出磁变旋转动力，并兼合磁变动力发电定转子组件的定子电枢绕组的输出端接驳到系统接线端子组件的对应端子排，输出磁变电力能源。

6.根据权利要求4或5所述的平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置，其特征是，所述的平板式线圈是一种绕组集成在印制电路板PCB上的电磁线圈，根据需要把围绕各个磁路上的等效绕组进行串联或并联，用来制作等效线圈的PCB板为单层或多层，PCB板上还根据需要附加集成/设置与电磁线圈相适配的辅助电路以提高线圈的电气性能，辅助电路为单层或多层；所述的扁线式线圈就是电磁铁/电枢绕组或电机定转子组件中的线圈绕组中的线圈材料采用扁铜线以代替传统的圆铜线制作，特别是扁线电机就是定子绕组采用扁铜线并呈端部焊接起来的发卡形状的扁线电枢绕组结构电机；所述的石墨烯复合超导线圈是指电磁铁/电枢绕组或电机定转子组件中的线圈材料采用石墨烯复合超导碳导体/碳导线制作而成的石墨烯复合超导线圈，铜箔基材带的表层上形成石墨烯膜层即是石墨烯导电结构体，在石墨烯膜上直射锚孔锚点位结构，使得隔离膜可锚固于石墨烯膜上而成为碳导体/碳导线带材，用于制作石墨烯复合超导线圈。

7.根据权利要求4或5所述的平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置，其特征是，所述的永磁铁气隙磁场磁变加力通道组件由永磁铁气隙磁场磁变加力通道首尾搭构、拼接或组合而成，它有四种方式：其一是永磁铁气隙磁场磁变拉力加力通道组件和

其二是永磁铁气隙磁场磁变推力加力通道组件

和

其三是永磁铁气隙磁场磁变拉/推加力通道组件

和

其四是永磁铁气隙磁场磁变推/拉加力通道组件

和

所述的永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件由永磁铁气隙磁场磁变加力通道

与电磁铁

气隙磁场磁变加力通道组合而成，它有四种组合形式供选配采用，其一是永磁电磁副磁变拉力加力通道组件

其二是永磁电磁副磁变推力加力通道组件

其三是永磁电磁副拉/推组合式磁变加力通道组件

其四是永磁电磁副推/拉组合式磁变加力通道组件

永磁电磁副气隙磁场磁变加力通道组件在定转子结构的相应圆周耦合面上呈首尾相邻联接布设有四种方式，一是→永磁电磁副磁变拉力加力通道气隙耦合传动结构

和

二是永磁电磁副磁变推力加力通道气隙耦合传动结构

和

三是永磁电磁副拉/推组合式磁变加力通道气隙耦合传动结构

和

四是永磁电磁副推/拉组合式磁变加力通道气隙耦合传动结构

和

所述的永磁磁齿组件是由定子或转子气隙耦合面上均布的相同磁性的同名磁极磁齿N或S构成；所述的电磁磁齿组件是由定子或转子气隙耦合面上均布的电磁铁/电枢绕组

构成，电磁铁/电枢绕组

设有线圈和铁芯/兼合磁靴/导磁器磁靴；所述的永磁电磁副磁齿组件是由定子或转子气隙耦合面上永磁电磁副磁齿构成，永磁电磁副磁齿中永磁铁与电磁铁组成有以下不同构型的永磁电磁副磁齿

以此类推进行组合构建，供选配采用，以便在磁变定转子传动结构中与相耦合传动的永磁铁气隙磁场磁变加力通道组件呈前拉型、后推型、前拉后推型或后推前拉型的同名磁极永磁电磁副磁齿结构布设。

8.根据权利要求4或5所述的平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置，其特征是，所述的控制驱动器组件供选择组配采用的电路单元包括工作电源整流滤波/稳压/保护单元、中央处理/控制单元、系统运行状态获取传感器单元、运行状态图文/显示单元、操作开关单元、线圈续流和电磁谐波能量回收增效单元或/和有线/无线网络通讯接口单元；其中的系统运行状态获取传感器单元包括有霍尔位置传感器、光电位置/转速传感器、电磁式接近开关、光电式接近开关、差动式接近开关、电涡流式接近开关、电容式接近开关、干簧式接近开关、霍尔式接近开关、编码器、接触式行程开关或/和二维矩阵式位置开关种类，供选择组配采用；所述的永磁铁材料供适配选择采用包括钕铁硼磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁或/和纳米晶磁铁材料，兼或地包括复合稀土合金磁铁、铁氧体磁铁或/和其它稀土合金磁铁材料；软磁磁性材料根据磁路和功能设计需要适配选择采用包括有取向型软磁合金、半取向型软磁合金、无取向型软磁合金、复合取向型软磁合金或/和纳米非晶合金材料，用来构建永磁电磁副加力通道、磁齿、铁芯、磁靴、定子、转子和复合磁路以实现符合相应功能要求的定转子结构组件；所述的传动轴组件中的轴承供选择适配的种类包括常用普通轴承和提高系统使用寿命的陶瓷轴承、碳纤维/纳米轴承、无源永磁磁悬浮轴承、有源励磁永磁磁悬浮轴承和/或混合结构的磁悬浮轴承；所述的其它附件供选择组合适配的种类包括端盖、轴、承轴、联轴器、变速/皮带轮/齿轮组件、风叶、风孔/风道、固定支架、机座、接线端子、配电盒、非接触式转子电磁线圈控制驱动及其自供电装置、电刷、电缆、紧固件、电控机箱、润滑组件或/和冷却组件。

9.根据权利要求4或5所述的平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置，其特征是，所述的磁电共生动力定转子组件为单或/和双气隙磁场耦合传动的磁变定转子传动结构包括筒式径向气隙磁场耦合、盘式轴向气隙磁场耦合、锥盘式斜向气隙耦合、槽型轨道状气隙耦合/圆喇叭槽型轨道状气隙耦合及其复合/组合式气隙磁场耦合磁电共生动力定转子组件；进一步兼或地，双气隙磁场耦合传动的磁电共生动力定转子组件还有四种结构形式供选择采用，其一是双气隙磁场耦合套筒定子内转子传动结构，即内外双筒套装成一副套筒定子，其中间夹层嵌装一个里外双气隙磁场耦合面筒式转子，其二是双气隙磁场耦合套筒转子内定子传动结构，即内外双筒套装成一副套筒转子，其中间夹层嵌装一个里外共用双气隙磁场耦合面筒式定子，其三是双气隙磁场耦合双盘外定子内盘转子传动结构，即双盘外定子，其中间共用双气隙磁场耦合面盘式转子，其四是双气隙磁场耦合双盘外转子内盘定子传动结构，即双盘外转子，其中间共用双气隙磁场耦合面盘式定子；再进一步兼或地，单或/和双气隙磁场耦合传动的磁电共生动力定转子组件，采用同轴传动结构之分段/分相方式进行适配组合构建，每相邻段呈对齐或错开相位角布设，即成为相应的两段式或多段式单或/和双气隙磁场耦合传动的磁电共生动力定转子组件；所述的磁变调速增能定转子组件或磁变动力发电定转子组件采用永磁电机定转子传动结构、励磁电机定转子传动结构或者混合励磁电机定转子结构，包括同步/异步、有刷/无刷或换向/感应电机，兼或地包括他励、并励、串励或复励励磁的电机定转子结构及其相适配的调速/调压/变频驱动控制器，进一步地根据空间、重量、功能、性能参数指标和性价比的具体设计需要，磁变调速增能定转子组件和磁变动力发电定转子组件中的定转子结构有以下三种构建方式供选择其一或两种以上搭配采用，其一是磁变调速增能定转子和磁变动力发电定转子结构采用分段或组合方法设置成盘式、筒式和筒盘式定转子结构构建，其二是磁变调速增能定转子和磁变动力发电定转子结构采用同一个单气隙单面内外环组合转子，或者各自气隙的双气隙双面背靠背盘式转子，或者各自气隙的内外双面套筒式定转子结构构建，其三是磁变调速增能定转子和磁变动力发电定转子结构二者合并成具有调速和发电双功能电机定转子结构构建。

10.根据权利要求4或5所述的平板、扁线及石墨烯复合超导线圈的磁变动力和能源装置，其特征是，所述的磁电共生动力定转子组件/兼合磁变调速增能定转子组件，沿其一适当半径切开并拉直，即成为直线式气隙磁场耦合传动的磁变动力和能源装置。

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