CN117040236A - 原子磁能的磁变动力和能源装置 - Google Patents

Abstract

一种原子磁能的磁变动力和能源装置，有两种结构，一是磁变定转子动力结构，由定子本体、磁变动力通道组件、磁铁磁极/磁齿、转子本体、转子轴、位置传感器、控制器和支架及其它附件组成，实现磁变定、转子的原子磁能磁化磁场之间自动产生吸引拉力/排斥推力接续循环式驱动转子旋转做功；二是往复式磁变磁缸活塞动力结构，由磁变动力磁缸/磁轨、磁铁活塞、连杆、曲轴、位置传感器、控制器和箱体及其它附件组成，实现磁变动力磁缸/磁轨和磁铁活塞的原子磁能磁化磁场之间自动产生吸引拉力/排斥推力接续往复式拉/推磁铁活塞做功，从而把原子磁能转化为磁变动力和能源。本发明将为能源和技术革命、人与自然和谐共生及可持续发展提供支撑。

Description

原子磁能的磁变动力和能源装置

技术领域

本发明主要涉及物理学、电磁学、粒子物理学、量子物理学和电动力学领域，包括磁性起源、传导电流、磁化电流、粒子自旋、电子自旋和轨道运动及其原子磁矩——原子磁能，铁磁质、稀土永磁铁、非晶合金和凝聚态等磁性材料科学，磁畴结构、RKKY理论、技术磁化、永磁铁的原子磁能自发磁化磁场、电控磁铁的原子磁能自发附加磁化磁场，麦克斯韦方程组、电磁场相对论效应，磁铁磁变吸引拉力/排斥推力接续、接力和持续对外做功结构；还涉及到电机定转子传动结构和内燃/外燃发动机气缸活塞动力结构等多学科交叉综合技术及其新动力、新能源和量子能源技术领域，特别是一种原子磁能的磁变动力和能源装置。

背景技术

众所周知，目前人类主要依赖化石能源生产和生活着，所带来的环境和气候变化问题正严重威胁着人类的生存。现在，我们正处于开创未来第四次工业革命的创建和孕育过程中，新的工业革命必将是依托洁净的自然和自由动力和能源为基础，对超算和数据、万物互联、人工智能、量子技术、生物技术、虚拟现实和外太空探索等提供驱动力和能量支撑的时代。在能源需求与日俱增的今天，与能源资源和市场争夺相关联的战争持续不断；所谓新能源电动汽车也仅仅是利用二次能源实现了把温室和污染气体(如燃煤发电产生的C02和S02等)集中到郊区或异地排放而已，并没有真正减少温室气体排放总量对地球环境的危害，而且与大量动力电池相关的自然资源之破坏性开发及其废旧电池污染问题或将又增添了影响人类可持续发展的“新能源后遗症”。

地球上的一次能源来自哪里？就目前来说，人类在地球上开发和利用的能源主要有以下三个方面：一是绝大多数能量来自于太阳能即太阳内部元素原子核聚变能(可称为自然阳刚能源)，比如水利发电、生物质(包括植物和动物等)能源及其化石能源如煤炭、石油、天然气等都来源于太阳能转化、光合作用及衍生而来；二是来自于月球潮汐和太阳潮汐即海水潮汐能发电；三是来自于地球本身的能量，主要有地热能和原子核能(如铀235核裂变热核反应堆发电)。众所周知，原子核能就是原子中带正电荷的原子核所释放出来的强核力能和弱核力能，已经被人类认知、开发和利用(比如各地大规模建成投产的可控核反应堆发电厂输出的电力能源，可称为非自然阳刚能源)；但是原子中带负电荷的电子永恒地在超高速自旋和绕核轨道运动时产生的电磁力能——原子磁能——利用磁铁(包括永磁铁和电控磁铁)辐射出来的原子磁能磁化磁场对外做功产生的磁变动力和能源，可称为自然阴柔能源——还远远没有被人类认知、开发和利用。磁铁原子磁能与太阳能都是自然辐射能源，分别是0排放、0污染、0破坏的绝对绿色的取之不尽用之不竭的自然阴柔能源和自然阳刚能源，是解决人类能源危机、顺应阴阳哲理“对立、统一和互化”及“天人合一、道法自然”之万事万物运行法则，满足人与自然和谐共生可持续发展的终极途径之一。

自然界只有四种基本力即万有引力、电磁力、弱核力和强核力，四种基本力或其分力都能对外做功，即使是所谓的“保守力”比如万有引力或其分力等也能对外做功！下面用一些众所周知的实证案例说明如下：

①常见的万有引力对外做功方面：月亮和太阳的引潮力及地球自转离心力共同作用下，海平面形成每天两次的潮起潮落，得到潮汐能，通过海平面高低潮汐能对外做功，进而转化为机械能和电能；利用弃水引力的重力分力驱动水轮机发电；儿童滑滑梯——引力分量重力克服摩擦力做功变成热能；引力弹弓效应——利用金星、地球、等行星的引力反复多次对飞船加速做功，达到节省大量火箭燃料的目的，如旅行者1号和2号太阳系行星探测器、伽利略号木星探测器、卡西尼号土星探测器、新地平线号冥王星探测器等。1989年10月18日，伽利略号木星探测器由“阿特兰蒂斯”号航天飞机送入轨道，“伽利略”号发射后，在自身火箭推动下，按照设计好的飞行轨道，不停地朝向太阳轨道飞行了两年，于1990年2月通过金星，借助金星引力加速，于1990年12月以时速1.429万千米的速度，首次通过地球轨道，再以时速12.71万千米的速度，于1992年12月第二次通过地球轨道和地-月交会轨道，通过利用地球的两次引力加速，最后以时速14.03万千米的速度，于1995年12月7日到达木星。“卡西尼号”在北京时间1997年10月15日16时43分发射升空。如果仅仅依靠火箭的推力直接飞向土星，并要求它像现在这样在7年之内飞到土星，那么使用的燃料决不能少于70吨。然而，人类至今还不能制造可以携带这么多燃料的火箭，因此，“卡西尼号”采用了与“伽利略号”类似的办法，借用行星的引力即引力弹弓效应来加快速度。“卡西尼号”发射后，首先利用金星引力获得加速，它绕太阳一圈，之后在距金星600千米处飞掠，获得金星引力的第二次加速。同年8月，“卡西尼号”在距地球1171千米处飞掠，被地球引力再次加速，第二次离开地球后，才飞往太阳系的外层。2000年12月，它在距木星约1000万千米处飞掠，获得了木星引力的加速。这时，它的速度超过了每秒30千米。然后，它才向目的地土星飞去，在经过6年8个月、35亿千米的漫长太空旅行之后，于北京时间2004年7月1日12时12分按计划顺利进入环绕土星转动的轨道，开始对土星大气、光环和卫星进行历时4年的科学考察。

②弱核力对外做功方面：星际太空探测器旅行者1号和2号等宇宙飞船搭载的核能电池就是采用原子核衰变辐射能制作的，其核心是钚-238放射性同位素温差发电机——核能电池(设计发电寿命50年以上)。

③强核力对外做功方面：核聚变强作用力对外做功的实例之一是太阳内部的核聚变反应输出强力作用即太阳能，科学估计太阳能已稳定输出45亿年之久，太阳能辐射是地球获得能量的主要来源；另外中国人造太阳EAST装置屡创同类装置运行时间的世界纪录，具有重要意义。核裂变强作用力对外做功的实证，是遍布全球的核能发电厂，为人类提供了重要的能源供给。

④截至目前，除了引力、弱核力和强核力三种力之外，自然界中人类所遇到的各种各样的作用力都是电磁力，比如电力、磁力、压力、拉力、推力、张力、弹力、摩擦力、化学反应(如燃料燃烧、火药爆炸等)中的作用力等等，究其本质均是源于电荷的电磁力。世界上所有的电器和机电装置都是通过物质(包括可见物体和场态物质)之间电磁力对外做功、能量转换和能量传递实现的，世界上不存在不能对外做功的力，因为自然界不存在绝对封闭的、绝对静止的、不受外力作用的系统。也就是说，不管是什么力包括所谓的保守力(根据麦克斯韦方程组理论可知，因磁场是无源场，故磁场为非保守场，磁力为非保守力)，只要磁场之间或磁场与运动电荷之间相互作用并对相对运动产生影响，磁力就会对外做功，或做正功、或做负功、或其分力做功、或者既做正功又做负功，即根据牛顿力学原理、电磁场相对论效应、洛伦兹力公式F＝qE+qv×B和功能原理，做功的同时就能把一种能量转变成另一种形式的能量。因此，磁能必定可以通过电磁力做功转变成机械能和电能，而且原子磁能的磁化电流磁场与传导电流磁场没有本质的区别，都能通过电磁力做功转变成其它形式的能量，如机械能、电能等！这也完全符合麦克斯韦方程组之电磁理论“电生磁、磁生电和磁电共生共存”所阐述的底层逻辑。

磁能通常分为电力磁场能和磁化磁场能，二者没有本质区别。电力磁场是通过消耗外部能量驱动电荷定向移动获得的，磁化磁场能是通过磁化使得磁性物质的原子磁矩取向一致从而向外部输出强磁性获得的。原子磁矩与原子的质量、电荷和寿命一样，是描述原子内在固有属性的物理量，主要来自于原子中核外电子的轨道磁矩和自旋磁矩，是原子电磁力的能量呈现，与来自于原子核的弱核力、强核力一样，原子电磁力是原子内在固有的自禀性能量，通过自发(附加)磁化磁场辐射到磁铁外部。永磁铁的自发磁化磁场不消耗外部能量，电控磁铁/电磁铁的自发附加磁化磁场仅仅消耗很少的外部能量用于线圈励磁并对铁芯磁化，磁化铁芯即可输出较高倍数(磁导率μ₀＝10²～10⁶)的铁芯自发附加磁化磁场的磁化磁能，因此把磁化磁能称为原子磁能也顺理成章。磁场的本源是电荷运动，电荷运动包括(包括匀速运动、任意运动以及带电粒子自旋运动)，电荷运动产生电流，电流产生磁场，电流分为传导电流和磁化电流两大类。传导电流磁场和磁化电流磁场均主要来自于电子运动，二者之间没有本质区别并可相互替代，具有广泛的实证应用，比如电机的励磁转子与永磁转子可以互换，电磁铁产生的磁场里无法分辨出哪些是线圈励磁磁场、哪些是铁芯的自发附加磁化磁场……。电荷运动，无论电荷运动速度是慢还是快都会产生磁场，电荷运动速度与其产生的磁场磁感应强度/磁矩大小成正比。与传导电流磁场相关的电荷运动的实证例子，是经理论计算和科学观测验证可知导体中形成电流的自由电子定向运动的速度比蜗牛蠕动还慢很多；与磁化电流磁场相关的电荷运动源于现代物理学原子基本模型理论及其科学实验验证即超高速的电子自旋和电子绕核轨道运动产生了原子磁矩。

传导电流——即载流体中原子间自由电子定向位移，由导体两端施加外电场(电动势或电压)形成的，传导电流及其励磁磁场是消耗外部能量的。磁化电流——《中学物理》称为安培分子电流——由电子自旋和绕核轨道运动以及原子核运动产生原子磁矩的等效励磁电流的称谓，电子自旋磁矩、电子绕核轨道磁矩和原子核磁矩之和称为原子磁矩。现代物理学指出，像质量、电荷和寿命一样，原子磁矩是描述原子内禀特性的基本物理量，是所有物质元素永恒的存在。原子磁矩就是原子磁能，磁化电流及其磁化磁场是不消耗外部能量的。原子磁能就是原子内在固有的电磁力能。原子磁能——原子电磁力能、核衰变辐射能——弱核力能、核聚变和核裂变能——强核力能，三者均为原子能。铁磁性物质在没有磁化前对外是不显示磁性的，这是由于在居里温度以下，大块铁磁晶体中会形成磁畴结构，每个磁畴内部自发磁化是均匀一致的，但不同磁畴之间自发磁化方向不同，磁矩相互抵消，矢量和为零，因此宏观上铁磁体并不显示磁性。磁畴是铁磁体材料在自发磁化的过程中，为降低静磁能而产生分化的方向各异的小型磁化区域，每个区域内部包含大量原子，这些原子的磁矩都象一个个小磁铁那样整齐排列，但相邻的不同区域之间原子磁矩排列的方向不同。铁磁体材料经技术磁化(外磁场磁化)使得其内部磁畴取向一致，磁铁两磁极向外辐射自发磁化磁场，输出原子磁能。现实中广泛应用的“永磁铁充磁机”应该叫做永磁铁技术磁化机，它起到的作用就是对硬磁磁铁瞬间磁化，使得磁畴从磁矩取向杂乱无章并互相抵消状态即刻取向一致，向磁铁外“磁矩取向一致”辐射出自发磁化磁场——原子磁能，应该把“充磁机”正名为磁化机，以达到名实相副。本专利申请技术方案给出了原子磁能之磁变磁化磁场之间相互作用并通过电磁力做功把原子磁能转变成机械能，进而再通过永磁发电定转子机构把机械动力转变成电能，符合“能量守恒定律”，就如同人类利用“原子核衰变辐射能——弱核力能”制作的放射性同位素温差发电机——核能电池一样，是符合“能量守恒定律”的，完全符合专利法第22条第4款的规定。下面用现行国家规划教科书上的知识点加以阐述和说明：

磁场和电场的关系：麦克斯韦全面总结了前人对电磁学研究的全部成果，建立了完整的电磁场理论体系：变化的磁场可以激发涡旋电场，变化的电场可以激发涡旋磁场，电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场。麦克斯韦方程组的四个方程分别阐明了以下电磁场基本事实、规律和理论：

方程一，阐明了电荷是如何产生电场的高斯定理，静电场是有源场，也是无旋场；

方程二，阐述了磁单极子不存在的高斯磁场定律，磁场是无源场，故磁力不是保守力；

方程三，电流和变化的电场是怎样产生磁场的麦克斯韦-安培定律；

方程四，变化的磁场是如何产生电场的法拉第电磁感应定律。阐明了电生磁、磁生电，磁电共生共存，所有现代电气文明都实证了其正确性。

爱因斯坦电磁相对论效应——电场和磁场互为相对运动之因果关系，适用于所有相对快、慢或蠕动的运动范围。磁变加力接续、接力和持续推/拉定转子动力结构都是相对运动气隙电磁场耦合运行的装置。

特别注意！中学物理教科书中定义的洛仑兹力与大学电动力学教科书中定义的洛仑兹力不同。中学教科书的洛仑兹力只包括磁场部分，因受力方向与运动方向垂直，故不做功，只改变运动方向。大学电动力学教科书中定义的洛仑兹力是所有的电磁力，既包括磁场部分，也包括电场部分。在电动力学里，洛伦兹力是运动于电磁场的带电粒子所受的力。根据洛伦兹力定律，洛伦兹力可以用方程表达为F＝qE+qv×B其中，F是洛伦兹力，q是带电粒子的电荷量，E是电场强度，v是带电粒子的速度，B是磁感应强度。洛伦兹力定律是一个基本公理，不是从别的理论推导出来的定律，而是由多次重复完成的实验所得到的同样的结果。感受到电场的作用，正电荷会朝着电场的方向加速；但是感受到磁场的作用，尊照左手定则。洛伦兹力方程的qE项是电场力项，qv×B项是磁场力项。处于磁场内的载电导线感受到的磁场力就是洛伦兹力的磁场力的分量/分力。值得指出的是，既然安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力对运动电荷不作功，何以安培力能对载流导线作功呢？实际上，当导线运动的时候，洛伦兹力的一部分指向电荷运动的反方向，阻碍电荷运动作负功，形成动生电动势；另一部分构成安培力，对载流导线作正功，以平衡动生电动势做负功，电源提供外部能量以维持电流。安培力是洛伦兹力的宏观表现，故从安培力大小公式，可以反推得洛伦兹力公式。也就是说，洛伦兹力的电场部分和磁场部分的分力都是可以做功的，一个分力做正功(比如安培力做功)，另一个分力做负功(比如动生电动势)，正负做功大小相等，总功率为0。由于洛伦兹力始终垂直于电荷的速度方向和磁场方向确定的平面，所以它对运动电荷不做功，不改变运动电荷的速率和动能，只能改变运动电荷的运动方向使之偏转。洛伦兹力既适用于宏观电荷，也适用于微观电荷粒子。电流元在磁场中所受安培力就是其中运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。导体回路在恒定磁场中运动，使其中磁通量变化而产生的动生电动势也是洛伦兹力的结果，洛伦兹力是产生动生电动势的非静电力。如果电场E和磁场B并存，则运动点电荷受力为电场力和磁场力之和。

人类利用磁铁的原子磁能的历史悠久且具广泛实证。古人在《管子·地数》中有“上有慈石者下有铜金”，战国末年秦相吕不韦在《吕氏春秋·纪·季秋·精通篇》中说：“慈石召铁，或引之也。”这句话的意思是说：慈石会吸引铁，是有一种力量在吸引它。直到现在，日常生活中人们还会把磁石称为“吸铁石”。东汉学者高诱在《吕氏春秋注》中说：“慈石，铁之母也。以有慈石，故能引其子。石之不慈者，亦不能引也。”地球也是一个就能够“永久”辐射出原子磁能磁化磁场的大磁石/大磁铁。因此，依据汉字同源归并、同音替代原则，联想到其“原子磁能用则有、不用可无，与万事万物无争、无害且有利，自然而然，无穷无尽。”之特性，其本源又来自于电子负电荷(阴性电荷)的运动而产生，故磁铁的自然原子磁能称为自然原子阴柔能量或自然慈柔能量恰如其分、名符其实。古代四大发明之一的指南针包括指南车就是利用慈石、永久磁铁指针的原子磁能磁化磁场与地球磁场之间，同S南极磁极性之间相排斥，同N北极磁极性之间相排斥，S南极和N北极异磁极性之间相吸引，指针S南/N北极分别与地球S南/N北极之间产生的排斥推力/吸引拉力(即磁力)克服其轴上的摆动摩擦力而对外做功，使得指针的N北极始终指向地球S南极，从而成为指南针。大量磁铁材料应用于磁化杯、磁枕、磁毯等磁疗用品，稀土超强磁铁材料应用于核磁共振、遥控电永磁吊、电控永磁吸盘、永磁除铁器、金属分离器等机电设备；利用永磁铁和电控磁铁研制成功并应用广泛的磁悬浮轴承、电磁弹射装置、电磁炮、电磁推进地面超高速装置——“电磁橇”以及量子锁定效应超导磁悬浮装置等，充分说明磁场和电场一样均是能量场，二者共生共存、相互转化。在经典《电磁场》、《电动力学》和《自旋电子学》教科书和专著中都详细记载有磁场的磁能计算方法，也充分佐证磁场是具有能量的，无论是传导电流磁场能(电力磁能)还是磁化电流磁场能(原子磁能)，二者没有本质区别，只是产生磁场能的本源是耗能的还是非耗能的，传导电流磁场能(电力磁能)是必须消耗外部输入能量的，而磁化电流磁场能(原子磁能)是不消耗外部能量的。

在现有技术中，“磁铁的磁化磁场力或其分力是可以对外做功的”这一科学事实和真理，已广泛应用于人们的日常生活和生产活动中，应用最广泛的永磁电机、电控磁铁(电磁铁)、继电器、接触器和低压电器等产品是最常见的，其中的永磁铁和电磁铁芯产生的原子磁能之自发(附加)磁化磁场是对外做功的。根据《物理学》、《铁磁学》、《电磁场》和《电动力学》中的相关科学知识，针对磁铁(包括永磁铁和电控磁铁)的磁化磁场在永磁电机、电磁铁、继电器、接触器和低压电器中做功的本质和原由再进行详细的陈述，以便更有效的佐证永磁铁的原子磁能自发磁化磁场和电控磁铁的原子磁能自发附加磁化磁场是完全可以作为本专利申请技术方案的输入能量即系统磁铁中原子内在固有自禀性电磁力能——原子能辐射输出成为系统的输入能量，通过磁变定转子动力结构或往复式磁变磁缸活塞动力结构，利用原子磁能的自发(附加)磁化磁场之间相互作用做功转变成机械能和电能输出，为动力和能源变革和新工业革命开辟新路径。

在永磁电动机中，实现电能转变成机械动力输出，其本质宏观表现为定子电枢绕组产生的传导电流产生的励磁磁场与转子永磁铁产生的磁化电流产生的磁化磁场(即原子磁能自发磁化磁场)相互作用即两个场态物质主体之间的相互作用——同性相斥产生推力、异性相吸产生拉力，形成定、转子气隙磁场耦合传动结构的吸引拉力/排斥推力接续、接力和循环持续做功，从而实现把电能转换成机械能。由牛顿力学可知，转子永磁铁磁化电流磁场与定子传导电流磁场是作用力与反作用力的物质基础，地位相同，都是必要条件，缺一不可；定子和转子在各自磁场作用下产生相对运动和持续旋转，尽管二者做功的效果各不相同，但站在不同的参考系来观察，定子上的传导电流励磁磁场是做功的，转子上的永磁铁磁化电流磁场也是做功的。

从微观受力做功来看：首先，《物理》和《电磁学》中均指出，导体中原子的最外层自由电子受外电场(两端电压/电动势)作用下定向移动形成电流，电场的传递速度为光速，电场沿着导体传递，可以理解成电的传导速度等于电场速度，所以我们打开开关的同时，几公里外的电器瞬间就通电了。但导体中自由电子的移动速度要慢的多，约几个毫米/分钟，这是因为核外电子必须受到原子核的约束，只有个别的电子可逃脱核的控制从一个原子移动到临近的原子，由于原子直径是很小的，所以可以从宏观上认为是电子在导体中的定向移动，约几个毫米/分钟(中学物理教科书记载：电子漂移速度较慢，其数量级约为10^-4米/秒。由此可见，自由电子在电场作用下的定向漂移速度远远小于其电子自旋和绕核轨道运动速度)。在普通高等教育国家级规划教材之《物理学》、《电磁场》和《电动力学》及本技术领域的专著中关于运动电荷在电磁场中受到的洛伦兹力的定义和公式包含电场力和磁场力，即F＝qE+qv×B。如果仅仅讨论磁场对于绝对自由运动电荷的洛伦兹力，由于该状态下洛伦兹力的方向总是和电荷运动的方向垂直，洛伦兹力对于自由运动状态下的电荷确实不做功，但是自由电子在受到导体中外加电场(导体两端电动势)驱动定向运动，同时受到相邻原子阻碍和不断地碰撞形成电阻的共同作用下运动，线圈中并不处于绝对自由的“定向运动”的电子受到的洛伦兹力在不同方向上的分量是可以对外做功的。也就是说，洛伦兹力产生的两个分量可以看成：一个是垂直于导体即安培力，另一个是平行于导体即反向电动势。其中，安培力做正功，反映到其反作用力做功，就是驱动转子旋转输出机械能；反向电动势做负功，体现到线圈中就是消耗外部输入电能。也就是，实时控制对应定子电枢绕组的电压/电流方向，线圈中的自由电子(漂移、跃迁、跳跃式的)移动，在转子永磁磁极N/S磁场作用下获得洛伦兹力。尽管洛伦兹力对运动电荷不做功或者说做的总功为0，但是洛伦兹力的分力是做功的：一方面，洛伦兹力在载流体垂直方向上的一个分量就是安培力，安培力的反作用力(也是定转子电磁场耦合相互作用的电磁力)驱动转子旋转做正功，实现电能转变成机械能；另一方面，洛伦兹力的另一个分量是载流体中阻碍电荷定向移动的阻力(即《电动力学》中的反向动生/感生电动势)做负功，体现为消耗电动机定子电枢绕组的输入电能。也就是说，即使转子上不设置永磁铁磁场也必须设置耗损外部输入电能的励磁磁场，以满足定、转子之间作用力与反作用力做功才能进行能量转换。

从宏观受力做功看，由牛顿力学定律可知，定、转子气隙磁场相互耦合传动是通过定子电枢绕组的传导电流励磁磁场作用力与转子永磁铁的磁化电流磁化磁场反作用力之间相互作用并分别做功完成的。定、转子相对运动时，根据电磁相对论效应原理，定子磁场力与转子磁场力成为互为电磁作用力和电磁反作用力，缺一不可。作用力和反作用力均做功，定子方面是定子电枢绕组的传导电流励磁电磁力做功，转子方面是转子永磁铁的磁化电流磁化磁场(原子磁能)电磁力做功。经常会看到，“转子上的永磁铁磁化磁场之电磁力做功”被含糊不清、似是而非地定义为“磁场是做功的媒介”埋没了，其实是转子通过永磁铁磁场之电磁力做功进行能量转换和传递。

永磁电动机中，定子上产生的磁场是消耗外部输入电能的传导电流磁场，还存在着电机的功率损耗(电阻/铜损、铁损机械损耗以及风损等)，转子上产生的磁场是永磁铁产生的磁化电流磁场并且不消耗外部输入能量的恒稳磁场，也就是转子永磁磁场与定子载流体磁场相互作用各自产生不同的做功效果(符合力学定律)。微观上看，由洛伦兹力定律可知，洛伦兹力做功为零，但洛伦兹力的两个相互垂直的分力做功不为零，一个是载流体受到的安培力做正功，另一个是载流体中产生阻碍电荷定向移动的阻力(反向动生/感生电动势)做负功，正功和负功相等，但起到的作用和效果是不同的，但在总功率计算中相互抵消了，因此传统永磁电机的工作效率不会大于1。严格地说，从力的三要素、力的分解原理及其各个作用力与反作用力的做功来考究，永磁电动机的转子永磁磁场一边做正功对应于定子线圈安培力做功，一边做负功对应于定子线圈反向动生/感生电动势并与导体电阻一起消耗外部输入电能(线圈两端施加电压)，同时由于采用永磁转子，转子不再需要和消耗外部输入的励磁电能，对应有了节能效果，系统总效率提高了，这都是因为永磁电机中的转子上的永磁铁输出的磁化磁场——原子磁能磁场做功了，而且也说明了电机中不可缺少的转子磁场可以采用永磁铁磁化电流磁场，也可以采用传导电流磁场，二者没有任何本质区别，只是永磁电机的转子永磁铁产生磁场不消耗外部输入电能，励磁电机转子的传导电流磁场需要消耗外部输入电能。综上，转子永磁铁磁场不但做了正功，同时还做了负功，而且不消耗外部能量；又由于永磁电动机的定子电枢绕组磁靴磁极旋转磁场与转子永磁铁磁齿磁场是同步旋转没有转差，故转子永磁铁磁齿磁场力做功与对应的定子磁靴磁场力呈相互作用力与反作用力耦合，转子永磁铁磁场做功大小是按定子电枢绕组产生的磁场做功需求反作用对等提供永磁铁内部原子磁能之磁化磁场能量，转子对定子做功的效果就是抵消了定子输入的电能，也因此通常被当作“做功的媒介”和“磁力是保守力不能对外做功”之错误惯性思维掩盖了。另外，永磁电机的定子的电枢绕组铁芯磁靴和转子永磁铁磁极磁齿的耦合面之间为气隙均匀的几何中线对称和轴对称结构，使得定子铁芯磁靴产生的磁化磁场与相对应耦合的转子永磁铁磁极磁齿产生的磁化磁场之间的排斥力和吸引力或垂直于转子旋转切线方向(筒式电机)或者与转子轴平行(盘式电机)、或各向磁化磁场耦合作用力因几何中线对称性而相互抵消、或构成闭环磁路磁场(如同变压器铁芯的闭环磁路磁场之间相互对等磁化抵消了)，没有成为产生做功扭矩的结构条件，故定子铁芯的磁化磁场呈现不做功效果，只有定子电枢绕组线圈受到的安培力和转子上与之相对应耦合的转子产生的磁化磁场反作用力做功。容易看出，转子永磁磁场做功的本质属于能量转化过程中“中间物体(包括可见物体和场态物体)相互之间作用力与反作用力做功(形变)实现能量传递和转化”的无计量做功。

常见的现有技术产品如电磁铁/电控磁铁、继电器、接触器和低压电器等产品的执行机构核心部件就是电磁铁，电磁铁/电控磁铁的实质是其铁芯外置套装一个用于实时可控磁化铁芯的控磁线圈或称为磁化线圈。电磁铁/电控磁铁的工作原理就是，以较小的线圈输入电能，产生铁芯外磁场H，对其内置铁芯进行磁化，铁芯工作在非饱和区和线性磁化特性区，铁芯磁极两端可以获得较高倍数(磁导率μ₀＝10²～10⁶)的铁芯自发附加磁化磁场B(即原子磁能)输出B＝μ₀H，或者说，以较小的输入电能博得比无铁芯的纯线圈(螺线管)励磁条件下输出的传动电流励磁磁场能(即电能变磁能)大2～6个数量级的铁芯自发附加磁化磁场能即软磁铁芯磁化磁能(原子磁能)，达到以较小能量电信号可以远距离遥控弹簧衔铁执行机构，弹簧衔铁执行机构需要足够大的机械能量并且还需要有巨大冗余量以便满足执行动作高可靠性要求，执行机构输出足够的吸引/排斥动力克服衔铁弹簧力做功，完成对远端机电设备的控制功能。注意到，这些电磁铁、继电器、接触器和低压电器等产品中还包含着衔铁弹簧的弹性力(即所谓公认的保守力)做功的实证。认为“电磁铁中的铁芯仅仅是起到磁感线/磁力线聚集的磁路作用”这种观点是不符合科学事实的，是不符合磁铁物质的磁化特性曲线和磁滞回线等实验结果、电磁理论、科学常识和科学逻辑的，是完全错误的。另外，电控磁铁/电磁铁还很容易设计成具有双向输出执行动力功能的产品，仅仅改变线圈励磁电流方向即可实现铁芯磁极的极性执行排斥推力/吸引拉力双向动力控制。这些产品中之所以能实现以小博大，即以较小的控制线圈输入电能获得高可靠性的巨大的执行能量并且还能保证执行端有很大的能量冗余(必须考虑因衔铁弹簧的弹力随环境温度变化会呈现较大范围的强弱变化)，关键在于电控磁铁/软磁铁芯/铁芯经其线圈励磁外磁场的磁化能够实时电控输出自发附加磁化磁场(即原子磁能之磁化磁场)驱动衔铁/动铁做功，可变向的适时控制铁芯输出的自发附加磁化磁场能量比其线圈耗能要高出μ₀倍(磁导率μ₀＝10²～10⁶)的增能。其实质是，在耗电量基本相同(相差不大)的条件下，电控磁铁/电磁铁铁芯两端磁极的磁感应强度要比单独励磁线圈/螺线管两端的磁感应强度大μ₀+1倍，说明铁芯被磁化输出了原子磁能自发附加磁化磁场，并与线圈中的传导电流磁场一起做功，实现继电器和接触器常开/常闭控制功能，铁芯的原子磁能磁化磁场成为克服弹簧衔铁执行机构弹力做功的主要能量来源，只不过铁芯的自发附加磁化磁场做功是一次性的或间歇的，往往被忽视而没有计量其原子磁能磁化磁场做功的事实。也就是说，电磁铁铁芯的作用不仅仅是起到聚集磁感线/磁力线的磁通路功能，更重要的是产生自发附加磁化磁场——原子磁能磁化磁场，被磁化着的软磁铁芯与磁化后的永磁铁一样，其磁极辐射输出很强的原子磁能磁化磁场，而且，电磁铁芯可以实时电控和改变磁极性及其原子磁能磁化磁场方向，使得磁铁之间的原子磁化磁场相互作用力的方向根据需要实时可控。

所谓磁化就是要让磁性材料中由原子磁矩自构而成磁畴的磁矩方向趋于一致或磁畴取向一致，产生自发磁化磁场。当对外不显磁性的磁铁材料被放进另一个强磁场中时，就会被磁化，但是，不是所有材料都可以磁化的，只有少数金属及金属化合物可以被磁化。对应于磁化是消磁，当磁化后的材料，受到了外来的能量的影响，例如加热、冲击，其中的各磁畴的磁距方向会变得不一致，磁性就会减弱或消失，这个过程就称为消磁，在正常使用条件下，避免在高温和临界温度(居里温度)以上工作，就可以避免永磁铁消磁。由于高温时，热运动足够强大，以至于磁畴都难以保持取向一致，重新回到杂乱无章状态，磁畴的磁性相互抵消，导致磁铁失去磁性，对外就又不显磁性了。对于磁铁材料，如铁、镍和钴及其合金材料以及钕铁硼等稀土永磁材料，居里温度较高，通常在几百摄氏度到千摄氏度之间，非铁磁材料的居里温度相对较低。磁铁在外磁场作用下瞬间磁化，磁铁内部的磁畴取向一致，由磁滞回线和磁铁科学常识知道，永磁铁“永久”输出很强的自发磁化磁场——称为永久磁铁磁场，软磁铁芯实时输出很强的自发附加磁化磁场——成为铁芯附加磁场。由此容易看出，磁化电流磁场是不消耗外部能量的。也就是说，传导电流是靠外部能量(比如导体两端施加电动势——外部电场能)驱动自由电子定向运动所形成，传导电流磁场是消耗外部能量的；磁化电流是原子内部电子绕核轨道运动和电子自旋运动以及原子核自旋运动——粒子自禀运动自发形成，是原子磁矩即原子磁能的具体呈现，原子磁能是磁铁材料原子内在固有的自禀性内能。也就是说，硬磁磁铁被磁化后，其永久磁铁磁场是不耗外能的；铁芯附加磁场仅仅消耗很小的、为其励磁线圈提供外部磁化磁场而需要的励磁电流能量，大约为1/μ(磁导率μ＝10²～10⁶)。原子磁能就是原子磁矩，是电子自旋磁矩、电子轨道运动磁矩和原子核自旋磁矩的总和。近代物理理论和实验研究表明，原子中带负电荷的电子绕核轨道运动相当于一个环形电流，相应地有轨道磁矩μe；带负电荷的电子本身还具有自旋运动，相应地具有自旋磁矩μs，原子磁矩则等于原子核磁矩和原子中各电子磁矩的总和，但原子核磁矩很小，要比电子磁矩小三个数量级，因此可以认为原子磁矩等于原子中各电子轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和，每个电子的磁能即电子磁能就是其电子轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和。因此，原子磁能主要是指电子磁能，它与原子核能(核衰变辐射能、核聚变能和核裂变能)一样都属于原子能，是所有物质元素的原子内在固有的自禀属性，也是自然世界中四种基本力(即电磁力、弱核力、强核力和引力)之电磁力的具体呈现。

为什么社会上至今还一直存在着“磁场对外不能做功，只能是做功的媒介；磁力是保守力，不能对外做功；永磁动力装置(磁动机)不遵守热力学定律之能量守恒定律”方面的质疑呢？原因有三：一是，量子电动力学简称为电动力学，对应地，热力学是经典物理学的基础理论之一，其全称应该叫分子热动力学；热力学中关于系统的内能是指气体分子各种形态的动能与势能的总和，即系统所包含的全部分子的能量总和称为系统的内能.而热力学系统的外能是由于物质整体相对运动或相互摩擦碰撞所表现出来的能量。也就是说，热力学定律是对宏观分子热动力学范围各种能量转化的实验结果总结而来的，没有把微观的量子电动力学范围内的原子内在固有的原子磁能作为一种能量形式参与到能量转换过程中进行考究，或者因为对磁场、磁力、洛伦兹力和保守力及其对外做功的本质抱有严重的认知误区和错误认识所造成的，或者由于原子磁能磁化磁场作用力(或分力)既做正功又做负功，在系统中正、负功相互抵消了，没有影响到能量转化的中间结果和最终结果，兼或没有影响到系统中热力学宏观输出能量的计量项目如质量、热能、势能、动能和动量等，也没影响到系统热力学宏观输入能量，对“系统总效率小于1”影响不大或没有影响，也就是说，通过对牛顿经典热力学中的宏观能量转换和转化之实验结果进行总结得到的热力学定律，因分子热动力学宏观能量转化过程中没有考虑到量子电动力学之微观原子磁能参与对外做功的系统内能输入的计量，所以就不能用宏观经典分子热动力学定律去约束微观电子和原子电荷量子态运动产生的自禀性磁矩能量转化为宏观能量的输出，否则就会判断错误。二是，原子磁矩(即原子磁能)像质量、电荷和寿命一样，是描述原子自禀特征的一个基本物理量，是所有物质元素原子内在固有的、独立于其它能量形式的、也不受其它外界热力学宏观能量(如热能、引力势能、动能、角动量等能量)转变和转化影响的自禀性量子能量，因为原子内电子自旋和绕核轨道运动才是原子磁能的本质；而物体的宏观分子对外是电中性的，外部能量只能影响到分子的运动状态，在不改变原子构成的情况下，不会改变原子内部电子和原子核的运动状态，原子磁矩(原子磁能)是只与物体元素的原子本身结构相关的内在固有的自禀性能量。磁铁是否向外辐射原子磁能磁场仅仅取决于其内部磁畴是否处于取向一致状态。宏观的分子热动力学定律是在没有考究量子电动力学之原子磁能是系统内能输入仅仅考虑宏观分子热动力能量输入的情况下，对能量转化过程的输入和输出能量进行总结得到的经典实验物理学定律，用它简单粗暴地评判“微观世界的量子动力学之原子磁能产生的磁化磁场之间作用力(或分量)对外做功而得到宏观的磁变能量输出结果是否符合宏观世界的分子热动力学适用范围的狭义的能量守恒定律”是不合理的，更是不尊重科学实证、科学常识和科学逻辑的。三是，只要把原子中量子态电子电荷运动磁矩——原子磁矩——磁铁原子磁能磁化磁场之间相互作用力(或分力)对外做功作为能量转化的参与者和系统能量转换的贡献者，全面考究系统各种宏观能量和微观能量包括原子磁能的“量子电动+分子热动”力学之广义的能量守恒定律之本质内涵，那么，本发明所述技术方案不但完全符合热力学四大定律(热力学第一定律就是宏观分子热动力学之狭义的能量守恒和转化定律)和牛顿力学定律，也符合微观的现代粒子物理学和量子电动力学理论。更要清楚万事万物的底层逻辑是：微观构成宏观，微观决定宏观；内因决定外因；外因必须通过内因而起作用；内因和外因是相互依存、相互贯通的，缺一不可。

归根结底，在现有技术中无论是什么产品，只要是系统运行结构中用到永磁铁和电控磁铁，并且它们存在相对运动，那么磁铁输出的磁化磁场(原子磁能磁场)都在进行电磁力做功，并把微观的量子电动力能量转化成其宏观的分子热动力能量如机械能、电能、热能等，只不过它们或是一次性、或间断(振动、间歇)或单方面的无计量做功，或是正、负功抵消了，或是不对等做功，或是隐蔽做功，或是传递(所谓“媒介”)做功，正因为以上多方面的原因，即使系统中确实存在原子磁能做功和磁变能源输出，但在现有技术产品中也没有把磁铁输出的磁化磁场(原子磁能)做功及其能量转化(磁变能量)算计在系统的输入/输出能量上，致使现有很多的磁铁的原子磁能应用产品没有体现出其工作效率大于100％，也就是说，“磁化磁场(原子磁能磁场)做功”被人们长期有意或无意的埋没了。从以上陈述中容易看出，人类很早以前就在利用磁铁的磁化磁场做功了。本专利申请技术方案，把系统微观量子内能即系统中磁铁输出的磁化磁场——原子磁能作为系统的能量输入，通过原子磁能磁化磁场力做功转变为宏观分子热力能量即机械能和电力能源——磁变能源，既符合科学常识，也符合科学逻辑，更符合自然规律。无论是现有技术和创新技术，其原理和逻辑都是一脉相承、环环相扣、息息相通的。因此，本专利所述技术方案完全符合《专利法》规定的所有要求。

发明内容

2019年，中国物理学会专门公告了“非有心力”这一物理学名词的定义，经全国科学技术名词审定委员会审定发布的《物理学名词》第三版中指出：洛伦兹力中的磁力部分是非有心力，磁力不是保守力。自然界中所有物质都是运动的。运动是绝对的，静止是相对的，自然界里也不存在绝对静止的静电场力，静电场力仅仅存在于假设的中学课本中，只是为了开启人类对电荷的启蒙认知而人为设定场景的一种物理概念，并为了理论描述和识别而定义为保守力。因此，自然界中的存在电磁力(包括电场力、磁场力和电磁场力)均是非保守力。所以，磁铁原子磁能磁化磁场之间产生的磁力完全能对外做功并转变成磁变动力和能源。

根据麦克斯韦方程组理论明确指出，自然界不存在单磁极子(磁荷)，磁铁无论分割成多么小，均是双磁极的，世界上众多科学家比照电荷物质，来试图找到“磁荷”物质，历经100多年至今也没有发现单磁极子即“磁荷”，所以，磁力是非有心力，非有心力不是保守力；根据磁场的高斯定理“若在磁场中作任意闭合曲面，则穿过该闭合曲面的磁通量为零”，所以磁场是无源场，磁感线是封闭的曲线，因此磁力是非保守力；根据电动力学中电磁场相对论效应可知，变化的磁场就成了电场，定子与转子之间或磁缸与活塞之间相互耦合作用并相对运动着的磁变磁化磁场就变成了电磁场相互作用，因此磁变定转子结构或磁变磁缸活塞结构就构成了电磁场相互作用——电磁力做功的磁变动力结构。

从现有技术中容易得出，并可以举出无数的实证来说明，自然界中无论是所谓的保守力(比如公认的有万有引力、弹力等)还是非保守力(比如非静电场力、摩擦力、磁力等)都能对外做功。自然界里常见的磁场力/磁力、电场力/电力、弹力、化学反应动力、燃烧爆炸力、摩擦力、热力和表面张力等都属于电磁力。也就是说，引力、电磁力、强核力和弱核力四种基本力或其分力都能对外做功，只要力被其它的外力相互作用或受到阻碍和影响，任何力都能对外做功。特别举出一些常见的所谓公认保守力——引力对外做功的实证案例：如宇宙飞船利用引力弹弓原理使得地球引力、金星引力分别对其做功加速、节省大量燃料，从而能顺利到达土星、木星并飞出太阳系，对行星和卫星进行探测的旅行者号1号、旅行者号2号、伽利略号、卡西尼号等；地球引力的分力即重力对外做功的实例是儿童滑滑梯克服摩擦力做功；月球引力——引潮力对外做功的实证例子是潮汐能发电。永磁铁的原子磁能磁化磁场对外做功的实证例子：磁化磁场磁力对外做功的实例永磁电动机中转子永磁铁的原子磁能磁化磁场对定子电枢绕组线圈中形成传导电流的移动电子电荷的洛伦兹力的一个分力对外做正功——对应安培力做功，另一个分力对外做负功——对应线圈中产生反向感生电动势消耗输入电能；电控磁铁的原子磁能磁化磁场对外做功的实证例子：继电器中利用电磁铁铁芯的原子磁能自发附加磁化磁场力推/拉弹簧衔铁克服弹力做功并实现遥控信号以小博大的远距离控制。在普通教育国家级规划系列教材之《物理学》、《电磁学》、《铁磁学》和《量子力学》关于以下几个知识点有详尽阐述：磁性起源——电荷运动——传动电流和磁化电流(安培分子电流)、粒子自旋、原子磁矩、铁磁质、RKKY稀土磁性、非晶合金磁性、磁畴、技术磁化、磁化磁场、永磁铁恒稳磁化磁场和软磁铁芯可控自发附加磁化磁场(磁感应强度和方向实时可控)与原子磁能相关的底层逻辑。综合《电机学》、《电动力学》、法拉第电磁感应定律、麦克斯韦方程组、电磁相对论效应、牛顿力学定律、最小作用量原理、磁场(磁感应)强度/磁力与距离平方成反比定理、功能原理等科学知识容易得出：电磁场耦合作用与反作用时，同性相斥且磁感应强度由大变小从而形成磁变自动排斥推力产生顺向扭矩做功，异性相吸且磁感应强度由小变大从而形成磁变自动吸引拉力产生顺向扭矩做功。或者说，在本专利申请所构建的磁变定子-转子、磁变磁钢-活塞-曲轴动力结构中，相对运动并相互作用的双方均是在磁铁原子磁能磁场之间自动产生顺向扭矩，驱动转子或曲轴旋转做功，输出的机械能必然是磁铁的原子磁能转化而来。

综上，根据现代物理学、电磁学、电动力学、本技术领域所涉及的相关专著及其应用广泛的现有技术实证，还有提交的附件——国家检测中心出具的关于磁电共生发电装置原型机的《检验报告》中实验数据的佐证，本专业领域人员很容易总结和归纳得出本发明技术方案所依据的现有技术知识，是一脉相承、环环相扣的科学常识，符合科学逻辑和自然规律，并具有广泛的科学实证，罗列要点如下：

①传导电流磁场和磁化电流磁场，二者从本质上没有区别，都来自于电子电荷的运动，可相互替代；其最大的区别在于：传导电流磁场消耗外部能量(导体两端施加电动势/电压)产生；磁化电流磁场是磁铁不消耗外部能量输出的自发(附加)磁化磁场。磁化电流磁场就是磁铁原子磁能对外的输出和呈现，是磁铁物质内在固有的原子电磁力能——原子磁矩即原子磁能，包括电子自旋磁矩、电子绕核轨道磁矩和原子核自旋磁矩，电子自旋磁矩和电子绕核轨道磁矩统称为电子磁矩，电子磁矩是原子核磁矩的1836.5倍。原子电磁力能与原子核弱力能和原子核强力能一样，都属于原子能。硬磁磁铁也称为永久磁铁或永磁铁，包括钕铁硼、钐钴、铝镍钴、铜镍铁、铁钴钼、铁钴钒等合金永磁材料，以及铁氧体永磁材料等；电磁铁也可称为电控磁化铁芯/电控磁铁，包括铁、镍、钴等单质及其合金如纯铁、低碳钢，铁钴系、镍铁系、铁硅系和铁硅铝系合金，软磁铁氧体、非晶态软磁合金、超微晶软磁合金等。

②原子中，原子磁能就是原子磁矩，主要来源于核外电子的电磁力能，与原子核能(包括弱核力能和强核力能)一样均为原子能，而且符合杨振宁-米尔斯规范场理论和电弱统一理论。现代量子力学指出，量子包括两大类，费米子类和玻色子类。费米子类包括电子、质子、中微子等亚原子粒子；玻色子类包括光子、介子等非实体粒子。电子是无法再进一步分割的基本粒子，还可用量子数来描述其自旋，符合量子的物理学定义，电子属于量子，因此，原子磁能之磁变能源属于量子能源。

③阴阳运动是万事万物的运动规律。天地间的道理，无非是阴阳生克罢了，所以说万事万物都在阴阳的变化平衡中。“人法地，地法天，天法道，道法自然”——天人合一，道法自然！当万事万物的运行法则都遵守自然规律时，人性就会重新复归于自然而然，人与自然就能和谐共生共存，繁衍生息，可持续发展。元素周期表中，所有比铁重的元素进行核裂变及比铁轻的元素进行核聚变之最终结果都是铁元素，铁元素是自然界和地球上最稳定的、最容易开采、最普通最常见、价格低和用途最广的物质，地核主要是由铁、镍物质组成，地球剥开地壳和地幔之后就是一个熔融态或近于液态的球形永久磁铁，地核产生的永久磁场将整个地球包围起来，成为地球的宇宙护盾，避免了太阳风暴对地球的轰击。铁原子中的26个核外电子、每个独立的电子带一个负电荷——呈电子云量子态自旋并绕核运动——电子磁矩构成原子磁矩——磁铁的电磁力能即原子磁能——磁铁能是宇宙中最稳定并且是取之不尽用之不完的阴柔能量——自然原子阴能；太阳中氢原子的核子(质子)带正一个电荷，氢同位素D(氘)和T(氚)发生核子结合聚变反应成为氦，同时产生中子和核子结合能——太阳中轻原子核子结合聚变之强核力能即原子核能——太阳能是宇宙(太阳系)中最稳定最强大的并且是取之不尽用之不完的(据科学家估算太阳的寿命还有50多亿年)阳刚能量——自然原子阳能。自然界的万物都由原子构成，原子能包括原子阴能和原子阳能。能量是人类生存和发展所必需的最重要的物质基础，磁铁磁场原子磁能即磁铁能和太阳核聚变原子核能即太阳能都是不需要人类进行破坏性和毁灭性提取、也不需要用物质和能量交换、更没有危害性后果就可以自然而然地获取到的自然原子能，又分别是天地阴阳平衡之能源。利用好自然原子能即自然原子阴能和自然原子阳能才是人间正道——“天人合一、道法自然”的至高境界。“万事万物阴阳平衡天地一理”是人类可持续发展必须遵守的自然法则，这是人类文明历时几千年总结出来的最伟大的自然规律——“阴阳太极规律”，没有之一。之前，地球上绝大部分能量来源于太阳能——自然的太阳核聚变原子核能———自然的原子阳刚能量；今后，亟需把绝对绿色、廉价和持久的磁铁能——自然的磁铁磁场原子磁能——自然的原子阴柔能量，开发成自由动力和无限能源，为人类共同命运体建设和可持续发展奠定能源基础。也就是说，人类能源和气候问题乃至生存问题的解决之道在于，一切能源的开发和利用回归到天地自然能源，并做到阴阳能量平衡，刚柔并举，相辅相成。正所谓：万物生长靠太阳，万事发展靠磁铁！

④磁化后的硬磁磁铁成为永磁铁，其N/S磁极永久输出其内在固有的原子磁能自发磁化磁场；电控磁铁(或称为电控软磁磁铁、电控铁芯、软磁磁铁，俗称电磁铁)可实时控制其磁极的磁感应强度大小和N/S极性，并使得铁芯工作于其磁化特性曲线的非饱和区/线性区，铁芯即可输出其内在固有的原子磁能自发附加磁化磁场——可变向的适时控制铁芯输出的自发附加磁化电流磁场即原子磁能比其线圈传动电流磁场的耗能要高出μ0倍(磁导率μ₀＝10²～10⁶)的增能。在磁变定转子动力结构或往复式磁变磁缸活塞动力结构中，电控磁铁磁极和永磁铁磁极可以互换，硬磁磁铁和软磁磁铁在非饱和区的线性磁化特性曲线区别不大，只是硬磁磁铁和软磁磁铁的磁滞回线的形状有胖/瘦区别。电控磁铁的控磁线圈需要消耗很小一部分外部电能以产生外部磁场对其内铁芯进行非饱和磁化，实时受控输出原子磁能磁化磁场，而永磁铁不需要消耗外部能量即可源源不断的“永久”辐射出原子磁能磁化磁场。电控磁铁不但能输出自发附加磁化磁场，还可以实时控制和改变其原子磁能磁化磁场的大小和方向，这为实现接续、接力和持续循环或往复式做功提供了必要的物质和技术保障。因此，电磁铁称为电控磁铁，电控磁铁/电磁铁外置的控制励磁线圈简称控磁线圈，更切合实际、名符其实；通过适时控制其中的电控磁铁输出原子磁能自发附加磁化磁场兼或改变磁极性(磁化磁场的方向)，使得定子与转子或者磁缸与磁铁活塞上分别产生的原子磁能磁化磁场之间在适当耦合位置产生异性吸引拉力或同性排斥推力，实现磁铁磁化磁场的吸引拉力/排斥推力的接续、接力和持续循环式驱动转子旋转做功或往复式驱动活塞运动做功，从而把原子磁能转变成磁变机械动力和电力能源。

⑤电荷产生电场，运动电荷既产生电场又产生磁场，变化的磁场就成了电场，电场可以是有源的也可是无源的，磁场是无源的；洛伦兹力既包括电场力也包括磁场力(磁力)统称电磁力，非静电力和磁力都不是保守力。安培力与动生/感生电动势分别是洛伦兹力的分力作用，是磁场对运动电荷的宏观作用力的体现，证明洛伦兹力中磁力的两个相垂直的分力可分别做正功和负功，正功和负功大小相等。

⑥电场是本源，磁场是对运动电场物理特性的描述，电场生磁场，变化的磁场生成电场。电场和磁场具有相对论效应，自然界中物质运动是绝对的，不存在绝对静止的物质。因此电荷运动是绝对的，电荷静止是相对的，相互运动耦合中的电场和/或磁场的结果是电场和磁场共生共存即电磁场是绝对的。

⑦任何力或其分力只要受到其它外力的作用、阻碍和影响，就能对外做功，实现能量转化，包括把量子电动力学微观原子磁能转化为分子热动力学宏观机械能、电能和热能等。

本发明技术方案的核心就是：所有物质都由原子组成，原子都存在自禀性原子磁矩即原子磁能--→磁铁磁化使得磁畴取向一致——永磁铁(硬磁磁铁)和电控磁铁(软磁铁芯)辐射输出磁化磁场--→即原子磁能自发磁化磁场和电控原子磁能自发附加磁化磁场--→磁铁磁变动力通道和磁铁磁齿的磁化磁场之间形成吸引拉力/排斥推力自动接续、接力和持续循环式驱动转子或往复式驱动活塞运动做功，磁铁的原子磁能即系统量子电动内能作为能量输入，通过磁场力做功转化成宏观分子热动能量——磁变动力和能源，完全符合“量子电动-分子热动”广义的能量守恒定律。从现有技术出发来认知本发明技术方案之系统量子电动内能的底层逻辑：独立于宏观分子热动能量之外的微观量子电动能量——原子磁能，不受宏观热力学能量转变和转化影响，它是原子内在固有的电子自旋和绕核轨道运动——电子磁矩——原子磁矩——自然原子阴柔能量——自然原子电磁力能，属于自然原子能。与之对应地，自然原子阳刚能量——自然原子强核力能和弱核力能——自然原子核聚变太阳能、自然原子核衰变辐射能。自然原子阴柔能量(磁铁的原子磁能)和自然原子阳刚能量(太阳能)都属于自然原子能，“量子电动-分子热动”广义的能量守恒定律，符合现代物理学、量子电动力学、电弱统一理论和杨振宁-米尔斯规范场理论，也符合自然界的客观规律和人类文明认识事物的基本法则：“阴阳对立、统一和互化；微观构成宏观，内因决定外因；外因必须通过内因而起作用”——万物运动、变化和守恒的本源。

因此，要实现经典热力学系统的工作效率大于100％，关键在于构建磁变定转子结构或磁变气缸活塞结构，以便磁铁磁变定子和磁铁转子之间或磁铁磁变磁缸和磁铁活塞之间的磁化磁场耦合产生的吸引拉力/排斥推力自动接续、接力和持续循环式驱动转子或往复式驱动活塞运动做功，永磁铁和电控磁铁/电磁铁所产生的系统内部微观量子电动力能量输入(即量子电动力学范畴的能量输入——原子磁能)通过其磁化磁场之间相互作用做功转变成宏观分子热动力能量(即热力学范畴的能量输出——机械能和电能输出)，符合能量守恒定律的本质内涵和底层逻辑。

在循环式磁变定转子动力结构或往复式磁变磁缸活塞动力结构中相互耦合传动的磁铁磁变加力通道与磁铁磁齿自动加力做功，具体体现为“磁铁自动磁变渐强吸引拉力拉动加力做功→电控磁铁完成吸引拉力/排斥推力变向→磁铁自动磁变磁感应强度渐弱排斥推力渐弱推动加力做功”即：一方面，利用永磁铁耦合气隙由宽渐窄/自发磁化磁场磁感应强度渐强、异极性之间形成“磁铁自动磁变渐强自动产生吸引拉力拉动转子或活塞加力做功”，或永磁铁耦合气隙由窄渐宽/原子磁能自发磁化磁场磁感应强度渐弱、同极性之间形成“磁铁自动磁变渐弱自动产生排斥推力推动转子或活塞加力做功”；另一方面，利用电控磁铁产生原子磁能自发附加磁化磁场形成“磁铁自动磁变渐强吸引拉力渐强拉动加力做功→电控磁铁完成吸引拉力/排斥推力变向→磁铁自动磁变渐弱排斥推力渐弱推动加力做功”，使得每组磁变加力通道与磁铁磁齿之间吸引拉力/排斥推力自动接续、接力和持续循环式驱动转子旋转做功或往复式驱动活塞运动做功。在磁变定转子结构或磁变气缸活塞结构运行的全程中，都是由永磁铁的自发磁化磁场和/或电控磁铁/电磁铁的自发附加磁场之间相互作用而形成自动顺向、往复循环做功，从而达到把永磁铁和电控磁铁/电磁铁所产生的原子磁能作为系统的能量输入，自动产生磁变吸引拉力/排斥推力形成接续、接力和持续循环做功，驱动转子或曲轴旋转输出机械能，实现原子磁能转变成机械能。也就是说，原子磁能类似于热核反应堆发电装置和核能电池等原子核能发电装置中的原子核能一样，用作本专利申请技术方案的能量输入，从而实现把原子核能转化为磁变动力和能源。只要磁铁磁变定子与磁铁转子之间，或者磁铁磁变磁钢/磁轨与磁铁活塞之间的磁化磁场相互作用力和反作用力均由原子磁能磁化磁场(包括硬磁和软磁材料中的原子磁能辐射出的磁场)在相对运动和相互耦合中形成的电磁作用力和反作用力驱动磁铁转子旋转运动或驱动磁铁活塞往复运动，实现磁化磁场力自动做功并自动持续循环做功，原子磁能就会源源不断的转变成机械能，进而获得磁变动力和电力能源。

永磁铁和电控磁铁(电磁铁)都能输出原子磁能磁化磁场。磁铁的磁化(电磁学中称为技术磁化)类似于“队伍出操排队操作喊口令一样快捷”对磁畴取向进行排队，磁铁(典型为铁磁质和钕铁硼等磁性材料)放入外磁场就被瞬间磁化，使得磁铁中的磁畴取向一致，由于硬磁磁铁被磁化后离开外磁场之后具有继续保持磁畴取向一致的特性，而成为永磁铁，永磁铁在正常的不破坏磁畴取向状态的工作条件下(比如工作温度在居里温度以下)永久地辐射出原子磁能之自发磁化磁场；软磁磁芯(或称为电控磁铁、电控磁铁、电控磁铁)在放入外磁场磁化的同时也会辐射出原子磁能之自发附加磁化磁场，一旦离开或取消外磁场，其内部磁畴不能保持取向一致会即时恢复到取向杂乱的原始状态，不再辐射出原子磁能自发附加磁化磁场；通过实时控制电控磁铁的线圈可改变电控磁铁的磁极极性，以达到控制其铁芯的自发附加磁化磁场和方向。利用磁铁磁齿和磁铁磁变加力通道的原子磁能磁化磁场之间的相互耦合作用——“同极性相排斥，异极性相吸引”和“电磁力与距离平方成反比原理”，实现磁铁磁齿和磁铁磁变加力通道的原子磁能磁化磁场之间自动产生排斥推力/吸引拉力，并控制电控磁铁磁极适时变向形成顺转子或曲轴的旋转方向一致加力(简称顺向一致加力)的接续、接力和持续驱动转子循环运动或驱动活塞往复运动做功，进而把原子磁能转变成机械动力和电力能源——对应称为原子磁能磁动机或原子磁能发电机组——原子磁能的磁变动力和能源装置。

本发明技术方案包括两大类结构体系且各有多种不同结构配置的技术方案供选择实施，一种为磁变定转子动力结构体系，由磁铁定子、磁铁转子、位置传感器和控制器及其它附件组成，使得磁铁定子和磁铁转子的原子磁能磁化磁场之间产生排斥推力/吸引拉力，另一种为往复式磁变磁缸活塞动力结构体系，由磁铁磁缸/磁轨、磁铁活塞、位置传感器和控制器及其它附件组成结构，使得磁铁活塞和磁铁磁缸/磁轨的原子磁能磁化磁场之间产生排斥推力/吸引拉力，分别实现自动接续、接力和持续驱动转子旋转做功或驱动活塞往复运动做功，把原子磁能转化为机械动力和能源，也就是，磁变定子转子之间或者磁变气缸活塞之间双方都是原子磁能磁场相互作用并直接参与做功，从而把《量子电动力学——电动力学》范畴的微观原子磁能转换成《分子热动力学——热力学》范畴的宏观机械能，进而再通过发电机定转子组件把机械能转变成电能，符合做功及其能量转换的底层逻辑，也符合能量守恒和转化定律的本质。本发明对占领“自由、无限、稳定和绿色”的新能源制高点，彻底消除人类的用能和续航焦虑，实现动力和能源革命、推动第四次工业和技术革命，对实现“天人合一、道法自然”的人与自然和谐共生及可持续发展具有重大意义。

本发明的具体技术方案如下：

一种原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，它为磁变定转子动力结构，主要由定子本体、磁铁磁变动力通道组件、磁铁磁极/磁齿、转子本体、转子轴、位置传感器、控制器和支架及其它附件组成，在定子本体和转子本体上分别适配布设用于产生原子磁能磁化磁场的磁铁磁变动力通道组件和磁铁磁极/磁齿，在定子气隙耦合面上首尾相接地布设至少一副磁铁磁变动力通道组件、在转子气隙耦合面上布设至少一个磁铁磁极/磁齿，或者是，在转子气隙耦合面上首尾相接地布设至少一副磁铁磁变动力通道组件、在定子气隙耦合面上设置至少一个磁铁磁极/磁齿，磁变定、转子上分别布设的磁铁磁变动力通道组件和磁铁磁极/磁齿之间相互耦合的原子磁能磁化磁场磁感应强度渐变产生自动吸引拉力/排斥推力力扭矩并通过适时控制改变其中电控磁铁的原子磁能自发附加磁化磁场的极性使得吸引拉力/排斥推力变向，达到每个磁铁磁极/磁齿在与相应磁铁磁变动力通道组件耦合全过程中均获得驱动转子并顺其旋转方向一致加力的旋转扭矩，即磁铁磁变定、转子的原子磁能磁化磁场之间自动产生顺向吸引拉力/排斥推力并形成接续、接力和循环式驱动转子旋转做功，进而把原子磁能转变为机械动力和电力能源即磁变磁变动力和能源。

如上所述的一种原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，定子和转子上的磁铁磁极/磁齿和磁铁磁变动力通道组件至少其中之一适配布设包含有电控磁铁，即自动产生耦合扭矩的磁铁磁变动力通道组件和磁铁磁极/磁齿至少之一中设置有电控软磁铁芯，电控磁铁的控磁线圈两端分别接驳于控制器相对应的接线端子，用于控制器实时控制电控磁铁磁极输出原子自发附加磁化磁场大小和方向的位置传感器接驳于控制器相对应的接线端子，磁铁磁极/磁齿与磁铁磁变动力通道组件之间的耦合气隙宽窄渐变或者原子磁能磁化磁场磁感应强度强弱变化自动产生吸引拉力/排斥推力扭矩，并通过适时控制其中电控磁铁磁极自发附加磁化磁场变向，使得磁变定转子动力结构中磁铁原子磁能磁化磁场之间自动产生自动吸引拉力/排斥推力力并顺向一致加力，其中，磁铁磁变动力通道组件的磁极耦合面长度大于磁铁磁极/磁齿耦合面的长度，以便二者的原子磁能磁化磁场之间吸引拉力/排斥推力或者排斥推力/吸引拉力自动做功过程中有做功积累的路程空间。

如上所述的原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，所述的磁变定转子动力结构中，磁铁磁极/磁齿与磁铁磁变动力通道组件之间有以下相互气隙耦合加力构型供选配实施，一种是耦合气隙宽度均匀一致，但其中的磁铁磁变动力通道组件既具有磁极变化又具有不同磁质叠合模压并磁化成阶梯/平滑渐变的磁感应强度峰谷强弱起伏变化，形成定转子耦合面之间同性磁极之间自动排斥推远渐弱或异性磁极之间自动吸引拉近渐强的推/拉动力结构，另一种是耦合气隙宽度大小起伏和磁极变化使得磁极耦合磁感应强度强弱变化形成定转子耦合面同性排斥或异性吸引的推/拉动力结构，其中的磁铁磁变动力通道组件既具有耦合气隙渐宽和磁感应强度渐弱/同性磁极之间自动排斥推远渐宽的推力动力结构又具有耦合气隙渐窄和磁感应强度渐强/异性磁极之间自动吸引拉近渐窄的拉力动力结构，兼或地，选用上述两种耦合气隙构型其中至少一种构建成单气隙耦合磁变定转子动力结构和双气隙耦合磁变定转子动力结构，或者采用单/双气隙耦合磁变定转子动力结构进行串联、嵌套或混合方式构建的多气隙耦合磁变定转子动力结构；磁铁磁极/磁齿耦合面有两种结构方案供适配选择实施，一是利用磁铁N和S之其中之一N/S磁极构建为单磁铁磁极/磁齿单气隙耦合面结构，二是利用磁铁的N和S两磁极分别气隙耦合以同轴串联或嵌套并联形式构建为双磁铁磁极/磁齿双气隙耦合面结构，分别与相适配的磁铁磁极/磁齿的耦合面构建成单气隙耦合、双或多气隙耦合的磁变定转子动力结构；磁铁磁变动力通道组件耦合面有两种结构方案供适配选择实施，一是利用磁铁N和S之其中之一N/S磁极构建为单磁极单气隙耦合面结构，二是利用磁铁的N和S两磁极分别气隙耦合以同轴串联或嵌套并联形式构建为双磁极双气隙耦合面结构，分别与相适配的磁铁磁变动力通道组件的耦合面构建成单、双或多气隙耦合的磁变定转子动力结构；磁变定转子之间有以下气隙耦合结构方案供选择实施：径向磁场耦合气隙筒式、轴向磁场耦合气隙盘式和斜向磁场耦合气隙筒盘式磁变定转子动力结构，即径向耦合气隙渐窄/磁感应强度渐强加力磁极通道——异性相吸引拉力驱动旋转式定转子动力结构、径向耦合气隙渐宽/磁感应强度渐弱加力磁极通道——同性相排斥推力驱动旋转式定转子动力结构、轴向耦合气隙渐窄/磁感应强度渐强加力磁极通道——异性相吸引拉力驱动旋转式定转子动力结构、轴向耦合气隙渐宽/磁感应强度渐弱加力磁极通道——同性相排斥推力驱动旋转式定转子动力结构、斜向耦合气隙渐窄/磁感应强度渐强加力磁极通道——异性相吸引拉力驱动旋转式定转子动力结构、斜向耦合气隙渐宽/磁感应强度渐弱加力磁极通道——同性相排斥力推力驱动旋转式定转子动力结构和径向滑动即滑块/滑杆气隙耦合磁变调节旋转式定转子动力结构及其适配单、双或多气隙耦合面嵌套和串接构建的旋转式定转子动力结构，以及磁铁推/拉加力通道直线式定转子动力结构；单气隙耦合磁变定转子动力结构包括以下气隙耦合动力结构方案供选择实施：单气隙磁场耦合的内转子外定子结构、外转子内定子结构和左右定转子结构以及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和圆喇叭槽型轨道状气隙耦合动力结构；双气隙耦合磁变定转子动力结构包括有四种结构方案供选择实施：其一是径向双气隙磁场耦合套筒定子内转子动力结构，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，其二是径向双气隙磁场耦合套筒转子内定子动力结构，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，其三是轴向双气隙磁场耦合双盘外定子内盘转子动力结构，即双盘外定子，其中间共用双气隙磁场耦合面盘式转子，其四是轴向双气隙磁场耦合双盘外转子内盘定子动力结构，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/和双气隙磁场耦合动力的磁变定转子动力结构以同轴分段或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和多段式的单、双或多气隙耦合磁变定转子动力结构。

一种原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，它为往复式磁变磁缸活塞动力结构，主要由磁铁磁变动力磁缸/磁轨、磁铁活塞、连杆、曲轴、位置传感器、控制器和箱体及其它附件组成，在磁铁活塞和磁铁磁变动力磁缸/磁轨上分别对应适配布设用于产生原子磁能磁化磁场的磁铁磁极/磁齿和磁铁磁变动力通道组件，即在磁铁活塞上设置有至少一个磁铁磁极/磁齿，在磁铁磁变动力磁缸/磁轨上设置有至少一副磁铁磁变动力通道组件，或者是，在磁铁活塞上有设置至少一副磁铁磁变动力通道组件、在磁铁磁变动力磁缸/磁轨上设置有至少一个磁铁磁极/磁齿，磁变磁缸/磁轨和磁铁活塞上分别布设的磁铁磁变动力通道组件和磁铁磁极/磁齿之间相互耦合的原子磁能磁化磁场的磁感应强度渐变产生自动吸引拉力/排斥推力力扭矩并通过适时控制改变其中电控磁铁的原子磁能自发附加磁化磁场的极性使得吸引拉力/排斥推力变向，达到每个活塞的磁铁磁极/磁齿在与相应磁钢/磁轨的磁铁磁变动力通道组件耦合全过程中均获得推/拉磁铁活塞和连杆驱动曲轴并顺其旋转方向一致加力的往复推/拉力矩，即磁铁磁变磁缸/磁轨和磁铁活塞的原子磁能磁化磁场之间自动产生顺向吸引拉力/排斥推力形成接续、接力和往复式推/拉磁铁活塞和连杆驱动曲轴旋转做功，进而把原子磁能转变为机械动力和电力能源即磁变磁变动力和能源。

如上所述的一种原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，磁铁活塞和磁变动力磁缸/磁轨至少其中之一适配布设包含有电控磁铁，即自动产生耦合排斥推力/吸引拉力力矩的磁铁磁变动力通道组件和磁铁磁极/磁齿中至少之一设置有电控软磁铁芯，实时电控其自发附加磁化磁场并适时改变其极性以便获得往复式一致加力推/拉磁铁活塞和连杆驱动曲轴旋转做功，电控磁铁的控磁线圈两端分别接驳于控制器相对应的接线端子，用于控制器实时自控电控磁铁磁极输出原子自发附加磁化磁场包括调控其强弱起伏和方向的位置传感器接驳于控制器相对应的接线端子，磁变动力磁缸/磁轨与磁铁活塞相对运动产生原子磁能磁化磁场相对论效应即成为磁铁磁变磁钢/磁轨和磁铁活塞之间磁化电磁场同性排斥/异性吸引的推/拉动力结构，即在磁铁磁极/磁齿与磁铁磁变动力通道组件之间耦合气隙宽窄/起伏渐变、原子磁能磁化磁场磁感应强度强弱变化产生磁化磁场作用力以及自控其相应电控磁铁磁极的原子自发附加磁化磁场变向产生往复式一致加力推/拉磁铁活塞和连杆驱动曲轴的力矩；磁铁磁变动力通道组件磁极耦合面的长度大于磁铁磁极/磁齿耦合面的长度，以便二者的原子磁能磁化磁场之间吸引拉力/排斥推力或者排斥推力/吸引拉力自动做功过程中有做功积累的路程空间。

如上所述的原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，所述的往复式磁变磁缸活塞动力结构中，依照“内燃发动机之活塞气缸布局构型”和“斯特林外燃发动机之活塞气缸布局构型”及其适配于单缸/双缸/双缸以上配置布局模式对气隙磁场耦合的磁铁活塞和磁缸/磁轨的设置布局方案进行分类，至少有七种及其衍生的往复式磁变磁缸活塞动力结构布设方案供选择实施，包括直列-L型、斜置-V型、斜置-W型、斜置-VR型及水平对置-H型磁铁活塞和磁缸/磁轨布局，还包括环绕曲轴设置-星型布局或采用至少两排叠加环绕曲轴设置-星型磁铁活塞和磁缸/磁轨布局以及斯特林发动机式的磁铁活塞和磁缸/磁轨布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构；按照磁铁活塞和磁缸/磁轨运动方式区分有两种构建磁变气缸活塞动力结构的方案形式，一种是磁铁活塞固定、磁变动力磁缸/磁轨做往复运动并与连杆相联接驱动曲轴输出动力的结构，另一种是磁变动力磁缸/磁轨固定、磁铁活塞做往复运动并与连杆相联接驱动曲轴输出动力的结构；磁变动力磁缸/磁轨与适配磁铁活塞的耦合面按形状分类有以下结构形式及其融合和混配结构形式供选择实施，一是方形、圆形或异形筒管状N-S双极型耦合面磁铁磁变动力通道组件构型，二是方形、圆形或筒管形N/S单极型耦合面磁铁磁变动力通道组件构型，三是一体式/分体式双磁极性N-S耦合面双耦合气隙磁变加力轨道，四是两个或两个以上耦合面嵌套、并联或串联磁铁磁变动力通道组件构型，五是开放式单面单磁极N/S气隙耦合平面/弧面/槽型耦合面磁铁磁变动力通道组件构型，六是开放式双面双磁极N-S气隙耦合平面/弧面/槽型耦合面磁铁磁变动力通道组件构型，七是在磁铁缸壁、顶部兼或底部适当部位设置磁铁并分别与磁铁活塞的耦合面适配构建成集合式磁铁磁变动力通道组件构型。

如上所述的原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，永磁铁磁极/磁齿或磁铁活塞由至少一个永磁铁磁极N或S组成即由一个N/S、两个NN/SS或三个NNN/SSS构成或以此类推叠合模压而成；电控磁铁磁极/磁齿由至少一个电控磁铁磁极组成即一个/>或两个/>或三个/>电控磁铁磁极组成；复合磁铁磁极/磁齿由至少一个永磁铁磁极N/S与至少一个电控磁铁/>磁极组成，构建成不同形式的适配磁铁磁极/磁齿；永磁铁磁变动力通道组件由至少一块永磁铁N/S磁极及其磁铁磁变动力通道组件即永磁磁极耦合面磁感应强度由小变大渐强/> 或磁感应强度由大变小渐弱/> 或由磁感应强度大小起伏和强弱变化/>的永磁磁极通道，以此类推，搭配组合而成永磁铁磁变动力通道组件；电控磁铁磁变动力通道组件由至少一组电控磁铁/>磁极及其磁铁磁变动力通道组件即铁芯磁极耦合面磁感应强度由小变大渐强/>或由大变小渐弱/>或由大小起伏和强弱变化/>的铁芯磁极通道，以此类推，搭配组合而成电控磁铁磁变动力通道组件；复合磁铁磁变动力通道组件由永磁铁磁极N/S及其复合磁铁磁极耦合面磁感应强度渐强/>或渐弱/>之磁铁磁变动力通道组件与电控磁铁磁极/>及其磁极耦合面磁感应强度渐强/>或渐弱/>之磁铁磁变动力通道组件搭配组合构建而成；复合磁铁磁变动力通道组件至少有三种组合形式供选配采用，其一是复合磁铁磁变吸引加力磁极通道即磁极耦合面磁感应强度由小变大渐强的磁极加力通道/>其二是复合磁铁磁变排斥加力磁极通道即磁极耦合面磁感应强度由大变小渐弱的磁极加力通道其三是复合磁铁磁变吸引拉力/排斥推力——拉/推或者推/拉加力磁极通道，即磁极耦合面磁感应强度大小起伏和强弱变化的磁极加力通道 或/>以此类推，搭配组合而成复合磁铁磁变动力通道组件；磁铁磁极/磁齿与磁铁磁变动力通道组件在定转子气隙耦合动力结构中分别形成前拉型、后推型、前拉后推型或后推前拉型的磁铁磁极/磁齿结构；磁铁磁变动力通道组件在磁变定转子动力结构的相应耦合面上呈首尾相接布设以达到与磁铁磁极/磁齿之间产生的原子磁能磁化电磁场力持续和接续做功；磁铁磁极/磁齿和磁铁活塞与磁铁磁变动力通道组件之间有以下相互气隙耦合加力构型供选配实施，一种是耦合气隙宽度均匀一致，但其中的磁铁磁变动力通道组件既具有磁极变化又具有不同磁质叠合模压而成并磁化成阶梯/平滑渐变的磁感应强度峰谷强弱起伏变化，形成磁铁活塞和磁缸/磁轨的耦合面之间同性磁极自动排斥推远渐弱或异性磁极自动吸引拉近渐强的推/拉动力结构，另一种是耦合气隙宽度大小起伏和磁极变化使得磁极耦合磁感应强度强弱变化形成磁铁活塞和磁缸/磁轨的耦合面同性排斥或异性吸引的推/拉动力结构，其中的磁铁磁变动力通道组件既具有耦合气隙渐宽和磁感应强度渐弱/同性磁极之间自动排斥推远渐宽的推力动力结构又具有耦合气隙渐窄和磁感应强度渐强/异性磁极之间自动吸引拉近渐窄的拉力动力结构；磁铁磁极/磁齿耦合面有四种结构方案供适配选择实施，一是利用磁铁N-S磁铁磁极/磁齿之其中之一N/S磁铁磁极/磁齿构建的活塞单气隙耦合面结构，二是单磁铁N-S双磁铁磁极/磁齿构建的活塞双气隙耦合面结构，三是两个或两个以上单磁铁单磁铁磁极/磁齿N/S串联布设的活塞单气隙耦合面结构，四是两个或两个以上单磁铁双磁铁磁极/磁齿N-S串联布设的双气隙耦合面结构，分别与相适配的磁铁磁变动力通道组件的耦合面构建成单/双/多气隙耦合的往复式磁变磁缸活塞动力结构；磁铁磁变动力通道组件耦合面有两种结构方案供适配选择实施，一是利用磁铁磁变动力通道组件的磁铁N-S磁极之其中之一N/S磁极加力通道耦合面结构，二是利用磁铁磁变动力通道组件的磁铁N-S两磁极加力通道耦合面结构，分别与相适配的磁铁磁极/磁齿的耦合面构建成单/双/多气隙耦合的往复式磁变磁缸活塞动力结构。

如上所述的原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，在旋转式磁变定转子动力结构的转子轴上或往复式磁变磁缸活塞动力结构的曲轴上设置调速增效电动/发电定转子组件，调速增效电机定转子组件有以下三种构建方式供选择其一或两种以上组配实施，其一是调速增效电动/发电定转子组件呈分段或组合方式设置成盘式、筒式和筒盘式定转子构建，其二是调速增效电动/发电双工定转子组件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构建，其三是磁变调速增效电动定转子和磁变动力发电定转子二者合并成具有调速和发电双功能电机定转子构建，分别构建成为原子磁能的磁变动力和能源装置。

如上所述的原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，在磁变定转子动力结构或往复式磁变磁缸活塞动力结构及其调速增效电机定转子组件和调速增效电动/发电双工定转子组件中的励磁线圈/电枢绕组/螺线管，除了有传统线圈技术方案即铜质电磁线圈、铝质电磁线圈、银质和贵金属材质包铜之圆型电磁线圈供选用之外，还有以下三种线圈技术方案供选择采用，一是平板式线圈即一种绕组集成在印制电路板PCB上的电磁线圈，即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；二是扁线式线圈即电控磁铁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，三是超导线圈。

如上所述的原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，所述的位置传感器至少包括的种类即霍尔位置传感器、编码器、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、接触式行程开关、限位开关和二维矩阵式位置开关供适配选用；所述的控制器至少包括的功能单元组件即工作电源整流滤波/稳压/保护单元、信号输入/输出单元、显示单元、信号处理单元、逻辑处理/控制单元、操作开关/键盘单元、电控磁铁的控磁线圈/电枢绕组/螺线管驱动单元、活塞电控磁铁电控/励磁线圈分/供电组件、有线/无线网络通讯接口单元和备用电池组单元供适配选用实施；所述的其它附件，供其选择采用或组配的部件包括端盖、铁芯定子、非铁芯材质的定子本体、铁芯转子、非铁芯材质的转子本体、轴、轴承、联轴器、变速/皮带轮/齿轮组件、转子上的磁路隔断槽/磁阻最小槽/降温通风孔/管道/减重槽、风叶、风孔/风道、固定支架、机箱、壳体、机座、接线端子盒、配电箱、电刷/碳刷组件、接触杆/接触网活塞电控磁铁磁化线圈供电组件、电缆、紧固件、润滑组件、风冷/水冷/油冷式冷却组件、通讯接口；所述的磁铁磁极/磁齿有三种适配选择即永磁铁磁极/磁齿、电控磁铁磁极/磁齿和复合磁铁磁极/磁齿；所述的磁铁磁变动力通道组件有三种适配选择即永磁铁磁变动力通道组件、电控磁铁磁变动力通道组件和复合磁铁磁变动力通道组件；所述的永磁铁是指由硬磁磁性材料或矩磁磁性材料制成并被磁化的永磁铁，永磁铁也称为硬磁磁铁，永磁铁的种类包括硬磁铁磁质、矩磁铁磁质以及钕铁硼、铈磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴、铜镍铁、铁钴钼、铁钴钒等稀土合金永磁铁，还包括铁氧体永磁材料和凝聚态永磁材料及其它们衍生的硬磁和新型稀土永磁材料；所述的电控磁铁或称为电控软磁磁铁、电控铁芯、软磁磁铁，或习惯地简称为电磁铁，电控磁铁/电磁铁是指软磁铁芯外置或内置电控/励磁线圈、电枢绕组或螺线管而成，软磁铁芯材料的种类包括铁、镍、钴等单质及其合金，纯铁、低碳钢，取向/无取向铁硅系合金、软磁铁磁质、铁钴系、镍铁系和铁硅铝系合金，软磁铁氧体、非晶态软磁合金、超微晶软磁合金和凝聚态软磁材料及其它们衍生的铁芯、磁芯和新型软磁材料；所述的复合磁铁有五种复合/组合方案供选择，一是由永磁铁集成或复合而成，二是由电控磁铁集成或复合而成，三是由永磁铁和电控磁铁适配混合、复合或组合而成，四是由不同材质的硬磁材料组合模制而成磁极磁强渐变的磁变动力通道磁铁，五是在永磁铁上设置用于意外退磁时进行磁化的励磁线圈而成；原子磁能的磁变动力和能源装置根据上述技术方案中的元件、部件、组件和机构的不同选配方案进行适当搭配和组合，就分别建构成旋转式磁铁磁变定转子动力结构输出机械旋转动力的磁动机、复式磁变磁缸活塞曲轴动力结构输出机械旋转动力的磁动机；兼或地，同轴适配调速增效/发电定转子组件就成为了输出电力能源的磁能发电机组，或者成为既能输出机械旋转动力也能同时电力能源的磁能动力和发电机；或者仅选用磁铁磁变动力磁轨、磁铁活塞、位置传感器和控制器箱体及其它附件组配，即减掉连杆和曲轴机构，就构成了直线式磁铁磁变轨道活塞动力结构输出机械直线动力的直线磁动机。

附图说明

图1为实施例1一种筒式径向双气隙磁化磁场耦合的磁变定转子动力结构的原子磁能的磁变动力和能源装置的P-P轴向剖示图。

图2为实施例1的转子旋转到0°位置即Q-Q 0°径向剖示图。

图3为实施例1的转子旋转到40°位置即Q-Q 40°径向剖示图。

图4为实施例1的转子旋转到60°位置即Q-Q 60°径向剖示图。

图5为实施例1的转子旋转到72°位置即Q-Q 72°径向剖示图。

图6为实施例2一种盘式轴向单气隙磁化磁场耦合的磁变定转子动力结构的原子磁能的磁变动力和能源装置的轴向剖示图。

图7为实施例2图6的U-U径向剖示图。

图8为实施例2图6的V-V径向剖示图。

图9为实施例2图6的X-X径向剖示图。

图10为实施例2图6的Y-Y径向剖示图。

图11为实施例3一种原子磁能的磁变动力和能源装置的直列-L型两缸布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构的工作原理剖示图。

图12为实施例3图11直列-L型两缸布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构的曲轴旋转到180°的剖示图。

图13为实施例4一种原子磁能的磁变动力和能源装置的环绕曲轴设置-星型七缸布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构的工作原理剖示图。

图14为实施例4图13环绕曲轴设置-星型七缸布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构的曲轴旋转到75°的剖示图。

图15为实施例4图13环绕曲轴设置-星型七缸布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构的曲轴旋转到112°的剖示图。

图16为实施例4图13环绕曲轴设置-星型七缸布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构的曲轴旋转到-155°的剖示图。

图17为实施例5一种原子磁能的磁变动力和能源装置的环绕曲轴设置-星型五缸布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构工作原理剖示图。

图18为实施例6一种原子磁能的磁变动力和能源装置的环绕曲轴设置-星型五缸布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构工作原理剖示图。

图19为实施例7一种原子磁能的磁变动力和能源装置的环绕曲轴设置-星型四缸布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构工作原理剖示图。

图20为实施例8一种原子磁能的磁变动力和能源装置的环绕曲轴设置-星型四缸布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构工作原理剖示图。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2、图3、图4和图5所示，为一种筒式径向双气隙磁化磁场耦合的磁变定转子动力结构的原子磁能的磁变动力和能源装置，它主要由定子本体(100、102、110)、定子上布设的三个电控磁铁A(115、116、113)、电控磁铁B(112)和电控磁铁C(111)磁极/磁齿/磁靴(116、118、117)、转子本体(120)、转子上设置的五副由永磁铁组配的复合磁铁磁变动力通道组件(121、122、126、133、125、123、124、132、129、127)、转子轴(103)、位置传感器/编码器(106)、控制器及其它相关附件(105)组成。在定子本体(100、102、110)和转子本体(120)上分别适配布设用于产生原子磁能磁化磁场的电控磁铁磁极/磁齿(115、116、113)和永磁铁磁变动力通道组件(121、122、126、133、125、123、124、132、129、127)，即在转子气隙耦合面上首尾相接地布设五副永磁铁复合磁铁磁变动力通道组件(121、122、126、133、125、123、124、132、129、127)、在定子本体(110)气隙耦合面上设置了三个电控磁铁磁极/磁齿(113、115、116)，电控磁铁铁芯(115、112、111)的两端磁极/磁齿(116、118、117)，与相对应耦合的转子本体(120)两端上分别首尾相接均布五副径向磁场N同名磁极永磁铁复合磁铁磁变动力通道组件(121、124、125、126、123)和五副径向磁场S同名磁极永磁铁复合磁铁磁变动力通道组件(129、127)，分别构建成与电控磁铁铁芯两端磁极磁齿/磁靴(113、115和116，112和118，111和117)耦合呈现为永磁铁以磁变磁感应强度耦合的“转子逆时针旋转、磁齿前拉/后推”驱动转子并顺其旋转方向一致加力的磁化磁场相互耦合的磁变定转子动力结构即和/> 永磁铁复合磁铁磁变动力通道组件(121、126、125、123、124、129、127)中永磁铁磁变加力通道/>和其径向气隙磁场耦合宽度逐渐变窄、磁感应强度/矫顽力逐渐变强、吸引拉力逐渐变大呈吸引进近的渐开线气隙构型，双端气隙耦合面的电控磁铁(113、115、112、111)磁极磁齿由线圈(113)、铁芯(115、112、111)磁极磁齿(116、118、117、119)构成，电控磁铁铁芯(113、115、112、111)的两端气隙(107、109)耦合面的磁极磁齿(116、118、117、119)分别对应耦合转子两端永磁铁复合磁铁磁变动力通道组件(121、126、125、123、124、129、127)的气隙耦合面(107、109)，在定子左端盖(100)与转子轴(103)之间装配了获取永磁铁复合磁铁磁变动力通道组件(121、126、125、123、124、129、127)磁极耦合面的端部/磁极性变更区(122、133或132)与电控磁铁磁极/磁齿(113、112、111)相对位置信息的位置传感器(106)。实时电控定子上的线圈(113、112、111)励磁磁化软磁铁芯(115)磁齿(117、118，116、119)产生原子磁能自发附加磁化磁场及其方向，分别与转子上的永磁铁复合磁铁磁变动力通道组件(121、122、126、133、125、123、124、132、129、127)的原子磁能自发磁化磁场之间形成“磁齿自动进近磁变渐强吸引拉力渐强拉动加力做功-→电控磁铁磁齿完成吸引拉力/排斥推力变向-→磁齿自动出远磁变渐弱排斥推力渐弱推动加力做功”，达到每个磁铁磁极/磁齿(116、118、117、119)在与相应磁铁磁变动力通道组件(121、122、126、133、125、123、124、132、129、127)耦合全过程中均获得驱动转子顺其旋转方向一致加力的旋转扭矩，从而实现原子磁能磁化磁场之间自动产生顺向(即顺其旋转方向)吸引拉力/排斥推力形成自动接续、接力和持续循环式驱动转子旋转做功，进而把原子磁能转变为机械动力和电力能源即磁变磁变动力和能源。比照电动机或内燃发动机，原子磁能的磁变定转子动力结构组件就是磁动机，也就是本发明原子磁能的磁变动力和能源装置。/>

工作机理：图2所示，设置永磁铁复合磁铁磁变动力通道组件(121、122、126、133、125、123、124、132、129、127)的转子(120)逆时针旋转到Q-Q 0°位置，此时，控制器根据实时获取的角度位置控制电控磁铁A线圈(113)输出铁芯外磁场对其内部软磁铁芯(115)进行实时可控磁化，铁芯A工作在非磁饱和区并输出原子磁能自发附加磁化磁场，其一端的磁极磁齿(116)呈磁极性S，另一端磁极磁齿(119)呈磁极性N，分别与相耦合的设置在转子本体(120)两端的N和S同名磁极的永磁铁复合磁铁磁变动力通道组件(121和129)之间形成由大渐小的原子磁能磁化磁场耦合传动气隙并且耦合磁感应强度由小渐大之“磁齿自动进近吸引拉力渐强拉动加力做功”，即异磁性相吸渐大，并且为逆时针一致加力，拉动转子逆时针旋转做功。

同时，控制器根据实时获取的角度位置信息，当转子(120)上的永磁铁复合磁铁磁变动力加力通道组件(126)磁极耦合面的尾部阻滞区/磁极性变更区(133)旋转到定子上的电控磁铁B的磁极磁齿(118)位置时，控制电控磁铁B线圈(112)的励磁电流改变方向，使得电控磁铁B一端的磁极磁齿(118)由S磁极性变成N磁极性，另一端的磁极磁齿由N磁极性变成S磁极性，电控磁铁B输出的原子磁能自发附加磁化磁场，分别与相耦合的设置在转子(120)两端的N和S同名磁极的永磁铁复合磁铁磁变动力通道组件(121和129)形成磁齿与磁变加力通道之间原子磁能磁化磁场耦合气隙由小渐大、磁感应强度由大渐小之“磁齿吸引拉力/排斥推力变向-→磁齿自动出远排斥推力渐弱推动加力做功”即由异磁极性相吸转变成同磁极性相排斥，继续逆时针一致加力，持续逆时针推动转子旋转做功，直到转子本体(120)上的永磁铁磁变动力加力通道组件(126)旋转离开。

图3所示，当永磁铁复合磁铁磁变动力加力通道组件(125)加力通道首端旋转到定子电控磁铁B磁极磁齿(118)位置时，再控制电控磁铁B线圈(112)的励磁电流改变方向，使得电控磁铁B铁芯左端的磁极磁齿(118)由N磁极性变成S磁极性，电控磁铁B铁芯右端的磁极磁齿由S磁极性变成N磁极性，电控磁铁B左右磁极磁齿S和N分别与相耦合的设置在转子本体(120)两端的N和S同名磁极的永磁铁复合磁铁磁变动力通道组件(125)之间形成由大渐小的原子磁能磁化磁场耦合传动气隙并且耦合磁感应强度由小渐大之“磁齿自动进近吸引拉力渐强拉动加力做功”，即异磁性相吸渐大，并且为逆时针一致加力驱动转子旋转，电控磁铁B左右磁极磁齿S和N顺向进入到下一个永磁铁磁变加力通道(125)，接续和接力拉动转子逆时针旋转做功。

图4、5所示，如上所述，依此类推，容易看出：定子上的三个磁铁A(115、116、113)、磁铁B(112)和磁铁C铁芯(111)左右两端的磁极/磁齿(116、118、117、119)分别与转子本体(120)左右两端上各设置的五副磁铁磁变动力通道组件(121、126、125、123、124、129、127)进行传动耦合运行过程中，定转子上的磁铁的原子磁能磁化磁场之间自动产生吸引拉力/排斥推力，每时每刻在每个位置处均让转子获得顺其旋转方向一致加力的做功扭矩，从而实现原子磁能磁化磁场之间自动产生顺向吸引拉力/排斥推力形成接续、接力和循环式持续驱动转子旋转做功，进而把原子磁能转变为机械动力和电力能源即磁变磁变动力和能源。

实施例2

如图6、图7、图8、图9和图10所示，为一种盘式轴向单气隙磁化磁场耦合的磁变定转子动力结构的原子磁能的磁变动力和能源装置，它主要由定子本体(200、201、202)、定子上布设的五组双电控磁铁组配的复合磁铁磁极/磁齿(215、213，216、214，211、212，219、218，217)、转子本体(220)、转子上设置的三副永磁铁磁变动力通道组件(221、222，225、232，223、233)、调速增效电动/发电定转子组件(202、261、262、220、251)、转子轴(203)、位置传感器/编码器(206)、控制器及其它相关附件(205)组成。定子本体(200)上均布五组轴向磁场电控磁铁双磁极/磁齿(215、213，216、214)，相对应的磁变转子本体(220)左侧圆周耦合面上分别首尾相接均布三副轴向磁场S同名端磁极永磁铁磁变动力通道组件(221、222，225、232，223、233)，定子上的双电控磁铁组配的复合磁铁双磁极/磁齿(215、213，216、214)分别与转子上的磁变动力通道(221、222，225、232，223、233)之间形成“转子顺时针旋转，磁齿自动进近吸引力增强拉动加力做功-→磁齿吸引拉力/排斥推力变向-→磁齿自动出远排斥力渐弱推动加力做功”即“磁铁自动磁变渐强吸引拉力渐强拉动加力做功→电控磁铁完成吸引拉力/排斥推力变向→磁铁自动磁变渐弱排斥推力渐弱推动加力做功”结构，磁齿吸引拉/排斥推驱动转子顺时针旋转并顺转向一致加力的磁化磁场相互耦合的磁变定转子动力结构——磁变定转子动力结构组件就是磁动机；由于，磁铁的原子磁能磁化磁场之间产生的吸引拉力或排斥推力(即推/拉)只与耦合气隙间距平方成反比，其吸引拉力或排斥推力做功功率与转速成正比。当转子轴(203)转速较高并稳定时磁铁原子磁能转化输出功率相应较高并稳定，同轴传动的磁铁磁变动力定转子结构中的转子获得适当的转速，“磁变动力功率＝转速×磁铁自发磁化磁场力”，即转速大小会直接影响到磁变动力的输出功率，调增转速可以获得更高的磁变动力工作效率，有必要共轴设置调速增效电动定转子组件；另外，设置共轴发电定转子组件可以把转子轴(203)输出的磁变机械动力直接转变成电力能源输出。调速增效电动/发电定转子组件(202、261、262、220、251)由定子端盖(202)、定子铁芯(261)及其电枢绕组(262)、转子本体(220)及其右侧布设的极性N/S交错的永磁铁(251)构成，实际上就是一个盘式永磁同步电机定转子组件，在控制器中适配驱动模块，既可以作为永磁电动机用于调速增效，也可以用作永磁发电机，还可以作为调速增效/发电双工电机使用，就像是风力发电系统中的永磁同步调速稳速/发电双工定转子组件。对应于电动机，原子磁能的磁变定转子动力结构组件就是磁动机，磁动机输出磁变机械动力。比照汽轮发电机组、内燃发电机组，原子磁能的磁动机共轴配置发电定转子组件，就成为了既能输出磁变机械动力也能输出磁变电力能源的原子磁能发电机组，也就是本发明原子磁能的磁变动力和能源装置。

本实施例2与实施例1的最大不同有三点：一是，本实施例中的原子磁能的磁动机——磁变定转子动力结构组件，是盘式轴向磁化磁场耦合的磁变定转子动力结构，而实施例1中的原子磁能的磁动机是筒式径向磁化磁场耦合的磁变定转子动力结构；二是，实施例1中的定子上布设的磁铁磁齿是单电控磁铁磁极，而本实施例中的定子上布设的磁铁磁齿是由双电控磁铁铁芯组配的复合磁铁磁齿，复合磁铁磁齿中的两个电控磁铁铁芯磁极可以独立控制互相配合工作，对磁变加力通道进行“前拉/后推”的顺旋转方向一致加力，以便更精准、更有效地控制电控磁铁磁齿与磁变加力通道之间产生的吸引拉力变更成排斥推力，使得定子上的磁铁磁齿(215、216)驱动转子磁铁磁变动力通道(221)顺时针旋转，并通过磁变动力通道的尾端阻滞区(222)进入下一个相邻的磁变动力加力通道(223)，更容易更精准实现从吸引拉力适时转变成排斥推力，或从排斥推力适时转变成吸引拉力，更高效地形成接续、接力和持续循环式驱动转子旋转做功；三是，共用转子轴(203)共用转子本体(220)(右侧)增设了调速增效电动/发电定转子组件，以便进一步提高磁铁的原子磁能磁化磁场力做功转化为机械动力的效率和功率，而且一部分或全部机械动力还可根据需要转变成电力能源输出。

实施例3

如图11和图12所示，为一种原子磁能的磁变动力和能源装置的直列-L型两缸布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构工作原理剖切示意图，主要由两套A3、B3永磁铁磁变动力磁缸(315、316、310、325、326)、两副A3、B3电控磁铁活塞(311、312、306，321、322、309)、连杆(305、308)、曲轴(301、304、307)、位置传感器、控制器、箱体(300)和轴上惯性轮及其它附件组成。在磁铁活塞(311、312、306)上设置有一个电控磁铁(311、312)铁芯(311)的两端磁极N和S，在磁铁磁变动力磁缸(315、316、310)上设置有一副永磁铁磁铁磁变动力通道组件(316、310)，两套A3、B3永磁铁磁变动力磁缸(315、316、310、325、326)和相适配的两副A3、B3电控磁铁活塞(311、312、306、321、322、309)上分别布设的磁铁磁变动力通道组件(316、310，310、326)和电控磁铁铁芯(311、321)两端磁极之间相互耦合的原子磁能磁化磁场的磁感应强度渐变产生自动吸引拉力/排斥推力力矩并通过适时控制改变其中电控磁铁(311、312，321、322)的原子磁能自发附加磁化磁场的极性使得吸引拉力/排斥推力变向，达到每个活塞的磁铁铁芯(311、321)磁极N-S/S-N分别与相应磁缸(315、316、310，325、310、326)的磁铁磁变动力通道组件(315、316，310、326)耦合全过程中均获得推/拉电控磁铁活塞(311、312、306，321、322、309)和连杆(305、308)驱动曲轴并顺其旋转方向一致加力的上、下往复推/拉力矩，即两电控磁铁活塞(311、321)分别在适配的永磁铁磁变磁缸(315、325)里自动产生吸引拉力/排斥推力而作上、下往复式运动，并通过连杆(305、308)驱动曲轴(304、307、301)顺向一致加力，也就是，图11所示，一方面，两个电控磁铁(311、312，321、322)活塞A3的铁芯磁极性均为N-S，电控磁铁活塞A3(311、312)在永磁铁磁变磁缸A3(315)里磁铁磁化磁场耦合气隙自下而上时由窄渐宽、自发磁化磁场磁感应强度由强变弱，电控磁铁活塞A3(311、312)受到磁场自动渐弱排斥向上即自下而上加力运动，通过连杆(305)驱动曲轴(304、301)顺向旋转做功，直到向上运动到磁缸(315)的最上端；同样地，电控磁铁活塞B3(321、322)在永磁铁磁变磁缸B3(325)里磁铁磁化磁场耦合气隙自上而下时由窄渐宽、自发磁化磁场磁感应强度由强变弱，电控磁铁活塞B3(321)受到磁场自动渐弱排斥向下即自上而下加力运动，通过连杆(308)驱动曲轴(307、301)顺向旋转做功，直到向下运动到磁缸(325)的最下端。图12所示，另一方面，两个电控磁铁(311、312，321、322)活塞A3同时变换其磁极性即由N-S变换成S-N，电控磁铁活塞A3(311、312)在永磁铁磁变磁缸A3(315)里磁铁磁化磁场耦合气隙自上而下时由宽渐窄、自发磁化磁场磁感应强度由弱变强，电控磁铁活塞A3(311、312)受到磁场自动渐强向下即自上而下加力运动，通过连杆(305)驱动曲轴(304、301)顺向旋转做功，直到向下运动到磁缸(315)的最下端；同样地，电控磁铁活塞B3(321、322)在永磁铁磁变磁缸B3(325)里磁铁磁化磁场耦合气隙自下而上时由宽渐窄、自发磁化磁场磁感应强度由弱变强，电控磁铁活塞B3(321、322)受到磁场自动渐强吸引向上即自下而上加力运动，通过连杆(308)驱动曲轴(307、301)顺向旋转做功，直到向上运动到达磁缸(325)的最上端。容易看出，在全部工作过程中，每个电控磁铁活塞(311、312、306，321、322、309)受到的吸引拉力/排斥推力均能受到与驱动曲轴(304、307、301)旋转方向一致加力作用，从而接续、接力和往复式推/拉电控磁铁活塞(311、312、306，321、322、309)和连杆(305、308)驱动曲轴(304、307、301)旋转做功，进而把原子磁能转变为机械动力和电力能源即磁变磁变动力和能源。

实施例4

如图13、图14、图15和图16所示，为一种原子磁能的磁变动力和能源装置的环绕曲轴设置-星型七缸布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构的工作原理剖切示意图，主要由七套A4、B4、C4、D4、E4、F4和G4复合磁铁磁变动力磁缸(415，416、418、419、422，417、420、421、423)、七副A4、B4、C4、D4、E4、F4和G4电控磁铁活塞(411、412、406)、连杆(405)、曲轴(401、402、403、404)、位置传感器、控制器、箱体(400)和轴上安装惯性轮及其它附件组成。其中，每套复合磁铁磁变动力磁缸(415、416、417、418、419、420、421、422、423)主要由磁缸壁(415)、两副分别由两个永磁铁(416、422)磁变加力通道段和一个电控磁铁(418、419)磁变加力通道段组合而成的复合磁铁磁变动力通道组件(416、418、419、422，417、420、421、423)构成，电控磁铁活塞(411、412、406)主要由电控磁铁铁芯(411)和控磁线圈(412)构成。复合磁铁磁变动力磁缸A4(416、418、419、422，417、420、421、423)中的电控磁铁活塞A4(411、412、406)上、下运动并往复式推/拉电控磁铁活塞(411、412、406)和连杆(405)驱动星型曲轴(404、403、402、401)旋转做功，其工作机理详述如下：

①电控磁铁活塞A4(411、412、406)在复合磁铁磁变动力磁缸A4(416、418、419、422，417、420、421、423)中处于最上端、自上而下运动时，电控磁铁活塞A4铁芯(411)磁极两端极性为S-N，电控磁铁活塞A4(411、412)在磁缸A4的永磁铁磁变加力通道段(416、417)磁化磁场耦合气隙自上而下由宽渐窄、自发磁化磁场磁感应强度由弱变强，电控磁铁活塞A4(411)受到磁场自动渐强吸引拉力向下上即自上而下加力运动，通过连杆(405)驱动曲轴(404、403、402、401)顺向旋转做功，直到电控磁铁活塞A4(411)磁极靠近电控磁铁(418、419，420、421)磁变加力通道耦合面，此时的电控磁铁(418、419，420、421)磁变加力通道耦合面分别呈N和S，把电控磁铁活塞A4铁芯(411)磁极S-N吸引至对中并惯性滑过对中位置之后，电控磁铁(418、419，420、421)磁变加力通道耦合面分别由N、S改变成S、N，把电控磁铁活塞A4铁芯(411)的磁极S-N排斥下推，进入磁缸A4的永磁铁磁变加力通道段(422、423)磁化磁场耦合气隙自上而下由窄渐宽、自发磁化磁场磁感应强度由强变弱，电控磁铁活塞A4(411)受到磁场自动渐弱排斥推力继续向下一致加力运动，并通过连杆(405)驱动曲轴(404、403、402、401)顺向旋转做功，直到磁缸A4的最下端；

②电控磁铁活塞A4(411、412、406)在复合磁铁磁变动力磁缸A4(416、418、419、422，417、420、421、423)中处于最下端、自下而上运动时，控制线圈(412)使得电控磁铁活塞A4铁芯(411)磁极两端极性改变成N-S，电控磁铁活塞A4(411、412)在磁缸A4的永磁铁磁变加力通道段(422、423)磁化磁场耦合气隙自下而上由宽渐窄、自发磁化磁场磁感应强度由弱变强，电控磁铁活塞A4(411)受到磁场自动渐强吸引拉力向上即自下而上加力运动，通过连杆(405)驱动曲轴(404、403、402、401)顺向旋转做功，直到电控磁铁活塞A4(411)磁极靠近电控磁铁(418、419，420、421)磁变加力通道耦合面，此时的电控磁铁(418、419，420、421)磁变加力通道耦合面分别呈S和N，把电控磁铁活塞A4铁芯(411)磁极N-S吸引至对中并惯性滑过对中位置之后，电控磁铁(418、419，420、421)磁变加力通道耦合面分别由S、N改变成N、S，把电控磁铁活塞A4铁芯(411)的磁极N-S排斥上推，进入磁缸A4的永磁铁磁变加力通道段(416、417)磁化磁场耦合气隙自下而上由窄渐宽、自发磁化磁场磁感应强度由强变弱，电控磁铁活塞A4(411、412)受到磁场自动渐弱排斥推力继续向上一致加力运动，并通过连杆(405)驱动曲轴(404、403、402、401)顺向旋转做功，直到磁缸A4的最上端，至此，完成了一个磁缸活塞完整的往复式工作过程。

在与往复式星型-曲轴布局相类似的内燃发动机技术中，参考直升机技术中常用的环绕曲轴设置-星型七缸布局的往复式气缸活塞结构的内燃发动机工作原理，并了解上述磁缸/磁轨和电控磁铁活塞的工作机理后，本领域的专业技术人员就很容易理解本实施例的环绕曲轴设置-星型七缸布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构的工作原理了，因此，本实施例更详尽的工作过程描述就不在这里赘述了。

实施例5

如图17所示，为一种原子磁能的磁变动力和能源装置的环绕曲轴设置-星型五缸布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构的工作原理剖切示意图，主要由五套A5、B5、C5、D5和E5磁变动力磁缸(515、516、517、522、523)、五副A5、B5、C5、D5和E5电控磁铁活塞(511、512、506)、连杆(505)、曲轴(501、502、503、504)、位置传感器、控制器和箱体(500)及其它附件组成。其中，磁缸壁(515)上设置的复合磁铁磁变加力通道组件是由永磁铁(516、517，522、523)组配而成，电控磁铁活塞由铁芯(511)和控磁线圈(512)组配而成。其工作机理参考实施例3和4。

实施例6

如图18所示，为一种原子磁能的磁变动力和能源装置的环绕曲轴设置-星型五缸布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构的工作原理剖切示意图，主要由五套A6、B6、C6、D6和E6磁变动力磁缸(615、616、617、622、623)、五副A6、B6、C6、D6和E6电控磁铁活塞(611、641、631、651、606)、连杆(605)、曲轴(601、602、603、604)、位置传感器、控制器和箱体(600)及其它附件组成。本实施例与实施例5的主要区别在于，电控磁铁活塞是由四个电控磁铁(611、641、631、651)分上下两层、左右独立设置组配而成，更有利于对电控磁铁活塞的精准控制以便高效获得拉/推力矩并提高系统工作效率。其工作机理参考实施例3和4。

实施例7

如图19所示，为一种原子磁能的磁变动力和能源装置的环绕曲轴设置-星型四缸布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构的工作原理剖切示意图，主要由四套A7、B7、C7和D7电控磁铁磁变动力磁缸(715、716、717、718、719、720、721)、四副A7、B7、C7和D7永磁铁活塞(711、731、741、706)、连杆(705)、曲轴(701、702、703、704)、位置传感器、控制器和箱体(700)及其它附件组成。其中，每套电控磁铁磁变动力磁缸的缸壁和上端底部分别设置三副电控磁铁磁变加力通道组件(716、717，718、719，720、721)，永磁铁活塞是由三件永磁铁(711、731、741)适配组合设置而成，以此说明磁铁磁变动力通道组件和磁铁活塞的结构方案的多样性。其工作机理参考实施例3和4。

实施例8

如图20所示，为一种原子磁能的磁变动力和能源装置的环绕曲轴设置-星型四缸布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构的工作原理剖切示意图，主要由四套A8、B8、C8和D8电控磁铁磁变动力磁缸(815、816、817、822、823)、四副A8、B8、C8和D8永磁铁活塞(811、806)、连杆(805)、曲轴(801、802、803、804)、位置传感器、控制器和箱体(800)及其它附件组成。本实施例与实施例7的主要区别在于，电控磁铁磁变动力磁缸的缸壁(815)上设置的电控磁铁磁变加力通道组件是由上、下两段电控磁铁磁变加力通道(816、817，822、823)组配而成，永磁铁活塞是一单体永磁铁(811)活塞。其工作机理参考实施例3和4。

上述实施例1、2、3、4、5、6、7和8仅仅给出了本发明中所罗列众多技术特征方案中选配的有代表性的两个具体实施技术方案，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、排列组合应用、相互嵌套应用，有很多不同的具体实施例或产品方案，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，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；③本申请文件中所涉及的正转和反转、正向和反向、顺向和逆向、一侧和另一侧、左侧和右侧、左端和右端、首端、尾端，以及首尾相接、首尾间隔距离串联相接、首头组合/串联相接、从一头到另一头等特征描述仅仅是称谓区别和为了技术方案的描述方便及简洁扼要，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或置换相应的技术特征描述。

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”、“设置”和“布设”含义基本先进只是说法用词不同，“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。

Claims (10)

1.一种原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，它为磁变定转子动力结构，主要由定子、磁铁磁变动力通道组件、磁铁磁极/磁齿、转子、转子轴、位置传感器、控制器和支架及其它附件组成，在定子和转子的本体上分别适配布设用于产生原子磁能磁化磁场的磁铁磁变动力通道组件和磁铁磁极/磁齿，在定子气隙耦合面上首尾相接地布设至少一副磁铁磁变动力通道组件、在转子气隙耦合面上布设至少一个磁铁磁极/磁齿，或者是，在转子气隙耦合面上首尾相接地布设至少一副磁铁磁变动力通道组件、在定子气隙耦合面上设置至少一个磁铁磁极/磁齿，磁变定、转子上分别布设的磁铁磁变动力通道组件和磁铁磁极/磁齿之间相互耦合的原子磁能磁化磁场磁感应强度渐变产生自动吸引拉力/排斥推力力扭矩并通过适时控制改变其中电控磁铁的原子磁能自发附加磁化磁场的极性使得吸引拉力/排斥推力变向，达到每个磁铁磁极/磁齿在与相应磁铁磁变动力通道组件耦合全过程中均获得驱动转子并顺其旋转方向一致加力的旋转扭矩，即磁铁磁变定、转子的原子磁能磁化磁场之间自动产生顺向吸引拉力/排斥推力并形成接续、接力和循环式驱动转子旋转做功，进而把原子磁能转变为机械动力和电力能源即磁变磁变动力和能源。

2.如权利要求1所述的一种原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，定子和转子上的磁铁磁极/磁齿和磁铁磁变动力通道组件至少其中之一适配布设包含有电控磁铁，即自动产生耦合扭矩的磁铁磁变动力通道组件和磁铁磁极/磁齿至少之一中设置有电控软磁铁芯，电控磁铁的控磁线圈两端分别接驳于控制器相对应的接线端子，用于控制器实时控制电控磁铁磁极输出原子自发附加磁化磁场大小和方向的位置传感器接驳于控制器相对应的接线端子，磁铁磁极/磁齿与磁铁磁变动力通道组件之间的耦合气隙宽窄渐变或者原子磁能磁化磁场磁感应强度强弱变化自动产生吸引拉力/排斥推力扭矩，并通过适时控制其中电控磁铁磁极自发附加磁化磁场变向，使得磁变定转子动力结构中磁铁原子磁能磁化磁场之间自动产生自动吸引拉力/排斥推力力并顺向一致加力，其中，磁铁磁变动力通道组件的磁极耦合面长度大于磁铁磁极/磁齿耦合面的长度，以便二者的原子磁能磁化磁场之间吸引拉力/排斥推力或者排斥推力/吸引拉力自动做功过程中有做功积累的路程空间。

3.如权利要求1所述的原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，所述的磁变定转子动力结构中，磁铁磁极/磁齿与磁铁磁变动力通道组件之间有以下相互气隙耦合加力构型供选配实施，一种是耦合气隙宽度均匀一致，但其中的磁铁磁变动力通道组件既具有磁极变化又具有不同磁质叠合模压并磁化成阶梯/平滑渐变的磁感应强度峰谷强弱起伏变化，形成定转子耦合面之间同性磁极之间自动排斥推远渐弱或异性磁极之间自动吸引拉近渐强的推/拉动力结构，另一种是耦合气隙宽度大小起伏和磁极变化使得磁极耦合磁感应强度强弱变化形成定转子耦合面同性排斥或异性吸引的推/拉动力结构，其中的磁铁磁变动力通道组件既具有耦合气隙渐宽和磁感应强度渐弱/同性磁极之间自动排斥推远渐宽的推力动力结构又具有耦合气隙渐窄和磁感应强度渐强/异性磁极之间自动吸引拉近渐窄的拉力动力结构，兼或地，选用上述两种耦合气隙构型其中至少一种构建成单气隙耦合磁变定转子动力结构和双气隙耦合磁变定转子动力结构，或者采用单/双气隙耦合磁变定转子动力结构进行串联、嵌套或混合方式构建的多气隙耦合磁变定转子动力结构；磁铁磁极/磁齿耦合面有两种结构方案供适配选择实施，一是利用磁铁N和S之其中之一N/S磁极构建为单磁铁磁极/磁齿单气隙耦合面结构，二是利用磁铁的N和S两磁极分别气隙耦合以同轴串联或嵌套并联形式构建为双磁铁磁极/磁齿双气隙耦合面结构，分别与相适配的磁铁磁极/磁齿的耦合面构建成单气隙耦合、双或多气隙耦合的磁变定转子动力结构；磁铁磁变动力通道组件耦合面有两种结构方案供适配选择实施，一是利用磁铁N和S之其中之一N/S磁极构建为单磁极单气隙耦合面结构，二是利用磁铁的N和S两磁极分别气隙耦合以同轴串联或嵌套并联形式构建为双磁极双气隙耦合面结构，分别与相适配的磁铁磁变动力通道组件的耦合面构建成单、双或多气隙耦合的磁变定转子动力结构；磁变定转子之间有以下气隙耦合结构方案供选择实施：径向磁场耦合气隙筒式、轴向磁场耦合气隙盘式和斜向磁场耦合气隙筒盘式磁变定转子动力结构，即径向耦合气隙渐窄/磁感应强度渐强加力磁极通道——异性相吸引拉力驱动旋转式定转子动力结构、径向耦合气隙渐宽/磁感应强度渐弱加力磁极通道——同性相排斥推力驱动旋转式定转子动力结构、轴向耦合气隙渐窄/磁感应强度渐强加力磁极通道——异性相吸引拉力驱动旋转式定转子动力结构、轴向耦合气隙渐宽/磁感应强度渐弱加力磁极通道——同性相排斥推力驱动旋转式定转子动力结构、斜向耦合气隙渐窄/磁感应强度渐强加力磁极通道——异性相吸引拉力驱动旋转式定转子动力结构、斜向耦合气隙渐宽/磁感应强度渐弱加力磁极通道——同性相排斥力推力驱动旋转式定转子动力结构和径向滑动即滑块/滑杆气隙耦合磁变调节旋转式定转子动力结构及其适配单、双或多气隙耦合面嵌套和串接构建的旋转式定转子动力结构，以及磁铁推/拉加力通道直线式定转子动力结构；单气隙耦合磁变定转子动力结构包括以下气隙耦合动力结构方案供选择实施：单气隙磁场耦合的内转子外定子结构、外转子内定子结构和左右定转子结构以及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和圆喇叭槽型轨道状气隙耦合动力结构；双气隙耦合磁变定转子动力结构包括有四种结构方案供选择实施：其一是径向双气隙磁场耦合套筒定子内转子动力结构，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，其二是径向双气隙磁场耦合套筒转子内定子动力结构，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，其三是轴向双气隙磁场耦合双盘外定子内盘转子动力结构，即双盘外定子，其中间共用双气隙磁场耦合面盘式转子，其四是轴向双气隙磁场耦合双盘外转子内盘定子动力结构，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/和双气隙磁场耦合动力的磁变定转子动力结构以同轴分段或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和多段式的单、双或多气隙耦合磁变定转子动力结构。

4.一种原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，它为往复式磁变磁缸活塞动力结构，主要由磁铁磁变动力磁缸/磁轨、磁铁活塞、连杆、曲轴、位置传感器、控制器和箱体及其它附件组成，在磁铁活塞和磁铁磁变动力磁缸/磁轨上分别对应适配布设用于产生原子磁能磁化磁场的磁铁磁极/磁齿和磁铁磁变动力通道组件，即在磁铁活塞上设置有至少一个磁铁磁极/磁齿，在磁铁磁变动力磁缸/磁轨上设置有至少一副磁铁磁变动力通道组件，或者是，在磁铁活塞上有设置至少一副磁铁磁变动力通道组件、在磁铁磁变动力磁缸/磁轨上设置有至少一个磁铁磁极/磁齿，磁变磁缸/磁轨和磁铁活塞上分别布设的磁铁磁变动力通道组件和磁铁磁极/磁齿之间相互耦合的原子磁能磁化磁场的磁感应强度渐变产生自动吸引拉力/排斥推力力扭矩并通过适时控制改变其中电控磁铁的原子磁能自发附加磁化磁场的极性使得吸引拉力/排斥推力变向，达到每个活塞的磁铁磁极/磁齿在与相应磁钢/磁轨的磁铁磁变动力通道组件耦合全过程中均获得推/拉磁铁活塞和连杆驱动曲轴并顺其旋转方向一致加力的往复推/拉力矩，即磁铁磁变磁缸/磁轨和磁铁活塞的原子磁能磁化磁场之间自动产生顺向吸引拉力/排斥推力形成接续、接力和往复式推/拉磁铁活塞和连杆驱动曲轴旋转做功，进而把原子磁能转变为机械动力和电力能源即磁变磁变动力和能源。

5.如权利要求4所述的一种原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，磁铁活塞和磁铁磁变动力磁缸/磁轨至少其中之一适配布设包含有电控磁铁，即自动产生耦合排斥推力/吸引拉力力矩的磁铁磁变动力通道组件和磁铁磁极/磁齿中至少之一设置有电控软磁铁芯，实时电控其自发附加磁化磁场并适时改变其极性以便获得往复式一致加力推/拉连杆驱动曲轴旋转做功，电控磁铁的控磁线圈两端分别接驳于控制器相对应的接线端子，用于控制器实时自控电控磁铁磁极输出原子自发附加磁化磁场包括调控其强弱起伏和方向的位置传感器接驳于控制器相对应的接线端子，磁变动力磁缸/磁轨与磁铁活塞相对运动产生原子磁能磁化磁场相对论效应即成为磁铁磁变磁钢/磁轨和磁铁活塞之间磁化电磁场同性排斥/异性吸引的推/拉动力结构，即在磁铁磁极/磁齿与磁铁磁变动力通道组件之间耦合气隙宽窄/起伏渐变、原子磁能磁化磁场磁感应强度强弱变化产生磁化磁场作用力以及自控其相应电控磁铁磁极的原子自发附加磁化磁场变向产生往复式一致加力推/拉磁铁活塞和连杆驱动曲轴的力矩；磁铁磁变动力通道组件磁极耦合面的长度大于磁铁磁极/磁齿耦合面的长度，以便二者的原子磁能磁化磁场之间吸引拉力/排斥推力或者排斥推力/吸引拉力自动做功过程中有做功积累的路程空间。

6.如权利要求4所述的原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，所述的往复式磁变磁缸活塞动力结构中，依照“内燃发动机之活塞气缸布局构型”和“斯特林外燃发动机之活塞气缸布局构型”及其适配于单缸/双缸/双缸以上配置布局模式对气隙磁场耦合的磁铁活塞和磁缸/磁轨的设置布局方案进行分类，至少有七种及其衍生的往复式磁变磁缸活塞动力结构布设方案供选择实施，包括直列-L型、斜置-V型、斜置-W型、斜置-VR型及水平对置-H型磁铁活塞和磁缸/磁轨布局，还包括环绕曲轴设置-星型布局或采用至少两排叠加环绕曲轴设置-星型磁铁活塞和磁缸/磁轨布局以及斯特林发动机式的磁铁活塞和磁缸/磁轨布局的往复式磁变磁缸活塞动力结构；按照磁铁活塞和磁缸/磁轨运动方式区分有两种构建磁变气缸活塞动力结构的方案形式，一种是磁铁活塞固定、磁变动力磁缸/磁轨做往复运动并与连杆相联接驱动曲轴输出动力的结构，另一种是磁变动力磁缸/磁轨固定、磁铁活塞做往复运动并与连杆相联接驱动曲轴输出动力的结构；磁变动力磁缸/磁轨与适配磁铁活塞的耦合面按形状分类有以下结构形式及其融合和混配结构形式供选择实施，一是方形、圆形或异形筒管状N-S双极型耦合面磁铁磁变动力通道组件构型，二是方形、圆形或筒管形N/S单极型耦合面磁铁磁变动力通道组件构型，三是一体式/分体式双磁极性N-S耦合面双耦合气隙磁变加力轨道，四是两个或两个以上耦合面嵌套、并联或串联磁铁磁变动力通道组件构型，五是开放式单面单磁极N/S气隙耦合平面/弧面/槽型耦合面磁铁磁变动力通道组件构型，六是开放式双面双磁极N-S气隙耦合平面/弧面/槽型耦合面磁铁磁变动力通道组件构型，七是在磁铁缸壁、顶部兼或底部适当部位设置磁铁并分别与磁铁活塞的耦合面适配构建成集合式磁铁磁变动力通道组件构型。

7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，永磁铁磁极/磁齿或磁铁活塞由至少一个永磁铁磁极N或S组成即由一个N/S、两个NN/SS或三个NNN/SSS构成或以此类推叠合模压而成；电控磁铁磁极/磁齿由至少一个电控磁铁磁极组成即一个/>或两个/>或三个/>电控磁铁磁极组成；复合磁铁磁极/磁齿由至少一个永磁铁磁极N/S与至少一个电控磁铁/>磁极组成，构建成不同形式的适配磁铁磁极/磁齿；永磁铁磁变动力通道组件由至少一块永磁铁N/S磁极及其磁铁磁变动力通道组件即永磁磁极耦合面磁感应强度由小变大渐强/>或磁感应强度由大变小渐弱/>或由磁感应强度大小起伏和强弱变化/>的永磁磁极通道，以此类推，搭配组合而成永磁铁磁变动力通道组件；电控磁铁磁变动力通道组件由至少一组电控磁铁/>磁极及其磁铁磁变动力通道组件即铁芯磁极耦合面磁感应强度由小变大渐强或由大变小渐弱/>或由大小起伏和强弱变化/>的铁芯磁极通道，以此类推，搭配组合而成电控磁铁磁变动力通道组件；复合磁铁磁变动力通道组件由永磁铁磁极N/S及其复合磁铁磁极耦合面磁感应强度渐强/>或渐弱/>之磁铁磁变动力通道组件与电控磁铁磁极/>及其磁极耦合面磁感应强度渐强/>或渐弱/>之磁铁磁变动力通道组件搭配组合构建而成；复合磁铁磁变动力通道组件至少有三种组合形式供选配采用，其一是复合磁铁磁变吸引加力磁极通道即磁极耦合面磁感应强度由小变大渐强的磁极加力通道/> 其二是复合磁铁磁变排斥加力磁极通道即磁极耦合面磁感应强度由大变小渐弱的磁极加力通道/>其三是复合/组合磁铁磁变吸引拉力/排斥推力——拉/推或者推/拉加力磁极通道，即磁极耦合面磁感应强度大小起伏和强弱变化的磁极加力通道/>或/> 以此类推，搭配组合而成复合磁铁磁变动力通道组件；磁铁磁极/磁齿与磁铁磁变动力通道组件在定转子气隙耦合动力结构中分别形成前拉型、后推型、前拉后推型或后推前拉型的磁铁磁极/磁齿结构；磁铁磁变动力通道组件在磁变定转子动力结构的相应耦合面上呈首尾相接布设以达到与磁铁磁极/磁齿之间产生的原子磁能磁化电磁场力持续和接续做功；磁铁磁极/磁齿和磁铁活塞与磁铁磁变动力通道组件之间有以下相互气隙耦合加力构型供选配实施，一种是耦合气隙宽度均匀一致，但其中的磁铁磁变动力通道组件既具有磁极变化又具有不同磁质叠合模压而成并磁化成阶梯/平滑渐变的磁感应强度峰谷强弱起伏变化，形成磁铁活塞和磁缸/磁轨的耦合面之间同性磁极自动排斥推远渐弱或异性磁极自动吸引拉近渐强的推/拉动力结构，另一种是耦合气隙宽度大小起伏和磁极变化使得磁极耦合磁感应强度强弱变化形成磁铁活塞和磁缸/磁轨的耦合面同性排斥或异性吸引的推/拉动力结构，其中的磁铁磁变动力通道组件既具有耦合气隙渐宽和磁感应强度渐弱/同性磁极之间自动排斥推远渐宽的推力动力结构又具有耦合气隙渐窄和磁感应强度渐强/异性磁极之间自动吸引拉近渐窄的拉力动力结构；磁铁磁极/磁齿耦合面有四种结构方案供适配选择实施，一是利用磁铁N-S磁铁磁极/磁齿之其中之一N/S磁铁磁极/磁齿构建的活塞单气隙耦合面结构，二是单磁铁N-S双磁铁磁极/磁齿构建的活塞双气隙耦合面结构，三是两个或两个以上单磁铁单磁铁磁极/磁齿N/S串联布设的活塞单气隙耦合面结构，四是两个或两个以上单磁铁双磁铁磁极/磁齿N-S串联布设的双气隙耦合面结构，分别与相适配的磁铁磁变动力通道组件的耦合面构建成单/双/多气隙耦合的往复式磁变磁缸活塞动力结构；磁铁磁变动力通道组件耦合面有两种结构方案供适配选择实施，一是利用磁铁磁变动力通道组件的磁铁N-S磁极之其中之一N/S磁极加力通道耦合面结构，二是利用磁铁磁变动力通道组件的磁铁N-S两磁极加力通道耦合面结构，分别与相适配的磁铁磁极/磁齿的耦合面构建成单/双/多气隙耦合的往复式磁变磁缸活塞动力结构。

8.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，在旋转式磁变定转子动力结构的转子轴上或往复式磁变磁缸活塞动力结构的曲轴上设置调速增效电动/发电定转子组件，调速增效电机定转子组件有以下三种构建方式供选择其一或两种以上组配实施，其一是调速增效电动/发电定转子组件呈分段或组合方式设置成盘式、筒式和筒盘式定转子构建，其二是调速增效电动/发电双工定转子组件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构建，其三是磁变调速增效电动定转子和磁变动力发电定转子二者合并成具有调速和发电双功能电机定转子构建，分别构建成为原子磁能的磁变动力和能源装置。

9.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，在磁变定转子动力结构或往复式磁变磁缸活塞动力结构及其调速增效电机定转子组件和调速增效电动/发电双工定转子组件中的励磁线圈/电枢绕组/螺线管，除了有传统线圈技术方案即铜质电磁线圈、铝质电磁线圈、银质和贵金属材质包铜之圆型电磁线圈供选用之外，还有以下三种线圈技术方案供选择采用，一是平板式线圈即一种绕组集成在印制电路板PCB上的电磁线圈，即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；二是扁线式线圈即电控磁铁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，三是超导线圈。

10.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的原子磁能的磁变动力和能源装置，其特征是，所述的位置传感器至少包括的种类即霍尔位置传感器、编码器、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、接触式行程开关、限位开关和二维矩阵式位置开关供适配选用；所述的控制器至少包括的功能单元组件即工作电源整流滤波/稳压/保护单元、信号输入/输出单元、显示单元、信号处理单元、逻辑处理/控制单元、操作开关/键盘单元、电控磁铁的控磁线圈/电枢绕组/螺线管驱动单元、活塞电控磁铁电控/励磁线圈分/供电组件、有线/无线网络通讯接口单元和备用电池组单元供适配选用实施；所述的其它附件，供其选择采用或组配的部件包括端盖、铁芯定子、非铁芯材质的定子本体、铁芯转子、非铁芯材质的转子本体、轴、轴承、联轴器、变速/皮带轮/齿轮组件、转子上的磁路隔断槽/磁阻最小槽/降温通风孔/管道/减重槽、风叶、风孔/风道、固定支架、机箱、壳体、机座、接线端子盒、配电箱、电刷/碳刷组件、接触杆/接触网活塞电控磁铁磁化线圈供电组件、电缆、紧固件、润滑组件、风冷/水冷/油冷式冷却组件、通讯接口；所述的磁铁磁极/磁齿有三种适配选择即永磁铁磁极/磁齿、电控磁铁磁极/磁齿和复合磁铁磁极/磁齿；所述的磁铁磁变动力通道组件有三种适配选择即永磁铁磁变动力通道组件、电控磁铁磁变动力通道组件和复合磁铁磁变动力通道组件；所述的永磁铁是指由硬磁磁性材料或矩磁磁性材料制成并被磁化的永磁铁，永磁铁也称为硬磁磁铁，永磁铁的种类包括硬磁铁磁质、矩磁铁磁质以及钕铁硼、铈磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴、铜镍铁、铁钴钼、铁钴钒等稀土合金永磁铁，还包括铁氧体永磁材料和凝聚态永磁材料及其它们衍生的硬磁和新型稀土永磁材料；所述的电控磁铁或称为电控软磁磁铁、电控铁芯、软磁磁铁，或习惯地简称为电磁铁，电控磁铁/电磁铁是指软磁铁芯外置或内置电控/励磁线圈、电枢绕组或螺线管而成，软磁铁芯材料的种类包括铁、镍、钴等单质及其合金，纯铁、低碳钢，取向/无取向铁硅系合金、软磁铁磁质、铁钴系、镍铁系和铁硅铝系合金，软磁铁氧体、非晶态软磁合金、超微晶软磁合金和凝聚态软磁材料及其它们衍生的铁芯、磁芯和新型软磁材料；所述的复合磁铁有五种复合/组合方案供选择，一是由永磁铁集成或复合而成，二是由电控磁铁集成或复合而成，三是由永磁铁和电控磁铁适配混合、复合或组合而成，四是由不同材质的硬磁材料组合模制而成磁极磁强渐变的磁变动力通道磁铁，五是在永磁铁上设置用于意外退磁时进行磁化的励磁线圈而成；原子磁能的磁变动力和能源装置根据上述技术方案中的元件、部件、组件和机构的不同选配方案进行适当搭配和组合，就分别建构成旋转式磁铁磁变定转子动力结构输出机械旋转动力的磁动机、复式磁变磁缸活塞曲轴动力结构输出机械旋转动力的磁动机；兼或地，同轴适配调速增效/发电定转子组件就成为了输出电力能源的磁能发电机组，或者成为既能输出机械旋转动力也能同时电力能源的磁能动力和发电机；或者仅选用磁铁磁变动力磁轨、磁铁活塞、位置传感器和控制器箱体及其它附件组配，即减掉连杆和曲轴机构，就构成了直线式磁铁磁变轨道活塞动力结构输出机械直线动力的直线磁动机。