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磁能动体系及应用

阅读:545发布:2022-02-15

专利汇可以提供磁能动体系及应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 属于动 力 、 能源 领域,目的是解决能源危机和环境污染,技术特征是在 机体 转子 轮的径向中心磁轭两侧设对称的“八”字形永磁 块 ,在 定子 轮的径向中心磁轭两侧设对称的倒“八”字形永磁块,定、转子永磁块横剖面N极极面所在直线隔气隙平行相对并与中心磁轭各成45°夹 角 ,对称永磁块横剖面长轴线与N极极面所在直线延长线在定子或转子轮横剖面中均成正方或长方形。用途是利用开发出的磁能源和各种磁能发 电机 、电力 发动机 等使交通工具及机械设备的性能发生革命。,下面是磁能动体系及应用专利的具体信息内容。

1、一种磁能动体,其特征在于所述的磁能动力体包括:空气隙、空气隙 两侧的永磁体、固定磁体的板、板与磁体和磁体与磁体之间的软,所述的永磁 体从横剖面分有两种形式:一种长轴(3)两端为磁极的永磁体(1),另一种短轴 (4)两端为磁极的永磁体(2),长短轴与各自磁体的N极极面垂直,所述的板 (5)及板间所夹气隙(6)相互平行,板之间气隙(6)两侧的磁极体的长轴与各 自板所夹约为45°且互为内错角,长轴磁极体的N极极面隔气隙平行且极面所 在直线与内错角所在线大约垂直;短轴磁极体的N极极面隔气隙平行,N或S 极极面所在直线与板所夹角约为45°也互为内错角,气隙两侧平行的磁极极面为 同磁极,所述的长轴磁极体在板一侧与板间夹有一层软铁(7),磁极体(1)之间 也夹有斜伸软铁齿(7)并与前述软铁连为一体,斜伸软铁齿(7)在剖面等间距 平行,长度与N极极面所在线重合,短轴磁极体在板一侧磁体(2)之间,隔有 较大空气隙(8),也可以在该空气隙中贴板夹一辅助磁(9),磁块(9)临空气 隙(8)端为一平面,该平面两侧为45°斜面,其中N极所在斜面线与永磁体 (2)N极所在线成直角交于板(5)平面,S极所在斜面线与另一相邻永磁体 (2)的S极隔气隙(10)平行相对,长、短轴磁块磁极临空气隙(6)直角点连 线为一平面,该平面与板平面平行,两板磁体间空气隙在不影响动平衡情况下越 薄越好,两板磁体间N极极面间距离在保证N极极面有效作用宽度情况下距离越 小作用力越大,两板在磁斥力作用下,长轴磁体沿长轴与板所夹45°角相反方向 运动,短轴磁体沿磁体剖面磁极线与板所夹45°角方向运动。
2、如权利要求1所述的磁能动力体,其特征在于所述的板为三块平行,中 间一块板两侧对称布设永磁体(1),对称磁体横剖面磁极长轴(3)延长线相交于 该板中心,夹角约为90°左右,中间一块板两侧对称布设永磁体(2),对称磁体 (2)横剖面的长轴中心线延长交于该板中心,夹角约为90°左右,该板可沿气隙 (6)方向自由运动,两侧板隔气隙(6)布设与中间板磁块大小、密度、排列结 构基本相同的永磁块,所述的磁块(1),其特征在于,气隙(6)两侧磁块(1) 横剖面长边线与各自板所夹锐角约为45°左右且互为内错角,磁块(1)剖面N 磁极线隔气隙(6)互相平行,剖面两长边平行,磁块(1)在板一侧互相平行,S 磁极线与板平行中间夹软铁(7),同板同侧磁块(1)之间夹与上述软铁连为一体 的斜伸软铁齿(7),当板为软铁时也可不设S极与板间软铁(7),N极磁力线沿斜 伸软铁齿(7)经S极与板间软铁(7)或软铁板(5)回到S极形成磁回路,磁块 厚度适当,中间板各永磁体(1)受到两侧永磁体(1)的N极磁斥力作用,磁力 作用线沿磁块横剖面磁极长轴线(3)交汇作用于中间板中心面,夹角约为90°左 右,由力的合成定理,合力作用线均在中间板中心面,板两侧各对永磁块合力作 用线方向均位于两分力夹角90°的相反方向,所述的磁块(2)其特征在于,气隙 (6)两侧磁块(2)剖面长边线与各自板所夹锐角约为45°左右且互为内错角, 剖面长边线的N磁极线隔气隙(6)相互平行,永磁块(2)临气隙(6)端以磁块 横剖面中心线为界,N磁极端线与气隙(6)线重合,S磁极端线与气隙(6)垂 直;板同侧各永磁块(2)剖面长边线平行,永磁块(2)之间贴板夹辅助磁块 (9)与气隙(10),所述磁块(9)贴板剖面呈梯形,其上底与板平行,上底与两 邻斜面夹角为135°角,其中N极斜面与永磁块(2)剖面N极线成直角相交于板 面,S极斜面与相邻永磁块(2)剖面S极线隔气隙(10)平行相对,板同侧磁块 (2)间磁力线NS极相贯形成磁回路,辅助磁块主磁力线从N极斜面经与垂直永 磁块(2)N极作用相斥后折回S极斜面,各磁块厚度适当,中间板各永磁体(2) 受到两侧永磁体(2)的N极磁斥力作用,磁力作用线沿磁块横剖面长轴线交汇 作用于中间板中心面,夹角约为90°左右,由力的合成定理,合力作用线均在中 间板中心面,板两侧各对永磁体(2)合力作用线方向均位于两分力夹角90°方 向,由于两侧板固定,中间板综合体在两侧板综合体磁斥力作用下,沿中间板中 心线永磁块(2)剖面中心线延长线夹角90°一侧方向运动,或沿中间板中心线永 磁块(1)剖面长轴线(3)延长线夹角90°相反方向运动。
3、如权利要求2所述的磁能动力体,其特征在于所述的三块板以三板剖面 所在平面中点垂线为半径,以定半径垂线端为圆心,以中间板长边中心线为展开 圆圆周线,将三板及所含永磁体弯成三个同半径并以气隙(6)相隔的圆环,赋予 永磁块及板沿圆心线方向并小于外周定半径的内周半径,赋予中间板内周连接幅 条(13),轴套筒(14)及轴(11),构成一个转轮(15),各板永磁块沿长轴方向 成同心放射状排列,并由于同心的原因形成永磁块沿轮外周与内周上宽下窄,所 述的轴其特征在于轴两端连接于固定端的轴承(12),穿过两侧空心圆环式板,在 轴中点处穿过轴套筒(14)并用键将轴与轴套筒固定,所述的两侧板弯成空心圆 环式板后予以固定,中间转轮(15)圆环板两侧永磁块受到固定轮(16)同轴空 心圆环板单侧永磁块同磁极的磁斥力作用,作用线垂直于转轮(15)圆环板两侧 永磁块剖面包括圆环内、外周裸面N磁极线,作用线方向由两侧指向转轮(15) 圆环板中心面并交于该面板,两侧对称磁块中磁力作用线所夹锐角约为90°,根 据力的合成定理,极两侧各对永磁块受磁斥力作用线合力线就是作用线夹角的角 分线,合力线的方向与作用线所夹锐角90°的方向相反,与作用线交点的连圆心 线垂直,转轮(15)在沿轮径向各永磁块N极极面长度范围内切线方向磁斥力合 力作用线推动下旋转,该结构中的永磁体(1)及软铁(7)也可以换成永磁体 (2)及辅助永磁块(9)。
4、如权利要求2所述的磁能动力体,其特征在于所述的三块板以三板剖面 所在平面内垂直于三板长度方向的直线为半径线,以半径线上距三板剖面所在平 面适当长度的点为圆心点,将三板及所含永磁体弯成三个不同半径外、中、内相 套,并以气隙圆(6)相隔的圆环,赋予各圆环沿垂直于各环连心线方向以适当的 宽度,赋予中间板圆环筒两端连接幅条(13)及轴(11),构成一个转筒(15),中 间板永磁块在板两侧对称排列,磁块截剖面长轴延长线交于板中心,交汇线所夹 锐角约90°,剖面内长轴线上任意点与圆心连线,两线所夹锐角约为45°左右, 中间板筒(15)外周隔气隙(6)相套的外板筒(16)筒内周的永磁块横剖面N 极线与中间板磁块截剖面N极线平行相对,该N极线与磁块横剖面长轴线对于磁 块(1)为正交,对于磁块(2)为平行,气隙(6)两侧N极极面平行相过,磁块横 剖面长轴线与各自板所夹角约为45°左右且互为内错角,中间板筒(15)内周隔 气隙(6)相套的内板筒(17)筒外周的永磁块横剖面N极线与中间板磁块横剖 面N极线平行相对,该N极线与磁块横剖面长轴线对于磁块(1)为正交,对于 磁块(2)为平行,气隙(6)两侧N极极面平行相对磁块横剖面长轴线与各自板 所夹角约为45°左右且互为内错角,各板筒由于半径不同周长不同所连磁块数量 不同,气隙(6)两侧磁块数量基本相等,磁块横剖面大小可以基本相等,也可以 外周大些,内周小些,所述的轴其特征在于轴两端连接于固定端(18)处的轴承 (12),所述的两侧板弯成空心圆筒后外筒(16)外周予以固定,内筒(17)内周 连于固定端(18),固定后保证筒与筒间气隙(6)原间隔距离不变,中间圆筒 (15)环板两侧永磁块受到内、外周固定筒(17)与(16)圆环板单侧永磁块同 磁极的磁斥力作用,作用线垂直于转筒(15)圆环板两侧永磁块剖面N磁极线, 作用线方向由两侧指向转筒(15)圆环板中心面并交于该面,板两侧对称磁块中 磁力作用线所夹锐角约为90°,根据力的合成定理,板两侧各对永磁块受磁斥力 作用线合力线就是作用线夹角的角分线,合力线的方向与作用线所夹锐角90°的 方向相反,与作用线交点的连圆心线垂直,转筒(15)在沿筒轴向圆环板中心面 切线方向磁斥力合力作用线推动下旋转,该结构中的永磁体(1)及软铁(7)也 可以换成永磁体(2)及辅助磁块(9)。
5、如权利要求4所述的磁能动力体,其特征在于所述的三层圆环板,取消 内圈圆环板(17),取消中圈圆环板内周的永磁块,形成两圆环板之间隔气隙(6) 布设单面永磁块的二套筒磁动体,当固定内筒内周,在外筒两筒端连以幅条及 轴、轴承,轴承接于固定端,外筒在内筒磁块磁斥力作用下旋转,或固定外筒外 周,在内筒两筒端连以幅条及轴、轴承,轴承接于固定端,内筒在外筒磁块磁斥 力作用下旋转,该结构中的永磁体(1)及软铁(7)也可以换成永磁体(2)及辅 助磁块(9)。
6、如权利要求3或4所述的磁能动力体,其特征在于所述的永磁体,可以 是高磁能积、高矫顽力且有相当机械强度的永磁体,也可以是具有相同性质的电 磁体,还可以是超导磁体,对于永磁体存在的磁泄露问题,可以在磁动体外围用 软铁做屏蔽罩,也可以将轮式或筒式磁动体外壳用较厚软铁制造形成本身磁屏 蔽,后续中各机型亦按此处理,不累述;所述的板,从材质方面应当是、 塑料等非磁性材料,从机械方面应当有约束端,各约束端是以始终保持两板磁块 间空气隙定距为前题条件的自由活动体系,当板为软铁或其它导磁材料时,也可 以取消磁块(1)与板之间的软铁,当磁块(2)横剖面两长边线较短,相邻磁块 较近时,也可以取消辅助磁块(9)。
7、一种轮式磁能动力机,其特征在于它包括:
(1)机体结构:所述的机体结构包括一个圆筒形的外壳(1)、连接在外壳 两侧的端盖圆盘(2)、端盖(2)和外壳(1)内侧的半个定子圆环(40)即左右 端盖轮、嵌在端盖(2)中心的轴承(3)、穿在轴承中的轴(4)、连在轴(4) 上的1至n个转轮(5)、固连在圆筒内周的1至数个定子(6)、固连在外壳 (1)下部的底座(7),定、转子沿轴向相间布设,定、转子轮间气隙相同,在机 体转子径向中心的磁轭圆环板(14)两侧设对称的“八”字形永磁块,在定子径 向中心的磁轭圆环板(14)两侧设对称的倒“八”字形永磁块,定、转子永磁块 横剖面N极极面所在直线隔气隙平行相对并与圆环板(14)各成45°夹角,两夹 角线重合后的45°角互为内错角,圆环板(14)两侧对称永磁块横剖面长轴线与 N极极面线垂直,两长轴线与两N极极面所在直线的延长线在定子或转子轮横剖 面中交合成正方形或长方形,气隙两侧同层定转子永磁块数量基本相等,当全部 定、转子轮同层永磁块为同一规格时,对于长轴磁体有两种通用外型:一种是转 子轮圆环板(14)左磁块,定子轮圆环板(14)右磁块和左端盖所用的永磁块 (10),一种是转子轮圆环板(14)右磁块,定子轮圆环板(14)左磁块和右端盖 所用的永磁块(11),左端盖轮邻下述转子部分结构与下述定子右部相同,右端盖 轮邻转子部分结构与定子左部相同,机体以中心对称;
(2)转子:所述的转子包括固连于轴(4)上的1至n个等间距的圆盘形转 轮(5),所述的转轮(5)包括一个连接轴的花键圆盘(12),三条以上的轮幅条 (13)和其端部的圆环槽体,所述的圆环槽体包括圆环槽体径向中心的连接磁块 的圆环板(14)、圆环板内、外周垂直伸出同等距离的圆环形磁轭圈(15)、 (16)构成板两侧对称的“C”型圆环磁轭槽(25),所述的圆环型槽体包括由两 个不相等半径构成的单层槽,或由4个不相等半径构成且中间夹一层圆环形磁轭 圈的双层槽或由4个以上不相等半径构成的多层槽,所述的“C”型磁轭槽内包 括固连于转子轮径向中心板两侧的若干条(块)永磁体(10)和(11)及各永磁 体之间的软铁或各永磁体之间的辅助磁块,各永磁体沿外形长轴方向呈同心放射 状等间距排列,所述的永磁体从横剖面分包括两种型式,一种长轴两端为磁极, 另一种短轴两端为磁极,无论长、短轴磁体,从板的横剖面看,在板两侧均呈 “八”字形对称布设,长轴轴线延长线向上交于板内中心面所夹角约为90°左 右,中心面两侧所夹角约为45°左右,所述长轴磁体,N极以直角点位于临气隙 一侧,S极以斜平面紧贴板外侧的软铁,各长轴之间磁体与磁体平行,磁体之间 夹一软铁芯,长轴方向磁块与板之间也夹一软铁芯,各软铁芯连为一体成为薄圆 环径向平面斜伸同心放射状软铁齿的磁回路齿盘,它有两种通用形式,一种定子 轮右端,转子轮左端、左端盖通用的齿盘(8),一种定子轮左端,转子轮右端, 右端盖通用的齿盘(9),软铁芯的端头与N磁极极面线为同一直线,所述短轴磁 体S极位于磁块与板所夹45°一侧,N极位于磁块与板所夹135度角一侧,各磁 体之间夹一辅助磁块(22),辅助磁块剖面呈梯形,其下底紧贴板,上底面与气隙 平行,高约为板至气隙的1/3左右,辅助磁块的N极极面与主磁块N极极面直角 相接,S极极面与另一主磁块的S极隔轮内磁块间气隙平行相对,板与气隙范围 内各相邻短轴磁块之间形成主磁路,短轴磁块位于气隙处形成次磁路,C型磁轭 槽内的各永磁体与轮体两径向侧面平齐,后续中述及“轮式磁能动力机转子”其 结构皆如上述,不累述;
(3)定子:所述的定子包括固连在机壳(1)内表面且逐个夹在各转轮(5) 之间的一至数个等间距的圆环形轮体(6),所述的轮体(6)包括一个连接两侧磁 体的圆环板(14),圆环板内、外周垂直伸出同等距离圆环形磁轭圈(15)、 (16)构成板两侧对称的“C”型圆环磁轭槽(25),所述的圆环形槽体包括由两 个不相等半径构成的单层槽或由4个不相等半径构成且中间夹一层圆环形磁轭圈 的双层槽,或由4个以上不相等半径构成的多层槽,所述的“C”形磁轭槽内包 括固连于轮径向中心板两侧的若干条(块)永磁体(11)和(10)及各永磁体之 间的软铁或各永磁体之间的辅助磁块,各永磁体沿外形长轴方向呈同心放射状等 间距排列,所述的永磁体从横剖面分包括两种形式,一种长轴两端为磁极,另一 种短轴两端为磁极,无论长、短轴磁体,从板的横剖面看,在板两侧均呈倒   “八”字形对称布设,长轴轴线延长线向下交于板内中心面所夹角度约为90°左 右,中心面两侧所夹角约为45°左右,所述长轴磁体,N极以直角点位于临气隙 一侧,S极以斜平面紧贴极外侧的软铁,各长轴之间磁体与磁体平行,磁体之间 夹一软铁芯,长轴方向磁块与板之间也夹一软铁芯,各软铁芯连为一体成为薄圆 环径向平面斜伸同心放射状软铁齿的磁回路齿盘,它有两种通用形式,一种定子 轮右端,转子轮左端,左端盖通用的齿盘(8)、一种定子轮左端,转子轮右端, 右端盖通用的齿盘(9),软铁芯的端头与N极极面线为同一直线,所述短轴磁 体,S极位于磁块与板所夹45°角一侧,N极位于磁块与极所夹135°角一侧, 各磁体之间夹一辅助磁块(22),辅助磁块剖面呈梯形,其下底紧贴板,上底面与 气隙平行,高约为板至气隙的1/3左右,辅助磁块的N极极面与主磁块N极极面 直角相接,S极极面与另一主磁块的S极隔轮内磁块间气隙平行相对,板与气隙 范围内各相邻短轴磁块之间形成主磁路,短轴磁块位于气隙处形成次磁路, “C”型磁轭槽内的各永磁体与轮体两径向侧面平齐,轮体厚度基本与转子相 同,轮外周半径比转子外周半径多一段转轮外周至机壳之间的动间隙,轮径向各 层“C”型磁轭槽的  半径与转子中对应层“C”型磁轭槽的各半径相等,机体 以中心对称,后续中述及“轮式磁能动力机定子”其结构皆如上述,不累述。
8、按照权利要求7所述的轮式磁能动力机,其特征在于所述机体结构的各 转子轮中相对于起始纵轴线(18)而言,起始磁块端点(17),在各定子起始纵 轴线作为其起始磁块起算点的基础上,与起始纵轴线(18)的距离不相等,各距 离的确定满足转子组永磁体与定子永磁体之间形成同磁极斥力递推组合结构。递 推组合结构是由递推结构和组合结构组成的,它们体现在定转子间、气隙两侧层 间、永磁块的排列、数量、大小、形状、间距、作用面、磁路、主磁场直接作用 区域、角度、磁轭槽深度、机体大小、磁块在定转子中的单双数、定转子轮的数 量、磁块层间数量比例及后续中的轮式与简式的配合等,后同,不累述;机体结 构的磁块大小、排列密度、排列间距、各层“C”型磁轭槽的半径、各层间磁块 大小及密度、定转子之间磁块密度大小等对转子转速均有影响,除综合试调外, 以定转子隔气隙(21)相邻磁块同磁极极面距离越近越好,两极面接触作用面积 越大越好;后同,不累述;机体结构各机件材料、材质,除指明的永磁体及软铁 外,其余全部由铜、铝、塑料等抗磁性材料组成,此条后续中相同不累述;机体 结构各部件连接方式,视具体情况如机体大小、材料、磁体性能、转速等相应采 取整体浇注、焊接铆接、螺接、粘接、插接等方法,后同,不累述;机体结构 的永磁块有长、短轴之分,后续中仅以长轴磁块为例,短轴磁块可替换长短磁 块,同时永磁块在定子或转子同层中可以满排布,也可以根据需要空缺个别永磁 块,后同,不累述。
9、一种双套筒式磁能动力机,其特征在于它包括:一个圆筒形外壳(1)、 紧贴在外壳(1)内周的带等间距斜伸齿的软铁薄圆筒齿盘(2),斜插在软铁齿之 间横剖面N极直角点连线成圆形气隙(18)外周的永磁体(3),以上构成“双套 筒式外周定子结构”;在两端固定永磁体(3)且与永磁体(3)位于同一圆筒形 内表面与机壳(1)两端面平齐的、断面为方形或长方形的圆环(4),连接在机壳 两端的端盖圆盘(5)、嵌在端盖中心的轴承(6)、承载轴承(6)的空心轴筒 (7)、垂直连接在空心轴筒(7)上并与端盖(5)内侧间隙平行的圆盘形鼓架 (8)、垂直连接在鼓架(8)两近端部的圆筒(9)、圆筒(9)外周紧贴的带等 间距外伸斜齿的薄软铁圆筒齿盘(10)、斜插在软铁齿(10)之间且横剖面N极 直角点连线成圆形气隙(18)内周的永磁体(11)、(10)和(11)构成“筒式 转子结构的外磁圈”,“筒式外周定子结构”与“筒式转子结构外磁圈”构成 “筒式外周磁动力结构”,紧贴在圆筒(9)内周壁的带等间距外伸斜齿的薄软 铁圆筒齿盘(13),斜插在软铁齿(13)之间横剖面N极直角点连线成圆形但半径 小于上述气隙(18)内周的气隙(19)外周的永磁体(12),(13)和(12)构成 “筒式转子结构的内磁圈”,内外磁圈共同构成筒式转子结构,与内磁圈同半径 在两端固定永磁体(12)且断面为方形或长方形的圆环(4),间隙穿过空心轴筒 (7)的固定类轴(21)、固连于两侧端盖(5)上并与类轴(21)固接的定轴盘 (14),垂直连接在类轴(21)两端上的并与鼓架(8)间隙平行的圆盘形支架 (15)、垂直连接在支架(15)两近端的圆筒(16)、圆筒(16)外周紧贴的带 等间距外伸斜齿的薄软铁圆筒齿盘(20)、斜插在软铁齿(20)之间且横剖面N 极直角点连线成圆形气隙(19)内周的永磁体(17),(16)、(17)、(20)构成 “双套筒式内周定子结构”,“筒式转子结构内磁圈”与“筒式内周定子结构” 构成“筒式内周磁动力结构”,固连在外壳(1)下部的底座,永磁体(3)和 (11)横剖面N极所在直线隔气隙(18)平行相对且各与纵轴(22)所夹锐角约 为顺时针45°左右角,所述永磁体(12)与永磁体(11)隔圆筒(9)在连心线对 称方向成“八”字形布设,两磁块横剖面长轴线延长线交于圆筒(9)内成约90° 左右夹角,所述永磁块(17)与永磁块(12)横剖面N极所在直线隔圆周气隔 (19)平行相对且各与纵轴(22)所夹锐角约为逆时针45°左右角,转子磁块环 (11)与(12)的N极受定子磁块环(3)与(17)N极的磁斥力,斥力的作用线 通过转子磁块横剖面长轴线交于圆筒(9)中心面内,夹角约为90°左右,根据力 的合成定理,合力作用在圆筒(9)圆心线上各点与圆心连线的切线方向上,形成 顺时针或逆时针推动力,推动空心轴筒式转子体旋转,对外通过空心轴筒(7)输 出转矩,永磁体的磁路是由所夹齿盘提供的,即磁力线由永磁体的N极出发,主 磁路与气隙对面的另一永磁体的N极磁力线作用后折回并进入永磁体自身所夹的 软铁齿中,并通过齿盘的盘体回到S极,机体以中心对称,后继中述及“筒式外 周定子结构”、筒式转子结构外磁圈、“筒式转子结构内磁圈”、“筒式内周定 子结构”、“筒式外周磁动力结构”、“筒式内周磁动力结构”一如上述,后续 中多处用到,不累述;气隙两侧的永磁数量也可相同,也可以不相同,圆筒(9) 两侧的磁块数量以相同为宜,气隙(18)与气隙(19)两侧起始点永磁块与起始 纵轴线(22)的位置关系依前述“轮式磁能动力机”转子轮的递推组合结构要求 安排,递推组合还可以从气隙两侧永磁块的密度去调节。
10、一种筒式磁能动力机,其特征在于它包括:
1)机体结构:所述的机体结构包括一个圆筒形的外壳板(1)、齿盘(2)、 齿间永磁体(3)等构成筒式外周定子结构,左右端盖(5)、端盖圆心处的轴承 (6)、轴承(6)中的轴(7),垂直连接在轴(7)上的转子圆盘(8)、垂直连接 在圆盘(8)近端部的磁轭筒(10)、磁轭筒(10)外周的齿盘(2)、齿间永磁 体(4)构成筒式转子结构外磁圈,转子永磁体的N极极面与定子永磁体的N极 极面隔定转子之间圆筒形气隙(9)平行相对相斥使转子旋转,磁块横剖面平行相 对的两N极极面线与过极面线中点的圆心线均成约45°左右夹角,剖面看定转子 磁块长轴基本相等,数量基本相同,定子磁块略大于转子磁块,它实际上是上述 双套筒式磁能动力机大于圆筒(9)半径部分的结构,机体以中心对称;
2)转子:所述的转子包括二个固连于轴(7)上的圆盘(8)、一个夹在两圆 盘之间且半径小于圆盘半径的圆筒(10)、一个附着在圆筒(10)外表面且有若 干斜伸齿的软铁薄圆筒齿盘(2),若干条斜插在薄软铁圆筒齿盘(2)斜伸齿之间 的永磁块(4)、各条永磁块(4)的长度与连于轴两端的圆盘(8)间距相等,各 条永磁块(14)从横剖面上看,N极角点位于临气隙(9)的圆周线上,该圆周 线与连接于轴(7)两端的定位圆盘(8)半径相等,N极所在直角平面线与过该 线中点的圆心线上位顺时针(或逆时针)成约45°左右夹角,S极所在斜圆弧面 线与软铁斜齿底盘紧贴,软铁斜齿齿端与N极极面直线重合,磁力线从N极出发 经软铁齿端,软铁薄圆盘回到S极形成磁回路,后续中述及“筒式磁能动力机转 子结构”一般如上述,不累述;
3)定子:所述圆筒形外壳板(1),筒内周紧贴一薄层具有相等间距的斜伸软 铁齿圆筒齿盘(2),各斜伸软铁齿间夹一条永磁体(3),永磁体(3)的长度与两 端盖(5)间距相等,各条永磁块从横剖面看,N极角点位于临气隙(9)的圆周 线上,N极所在直角平面线与过该线中点的圆心线上位顺时针(或逆时针)成约 45°左右夹角,S极所在斜圆弧面线与软铁齿底盘紧贴,软铁斜齿齿端与N极极 面直线重合,磁力线从N极出发经软铁齿端、软铁薄圆盘回到S极形成磁回路, 后续中述及“筒式磁能动力机定子结构”一般如上述,不累述。
11、一种轮筒式磁能动力机,其特征在于转子轮周及对应区域的机壳(1)内 周各增加一圈N极隔气隙平行相对的磁块,各磁块在横剖面上N极极面线与过该 线中点的圆心线成约45°左右的夹角,即(2)(2)部分构成“筒式磁能动力机 定、转子结构”,(3)(3)部分构成“轮式磁能动力机定、转子结构”,(2)(2) 与(3)(3)磁块排列方向应使各转子轮向一个方向旋转,该机可有效调节磁力递 推组合结构,机体以中心对称。
12、一种筒轮式磁能动力机,其特征在于转子筒两端及对应区域的端盖内侧 增设了轮式磁力结构,即(2)(2)部分构成“筒式磁能动力机定、转子结构”, (3)(3)部分构成“轮式磁能动力机定、转子结构”,机体以中心对称,所述的 轮式磁力结构其特征在于转子左、右端各为半个轮盘,即圆板(4)单面布磁块, 隔气隙对应的轮盘(3)紧贴机壳(1)内周,轮盘为双层,转子轮盘(3)之间凹 下部分为前述“筒式外周定子结构”。
13、一种组合筒式磁能动力机,其特征在于它包括:
1)机体结构:所述的机体结构包括一个方筒形外壳板(1),左右各一个方形 端盖(2),一个底座,四个局部定子磁筒与(1)合为一体,一个菱形定子磁块体 系(3),4个穿在局部定子磁筒和菱形定子磁块体系一侧圆孤形磁体之间的转子磁 筒(4),四根连接转子磁筒的轴(5)和穿在轴上的八个轴承(6),转子永磁体的 N极极面与定子永磁体的N极极面隔定转子之间圆筒形气隙平行相对相斥使转子 旋转,四转子圆心位于正方形四角点,正方形每边中点处为两转子从剖面看以轮 外周磁块隔气隙互相排斥,作用处气隙两侧磁块长轴轴线与两转子圆心的连线成 约45°左右角,四个转子大小相等、结构相同,转向与转速均相同,其它与筒式 磁能动力机机体结构相同;
2)转子:所述的转子除数量为4个外,其余结构特征与“筒式磁能动力机转 子”相同;
3)定子:所述的定子分内外两部分:外部定子为四个大半圆筒相交,其圆心 连线为一个正方形,在正方形的中心为内部菱形定子,菱形4个边的每侧边是以 每个圆心大于转子半径所确定的弧线,内外定子各以尖端对应。
14、一种外筒内轮式磁能动力机,其特征在于它包括:
1)机体结构:所述的机体结构包括一个圆筒形外壳(1)、紧贴在外壳(1) 内周的带斜伸等间距齿的软铁薄圆齿盘(15),斜插在软铁齿之间的永磁体(16) 构成筒式定子结构,连接在外壳两端的端盖(2),端盖中心嵌的轴承(3),轴承中 穿套的空心鼓式轴转子系统(4),空心鼓式轴中间隙穿过的类轮式转子内定子系 统(5)、固定类轮式转子内定子系统的定轴盘(6)固连在两侧端盖(2)上,固 连在外壳(1)下部的底座(7),轮间磁斥力推动空心鼓式转子系统转动;按“筒 式磁能动力机转子”、“筒式磁能动力机定子结构”,筒间磁斥力推动空心鼓式 转子系统向同一方向转动,机体以中心对称;
2)空心鼓式轴转子系统:所述的空心鼓式轴转子系统(4)包括空心鼓式轴 (4),垂直连接在轴(4)上的鼓架圆盘(8)、垂直连接在鼓架(8)近端部的圆 筒(9),圆筒(9)外紧贴的带斜齿的薄软铁筒齿盘(10),斜插在软铁齿之间的永 磁块(11),(9)、(10)、(11)构成筒式转子结构,紧贴在圆筒(9)内周壁且 夹在两定子轮(12)之间的转子轮(13)及两端的转子轮(14)与定子轮(12) 构成轮式定转子结构,本机筒式转子与“筒式磁能动力机转子”结构相同,轮式 定、转子与“轮式磁能动力机转子”、“轮式磁能动力机定子”结构相同;磁路 相同;
3)筒式定子系统:所述的筒式定子系统包括机壳(1)、软铁齿(15)和永磁 体(16),其结构与“筒式磁能动力机定子”结构相同。
15、一种轮式磁能动力发电机,其特征在于它包括:一个圆筒形外壳(1), 紧贴在外壳(1)内周的隔磁层(56)(也可以不设隔磁层),紧贴在隔磁层(56) 内周的软铁筒(51),嵌在软铁筒(51)内周凹槽中的绝缘导线(50),容纳联接导 线(50)为正负极输出端的接线盒(48),紧贴在软铁筒(51)内周间隔相等距离 的若干个圆环形定子、连接在外壳(1)两侧的端盖(2),紧贴在端盖(2)机体 内侧的单面双层“C”型磁轭槽及槽中的定子永磁体(7),紧贴在端盖外侧的幅 条形磁性滞轴盘(49),紧贴在端盖圆心孔内侧的定子磁性轴承软铁圆齿环(57), 嵌在软铁齿槽内的定子磁性轴承外圈永磁块(58),软铁圆齿环(57)内周的气隙 (60),气隙(60)内周的转轴磁性轴承软铁圆齿环(61),嵌在软铁圆齿环(61) 槽内的定子磁性轴承内圈永磁块(59)及(57)、(58)、(59)、(60)构成 的磁性轴承(3),固连在转轴磁性轴承软铁圆齿环(61)内周的轴(4),固连在轴 (4)两端的幅条形转动部分磁性滞轴盘(49),固连在机壳(1)下部的机座 (6),固连在轴(4)上等间距且与定子轮逐一间隔排列的转子,所述的转子包括 与转轴(4)相连的幅条(5),与幅条(5)连接的圆环形双面“C”型磁轭槽体 (9),固定在磁轭槽内且与轮体(9)径向侧面平齐的若干条(块)呈同心放射状 排列的转子永磁体(8),紧贴轮体(9)外周的转子轮周软铁筒(53),紧贴软铁筒 外周的转子轮周永磁筒(52),永磁筒(52)外周与机体软铁筒(51)之间的间隙 (11),所述的永磁块(8)之间贴轮体中心版(9)两面对称设辅助磁块 (10),(8)、(9)、(10)构成“磁能动力机转子结构”,所述的定子包括紧贴 在机体软铁筒(51)内周的定子倒“T”形圆周软铁(55),软铁(55)两侧配置 的隔磁圈(54)(也可以不设隔磁圈),紧贴在软铁(55)内周的圆环形双面 “C”型磁轭槽体(9),固定在磁轭槽体内且与轮体(9)径向侧面平齐的若干条 (块)成同心放射状排列的定子永磁体(7),永磁体(7)之间的辅助磁块(10), (7)、(9)、(10)构成“磁能动力机定子结构”,所述的定子还包括紧贴在轮 体(9)内周的定子磁性轴承软铁圆齿环(57),嵌在软铁齿槽(57)内的定子磁 性轴承外圈永磁块(58)、软铁圆齿环(57)内周的气隙(60),气隙(60)内周 的转轴磁性轴承软铁圆齿环(61),嵌在软铁圆齿环(61)槽内的定子磁性轴承内 周永磁块(59)及(57)、(58)、(59)、(60)构成的磁性轴承(3)、固连 在转轴磁性轴承软铁圆齿环(61)内周的轴(4),所述的定子、转子间气隙相 等,定转子半径及磁轭槽层数相等,所述磁性轴承由分设在各定子轮和端盖内周 的内、外隔气隙相套的大半圆环形磁铁和软铁组成,气隙两侧均为N极,仅在与 机座相反方向的气隙外周设局部S极(在太空失重环境中,气隙两侧均为N极圆 环),所述的磁性滞轴盘(49)包括固定在端盖上的幅条形磁块定盘,与轴(4) 固连的幅条形磁块动盘,通过调节动盘与定盘的间距来控制磁力发电机开关,通 过调节端盖内周磁性轴承沿轴向长度和转子幅条达到磁力平衡,转子在两侧定子 同极性磁极斥力的作用下旋转,其轮周上的永磁体(52)的N极磁力线垂直穿过 并随轮的转动而切割机体软铁筒(51)内表面凹槽中的绝缘导线(50),磁力线在 软铁筒(51)内沿轮轴两方向与另一转轮磁力线相遇相斥而折向定子倒“T”形 软铁(55)并回到各自的S极形成磁回路,磁力轴承中气隙(60)两侧磁块 (58)(59)的N极磁力线相斥后折向邻近的软铁齿(57)与(61),并回到S极形 成磁回路,切磁导线(50)中产生的感生电流经机体两端接线盒(48)分别联为 一点引出接入负载成为磁动发电机的电能输出端,导线(50)中感生电流在磁场 中受力,磁场对导线(50)的作用力与转轮转动方向相反,但此力作用于机体, 不影响转子的转速,机体以中心对称。
16、一种双套筒外函式磁能动力发电机,其特征在于它包括:一个圆筒形软 铁外壳(1),嵌在外壳(1)内周凹槽中的绝缘导线(2)及外壳(1)与接线盒 (3)之间的绝缘导线回路(2),连接在外壳(1)两侧的端盖圆盘(4),嵌在端盖 (4)圆心孔内周的轴承(5),紧贴在轴承(5)内周的空心轴筒(6),垂直连接在 空心轴筒(6)内端并与端盖(4)间隙平行的空心转子鼓架(7),垂直连接在鼓 架(7)两端且与机壳(1)平行的空心鼓筒式转子磁轭圆板(8),紧连在筒式圆 板(8)外周的断面为槽形的软铁磁轭筒(9),紧贴在槽形磁轭筒(9)中与槽口 两端平齐,与软铁筒(2)内周隔气隙(10)平行的,外周为N极,内周为S极 的永磁筒(11),上述(1)、(2)、(9)、(10)、(11)构成了“筒式磁能发 电结构”,后同,不累述;紧贴在圆板(8)内周带有等间距斜伸齿的软铁薄圆筒 齿盘(12),插在斜伸软铁齿盘之间的永磁块(13),固定在磁块(13)两端断面为 方形或长方形内周与磁块(13)平齐的磁轭圆环(14),上述(6)、(7)、 (8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)构成本机转子,间隙 穿插在空心轴筒(6)中的固定类轴(18)及其连带结构与“双套筒式磁能动力机 内周定子结构”相同,不累述,(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、 (17)构成“双套筒式磁能动力机”中的“筒式内周磁动力结构”,推动转子旋 转,转子外周永磁体(11)的N极磁力线在运动中切割绝缘导线(2),在(2)中 产生感生电流,将该电流由两接线端引出即可以对外发电。(12)、(13)是 “筒式转子结构内磁圈”的简易画法,标准画法见“双套筒式磁能动力机”的 (12、(13);(15)、(16)是“双套筒式内周定子结构”的简易画法,标准画 法见“双套筒式磁能动力机”的(17)、(20),后同,不累述。
17、一种双套筒内涵式磁能动力发电机,结构与上述外函式磁能动力发电机 基本相同,其特征在于软铁筒(1)及其内嵌绝缘导线(2)与软铁斜伸齿盘(16) 包涵的永磁块组合筒(15)换位,槽形软铁筒(9)及其包涵的永磁筒(11)与软 铁斜伸齿盘(12)及其包涵的永磁块组合筒(13)换位,(13)、(15)是“双 套筒式磁能动力机”(2)、(3)、(10)、(11)的简易画法,后同,不累 述,(1)、(2)、(9)、(10)、(11)构成前述“筒式磁能发电结构”, (13)、(15)构成“双套筒式磁能动力机”中的“筒式外周磁动力结构”。
18、一种空心轴内轮外涵式磁能动力发电机,其外涵发电部分结构与前述 “双套筒外涵式磁能动力发电机”相应部分结构相同,其特征在于联接在固定类 轴(18)上的是1至数个“轮式磁能动力机定子”(19)、垂直连接在空心轴筒 (6)两端且逐个夹在定子轮之间的是“轮式磁能动力机转子”(20)及其转子轮 周的断面为槽形的软铁筒(21)、紧贴在软铁筒(21)槽内且与槽口平齐的永磁 筒(22)、永磁筒(22)的N极位于外周,S极位于内周,磁力线从N极出发进 入软铁筒(1)并通过筒端沿软铁筒(21)回到S极形成磁回路,按“轮式磁能动 力机定、转子结构”,转子在两侧定子磁力作用下旋转,永磁筒(22)的磁力线 在运动中切割绝缘导线(2)并在(2)中产生感生电动势,通过导线两接线端 (23)接通外载在导线(2)中产生感生电流。
19、一种空心轴内筒轮外函式磁能动力发电机,具有与“双套筒外函式磁能 动力发电机”基本相同的结构,其特征在于利用端盖(4)与转子鼓架(7)各自 内壁紧贴的“轮式磁能动力机定、转子结构”提供一部分轮式磁动力,并与筒式 磁动力组成混合磁动力,轮式定转子的排列结构所提供的磁动力方向必须与筒式 内周磁动力结构的作用方向相同。这是轮筒式或筒轮式混合动力结构配合的充要 条件,后同,不累述。
20、一种空心轴外筒轮内函式磁能动力发电机,具有与“双套筒内涵式磁能 动力发电机”基本相同的结构,其特征在于利用端盖(4)与转子骨架(7)各自 内壁紧贴的“轮式磁能动力机定、转子结构”提供一部分轮式磁动力,并与筒式 磁动力组成混合磁动力。
21、一种逆向磁能动力发电机,具有与“双套筒内函式磁能动力发电机”基 本相同的结构,其特征在于它将机壳(1)两端沿轴向延长,在延长的空间内增加 了一套“三圆环轮式磁能动力体”,具体讲它包括:连接在距圆筒形机壳(1)两 端一定内距离并紧贴在其内周的内端盖圆盘(4),嵌在内端盖(4)圆心孔内周的 内轴承(5)、紧贴在内轴承(5)内周的空心外转子轴筒(6)、间隙穿插在空心 外转子轴筒(6)中的内转子轴(18)、连接在轴(18)两端的外轴承(19)、固 定轴承(19)并连接在机壳(1)两端的外端盖圆盘(20)、连接在轴(18)上轴 承(5)、(19)之间的“轮式磁能动力机转子”(21)及与其“C”型磁轭槽 (21)对应的,固连在内外端盖壁上的“轮式磁能动力机”中的左右端盖半个定 子轮(22)、(23),按(15)、(13)构成的“筒式外周磁动力结构”,转子磁 体(13)在定子磁体(15)推动下逆时针(或顺时针)旋转,按(21)、 (22)、(23)构成的“轮式磁能动力机定转子结构”,转轮(21)永磁体在两 侧轮式定子磁体(22)、(23)的磁斥力推动下顺时针(或逆时针)旋转,按 (1)、(2)、(9)、(11)构成的“筒式磁能发电结构”,与转轮(21)同轴 的软铁筒(1)凹槽内的绝缘导线(2)同步顺时针旋转,固连在外转子空心轴筒 (6)上的与导线(2)隔气隙(24)平行的永磁体(11)逆时针旋转,磁力线从 (11)的N极出发在旋转中切割导线(2)后进入软铁筒(1),沿软铁筒两端进入 槽形软铁筒(9)后回到永磁体(11)的S极形成磁回路,绝缘导线(2)中的感 生电流沿导线在轴(18)两端经电刷(25)引出。
22、一种双套筒中驱端轮式磁能动力发电机,其机体中部磁力驱动部分具有 与“双套筒式磁能动力机”相同的结构,其特征在于还包括:固连在机壳(1)轴 向两端的软铁机壳筒(27),在内端盖(5)外侧隔一小间隙并紧贴机壳(27)内 表面的软铁圆环(25),隔两气隙(28)及转轮(24)并紧贴机壳(27)内表面的 软铁圆环(22)和(26),与软铁圆环(26)隔一小间隙处的外端盖(23)、嵌在 外端盖(23)中心圆孔的轴承(20)、紧贴轴承(20)内周并与空心轴筒(7)同 轴径的空心轴筒(21)、空心轴筒(21)与(7)之间垂直连接的转轮轮幅 (24)、连接轮幅(24)的磁轭圆筒(29)、垂直连接在圆筒(29)中部的软铁 磁轭圆环(30)、紧贴磁轭圆环(30)并与(30)同半径的双永磁圆环(31)、 (31)的N极与气隙(28)相邻并与轮幅条(24)位于同一径向平面,(31)通 过螺栓(35)固定在(30)上、嵌在软铁圆环(25)、(22)、(26)临气隙一 侧凹槽内并沿非临气隙面形成回路的绝缘导线(32),绝缘导线(32)成同心放射 状缠绕在软铁圆环(25)、(22)、(26)上,并通过其外周的槽(36)和近内 周的孔(36)完成环绕,连接在外端盖(23)顶端的接线盒(33),绝缘导线连为 输入与输出端的(34),间隙穿插在空心轴筒(7)、(21)中的固定类轴(13) 通过固接体(14)连接在外端盖(23)上,空心轴筒(7)之间所垂直连接的转动 体系在机体中部“双套筒式磁能动力发电机内,外定子结构”的磁力推动下旋 转,带动两侧转轮中的永磁体(31)同步旋转,磁力线或在软铁筒(22)中相遇 相斥共同折向软铁筒(27),或在软铁筒(25)、(26)中折向软铁筒(27),并在 软铁筒中相遇相斥折向软铁圆环(30)后回到各自的S极形成磁回路,绝缘导线 (32)随轮转动切割磁力线产生感生电流通过接线柱(34)引出。
23、一种轮中驱端筒外函式磁能动力发电机,中部为轮式磁能动力机结构, 其特征在于同轴两端为“双套筒外函式磁能动力发电机”的“筒式磁能发电结 构”,绝缘导线连为输入输出端。
24、一种双套筒中驱端外函式磁能动力发电机,中部为双套筒式磁能动力机 结构,两端为“双套筒外函式磁能动力发电机结构,”电能输出端可分列,也可串 联后形成两极接线柱。
25、一种双套筒端驱中外函式磁能动力发电机,两端为“双套筒式磁能动力 机结构”,同轴中部为“双套筒外函式磁能动力发电机结构”。
26、一种轮式电动发动机,机体结构与轮式磁能动力机基本相同,其特征在 于:将定转子永磁块全部用电磁铁代替,转子绕组(14)的单向电流输入输出端 (11)由整流器(10)得到,整流器的电流来源于电流互感器(2),电流互感器 包括电源输入端(1)、互感器铁心(3)、绝缘层(4)、互感器线圈(5)、电 流强度调节器(6)、电流频闪调节器(7)、自控器(8)、其它控制电路 (9)、整流器(10)等,定转子绝缘绕组的缠绕方向保证电磁铁的极性与轮式磁 能动力机中定、转子永磁块的极性相同,电流互感器保证转子在高速旋转中随时 持续得到单向电流,也可以不设电流互感器而用电刷输入电流,转子电磁铁在定 子电磁铁的磁场斥力作用下旋转,带动轴(16)端对外输出转矩,根据楞次定 律,输入电流是高频间断的,使轮加速的电流强度(12)的极值点Imax到下一 段加速电流(12)的起点I动有瞬时断电时间t1、t2段,可有效利用转轮惯性而节 省能源,当需低速时可减少电流强度即利用(13)段的电流强度,当反接定子电 源的正负极使N极相斥的定转子电磁铁变成N、S极相吸的电磁铁则可立即实 现停机。
27、一种轮式超导电动发动机,机体结构与轮式磁能动力机基本相同,其特 征在于转子永磁体用超导体代替,定子永磁体用超导电磁铁代替,在代替的同时 保持原永磁块N极极性不变,可以在端盖外和轴两端配套增加外函磁能发电结 构,随时补充定子超导绝缘导线中的电流,也可以使用电流互感器,定转子永磁 块均用超导电磁铁代替。
28、一种筒式电动发动机,机体结构与筒式磁能动力机基本相同,电流互感 器与轮式电动发动机电流互感器结构相同,其特征在于将定转子永磁块全部用电 磁铁代替,定转子线组的缠绕方向保持电磁铁的极性与筒式磁能动力机中定转子 永磁块的N极极性相同,转子电磁铁在定子电磁铁的磁斥力作用下旋转带动轴端 对外输出转矩,也可以采用上述超导结构。
29、一种电力发电机系列,包括11种机型,每种机型的机体结构与磁能动 力发电机相应各机型结构基本相同,其特征在于将各机型定、转子中的永磁体全 部换成电磁铁,转子电磁铁的电能输入可利用电流互感器,或者将定转子中的永 磁体全部换成超导电磁铁,也可以将转子的超导电磁铁用超导体代替而省略电流 互感器,所有代换必须保持定转子中磁体原N极极性不变,并保持原磁块形状不 变。
30、按照权利要求29的电力发电机系列,其特征在于所述的轴,可以是普 通高性能轴承,也可以是磁性轴承,当采用磁性轴承时,由于机体能量随时间的 损耗甚微,可不考虑停机,当需要停机时,可利用机体两端的磁性滞轴盘,采取 逐渐减小两滞轴盘间距离的办法予以停机,另外,轴是以输出转矩的形式对外作 功,轴的转动力是由磁动机的结构利用机体自身磁体的永磁能提供的,或是由磁 能动力发电机的电能提供的,可以长期作功而无需外界能量的输入,发电机轴的 转矩用来使转子旋转而发电,磁动机和电动机轴的转矩输出方式可以是与外载系 统同轴联动,也可以采用齿轮或磁性联轴器(利用磁性滞轴盘);所述的机体, 对于机体内部温升低的机型,可将机体内部抽成真空,一方面减小转子所受空气 阻力,一方面可防止机件的腐蚀等;对于机体中绕组温升较高的机型,可采取安 装同轴扇或采用超导绕组。
31、一种电动风扇发动机,机体结构与航空涡轮风扇发动机基本相同,其特 征在于将航空涡轮风扇发动机的燃烧室、燃油系统、起动与点火系统及一些附件 取消,代之以两台独立的电动发动机(1)和(2),各带动低压风扇(3)与高压 风扇(4),电源由磁能动力发电机组乃至电池组提供,低压风扇所带的外函道 (5)半径大于高压风扇所带的内函道(6)半径,外、内函道中分别设置整流叶 片(7)与(8),高压风扇的发动机转速大于低压风扇发动机的转速,高压风扇尾 部可设置排气锥(9),低压风扇头部可设置整流锥(10),可在整流锥与排气锥体 内设置电流互感器(11)。
32、一种电动飞机,其特征在于它用电动风扇发动机取代航空燃油发动机, 用磁能动力发电机组或电动发电机及蓄电池组代替燃油,以及其它相应的配套设 备等。
33、一种电动飞车,其特征在于它包括:一个具有飞机机身外型的车身 (1),四个可收缩也可不收缩进车身内的电动车轮(2),一对可缩进车身内的机翼 (3),一个可大部分缩进车身内的尾翼(4),四扇如轿车一样的密封(5),车身 内的座位和操纵控制系统,磁能动力发电机组,也可以根据车的性能需要设蓄电 池组,四台位于车底盘位置的电动风扇发动机(6),其中两台位于前轮两内侧, 中间有隔开的双进气道(8),两台并列位于后轮之间,每台发动机都有单独的进 气道(8)和排气道(9),它们既可以在平气道内向后排气,推进车身,也可以 沿气道中的导流板垂直向下方(7)成扇形排气而将车身垂直托起升空,并可通过 改变其中一台发动机的转速而使车身在空中原地转向,再通过改变发动机的喷气 角度而推动车身飞行,在陆地,它就是一辆具有飞机性能的电动车
34、一种电动飞蝶,其特征在于它包括:外形似草帽,一个如同薄圆柱上叠 合一个同底薄圆台的帽沿似的碟翼(1),一个叠合在薄圆台上底的扁头盔形的座 舱(2),座舱顶部为透明舱罩,座舱半圆平分的两扇推拉密封门(3)、座舱内的 座椅(4)、座椅下的磁能动力发电机组(5)、座椅前的操纵仪表板及操纵控制 系统,座舱四周沿根部内“井”字形进气道(6)、排气道(12)及气道内的八台 电动风扇发动机,发动机分为方向和位置对称的4组,临座舱气道为两组不同方 向的主发动机(7),外侧气道为两组不同方向的副发动机(8)、每台发动机都设 有相对单独的进气道和排气道,排气道内均设有变角度导流板(9)和排气活板 (13),可分别向碟身下方、斜下方、斜上方成扇形及水平方向排气,气道在 “井”字四角交叉,通过启用不同发动机组灵活并单独利用交叉点处气道,控制 飞碟垂起升空、推进、反推进、转向及下降,也可以根据飞碟性能需要在碟翼设 蓄电池组(10)、在座舱底设碟脚(11)、飞碟可大可小,巨型飞碟可在碟舱内 设几层座舱,磁能动力机组的使用寿命为几年,因此在机件性能允许的条件下, 飞碟无航程限制。
35、一种电动船,其特征在于它的动力系统为电力发动机,能源系统为磁能 动力发电机体系,推进系统可以设单独的一套系统,也可以设两套,一套在船尾 底舱用电力发动机为主机通过减速机推动螺旋桨,一套在近船尾甲板以上较高处 用电动风扇发动机作为空气推进系统,空气推进系统可防止螺旋桨搅空泡,还可 以在船中部或中后部船体两侧设可缩式船翼,利用飞机机翼原理构成飞翼船,也 可以将防水电动风扇发动机设在船尾两弦外,也可以设在双体船两船体中间,对 飞翼船由于高速时螺旋桨腾空,因此需在船尾设可缩式类似飞机尾部的尾翼控制 船的高度及方向,也可以设蓄电池组。
36、一种电动列车,其特征在于它的能源系统为磁能动力发电机体系,动力 系统为电力发动机,也可以设第二动力系统即电动风扇发动机,它可以安置在牵 引机车顶部,以可以分设在各节车厢顶部,还可以设浮力系统,以飞机机翼浮力 原理的机翼板段分设在车厢底部与枕木之间,宽度同列车车厢,还可以设置在车 厢顶部,减轻高速列车轮轨间磨擦阻力及震动,也可以设蓄电池组。
37、一种电动运动机械如汽车、摩托车与机器人等,其特征在于其能源系统 为磁能动力发电机体系,其动力系统或者为电动发动机,或者为普通电动机,也 可以用磁能动力机,还可以设蓄电池组。
38、一种电动非运动机械或设备如家电、机床、钻井平台等,其特征在于其 能源系统为磁能动力发电机体系,其动力系统或者为电动发动机,或者为普通电 动机,也可以用磁能动力机,还可以设蓄电池组。
39、一种磁能源发电厂(站),其特征在于电能来源于磁能动力机带动的普 通发电机,或者来源于磁能动力发电机,或者来源于电动发电机,通过调压器、 控制器等设备,组成各级发电机组,若干发电机组形成一个发电厂,中型的形成 一个发电站,小型的就是发电机组本身,微型的是一台小磁能动力发电机,可以 用蓄电池组对磁体进行充磁以补充和更换永磁体。
40、磁系统产品,其特征在于其产品本身,或产品中的一个单元,或单元中 的一个组件是本发明体系的应用,或是应用本发明体系的原理及类型作出的变 型、改进、重组。

说明书全文

发明属于在机体的定转子内设置永磁体或电磁体,利用磁体之间同极性相 斥的原理使轴产生转矩而作功的动领域。

本发明属于在同一构思框架内的系统发明,为清楚起见,按各子系统的开发 深度逐一叙述。

                      磁能动力体

本发明属于磁能源开发领域。

现在的一次能源主要有、石油、天燃气等,从一次能源到二次能源——电 的转化利用效率只有60%左右,但根本的问题是上述能源属有限能源,人类早已 面临能源危机;另外上述能源转化过程中的副产品是环境污染,人类早已面临生 态危机。

本发明的目的是提供一种新能源——磁。磁能源是一种无限能源,没有环境 污染。

本发明的目的是依据下述技术原理及结构实现的。

原理:永磁体之间同极性相斥,实质是磁力线间同方向相斥。磁力线的性质 是由永磁体N极出发,彼此间相斥散开沿最短路线在磁阻最小的物质介面内闭合 到S极。当它遇到阻力时,这种阻力可以是隔磁物质,也可以是同方向其它磁力 线,将产生偏转与折射,这是它回到N极的手段,并不因路程长短曲折而消耗永 磁体的能量。对于能量守恒定律而言,永磁体充磁前原子磁矩平行排列于若干磁 畴中,由于各磁畴中原子磁矩方向不同而对外不显磁性;在强大外磁场能量充磁 条件下,永磁体一次性获得能量,各磁畴原子磁矩平行排列于同一方向而对外显 示磁性。由于磁矩是由未满壳层结构的原子中的电子产生的,而电子围绕原子核 高速旋转永不减速且不违背能量守恒定律是公知的原理,电子的流动即电流必相 伴产生磁场也是公知的原理;围绕永磁体轴向表面并垂直于轴向的分子电流与通 电线圈所产生的磁场性质完全相同,即电磁体与永磁体的磁场性质完全相同也是 公知的原理。

磁力线并不存在,正如引力线不存在一样,它是一种场的作用。“场”是人 们用来描述力互相间作用,又捕捉不到作用子,又不消耗各力能量的物理量。不 能通过从N极一端设磁力线收集器而使S极磁力线减少的办法使永磁体的能量下 降,只能通过外界条件如温度腐蚀等使永磁体内部微观结构改变而影响永磁体 性能。因此永磁体,尤其是高磁能积,高矫顽力的永磁体间相互作用并不能使永 磁体的能量有所损失,即能量并未因磁力线间相互作用而消灭,也没有转变成其 它形式;磁力线相互作用后并不增减,也没有流向别处,而只是改变了路径。路 径的改变带来了永磁体间的相互作用力,这就是磁场的性质。

正是由于磁场的这种特性,才使磁能开发成为可能,磁动体正是利用了磁场 的这种性质,它的实现是符合能量守恒定律的。

热力学第二定律相比,由于永磁体充磁时外磁场使电子运动由无序为有 序,即永磁体内部的微观紊乱的热运动理顺转化为宏观规则的运动即分子电流和 磁力线运动,且除充磁外不消耗其它能源,这是个熵减过程,即降低结构熵,这 种现象不同于热力学第二定律,因为热力学第二定律是专指让其所有微观粒子自 由取向,紊乱运动着,它不包括磁体充磁中的变无序为有序的过程。

磁动体也有别于世传的“永动机”。永动机指单纯利用机械结构的巧妙设置 使机体永久运动,当它对外作功时,内部无能源作功,外部也不需要能量的输 入,属于无源能机械;而磁动体虽不需要除充磁外的能源输入可长期对外作功, 但需依靠机体内部的磁能提供动力,因此是有源能机械。

永磁体充磁所需能源,永磁体随时间的退磁需定期充磁所需的能源,与永磁 体及其体系所作功相比可忽略不计。

结构:提供一种磁能动力体,它包括:空气隙,空气隙两侧的永磁体、固定 磁体的板、板与磁体和磁体与磁体之间的软,所述的永磁体从横剖面分有两种 形式:一种长轴3两端为磁极的永磁体1,另一种短轴4两端为磁极的永磁体2, 长短轴与各自磁体的N极极面垂直,所述的板5及板间所夹气隙6相互平行,板 之间气隙6两侧的磁极体的长轴与各自板所夹约为45°且互为内错角,长轴磁 极体的N极极面隔气隙平行且极面所在直线与内错角所在线大约垂直;短轴磁极 体的N极极面隔气隙平行,N或S极极面所在直线与板所夹角约为45°也互为内 错角,气隙两侧平行的磁极极面为同磁极,所述的长轴磁极体在板一侧与板间夹 有一层软铁7,磁极体1之间也夹有斜伸软铁齿7并与前述软铁连为一体,斜伸软 铁齿7在剖面等间距平行,长度与N极极面所在线重合,短轴磁极体在板一侧磁 体2之间隔有较大空气隙8,也可以在该空气隙中贴板夹一辅助磁9,磁块9临 空气隙8端为一平面,该平面两侧为45°斜面,其中N极所在斜面线与永磁体 2N极所在线成直角交于板5平面,S极所在斜面线与另一相邻永磁体2的S极 隔气隙10平行相对,长、短轴磁块磁极临空气隙6直角端点连线为一平面,该平 面与板平面平行,两板磁体间空气隙在不影响动平衡情况下越薄越好,两板磁体 间N极极面间距离在保证N极极面有效作用宽度情况下距离越小作用力越大,两 板在磁斥力作用下,长轴磁体沿长轴与板所夹45°角相反方向运动,短轴磁体沿 磁体剖面磁极线与板所夹45°角方向运动。

以下结合附图对本发明的几个实施例进行具体描述。

1、二平板式磁能动力体

图1是二平板式磁能动力体横剖面长轴永磁体及板的俯视图;

图2是二平板式磁能动力体横剖面短轴永磁体及板的俯视图;

图1示出了二平板式磁能动力体包括二块互相平行的板5,两极之间与板平行 的气隙6,气隙与板之间的斜置永磁块1,永磁块之间的斜伸软铁齿7,永磁块与板 之间的软铁7。气隙两侧永磁块横剖面长轴3与各自板所夹锐角为45°左右且两 夹角互为内错角。气隙两侧永磁块横剖面N磁极线互相平行并与磁极轴长轴3垂 直;S磁极线贴软铁7为斜面,磁块横剖面两长边互相平行,板一侧相邻磁块横 剖面间夹与长轴3平行的软铁斜伸齿7,该齿在板方向与紧贴板的软铁7相连,磁 力线由N极出发经斜伸软铁和贴板软铁齿回到S极,在气隙方向与永磁块横剖面 N磁极位于同一直线,气隙两侧各磁块横剖面N磁极线与长边所夹直角点连成一 直线并与气隙6的临本板线重合。该动力体沿横剖面垂线方向可以有一适当的厚 度;并且在厚度端处板底设滑槽使之可以沿气隙6方向自由滑移,此时两板在永 磁块N磁极斥力和滑槽约束下,产生沿气隙6方向的滑移,而且两板移动方向相 反。

图2示出了二平板式磁能动力体包括二块互相平行的板5,两板之间与板平行 的气隙6,气隙与板之间相对于板斜置成45°左右的永磁块2,永磁块2之间的紧 贴板的辅助磁块9,气隙两侧永磁块横剖面N磁极线相互平行与磁极轴短轴4垂 直,与板夹45°角且互为内错角,辅助磁块9横剖面成梯形,下底贴板,上底N 磁极一侧斜边与永磁块2横剖面N磁极线直角交于板面,S磁极一侧斜边隔气隙 10与相邻永磁块2的S极线平行。磁力线由永磁体2的N极出发,与辅助磁块9 的N磁极磁力线作用后通过板一侧气隙8及10进入相邻磁块2的S极形成磁回 路,永磁块2横剖面以长轴线为界,N极临气隙6端与气隙6重合,S极临气隙 6端与气隙6垂直,该动力体沿横剖面垂线方向可以有一适当的厚度,并且在厚 度端处板底设滑槽,使板可以沿气隙6方向自由滑移,此时两板在永磁块2磁极 斥力和滑槽约束下,产生沿气隙6方向的滑移,而且两板移动方向相反。

2、三平板式磁能动力体

图3是三平板式磁能动力体横剖面长轴永磁体及板的俯视图

图4是三平板式磁能动力体横剖面短轴永磁体及板的俯视图

图3示出了三平板式磁能动力体包括三块互相平行的板5,中间一块板两侧对 称布设永磁体1,对称永磁体剖面磁极长轴3延长线相交于该板中心,夹角约为90° 左右;该板可沿气隙6方向自由滑动,两侧板隔气隙6布设与中间板磁块大小, 排列密度、结构基本相同的永磁块,气隙6两侧磁块1横剖面长边线与各自板所 夹锐角约为45°左右且互为内错角,剖面的N磁极线隔气隙6互相平行,剖面两 长边也平行,板同侧的磁块互相平行,S磁极线与板平行,中间夹软铁7,板同侧 磁块1之间夹与上述软铁连为一体的斜伸软铁齿7,当板为软铁时也可不设S极与 板间软铁7,N磁极磁力线沿斜伸软铁齿7经S极与板间软铁7或软铁板5回到S 极形成磁回路,磁块厚度适当,中间板各永磁体1受到两侧永磁体1的N极磁斥 力作用,磁力作用线沿磁块剖面磁极长轴线3交汇作用于中间板中心面,夹角约 为90°左右,由力的合成定理,合力作用线均在中间板中心面,板两侧各对永磁 块合力作用线方向均位于两分力夹角90°的相反方向,由于两侧板固定,中间板 综合体受两侧板综合体磁斥力作用,沿中间板中心线永磁块1剖面长轴线3延长 线夹角90°相反方向运动。

图4示出了三平板式磁能动力体包括三块互相平行的板5,中间一块板两侧对 称布设永磁体2,对称永磁体2剖面的长轴中心线延长交于该板中心,夹角约为90° 左右,该极可沿气隙6方向自由运动,两侧隔气隙6布设与中间板磁块大小、密 度、排列结构基本相同的永磁块,气隙6两侧磁块2剖面长边线与各自板所夹锐 角约为45°左右且互为内错角,剖面长边线的N磁极线隔气隙6相互平行,永磁 块2临气隙6端以磁块剖面中心线为界,N磁极端线与气隙6线重合,S磁极端 线与气隙6垂直,板同侧各永磁块2剖面长边线平行,永磁块2之间贴板夹辅助 磁块9与气隙10,磁块9贴板剖面成梯形,其上底与板平行,上底与两邻斜面夹 角约为135°角,其中N极斜面与永磁块2剖面N极线成直角相交于板面,S极 斜面与相邻永磁块2横剖面S极线隔气隙10平行相对,板同侧磁块2间磁力线 N、S极相贯形成磁回路,辅助磁块主磁力线从N极斜面经与垂直永磁块2的N 极作用相斥后折回S极面,各磁块厚度适当,中间板各永磁体2受到两侧永磁体 2的N极磁斥力作用,磁力作用线沿永磁块横剖面长轴线交汇作用于中间板中心 面夹角约为90°左右,由力的合成定理,合力作用线均在中间板中心面,板两侧 各对永磁体2合力作用线方向均位于两分力夹角90°方向,由于两侧板固定,中 间板综合体在两侧板综合体磁斥力作用下,沿中间板中心线永磁块2剖面中心线 延长线夹角90°一侧方向运动。

3、三圆环轮式磁能动力体

图5是三圆环轮式磁能动力体局部横剖面长轴永磁体及板的主视图;

图6是三圆环轮式磁能动力体局部横剖面长轴永磁体及板的1-1剖面图;

图7是三圆环轮式磁能动力体局部横剖面长轴永磁体及板的2-2剖面图;

图5来源于图3,在图3中,三块板以三板剖面所在平面中点垂线为半径,以 定半径垂线端为圆心,以中间板长边中心线为展开圆圆周线,将三板及所含永磁 体弯成三个同半径并以气隙6相隔的圆环,赋予永磁块及板沿圆心线方向并小于 外周定半径的内周半径,赋予中间板内周连接幅条13、轴套筒14及轴11,构成 一个转轮15,各板永磁块沿长轴方向成同心放射状排列,并由于同心的原因形成 永磁块沿轮外周与内周上宽下窄,所述的轴其特征在于轴两端连接于固定端的轴 承12,穿过两侧空心圆环式板,在轴中点处穿过轴套筒14并用键将轴与轴套筒固 定,所述的两侧板弯成空心圆环式板后予以固定,中间转轮15圆环板两侧永磁块 受到固定轮16同轴空心圆环板单侧永磁块同磁极的磁斥力作用,作用线垂直于转 轮15圆环板两侧永磁块剖面包括圆环内、外周裸面N磁极线,作用线方向由两 侧指向转轮15圆环板中心面并交于该面,板两侧对称磁块中磁力作用线所夹锐角 约为90°,根据力的合成定理,极两侧各对永磁块受磁斥力作用线合力线就是作 用线夹角的角分线,合力线的方向与作用线所夹锐角90°的方向相反,与作用线 交点的连圆心线垂直,转轮15在沿轮径向各永磁块N极极面长度范围内切线方 向磁斥力合力作用线推动下旋转,该结构中的永磁体1及软铁7也可以换成永磁 体2及辅助永磁块9。

图8是三圆环筒式磁能动力体横剖面长轴永磁体及板的剖面图;

图9是三圆环筒式磁能动力体横剖面长轴永磁体及板的主视图;

图9也来源于图3,在图3中三块板以三板剖面所在平面内垂直于三板长度方 向的直线为半径线,以半径线上距三板剖面所在平面适当长度的点为圆心点,将 三板及所含永磁体弯成三个不同半径外、中、内相套,并以气隙圆6相隔的圆 环,赋予各圆环沿垂直于各环连心线方向以适当的宽度,赋予中间板圆环筒两端 连接幅条13及轴11,构成一个转筒15,中间板永磁块在极两侧对称排列,磁块截 剖面长轴延长线交于板中心,交汇线所夹锐角约90°,剖面内长轴线上任意点与 圆心连线,两线所夹锐角约为45°左右,中间极筒15外周隔气隙6相套的外板筒 16筒内周的永磁块横剖面N极线与中间板磁块截剖面N极线平行相对,该N极 线与磁块横剖面长轴线对于磁块1为正交,对于磁块2为平行,气隙6两侧N极 极面平行相对,磁块横剖面长轴线与各自板所夹角约为45°左右且互为内错角, 中间板筒15内周隔气隙6相套的内板筒17筒外周的永磁块横剖面N极线与中间 板磁块横剖面N极线平行相对,该N极线与磁块横剖面长轴线对于磁块1为正 交,对于磁块2为平行,气隙6两侧N极极面平行相对,磁块横剖面长轴线与各 自板所夹角约为45°左右且互为内错角。各板筒由于半径不同周长不同所连磁块 数量不同,气隙6两侧磁块数量基本相等,磁块横剖面大小可以基本相等,也可 以外周大些,内周小些,所述的轴其特征在于轴两端连接于固定端18处的轴承 12,所述的两侧板弯成空心圆筒后外筒16外周予以固定,内筒17内周连于固定 端18,固定后保证筒与筒间气隙6原间隔距离不变,中间圆筒15环板两侧永磁块 受到内、外周固定筒17与16圆环板单侧永磁块同磁极的磁斥力作用,作用线垂 直于转筒15圆环板两侧永磁块剖面N磁极线,作用线方向由两侧指向转筒15圆 环板中心面并交于该面,板两侧对称磁块中磁力作用线所夹锐角约为90°,根据 力的合成定理,极两侧各对永磁块受磁斥力作用线合力线就是作用线夹角的角分 线,合力线的方向与作用线所夹锐角90°的方向相反,与作用线交点的连圆心线 垂直,转筒15在沿筒轴向圆环板中心面切线方向磁斥力合力作用线推动下旋转, 该结构中的永磁体1及软铁7也可以换成永磁体2及辅助磁块9。

4、两圆环筒式磁能动力体

该动力体来源于图8,是在图8中取消内圈圆环板17,取消中圈圆环板内周的 永磁块,形成两圆环板之间隔气隙6布设单面永磁块的二套筒磁动体,当固定内 筒内周,在外筒两筒端连以幅条及轴、轴承,轴承接于固定端,外筒在内筒磁块 磁斥力作用下旋转,或固定外筒外周,在内筒两筒端连以幅条及轴、轴承,轴承 接于固定端,内筒在外筒磁块磁斥力作用下旋转,该结构中的永磁体1及软铁7 也可以换成永磁体2及辅助磁块9。

上述各类型磁能动力体中的永磁体,可以是高磁能积,高矫顽力且有相当机 械强度的永磁体,也可以是具有相同性质的电磁体,还可以是超导磁体,板可以 是、塑料等非磁性材料。对于磁泄露污染问题,可在磁能动力体外围用软 铁作屏蔽罩,至于应用方面,对于平行板式磁能动力体可直接应用于直线磁能动 力线,磁能动力火车等;对于三圆环轮式、三圆环筒式、二圆环筒式磁能动力 体,可应用于下述的磁能动力机。

                         磁能动力机

本发明属于应用磁能动力体结构及原理使轴产生转矩而作功的动力领域。

《中国专利)中的各类磁能动力机,大都是利用永磁体间同磁极相斥,异磁 极相吸的原理,因存在静平衡死点,达不到实用程度。

本发明是在克服“静平衡死点”并利用前述磁能动力体的基础上,提供一种 实用磁能动力机,达到开发出磁能源的目的。

本发明的目的是这样实现的:提供一种磁能动力机,所述的磁能动力机包括 几种类型,先以轮式磁能动力机为例,说明实现本发明目的一种机型,再分别说 明其它机型;所述的轮式磁能动力机,其特征在于它包括:

(1)机体结构:所述的机体结构包括一个圆筒形的外壳1、连接在外壳两侧的 端盖圆盘2、端盖2和外壳1内侧的半个定子圆环40即左右端盖轮、嵌在端盖2 中心的轴承3,穿在轴承中的轴4,连在轴4上的1至n个转轮5,固连在圆筒内周 的定子轮6,固连在外壳1下部的底座7,定转子沿轴向相间布设,定转子轮间气 隙相同,在机体转子径向中心的磁轭圆环板14两侧设对称的“八”字形永磁块, 在定子径向中心的磁轭圆环板14两侧设对称的倒“八”字形永磁块,定、转子永 磁块横剖面N极极面所在直线隔气隙平行相对并与圆环板14各成45°夹角,两 夹角线重合后的45°角互为内错角,圆环板14两侧对称永磁块横剖面长轴线与N 极极面线垂直,两长轴线与两N极极面所在直线的延长线在定子或转子轮横剖面 中交合成正方形或长方形,气隙两侧同层定转子永磁块数量基本相等,当全部 定、转子轮同层永磁块为同一规格时,对于长轴磁体有两种通用外型:一种是转 子轮圆环板14左磁块,定子轮圆环板14右磁块和左端盖所用的永磁块10,一种 是转子轮圆环板14右磁块,定子轮圆环板14左磁块和右端盖所用的永磁块11, 左端盖轮邻下述转子部分结构与下述定子右部相同,右端盖轮邻转子部分结构与 定子左部相同,机体以中心对称;

2转子:所述的转子包括固连于轴4上的1至n个等间距的圆盘形转轮5,所 述的转轮5包括一个连接轴的花键圆盘12,三条以上的轮幅条13和其端部的圆环 槽体,所述的圆环槽体包括圆环槽体径向中心的连接磁块的圆环板14、圆环板 内、外周垂直伸出同等距离的圆环形磁轭圈15、16构成板两侧对称的“C”型 圆环磁轭槽25,所述的圆环型槽体包括由两个不相等半径构成的单层槽,或由4 个不相等半径构成且中间夹一层圆环形磁轭圈的双层槽或由4个以上不相等半径 构成的多层槽,所述的“C”型磁轭槽内包括固连于转子轮径向中心板两侧的若 干条(块)永磁体10和11及各永磁体之间的软铁或各永磁体之间的辅助磁块, 各永磁体沿外形长轴方向呈同心放射状等间距排列,所述的磁体从横剖面分包括 两种型式,一种长轴两端为磁极,另一种短轴两端为磁极,无论长、短轴磁体, 从板的横剖面看在板两侧均呈“八”字形对称布设,长轴轴线延长线向上交于板 内中心面所夹角约为90°左右。中心面两侧所夹角约为45°左右,所述长轴磁 体,N极以直角点位于临气隙一侧,S极以斜平面紧贴板外侧的软铁,各长轴之 间磁体与磁体平行,磁体之间夹一软铁芯,长轴方向磁块与板之间也夹一软铁 芯,各软铁芯连为一体成为薄圆环径向平面斜伸同心放射状软铁齿的磁回路齿 盘,它有两种通用形式,一种定子轮右端,转子轮左端、左端盖通用的齿盘8,一 种定子轮左端,转子轮右端,右端盖通用的齿盘9,软铁芯的端头与N磁极极面 线为同一直线,所述短轴磁体S极位于磁块与板所夹45°一侧,N极位于磁块与 板所夹135度角一侧,各磁体之间夹一辅助磁块22,辅助磁块剖面呈梯形,其下 底紧贴板,上底面与气隙平行,高约为板至气隙的1/3左右,辅助磁块的N极极 面与主磁块N极极面直角相接,S极极面与另一主磁块的S极隔轮内磁块间气隙 平行相对,板与气隙范围内各相邻短轴磁块之间形成主磁路,短轴磁块位于气隙 处形成次磁路,C型磁轭槽内的各永磁体与轮体两径向侧面平齐,后续中述及 “轮式磁能动力机转子”其结构皆如上述,不累述;

3定子:所述的定子包括固连在机壳1内表面且逐个夹在各转轮5之间的一 至数个等间距的圆环形轮体6,所述的轮体6包括一个连接两侧磁体的圆环板14, 圆环板内、外周垂直伸出同等距离圆环形磁轭圈15、16构成板两侧对称的 “C”型圆环磁轭槽25,所述的圆环形槽体包括由两个不相等半径构成的单层 槽,或由4个不相等半径构成且中间夹一层圆环形磁轭圈的双层槽,或由4个以 上不相等半径构成的多层槽,所述的“C”形磁轭槽内包括固连于轮径向中心板 两侧的若干条(块)永磁体11和10及各永磁体之间的软铁或各永磁体之间的辅 助磁块,各永磁体沿外形长轴方向呈同心放射状等间距排列,所述的永磁体从横 剖面分包括两种形式,一种长轴两端为磁极,另一种短轴两端为磁极,无论长、 短轴磁体,从板的横剖面看,在板两侧均呈倒“八”字形对称布设,长轴轴线延 长线向下交于板内中心面所夹角度约为90°左右,中心面两侧所夹角约为45°左 右,所述长轴磁体,N极以直角点位于临气隙一侧,S极以斜平面紧贴极外侧的 软铁,各长轴之间磁体与磁体平行,磁体之间夹一软铁芯,长轴方向磁块与板之 间也夹一软铁芯,各软铁芯连为一体成为薄圆环径向平面斜伸同心放射状软铁齿 的磁回路齿盘,它有两种通用形式,一种定子轮右端,转子轮左端,左端盖通用 的齿盘8,一种定子轮左端、转子轮右端,右端盖通用的齿盘9,软铁芯的端头与N 极极面线为同一直线,所述短轴磁体,S极位于磁块与板所夹45°角一侧,N极 位于磁块与极所夹135°角一侧,各磁体之间夹一辅助磁块22,辅助磁块剖面呈梯 形,其下底紧贴板,上底面与气隙平行,高约为板至气隙的1/3左右,辅助磁块 的N极极面与主磁块N极极面直角相接,S极极面与另一主磁块的S极隔轮内 磁块间气隙平行相对,板与气隙范围内各相邻短轴磁块之间形成主磁路,短轴磁 块位于气隙处形成次磁路,“C”型磁轭槽内的各永磁体与轮体两径向侧面平 齐,轮体厚度基本与转子相同,轮外周半径比转子外周半径多一段转轮外周至机 壳之间的动间隙,轮径向各层“C”型磁轭槽的半径与转子中对应层“C”型 磁轭槽的各半径相等,机体以中心对称,后续中述及”轮式磁能动力机定子”其 结构皆如上述,不累述。

以下结合附图对本发明的几个实施例进行具体描述:

1、轮式磁能动力机

图10是轮式磁能动力机的主视图

图11是轮式磁能动力机的俯视图 图12是轮式磁能动力机主视图的长轴磁体 剖面图 图13是轮式磁能动力机 剖面的A-A左转轮剖面图 图14是轮式磁能动力机A-A剖面图中的1-1截面图 图15是轮式磁能动力机 剖面的B-B中转轮剖面图 图16是轮式磁能动力机B-B剖面图中的1-1截面图 图17是轮式磁能动力机B-B剖面图中的2-2剖面图 图18是轮式磁能动力机 剖面图的C-C右转轮剖面图 图19是轮式磁能动力机C-C剖面图中的1-1截面图 图20是轮式磁能动力机 剖面图的D-D定子轮剖面图 图21是轮式磁能动力机D-D剖面图中的1-1截面图 图22是轮式磁能动力机D-D剖面图中的2-2截面图 图23是轮式磁能动力机图10和 剖面图的E-E剖面图 图24是轮式磁能动力机定子右侧或转子左侧或左端盖永磁块主视图 图25是轮式磁能动力机定子右侧或转子左侧或左端盖永磁块左视图 图26是轮式磁能动力机定子右侧或转子左侧或左端盖永磁块右视图 图27是轮式磁能动力机定子右侧或转子左侧或左端盖永磁块俯视图 图28是轮式磁能动力机定子左侧或转子右侧或右端盖永磁块主视图 图29是轮式磁能动力机定子左侧或转子右侧或右端盖永磁块左视图 图30是轮式磁能动力机定子左侧或转子右侧或右端盖永磁块右视图 图31是轮式磁能动力机定子左侧或转子右侧或右端盖永磁块俯视图 图32是轮式磁能动力机带斜伸齿软铁圆环主视图 图33是轮式磁能动力机带斜伸齿软铁圆环俯视图 图34是轮式磁能动力机主视图的短轴磁体 剖面图 图35是轮式磁能动力机短轴 剖面图的A-A左转轮剖面图 图36是轮式磁能动力机短轴A-A剖面图中的1-1截面图 图37是轮式磁能动力机短轴 剖面图的B-B中转轮剖面图 图38是轮式磁能动力机短轴B-B剖面图中的1-1截面图

图39是轮式磁能动力机短轴 剖面图的C-C右转轮剖面图

图40是轮式磁能动力机短轴C-C剖面图中的1-1截面图

图41是轮式磁能动力机短轴C-C剖面图中的2-2剖面图

图42是轮式磁能动力机短轴 剖面图的D-D定子轮剖面图

图43是轮式磁能动力机短轴D-D剖面图中的1-1截面图

图44是轮式磁能动力机短轴图10和 剖面图的E-E剖面图

图45是轮式磁能动力机短轴转子右侧或定子左侧或右端盖永磁块主视图

图46是轮式磁能动力机短轴转子右侧或定子左侧或右端盖永磁块俯视图

图47是轮式磁能动力机短轴转子右侧或定子左侧或右端盖永磁块仰视图

图48是轮式磁能动力机短轴转子右侧或定子左侧或右端盖辅助磁块主视图

图49是轮式磁能动力机短轴转子右侧或定子左侧或右端盖辅助磁块俯视图

图50是轮式磁能动力机短轴转子右侧或定子左侧或右端盖辅助磁块仰视图

图51是轮式磁能动力机短轴转子左侧或定子右侧或左端盖永磁块主视图

图52是轮式磁能动力机短轴转子左侧或定子右侧或左端盖永磁块俯视图

图53是轮式磁能动力机短轴转子左侧或定子右侧或左端盖永磁块仰视图

图54是轮式磁能动力机短轴转子左侧或定子右侧或左端盖辅助磁块主视图

图55是轮式磁能动力机短轴转子左侧或定子右侧或左端盖辅助磁块俯视图

图56是轮式磁能动力机短轴转子左侧或定子右侧或左端盖辅助磁块仰视图

本实施例的轮式磁能动力机有两种形式,区别仅在于永磁块的形状不同及与 该永磁块相连的辅助结构有些区别。

永磁体从横剖面分有两种形式:即图1中的长轴3两端为磁极的永磁体1,图 2中的短轴4两端为磁极的永磁体2,长短轴与各自磁体的N极极面垂直,后续中 述及长轴3与短轴4其结构与说明如上述,不累述。

由图10与11看到,轮式磁能动力机外形与普通电动机没有大的区别。由图 12的 剖面图看到:机体主要由三个转子轮,两个定子轮和两个端盖 所带的半个定子轮40、机壳圆筒1,两端盖圆盘2,圆盘中部的轴承3,轴承所套的 轴4等构成。将图中的 剖面显示的定转子磁块排列结构对照图5可知它是由 “三圆环轮式磁能动力体”演化而来。定、转子轮均是中间板式磁体结构,对于 转子轮从板的 剖面来看,无论长、短轴永磁体,在板两侧均成“八”字形对称 布设;而定子轮板两侧的永磁块则均成倒“八”字形对称布设,两端盖所带半个 定子轮永磁块是半个倒“八”字形,即保证气隙6两侧永磁块N磁极平行相对 应,正是由于气隙6两侧定转子永磁块N磁极相对于各自板斜向约45°左右角度 平行相对,使磁斥力作用线沿长轴或短轴轴线作用于转子轮板中心面内,“八” 字形作用线夹角约为90°左右,据力的合成定理,合力作用线正是“八”字形夹 角的角分线,该角分线与转子轮板中心面重合,与合力作用交点和圆心的连线垂 直,换句话说,合力作用线的方向就是合力作用点的切线方向,转子轮中各对永 磁块受两侧定子轮永磁块磁斥力的作用线交点的切线方向相同,各转子轮中磁斥 力作用线交点的切线方向也相同,从而推动各转子轮同步向一个方向转动。

周样由图12看到,定转子间气隙21相等且在保证动平衡条件下尽量近。转 子轮5与机壳1内周的间隙也相等。三个转子轮5是一样的,两个定子轮6也是 相同的,但三个转子轮中,起始磁块端点17与起始纵轴线18的距离是不相等 的,这主要是因为磁互相作用力是短程力,为了保证转子组受到的磁推动力是连 续的,就需要三个转子按“接力”式排列成递推组合结构,为此用A、B、C 三个剖面即图13、14、15、16、17、18、19分别展示三个转子轮中的磁 块排列情况。其中:图13展示了左转子轮:它是由与轴连接的花键圆盘12、幅 条13,轮径向中心圆环板14,内周圆环形磁轭圈15、外周圆环磁轭圈16组成轮 基体,在“C型”磁轭槽中,圆环板14两侧布设对称的永磁块10和11,其中永 磁块11是转子轮右侧、定子轮左侧、右端盖轮通用的,永磁块10是转子轮左 侧、定子轮右侧、左端盖轮通用的,并且永磁块10和11在板14两侧成“八” 字形布设,两磁块长轴延长线交于板中心面内一点,延长线所夹锐角为90°左 右,而磁块长轴与板14成45°夹角。本例中左转轮起始磁块端点17与起始纵轴 线18的左偏距是3.5毫米,主视图中10所示为轮式磁能动力机转子轮永磁块在 轮主视图中的标准画法,20是其简易画法,后同,不累述。

图15和16及图17展示了中转子轮,主视图中起始磁块端点17与起始纵轴 线18的左偏距是1.5毫米,其中2-2剖面图中展示了“C”型圆环磁轭槽 25、圆环形磁轭圈16及轮式磁能动力机转子、定子、端盖在“C”形磁轭槽25 中从横剖面看槽、永磁块及齿盘8和9的简易画法,后同不累述,而标准画法可 见到“八”字形磁块。

图18和19展示了右转子轮。起始磁块端点17与起始纵轴线18的右偏距是 1.5毫米。

磁力递推组合结构是本发明的关键之一,它不但体现在几个转子轮之间,也 可以体现在定子与转子间,定转子各层间,磁块疏密间等方面,后同,不累述。

转子轮图中永磁块都是满排列的,根据实际磁作用区性能需要,也可以撤掉 其中个别磁块。

图20、21、22是定子轮的结构,与转子轮的区别主要有三点,一是圆环形 磁轭圈16比转子轮圆环形磁轭圈16半径大了图12中机壳1内周与转子轮5外 周之间的距离,二是起始磁块端点17与起始纵轴线18重合,当然这是本实施例 的设计,实际中也可以与转子轮磁块一起考虑,安排定转子轮磁块互相间的位置 关系,另外磁推力还与C型磁轭槽深度,磁块密度,磁轭槽宽度,半径等因素有 关,也与几层磁轭槽有关,因为不同层磁轭槽由于半径不同,磁块密度不同等同 样可构成磁力递推结构,三是由图21可见在圆环板14两侧的永磁块10和11的 排列方向与图14转子轮永磁块的排列方向正相反,即按同样的左、右方向对照图 12、图14、图21可看到定子永磁块是倒“八”字形排列,这是本发明开发磁能 源机体结构的关键点之一,只有转子永磁块成“八”字形排列,定子永磁块成倒 “八”字形排列,才能在图12中构成定转子隔气隙21的永磁块间N磁极相对于 各自圆环板14成约45°夹角平行相对相斥,保证磁斥力线的方向均指向转子轮5 圆环板中心点,保证合力作用线就是合力点与圆心连线的垂线即过合力作用点的 切线就是两侧定子轮磁体对转子轮经向圆环板14两侧永磁体磁斥力作用线合力线 的方向。

其实,只要保证上述结构,完全可以把转子磁块排成倒“八”字形,把定子 磁块排成“八”字形,只要它们的排列方向相反即可。

另外,图20中17与11所在为轮式磁能动力机定子永磁块在“C”型磁轭 槽中同心放射状排列的主视图标准画法,23为其简易画法;图21中10与11区 域为轮式磁能动力机定子永磁块在“C”型磁轭槽中同心放射状排列的俯视剖面 图的标准画法,24为其简单画法,后同,不累述。

从图23可以看出:轮式磁能动力机在该剖面图中主要由圆筒形机壳1,两端 端盖圆盘2,轴承3,轴4,垂直连接在轴4上的转子轮5,紧贴在机壳1内周的定子 轮6,定子右侧及转子左侧及左端盖轮的齿盘8,定子左侧及转子右侧及右端盖轮 的齿盘9,转子左及定子右及左端盖轮永磁块10,转子右及定子左及右端盖轮 11、圆环板14、定转子轮内周圆环形磁轭圈15、定转子轮外周圆环形磁轭圈 16,气隙21等构成。另外轮式磁能动力机“C”型磁轭槽中永磁块的画法:26 是左端盖轮永磁块的标准画法,27是其简易画法,28是转子永磁块的标准画 法,29是其简易画法;30是定子永磁块的标准画法,31是其简易画法;后 同,不累述。

图24是定子右磁块及转子左磁块及左端盖轮永磁块的主视图,图25是其左 视图,图26是其右视图,图27是其俯视图。临轮外周圆环形磁轭圈16的永磁 块宽比临轮内周圆环形磁轭圈15的永磁块的宽要大,这是因为外周周长大于内周 周长而磁轭槽中的磁块数量是一样的,另外临圆环板14的S极剖面线虽然与板 14所夹角都是45°,但由于上下圈宽度不同,使主视图中S极呈一个斜面。

同理图28是定子左磁块及转子右磁块及右端盖轮永磁块的主视图,图29是 其左视图,图30是其右视图,图31是其俯视图,永磁块也是上宽下窄。

图32是带等间距外伸斜齿的软铁齿盘的主视图,图14是其俯视图。图32中 9所示为定子轮左端及转子轮右端及右端盖轮通用的齿盘在主视图中的标准画 法,19为其简单画法,图14中的9也是其在俯视图中的标准画法,19为其在 俯视图中的简单画法,图32中没有显示8,但在其俯视图中则可看到用于定子轮 右端及转子轮左端及左端盖轮的齿盘8,齿盘的作用是永磁块的磁路。

图34是用短轴4永磁块取代长轴3永磁块的实施例。与图12的长轴3实施 例相比,区别有三点:一是上述永磁块换了,二是磁块间的斜伸轮铁齿被辅助磁 块22所取代,三是取消了软铁圆盘。原因是本例磁路是圆环板14同侧永磁块间 磁力线由一个磁块的N极出发进入相邻磁块的S极形成磁回路。

图35是左转子轮主视图,图36是其俯视图,转子轮的磁力递推组合结构呈 现出起始磁块端点17与起始纵轴线18之间右偏10毫米,另外32是永磁块在主 视图中的标准画法,33是其简易画法;

图37是中转子轮主视图,图36是其俯视图。起始磁块端点17与起始纵轴线 18之间右偏1毫米。图39和图40中起始磁块端点17与起始纵轴线之间右偏5 毫米。

图42和43是定子轮,起始磁块端点17与起始纵轴线18重合。

图44图23的区别也是上述三点。轮式磁能动力机“C”型磁轭槽中永磁块 的画法:34是左端盖轮永磁块的标准画法,35是右端盖轮永磁块的简易画法; 36是转子永磁块的标准画法,37是其简易画法;38是定子永磁块的标准画法, 39是其简易画法;后同,不累述。

图45是转子右磁块或定子左磁块或右端盖轮永磁块的主视图,图46是其俯 视图,图47是其仰视图;图48是辅助磁块22的主视图,图49中间那部分是其 俯视图,两侧的磁块为陪衬以展示主辅磁块的位置关系;图50是其仰视图。

同理,图51是转子轮圆环板14左端磁块或定子轮圆环板14右端磁块或左端 盖轮永磁块的主视图,图52是其俯视图,图53是其仰视图;图54是辅助磁块 主视图,图55中间部分是其俯视图,图56中间部分是其仰视图。

本例的重点仍在转子磁块对称于圆环板14成“八”字形布设,定子磁块对称 于圆环板14成倒“八”字形布设。

本实施例中机体结构的各转子轮中相对于起始纵轴线18而言,起始磁块端点 17,在各定子起始纵轴线作为其起始磁块起算点的基础上,与起始纵轴线18的距 离不相等,各距离的确定满足转子组永磁体与定子永磁体之间形成同磁极斥力递 推组合结构。递推组合结构是由递推结构和组合结构组成的,它们体现在定转子 间,气隙两侧层间,永磁块的排列、数量大小、形状、间距、作用面、磁路、主 磁场直接作用区域、角度、磁轭槽深度、机体大小、磁块在定转子中的单双数、 定转子轮的数量、磁块层间数量比例及后续中的轮式与简式的配合等,后同,不 累述。

机体结构的磁块大小、排列密度、排列间距、各层“C”型磁轭槽的半径, 各层间磁块大小及密度、定转子之间磁块密度大小等对转子转速均有影响,除综 合试调外,以定转子隔气隙21相邻磁块同磁极极面距离越近越好,两极面接触作 用面积越大越好。后续中一般如此,不累述;机体结构各机件材料、材质,除指 明的永磁体及软铁外,其余全部由铜、铝、塑料等抗磁性材料组成,此条后续中 相同不累述;机体结构各部件连接方式,视具体情况如机体大小、材料、磁体性 能、转速等相应采取整体浇注、焊接铆接、螺接、粘接、插接等方法,后同, 不累述;机体结构的永磁块有长、短轴之分,后续中仅以长轴磁块为例,短轴磁 块可替换长短磁块,同时永磁块在定子或转子同层中可以满排布,也可以根据需 要空缺个别永磁块,后同,不累述。

2、双套筒式磁能动力机

图10是双套筒式磁能动力机的主视图(没画定轴盘14的圆线)

图57是图10的F-F剖面图

图58是图57的A-A剖面图

由图10、57、58可看到,双套筒式磁能动力机其结构有:一个圆筒形外壳 1、紧贴在外壳1内周的带等间距斜伸齿的软铁薄圆筒齿盘2,斜插在软铁齿之间 横剖面N极直角点连线成圆形气隙18外周的永磁体3,以上构成“双套筒式外周 定子结构”,在两端固定永磁体3且与永磁体3位于同一圆筒形内表面与机壳1两 端面平齐的、断面为方形或长方形的圆环4,连接在机壳两端的端盖圆盘5,嵌在 端盖中心的轴承6、承载轴承6的空心轴筒7、垂直连接在空心轴筒7上并与端 盖5内侧间隙平行的圆盘形鼓架8、垂直连接在鼓架8两近端部的圆筒9、圆筒 9外周紧贴的带等间距外伸斜齿的薄软铁圆筒齿盘10、斜插在软铁齿10之间且 横剖面N极直角点连线成圆形气隙18内周的永磁体11、10和11构成“筒式转 子结构的外磁圈”,“筒式外周定子结构”与“筒式转子结构外磁圈”构成“筒 式外周磁动力结构”,紧贴在圆筒9内周壁的带等间距外伸斜齿的薄软铁圆筒齿 盘13,斜插在软铁齿13之间剖面N极直角点连线成圆形但半径小于上述气隙18 内周的气隙19外周的永磁体12,13和12构成“筒式转子结构的内磁圈”,内外 磁圈共同构成筒式转子结构,与内磁圈同半径在两端固定永磁体12且断面为方形 或长方形的圆环4,间隙穿过空心轴筒7的固定类轴21、固连于两侧端盖5上并与 类轴21固接的定轴盘14,垂直连接在类轴21两端上的并与鼓架8间隙平行的圆 盘形支架15、垂直连接在支架15两近端的圆筒16、圆筒16外周紧贴的带等间 距外伸斜齿的薄软铁圆筒齿盘20、斜插在软铁齿20之间且横剖面N极直角点连 线成圆形气隙19内周的永磁体17、16、17、20构成“双套筒式内周定子结 构”,“筒式转子结构内磁圈”与“筒式内周定子结构”构成“筒式内周磁动力 结构”,固连在外壳1下部的底座,永磁体3和11横剖面N极所在直线隔气隙 18平行相对且各与纵轴22所夹锐角约为顺时针45°左右角,所述永磁体12与永 磁体11隔圆筒9在连心线对称方向成“八”字形布设,两磁块横剖面长轴线延长 线交于圆筒9内成约90°左右夹角,所述永磁块17与永磁块12横剖面N极所在 直线隔圆周气隔19平行相对且各与纵轴22所夹锐角约为逆时针45°左右角,转 子磁块环11与12的N极受定子磁块环3与17N极的磁斥力,斥力的作用线通 过转子磁块横剖面长轴线交于圆筒9中心面内,夹角约为90°左右,据力的合成 定理,合力作用在圆筒9圆心线上各点与圆心连线的切线方向上,形成顺时针或 逆时针推动力,推动空心轴筒式转子体旋转,对外通过空心轴筒7输出转矩,永 磁体的磁路是由所夹齿盘提供的,即磁力线由永磁体的N极出发,主磁路与气隙 对面的另一永磁体的N极磁力线作用后折回永磁体自身所夹的软铁齿中,并通过 齿盘的盘体回到S极,机体以中心对称。

结构中有4个带等间距外伸斜齿的薄软铁圆筒齿盘,它只是半径一个比一 个大,齿数半径小的少,半径大的多,但齿盘13与10的齿数基本相同。当圆筒 9为软铁时,还可以取消齿盘13与10的圆盘部分,仅保留斜伸齿部分。

图57中断面与方形的圆环4只是半径不同,故皆标记为4。

气隙两侧的永磁块数量可以相同,也可以不相同,圆筒9两侧的磁块数量以 相同为宜,目的是使磁斥力的合力作用均匀,不使转子振颤。

气隙18与19两侧起始点永磁块与起始纵轴线22的位置关系依前述的“轮式 磁能功力机”转子轮的递推组合安排,递推组合还可以从气隙两侧永磁块的密度 去调节。

图57与图58的永磁块及齿盘属于标准画法,后述中凡论及“筒式磁能动力 机”或“筒式磁能动力发电机”或“筒式电动机”一般用简易画法。

3、筒式磁能动力机

图10是筒式磁能动力机的主视图

图59是图10的A-A剖面图

由图10图59并参图57、58中半径大于圆筒9部分结构,筒式磁能动力机 包括:

1)机体结构:所述的机体结构包括一个圆筒形的外壳板1、齿盘2、齿间永 磁体3构成“筒式外周定子结构”,左右端盖5、端盖圆心处的轴承6、轴承6 中的轴7,垂直连接在轴7上的转子圆盘8、垂直连接在圆盘8近端部的磁轭筒 10、磁轭筒10外周的齿盘2、齿间永磁体4构成“筒式转子结构外磁圈”,转 子永磁体的N极极面与定子永磁体的N极极面隔定转子之间圆筒形气隙9平行相 对相斥使转子旋转,磁块横剖面平行相对的两N极极面线与过极面线中点的圆心 线均呈约45°左右夹角,剖面看定转子磁块长轴基本相等,数量基本相同,定子 磁块略大于转子磁块,它实际上是上述“双套筒式磁能动力机”大于圆筒9半径 部分的结构,机体以中心对称;

2)转子:所述的转子包括二个固连于轴7上的圆盘8、一个夹在两圆盘之间 且半径小于圆盘半径的圆筒10、一个附着在圆筒10外表面且有若干斜伸齿的软 铁薄圆筒齿盘2、若干条斜插在薄软铁圆筒齿盘2斜伸齿之间的永磁块4、各条 永磁块4的长度与连于轴两端的圆盘8间距相等,各条永磁块4从横剖面上看, N极角点位于临气隙9的圆周线上,该圆周线与连接于轴7两端的定位圆盘8半 径相等,N极所在直角平面线与过该线中点的圆心线上位顺时针(或逆时针)成 约45°左右夹角,S极所在斜圆弧面线与软铁斜齿底盘紧贴,软铁斜齿齿端与N 极极面直线重合,磁力线从N极出发经软铁齿端、软铁薄圆盘回到S极形成磁回 路,后续中述及“筒式磁能动力机转子”结构一般如上述,不累述;

3)定子:所述圆筒形外壳板1,筒内周紧贴一薄层具有相等间距的斜伸软铁齿 圆筒齿盘2,各斜伸软铁齿间夹一条永磁体3,永磁体3的长度与两端盖5间距相 等,各条永磁块从横剖面看,N极角点位于临气隙9的圆周线上,N极所在直角 平面线与过该线中点的圆心线上位顺时针(或逆时针)成约45°左右夹角,S极 所在斜圆弧面线与软铁齿底盘紧贴,软铁斜齿齿端与N极极面直线重合,磁力线 从N极出发经软铁齿端、软铁薄圆盘回到S极形成磁回路,后续中述及“筒式磁 能动力机定子结构”一般如上述,不累述。

4、轮筒式磁能动力机

图10是轮筒式磁能动力机的主视图

图60是图10的A-A剖面图

由图60可以看出,该机实际上是轮式磁能动力机与筒式磁能动力机的组合, 图中2-2部分构成“筒式磁能动力机定、转子结构”,3-3部分构成“轮式 磁能动力机定转子结构”,其目的是更有利于安排磁力递推组合结构,也是综合 一下轮式与筒式的优点,但筒式结构2-2中的磁块布置与轮式3-3中磁块布 置必须使各转轮向同一个方向旋转,本机以轮式为主,筒式为辅。

5、筒轮式磁能动力机

图10是筒轮式磁能动力机的主视图

图61是图10的A-A剖面图

由图61可看出,该机也是轮式磁能动力机与筒式磁能动力机的组合,以筒式 为主,轮式为辅。图中2-2部分构成“筒式磁能动力机定、转子结构”、3-3 部分构成“轮式磁能动力机定、转子结构”,要求筒式定、转子结构2-2部分 的磁块布设与轮式定、转子结构3-3部分的磁块布设应当能使转轮向一个方向 旋转。转子左、右端各为半个轮盘且为双层,即圆板4单面布设磁块,隔气隙对 应的轮盘3紧贴在机壳1的内周,转子轮盘3之间凹下部分为前述的“筒式外周 定子结构”。

6、组合筒式磁能动力机

图62是组合筒式磁能动力机的剖面图

图63是图62的A-A剖面图

由上两图看出,本机实际上是4个筒式磁能动力机的单体组合,与筒式磁能 动力机的区别仅在于“筒式外周定子结构”是不连续的,相邻两个转子隔气隙以 轮外周磁块相对,四个转子中心连线为正方形,正方形的中心为菱形定子结构, 该菱形四边各为“筒式外周定子结构”的一部分,筒式定转子间的磁块排列使四 个转子向一个方向旋转。

7、外筒内轮式磁能动力机

图10是外筒内轮式磁能动力机的主视图

图64是图10的A-A剖面图

由图64看到,它实际上是把图57的双套筒式磁能动力机的固定类轴21上垂 直连接的圆盘形支架15及其连接部分换成了三个定子轮12,将鼓架8及圆筒9及 其连接部分轮“筒式转子结构内磁圈”换成了图64中的“轮式转子结构”,图 57为内外定子筒的磁斥力推动所夹转子磁筒旋转,图64则是外定子筒和内定子 轮的磁斥力推动所夹磁轮筒旋转,机体以中心为对称。

                       磁能动力发电机

本发明属于利用磁能动力机转子旋转切割嵌在定子凹槽内绝缘导线而发电的 能源领域。

《中国专利》中的各种发电机,大都是利用外能源,如电、燃油机等使转子 旋转,磁力线切割导线而发电,由于一次能源是非再生能源,且存在环境污染, 因此开发新能源迫在眉睫。

本发明是在基本上扬弃一次能源并利用前述磁能动力机的基础上,提供一种 “磁能动力发电机”,达到开发出新能源的目的。

磁能动力机中的永磁体在充磁时虽然也要首先利用一次能源,但永磁体装机 发电后仅用其中极小部分电量即可补充充磁时的能源,因此它是可再生的二次能 源,其基础在于永磁体的优良性能,并且这一基础随永磁体的进一步开发而更加 现实与牢固。

本发明的目的是这样实现的:提供一种磁能动力发电机,所述的磁能动力发 电机包括几种类型,先以轮式磁能动力发电机为例,说明实现本发明目的的一种 机型,再分别说明其它机型;所述的轮式磁能动力发电机,其特征在于它包括: 一个圆筒形外壳1、紧贴在外壳1内周的隔磁层56、(也可以不设隔磁层)、紧 贴在隔磁层56内周的软铁筒51、嵌在软铁筒51内周凹槽中的绝缘导线50、容 纳联接导线50为正负极输出端的接线盒48、紧贴在软铁筒51内周间隔相等距 离的若干个圆环形定子连接在外壳1两侧的端盖2、紧贴在端盖2机体内侧的单 面双层“C”型磁轭槽中的定子永磁体7、紧贴在端盖外侧的幅条形磁性滞轴盘 49、紧贴在端盖圆心孔内侧的定子磁性轴承软铁圆齿环57、嵌在软铁齿槽的定 子磁性轴承外圈永磁块58、软铁圆齿环57内周的气隙60、气隙60内周的转轴 磁性轴承软铁圆齿环61、嵌在软铁圆齿环61槽内的定子磁性轴承内圈永磁块59 及57、58、59、60构成的磁性轴承3、固连在转轴磁性轴承软铁圆齿环61 内周的轴4、固连在轴4两端的幅条形转动部分磁性滞轴盘49、固连在机壳1下 部的机座6、固连在轴4上等间距且与定子轮逐一间隔排列的转子,所述的转子 包括与转轴4相连的幅条5、与幅条5连接的圆环形双面“C”型磁轭槽体9、 固定在磁轭槽内且与轮体9径向侧面平齐的若干条(块)呈同心放射状排列的转 子永磁体8、紧贴轮体9外周的转子轮周软铁筒53、紧贴软铁筒外周的转子轮外 周永磁筒52、永磁筒52外周与机体软铁筒51之间的间隔11,所述的永磁块8之 间贴轮体中心版9两面对称设辅助磁块10、8、9、10构成“磁能动力机转子 结构”,所述的定子包括紧贴在机体软铁筒51内周的定子倒“T”形圆周软铁 55、软铁55两侧配置的隔磁圈54(也可以不设隔磁圈)、紧贴在软铁55内周的 圆环形双面“C”型磁轭槽体9、固定在磁轭槽体内且与轮体9径向侧面平齐的 若干条(块)呈同心放射状排列的定子永磁体7、永磁体7之间的辅助磁块 10,7、9、10构成“磁能动力机定子结构”,所述的定子还包括紧贴在轮体9 内周的定子磁性轴承软铁圆齿环57、嵌在软铁齿槽57内的定子磁性轴承外圈永 磁块58、软铁圆齿环57内周的气隙60、气隙60内周的转轴磁性轴承软铁圆齿 环61、嵌在软铁圆齿环61槽内的定子磁性轴承内周永磁块59及57、58、 59、60构成的磁性轴承3、固连在转轴磁性轴承软铁圆齿环61内周的4,所述 的定子、转子间气隙相等,定转子半径及磁轭槽层数相等,所述磁性轴承由分设 在各定子轮和端盖内周的内、外隔气隙相套的大半圆环形磁铁和软铁组成,气隙 两侧均为N极,仅在与机座相反方向的气隙外周设局部S极(在太空失重环境 中,气隙两侧均为N极圆环),所述的磁性滞轴盘49包括固定在端盖上的幅条 形磁块定盘、与轴4固连的幅条形磁块动盘,通过调节动盘与定盘的间距来控制 磁动发电机开关,通过调节端盖内周磁性轴承沿轴向长度和转子幅条半径达到磁 力平衡,转子在两侧定子同极性磁极斥力的作用下旋转,其轮周上的永磁体52的 N极磁力线垂直穿过并随轮的转动而切割机体软铁筒51内表面凹槽中的绝缘导线 50,磁力线在软铁筒51内沿轮轴两方向与另一转轮磁力线相遇相斥而折向定子倒 “T”形软铁55并回到各自的S极形成磁回路,磁力轴承中气隙60两侧磁块 58、59的N极磁力线相斥后折向邻近的软铁齿57与61,并回到S极形成磁回 路,切磁导线50中产生的感生电流经机体两端接线盒48分别联为一点引出接入 负载成为磁动发电机的电能输出端,导线50中感生电流在磁场中受力,磁场对导 线50的作用力与转轮转动方向相反,但此力作用于机体,不影响转子的转速,机 体以中心对称。

以下结合附图对本发明的几个实施例进行具体描述:

1、轮式磁能动力发电机

图65是轮式磁能动力发电机的主视图

图66是轮式磁能动力发电机的俯视图

图67是图66的A-A剖面图

图68是图65的B-B剖面图

图69是图68的C-C剖面图

由上述图可看出,本机与图44的轮式磁能动力机有以下几点区别:第一:在 转子轮外周加了软铁圆环53,在53外周增加了永磁筒52,并且永磁筒的N极在圆 外周,第二,在定子轮外周增加了倒T形软铁圆环55及其两侧的隔磁圈54,在定 子轮内周增加了软铁圆齿环57及嵌在软铁齿槽57内的定子磁性轴承外圈永磁块 58,软铁圆齿环57内周的气隙60、气隙60内周的转轴磁性轴承软铁圆齿环 61、嵌在软铁圆齿环61槽内的定子磁性轴承内周永磁块59,57、58、59、60 构成的磁性轴承3,第三,在端盖2轴心处增加了与定子轮内周同样结构的磁性轴 承3,第四,在端盖2外侧增加了磁性滞轴盘的定盘49,第五,在轴4上增加了磁 性滞轴盘的动盘49;第六,在机壳1内周增加了软铁筒51,在软铁筒51内周凹槽 中增加了绝缘导线50,在机壳1外周两端增加了接线盒48,软铁筒凹槽内的绝缘 导线50在圆筒两端连为一点成为电能输出输入端;转子在定子磁斥力作用下旋 转,转子外周磁力线在运动中切割绝缘导线50,在50中产生感生电流。通过调节 磁性滞轴盘的动盘与定盘的间距来控制磁动发电机的开关,通过调节端盖内周磁 性轴承沿轴向长度和转子幅条半径达到磁力平衡,机体以中心对称。

2、双套筒外函式磁能动力发电机

图10是双套外函式磁能动力发电机的主视图

图70是图10的A-A剖面图

图70的结构参考图57、58的双套筒式磁能动力机即可看出,它实质上是将 双套筒式磁能动力机的“双套筒式外周定子结构”换成了下述的“发电机筒式线 圈结构”;将“筒式转子结构外磁圈”换成了“发电机筒式磁体结构”,余皆相 同。“发电机筒式线圈结构”是由软铁圆筒1,嵌在筒1内周凹槽中并略低于槽口 两端面和浮绕在筒1外周表面的绝缘线圈2及线圈引出两端的接线盒3构成, “发电机筒式磁体结构”是由槽形磁轭圆筒9和紧贴在筒9凹槽中并与槽口两端 平齐且外周为N极,内周为S极的永磁筒11构成,两“结构”体系中N极与软 铁圆筒内周凹槽中的绝缘导线2隔气隙10平行相对应,两结构构成“筒式磁能发 电结构”,后同,不累述。12、13、15、16构成“双套筒式磁能动力机”中 的“筒式内周磁动力结构”,推动转子旋转,N极磁力线在运动中切割嵌在软铁 筒内周凹槽中的绝缘导线2并在2中产生感生电流经两端引出线对外发电。

3、双套筒内涵式磁能动力发电机

图10是双套筒内涵式磁能动力发电机的主视图

图71是图10的A-A剖面图

图72是图71的B-B剖面图

从图71和72并参图57、58的“双套筒式磁能动力机”及图71的“双套筒 外涵式磁能动力发电机”可看出,本机是将图57、58中的“筒式内周磁动力结 构”换成图70的“筒式磁能发电结构”,余同57图结构,在“筒式外周磁动力 结构”的推动下转子旋转,N极磁力线切割导线并在导线2中产生感生电流并由 轴18凹槽中引出。

4、空心轴内轮外涵式磁能动力发电机

图10是空心轴内轮外涵式磁能动力机的主视图

图73是图10的A-A剖面图

由图73可看到,本机外涵发电部分结构与前述“双套筒外涵式磁能动力发电 机”相应部分结构相同,区别在于连接在固定类轴18上的是一至数个“轮式磁能 动力机定子”19,垂直连接在空心轴筒6两端且逐个夹在定子轮之间的是“轮式 磁能动力机转子”20及其转子轮周的断面为槽形的软铁筒21,紧贴在软铁筒21 槽内且与槽口平齐的永磁筒22,永磁筒22的N极位于外周,S极位于内周,磁 力线从N极出发进入软铁筒1并通过筒端沿软铁筒21回到S极形成磁回路,按 “轮式磁能动力机定、转子结构”,转子在两侧定子磁力作用下旋转,永磁筒22 的磁力线在运动中切割绝缘导线2,并在2中产生感生电动势,通过导线两接线端 23接通外载在导线2中产生感生电流。

5、空心轴内筒轮外函式磁能动力发电机

图10是空心轴内筒轮外函式磁能动力发电机主视图

图74是图10的A-A剖面图

图75是图74的B-B剖面图

由图74、75并结合图70可看出,本机与“双套筒外函式磁能动力发电机” 的区别仅在于端盖4与转子鼓架7各自内壁增加了“轮式磁能动力机定、转子结 构”并将“筒式内周磁动力结构”在轴向缩短,构成筒轮式混合磁动力。轮式定 转子的排列结构所提供的磁动力方向必须与筒式内周磁动力结构的作用方向相 同,这是轮筒式或筒轮式混合动力结构配合的充要条件,后同,不累述。

6、空心轴外筒轮内函式磁能动力发电机

图10是空心轴外筒轮内涵式磁能动力发电机主视图

图76是图10的A-A剖面图

图77是图76的B-B剖面图

由图76、77并参图71、72可看出,本机与“双套筒内涵式磁能动力发电 机”的区别仅在于端盖4与转子骨架7各自内壁增加了“轮式磁能动力机定、转 子结构”并同时将“筒式外周磁动力结构”在轴向压缩,构成筒轮式混合磁动 力。

7、逆向磁能动力发电机

图10是逆向磁能动力发电机的主视图

图78是图10的A-A剖面图

由图78并参图71、72及图5可看出,本机中间部分结构与图71、72的 “双套筒内涵式磁能动力发电机”相同,两端部分与图5的“三圆环轮式磁能动 力体”相同,其连接是通过轴18实现的。具体说本机包括:连接在距圆筒形机壳 1两端一定内距离并紧贴在其内周的内端盖4,嵌在内端盖4圆心孔内周的内轴承 5、紧贴在内轴承5内周的空心外转子轴筒6、间隙穿插在空心外转子轴筒6中 的内转子轴18、连接在轴18两端的外轴承19、固定轴承19并连接在机壳1两 端的外端盖20、连接在轴18上轴承5、19之间的“轮式磁能动力机转子”21 及与其“C”型磁轭槽21对应的,固连在内外端盖壁上的“轮式磁能动力机” 中的左右端盖定子22、23,按“筒式磁能动力机定转子结构”,转子磁体13在 定子磁体15推动下逆时针(或顺时针)旋转,按“轮式磁能动力机定转子结 构”,转轮21永磁体在两侧轮式定子磁体22、23的磁斥力推动下顺时针(或 逆时针)旋转,固连在内转子轴18上的软铁筒凹槽内的绝缘导线2同步顺时针旋 转,固连在外转子轴6上的与导线2隔气隙24平行的永磁体11逆时针旋转,磁 力线从11的N极出发在旋转中切割导线2后沿导线2所在软铁筒两端进入槽形 软铁筒9后回到永磁体11的S极形成磁回路,绝缘导线2中的感生电流沿导线 在轴18两端经电刷25引出。

8、双套筒中驱端轮式磁能动力发电机

图10是双套筒中驱端轮式磁能动力发电机主视图

图79是图10的A-A剖面图

图80是图79的B-B剖面图

图81是图79的C-C剖面图

由图79看出,本机中部磁力驱动部分与图57、58的“双套筒式磁能动力 机”结构相同,所不同的是将轴13和机壳1两端延长,在延长的空间部分增加了 转轮式永磁盘24和转轮定子式软铁圆环25、22、26及嵌在其中的绝缘导线 32。具体说增加的部分包括:固连在机壳1轴向两端的软铁壳筒27,在内端盖5 外侧隔一小间隙并紧贴机壳27内表面的软铁圆环25,隔两气隙28及转轮24并紧 贴机壳27内表面的软铁圆环22和26,与软铁圆环26隔一小间隙处的外端盖 23、嵌在外端盖23中心圆孔的轴承20、紧贴轴承20内周并与空心轴筒7同轴 径的空心轴筒21、空心轴筒21与7之间垂直连接的转轮轮幅24、连接轮幅24 的磁轭圆筒29、垂直连接在圆筒29中部的软铁磁轭圆环30、紧贴磁轭圆环30 并与30同半径的双永磁圆环31、31的N极与气隙28相邻并与轮幅条24位于 同一径向平面,31通过螺栓35固定在30上、嵌在软铁圆环25、22、26临气 隙一侧凹槽内并沿非临气隙面形成回路的绝缘导线32、绝缘导线32成同心放射 状缠绕在软铁圆环25、22、26上,并通过其外周的槽36和近内周的孔36完 成环绕,连接在外端盖23顶端的接线盒33、绝缘导线连为输入与输出端的34, 间隙穿插在空心轴筒7、21中的固定类轴13通过固接体14连接在外端盖23 上,空心轴筒7之间所垂直连接的转动体系在机体中部“双套筒式磁能动力发电 机内,外定子结构”的磁力推动下旋转,带动两侧转轮中的永磁体31同步旋转, 磁力线或在软铁筒22中相遇相斥共同折向软铁筒27,或在软铁筒25、26中折向 软铁筒27,并在软铁筒中相遇相斥折向软铁圆环30后回到各自的S极形成磁回 路,绝缘导线32随轮转动切割磁力线产生感生电流通过接线柱34引出。

9、轮中驱端筒外涵式磁能动力发电机

图10为轮中驱端筒外涵式磁能动力发电机主视图

图82为图10的A-A剖面图

图83为图82的B-B剖面图

由图82并参轮式磁能动力机有关图及图70可看出,本机中部为轮式磁能动 力机结构,同轴两端为双套筒外涵式磁能动力发电机的“筒式磁能发电结构”, 绝缘导线联接为输入输出端。

10、双套筒中驱端外函式磁能动力发电机

图10为双套筒中驱端外涵式磁能动力发电机的主视图

图84为图10的A-A剖面图

由图84可看出,本机中部为双套筒式磁能动力机结构,两端为双套筒外函式 磁能动力发电机结构,电能输出端可分列,也可以串联后形成两极接线柱。

11、双套筒端驱中外函式磁能动力发电机

图10为双套筒端驱中外函式磁能动力发电机主视图

图85为圆10的A-A剖面图

由图85看出,本机两端为双套筒式磁能动力机结构,同轴中部为双套筒外函 式磁能动力发电机结构。

                        电动发动机

本发明属于综合应用磁能动力体结构及原理、永磁体与电磁体磁性能相同原 理,在机体的定、转子设置并利用电磁体之间的磁作用力使轴产生转矩而作功的 动力领域。

《中国专利》中的各类发动机,一部分是利用一次能源作动力,由于能源危 机及环境污染致使其前景暗淡;一部分是电动机,它一方面也是间接利用一次能 源作动力源,另一方面存在“电动机效应”,浪费大量能源。

本发明是在扬弃燃油、燃气等一次能源和克服“电动机效应”及利用前述磁 能动力机机体结构的基础上,提供一种实用电动发动机,达到开发出绿色高效拖 动机的目的。

本发明的目的是这样实现的,提供一种电动发动机,所述的电动发动机有几 种机型,先以轮式电动发动机为例,说明实现本发明目的的一种机型,再分别说 明其它机型,所述的轮式电动发动机机体结构与轮式磁能动力机基本相同,其特 征在于:将定转子永磁块全部用电磁铁代替,转子绕组14的单向电流输入输出端 11由整流器10得到,整流器的电流来源于电流互感器2,电流互感器包括电源输 入端1、互感器铁心3、绝缘层4、互感器线圈5、电流强度调节器6、电流频 闪调节器7、自控器8、其它控制电路9、整流器10等,定转子绝缘绕组的缠绕 方向保证电磁铁的极性与轮式磁能动力机中定、转子永磁块的极性相同,电流互 感器保证转子在高速旋转中随时持续得到单向电流,也可以不设电流互感器而用 电刷输入电流。转子电磁铁在定子电磁铁的磁场斥力作用下旋转,带动轴16端对 外输出转矩,根据楞次定律,输入电流是高频间断的,使轮加速的电流强度12的 极值点Imax到下一段加速电流12的起点I动有瞬时断电时间t1、t2段,可有效 利用转轮惯性而节省能源,当需低速时可减少电流强度即利用13段的电流强度, 当反接定子电源的正负极使N极相斥的定转子电磁铁变成N、S极相吸的电磁 铁则可立即实现停机。

以下结合附图对本发明的几个实施例进行具体描述:

1、轮式电动发动机

图10是轮式电动发动机的主视图

图86是图10的A-A剖面图

图87是图86的B-B剖面图

图88是87的1-1剖面图

图89是87的2-2剖面图

图90是图86的C-C剖面图

图91是图90的1-1剖面图

图92是图90的2-2剖面图

由图86看到,机体结构与轮式磁能动力机基本相同,只是在一侧端盖内外增 加了电流互感器2,电流互感器的铁心是断开的,即利用轴16在互感器位置伸出 轴承19外的部分用软铁制成互感器旋转部分铁心,同时在靠轴承19的机体内侧 设整流器10,由楞次定律,非旋转部分的互感器铁心上的互感线圈5中通以高频 率间断电流时,旋转部分互感器铁心上的互感器线圈5中产生高频顺逆电流,经 整流器整流后变成单向电流,并且由单向电流输入输出端11通过轴16中的凹槽 接入转子中,也可以不设电流互感器而由电刷输入电流,由图87、88、89看 到,通以单向电流的绝缘导线14由轴16沿转轮幅条伸入到转轮“C”型磁轭槽 中,并将各永磁块形状的软铁沿径向绕成线圈14,缠线方向如17所示必须保证所 有电磁铁的N极均位于转轮两侧径向轮面一侧,并且绕组14的走线在相邻电磁 铁块基本是首尾顺接,相邻电磁铁之间的斜伸软铁齿盘20仍是磁通道路。由图 87可见到电流方向17由辐条引入后绕满各电磁块后仍顺同一幅条回到轴16凹槽 中并进入另一转子直至所有转子电磁铁块绕满线圈后回到整流器10中。同样的绕 组方式由另一电源输入端1不通过电流互感器10而直接引入各定子完成定子绕组 15的布线,定子15的布线要求与转子一样必须保证所有定子电磁铁的N极均位 于定子轮两侧径内轮面一侧,使通电后定转子电磁体仍与磁能动力机定转子永磁 块隔气隙斜向N极平行相斥的功能及作用完全相同,电流互感器保证转子在高速 旋转中随时持续得到单向电流,转子电磁铁在定子电磁铁的磁场斥力作用下旋 转,带动轴16端对外输出转矩。轮的加速由图87中的电流强度12完成,减速 或低速由电流强度13完成,停机由反接定子电源的正负极使原N极相斥的定转 子电磁铁变成N、S极相吸的电磁铁而实现。图中转子线圈14与定子线圈15在 图中都是标准画法,而18则是其简易画法。

2、轮式超导电动发动机

图10是轮式超导电动发动机的主视图

图94是图10的A-A剖面图

由图94看出,机体结构与轮式磁能动力机基本相同,区别在于将转子中的永 磁体用超导体代替,定子中的永磁体用超导电磁铁代替,在代替的同时保持原永 磁块N极极性不变,由于超导绝缘导线只从机壳一端引入定子,不涉及转子的拖 导线问题,因此可实现高速旋转。也可以在使用电流互感器的基础上,将定子永 磁体和转子永磁体全部用超导电磁铁代替,另外在两端盖及两轴端增加磁能发电 结构,将所发电量补充定子超导线所需少量电流或供给制冷机用。该磁能发电结 构与图79双套筒中驱端轮式磁能动力发电机中的30、31、26中的结构相同。

3、筒式电动发动机

图10是筒式电动发动机的主视图

图95是图10的A-A剖面图

由图95看出,本机结构与筒式磁能动力机基本相同,电流互感器与轮式电动 发动机的电流互感器结构相同,区别在于将定转子永磁块全部用电磁铁代替,定 转子各电磁铁绕组的缠绕方向保持电磁铁的极性与筒式磁能动力机中定、转子永 磁块的N极极性相同,转子电磁铁在定子电磁铁的磁斥力作用下旋转带动轴端输 出转矩。也可以将永磁体全部用超导电磁铁代替。

                       电力发电机

本发明属于将磁能动力发电机中的永磁块全部用电磁铁或超导电磁铁代替构 成电力发电机并利用电流互感器接入磁能动力发电机所发电能而二次发电的能源 领域。

由于磁能动力发电机中的永磁体的磁力是短程力,最大磁能积有限,因此在 磁斥力作用下转子的转速不高,而磁力线切割导线的速度是影响导线中感生电流 大小的主要因素,因此有必要开发电力发电机。

本发明是在充分分析了磁能动力发电机的特点的基础上,应用永磁体与电磁 体具有相同性质的原理,利用提高电流强度而增大电磁铁磁力的性能,提供一种 电力发电机系列,从而克服了传统发电机的“发电机效应”,达到进一步利用磁 电能源的目的。

本发明的目的是这样实现的:提供一种电力发电机系列,所述的电力发电机 包括11种机型,每种机型都与磁能动力发电机的11种机型相对应并且结构基本 相同,所不同的是将各机型定、转子中的永磁块全部用电磁铁代替,转子电磁铁 电能的输入可利用图86的电流互感器;或者将定、转子中的永磁体全部用超导电 磁铁代替,或者将转子的超导电磁铁用超导体代替而省略电流互感器。所有替换 都必须保持定、转子中磁体原N极极性不变。

以下结合附图对本发明的11种实施例进行统一描述:

从图65至图85共11种磁能动力发电机机型,在将其中的定、转子中的永磁 块全部换成电磁铁,即将永磁块用形状规格相同的软铁块外绕绝缘绕组形成的电 磁铁代替,或将定转子中的永磁块全部换成超导电磁铁以后,11种磁能动力发电 机机型就改换成了11种相应的电力发电机,改换磁块成电磁铁必须保持N极极 性不变。

各机型中的轴,可以是普通高性能轴承,也可以是磁性轴承。当采用磁性轴 承时,由于机体能量随时间的损耗甚微,可不考虑停机,当需要停机时,可利用 机体两端的磁性滞轴盘,采取逐渐减小两滞轴盘间距离的办法予以停机,另外, 轴是以输出转矩的形式对外作功,轴的转动力是由磁能动力机的结构利用机体自 身磁体的永磁能提供的,或是由磁能动力发电机的电能提供的,可以长期作功而 无需外界能量的输入,发电机轴的转矩用来使本机转子旋转而发电,磁动机和电 动机轴的转矩输出方式可以是与外载系统同轴联动,也可以采用齿轮或磁性联轴 器。

各机型中的机体,对于机体内部温升低的机型,可将机体内部抽成真空,一 方面减小转子所受空气阻力,一方面可防止机件的腐蚀等,对于机体中绕组温升 较高的机型,可采取安装同轴扇或采用超导绕组。

                       磁能动力体系应用

本发明属于磁能动力体系应用领域。

磁能动力体系包括:磁能动力体、磁能动力机、磁能动力发电机、电动发动 机、电力发电机。

现在的动力领域其动力源主要是燃油机,前已述及它存在能源危机和环境污 染;由于动力源所限,机动体和非机动体都存在笨重、缓慢等问题;普通电动 机、发电机由于存在相应的“效应”而在浪费着大量能源。

本发明的目的是利用磁能动力体系开发出新一代的能源可以良性循环,没有 环境污染、高效、快捷、舒适的动力和非动力体,满足人类的生存需要和创新需 求。

本发明的目的是这样实现的:提供一系列磁能动力体系的应用实例,所述的 应用实例其特征在于它包括:一种电动风扇发动机、一种电动飞机、一种电动飞 车、一种电动飞碟、一种电动船、一种电动列车、一种电动运动机械、一种电动 非运动机械或设备、一种发电厂、一种磁系统产品等。

以下结合附图对本发明的上述实施例进行具体描述:

1、电动风扇发动机

图96是电动风扇发动机的主视图

图97是电动风扇发动机的左视图

由图96和97看出,电动风扇发动机的机体结构与航空涡轮风扇发动机基本 相同,其区别在于将航空涡轮风扇发动机的燃烧室、燃油系统、起动与点火系统 及一些附件取消,代之以两台独立的电动发动机1和2,各带动低压风扇3与高压 风扇4,电源由磁能动力发电机组乃至电池组提供,低压风扇所带的外函道5半 径大于高压风扇所带的内函道6的半径,外、内函道中分别设置整流叶片7和8, 高压风扇的发动机2的转速大于低压风扇发动机1的转速,高压风扇尾部可设置 排气锥9,低压风扇头部可设置整流锥10,并可在整流锥和排气锥内设置电流互感 器11。

2、电动飞机

电动飞机用电动风扇发动机取代航空燃油发动机,用磁能动力发电机组或电 动发电机及蓄电池组代替燃油,以及其它相应的配套设备等。由于磁能动力发电 机可连续工作几年而无需外部能源,因此电动飞机几乎无航程限制,而且发动机 由于取消燃烧系统,使机件材料要求降低,可大幅度降低发动机造价,大幅度提 高发动机使用寿命,大幅度提高航空安全性。

3、电动飞车

图98是电动飞车的主视图

图99是电动飞车的左视图

图100是电动飞车的俯视图

图101是电动飞车的车身主视图

图102是电动飞车的车身后视图

图103是电动飞车的车身左视图

图104是图99的A-A剖面图

图105是101的1-1剖面图

图106是101的2-2剖面图

图107是101的3-3剖面图

由图98至100可看到,电动飞车外形1如同飞机,有四个电动车轮2,也可 将车轮2在车身做飞行时收入车身内,有对称的机翼3,图中虚线表示机翼可以在 陆行时收入车身内如图101所示,有一个可以大部分缩进车身内的尾翼4,有如同 轿车一样的密封5,车内设座位、操纵控制系统、磁能动力发电机组等,也可以 根据车的性能需要设蓄电池组,车底盘内设四台电动风扇发动机6,其中两台位于 前轮两内侧,中间有隔开的双进气道8供给设在后轮之间另两台发动机所用,每 台发动机设有单独的出气道9,各台发动机既可以在平气道向后排气推进车身, 也可以沿气道中的导流板垂直向下方7成扇形排气而将车身垂直托起升空,升空 后伸出机翼和尾翼,并通过改变其中一台发动机的转速而使车身在空中原地转 向,再通过改变发动机的喷气角度而推进车身飞行。在陆地,它就是一辆外型似 飞机一样的电动车。由于发动机无易耗易损件,因此飞车对材料性能的要求低且 安全性高,同时由于磁能动力机可连续使用几年,因此飞车无航程限制。

4、电动飞碟

图108是电动飞碟的主视图

图109是电动飞碟的俯视图

图111是图108的A-A剖面图

图110是图111的1-1剖面图

图112是图111的2-2剖面图

图113是图111的3-3剖面图

由图108和109看到,电动飞碟的外形如同一顶草帽,它有一个如同薄圆柱 上叠合一个同底薄圆台帽沿似的碟翼1,一个叠合在薄圆台上底的扁头盔形的座舱 2,座舱舱顶为透明舱罩,座舱内设有座椅4,座椅下装有磁能动力发电机组5,座 椅前有操纵仪表板及其操纵控制系统,座舱四周沿根部内设有“井”字形的进气 道6、排气道12及气道内的12台电动风扇发动机,发动机分为方向和位置对称 的4组,临座舱气道内为两组不同方向的主发动机7,外侧气道为两组不同方向的 副发动机8,每台发动机设有相对单独的进气道和排气道,排气道内均设有变角度 导流板9和排气活板13,可分别向碟身下方、斜下方、斜上方并成扇形及水平方 向排气,气道在“井”字四角交叉,通过启动不同发动机组灵活并单独利用交叉 点气道,从而控制飞碟垂直升空,推进、反推进即逆行、转向及下降,也可以根 据飞碟性能需要在碟翼设蓄电池组10,在座舱底设碟脚11,飞碟可大可小,大飞 碟可以在碟舱设几层座舱,由于飞碟使用磁能动力发电机组及蓄电池组,而磁能 动力发电机一般可连续运行几年,因此飞碟在机件性能允许的条件下无航程的限 制。

5、电动船

电动船与普通船的区别在于它的动力系统为电力发动机,能源系统为磁能动 力发电机体系,推进系统可以设单独的一套系统,也可以设两套,一套在船尾底 舱用电力发动机为主机,通过减速机带动螺旋桨,一套在近船尾甲板以上较高处 用电动风扇发动机作为空气推进系统,空气推进系统可防止螺旋桨搅空泡,还可 以在船中或中后部的船体两侧设可缩式船翼,利用飞机机翼原理构成飞翼船,也 可以将防水电动风扇发动机设在船尾两弦外侧,也可以设在双体船两船体之间, 对于飞翼船,由于船在高速时螺旋桨腾空脱离水面,因此需在船尾设可缩式类似 飞机尾部的尾翼控制船的高度与方向,也可以设蓄电池组。

6、电动列车

电动列车与普通列车的区别在于它的能源系统为磁能动力发电机体系,动力 系统为电力发动机,也可以设第二动力系统即电动风扇发动机,它可以安置在牵 引机车的顶部,也可以分设在各节车厢顶部,还可以设置浮力系统,即以飞机机 翼浮力原理的机翼板段分设在与车厢同宽并与车厢底有一定距离的车厢底部,还 可以设置在与车厢同宽的车厢顶部,减少高速列车轮轨间的磨擦阻力与轨缝震 动,也可以设蓄电池组。

7、电动运动机械

电动运动机械与普通运动机械如汽车、摩托车、机器人等的区别在于其能源 系统为磁能动力发电机体系,其动力系统或者为电动发动机,或者为普通电动 机,也可以用磁能动力机,还可以设蓄电池组。

8、电动非运动机械

电动非运动机械与普通非运动机械如家电、机床、钻井平台等的区别在于其 能源系统为磁能动力发电机体系,其动力系统或者为电动发动机,或者为普通电 动机,也可以用磁能动力机,还可以设蓄电池组。

9、磁能源发电厂(站)

磁能源发电厂(站)与普通火力和水力发电厂(站)的区别在于其电能来源 于磁能动力机带动的普通发电机,或者来源于磁能动力发电机,或者来源于电动 发电机,通过调压器、控制器等设备,组成各级发电机组,若干发电机组形成一 个发电厂,中型的形成一个发电站,小型的就是发电机组本身,微型的就是一台 小磁能动力发电机。可以用蓄电池组对磁体进行充磁以补充和更换永磁体。

10、磁系统产品

磁系统产品与一般普通同类产品的区别在于其产品本身,或产品中的一个单 元,或单元中的一个组件,是本发明体系的应用,或是应用本发明体系的原理及 类型做出的变型、改进、重组等。

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