CN2492007Y - 永磁体发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型发动机解决现有技术线圈多,铁心结构复杂,损耗大,效率低,体积重量大的缺陷。包括定子、转子;定子为轴向设置的环状永磁体,截面呈螺旋线状结构,与转子永磁体之间的间隙由小到大环绕分布,磁场为内外壁向设置,两端的端口处设有电磁体;转子转轴上有控制电磁体的定位开关,环状永磁体内壁面与转子永磁体外表磁极同极。具有节能,效率高,旋转稳定,结构简单、紧凑,体积小,重量轻,便于实现数码控制的优点。

Description

永磁体发动机

本实用新型涉及一种发动机，特别是涉及定子、转子的永磁体发动机。

当前国内外应用的发动机主要有燃油发动机，蒸汽发动机，电力发动机等，所述的各种类型发动机普遍存在着转换效率低，体积大，造价高，耗能多的问题。如现有的电动机结构主要包括壳体、定子、转子，定子固定在壳体中，转子架设在壳体上，可在定子中转动。转子的转轴上设有多个永磁体，而定子包括有内齿状的矽钢片和绕制安装在矽钢片上的线圈。当线圈通电时，矽钢片的每一个齿头便成为一个磁极，产生旋转磁场，其磁力作用在转轴上的永磁体，使得转子产生旋转。其缺陷是在定子上设置有若干组线圈，线圈之间的连接有特定的要求，不可接错，否则导致电动机无法转动，甚至烧坏线圈，而且导致定子铁心结构复杂，不但有线圈中的导线电阻产生的电能损耗，而且还有铁心中产生涡流损耗，电磁转换率效率低，体积大，重量大，能耗大。

本实用新型的目的在于提供一种利用转子与定子之间利用永磁体相互排斥转动，转子和定子无线圈，定子不用产生旋转磁场，只需定位外加永磁体时，外加一个脉冲磁场就可使其继续相互排斥转动的永磁体发动机。

为实现本实用新型的目的，所述的永磁体发动机包括定子，定位在定子中转动的转子，转子设有磁场方向垂直转轴的转子永磁体，所述的定子为轴向设置的环状永磁体，所述的环状永磁体轴向截面呈螺旋线状结构，环状永磁体与转子永磁体之间的永磁体间隙由小到大环绕分布，在环状永磁体两端的端口处设有电磁体，该电磁体产生的磁场作用在转子永磁体表面，其排斥力可使转子永磁体沿所述的永磁体间隙由小到大方向运动，所述的环状永磁体的磁场为内外壁向设置，所述的转轴上设有控制电磁体产生磁场的定位开关，所述的环状永磁体内壁面的磁极与转子永磁体外表面的磁极同极。

附图的图面说明如下：

图1为本实用新型永磁体发动机的结构图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图1的B-B剖视图。

图4为局部转子永磁体与环状永磁体磁力线及受力图。

图5为定位开关控制电磁体产生磁场的电路图。

下面将结合附图，对本实用新型的实施例作进一步详述：

如图1、2中所示，本实用新型所述的永磁体发动机包括壳体1，定子2，转子3，转子3包括转轴4和三个转子永磁体5。定子2固定在壳体1中，转子3通过壳体1两端盖15中的轴承14定位在定子2中转动，转子3上的转子永磁体5磁场方向垂直转轴4。本实用新型的关键是所述的定子2为轴向设置的环状永磁体，所述的环状永磁体轴向截面呈螺旋线状结构，环状永磁体的磁场为内外壁向设置，内壁面的磁极与转子永磁体5外表面的磁极同极。该环状永磁体可以理解成一个内外壁充磁的圆管磁体，截去其中一段，在侧边形成一个开口，将其中一端向外拉开，形成截面呈螺旋线状结构。环状永磁体内壁面与转子永磁体5转动时的外表面之间的永磁体间隙8形成由小到大环绕分布。如图4中所示，当转轴4上的三个转子永磁体5均处在环状永磁体内侧时，由于转子永磁体5与环状永芭体之间的磁极同极，而且两者的磁力线形成一定的夹角α，可使转子永磁体5受到一个旋转切线方向的力F，使转子3按照永磁体间隙8由小到大环绕方向产生转动，如图2中尖头所指方向。当其中一个转子永磁体5转至环状永磁体两端的第一端口处时，该转子永磁体5受力最小，继续转下去，将受到第二端口处环状永磁体的反向磁力作用。在环状永磁体两端的端口处设有电磁体6，该电磁体6产生的磁场作用在转子永磁体5表面，其排斥力可使转子永磁体5沿所述的永磁体间隙8由小到大的方向运动。当转子永磁体5转至电磁体6位置处时，只要控制电磁体6产生一个与转子永磁体5之间同极的磁场，便会有一个磁力作用于转子永磁体5上。该磁力的大小，不但可以克服第二端口处环状永磁体反向作用于转子永磁体5上的磁力，阻止转子永磁体5转入其位置处，使该转子永磁体5转入第二端口处环状永磁体处，达到使转子3转动，而且还可以使转子3转动减速甚至停止转动。所述的转轴4上设有控制电磁体6产生磁场的定位开关7，定位开关7通过当外罩16罩住固定在端盖15上。转子永磁体5转至电磁体6位置处时，如图3、5中所示，定位开关7控制电磁体6产生电磁场，将进入其位置处的转子永磁体5推至第二端口处环状永磁体位置处，如此循环往复，转子3便可不停地转动。

所述的电磁体6设有导磁体9和绕制在该导磁体9上的线圈10，所述的导磁体9表面与转子永磁体5之间的导磁体间隙11由小到大的方向与永磁体间隙8由小到大的方向一致。本实施例中转轴4上转子永磁体5的个数为三个扇形结构的永磁体，也可以为若干个永磁体。两个永磁体之间的距应当大于导磁体9内面宽度。当线圈10通电时，在导磁体9内表面产生磁场，其内表面发出的磁力线与转子永磁体5外表面发出的磁力线形成一个夹角，可使转子永磁体5沿导磁体间隙11由小到大的方向转动。

如图3中所示，所述的定位开关7主要是保证当转轴4上的转子永磁体5转至电磁体6位置处时，可以接通电磁体6的电源，使其通电产生磁场。它可以是设置在转轴4上的开关触发器12和串接在线圈10电源回路中的通断器13。通断器13是导通或者断开，取决于开关触发器12。例如开关触发器12可以是两个串接在线圈回路中的电刷17，而通断器13为固定在转轴4上弧形导电层18。所述的开关触发器12在转子永磁体5转至电磁体6位置处时，两个电刷可触及到弧形导电层，导致电流从其中一个电刷，经过弧形导电层至另一个电刷，这样通断器13导通。当然，定位开关7的结构形式可以不限于上述结构形式。所述的通断器13可以与转子永磁体5的个数对应，每当一个开关触发器12转至通断器13位置处时，正好是有一个转子永磁体5转至电磁体6位置处，此时，如图5中所示，开关触发器12触及通断器13，使通断器13导通，电源U加在线圈10两端，产生电磁场，通过导磁体9内表面发出磁力线，作用于转子永磁体5上。当转子永磁体5转过电磁体6位置时，开关触发器12也随之离开通断器13，通断器13断开，线圈10中的电磁场消失。这样，便可以保持转子永磁体5转至电磁体6位置时，电磁体6便产生磁场。如此不断给转子3施加作用力，可保持或增加转子3的动能。控制线圈10的通断次数，可以改变输出功率。另外改变线圈10中的电流大小，也可以改变输出功率。

本实用新型所述的永磁体发动机具有如下优点：

1.由于转子和定子均采用永磁材料，当转子永磁体全部处于环状永磁体内时，由于相互之间由小到大分布的间隙结构以及磁力的排斥而产生旋转，避免了原有技术需要利用设置在铁心上的线圈产生旋转磁场，不存在线圈铜线的内阻损耗和铁心中涡流的铁损。

2.当有一个转子永磁体转至电磁体位置时，电磁体产生一个脉冲磁场，使其转过电磁体位置，此时通入线圈中的电流为脉冲电流，电能转换成动能的效率高，可大大节约电能。

3.转子上可以设有多个转子永磁体，便于对转子均匀施加能量，使其旋转稳定。

4.由于转子和定子没有线圈，省去放置线圈的复杂结构，同时也省去了大量铜线，不但结构简单了，而且便于制造的，整体紧凑，而且体积小，重量轻，造价低。

5.永磁体采用脉冲电流，不但电磁转换效率高，而且便于实现数码控制。

Claims (3)

1.一种永磁体发动机，包括定子(2)，定位在定子(2)中转动的转子(3)，转子(3)设有磁场方向垂直转轴(4)的转子永磁体(5)，其特征是所述的定子(2)为轴向设置的环状永磁体，所述的环状永磁体轴向截面呈螺旋线状结构，环状永磁体与转子永磁体(5)之间的永磁体间隙(8)由小到大环绕分布，在环状永磁体两端的端口处设有电磁体(6)，该电磁体(6)产生的磁场作用在转子永磁体(5)表面，其排斥力可使转子永磁体(5)沿所述的永磁体间隙(8)由小到大方向运动，所述的环状永磁体的磁场为内外壁向设置，所述的转轴(4)上设有控制电磁体(6)产生磁场的定位开关(7)，所述的环状永磁体内壁面的磁极与转子永磁体(5)外表面的磁极同极。

2.根据权利要求1所述的永磁体发动机，其特征是所述的电磁体(6)设有导磁体(9)和绕制在该导磁体(9)上的线圈(10)，所述的导磁体(9)表面与转子永磁体(5)之间的导磁体间隙(11)由小到大的方向与永磁体间隙(8)由小到大的方向一致。

3.根据权利要求2所述的永磁体发动机，其特征是所述的定位开关(7)为设置在转轴(4)上的开关触发器(12)和串接在线圈(10)电源回路中的通断器(13)，所述的开关触发器(12)在转子永磁体(5)转至电磁体(6)位置处时，可使通断器(13)通断。

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