静电斥力发动机

1静电斥力的大小：众所周知，在真空或空气中，同性电荷间的排斥力的大小由库仑定律F＝K(Q1*Q2)/R2，K＝9×109N.m2.C-2，也就是说，如果Q1＝Q2＝1库仑，R＝1米，则排斥力F＝9×109牛顿。此力之大，足以牵引火车运动，如果Q1≠Q2，或是异性电荷，在相距一定距离时，Q1与Q2之上的电荷将发生电荷转移，故在静电斥力发动机的第一种形式中，所有金属球壳的电量大小相等，且是利用同性电荷间的排斥力。在静电斥力发动机的第二种形式中，动力电荷转盘1里的金属球壳的电量可以不等于动力电荷转盘2里的金属球壳的电量，同一个动力电荷转盘里的定子动力电荷的电量可以不等于转子动力电荷的电量，但要极性相同。

2静电量的大小：在《普通物理学》的第6页(高等学校教材，人民教育出版社，1982年修订本，程守洙，江之永编)里定义：1库仑的电量就是当电流等于1安培时，在1秒内流过导体横截面的电量，在日常生活中，获取1库仑的孤立电荷似乎难以想象，在这里，我以硫酸钙溶液来说明获取1库仑的电量所需的物质基础。在《普通化学》(高等学校教材，1981年修订本，人民教育出版，浙江大学普通化学教研组编)的第87-88页中讲到“通常认为强电解质在水中不存在分子形式而是完全电离的，然而另一方面，由实验测得在18℃，溶液浓度为0.1N时，一些强电解质的电离度为：HCL92.6％，NaOH91％”。

实质上，CaSO4溶液中，有大量的自由的Ca2+(钙离子)和自由的SO42-(硫酸根离子)，也有一些离子氛围住中心离子，如一个Ca2+周围有多个SO42-离子，或一个SO42-周围有多个Ca2+，也存在Ca2+SO42-二离子对，或三离子对，即SO42-Ca2+SO42-；Ca2+SO42-Ca2+。当然，水也会电离成H+，OH-，也会有一些杂质。这些带电(有净正电荷或净负电荷的离子，如Ca2+SO42-就不是净电荷，两个单位的正电荷与两个单位的负电荷互相抵消，总带电量为零，但Ca2+SO42-Ca2+就是带2个单位正电荷的净电荷)离子在电场的作用下，会发生运动，带正电的离子的运动方向同电场方向、带负电的离子的运动方向与电场方向相反。自由离子在电场力的作用下脱离电解液而进入聚焦电场中，离子对或离子氛有可能被电场力拆开，有净电荷的离子对或离子氛也有可能作为整体而进入聚焦电场中，这要看电场的大小，但自由离子占大多数，所以，以自由离子的数目作为获取电量的物质基础来计算。以Ca2+为例，一个Ca2+的质量约为40×1.66×10-27kg。带电量为2×1.6×10-19库仑，要产生1库仑的电量，则所需Ca2+的质量为：40×1.66×10-27KG2×1.6×10-19C=XKG1C,X≈0.2mg]]>即0.2毫克的钙离子就有1库仑的电量。而含有0.2毫克钙离子的硫酸钙溶液是非常容易获得的。

3静电是可以屏蔽的：《普通物理学》的第56-57页(同上教材)讲到静电屏蔽：“如果把一带电体置于金属壳里，则外电场不会对金属壳里的带电体产生影响，金属壳的外表面的电荷所产生的电场会对外界产生影响，为了消除这种影响，可把金属壳接地，则外表面的感应电荷因接地而被中和”。对于两个金属壳，一个金属壳里放正电荷，另一个金属壳里放负电荷，按一般的屏蔽原则，两个金属壳都接地，地是公共接点，这样两个金属壳里的正电荷、负电荷将互不影响。静电斥力发动机作为车用发动机时，屏蔽离子容器即金属球壳的屏蔽层是不可能与地球接触的。可以将正电荷的屏蔽层与负电荷的屏蔽层相接触，即正负屏蔽层是公共的，为了防止正电荷对负电荷放电，屏蔽层的内壁都加云母层，以阻断正电荷的电力线到达负电荷，(如果通过试验，不加云母层也能使屏蔽层内的电荷电量长时间的保持不变，则不用加云母层)。这种处理，相当于在教材中所说的金属壳的内壁上加云母层，然后将两个金属壳(其中一个金属壳里放置一个正电荷，另一个金属壳里放置一个负电荷)用金属连起来，这样，两个金属壳里的正电荷、负电荷也互不影响。因为两个金属壳表面的正负电荷已互相中和，相当于接地中和电荷一样。

4说明书附图说明：图1：各电场极板DJ1-DJ14的形状图。

图2：第一种固定离子引出装置的俯视图(上图)、正视图(中图)、左视图(下图)。

图3：第一种移动离子引出装置的俯视图(上图)、正视图(中图)、左视图(下图)。

图4：单组电荷静电斥力发动机中的固定电荷形成装置支撑墩以上部分的正视图(上图)、离子引出所需电场E1、E4、E7时序关系图(下图)、电场电源线i与电场极板连线DJi的连接图(左下图)。

图5：单组电荷静电斥力发动机中屏蔽层以下并略去下屏蔽层、运动屏蔽层、正负屏蔽层后各组件分布俯视示意图(上图)。电解液运动通道系统结构图(下图)。

图6：单组电荷静电斥力发动机的一半的左视示意图(上图)，阻力墙面正视图(中图)，单组电荷静电斥力发动机级联时，正负屏蔽层缺口的补缺屏蔽层示意图(下图)。

图7：由相同参数的三个单组电荷静电斥力发动机级联而成的静电斥力发动机中屏蔽层以下并略去下屏蔽层、运动屏蔽层、正负屏蔽层后各组件分布俯视示意图。

图8上图：静电斥力发动机运行时所产生的+5V；±15V电源图8下图：由电池组B产生的+5V；±15V电源图9上图：正离子提取电场电极电源的第一种产生电路图9下图：负离子提取电场电极电源的第一种产生电路图9底部：静电斥力发动机的第一种形式的充电控制图10上图：正离子防逃离电场电极电源第二种产生电路图10下图：负离子防逃离电场电极电源第二种产生电路图11：正、负离子提取电场的时间宽度与正、负离子位置交换电场的时间宽度定时控制系统及其程序流程框图。(注：图11是复用电路)图12：设定电量与实测电量的数码显示系统。

图13：设定电量与实测电量的滞回比较及产生相关控制信号的系统。

图14：由相同参数的三个单组电荷静电斥力发动机级联而成的静电斥力发动机，位于中屏蔽层之上的闸门检测及其控制系统俯视图。

图15：闸门升降机构元件图，装配图及闸门位置检测光电传感器装配图。

图16：闸门(P1，P3)的拖动电机M3、闸门(P4，P6)的拖动电机M2的控制系统图及运动电荷形成装置位置检测；闸门P1、P4位置检测信号产生图。

图17：调速闸门P2的拖动电机M4及调速闸门P5的拖动电机M1控制系统图；闸门P2；P5位置检测信号产生图。

图18：电解液驱动电机速度闭环控制系统(上图)，+Vmotor电源产生电路(下图)。

图19：HCTL-1100梯形速度图模式的程序流程框图(上图)，闸门开启控制模块程序流程图(下图)。

图20：闸门关闭控制模块程序流程图，图12中的8051程序流程框图。

图21：图16中的8051程序流程图。

图22：图17中的8051程序流程图。

图23上图：第一种形式的静电斥力发动机的第二种离子引出装置中的各电极分布及形状图图23下图：运动电荷形成装置行程测量及金属球壳充电控制信号产生图图24：静电斥力发动机的第二种形式及其应用系统图。

图25：静电斥力发动机的第二种形式中的定子栅网极板，定子底极板，转子栅网极板，转子底极板的俯视图。

图26：静电斥力发动机的第二种形式的上桶、下桶中的离子位置交换电极、定子(外层，中层，内层)聚焦栅网电极，转子(外层，中层，内层)聚焦栅网电极在桶中的分布位置俯视图，转子内层聚焦栅网电极展开图，已引出离子聚焦电极俯视图，已引出离子聚焦电极正视图，已引出离子聚焦电极左视图，防逃离电场与金属球壳示意图，离子运动方向转换装置示意图。

图27上图：动力电荷转盘1或2内的定子动力电荷的位置分布。

图27下图：从定子栅网引出的动力电荷的另一种分布位置。

图27右侧图：静电斥力屏蔽示意图。

图28：静电斥力发动机的第二种形式的金属球壳充电控制。

图29上图：各备用电池充电系统。

图29中图：发电机/静电斥力发动机启动电机的启动示意图。

图29下图：离子位置交换电场电极电源产生电路。

图30：驱动电机的电机调速系统。

图31：刹车罩驱动电机控制系统。

图32上图：位于电解液中的正离子聚焦栅网极板电源的第一种产生电路。

图32下图：位于电解液中的负离子聚焦栅网极板电源的第一种产生电路。

图33上图：已出离子引出栅网极板的正离子的聚焦电场电极电源的第一种产生电路。

图33下图：已出离子引出栅网极板的负离子的聚焦电场电极电源的第一种产生电路。

图34上图：正离子防逃离电场电极电源的第一种产生电路。

图34下图：负离子防逃离电场电极电源的第一种产生电路。

图35上图：正离子提取电场电极电源的第二种产生电路。

图35下图：负离子提取电场电极电源的第二种产生电路。

图36上图：位于电解液中的正离子聚焦栅网极板电源的第二种产生电路。

图36下图：位于电解液中的负离子聚焦栅网极板电源的第二种产生电路。

图37上图：已出离子引出栅网极板的正离子的聚焦电场电极电源第二种产生电路。

图37下图：已出离子引出栅网极板的负离子的聚焦电场电极电源第二种产生电路。

图38上图：动力电荷转盘及刹车罩示意图。

图38下图：转子电荷环外缘上滚珠安装示意图。

各电场极板上对应的各电场电极电源的说明：DJ1，DJ2：正离子防逃离电场电极电源；DJ3，DJ4：已出离子引出栅网极板的正离子的聚焦电场电极电源；DJ5，DJ6：正离子提取电场电极电源；DJ7，DJ8：离子位置交换电场电极电源；DJ9，DJ10：负离子提取电场电极电源；DJ11，DJ12：已出离子引出栅网极板的负离子的聚焦电场电极电源；DJ13，DJ14：负离子防逃离电场电极电源；DJ15，DJ16：位于电解液中的正离子聚焦栅网极板电源；DJ17，DJ18：位于电解液中的负离子聚焦栅网极板电源。

5、金属球壳里的静电荷的获取一、概述：静电荷的获取过程按静电斥力发动机的结构形式分别来描述：1、以图5或图7所示结构的静电斥力发动机，定义为静电斥力发动机的第一种形式，其特点是以运动电荷形成装置的往复直线运动来产生动力的。

2、以图24所示结构的静电斥力发动机，定义为静电斥力发动机的第二种形式，其特点是以转子电荷环的旋转来产生动力的。

3、在第一种形式的静电斥力发动机中，离子引出装置又分为两种结构，第一种结构如图2所示，第二种结构如图23所示，其特点是在第一种离子引出装置的电解液通道里增加了正离子聚焦栅网电极DJ15、DJ16，也增加了负离子聚焦栅网电极DJ17、DJ18，聚焦栅网电极DJ15、DJ16、DJ17、DJ18为平面栅网结构，已示于图23中，此时的DJ5、DJ10的形状略有改动，在其上留出了离子出口槽，DJ7、DJ8也选用平面结构的金属板，电场电源线过孔由图2的1-14变为1-18(即过孔中有电场电极电源线DJ1-DJ18)，因其它方面完全同图2所示的结构，故图23只画出静电斥力发动机的第一种形式的第二种离子引出装置中的电解液通道里的离子引出所需电极的分布图(即图23只是静电斥力发动机的第一种形式的第二种离子引出装置的局部图)。之所以增加DJ15、DJ16、DJ17、DJ18，是因为电解液通道里的电解液可能不是总满的，当正离子离开液面后，又未进入聚焦电场E2(见图4)前，可能会与已离开液面后，又未进入聚焦电场E5(见图4)前的负离子在电解液通道里及正负离子通道里发生放电而中和，因为离开液面后的正离子群或负离子群都有空间电荷效应而向外扩散，正、负离子间又有吸引力，这种放电是会发生的，但液面与聚焦电场E2或E5间的距离很短，具有向上运动速度的正、负离子，在进入聚焦电场E2、E5前，这种放电的严重性不好估计，故仍保留图2所示的离子引出装置，增加图23所示的离子引出装置中的电极分布，它作为第一种形式的静电斥力发动机的第二种离子引出装置的电极分布图。

4、静电斥力发动机无论采用第一种形式还是第二种形式，从电解液中提取离子到金属球壳中保存，这一过程所需的各种电场电极电源又有两种形式的产生电路(离子位置交换电极电源的产生电路只有一种)。

第一种产生电路的特点是：各电场电极电源有各自的公共电位参考点，正离子所需电场存在时，电极电源都是正极性的，负离子所需电场存在时，电极电源都是负极性的，第二种产生电路的特点是：无论是正离子所需电场存在时，还是负离子所需电场存在时，电极电源只有电位的相对高低。

第一种产生电路：如图9(包括：正离子提取电场电极电源；负离子提取电场电极电源)，图32(包括：位于电解液中的正离子聚焦栅网极板电源；位于电解液中的负离子聚焦栅网极板电源，注：静电斥力发动机的第一种形式的第一种离子引出装置----如图2，无此电路)，图33(包括：已出离子引出栅网极板的正离子的聚焦电场电极电源；已出离子引出栅网极板的负离子的聚焦电场电极电源)，图34(包括：正离子防逃离电场电极电源，负离子防逃离电场电极电源。)第二种产生电路：如图35(包括；正离子提取电场电极电源；负离子提取电场电极电源)，如图36(包括：位于电解液中的正离子聚焦栅网极板电源；位于电解液中的负离子聚焦栅网极板电源，注：静电斥力发动机的第一种形式的第一种离子引出装置(如图2)无此电路)，图37(包括：已出离子引出栅网极板的正离子的聚焦电场电极电源，已出离子引出栅网极板的负离子的聚焦电场电极电源)，图10(包括：正离子防逃离电场电极电源，负离子防逃离电场电极电源)二详述金属球壳里的静电荷获取过程：以静电斥力发动机的第一种形式并采用第一种离子引出装置(如图2)为例详述金属球壳里的静电荷获取过程：(1)图1中各电场极板DJ1-DJ14及金属球壳的说明：(注：电场极板简称电极或极板)在图1中：栅网电极DJ5，DJ10：它是圆形的，由金属丝编织而成(或者由薄的金属片冲压而成)，圆周有螺纹接口，以便将栅网电极拧在离子通道的螺纹接口上，金属栅网丝上刷上一层薄的绝缘的、防腐蚀的材料。

底极板DJ6，DJ9：它是园形的金属板，用绝缘的、防腐蚀的材料封闭底极板，它们是放置在电解液通道的底部的，故叫底极板。DJ5、DJ10、DJ6、DJ9的直径相等。

正负离子位置交换电场极板DJ7，DJ8：它们可以有两种形状，一种是金属平板，板的宽度等于底极板的直径，板的高度等于离子引出装置中电解液通道的高度。另一种形状是：将一个金属圆筒(筒的直径等于底极板DJ9的直径，筒的高度等于离子引出装置中电解液通道的高度)从轴心破成两半，向左凹的作为DJ7，向右凹的作为DJ8。也用绝缘，防腐蚀的材料封闭它。

金属球壳：金属球壳的作用是收集容纳从电解液中提取的离子，由圆形管作为离子引入通道，球壳里的引针使离子快速均匀分布在球壳里(类似于普通物理讲的范德拉夫起电机里的引针)，内圆与外圆之间为金属，离子收集在内圆与离子通道之间的空间里。

关于金属球壳的设想：1由于离子只能分布在金属球壳的内表面，为了能容纳更多的离子，所以要增加金属球壳的内表面积，因此，金属球壳的第二种形式就如图26所示(防逃离电场与金属球壳示意图，防逃离电场电极1与金属球壳相连，防逃离电场电极1与防逃离电场电极2是圆柱形皮尔斯枪结构)，其内包含有多层同球心的球壳，并有多根引针从大球壳的内表面穿越所有多层球壳，直到最小的金属球壳内表面，这种穿越，在内的多层球壳与引针间留有小洞，以便多层球壳间的离子能移动，使离子尽可能的均匀分布到多层球壳的表面；在图1所示的金属球壳，可用金属丝充满其内，以增加表面积，这样来试验是否能多储些离子到金属球壳里。

2第二个设想是，在金属球壳里加入永电体，如钛酸钡，看看是否能使金属球壳能带上更多的电量，以及使电量保持更长时间。

3从电解液中提取的离子到金属球壳后，离子会不会与金属球壳的内表面及金属丝(或图26中的多层球壳表面)发生反应，而腐蚀金属球壳的内表面，如果有反应，可通过选择适当的电解液及适当的金属球壳材料来削弱这种反应。使这种反应在容许的范围里，这里不作分析了，不论有没有反应，但有一点是可以肯定的，那就是电荷守恒定律，“即电荷只能从一物体转移到另一物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，但电荷既不能被创造，也不能被消灭”。

从化学反应方程式来讲，化学反应方程式左边的电荷数要与方程式右边的电荷数要平衡。

4假如金属球壳用铜作成，Ca2+获得Cu原子外层上的两个电子，Ca3+变成Ca原子，Cu原子变成Cu2+，在高度真空的金属球壳里不会造成什么危险。两个H+获得Cu原子外层上的两个电子，2H+变成H2分子，Cu原子变成Cu2+，或许要间隔性的对静电斥力发动机屏蔽箱进行抽空，以排出氢气。控制引出离子到达金属球壳时的能量(即速度)可抑制正离子获得CU原子外层上的两个电子，即要求引出离子到达金属球壳里的能量不足以轰击出金属球壳原子的外层电子。

正离子聚焦电场电极DJ3，DJ4；负离子聚焦电场电极DJ11，DJ12(可参见图4上图)DJ4，DJ11是一根金属导线，在它的外面涂上一层绝缘防腐材料。

DJ3，DJ12的内表面为裸体金属，外表面加绝缘防腐涂层：底部为圆筒形，且有螺纹接口，中部为圆台形，上部为圆筒形。(假如电场电极电源采用第一种产生电路)，正离子聚焦电场电极DJ3、DJ4都带正电，DJ3的电位比DJ4的电位高；负离子聚焦电场电极DJ11、DJ12都带负电，DJ12的电位比DJ11的电位更负。在不完全真空的环境里，如果有负离子或电子进入到DJ3，DJ4所形成的通道里(由于E1的存在，这种情况是少的)，则负离子或电子将被极板DJ3中和掉，因为DJ3是带正电的，DJ3、DJ4所形成的聚焦电场的方向指向位于轴心的DJ4，负离子或电子受此电场力的作用而向DJ3运动，DJ3将中和掉这些负离子或电子。这样将确保金属球壳里的Ca2+没有与电子或负离子结合的机会(如果钙离子获得电子变成钙原子，一方面会使金属球壳里的钙离子数量变小，电量就小，另一方面，钙原子立即与残余空气反应，这是不希望发生的)，同样的道理，如果有正离子进入到DJ11，DJ12所组成的通道里，正离子将被极板DJ12中和掉，因为DJ12是带负电的，使金属球壳里的SO42-没有获得正离子的条件。即使发动机不工作，正、负离子聚焦电场也要存在。这样金属球壳里的离子会保持得更久些，也更安全些。

由于E3、E6始终存在，在电场中，正电荷的受力方向同电场方向，负电荷的受力方向与电场方向相反，故负离子或电子是进不了收集正离子的金属球壳的，正离子是进不了收集负离子的金属球壳的(见图4上图)。

正离子防逃离电场电极DJ1，DJ2；负离子防逃离电场电极DJ13，DJ14(可参见图4)，由它们分别组成两个圆柱形皮尔斯枪(资料来自《电子束离子束技术》P10-P16，西安交大出版社，赵玉清编)。圆柱形电子注的阴极和加速极的形状应使电子注边缘上的电位分布满足：V(r0，Z)＝AZ4/3，要使电子注在半径r0处保持不变，应有径向场分量为零。即：∂V(r0,Z)∂r0=0]]>此处用圆柱形皮尔斯枪的目的是使从聚焦电场出来的离子，以圆柱形不发散的运动轨迹进入金属球壳的离子引入通道里，之后在引针的作用下，均匀分布到金属球壳里。

(2)离子引出装置：用电场力将CaSO4溶液中的Ca2+，SO42-(严格来说，是正离子和负离子)提取出来，此装置定义为离子引出装置。电荷形成装置的定义：在离子引出装置上加上聚焦电场、防逃离电场、金属球壳及其支撑物和接好相关连线等所构成的整体叫电荷形成装置。离子引出装置有：固定离子引出装置和移动离子引出装置。电荷形成装置有：固定电荷形成装置和运动电荷形成装置。由固定离子引出装置构成的电荷形成装置定义为固定电荷形成装置，由移动离子引出装置构成的电荷形成装置定义为运动电荷形成装置，在说明书附图(图4、图9、图10、图29、图32、图33、图34、图35、图36、图37)中，为了表达一一对应的连接关系，各电场极板及其连接导线都用DJi(i＝1-14)命名和标注。

单组电荷静电斥力发动机包含3个离子引出装置，两个是位置固定的，一个是位置可移动的，分别命名为固定离子引出装置和移动离子引出装置(移动离子引出装置也命名为运动小车)，固定离子引出装置之一引出固定电荷形成装置中的电荷Q1，Q2，另一个固定离子引出装置引出固定电荷形成装置中的电荷Q5，Q6，移动离子引出装置引出运动电荷形成装置中的电荷Q3，Q4。Q1-Q6的位置见图5。

第一种固定离子引出装置的结构见图2，图2的上图是俯视图，中图是正视图，下图是左视图。

在图2的中图，1-14为电场电源线过孔，过孔中的导线1-14给所有电荷形成装置中的对应的电场极板(DJ1-DJ14)供电(见图4上图)，这样做的目的是省掉了在两个固定电荷形成装置及一个运动电荷形成装置上装电路板，装电池的麻烦，降低成本，精减结构，使运动电荷形成装置的加速性能得到最大程度的改善。

(a＝f/m，m为运动电荷形成装置的质量，显然m越小越好)；目的之二是保证了3套电荷形成装置中的相应的各电场大小相等。即在两个固定电荷形成装置及一个运动电荷形成装置中，它们的正离子提取电场大小相等，负离子提取电场大小相等，正负离子位置交换电场大小相等，正、负离子聚焦电场大小相等，正、负离子的防逃离电场大小相等。为获取Q1，Q2；Q3，Q4；Q5，Q6的等电量提供了保障。

1-14对应接于DJ1-DJ14，这些电场电源由图9、图10、图29、图33、图34、图35、图37产生，各电场极板为：(参见图4的上图)正离子提取电场极板DJ5，DJ6，(DJ5是图1中的栅网电极DJ5，DJ6是图1中的底极板DJ6)，产生电场E1，方向向上。

负离子提取电场极板DJ9，DJ10，(DJ9是图1中的底极板DJ9，DJ10是图1中的栅网极板DJ10)，产生电场E4，方向向下。

正负离子位置交换电场极板DJ7，DJ8(它们的形状见图1)，产生电场E7，方向向左。

已出离子引出栅网极板的正离子聚焦电场极板DJ3，DJ4(它们的形状见图1)，产生电场E2，方向指向轴心，正电荷在此电场的作用下，受到指向轴心的力而聚焦。

已出离子引出栅网极板的负离子聚焦电场极板DJ11，DJ12(它们的形状见图1)，产生电场E5，方向背向轴心，负电荷在此电场的作用下，受到指向轴心的力而聚焦。

正离子防逃离电场极板DJ1，DJ2(它们的形状见图1)，产生电场E3，方向向上，一方面加速要进入金属球壳的正电荷的速度，另一方面是阻止已在金属球壳里的正电荷跑出来，由于DJ1是与金属球壳相连的，DJ2的电位始终比DJ1的电位高。随着金属球壳里的电荷越集越多，DJ1的电位是变化的，但因为DJ2的电位始终比DJ1的电位高，想要出来的正电荷(正离子Ca2+)受到E3的作用力始终大于已聚集在金属球壳里的正电荷所产生的电场对想要跑出来的正电荷的作用力，故正电荷只能被打进去，而跑不出来。(E3也可看作是DJ2与金属球壳之间所形成的电场，因为DJ1是与金属球壳相连的，这样更容易理解正电荷为什么跑不出来)，这就是防逃离电场的原理。

负离子防逃电场极板DJ13，DJ14(它们的形状见图1)，产生电场E6，方向向下，负电荷的受力方向与电场方向相反，DJ14与金属球壳相连，同样的道理，负电荷只能被打入金属球壳里，而金属球壳里的负电荷(负离子SO42-)是跑不出来的。为了保持金属球壳中的离子不出来，发动机即使不运行，E3，E6都是存在的。以上介绍了图2中图里的1-14电场电源线过孔里的电场电源线给各电场极板供电的情况。

在固定离子引出装置中，只有引出正离子的电场极板DJ5、DJ6；引出负离子的电场极板DJ9、DJ10；正负离子位置交换电场极板DJ7、DJ8。位于DJ5、DJ6之间的电解液中的正离子，在DJ5、DJ6所形成的电场E1的作用下，沿正离子通道向上运动，穿过栅网电极DJ5进入聚焦电场，负离子则沉积在DJ6上；在DJ9、DJ10之间的电解液中的负离子，在DJ9、DJ10所产生的电场E4的作用下，沿负离子通道向上运动，穿过栅网电极DJ10进入聚焦电场，正离子沉积在DJ9上，一段时间之后，DJ5、DJ6；DJ9、DJ10之间的电场E1、E4消失，DJ7、DJ8之间的电场E7存在，电解液通道里的离子位置进行互换。这一过程在图11中的8051的控制下循环进行。

离子的运动与电场：在离子成游离态的电解液中，Ca2+离子带正电，SO42-离子带负电，(当然还有杂质，它要么以分子的形式存在，要么以正、负离子的形式存在，但不影响金属球壳里的正、负电荷的形成)在图4中，Ca2+在电场极板DJ5，DJ6所形成的电场E1的作用下，Ca2+向上运动，将穿过栅网电极DJ5的空隙进入聚焦电场，SO42-离子向下运动，将沉积在底极板DJ6上。同样，SO42-在电场极板DJ9，DJ10所形成的电场E4的作用下，SO42-离子向上运动，并穿越栅网电极DJ10的空隙进入聚焦电场，Ca2+离子则沉积在底极板DJ9上。随着电场作用时间的推移，沉积在底极板DJ6上的SO42-离子及沉积在底积极DJ9上的Ca2+的数量增多，E1、E4的场强将被削弱，从而影响Ca2+离子SO42-离子的提取，所以设置了正、负离子位置交换电场E7，它的作用一方面是将沉积在底极板DJ6、DJ9的离子进行位置交换，另一方面是将离子引出装置的电解液通道里的离子进行迁移，Ca2+向极板DJ7方向集中，SO42-离子向DJ8方向集中，以便下一次提取Ca2+离子及SO42-离子。E1、E4、E7的时序关系如图4下部所示，E1、E4同时存在，同时消失，E1、E4存在时，E7消失；E7存在时，E1、E4消失。

Ca2+离子进入由DJ3、DJ4所组成的聚焦电场后，Ca2+离子受E2的电场力的作用聚集在位于中心轴位置的DJ4周围，完成聚焦。SO42-离子进入由DJ11，DJ12所组成的聚焦电场后，SO42-离子受E5的电场力的作用，也聚集在位于中心轴位置的DJ11周围，完成聚焦。Ca2+离子在E2聚焦电场中，一方面受到聚焦作用，一方面还惯性向上运动，随后进入正离子防逃离电场E3，SO42-离子在E5聚焦电场中，一方面受到聚焦作用，一方面还惯性向上运动，随后进入负离子防逃离电场E6。

电场E3、E6由圆柱形皮尔斯枪产生，电场E3、E6的极板DJ1，DJ2，DJ13，DJ14的形状见图1，这样，Ca2+离子在E3作用下将以圆柱体的形状进入到金属球壳里，电极DJ1与金属球壳相连，所以，Ca2+进入球壳后，总有个电场E3封住它不能出来，即使发动机不运行，E3也始终存在，故电荷能不断地聚集。SO42-离子在E6作用下将以圆柱体的形状进入到金属球壳里，电极DJ14与金属球壳相连，SO42-离子进入球壳后，总有个电场E6封住它不能出来，即使发动机不运行，E6也始终存在，故电荷能不断地聚集。

在教材：上海交大《强流荷电粒子束技术与应用》的第18页、西安交大《电子束离子束技术》第36页讲到：单极栅网离子引出装置所引出的离子流强度最大，但栅网易遭离子轰击而寿命短，且易被腐蚀(且所加电压一般仅为几十伏，从而影响离子流强度)，这里，我采用了独创的技术：即引出正离子的电场，电场的两块极板(DJ5、DJ6)都加正电，引出负离子的电场，电场的两块极板(DJ9、DJ10)都加负电，即DJ5、DJ6的电位都是正电位，且DJ6的电位比DJ5的电位高；DJ9，DJ10的电位都是负电位，且DJ9的电位比DJ10的电位更负。这样组成的电场，从微观上看，栅网电极DJ5、DJ10上的每根金属丝都相当于一个电场极板，此电场极板与所要引出的离子带相同极性的电荷，它们之间是有排斥力的。这样做的好处是：第一，所加电场电压可远远大于20V，从而使引出的离子流强度提高几百倍，加快离子提取速度；第二，离子不轰击栅网金属丝，因为每一根金属丝都是带电体，相当于一个电场极板，对Ca2+来说，DJ5上的每根金属丝都带正电，且它的直径远远比Ca2+离子的直径大，所带的电量也远远比一个Ca2+离子所带的电量大，它们(指：每一根金属丝与Ca2+)之间的排斥力将迫使Ca2+的运动方向偏离栅网金属丝，朝栅网金属丝间的空隙处穿过，同样的道理，DJ10上的每根金属丝的直径远比SO42-离子的直径大，所带的负电量也远比一个SO42-离子所带的负电量大，它们之间的静电排斥力也迫使SO42-离子的运动方向偏离栅网金属丝，而朝栅网金属丝间的空隙穿过，这样就可以保证带电离子不轰击栅网金属丝，从而可延长栅网的寿命。反之，如果栅网金属丝的带电极性与朝该栅网运动的离子所带电的极性相反或者栅网金属丝处于零电位，则离子将直奔栅网金属丝而来，直接击中栅网金属丝，故此，上述教材说“单极栅网离子引出装置的寿命短，栅网上的电压不能加得太大，(一般为几十伏，不宜过高)，否则，引出离子很容易打烂栅网”，就是这个原因，此电压值小，引出的离子流强度就小。(DJ5的正电位越高，DJ10的负电位越负，离子越不易轰击栅网，如：VDJ5＝1000V，VDJ6＝1200V，VDJ10＝-1000V，VDJ9＝-1200V，用这样的电场引出的离子流强度，用教材上的方法是做不到的，E1、E4的场强越大，引出的离子的运动速度越快，但引出的离子到达金属球壳的速度，不能使金属球壳被轰击出电子)。

同样的道理，正离子聚焦电场E2的极板DJ3，DJ4，所加的电都是正极性的，防止引出的带正电的Ca2+免遭极板电荷中和。负离子聚焦电场E5的极板DJ11，DJ12，所加的电都是负极性的，也是为了避免引出的带负电的离子免遭极板电荷中和。正离子聚焦电场E2的极板DJ3，DJ4，都用正电位；负离子聚焦电场E5的极板DJ11，DJ12，所加的电都是负极性的，这样做的另一个好处是：防止负电荷进入收集Ca2+的金属球壳，防止正离子进入收集SO42-的金属球壳。

静电斥力发动机的第一种形式如果采用如图23所示的第二种离子引出装置的电极分布，前面已述及为什么要去试验第二种离子引出装置的电极分布的必要性，第二种离子引出装置，实质上就是在如图2所示的第一种离子引出装置的基础上，在电解液通道里增加了正离子聚焦栅网电极DJ15、DJ16，负离子聚焦栅网电极DJ17、DJ18而已，电场电源线过孔由原来的1-14变为1-18，其它结构完全同图2所示的第一种离子引出装置，故图23只画出了第二种离子引出装置的电极部分，由于有了正离子聚焦电场E8，负离子聚集电场E9，故提取离子时，正离子将紧贴DJ16而向上运动，负离子将紧贴DJ18向上运动，故在DJ5及DJ10上预留出离子出口。

由于已详细描述了第一种离子引出装置的静电荷获取过程，就不再描述第二种离子引出装置的静电荷获取过程了。

静电斥力发动机的第二种形式如图24所示，它的静电荷的获取过程的描述：(参见图24、图25、图26、图27)定义：图27中的定子电荷环内的金属球壳所带的电荷叫定子电荷或者叫定子动力电荷，它由定子栅网极板与定子底极板间的电场引出，转子电荷环内的金属球壳所带的电荷叫转子电荷或者叫转子动力电荷，它由转子栅网极板与转子底极板间的电场引出。刹车罩以外的部分叫定子电荷环，刹车罩以内，支撑架以外的部分叫转子电荷环。图38给出了动力电荷转盘及刹车罩示意图，动力电荷转盘1的A-A剖面俯视图对应图27的上图，动力电荷转盘2的A-A剖面俯视图对应图27的下图，在图25中，定子栅网极板由金属丝按同心园编织而成，也可由薄的金属板冲压而成，然后刷上绝缘防腐层。它被四个支撑块分成四个等面积区域，每个区域将引出一个定子动力电荷，支撑块的位置不同，将导致每个等面积区域的中心位置的不同，从而导致定子动力电荷在动力电荷转盘中的位置不同，图25中，上面的定子栅网极板所示的分区，定子动力电荷的位置对应于图27中的上图中的定子动力电荷的位置分布，图25下面的定子栅网极板的第二种位置所示的分区，定子动力电荷的位置对应于图27中下图的定子动力电荷的位置分布。

定子电荷环是一个空心金属圆柱体，柱体上开有四个孔，孔里有四个定子动力电荷，转子电荷环是一个空心金属圆柱体，柱体上开有四个孔，孔里有四个转子动力电荷，定子电荷环柱体上的开孔大小及开孔高度与转子电荷环柱体上的开孔大小及开孔高度相同，其中，有两个定子动力电荷需测量其所带电量的大小，需在对应的定子电荷环的外缘开一小孔，用买来的振动电容电量测量电路测量其所带电量的大小。(注：有的书上将振动电容电量测量叫谐振电容电量测量，本说明书及其附图和权利要求书上讲的谐振电容电量测量电路与振动电容电量测量电路是一回事，都指从中国静电信息网-----WWW.ESD-china.com上买来的电路)实质上，图25中上面的定子栅网极板与下面的定子栅网极板的第二种位置所示的结构是完全一样的(因上桶与下桶的直径不同，上桶定子栅网极板与下桶的定子栅网极板的直径就不同)，只是在上桶或下桶上安装定子栅网极板时，支撑块与x-y平面坐标上x轴的夹角不同不已。或者说，定子栅网被四个支撑块分成四个等面积区域，四个支撑块所处的俯视位置不同。

如果上桶的定子栅网极板的安装位置的俯视图如图25中上面的定子栅网极板，下桶的定子栅网极板的安装位置的俯视图如图25中的定子栅网极板的第2种位置，定子电荷环内定子动力电荷的位置分布如图27(动力电荷转盘1里的定子动力电荷分布如上图，动力电荷转盘2里的定子动力电荷分布如下图)，这样做，则转子电荷环每转过45°角时就会受到一次静电排斥力的推动，如果上桶的定子栅网极板与下桶的定子栅网极板安装位置只采用图25中所示俯视图中的一种，则转子电荷环转过90°角时才会受到一次静电排斥的推动(如果转子电荷环内的转子动力电荷的初始安装位置都如图27上图所示的话)。

也就是说：图24中的动力电荷转盘1内的定子动力电荷与转子动力电荷间的作用力，与动力电荷转盘2内的定子动力电荷与转子动力电荷间的作用力，可同时发生，也可错开45°转角而交替发生。本文以图27所示的定子动力电荷分布位置，即错开45°转角而交替发生推动转矩来描述。

定子底极板是圆环形的、表面有绝缘防腐层的金属板，转子底极板也是圆环形的、表面有绝缘防腐层的金属板。(注：无论在静电斥力发动机的第一种形式中采用第一种离子引出装置，还是采用第二种离子引处装置，以及静电斥力发动机的第二种形式中，底极板的安装都应使电解液的底部成平滑的水平，以便离子位置交换)，转子栅网极板由金属丝按同心园编织而成，也可由薄的金属板冲压而成，然后刷上绝缘防腐层。它被四个支撑块分成四个等面积区域，每个区域将引出一个转子动力电荷，支撑块通过连接条与转轴连接在一起，转轴与转子栅网极板一起转动，在定子及转子栅网极板中，分别有外层聚焦栅网道、中层聚焦栅网道、内层聚焦栅网道，其目的是使位于电解液中的正离子聚焦栅网极板；位于电解液中的负离子聚焦栅网极板超出其所处的定子栅网极板的平面或转子栅网极板的平面，(实现办法是相应的支撑块的下面留出相应的空间槽)，以防止引出的正离子、负离子在未进入聚焦电场前发生放电而中和，在定子栅网极板，转子栅网极板上，每两个支撑块之间装一个已引出离子聚焦电极(图26)，定子的已引出离子聚焦电极(图26)与转子的已引出离子聚焦电极(图26)结构，形状相同，但大小不一样。

(注：定子栅网极板被支撑块分成N1个等面积区域，转子栅网极板被支撑块分成N2个等面积区域，N1应当是N2的整数倍，也就是说，动力电荷转盘里的定子动力电荷数N1是转子动力电荷数N2的整数倍，刹车罩上的开孔数为N1，本说明书以N1＝N2＝4来描述)图24的上桶及下桶中，位于电解液中的：离子位置交换电场外电极，离子位置交换电场内电极；定子外层聚焦栅网电极，定子中层聚焦栅网电极，定子内层聚焦栅网电极；转子外层聚焦栅网电极，转子中层聚焦栅网电极，转子内层聚焦栅网电极的分布示意图如图26上部所示，以转子内层聚焦栅网电极为例，将其平面展开也示于图26上部所示，离子位置交换电场外电极、内电极为圆筒形的，簿的金属管，其表面有绝缘防腐层，而定子的外层聚焦栅网电极、中层聚焦栅网电极、内层聚焦栅网电极及转子的外层聚焦栅网电极、中层聚焦栅网电极、内层聚焦栅网电极极板为圆筒形的栅网极板，它们的表面都有绝缘防腐层。在图24中，上桶的转子栅网极板与转子底极板上接负离子提取电场电极电源，转子栅网极板接DJ10，转子底极板接DJ9，使位于此电场中的负离子向上运动，向上运动的负离子在进入图26所示的已引出离子聚焦电极所形成的电场前，要受到转子外层聚焦栅网电极/转子内层聚焦栅网电极与转子中层聚焦栅网电极所形成的电场的聚焦，使负离子紧贴转子中层聚焦栅网电极向上运动，以防止正、负离子群在进入各自的已引出离子聚焦电场前放电中和，之后进入图26所示的已引出离子聚焦电极所形成的电场，被聚焦后，又经负离子防逃离电场后送于金属球壳，这四个金属球壳位于动力电荷转盘1内，(图24中画出了两个箭头以示意)，也就是图27的上图中的转子电荷环里的四个带电金属球壳(注：图27中，上图所示的刹车罩以内，支撑架以外的部分叫转子电荷环)，上桶的定子栅网极板与定子底极板上接正离子提取电场电极电源，定子栅网极板接DJ5，定子底极板接DJ6，使位于此电场中的正离子向上运动，向上运动的正离子在进入图26所示的已引出离子聚焦电极所形成的电场前，要受到定子外层聚焦栅网电极/定子内层聚焦栅网电极与定子中层聚焦栅网电板所形成的电场的聚焦，使正离子紧贴定子中层聚焦栅网电极向上运动，以防止正、负离子群在进入各自的已引出离子聚焦电场前放电中和，之后进入图26所示的已引出离子聚焦电极所形成的电场，被聚焦后，又经图26所示的离子运动方向转换装置改变运动方向(变成向下运动)后，又经正离子防逃离电场后送于金属球壳，这四个金属球壳位于动力电荷转盘2内，(图24中画出了两个箭头以示意)，也就是图27的下图中的定子电荷环里的四个带电金属球壳(注：图27中，刹车罩以外的部分叫定子电荷环)，图24的下桶中的定子栅网极板与定子底极板上接负离子提取电场电极电源，定子栅网极板接DJ10，转子底极板接DJ9，使位于此电场中的负离子向上运动，向上运动的负离子在进入图26所示的已引出离子聚焦电极所形成的电场前，要受道定子外层聚焦栅网电极/定子内层聚焦栅网电极与定子中层聚焦栅网电极所形成的电场的聚焦，使负离子紧贴定子中层聚焦栅网电极向上运动，以防止正、负离子群在进入各自的已引出离子聚焦电场前放电中和，之后进入图26所示的已引出离子聚焦电极所形成的电场，被聚焦后，又经负离子防逃离电场后送于金属球壳，这四个金属球壳位于动力电荷转盘1内，(图24中画出了两个箭头以示意)，也就是图27的上图中的定子电荷环里的四个带电金属球壳，下桶的转子栅网栅板与转子底极板接正离子提取电场电极电源，转子栅网极板接DJ5，转子底极板接DJ6，使位于此电场中的正离子向上运动，向上运动的正离子在进入图26所示的已引出离子聚焦电极所形成的电场前，要受到转子外层聚焦栅网电极/转子内层聚焦栅网电极与转子中层聚焦栅网电板所形成的电场的聚焦，使正离子紧贴转子中层聚焦栅网电极向上运动，以防止正、负离子群在进入各自的已引出离子聚焦电场前放电中和，之后进入图26所示的已引出离子聚焦电极所形成的电场，被聚焦后，又经正离子防逃离电场后送于金属球壳，这四个金属球壳位于动力电荷转盘2内，(图24中画出了两个箭头以示意)，也就是图27的下图中的转子电荷环里的四个带电金属球壳。

位于离子位置交换电场外电极与离子位置交换电场内电极间的离子，在离子位置交换电场存在时，正、负离子的位置进行交换。

离子的引出过程与离子位置交换过程交替进行。

三、各电场电极电源(DJ1-DJ18)的控制与接法：第一种电场电极电源电路(带极性的)：(参见图23)K1、K2、K3、K4、K5由图11中的8051控制。

(1)、正离子提取电场电极DJ5，DJ6(如图9上图)K1＝K2＝0时，DJ5与DJ6间无电压，E1消失K1＝K2＝1时，DJ5与DJ6间有电压，E1存在(2)、负离子提取电场电极DJ9，DJ10(如图9下图)K4＝K5＝0时，DJ9与DJ10间有电压，E4存在K4＝K5＝1时，DJ9与DJ10间无电压，E4消失(3)、正、负离子位置交换电场电极DJ7，DJ8(如图29下图)K3＝0时，DJ7与DJ8间无电压，E7消失K3＝1时，DJ7与DJ8间有电压，E7存在(4)、位于电解液中的正离子聚焦栅网电极DJ15，DJ16(如图32上图)K1＝K2＝0时，DJ15与DJ16间无电压，E8消失K1＝K2＝1时，DJ15与DJ16间有电压，E8存在(5)、位于电解液中的负离子聚焦栅网电极DJ17，DJ18(如图32下图)K4＝K5＝0时，DJ17与DJ18间有电压，E9存在K4＝K5＝1时，DJ17与DJ18间无电压，E9消失总之：①E7消失，E1、E4、E8、E9存在时K3＝0      K1＝K2＝1     K4＝K5＝0由图11可知：P1.4     P1.3    P1.2     P1.1    P1.00        0       0       1         1             P1＝03H②E7存在，E1、E4、E8、E9消失时K3＝1   K1＝K2＝0      K4＝K5＝1由图11可知：     P1.4       P1.3     P1.2      P1.1    P1.01          1        1         0       0       P1＝1CH①②是可行的，K1、K2、K4、K5被两套电路使用了，为便于开关管的开关工作点的电阻参数的计算，用了九个单元的74LS07来驱动(见图11)第二种电场电极电源电路(无极性的)：(1)、正离子提取电场电极DJ5、DJ6，如图35上图K1＝0时，DJ5、DJ6间无电压，E1消失K1＝1时，DJ5、DJ6间有电压，E1存在

(2)、负离子提取电场电极DJ9、DJ10，如图35下图K2＝0时，DJ9、DJ10间无电压，E4消失K2＝1时，DJ9、DJ10间有电压，E4存在(3)、正、负离子位置交换电场电极DJ7、DJ8，如图29下图K3＝0时，DJ7与DJ8间无电压，E7消失K3＝1时，DJ7与DJ8间有电压，E7存在(4)、位于电解液中的正离子聚焦栅网电极DJ15、DJ16，如图36上图K4＝0时，DJ15与DJ16间无电压，E8消失K4＝1时，DJ15与DJ16间有电压，E8存在(5)、位于电解液中的负离子聚焦栅网电极DJ17、DJ18，如图36下图K5＝0时，DJ17与DJ18间无电压，E9消失K5＝1时，DJ17与DJ18间有电压，E9存在总之：①E7消失，E1、E4、E8、E9存在时K3＝0     K1＝1      K2＝1     K4＝1    K5＝1由图11可知：  P1.4     P1.3   P1.2    P1.1    P1.00        1      1       1       1      P1＝#0FH②E7存在，E1、E4、E8、E9消失时K3＝1     K1＝0    K2＝0      K4＝0      K5＝0由图11可知：P1.4    P1.3    P1.2     P1.1    P1.01       0       0        0       0       P1＝#10H①②是可行的，故当采用第二种电路来提取电解液中的离子时，图11中的程序流程框图中的第二行是：P1←#0FH，E7消失，E1、E4、E8、E9存在；第5行是：P1←#10H，E7存在，E1、E4、E8、E9消失。

以下是不受图11中的8051控制的第一、第二种电场电极电源产生电路：已穿越离子引出栅网极板(DJ5)的正离子的聚焦电场电极DJ3、DJ4，电场E2的第一种产生电路如图33上图所示，接法如图4所示；已穿越离子引出栅网极板(DJ10)的负离子聚焦电场电极DJ11、DJ12，电场E5的第一种产生电路如图33下图所示，接法如图4所示。

已穿越离子引出栅网极板(DJ5)的正离子的聚焦电场电极DJ3、DJ4，电场E2的第二种产生电路如图37上图所示，接法如图4所示；已穿越离子引出栅网极板(DJ10)的负离子的聚焦电场电极DJ11、DJ12，电场E5的第二种产生电路如图37下图所示，接法如图4所示。

防逃离电场的第一种产生电路如图34所示防逃离电场的第二种产生电路如图10所示各电场电极电源的第一种产生电路在静电斥力发动机的第二种形式(图24)中的接法：

离子的聚焦原则是负离子的运动方向与电场方向相反，正离子的运动方向与电场方向相同，定子栅网极板上，每两个支撑块间，装有一个图26所示的已引出离子聚焦电极，转子栅网极板上，每两个支撑块间，装有一个图26所示的已引出离子聚焦电极，(注：同一个栅网极板中，用有绝缘防腐层的金属丝沿着支撑块边缘电接通被支撑块分割成等面积区域的金属丝，而不是通过支撑块电接通被支撑块分割成等面积区域的金属丝)1、正离子提取电场电极DJ5、DJ6(图9上图)的接法：在图24的上桶中，DJ5接定子栅网极板，DJ6接定子底极板(图24上桶没有标出定子栅网极板及底极板是为了不影响其它意思的表达，它们的位置对应于图24的下桶，定子栅网极板在外，转子栅网极板在内，定子底板板在外，转子底极板在内，定子、转子的栅网极板在桶的上部，定子、转子的底极板在桶的底部)，它引出动力电荷转盘2里的4个定子电荷。在图24的下桶中，DJ5接转子栅网极板，DJ6接转子底极板，它引出动力电荷转盘2里的4个转子电荷。

注：在图27中，定子电荷环里的4个带电金属球壳所带的电荷叫定子电荷或叫定子动力电荷，转子电荷环里的4个带电金属球壳所带的电荷叫转子电荷或叫转子动力电荷。

2、负离子提取电场电极电源DJ9、DJ10(图9下图)的接法：在图24的上桶中，DJ10接转子栅网极板，DJ9接转子底极板，它引出动力电荷转盘1里的四个转子电荷。

在图24的下桶中，DJ10接定子栅网极板，DJ9接定子底极板，它引出动力电荷转盘1里的四个定子电荷。

3、位于电解液中的正离子聚焦栅网电极电源DJ15、DJ16(图32上图)的接法：在图24的上桶中，DJ15接至定子外层聚焦栅网电极及定子内层聚焦栅网电极，DJ16接至定子中层聚焦栅网电极。

在图24的下桶中，DJ15接至转子外层聚焦栅网电极及转子内层聚焦栅网电极，DJ16接至转子中层聚焦栅网电极。

4、位于电解液中的负离子聚焦栅网电极电源DJ17，DJ18(图32的下图)的接法：在图24的上桶中，DJ17接至转子外层聚焦栅网电极及转子内层聚焦栅网电极，DJ18接至转子中层聚焦栅网电极。

在图24的下桶中，DJ17接至定子外层聚焦栅网电极及定子内层聚焦栅网电极，DJ18接至定子中层聚焦栅网电极。

5、已出离子引出栅网电极的正离子的聚焦电场电极电源DJ3、DJ4(图33上图)的接法：(注：第二种形式的静电斥力发动机的已出离子引出栅网电极的离子的聚焦电场电极不再用图1所示形状的聚焦电极，而是用图26所示的已引出离子聚焦电极)，在图24上桶的定子栅网极板上，每两个支撑块间有一个图26中的已引出离子聚焦电极，共四个，DJ3接至聚焦电极2，DJ4接至聚焦电极1，这四个已引出离子聚焦电极又都续接图26中的离子运动方向转换装置，在图24下桶的转子栅网极板上，每两个支撑块间有一个图26中的已引出离子聚焦电极，共四个，DJ3接至聚焦电极2，DJ4接至聚焦电极1。

6、已出离子引出栅网电极的负离子的聚焦电极电源DJ11、DJ12(图33的下图)的接法：在图24上桶的转子栅网极板上，每两个支撑块间有一个图26中的已引出离子聚焦电极，共四个，DJ11接至聚焦电极1，DJ12接至聚焦电极2，在图24下桶的定子栅网极板上，每两个支撑块间有一个图26中的已引出离子聚焦电极，共四个，DJ11接至聚焦电极1，DJ12接至聚焦电极2。

7、第一种防逃离电场的产生电路如图34所示，正离子防逃离电场电极电源DJ1、DJ2的接法：DJ2接至图26中的防逃离电场电极2，DJ1接至图26中的防逃离电场电极1；负离子防逃离电场电极电源DJ13、DJ14(图34下图)的接法：DJ14接至图26中的防逃离电场电极1，DJ13接至图26中的防逃离电场电极2。

其中，图24中上桶中的定子栅网引出的四路正离子，经四个图26中的已引出离子聚焦电极聚焦后，每一路又经图26中的离子运动方向转换装置改变原来向上的运动方向而向下运动，图26中的离子运动方向转换装置的出口，正对防逃离电场电极2的入口。正离子经防逃离电场加速后，进入金属球壳，在动力电荷转盘2里形成4个带电的金属球壳，此时图26中的防逃离电场与金属球壳示意图将是倒置的，但防逃离电场电极1，2的接法不变，其它的引出离子都是向上运动的，已引出离子聚焦电极的出口，正对防逃离电场电极2的入口。

8、正负离子位置交换电场电极DJ7，DJ8(图29下图)的接法：在图24的上桶中，离子位置交换电场外电极接DJ7，离子位置交换电场内电极接DJ8；在图24的下桶中，离子位置交换电场外电极接DJ8，离子位置交换电场内电极接DJ7各电场电极电源的第二种产生电路在静电斥力发动机的第二种形式中的接法：1、正离子提取电场电极DJ5、DJ6(图35上图)的接法：在图24的上桶中，DJ6接定子底极板，DJ5接定子栅网极板；在图24的下桶中，DJ6接转子底极板，DJ5接转子栅网极板。

2、负离子提取电场电极的DJ9、DJ10(图35下图)的接法：在图24的上桶中，DJ9接转子底极板，DJ10接转子栅网极板；在图24的下桶中，DJ9接定子底极板，DJ10接定子栅网极板。

3、位于电解液中的正离子的聚焦栅网电极DJ15、DJ16(图36上图)的接法：在图24的上桶中，DJ15接定子外层聚焦栅网电极及定子内层聚焦栅网电极；DJ16接定子中层聚焦栅网电极；在图24的下桶中，DJ15接转子外层聚焦栅网电极及转子内层聚焦栅网电极，DJ16接转子中层聚焦栅网电极。

4、位于电解液中的负离子聚焦栅网电极DJ17、DJ18(图36下图)的接法：在图24的上桶中，DJ17接转子外层聚焦栅网电极及转子内层聚焦栅网电极，DJ18接转子中层聚焦栅网电极；在图24的下桶中，DJ17接定子外层聚焦栅网电极及定子内层聚焦栅网电极，DJ18接定子中层聚焦栅网电极。

5、已出离子引出栅网电极的正离子的聚焦电场电极电源DJ3、DJ4(图37上图)的接法：在图24上桶的定子栅网极板上，每两个支撑块间有一个已引出离子聚焦电极，共四个，DJ3接图26中的聚焦电极2，DJ4接聚焦电极1。这四个已引出离子聚焦电极又都续接图26中的离子运动方向转换装置，在图24的下桶的转子栅网极板上，每两个支撑块间有一个已引出离子聚焦电极，共四个，DJ3接图26中的聚焦电极2，DJ4接聚焦电极1。

6、已出离子引出栅网电极的负离子的聚焦电场电源DJ11、DJ12(图37下图)的接法：在图24上桶的转子栅网极板上，每两个支撑块间有一个已引出离子聚焦电极，共四个，DJ11接聚焦电极1，DJ12接聚焦电极2。在图24下桶的定子栅网极板上，每两个支撑块间有一个已引出离子聚焦电极，共四个，DJ11接聚焦电极1，DJ12接聚焦电极2。

7、第二种防逃离电场电极电源的产生电路如图10所示正离子防逃离电场DJ1、DJ2(图10上图)的接法：DJ2接图26中的防逃离电场电极2，DJ1接图26中的防逃离电场电极1。

负离子逃离电场DJ13、DJ14(图10下图)的接法：DJ14接图26中的防逃离电场电极1，DJ13接图26中的防逃离电场电极2。

其中，图24中上桶中的定子栅网引出的四路正离子，经四个图26中的已引出离子聚焦电极聚焦后，每一路又经图26中的离子运动方向转换装置改变原来向上的运动方向而向下运动，图26中的离子运动方向转换装置的出口，正对防逃离电场电极2的入口。正离子经防逃离电场加速后，进入金属球壳，在动力电荷转盘2里形成4个带电的金属球壳，此时图26中的防逃离电场与金属球壳示意图将是倒置的，但防逃离电场电极1，2的接法不变，其它的引出离子都是向上运动的，已引出离子聚焦电极的出口，正对防逃离电场电极2的入口。

8、正负离子位置交换电场电极DJ7，DJ8(图29下图)的接法：在图24的上桶中，离子位置交换电场外电极接DJ7，离子位置交换电场内电极接DJ8；在图24的下桶中，离子位置交换电场外电极接DJ8，离子位置交换电场内电极接DJ7(注：图24中的上桶的各电场电极电源与下桶的各电场电极电源使用同一套电路，即如上所述，也可以分开使用，但电池的组数，电路板的数目都增加了。关于电场电极电源的第一种产生电路与第二种产生电路：图32图36，图33图37，图34图10可互换使用。)6静电斥力发动机的第一种形式并采用第一种离子引出装置时的描述：在图2的上图里，正负屏蔽层道里要放置一块位置固定的金属屏蔽板(它是图4上图里的正负屏蔽层)，以屏蔽左右两边的正负电荷间(图5中的Q1与Q2，Q5与Q6)的放电，此金属屏蔽板上加涂层(如云母)，这样可以长时间的保持电荷的电量不变(即防漏电)；图2上图里的正负屏蔽板是为防止正电荷的电力线绕过金属屏蔽板而设的，电场电源线夹板及接线孔是为了各电场极板的引线与电场电源线1-14的稳定牢固连接而设的。运动电荷形成装置中的各电场极板的连接线DJ1-DJ14与电场电源导线1-14的连接就象电动公交车与电网的连接，也象电气化铁道线上的电力机车(火车头)与电网的连接，DJi在对应的i上滑动(i＝1-14)，其连接原理图见图4左下部。固定离子引出装置与聚焦电场之间用螺纹接口连接，这样设计可使制造方便，拆卸方便。

电场电源线过孔是为了三个电荷形成装置统一使用电场电源线1-14而设的，流线形支撑台一方面起支撑作用，一方面为安装DJ7，DJ8电场极板而设的，流线形起导水作用，使电解液少受阻力。

在图2中，固定离子引出装置是左右结构对称的，为了图形的美观，相同部分只标注一边。总之：固定离子引出装置从电功能结构上讲：它完成电场极板DJ5，DJ6，DJ9，DJ10，DJ7，DJ8的布局；并提供电解液通道，正、负离子通道。从机械功能结构上讲：完成电场电线源1-14的引入引出；并通过电场电源线夹板使电场极板DJ1-DJ14与对应的电场电源导线1-14稳定牢固相连；提供正负电荷的屏蔽层通道；提供与聚焦电场连接的螺纹接口。移动离子引出装置参见图3。

移动离子引出装置也是左右结构对称的，它比固定离子引出装置多出：4个车轮及车轴，4个阻力杆及其附着物，一个动力输出连杆及其附着物，两个金属滚筒，其它结构与固定离子引出装置相同，阻力杆附着物的作用是为了安装固定阻力杆。

阻力杆的作用是提高运动电荷形成装置的加速性能，以图5说明之，在运动电荷形成装置由B向A方向运动到A时，关闭闸门P1，P2(即关闭Q1对Q3，Q2对Q4的静电排斥力)，打开闸门P3、P4(即开启Q5对Q3，Q6对Q4产生的静电排斥力)，运动电荷形成装置会减速，由于惯性运动，运动小车的阻力杆会触及A处的阻力墙上的弹簧筒，弹簧筒里的弹簧受到压缩存贮能量。同时弹簧也对运动电荷形成装置有A→B方向的反作用力，加速运动电荷形成装置停车，阻力墙上的弹簧筒里也有一阻力杆(它比运动小车上的阻力杆略粗)。此阻力杆的伸出面刚好与阻力墙面平齐，故运动小车的阻力杆运动的极限位置也就到达阻力墙面，并定义此点为上止点，停车后，弹簧筒里的弹簧要伸张，这样将推动运动电荷形成装置从上止点位置向B处运动，此时，运动电荷形成装置将受到Q5对Q3、Q6对Q4的静电排斥力和弹簧筒里的弹簧的推力，运动电荷形成装置将加速向B处运动。故此，阻力墙、阻力杆、弹簧筒的使用，可以极大的提高运动电荷形成装置的加速性能。同样的道理，当运动电荷形成装置到达B点时，关闭P3、P4闸门(即关闭Q5对Q3、Q6对Q4的静电排斥力)，打开闸门P1、P2(即打开Q1对Q3，Q2对Q4的静电排斥力)，由于惯性运动，运动小车下面的两根阻力杆会触及B处阻力墙上的弹簧筒，弹簧筒里的弹簧被压缩，运动电荷形成装置受到弹簧的反作用力，方向由B→A，这样将加速运动电荷形成装置停车。B处阻力墙上的弹簧筒里的阻力杆伸出面也与阻力墙面平齐。大小比运动小车的阻力杆略粗，故此，运动小车下面的两根阻力杆向B处运动的极限位置也就到达B处的阻力墙墙面位置，并定义此点为下止点。运动电荷形成装置停在下止点后，将受到B处阻力墙上的弹簧筒里的弹簧的伸张推力，也受到电荷Q1对Q3，Q2对Q4的静电排斥力，这样运动电荷形成装置将加速向A处运动。总之，阻力墙里的弹簧，即有加速运动电荷形成装置停车，也有加速运动电荷形成装置返回的作用。这对提高运动电荷形成装置的加速性能是非常有效的措施。如果没有阻力墙，没有弹簧，没有阻力杆，运动电荷形成装置在有限的行程内加速到一定的速度或停车，性能将大打折扣。

在图3的中图里，移动离子引出装置中的正负屏蔽道里也放置一块金属屏蔽板，此板上也加涂层，其作用同固定离子引出装置所加的金属屏蔽板(可参见图4上图里的正负屏蔽层)，但此屏蔽金属板的重量由中屏蔽层悬挂，它是焊在中屏蔽层下面的(这样做的目的是为了减轻运动电荷形成装置的质量，提高加速性能)。下面的滚筒的作用是保持移动离子引出装置与正负屏蔽层接触而已(为实现静电屏蔽而接触)。图3上图的正负屏蔽板的作用也同固定离子引出装置的正负屏蔽板，动力输出连杆附着物只是起固定动力输出连杆的作用，由动力输出连杆将运动电荷形成装置的动能输出出去。

在图5中，有两个位置固定的固定电荷形成装置，一个形成电荷Q5、Q6，另一个形成电荷Q1、Q2，有一个位置可以移动的运动电荷形成装置，形成电荷Q3、Q4。从图5上图的图4剖面处向Q5，Q6方向看，所看到的单组电荷静电斥力发动机中的固定电荷形成装置支撑墩以上部分的正视图就是图4上图。(图4上图表达出了图5上图中略去了的中屏蔽层以上部分及下屏蔽层、正负屏蔽层)，在图4上图中，中屏蔽层以下的部分是固定电荷形成装置。在图4上图中，将中屏蔽层以下的固定电荷形成装置中的固定离子引出装置换成图3所示的移动离子引出装置，这样所构成的电荷形成装置就是运动电荷形成装置。

中屏蔽层与上屏蔽层之间有闸门位置检测及其控制系统，它主要完成闸门P1-P4的上限位置及下限位置的检测和闸门P1-P4的开与关控制。(本说明书中，不具体讲述图4、图6中的单组电荷静电斥力发动机的闸门位置检测及其控制系统，而详细讲述原理与之一样的由三个相同参数的单组电荷静电斥力发动机级联而成的静电斥力发动机的闸门位置检测及其控制系统，它在中屏蔽层与上屏蔽层之间，其俯视图见图14)，闸门P3、P4所要打开或关闭的空间分别是正负屏蔽层左右两边的中屏蔽层与下屏蔽层之间的空间。

图4上图的离子门的作用，主要是考虑到在维修时，先关上离子门，以免离子射出伤人，平时总是开着的。在离子门之下的下屏蔽层处最好做成可拆卸的，以便维修。

7电解液通道：电解液运动的通道见图5的下图，由电解液驱动泵(电机轴上装上一个桨状叶片组)驱动电解液在电解液导管与电解液箱之间流动，其中，可移动电解液导管是类似活塞一样的东西，它与运动小车是连在一起的，它的左右行程为x(x为长度)，它能保证运动电荷形成装置在运动过程中移动离子引出装置中的电解液通道里始终有电解液，又能保证电解液不会漏出及溅出。

在整个电解液通道中有一抽气孔及阀，有一电解液箱盖及阀。在进行第一次离子提取前，先抽尽空气，以保证引出的离子不对空气发生电离和与空气中的离子中和，阀的作用是防止空气进入，抽气时，先启动抽气泵抽气，后打开抽气阀，抽空后，关闭抽气阀。更换电解液时，打开电解液箱盖及阀，换好电解液后关好阀，拧紧盖，然后抽气，可以通过离子引出装置中的离子通道把金属球壳里的气也抽掉。(抽气泵不做在本系统中)8单组电荷静电斥力发动机的结构：单组电荷静电斥力发动机是指只有一组电荷Q1，Q2；Q3，Q4；Q5，Q6产生静电斥力的发动机。相对而言，就有多组电荷静电斥力发动机，单组电荷静电斥力发动机中屏蔽层以下并略去下屏蔽层、运动屏蔽层、正负屏蔽层后各组件分布俯视示意图见图5的上图，由相同参数的三个单组电荷静电斥力发动机级联而成的静电斥力发动机中屏蔽层以下并略去下屏蔽层、运动屏蔽层、正负屏蔽层后各组件分布俯视示意图见图7。

单组电荷静电斥力发动机中屏蔽层以下并略去下屏蔽层、运动屏蔽层、正负屏蔽层后各组件包括：(见图5上图)(1)一个固定电荷形成装置产生电荷Q5，Q6；它是由图2所示的固定离子引出装置加上聚焦电场，防逃离电场，容纳电荷(离子)的金属球壳组成(要连好相关连线及支撑物)。固定电荷形成装置的结构见图4的上图的中屏蔽层以下部分。(2)另一个固定电荷形成装置产生电荷Q1，Q2；(3)一个运动电荷形成装置产生电荷Q3，Q4；(4)一个电解液导管及可移动电解液导管；(5)两根运动电荷形成装置导轨；(6)两个阻力墙及装在阻力墙上的四个弹簧筒，弹簧筒里有弹簧及阻力杆；(7)两个支撑闸门P1-P4的闸门墩；(8)两个支撑固定电荷形成装置的支撑墩；(9)屏蔽箱(为了便于其它物件表达，中屏蔽层以上部分及下屏蔽层、运动屏蔽层、正负屏蔽层在图5上图未画出)；(10)闸门P1-P4；(11)运动电荷形成装置位置检测激光头及光敏三极管，A、B两点装有激光头，A、B两点的正对面装有光敏三极管。

图5上图中的x为运动电荷形成装置处于中间位置时向前或向后运动的最大行程，只使用单组电荷的静电斥力发动机，则正负屏蔽层缺口的补缺屏蔽层是不需要的，但在由单组电荷静电斥力发动机级联成多组电荷静电斥力发动机时，它是必须的。因为闸门将跨越正负屏蔽层，闸门在打开中屏蔽层与下屏蔽层之间的空间(例如打开图7中的闸门P4)时，正负屏蔽层之间有一缺口，可能导致Q3，Q6间；Q5，Q4间；Q3，Q4间；Q5，Q6间发生放电，因而要设置补缺屏蔽层，补缺屏蔽层可将它们之间的电力线通道全部封断，以达到电荷间互不影响的目的。正负屏蔽层缺口的补缺屏蔽层随闸门的运动而运动，当闸门关闭时，补缺屏蔽层处在下屏蔽层之下的闸门墩里，当闸门打开时，补缺屏蔽层随闸门向上运动，补上闸门在正负屏蔽层上留下的缺口(补缺屏蔽层见图6下图)。从图5上图的图6剖面向左看，单组电荷静电斥力发动机的一半(从正负屏蔽层处分开，正负屏蔽层左右两边的结构是对称的)的左视示意图就是图6的上图，(图6的上图表达出了图5上图略去的部分及下屏蔽层以下的单组电荷静电斥力发动机的结构，图6中的固定电荷形成装置，运动电荷形成装置为示意图，固定电荷形成装置的真实结构为图4上图的中屏蔽层以下部分，运动电荷形成装置的真实结构就是将固定电荷形成装置中的固定离子引出装置换成图3所示的移动离子引出装置)。图6的中图是阻力墙的一个墙面正视示意图。在图6的上图中，Q4下面的运动屏蔽层，它随运动电荷形成装置左右运动，它下面的下屏蔽层均左右方向开有长度为X的槽，以便运动电荷形成装置能左右运动，运动屏蔽层覆盖这两个槽口，A、B两点及其正对面装有用于运动电荷形成装置位置检测的激光头及光敏三极管。

9由相同参数的三个单组电荷静电斥力发动机级联而成的静电斥力发动机中屏蔽层以下并略去下屏蔽层、运动屏蔽层、正负屏蔽层后各组件分布俯视示意图如图7所示：9.1单组电荷静电斥力发动机的工作原理(见图5上图)单组电荷静电斥力发动机是可以很好的工作的，在不用调速的场合下：运动电荷形成装置每当从B向A运动，到达A处时，就关闭P1，P2，开启P3，P4；每当运动电荷形成装置从A处向B处运动，到达B处时，就关闭P3，P4，开启P1，P2。在刹车时，P1，P2，P3，P4同时打开(此不用调速的场合下：P1，P2可合为一个闸门，如称FP1；P3，P4可合为一个闸门，如称FP2，FP1，FP2须加正负屏蔽层的补缺屏蔽层，当PA＝0时，打开FP2，关闭FP1；当PB＝0时，打开FP1，关闭FP2，这种工作方式主要用于拖动发电机发电)。在需要调速的场合下：例如：用P1，P3闸门的开与关使运动电荷形成装置往返运动，闸门P2，P4用于调速，调速的原理是：运动电荷形成装置每当从B向A运动，到达A处时，就关闭P1，开启P3，每当运动电荷形成装置从A处向B处运动，到达B处时，就关闭P3，开启P1。调速：就是使运动电荷形成装置所受到的静电排斥力的平均值发生变化，例如：P3开启5次时，才开启P4一次，P1开启5次时，才开启P2一次，这是一种速度。如果P3开启10次时，才开启P4一次，P1开启10次时，才开启P2一次，这两种情况下，运动电荷形成装置在运行途中所受的力的平均值是不同的，当然速度就不一样。在制造及安装时，要保证Q1，Q3，Q5在同一直线上且等高度，Q2，Q4，Q6也同在一条直线上且等高度，Q1-Q6的高度是一样的。

9.2相同参数的三个单组电荷静电斥力发动机的级联：图7是由I、II、III相同参数的三个单组电荷静电斥力发动机级联而成的静电斥力发动机中屏蔽层以下并略去下屏蔽层、运动屏蔽层、正负屏蔽层的俯视示意图。三个单组电荷静电斥力发动机的级联：只要把所有单组电荷静电斥力发动机(这里所说的单组电荷是指Q1-Q6为一组，Q7-Q12为一组，Q13-Q18为一组)的动力输出连杆在屏蔽箱之外连接起来，由一个总的动力输出连杆输出动力；把所有单组电荷静电斥力发动机的电解液导管在屏蔽箱之外连接起来形成一个总的电解液导管，总电解液导管与电解液箱相连，各分电解液导管截面积要相等，以使各分电解液导管中的电解液流量相等。所有的固定电荷形成装置和运动电荷形成装置的电场极板DJ1-DJ14都从电场电源线1-14上获取电源。

用六个闸门P1-P6来控制运动电荷形成装置的运动(参见图7及图14)，每个闸门都跨越了单组电荷静电斥力发动机的正负屏蔽层，故每个闸门都要在正负屏蔽层处加补缺屏蔽层。P1，P3同步动作，P4，P6同步动作，P2，P5用于调速，调速的原理同单组电荷静电斥力发动机，由于P4，P6同步动作；P1，P3同步动作，提放闸门P4，P6的托架要穿越组与组之间的屏蔽层，故也像补缺屏蔽层一样，在组与组之间的公共屏蔽层上加金属板，此金属板随闸门托架横梁上下运动，保证组与组之间的静电屏蔽，组与组之间的屏蔽层见图14。由于3个运动电荷形成装置是同步运行的，故只需装一套激光头及光敏三极管来检测运动电荷形成装置的位置即可，如装在第I组里的A、B两点。

由相同参数的三个单组电荷静电斥力发动机级联而成的静电斥力发电机，用于拖动发电机发电时，可将图7中的闸门合为两个，即P1、P2、P3合为一个闸门，如称FP1闸门，FP1在每个正负屏蔽层处加补缺屏蔽层，P4、P5、P6合为一个闸门，如称FP2闸门，FP2在每个正负屏蔽层处加补缺屏蔽层，PA＝0时，打开FP2，关闭FP1；PB＝0时，打开FP1，关闭FP2，这样循环下去，闸门FP1由一台电机控制，闸门FP2由另一台电机控制，电机拖动闸门的控制方法参见后述，这样的结构简单，控制也简单，在发电机的转子上装一齿轮，静电斥力发动机的动力输出连杆上装一齿条，此齿条拖动发电机转子上的齿轮旋转(如需要，可经齿轮变速)，发电机电枢输出的电压经全桥整流，π型LC滤波后(如需要，可经升压电路升压)，供给电机调速系统及各备用电池充电系统，由被调速的驱动电机直接驱动车船行驶。(参见图24的顶部及图30)如果组数多于3组，P2，P5还是用于调速，P4与P6同步运动；P1与P3同步运动，P4所控的单组电荷静电斥力发动机的组数应与P6所控的单组电荷静电斥力发动机的组数相等。当然，P1，P3所控的组数相等。且P1与P4所控的组数是相等的。用这样的方法，把单组电荷静电斥力发动机的动力级联起来，可成倍增加总动力输出连杆所输出的动力。

由多台相同参数的单组电荷静电斥力发动机的级联方法以此类推。

10电场极板DJ1-DJ14上的电源产生电路：(注：电场极板简称极板或电极)。前已述及，三套电荷形成装置的各电场极板都是从电场电源线1-14上获取电源的，且电场电源线1-14与对应的DJi相连，如图4上图所示，为了直观的表达各电场极板上的电位情况，图4、图9、图10、图29、图33、图34、图35、图37中直接将电场极板DJ1-DJ14上的电源产生电路的输出标到电场极板DJ1-DJ14上，而不再标注电场电源线1-14。

(图32，图36用于静电斥力发动机的第二种形式及静电斥力发动机的第一种形式的第二种离子引出装置)10.1正离子提取电场E1的电场极板DJ5、DJ6上的电源的第一种产生电路如图9上图所示。

形成电场E1的极板是DJ5，DJ6。它的电源由1#SG1524所组成的开关电路提供。设计此类开关电路的要点是使SG1524的第1脚电位与SG1524的第2脚的电位相等，另外，SG1524的第10脚如果为高电平，则SG1524封锁11，14脚的输出脉冲，变压器不工作，变压器副边绕组无输出电压，SG1524的第10脚如果为低电平，则SG1524的11，14脚有输出脉冲，变压器工作，变压器副边绕组有输出电压，SG1524的16脚输出+5V基准电压，1脚电位由次边反馈绕组取样电路提供，次边反馈绕组的电压反应了变压器次边绕组的电压；2脚的电位由16脚经电阻分压而得，4，5脚作为变压器主边的电流检测输入，11，14输出驱动脉冲，驱动变压器工作。

次边DJ6的电位：当K1＝1时，选择适当的电阻，使光耦饱和导通，则三极管的基极被钳位，三极管截止(为防止误导通，增加了二极管D 1)，DJ6对公共点有电压(公共点是指：图9上图变压器次边的两个滤波电容的阴极间的连线上的任何一点)；当K1＝0时，光耦截止，三极管的基极有电流流过，选择适当的电阻，使三极管工作在饱和导通状态，忽略三极管的管压降，DJ6对公共点的电压为0，DJ5的情况类似于DJ6，图13中的滞回比较器的输出信号K6是充满电的标志信号，K6为高电平，表示充满电了，K7为未充满电信号，它输给图9底部的74LS07，未充满电时，K7＝1，在图9底图中，选择适当电阻，使光耦饱和导通，则1#SG1524的第10脚为低电平，11，14脚可输出脉冲，驱动变压器工作，变压器次边绕组有电压，此时，能充电；充满电时，K7＝0，则光耦截止，B3+经一电阻接到1#SG1524的第10脚，此时，11，14脚的输出脉冲被封锁，变压器不工作，变压器次边绕组没有电压，此时，不能充电，(充电：用电场力提取离子到金属球壳的过程谓之充电，充满电是指实测电量大于等于人为设定电量)。

正负离子位置交换电场E7由电场极板DJ7，DJ8加电形成，由图29的下图产生，K3＝1时，选择适当的电阻，使光耦饱和导通，三极管基极被钳位，三极管不导通，DJ7，DJ8间有电压；K3＝0时，光耦截止，选择适当的电阻，使三极管饱和导通，忽略管压降，DJ7，DJ8间无电压。由于电场极板DJ7，DJ8上涂有绝缘防腐蚀涂层，故Ca2+离子，SO42-离子不会与电场极板DJ7，DJ8发生电荷中和。

10.2负离子提取电场E4的电场极板DJ9，DJ10上的电源的第一种产生电路如图9的下图所示。设计此开关电路的关键还是使2#SG1524的第1，第2脚的电位相等，变压器原边的工作原理同图9上图，变压器次边的情况：当K4＝K5＝0时，变压器次边的两个光耦均截止，选择适当的电阻，使两只三极管饱和导通，DJ9，DJ10间有电压；当K4＝K5＝1时，选择适当的电阻，使两只光耦饱和导通，则两只三极管的基极被钳位，两只三极管不导通，DJ9，DJ10间无电压。2#SG1524的第10脚的电位，由图9的底图控制，其原理同1#SG1524的第10脚，由图11的单片机控制(K1，K2)，K3，(K4，K5)的电位，其程序流程框图见图11，可实现正负离子的提取电场E1、E4与正负离子位置交换电场E7交替存在，当E1存在时，DJ5、DJ6上的电位都是正极性的，DJ6的电位比DJ5的电位高；当E4存在时，DJ9、DJ10上的电位都是负极性的，DJ9的电位比DJ10的电位更负。

图32上图与图9上图，图32下图与图9下图原理相同，图35，图36与图29下图原理相同，图10，图33，图34，图37原理相同，电路的原理一目了然，就不再讲了，10.3已出离子引出栅网极板的正离子，负离子聚焦电场的电场极板上的电源的第一种产生电路如图33所示。

正离子聚焦电场由电场极板DJ3，DJ4加电形成，负离子聚焦电场由电场极板DJ11，DJ12加电形成，DJ3、DJ4上的电位都是正极性的，且DJ3的电位比DJ4的高；DJ11、DJ12上的电位都是负极性的，且DJ12的电位比DJ11的电位更负。

10.4正离子防逃离电场的电场极板DJ1、DJ2；负离子的防逃离电场的电场极板DJ13、DJ14上的电源的第一种产生电路如图34所示。

正离子防逃离电场由电场极板DJ1，DJ2加电产生，DJ1是接金属球壳的，(DJ1，DJ2之间的电压不需要很高，DJ1、DJ2之间所形成的电场E3既要能加速正电荷进入金属球壳，又不能使正电荷高速轰击金属球壳放出电子，见图4)，DJ1，DJ2的电位都是正极性的，DJ2比DJ1的电位高，负离子防逃离电场由电场极板DJ13，DJ14加电形成，DJ14接金属球壳，(DJ14，DJ13之间的电压不需要很高，DJ14、DJ13之间所形成的电场E6既要能加速负电荷进入金属球壳，又不能使负电荷高速轰击金属球壳放出电子，见图4)，DJ13，DJ14都是负极性的，DJ13比DJ14的电位更负，电场极板DJ1，DJ2，DJ13，DJ14表面均加绝缘防腐涂层，它门是圆柱形皮尔斯枪结构。

10.5电场E1，E4，E7的控制：由图11中的单片机控制E1，E4，E7的电场宽度(即作用时间)及E1，E4，E7的时序，前面已述及E1，E4同时存在，同时消失。E1，E4存在时，E7消失；E7存在时，E1，E4消失，但E1，E4存在的时间宽度与E7存在的时间宽度可以相等，也可以不等。在图11中，使用8051的两个定时器T0，T1；T0用来定时E1，E4(即正、负离子提取电场)的作用时间宽度，T1用来定时E7(即正负离子位置交换电场)的作用时间宽度，在定时器的使用中，用到GATE信号，当GATE信号为高电平时， INT0， INT1引脚输入高电平，定时器T0，T1才能由TR0，TR1来开启它们的定时，而K7(与K6的电平相反)信号是金属球壳是否充满电的标志信号，未充满电时，K7输出为高电平，充满电时，K7输出为低电平，也就是说，未充满电时，定时器才能开启，充满电了，定时器就不开启了，此单片机的程序流程框图见图11。(注：当使用第一种离子引出装置时，没有E8，E9，图11的程序框图适用于静电斥力发动机的第一种形式的第二种离子引出装置或静电斥力发动机的第二种形式，并采用第一种电场电源产生电路时)。

11静电斥力发动机具备的功能：11.1电量显示：

图12所示电路完成以下功能：前3个数码管显示人为设定的一个金属球壳所具有的电量，后3个数码管显示该金属球壳所具有的实测电量(所有金属球壳里的电量是相等的)。人为设定的电量用DIP开关经2#74244输给8051，并存贮在8051的RAM中，以便显示，人为设定的电量的数值范围是00FF，并经1#74245接口送出人为设定的电量给图13中的DAC0832，从2#74245取入实测电量以便在数码管上显示，8051用定时中断方式完成电量的数码管显示及设定电量的取入送出，实测电量的取入工作。

在图12中，1#74244的端口地址为7FFF，2#74244的端口地址为BFFF，1#74245的端口地址为DFFF，2#74245的地址为EFFF。8051的P1.0-P1.5输出经7406反相驱动后选通相应的共阴极数码管进行显示，7432为异或门，完成相应芯片的选通。初始化8051内部RAM的00单元为R0，01单元为R1，R0用来选定数码管，R1用来依次选定显示字形码存储单元(38-3D单元)，设8051内部RAM的30单元存放人为设定电量的十六进制数，31单元存放实测电量的十六进制数。8051的内部定时器T0定时1ms，这是每一个数码管的静态显示时间，T0中断服务程序完成六位数码管的从左到右的轮回显示，六位数码管显示人为设定电量及实测电量的十进制数值，如图20所示，R0的初值为01，R1的初值为38，R0中的值送P1，选通最左的数码管，R1中的数值送7FFF接口，使字符在数码管上显示，然后将R0中的数值左移一位，R1加1，指向39单元，为下一次显示做准备，如果显示完6位(如检测到R1的值为3E)，则R0、R1中的数值恢复初始值。T1定时器定时1s，T1中断服务程序完成定时取入人为设定电量数值，实测电量数值，送出设定电量数值，进制转换，显示字形码转换。

十六进制数转化为十进制数用DIV A B指令，如：                    MOV A，30MOV B，#64DIV A  BMOV 32，AMOV A，BMOV B，#0ADIV A  BMOV 33，AMOV 34，B这样，人为设定的电量的十进制数百、十、个位分别存放在32，33，34单元中，显示字符0、1、2、3、4、5、6、7、8、9的显示字形码分别是3F、06、5B、4F、66、6D、7D、07、7F、6F。通过查表可得百、十、个位的显示字形码。图12中的8051的程序流程框图见图20。(注：7406为集电极开路六反向驱动器，7407为集电极开路六同向驱动器)。

11.2电量的测量及充电控制：在图13中，用法拉第金属筒来测量一个金属球壳所带的电量(如Q1的电量)，法拉第筒的内筒与外筒经电容器分压后(分压可能要经多级分压，图13电路中只画出两级)取出电压差，经差分放大器放大后给采样保持器AD582，AD582采样此电压信号要在闸门P1关闭后进行(因为闸门P1打开后，Q3，Q5也会影响法拉第金属筒的感应电压)，闸门P1打开后，AD582保持上次采样的结果，采样保持器AD582的工作特性是：12脚为低电平时进行采样，12脚为高电平时保持上次采样的结果。由PC1控制AD582的采样时刻，从零电量开始充电(提取离子到金属球壳里的过程谓之充电)到充满电期间，闸门是关闭的，只有在充满电后才打开闸门。(充满电的意思是指实测电量等于设定电量)，在未充满电期间，闸门P1一直关闭，(未充满电期间，闸门P1的控制见图21中的主程序框图中的K6≠1)，PC1一直为低，所采样到的电压是法拉第筒实时感应电压，当充满电后，随着发动机的运行，闸门P1在不停的开和关，当闸门P1关闭后，PC1为低，法拉第金属筒的感应电压值经AD582传给ADC0801，当闸门P1打开后，PC1为高，AD582的输出电压是上次闸门P1关闭时AD582所保存的电压，避开了由于Q3，Q5对法拉第筒的感应电压的影响，AD582所采样到的电压送给ADC0801A/D转换器，将它转换成数字信号由8051取走，8051经74245接口送出实测电量给图12中的2#74245。图12中的设定电量送到图13中的DAC0832进行D/A转换，转换的结果送到滞回比较器的反相输入端。将AD582的采样结果与设定电量的D/A转换结果在滞回比较器中比较，滞回比较器的输出特性如图13中的下部。a→b→c表示从开始充电到充满电后滞回比较器的输出特性，d→e→f表示金属球壳里的电量从设定电量逐渐衰减时滞回比较器的输出特性。UTH1表示AD582输出的实测电压值达到或超过此值时就不充电了。随着金属球壳里的电量的衰减，当AD582输出的实测电压值达到UTH2或低于UTH2时就要自动充电了。这里的充电，是指用E1、E4、E7电场提取离子送到金属球壳里，(UTH1的值就是将一个电量等于设定电量的电荷放在法拉第筒里，经图13所示测量电路，AD582的输出电压值，UTH2的值，如金属球壳的电量降到设定电量的90％时，以这样电量的一个电荷，放在法拉第筒里，经图13所示测量电路，AD582的输出电压值)，滞回比较器的输出经双向稳压管限幅，即它要么输出正Uz，要么输出负Uz，为了实现输出电平转换成TTL电平，使用了两个三极管，三极管的集电极电阻接+5V，选择适当的电阻，使这两个三极管工作在开关状态。

当充满电后，滞回比较器输出高电平，则K7为低，K6为高，此K7送到图9底图中的74LS07输入端，由于光耦截止，则1#SG1524、2#SG1524的第10脚为高，使1#SG1524、2#SG1524的输出脉冲被封锁，开关电源处于休息状态，E1、E4就消失，不再提取离子到金属球壳中，K6还送到图16中的8051的P1.7口线。K7(它与K6的电平相反)送给图11中的8051的INT0， INT1；K7同时送到图18所示的电解液驱动电机速度闭环控制系统中的MC33035的第7脚；当充满电后，K7为低电平，则MC33035的第7脚为低电平，这样，电解液驱动泵就停转，当需要充电时(随着金属球壳里的电量的衰减，当AD582输出的实测电压值达到UTH2或低于UTH2时，滞回比较器输出负电平，三极管不能导通，K7为高，K6为低电平，图9底图的光耦饱和导通，则1#SG1524、2#SG1524的输出脉冲不能被封锁，E1、E4则存在，这样就能充电了)。K7为高电平，MC33035的第7脚也为高电平，电解液驱动泵便能自动启动，这样可节省给电解液驱动泵供电的电池能量。图13中的8051的工作是启动A/D转换，将转换结果经图13中的74245送出。

金属球壳Q1的带电量的另一种测量方法是：从中国静电信息网(WWW.ESD-china.com)上买来的振动(或者叫谐振)电容电量测量电路，取代图13中的法拉第筒及差分放大器。12由相同参数的三个单组电荷静电斥力发动机级联而成的静电斥力发动机的闸门不可P1-P6的控制：图14是撇开由相同参数的三个单组电荷静电斥力发动机级联而成的静电斥力发动机系统的屏蔽箱上层，只看中屏蔽层中的闸门(即图7中闸门P1-P6)位置检测及其控制系统的俯视图。由于闸门提放系统的闸门托架横梁穿越组与组之间的屏蔽层，为阻断组与组之间的电荷的电力线，在组与组之间加补缺屏蔽层，组与组之间的补缺屏蔽层随闸门托架横梁一起上下运动。P4、P6同步动作，由电动机M2控制；P1、P3同步动作，由电动机M3控制；调速闸门P5由电动机M1控制；调速闸门P2由电动机M4控制。闸门提放系统包括：闸门托架(它的上下运动直接牵引闸门上下运动)；齿条导架(它焊在中屏蔽层上面，使齿条在齿条导架里只能上下运动)；齿条(闸门托架的横梁横穿在齿条上，齿条的上下运动使闸门托架横梁上下运动)；齿轮、电机轴、电机(电机拖动电机轴上的齿轮运转，齿轮与齿条通过咬合使齿条上下运动)。

闸门提放系统各部件的图形见图15的上图部分，它们是：闸门托架正视图及左视图(它的俯视图已在图14中有表达)；齿条导架俯视图，齿条导架左视图；齿条左视图；装在电机转轴上的齿轮。齿轮的转动，带动齿条上下移动。齿条左视图中的齿条导块，齿条导槽是分别插入到齿条导架俯视图中的齿条导槽及齿条导块里的，齿条导架焊在中屏蔽层上，齿条在齿条导架里上下移动，闸门托架正视图中的闸门托架横梁穿在齿条左视图中的闸门托架横梁过孔里，齿条的上下移动，带动闸门托架上下运动，闸门托架上下运动，带动闸门上下运动，齿条的运动是由装在电机轴上的齿轮旋转运动(通过与齿条的咬合)使齿条上下运动的。

图15的左下部是闸门上限、下限位置检测用光电耦合器装配示意图。

图15的右下部是一个装好的闸门控制系统的左视图。

在正常情况下，电机拖动的齿轮与齿条上的齿之间应是很平稳咬合的，不会出现电机齿轮的惯性运动将齿条拖飞出去，一方面有齿条导架的闸门托架横梁导槽封住闸门托架横梁的越位上行，(当然在实际的实物中，可加点机械限位)，另一种保护措施是利用机械限位开关取出限位信号送到集成块HCTL-1100的 STOP， LIMIT引脚，控制电机立即停车。但这种保护动作在正常工作情况下是不发生的。(即闸门越过上限位、下限位的情况在正常情况下不会发生，因为HCTL-1100的位置参数是一个24位二进制数，电机的实际位置与指定的终点位置一直在进行24位二进制数的比较，比较所得的误差作为控制电机运动的指令，使电机停在指定的位置上，并被锁定)。所以，图16、图17中的HCTL-1100的 STOP， LIMIT引脚的停车、限位功能均未使用。

13三组电荷静电斥力发动机系统中的闸门P1-P6的拖动电机M1-M4的控制：13.1HCTL-1100的描述：在每台电机上，均装有增量式光电编码器，光电编码器有3个输出信号：两个电角度相差90°的正交信号及一个每转动一周只发出一个脉冲的标志信号。它们分别送给HCTL-1100的CHA、CHB、 INDEX。HCTL-1100是通用型运动控制集成电路，主要用来控制直流电动机，实现位置和速度控制。(参考资料见《电机控制专用集成电路》，谭建成编，第497页)。它的引脚如下：

PULSE及SIGN分别是控制电机转速的脉宽调制信号及旋转方向信号。HCTL-1100有四种工作方式。其中一种是梯形速度图(点位)控制模式，梯形速度图控制是使系统运动速度符合规定的梯形或三角形速度图而完成点位控制。用户需要设定所期望的最终位置、加速度和最高速度。控制器自动计算出所需的速度图来满足给定数据要求。如果运动到规定距离一半以前，系统已经升速至最高速度，此速度图就是梯形的；否则将是三角形的。所以，只需给HCTL-1100的寄存器写入期望的加速度，最高速度，最终位置就能使电机按要求运转。系统最终会被锁定在最终位置上，直到有新的最终位置。所谓最终(或叫终点)位置：当闸门从下限位置向上运动时，上限位置被定义为终点位置，下限位置则为起点位置；当闸门从上限位置向下运动时，下限位置就是终点位置，上限位置就是起点位置。闸门的终点位置只有两种，即不在上限位置就在下限位置。位置信号是一个24位的二进制数。

HCTL-1100梯形速度图模式的程序流程框图见说明书附图19。在本说明书中，1#、2#、3#、4#HCTL-1100的初始化过程为：上电自动复位→(#01H→R05H)→(#03H→R05H)→(写入期望的加速度，最大速度，终点位置为闸门下限位置的位置参数到HCTL-1100的相应寄存器中)→(置F0＝1、F3＝F5＝0)。1#、2#、3#、4#HCTL-1100初始化后，闸门P1-P6的初态是关闭的。

13.2图16的图面说明：在图16中，由运放与晶振组成的电路给HCTL-1100提供时钟信号EXTCLK，由RC电路提供单片机的复位信号RST及HCTL-1100的复位信号 RESET。PC1、PH1；PC4、PH4分别是闸门P1、P4的下限位置，上限位置检测光电耦合器的输出信号，图16中的PC1信号也输给图13中的AD582的12脚，它们的装配位置参见图15的左下部(PHi代表用于闸门上限位置检测的光电耦合器，PCi代表用于闸门下限位置检测的光电耦合器)。这里是这样来安装图15左下部的光电耦合器的位置的。用于上限位置检测的光电耦合器PHi：闸门到上限位置(终点位置)时，闸门的上缘才挡住光电耦合器PHi发出的光线，其它位置闸门上缘挡不住光电耦合器PHi发出的光线；用于下限位置检测的光电耦合器PCi：闸门到达下限位置(或叫终点位置)时，闸门的上缘才挡不住光电耦合器PCi发出的光线，其它位置闸门总挡住光电耦合器PCi发出的光线。

PA、PB分别是运动电荷形成装置在位置A点，位置B点时的检测信号，以PA信号为例说明PA信号的变化(参见图7)。

例如：运动电荷形成装置以B→A的方向运动，到达A处后，便挡住A处激光头发出的光线，整个运动电荷形成装置身子可能通过A点，也可能不通过A点。然后运动小车上的阻力杆触及A处阻力墙上的弹簧筒，极限位置直到运动小车的阻力杆触及弹簧筒里的阻力杆而停车，(此位置定义为上止点)，然后从此位置返回，直到A点，运动电荷形成装置的身子可能反方向通过A点，或者不通过A点，再向B点运动。这一过程中，PA信号可能要变化几次，但它不影响闸门的控制，因为只要PA为低电平，就说明运动电荷形成装置在A点，只要运动电荷形成装置在A点，则B点处的闸门(P1，P3)就得关闭，A点处的闸门(P4，P6)就得打开。无论运动电荷形成装置是从B点到达A点，还是从上止点到达A点的。PB的信号也是如此，即：只要PB为低电平，就说明运动电荷形成装置在B点位置，则A点处的闸门(P4，P6)就得关闭，B点处的闸门(P1，P3)就得打开，无论运动电荷形成装置是从A点到达B点，还是从下止点到达B点。

在图16中，通过2#HCTL-1100控制电机M3的运转，M3拖动闸门(P1，P3)的开关运动；通过1#HCTL-1100控制电机M2的运转，M2拖动闸门(P4，P6)的开关运动，HCTL-1100是通过输出PULSE信号及SIGN信号给半桥功率集成电路UDN2950Z来驱动电机运动的，本说明书中的四片HCTL-1100都未使用限位停车功能， STOP， LIMIT引脚都接+5V，手刹信号SK由图17中的手刹开关产生，SK为低电平时，表示处于刹车状态，要求运动电荷形成装置的位置被锁定，SK为高电平时，表示刹车状态解除，运动电荷形成装置可在上下止点间往返运动。当SK有负跳变时，由图17中的8051响应它的外部中断 INT0，在此中断服务程序中，由图17中的8051的P1.0给四片HCTL-1100发同步信号 SYNC，图16、图17中的8051都响应SK的中断，无论闸门P1-P6原来是开着的，关着的，还是正在运动过程中，它们的 INT0中断服务程序完成闸门(P1，P3)，(P4，P6)，P2，P5的打开，使运动电荷形成装置受到反方向的静电排斥力，运动电荷形成装置将很快达到力的平衡位置而被锁定。在图16中，PA，PB相与后共用一个中断源 INT1，由P1.1，P1.2检测到底是PA中断还是PB中断，闸门位置检测信号PC1、PH1、PC4、PH4分别输给图16中的8051的P1.3-P1.6，图13中的金属球壳充满电的标志信号K6输给图16中的8051的P1.7，发动机启动时，要检测金属球壳的电量，如果未充满电，则关闭所有闸门进行充电，直到充满电后，才能启动发电机。图17中的手刹位置信号SK输给图16中的8051的P1.0，之所以要检测SK信号，是因为图16中的8051的外部中断0被响应后，中断标志IE0被8051内部电路清除，如果不检测SK信号，当手刹开关一直置于刹车状态时，图16中的8051的 INT1的中断将会使闸门有开关动作，达不到锁定运动电荷形成装置位置的目的。在图17中是不需要检测手刹开关SK的位置的，因为(P1，P3)；(P4，P6)不打开，P2，P5是开不了的，P2，P5的开启是受(P1，P3)或(P4，P6)的开启次数控制的。

1、PA产生负跳变，说明运动电荷形成装置在位置A点处，图16中的8051响应 INT1中断，进入图21所示的 INT1中断服务程序框图，PA中断完成打开(P4，P6)，关闭(P1，P3)。(设计闸门P1-P6的开启或关闭速度要比运动电荷形成装置的往返速度快。)闸门(P4，P6)的打开控制；按图19中的闸门开启控制模块程序流程图，检测PH4是否为1(即图16中的8051的P1.6是否为高电平)，如是高电平(即PH4＝1)，说明闸门(P4，P6)已处在开启状态，程序直接出模块，如果PH4不为高电平，检测PC4是否为0(即图16中的8051的P1.5是否为低电平)，如不为0，说明闸门已在打开过程中，图16中的8051不用干预1#HCTL-1100，因为闸门的终点位置只有两个，中途是不停的。如果PC4为0，说明(P4，P6)处在下限位置，是关闭状态，此时，图16中的8051给1#HCTL-1100写三个参数：终点位置为闸门上限位置的位置参数，闸门向上运动的期望加速度，最大速度。这样就能打开闸门(P4，P6)，并使它锁定在上限位置。图19中的闸门开启控制模块程序流程图，解决了运动电荷形成装置过A点时，PA信号变化多次而不使闸门误动作的问题。

闸门(P1，P3)的关闭控制：按图20中的闸门关闭控制模块程序流程图，检测PC1是否为0(即图16中的8051的P1.3是否为低电平)，若为0，说明闸门(P1，P3)已处于关闭状态，程序直接出摸块，若PC1不为0，则检测PH1是否为1(即图16中的8051的P1.4是否为高电平)，若不为1，说明闸门(P1，P3)已处在关闭过程中，程序直接出摸块，若PH1为1，说明闸门(P1，P3)处在上限位置，是开启状态，此时，图16中的8051给2#HCTL-1100写入三个参数：终点位置为闸门下限位置的位置参数，闸门向下运动的期望加速度，最大速度。这样就能关闭(P1，P3)，并使它锁定在下限位置。图20中的闸门关闭控制模块程序流程图，解决了运动电荷形成装置过B点时，PB信号变化多次而不使闸门误动作的问题。

运动电荷形成装置由B→A方向运动到达A点，就竟是先关闭闸门(P1，P3)，再打开闸门(P4，P6)，还是先打开闸门(P4，P6)，再关闭闸门(P1，P3)，这无关紧要，因为8051给HCTL-1100写参数所花时间在数μS之内，闸门(P4，P6)，(P1，P3)的开关动作几乎是同时进行的。

2、PB产生负跳变，说明运动电荷形成装置在位置B点处，就要求关闭闸门(P4，P6)，打开闸门(P1，P3)。它的实现过程类似于上述PA中断。

13.3图16中的8051程序流程图见图21，它包括三部分：主程序框图、 INT0中断服务程序框图、 INT1中断服务程序框图。

在图21中，主程序框图：初始化8051RAM工作单元是指RAM单元的00-7F清0，8051的P1口设为输入口，外部中断 INT0， INT1为边沿触发方式，负跳变产生中断，1#HCTL-1100，2#HCTL-1100的初始化参见说明书的前述部分及图19中的HCTL-1100梯形速度图模式的程序流程框图，初始化后闸门(P1，P3)，(P4，P6)是关闭，关总中断是避免闸门误动作，接下来检查是否充满电(K6＝1？)，检查手刹开关是否处在刹车位置(P1.0＝1？)，若已充满电，手刹开关又不在刹车位置，则开中断，开启闸门(P1，P3)，关闭闸门(P4，P6)，使运动电荷形成装置运动，此时，静电斥力发动机工作。

图21中的 INT0中断服务程序框图：当突然刹车时(手刹开关闭合，SK＝0)，产生外部中断0， INT0中断服务程序框图中的关闭 INT1中断是为了在突如其来的刹车，正在运动中的运动电荷形成装置的位置可能恰好在PA或PB处，挡住激光头光线而引起PA或PB中断，关闭 INT1中断，以免PA或PB中断造成相应闸门的开与关，这是多余的过程。当打开闸门(P1，P3)，(P4，P6)后，要检查手刹的位置，只有刹车状态解除后(SK＝1，图16中的8051的P1.0＝1)才开 INT1中断。打开(P1，P3)，关闭(P4，P6)，重新使运动电荷形成装置运动。INT1中断服务程序框图：当 INT1有中断时，要检查是PA引起的中断还是PB引起的中断，即要检查图16中的8051的P1.1＝0还是P1.2＝0，P1.1＝0就是PA引起的中断；P1.2＝0就是PB引起的中断，PA，PB不可能同时产生负跳变。PA中断完成打开闸门(P4，P6)，关闭闸门(P1，P3)；PB中断完成打开闸门(P1，P3)，关闭闸门(P4，P6)。这已在前面述说过了。

14图17的图面说明：在图17中，仍然用UDN2950Z来驱动电机，3#HCTL-1100控制电机M1，4#HCTL-1100控制电机M4，PC2，PH2；PC5，PH5分别是闸门P2，P5的下限位置、上限位置检测光电耦合器输出信号，SK为手刹位置信号，当手刹开关打开时，SK＝1，表示刹车状态解除；当手刹开关关闭时，SK＝0，表示处于刹车状态。用图17中的8051的计数器T0来计数闸门P1的关闭次数，即图16中的PC1脉冲输给图17中的8051的计数器T0，T0对PC1脉冲进行计数，当T0计数溢出时，闸门P2同步于闸门(P1，P3)开关一次。用图17中的8051的计数器T1来计数闸门P4的关闭次数，即图16中的PC4脉冲输给图17中的8051的计数器T1，T1对PC4脉冲进行计数，当T1计数溢出时，闸门P5同步于闸门(P4，P6)开关一次。此处的同步运动靠的是PA、PB信号，而不是靠HCTL-1100的 SYNC。由于PA，PB不可能同时有负跳变，可以将图16中的PA、PB信号、图17中的ADC0801的 INTR三个信号相与后共用一个中断源 INT1(图17中的 INT1)，就竟是PA负跳变还是PB负跳变，还是图17中的ADC0801的 INTR负跳变，由图17中的8051的P1端口P1.1，P1.2，P1.7来检测，调速电位器用来调节闸门P2，P5的开关频率，即闸门(P1，P3)开多少次才开启闸门P2一次，闸门(P4，P6)开多少次才开启闸门P5一次，闸门P5的开关频率同闸门P2的开关频率，闸门P2的开关动作同步于闸门(P1，P3)的开关动作；闸门P5的开关动作同步于闸门(P4，P6)的开关动作，调速电位器的电压值经ADC0801A/D转换后，所得的数值用来计算计数器T0、T1的计数初值(T0、T1的计数初值相同)，调速电位器的电压值经ADC0801A/D转换后，它的十进制数值范围是00-255，将00-255分成8挡，00-31为第一挡：闸门P2与闸门(P1，P3)同步运动，闸门P5与闸门(P4，P6)同步运动，即闸门(P1，P3)开关1次，闸门P2开关1次，闸门(P4，P6)开关1次，闸门P5开关1次，这种情况下，运动电荷形成装置的速度最大；32-63为第二挡：闸门(P1，P3)开关5次，闸门P2开关1次，闸门(P4，P6)开关5次，闸门P5开关1次；64-95为第三挡：闸门(P1，P3)开关10次，闸门P2开关1次，闸门(P4，P6)开关10次，闸门P5开关1次；96-127为第四挡：闸门(P1，P3)开关15次，闸门P2开关1次，闸门(P4，P6)开关15次，闸门P5开关1次；……在这8挡中，P2、P5的开关周期分别是：同步、5、10、15、20、25、30、35。T0、T1的相应计数初值分别是：FF、FB、F6、F1、EC、E7、E2、DD。(T0、T1的计数初值总是相等的)，这只是一个比方，在实际应用中，根据需要来分挡数和每挡的开关频率。即改变调速电位器的位置→就可改变计数器的计数初值→就可改变闸门P2，P5的开关频率→就可改变运动小车的受力平均值→就可改变运动电荷形成装置的速度→运动电荷形成装置的动力输出连杆的速度就会改变，从而可实现调速。图17中的8051的P1.3-P1.6口线用来检测闸门P2，P5的位置，即PC2、PH2、PC5、PH5分别输给图17中的8051的P1.3-P1.6，手刹信号SK输至 INT0，用边沿触发方式产生中断，SK的负跳变所产生的中断使图17中的8051的P1.0口输出同步信号 SYNC给图16及图17中的4片HCTL-1100，4片HCTL-1100控制电机打开所有闸门，图17中的EXTCLK，RST， RESET， INDEX，CHA，CHB等信号类同图16中的相应说明，图16、图17中的所有UDN2950Z的第1脚所连的+Vmotor及图18上图中的+Vmotor均由图18的下图产生。图17中的8051的程序流程图见图22，它包含三部分：主程序框图、INT0中断服务程序框图、 INT1中断服务程序框图。

在图22的主程序框图中，初始化8051RAM工作单元是指00-7F单元清0，T0、T1的初始化为：以模式2计数方式工作，即8位自动重装初值模式，外部中断为边沿触发方式，负跳变产生中断，中断控制初始化：设置中断使能寄存器IE为：10000101，即计数器T0、T1计数溢出时能置TF0、TF1标志，能自动重装初值，但不产生中断，8051的P1.1-P1.7为输入口，P1.0为输出口。3#，4#HCTL-1100的初始化见说明书的前述部分，初始化完成后，闸门P2、P5是关闭的。在 INT0中断服务程序框图中，关闭 INT1中断也是为了避免闸门P2、P5的多余动作，只有闸门P2、P5完全打开后(PH2＝PH5＝1)才开 INT1中断。在 INT1中断服务程序框图中，当运动电荷形成装置到达B点，同时T0也计数溢出时(T0计数溢出时，一方面置位TF0标志，一方面重装计数初值)，打开闸门P2，清TF0标志，当运动电荷形成装置到达A点时，PA引起的中断立即关闭了闸门P2，直到下次T0计数溢出时才能打开P2，这样就保证了闸门P2在T0计数溢出时只开启一次，闸门P5的运动控制也是如此。闸门(P1，P3)、(P4，P6)的开关运动是由PA、PB信号负跳变产生中断来实现的，闸门P2、P5的开关运动也是由PA、PB信号负跳变产生中断来实现的，所以，闸门P2能与闸门(P1，P3)同步开关运动，闸门P5能与闸门(P4，P6)同步开关运动。图17中的ADC0801的中断，将A/D转换的结果按挡位的化分给T0、T1置计数初值。

本文中所有中断服务程序框图的说明：在所有的中断服务程序中，中断服务程序的书写格式是：保护现场，开中断→执行中断服务程序→关中断，恢复现场→开中断，返回主程序。这种格式是固定的，所以，在所有中断服务程序流程框图中，只画出中断服务程序要完成的工作。

由相同参数的三个单组电荷静电斥力发动机级联而成的静电斥力发电机，用于拖动发电机发电时，可将图7中的闸门合为两个，即P1、P2、P3合为一个闸门，如称FP1闸门，FP1在每个正负屏蔽层处加补缺屏蔽层，P4、P5、P6合为一个闸门，如称FP2闸门，FP2在每个正负屏蔽层处加补缺屏蔽层，PA＝0时，打开FP2，关闭FP1；PB＝0时，打开FP1，关闭FP2，这样循环下去，闸门FP1由一台电机控制，闸门FP2由另一台电机控制，电机拖动闸门的控制方法：由M2拖动FP2，M3拖动FP1，(参见图14)，其控制电路参见图16，PC1，PH1代表FP1的位置检测，PC4，PH4代表FP2的位置检测，将图17中的SK信号产生电路移到图16中的SK信号处，由于前面已详细描述了闸门的控制方法，这里就不描述了。

15电解液驱动电机速度闭环控制系统参见图18上图，图18的下图为图16、图17、图18的上图提供+Vmotor电源。

电解液驱动电机采用三相无刷直流电机，此电机轴上装上桨状叶片驱动电解液流动的线路参见图5的下图。

由MC33039、MC33035、MPM3003等组成电机速度闭环控制系统，资料来自《电机控制专用集成电路》P126-P127，谭建成编，机械工业出版社。

MC33035的引脚说明：1、2、24脚(BT，AT，CT)：集电极开路输出，驱动三相桥上侧三个功率开关；3脚：正/反转控制；4、5、6脚(SA，SB，SC)：为转子位置传感器输入端；7脚：使能控制，逻辑高电平使电机起动，逻辑低电平使电机停车，在本电路中，用图13中的滞回比较器的输出信号K7输入7脚，如果金属球壳的电量达到设定电量，即充满电了，K7则为低电平，电解液驱动电机便停转，随着金属球壳的电量的衰减，当图13中的AD582的输出电压低于UTH2时，则K6为低电平，K7为高电平，该电机便自动启动，驱动电解液流动；8脚：基准电压输出，典型值为6.24V；9脚：电流检测输入，电流检测比较器的同相输入端。10脚：振荡器，由外接定时元件RT和CT决定其振荡频率；11脚：误差放大器同相端输入，用于速度设定，改变此脚电压，可改变电解液的流动速度设定值；12脚：误差放大器反相输入端；13脚：误差放大器输出。在闭环控制时连接校正阻容元件，此引脚亦连接到内部PWM比较器反相输入端；14脚：故障信号输出，集电极开路输出，故障时输出低电平；15脚：电流检测反相端输入；16脚：地；17脚：Vcc供给本集成电路的正电源。其值为10-30V；18脚：Vc给下驱动输出提供正电源。其值为10-30V；19、20、21脚(CB，BB，AB)：下侧驱动输出端；22脚：60°/120°选择，高电平对应传感器相差60°，低电平对应传感器相差120；23脚：制动输入。逻辑低电平使电动机正常运转，逻辑高电平使电动机制动减速。

MC33039是为无刷直流电动机闭环速度控制专门设计的集成电路1、2、3脚接收位置传感器三个信号，4脚 ΦA，5脚输出与转速成正比的电压。

6脚外接定时元件构成单稳电路，7脚地，8脚正电源。

MPM3003为12脚的三相逆变桥功率模块，上侧三个P沟道功率MOSFET的导通电阻为0.28欧，下侧三个N沟道功率MOSFET的导通电阻为0.15欧，漏-源电源为60V，电流为10A，各功率管均带有反向续流二极管。

静电斥力发动机的第二种形式及其应用系统的工作原理：(参见图24)静电斥力发动机的第二种形式的应用系统包括：起动电源(是一电池组)；联动开关(K1-1，K1-2)；发电机/静电斥力发动机启动电机(它既是一台发电机，也是一台电动机，作电动机使用时，启动电源电池组给该电机电枢供电，它的转子通过磁力驱动器拖动静电斥力发动机的转子电荷环顺时针旋转，启动静电斥力发动机，启动完成后，切断启动电源电池组，由静电斥力发动机通过磁力驱动器拖动该电机运转，此时，该电机作为发电机使用，它发出的电供给电机调速系统，各备用电池充电系统)；静电斥力发动机；电机调速系统(它控制驱动电机按要求运转)；驱动电机(它可以直接驱动汽车，船舶行驶)。

多台静电斥力发动机拖动多台发电机并网发电，可驱动大型设备运转，如公交车，坦克，潜艇等。

在图24中，设有磁力驱动器，其目的是为了使静电斥力发动机内保持高度真空，静电斥力发动机的转矩与发电机/静电斥力发动机启动电机的转矩通过磁力驱动器进行传递。

磁力驱动器实质上是一对N、S极性相对的两个转盘，每个转盘由N、S相间的磁块拼成。

目前，磁力驱动器能传递的功率可达350KW，静电斥力发动机屏蔽箱上部的NS转盘有金属屏蔽罩，屏蔽磁力外射。(资料来自《磁力驱动技术与设备》，赵克中编，化工出版社)。(注：如果转轴与轴承座的接触面及轴承座本身能密封，保证静电斥力发动机内高度真空，可取消磁力驱动器，这样将不受350KW传递功率的限制)。

刹车罩升降电机的转轴上装有齿轮，此齿轮的运转，使刹车罩上下移动，完成刹车罩的打开或关闭，刹车罩位置检测光耦是不动的，不是装在刹车罩支架上的。刹车罩升降电机的控制见图31，上下两个动力电荷转盘、刹车罩及刹车罩支架是金属结构的，且是相连的等势体，静电斥力发动机屏蔽箱上有抽气孔，上桶及下桶都有电解液注入口，电解液出口，在更换电解液时使用。上桶和下桶的结构一样，但大小不一样，以下桶为例来描述：桶的上部装有定子栅网极板和转子栅网极板，定子栅网极板不动，在外；转子栅网极板随转轴转动，在内。桶的底部装有定子底极板和转子底极板，它们是不动的，定子底极板在外，转子底极板在内。桶中从内到外依次分布有：离子位置交换电场内电极，转子内层聚焦栅网电极，转子中层聚焦栅网电极，转子外层聚焦栅网电极，定子内层聚焦栅网电极，定子中层聚焦栅网电极，定子外层聚焦栅网电极，离子位置交换电场外电极(参见图26)。有动力电荷转盘1及动力电荷转盘2，它们是圆柱形的，动力电荷转盘1及动力电荷转盘2里的定子动力电荷的分布俯视位置，可以相同，也可以不同，如果相同，则转子电荷环每转过90°时，定子动力电荷对转子动力电荷产生一次推动转矩，本文以动力电荷转盘1里的定子动力电荷的分布对应图27的上图，动力电荷转盘2里的定子动力电荷的分布对应图27的下图来描述，即转子电荷环每转过45°就获得一次转矩。

动力电荷转盘1，2里的各金属球壳的电量获取过程前面已讲过了。

图27上图的标注同下图的标注，为了图面美观，就不标注下图了。

图27的右侧，画出了一个金属壳里有两个同性电荷，此时，它们间是有排斥力的，如果两个同性电荷分别处于两个相接触的封闭的金属壳里，(实现办法是用金属门将一个金属壳分成两个封闭金属壳)，它们间就没有排斥力了。以此来映射静电斥力发动机的转矩控制。图27所示的两个动力电荷转盘里的电荷，设计的目标是：在图27所处位置时刻，定子电荷环内的定子动力电荷对转子电荷环内的转子动力电荷有推动力，在其它位置时，特别是阴影部分完全对准定子电荷环里的动力电荷开口时，不希望出现逆时针方向的转矩。

为了控制动力电荷转盘1及动力电荷转盘2内的转矩，设计四套方案以试验，第一套方案是：刹车罩完全占满定子电荷环内缘与转子电子环外缘的空间，刹车罩上开有(大小与定子电荷环上的开孔相等的)四个孔，正对于定子电荷环的开孔，当刹车罩关闭时(刹车罩向下运动至下限位置时)定子电荷环的开孔完全被刹车罩封闭，此时定子电荷环内的定子动力电荷对转子电荷环内的转子动力电荷不产生排斥力，当刹车罩打开时(刹车罩向上运动至上限位置时)，刹车罩上的四个开孔与定子电荷环上的开孔完全相通，此时，定子电荷环内的定子动力电荷可以对转子电荷环内的转子动力电荷产生排斥力。(当且仅当定子电荷环的开孔、刹车罩的开孔、转子电荷环的开孔相通时)，第二套方案是：在第一套方案的基础上，将刹车罩的壁厚变薄，不与定子电荷环的内缘及转子电荷环的外缘相接触，但要在定子电荷环，转子电荷环的上下两个端面处，使定子电荷环，刹车罩，转子电荷环相接触，使三者成为等势体，刹车罩上的开孔及开关工作过程同第一方案，第三套方案是：如图38的下图所示，刹车罩与定子电荷环的内缘紧密接触，转子电荷环的外缘展开来画，是一个长方形上有四个孔，在行的位置上装有1、2、3、4行金属滚珠，在列的位置上装有1、2、3、4、5、6、7、8列金属滚珠，定子电荷环内缘与刹车罩外表面相接触，转子电荷环外缘上的滚珠与刹车罩的内表面相接触，刹车罩上的开孔及开关工作过程同第一方案，即刹车罩关闭时(刹车罩向下运动至下限位置时)，动力电荷转盘1及动力电荷转盘2内的定子动力电荷与转子动力电荷间无斥力，刹车罩打开(刹车罩向上运动至上限位置)时，当定子电荷环的开孔、刹车罩的开孔，转子电荷环的开孔相通时，动力电荷转盘1或动力电荷转盘2内的定子动力电荷与转子动力电荷间有排斥力的作用而产生转矩，其它位置不产生转矩，第四套方案是：在定子电荷环的内缘上也装上滚珠，滚珠的安装方法同转子电荷环外缘上的滚珠安装方法，即在行的位置上装有1、2、3、4行金属滚珠，在列的位置上装有1、2、3、4、5、6、7、8列金属滚珠，参见图38的下图，刹车罩的打开与关闭的控制及作用同第三种方案，在这四套方案中，刹车罩只能上下移动，而不能转动，故在刹车罩与动力电荷转盘箱间设有防转块，刹车罩上的开孔是相同的，定子电荷环，刹车罩，转子电荷环在任何时刻都是等势体。(注：16个带电金属球壳是不与定子电荷环，转子电荷环相接触的)。

静电斥力发动机的启动过程：此时的发电机/静电斥力发动机启动电机作为电动机使用，它通过磁力驱动器拖动静电斥力发动机旋转，它的旋转，动力电荷转盘1及动力电荷转盘2里的定子动力电荷间隔90°转角就会对转子动力电荷产生推动力而形成转矩，转轴上每间隔45°转角就获得一次推动转矩，当启动完成后，发电机/静电斥力发动机启动电机就作为发电机使用。

操作过程(见图29中图)：将图31中的刹车罩升降开关K2-1的动触点倒向右边，使P1.O＝1，刹车罩将被置于打开状态，(图31的程序框图中，DK＝0，表示刹车罩已处于打开位置，GB＝0，表示刹车罩已处于关闭位置)，KQ、KQ’是做成联动的(即触点同向运动，KQ触点处在最右位置时，启动电阻完全被撤出，启动电源支路被切断，KQ触点处在最左位置时，整个启动电阻全部被接入，启动电源支路被接通，如果K1-1闭合的话)；K1-1，K1-2是联动的，K1-1闭合时，K1-2打开；K1-1打开时，K1-2闭合，将KQ，KQ’滑向最左边，合上K1-1，则K1-2打开，此时发电机/静电斥力发动机启动电机开始旋转(要顺时针旋转)，此时，静电斥力发动机动力电荷转盘1及动力电荷转盘2里的定子动力电荷开始对转子动力电荷产生推动转矩，然后慢慢的将KQ、KQ’滑向最右边，当KQ’滑到最右边时，启动电源(电池组的供电支路)被切断，发电机/静电斥力发动机启动电机的启动电阻也被撤除，然后打开K1-1，则K1-2合上，将KQ、KQ’滑向最左边，为下次启动做好准备。

调节并励绕组上的串接电位器，使发电机工作在积复励状态。(资料来自教材《电机学》，高等学校教学用书，冶金工业出版社，刘宗富编)图24中的“各备用电池充电系统”的具体电路之一如图29上图所示。(资料来自《UPS不间断电源的工作原理与实用维修技术，广东省科普器材公司编》要给充电电池充电，要合上K，要取下充电电池，要打开K，当需要更换电池时，先将充电电路的开关K打开，取下已充好电的电池，将已充好电的电池并接在工作电路中，然后取下被更换的电池，接到充电电路中，之后再合上开关K，以保证工作电路不断电。

充电电源采用降压型的开关稳压电源结构。开关MOS管，D，L，C组成降压型的开关电路，用UC3842对开关管进行控制，UC3842的第2脚实现对电池组的稳压充电，第3脚实现对电池组的限流充电。发电机输出端的电压，经电阻，稳压管，电容后给UC3842的第7脚供电。即稳压管的阳极接的是发电机输出端的负极。

UC3842的引脚说明：第1脚：它是误差放大器输出，作为环补偿用，主要通过1脚与输入脚加入RC网络，形成闭环，保证环路稳定。

第2脚：电压反馈端，为误差放大器输入端，一般从开关电源输出端经过电路分压取样，连入2脚。第3脚：电流检测端，检测电流转为电压后与3脚相连。第4脚：接电阻与电容，决定振荡频率。第5脚：地。第6脚：PWM输出。第7脚：芯片的电源供给。第8脚：参考电压输出，+5V。

静电斥力发动机的金属球壳的充电控制。

1、静电斥力发动机的第一种形式的充电控制。

无论正、负离子提取电场采用图9电路还是采用图35的电路，它的充电控制电路如图9底部所示，当未充满电信号K7为高时，使光耦饱和导通，则1#SG1524，2#SG1524的第10脚为低电平，则1#SG1524，2#SG1524的11、14脚有脉冲输出，相应的开关电源变压器的副边绕组有电压输出，受控于图11中的8051的正、负离子提取电场存在时，可提取离子到金属球壳中，对金属球壳充电。当充满电时，K7为低，光耦不导通，B3+经一电阻接到1#SG1524的第10脚，B4+经一电阻接到2#SG1524的第10脚，则1#SG1524，2#SG1524的11、14脚无脉冲输出，相应的开关电源变压器的副边无输出。正、负离子提取电场不存在，停止对金属球壳充电。

图9中的K7由图13产生，图13中的K7还送到图11中的8051中，图13中K7还送到图18中的MC33035的第7脚。

金属球壳的带电量的第二种测量方法在图13中，原来用的是法拉第筒来测量金属球壳带电量的，称为第一种电量测量方法，第二种测量方法是：采用买来的振动电容电量测量电路来测金属球壳的电量，这种测量的原理在“中国静电信息网”www.esd-china.com上有详细介绍(EST102振动电容式静电计及EST111等)。

在第一种形式的静电斥力发动机中，假如第一种电量测量方法行不通，第二种电量测量方法也行不通，则不再采用测量电量的方法来控制金属球壳的充电，而采用如图23下图所示的通过测量运动电荷形成装置的行程来控制金属球壳的充电，由于运动电荷形成装置是往复的直线运动，可通过测量运动电荷形成装置的行程来控制金属球壳电量的大小，其实现方法是：在动力输出连杆上装一个差动变压器来测运动电荷形成装置的行程，当运动电荷形成装置的行程超过最大值时，滞回比较器输出高电平，它驱动后面的两个三极管工作在开关状态，K7就为低，K6就为高，当运动电荷形成装置的行程达不到最小值时，滞回比较器输出底电平，它驱动后面的两个三极管工作在开关状态，K7就为高，K6就为低，采用这种方法时，图9下部的K7，图11中的K7，图18中的K7就是图23下图中的K7，这时，图21中的主程序框图取消K6＝1的判断，因为不打开闸门，运动电荷形成装置就不会动，就不会有行程。(行程测量电路的资料来自《非电量测量与传感器应用》，国防出版社)第二种形式的静电斥力发动机(如图24所示结构)的金属球壳充电控制：如图28所示，它分为两种状态下的充电控制。

1、第一种状态是刹车罩关闭时：将图31中的刹车罩开关K2-1的动触点倒向左边，则图31中的8051控制HCTL-1100，将刹车罩关闭，即刹车罩运动到下限位置，(图31的程序框图中，DK＝0，表示刹车罩已处于打开位置，GB＝0，表示刹车罩已处于关闭位置)。

图31中的刹车罩升降开关K2-1，图28中的K2-2、K2-3是联动开关，(即K2-1，K2-2，K2-3的动触点要么同时倒向左边，要么同时倒向右边)，此时开关K2-2的动触点接至开关K2-2的1号触点，开关K2-3的动触点接至开关K2-3的1号触点。

K2-2的1号触点的信号来源，如图28所示的第2行图，振动(或者叫谐振)电容电量测量电路是买来的。

K2-3的1号触点的信号来源，如图28所示的第3行图，振动(或者叫谐振)电容电量测量电路是买来的。

谐振电容电量测量电路的输出电压，与电量设定电位器上的取样电压进行滞回比较，比较器的输出驱动三极管工作在开关状态，三极管的集电极信号再驱动光耦工作在开关装态，光耦的集电极信号作为刹车罩关闭时，1#SG1524，2#SG1524的第10脚信号。

(注：有的书上将振动电容电量测量叫谐振电容电量测量，本说明书及其附图和权利要求书上讲的谐振电容电量测量电路与振动电容电量测量电路是一回事，都指从中国静电信息网-----WWW.ESD-china.com上买来的电路)之所示设置刹车罩关闭时的充电电路，是为了能立即启动静电斥力发动机，不致于让动力电荷转盘1、2里的金属球壳从0电量充起，而是使在启动静电斥力发动机时，金属球壳有足够的电量。即让静电斥力发动机能立即拖动发电机/静电斥力发动机启动电机发电。图28的第2行图，第3行图的电量设定电位器动触点上的电压取值方法：先打开刹车罩，即将图31的K2-1的动触点倒向右边，刹车罩打开后，将1#SG1524，2#SG1524的第10脚分别接B3-，B4-，让金属球壳无条件地充电，反复启动发电机/静电斥力发动机启动电机，直到驱动电机能带上最大负载启动或运行时，谐振电容电量测量电路的输出电压，作为图28的第2行图，第3行图的电量设定电位器上的设定电压。

2、第二种状态是静电斥力发动机运行时，(即图31中的K2-1的动触点倒向右边，刹车罩处于上限位置，发电机/静电斥力发动机启动电机处于发电状态时的充电控制)，此时K2-2的动触点接至K2-2的2号触点，K2-3的动触点接至K2-3的2号触点，K2-2的2号触点的信号来源如图28的第4行图，K2-3的2号触点的信号来源如图28的第5行图，电路的工作原理是：发电机发出的直流电的取样电压UQ(参见图30)，与人为设定电压进行滞回比较，比较器的输出驱动三极管工作在开关状态，三极管的集电极信号再驱动光耦工作在开关装态，光耦的集电极信号作为静电斥力发动机运行时1#SG1524，2#SG1524的第10脚信号，其中，UQ是图30上图中的发电机发出的直流电的取样电压。第二种状态下的人为设定电压(即图28的第4行图，第5行图的可调电位器上的取样电压)的取值是：先打开刹车罩，即将图31的K2-1的动触点倒向右边，将1#SG1524，2#SG1524的第10脚分别接B3-，B4-，让金属球壳无条件地充电，反复启动发电机/静电斥力发动机启动电机，直到驱动电机能带上最大负载运行时，UQ的电压。

图28的第4行图，第5行图所用的+5V，+15V电源；图30中的+5V，±15V电源由图8上图提供。(图8，图18下图的电路原理一目了然，就不叙述了)电机调速系统如图30所示。(资料来自《电机控制专用集成电路》，谭建成编)上图是发电机发出的直流电经π型滤波后给H桥供电。H桥由V1、V2、V3、V4及驱动电机M组成，V1、V2、V3、V4为大功率IGBT功率模块，TA为电流互感器，以检测驱动电机的电枢电流，此电流IS作为过流检测电流，示于图30的中图，它与比较器的负向输入端的设定电流比较后作为是否过载的控制信号输给IR2110的11脚，以决定IR2110是否关闭IGBT的驱动脉冲。

IGBT的驱动脉冲由两片IR2110来提供，IR2110的HO跟随HIN变化，LO跟随LIN的变化，而H桥中V1与V4同通同断，V2与V3同通同断，故两片IR2110的HIN与LIN的连接如图30的中图所示，即UC3637输出的两路PWM脉冲AOUT，BOUT，AOUT输给控制V1的IR2110的HIN引脚及控制V4的IR2110的LIN引脚；BOUT输给控制V2的IR2110的HIN引脚及控制V3的IR2110的LIN引脚。

电机调速控制集成块用UC3637，电路示于图30的下图UC3637是直流电动机脉宽调制(PWM)控制器，该集成电路适用于开环或带测速发电机反馈的闭环直流电动机速度控制，内部产生一个模拟误差电压信号，输出两路PWM脉冲信号，这两路信号与误差电压信号的幅值成正比，且与极性相关，因此，可构成双向的调速系统。4脚AOUT和7脚BOUT经图30中图的IR2110处理后，输出H桥驱动脉冲，12脚、13脚为电流控制信号，它由图30的上图取出，TG为驱动电机M的测速发电机，它的输出电压经滤波后与速度给定信号共同输入16脚，速度给定信号可正可负，以实现车船的前进运动，后退运动，刹车开关关闭后，则给定信号为0，使驱动电机停车，图30中所用+5V，±15V电源由图8上图提供，图28的第4行图，第5行图所用+5V，±15V电源也由图8上图提供，+Vmotor由图18下图产生，其它电路所用的电源由图8下图的电池组B提供。

图11中的上图及下图适用于静电斥力发动机的第一种形式的第二种离子引出装置及静电斥力发动机的第二种形式的第一种电场电极电源产生电路，如果采用第二种电场电极电源产生电路，P1←#10，则E7存在，E1，E4，E8，E9消失，P1←#0F，则E7消失，E1，E4，E8，E9存在，程序流程框图的其它部分不变。静电斥力发动机采用第二种形式时，图11上图中的K7是不需要的。

刹车罩的升降控制电路及8051程流程框图示于图31，刹车罩开关K2-1的动触点倒向左边时，P1.0＝0，此时控制刹车罩关闭，即刹车罩向下运动到下限位置，此时，动力电荷转盘1、2里的定子电荷与转子电荷间无作用力。刹车罩K2-1的动触点倒向右边时，P1.0＝1，此时，控制刹车罩打开，即刹车罩向上运动到上限位置，此时，动力电荷转盘1、2里的定子动力电荷与转子动力电荷间(定子电荷环的开口、刹车罩的开口、转子电荷环的开口相通时)可产生排斥力，推动转子电荷环旋转。

刹车罩处于下限位置时，GB信号为低电平，刹车罩处于完全关闭状态，刹车罩开口，定子电荷环开口不通；刹车罩处于上限位置时，DK信号为低电平，刹车罩处于完全打开状态，即定子电荷环开口，刹车罩开口，相通。

16有益效果：现在的汽车(轿车、公共汽车、载重卡车)，船舶内燃发动机，无论是烧汽油的，还是烧柴油的，甚至是烧天然气的，其工作原理都是燃料在发动机气缸中燃烧。气缸中产生的压力推动活塞在上下止点间不断的往复运动，通过活塞上的连杆把动力输出去，这种内燃发动机在消耗有限的石油资源和污染大气，以致油价日趋上涨，地球环境日趋恶化，众所周知，油价上涨，各种生产成本就会上升，它直接抑制国民经济的发展，静电斥力发动机是从电解液中提取带电的正、负离子形成电荷，利用同性电荷间的排斥力推动运动电荷形成装置在上下止点间不断的往复运动，由它的动力输出连杆输出动力(静电斥力发动机的第一种形式)，或者利用定子动力电荷对转子动力电荷的排斥力，推动转子电荷环的旋转，由转轴上的磁力驱动器输出动力(静电斥力发动机的第二种形式)拖动发电机发电，发电机发出的电供给电机调速系统和充电系统，调速电机直接驱动汽车，船舶行驶，不再需要变速箱，操纵性能非常优异。

多台静电斥力发电机并网发电，可驱动大型设备运转，如公交车，坦克，潜艇等。电解液的获取是容易的。这种发动机是低制造成本、低运行成本和无污染的，且动力强劲持久，可用来取代现有的车、船内燃发动机。

动力强劲持久的论述：说明书的第一页已算过了静电斥力的大小，它的持久性又如何呢？金属球壳四周的屏蔽层经过加云母涂层，金属球壳的电量衰减应该是慢的，因为它没有放电通道，屏蔽箱里几乎是真空的，而内燃发动机的燃料在气缸中一点火就会烧完。活塞只运行一个单程(从上止点到下止点间的距离)，而静电斥力发动机充满电开始运行，到电量降到自动充电期间，运动小车绝不止只运行一个单程，而一库仑的电量只需0.2毫克的钙离子。故此，相同容积的一箱电解液比一箱气油，使用静电斥力发动机的车船将比使用燃油内燃发动机的车船开得更远，这就是动力的持久性说明。

与现有的其他汽车动力相比：使用太阳能的汽车，它的制造成本是极高的，且阴雨天无法使用，不可能推广，只是概念车而已。使用氢气作燃料的汽车，氢气的制取成本是高的，储存液态氢也是难的，与蓄电池供电的电动汽车相比，蓄电池始终要给电动汽车的电机绕组供电才能使电动汽车行走，(相比金属球壳的电量衰减来说)，蓄电池的放电速度是快的。因为：蓄电池给电机绕组供电的过程，实质上是电荷的运动过程，或者叫放电过程，它已构成回路了，而金属球壳表面上的感应电荷在静电斥力发动机工作过程中是不构成放电通道的。故静电斥力发动机的动力会更持久，从充电速度比较：从电网给蓄电池充电，是靠氧化还原反应充进去的，即电能转化为化学能的过程，而静电斥力发动机的金属球的充电，是用电场力直接提取离子到金属球壳里的。它没有氧化还原反应过程。充入相同电量，金属球壳的充电速度要比蓄电池的充电速度要快。综上所述，使用静电斥力发动机的汽车，无论从制造成本、运行成本、绿色环保、动力性能上来讲，都是最好的。

静电斥力发动机的适用范围：1、作为各种车辆的发动机，如轿车、公共汽车、载重卡车、坦克，火车等的发动机。

2、作为各种船舶、舰艇的发动机。

3、静电斥力发动机可拖动电机发电，大可建立电站，小可为各种设备提供电源。

我国正在发展的煤变油技术仍然摆脱不了传统燃油发动机的弊端，煤变油的成本远比电解液的成本高，目前，全球都面临能源危机，全球的石油将在50年后枯竭，用甘蔗、玉米等植物制取乙醇，用乙醇与汽油混用，只能缓解石油耗尽的速度，植物的生长速度无法达到石油的耗尽速度，且占用人类赖以生存的耕地，寻找清洁、易行的替代能源势在必行，静电斥力发动机的使用将风靡全球。