CN207652291U - 一种磁动力发动机 - Google Patents

Abstract

一种磁动力发动机，属于磁动力装置技术领域。包括机壳（1）以及转动设置在机壳（1）中的转子（4），其特征在于：在转子（4）的外周圈均匀设置有若干磁铁（9），在磁铁（9）的外侧设置有线圈（6），线圈（6）包括励磁线圈和感应线圈，还设置有驱动电源，驱动电源串联感应线圈和电子开关形成回路，励磁线圈串联在电子开关的触发回路中。本磁动力发动机，利用磁铁的磁力，并结合驱动电源使励磁线圈不断产生磁力与磁铁自身的磁铁相互配合，使得转子转动，具有结构简单成本低的优点。

Description

一种磁动力发动机

技术领域

一种磁动力发动机，属于磁动力装置技术领域。

背景技术

发动机是目前最为常见的一种能量转换装置，用于将其他形式的能量转换为机械能。在现有技术中，发动机一般包括内燃机、外燃机以及电动机等，因此目前的发动机主要是将化学能直接或间接的转换为机械能，因此在转换的过程中需要消耗大量的能源，所以不可避免的会对环境造成污染，因此越来越多的技术人员开始考虑通过开发新能源的发动机，比如利用水利、风力、太阳能、核能等作为驱动力，但是核能发电门槛较高，同时还需要考虑核泄漏以及核废料的处理问题；而水利、风力发电随相对环保，但是投资成本太高，亟待改进；而太阳能发电受自然因素的影响较大，稳定性较差，因此目前还没有一种简单、可靠且投资成本相对较低的发动机。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种磁动力发动机，利用磁铁的磁力，并结合驱动电源使励磁线圈不断产生磁力与磁铁自身的磁铁相互配合，使得转子转动，具有结构简单成本低的优点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该磁动力发动机，包括机壳以及转动设置在机壳中的转子，其特征在于：在转子的外周圈均匀设置有若干磁铁，在磁铁的外侧设置有线圈，线圈包括励磁线圈和感应线圈，还设置有驱动电源，驱动电源串联感应线圈和电子开关形成回路，励磁线圈串联在电子开关的触发回路中。

优选的，相邻两块所述的磁铁位于转子轴心同侧的磁极极性相反。

优选的，在所述机壳的前、后侧面上分别安装有轴承座，在轴承座内设置有轴承，转子的转轴穿过前、后两侧轴承座中的轴承固定。

优选的，所述转子的转轴的至少一端自机壳引出形成输出轴。

优选的，设置有底座，所述的机壳固定在底座上方。

优选的，所述励磁线圈和感应线圈同向绕制。

优选的，所述的线圈位于机壳内，并固定于转子的正下方。

优选的，在机壳的侧面设置有用于引入外部电源的电源插孔；

所述的驱动电源为电源插孔引入的外部电源；

所述的驱动电源或为可充电电池，由电源插孔引入的外部电源通过充电电路为可充电电池充电。

优选的，所述的磁铁的数量为偶数。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：

本磁动力发动机，利用磁铁的磁力与感应线圈相配合不断导通驱动电源与励磁线圈的导通回路，使得励磁线圈不断感应出磁性，并与磁铁自身的磁极的磁性相配合不断地吸引和排斥磁铁，从而进一步带动转子完成转动，因此本磁动力发动机的原理以及结构极为简单，可靠性更高，投资成本也相对较低，同时完全杜绝了环境的污染。同时由于驱动电源处于断续且瞬时的工作状态，因此对于电能的消耗极少，起到了极佳的节能效果。

附图说明

图1为实施例1磁动力发动机正视图。

图2为实施例1磁动力发动机后视图。

图3为实施例1磁动力发动机右视图。

图4为实施例1磁动力发动机转子结构示意图。

图5为图4中A处放大图。

图6为实施例1磁动力发动机控制电路原理图。

图7为实施例1磁动力发动机感应线圈工作示意图。

图8为实施例1磁动力发动机励磁线圈工作示意图。

图9为实施例2磁动力发动机转子结构示意图。

图10为图9中B处放大图。

图11为实施例2磁动力发动机感应线圈工作示意图。

图12为实施例2磁动力发动机励磁线圈工作示意图。

其中：1、机壳 2、轴承座 3、输出轴 4、转子 5、线路板 6、线圈 7、底座 8、电源插孔 9、磁铁 10、转子机壳。

具体实施方式

图1~8是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~12对本实用新型做进一步说明。

实施例1：

如图1~3所示，一种磁动力发动机，包括底座7，底座7上表面竖直设置有中空的机壳1。在机壳1内设置有圆盘状的转子4，转子4的中轴线水平设置。在机壳1的前、后侧壁上对称设置有轴承座2，在前后的轴承座2内分别安装有轴承，转子4的转轴分别穿过前、后两侧的轴承座2并由轴承座2内的轴承支撑转动，转子4两侧转轴中至少一支由机壳1的侧面引出形成本磁动力发动机的输出轴3。

在转子4的侧部固定有线圈6，线圈6优选固定在底座7的表面，并位于转子4的正下方。在线圈6的一侧固定有线路板5，在线路板5上设置有控制电路。在底座7的后侧壁上还开设有电源插孔8，用于将外部电源接入控制电路。

如图4~5所示，在转子4的转子机壳10内固定有多块磁铁9，磁铁9均匀分布与转子4的外周圈。磁铁9优选为偶数块，固定在转子4外侧所有磁铁9外端面的磁极极性间隔设置。

线圈6包括两组，由并列的两条绝缘导线（或带有绝缘层的铜绞线）同向绕至而成，两组线圈6分布为感应线圈和励磁线圈，感应线圈和励磁线圈的线头同时连接到线路板5，并接入控制电路。

励磁线圈的匝数是感应线圈匝数的1~1.5倍，可以保证本磁动力发动机正常工作的前提下，最大程度的减少发热量。同时为减小线圈6的整体体积，当励磁线圈的匝数大于感应线圈的匝数时，励磁线圈可采用直径小于感应线圈直径的导线。

如图6所示，上述的控制电路至少包括一个电子开关，在本磁动力发动机中，电子开关由三极管实现。电感L1一端连接三极管T1的基极，另一端接地（电源负极），驱动电源连接三极管T1的集电极，三极管T1的发射极串联电感L2接地。其中电感L1和电感L2分别表示上述的感应线圈和励磁线圈，驱动电源可以是上述电源插孔8直接引入的直流电源，也可以在机壳1内设置可充电电池以及相应的充电电路，通过电源插孔8引入电源对可充电电池进行充电。为保证三极管T1处于正常的工作状态，可在上述电路中串联合适的限流电阻或限流电位器，以保证三极管T1不会因过大的电流二烧毁。

具体工作过程及工作原理如下：

当转子4处于静止状态时，由电源插孔8或机壳1内自带的可充电电池的电源输出回路正常导通，由于三极管T1处于截止状态，因此励磁线圈中无电流经过，因此不会造成电源的短路。

当需要本磁动力发动机转动时，通过外力对输出轴3以一定的转速发生自转，结合图7，假设感应线圈的缠绕方向如图中所示，且假设转子4在受到外力转动之后某一个外端磁极为N极的磁铁9首先移动至感应线圈的上方，根据楞次定律，感应线圈中产生的感应电流的流向如图所示。同时假设感应线圈中产生的感应电流的方向流向三极管T1的基极，此时三极管T1在该感应电流的驱动下导通。

需要特别说明的是：如果上述三个假设中至少一个不成立，由于转子4上磁铁9外端的磁极极性是交替设置的，而感应线圈的绕向只有两种（上述为其中一种），因此转子4在转动过程中，势必会出现某一个磁极（N极或S极）在切割固定绕向的感应线圈时会在感应线圈中感应出某一流向的感应电流，该感应电流可以触发三极管T1导通。

当三极管T1导通之后，驱动电源产生的激励电流经由三极管的发射极输出并经过励磁线圈，结合图8，由于励磁线圈的绕向与感应线圈相同，假设激励电流的流向如图中所示，因此根据安培定律，励磁线圈与磁铁9相对的一端会感应得到N极，与线圈6上方磁铁9的极性相斥，由于在上述过程之后，该磁铁9会在转子4惯性的作用下随转子4的转动方向转过一定距离，因此励磁线圈与该磁铁9之间的斥力会将该磁铁9“推出”，同时会对下一块磁铁9（外端磁极为S极）进行吸引，因此转子4会因感应线圈而得到一个角加速度，带动转子4进一步转动。

当将外端磁极极性为S极的磁铁9吸引到线圈6的上方之后，由于S极切割感应线圈得到感应电流方向与上述方向相反，因此三极管T1截止。由于三极管T1为瞬时截止，因此根据楞次定律，在励磁线圈中会瞬时感应出反向电流以阻碍磁极的变化，因此会在励磁线圈与磁铁9相对应的一端会瞬时感应出S极，对当前线圈6上的磁铁9进行排斥，由于磁铁9会在转子4惯性的作用下随转子4的转动方向在此转过一定距离，因此励磁线圈与该磁铁9之间的斥力会在此将该磁铁9“推出”，转子4会因感应线圈而再次得到一个角加速度，然后励磁线圈中因激励电流消失而极性消失。

然后下一块外端磁极极性为N极的磁铁9转动至线圈6的下方，重复上述过程，在此不再赘述。由上述可知，转子4在转动之后不断地间隔性触发三极管T1，三极管T1导通之后利用驱动电源不断地驱动激励线圈使之产生磁性，不断地“推出”以及“吸引”磁铁9，进一步驱动转子4不断地获得角加速度，直至达到最高转速，并以最高转速持续转动，同时由于驱动电源处于断续且瞬时的工作状态，因此对于电能的消耗极少，起到了极佳的节能效果。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：如图9~10所示，在本实施例中，固定在转子4外侧所有磁铁9外端面的磁极极性相同，即同为S极或同为N极。

在本实施例中，由于所有磁铁9外端面的极性相同，因此需要根据磁铁9外端面磁极的极性设计感应线圈的绕向，使得磁铁9的磁场在切割感应线圈时，感应线圈中产生的感应电流的方向触发三极管导通。

本实施例的具体工作过程及工作原理如下：

如图11~12所示，当转子4处于静止状态时，由电源插孔8或机壳1内自带的可充电电池的电源输出回路正常导通，由于三极管T1处于截止状态，因此励磁线圈中无电流经过，因此不会造成电源的短路。

当需要本磁动力发动机转动时，通过外力对输出轴3以一定的转速发生自转，结合图11，假设感应线圈的缠绕方向如图中所示，由于感应线圈的绕向已经与磁铁9的磁极相匹配，因此磁铁9在切割磁感线时感应线圈中感应得到的电流的流向可以将三极管导通。

当三极管T1导通之后，驱动电源产生的激励电流经由三极管的发射极输出并经过励磁线圈，结合图12，由于励磁线圈的绕向与感应线圈相同，假设激励电流的流向如图中所示，因此根据安培定律，励磁线圈与磁铁9相对的一端会感应得到N极，与线圈6上方磁铁9的极性相斥，由于在上述过程之后，该磁铁9会在转子4惯性的作用下随转子4的转动方向转过一定距离，因此励磁线圈与该磁铁9之间的斥力会将该磁铁9“推出”，因此转子4会因感应线圈而得到一个角加速度，带动转子4进一步转动。

当磁铁9远离感应线圈时，感应线圈中的感应电流逐渐减小，当感应电流的大小不足以将三极管导通时三极管T1截止。由于三极管T1为瞬时截止，因此根据楞次定律，在励磁线圈中会瞬时感应出反向电流以阻碍磁极的变化，因此会在励磁线圈与磁铁9相对应的一端会瞬时感应出S极，对下一块磁铁9进行吸引，由于励磁线圈中感应得到的磁场为瞬时磁场，因此在对下一块磁铁9进行吸引之后瞬间消失。当下一块磁铁9转动至线圈6的下方之后，重复上述过程，在此不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种磁动力发动机，包括机壳（1）以及转动设置在机壳（1）中的转子（4），其特征在于：在转子（4）的外周圈均匀设置有若干磁铁（9），在磁铁（9）的外侧设置有线圈（6），线圈（6）包括励磁线圈和感应线圈，还设置有驱动电源，驱动电源串联感应线圈和电子开关形成回路，励磁线圈串联在电子开关的触发回路中。

2.根据权利要求1所述的磁动力发动机，其特征在于：相邻两块所述的磁铁（9）位于转子（4）轴心同侧的磁极极性相反。

3.根据权利要求1所述的磁动力发动机，其特征在于：在所述机壳（1）的前、后侧面上分别安装有轴承座（2），在轴承座（2）内设置有轴承，转子（4）的转轴穿过前、后两侧轴承座（2）中的轴承固定。

4.根据权利要求1或3所述的磁动力发动机，其特征在于：所述转子（4）的转轴的至少一端自机壳（1）引出形成输出轴（3）。

5.根据权利要求1所述的磁动力发动机，其特征在于：设置有底座（7），所述的机壳（1）固定在底座（7）上方。

6.根据权利要求1所述的磁动力发动机，其特征在于：所述励磁线圈和感应线圈同向绕制。

7.根据权利要求1所述的磁动力发动机，其特征在于：所述的线圈（6）位于机壳（1）内，并固定于转子（4）的正下方。

8.根据权利要求1所述的磁动力发动机，其特征在于：在机壳（1）的侧面设置有用于引入外部电源的电源插孔（8）；

所述的驱动电源为电源插孔（8）引入的外部电源；

所述的驱动电源或为可充电电池，由电源插孔（8）引入的外部电源通过充电电路为可充电电池充电。

9.根据权利要求2所述的磁动力发动机，其特征在于：所述的磁铁（9）的数量为偶数。