磁马达.pdf

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摘要
申请专利号:

CN90102567.4

申请日:

1990.05.03

公开号:

CN1056385A

公开日:

1991.11.20

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

|||公开

IPC分类号:

H02N11/00

主分类号:

H02N11/00

申请人:

杨勇波;

发明人:

杨勇波

地址:

450052河南省机械电子工业部郑州机械研究所教育科

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

一种磁马达,完全利用磁能做动力,实现了机械能的连续回转输出。它利用永久磁铁、弱磁性物质及软磁材料为主要原料,通过在凸轮控制下的插条的错动,控制了磁能块磁能对外输出与否,即对转子做功与否,这样凸轮曲线就保证了在每一时刻都有若干个磁能块对外输出磁能而其余的不显磁性。从而实现了转子(7)的连续转动。据计算,如果采用Pr0.5Sm0.5Co5磁铁,整个体积不超过φ270×400mm,则输出扭矩可达到1.61kg·m。

权利要求书

1: 一种磁马达,包括一个定子(8),一个转子(7)。本发明的特征在于当在凸轮(4)控制下的磁能块(1、
2: 3)对外输出能量时,磁能块(1、2、3)即与轭铁(6)构成磁回路,此时,转子(7)在磁力作用下转动,当磁能块(1、2、3)对外不输出能量时,则无磁力对转子(7)作功。而凸轮曲线保证在每一时刻都有数个磁能块(1、2、3)对外输进磁能,使转子(7)连续转动。 2、按照权利要求1所述的磁马达,其特征是轭铁(6)与转子(7)固接在一起,磁能块(1、2、3)与定子(8)固接在一起,或者轭铁(31)与定子(30)固接在一起,磁能块(22、2
3: 27)与转子(32)固接在一起。 3、按照权利要求1所述的磁马达,其特征是磁能块(1、2、3)由软磁材料(2)、永磁材料(3)及可以错动的插条(1)构成。且永磁材料的N极与N极、S极与S极面对面相对排列。
4: 按照权利要求3所述的磁马达,其特征是插条(1)由软磁材料(9)、弱磁性物质(10)构成。
5: 按照权利要求3所述的磁马达,其特征是在凸轮(4)控制下插条(1)的错动控制了磁能块(1、2、3)磁能的输出。
6: 按照权利要求1所述的磁马达,其特征是轭铁(6)由软磁材料制成。
7: 按照权利要求1所述的磁马达,其特征是转子(7)和定子(8)由弱磁性物质制成。
8: 按照权利要求1所述的磁马达,其特征是凸轮(4)和轭铁(6)所固接的部件通过键联接在一起,以保证它们同步回转。
9: 按照权利要求1所述的磁马达,其特征是凸轮(4)的轴向移动控制了转子(7)的回转与停止。
10: 按照权利要求1所述的磁马达,其特征是磁能块(1、2、3)的数量与轭铁(6)的数量应满足na/b。n为自然数,a、b互为素数。

说明书


一种磁马达,完全利用磁能做动力,实现了机械旋转能的连续输出。

    目前,社会产业和日常生活中使用的永磁电机,它们都在利用磁能的同时,也利用了电能,才实现了机械能的连续回转输出。利用磁能仅仅收到了节约电能的效果,而没有从根本上摆脱对电能的依赖。

    本发明的目的就是完全利用磁能实现机械能的连续回转输出。以充分利用磁能资源,缓解能源的紧张局面。

    本发明的任务是通过下述技术方案实现的:它的基本构型如附图1,弹簧(5)使插条(1)始终压紧在凸轮(4)上,插条(1)由软磁材料(9)和弱磁性物质(10)组成。当在凸轮(4)的控制下,插条(1)处于附图3状态时,由插条(1)软磁材料(2)和永磁材料(3)组成的磁能块对外输出磁能,与轭铁(6)构成磁回路,并通过轭铁(6)向转子(7)做功。当在凸轮(4)的控制下,插条(1)处于附图4状态时,磁能块(1、2、3)对外无磁能输出,故不对转子(7)做功。凸轮曲线保证了在每一时刻都有若干磁能块(1、2、3)对外输出磁能并与轭铁(6)构成磁回路,对转子(7)做功,其余的磁能块(1、2、3)对外无磁能输出,不对转子(7)做功。而对转子(7)做的功足以克服插条(1)在磁能块(1、2、3)中滑动的摩擦力,在凸轮(4)上滑动的摩擦力及轴承(12)等部件的摩擦力而对外输出。

    本发明地磁马达中,轭铁(6)和转子(7)固接在一起,磁能块(1、2、3)和定子(8)固接在一起,也可以将轭铁(31)和定子(30)固接在一起,磁能块(22、23、27)和转子(32)固接在一起。它们在本质上无根本区别,仅是两种不同的实施方案而亦。

    本发明的磁马达中,磁能块(1、2、3)由永久材料(3)、软磁材料(2)及插条(1)组成,且永磁材料的N极与N极,S极与S极面面相对排列,因为只有这样才能保证磁力线穿过软磁材料(2)向外输出。

    本发明的磁马达中,插条(1)由软磁材料(9)胶弱磁性物质(10)组成,并通过螺杆(13)将它们连接在一起,使其成为一整体。

    本发明的磁马达中,插条(1)的错动控制了磁能块(1、2、3)的对外磁能输出与否,当处于附图3的状态时,两面面相对的永久磁铁(3)发出的磁力线通过软磁材料(2、9)向外发射,而对外显磁性。当处于附图4的状态时,两面面相对的永久磁铁(3)发出的磁力线通过软磁材料(2、9)闭合,对外不显磁性。

    本发明的磁马达中,轭铁(6)由软磁材料制成;当磁能块(1、2、3)对外显磁性时,磁力线通过轭铁(6)闭合,因此,轭铁(6)受到吸引力。由于轭铁(6)和转子(7)固接在一起,所以,转子(7)也受到作用力而转动。

    本发明的磁马达中,转子(7)和定子(8)的基体由弱磁性物质制成,以阻止磁力线的互相串通。

    本发明的磁马达中,利用凸轮(4)控制了插条(1)的错动,从而控制了磁铁块(1、2、3)磁能的输出与否,当插条(1)处于凸轮曲线的锋位时,磁能块(1、2、3)处于附图3的状态,对外显磁性,当插条(1)处于凸轮曲线的谷位时,磁能块(1、2、3)处于附图4的状态,对外不显磁性。

    本发明的磁马达中,凸轮(4)和轭铁(6)所固接的部件通过键连接在一起,保证其同步回转,因为只有这样,才能使磁能块(1、2、3)根据轭铁(6)所处的位置决定其磁能输出与否。当轭铁(6)接近磁能块(1、2、3)时,它对外显磁性,对转子(7)做功,使其转动。当轭铁(6)远离磁能块(1、2、3)时,它对外不显磁性,以使转子(7)自由离开,而不产生阻力矩。

    本发明的磁马达中,利用凸轮(4)的轴向移动控制了转子(7)的回转与否,因为插条(1)是通过弹簧(5)压紧在凸轮(4)上的,当凸轮(4)沿轴向远离插条(1)后,插条(1)在弹簧弹簧(5)的作用下处于同一位置。即或使磁能块(1、2、3)处于对外显磁状态,或对外无磁状态。由于状态相同,而使转子(7)处于平衡状态。

    本发明的磁马达中,磁能块(1、2、3)的数量与轭铁(6)的数量应满足na/b,其中n为自然数,a、b互为素数。因为只有这样,才能保证磁能块(1、2、3)与轭铁(6)不是同时对正,同时离开,使转子(7)回转连续、平稳。

    由于采取了上述措施,特别是采取了磁能块(1、2、3)和凸轮(4)结构,使磁能的输出得到了有效控制,从而完全利用磁能实现了机械能的连续回转输出。这样就可以在社会产业及日常生活中成为现有能源的又量替代能源,并且可以和发电机配套产生电能,使其具有更广泛的应用领域。

    图1是磁马达的一种实施方案。

    图2是图1的A-A剖视图。

    图3是磁能块的对外显磁状态图。

    图4是磁能块的对外无磁状态图。

    图5是磁马达的另一实施方案图。

    图6是半园周上转子某一时刻的相对位置及受力图。另半园周的位置和受力与此对称。

    本发明的磁马达的一种实施方案是这样实现的:将由软磁材料制成的轭铁(6)均匀地固定在转子(7)的园周上,磁能块(1、2、3)被左端盖(14)和右端盖(15)压紧在定子(8)上,插条(1)通过固定在左端盖(14)上,与插条(1)数量相同的弹簧(5),压紧在凸轮(4)上,凸轮(4)通过挡销(16)轴向固定,当需要停止时,向外拉动把手(17),通过拨叉(18),拨动拨轮(19),从而拨动板(20),板(20)斜面向轴(11)内摆动,挡销(16)在弹簧(21)的作用下退回轴(11)内,则凸轮(4)在弹簧(5)的作用下,通过插条(1)轴向移动一段距离,使插条(1)轴向处于自由状态,磁能块(1、2、3)的磁能输出不受控制,转子(7)处于平衡状态,转动停止。当回推把手(17),凸轮(4)左移,板(20)在弹簧(22)作用下,克服弹簧(21)的弹力,把挡销(16)从轴(11)内顶出,使凸轮(4)轴向固定。磁能块(1、2、3)的磁能输出重新受到控制,转子(7)转动。凸轮(4)和转子(7)通过花键联接在一起,而轴(11)通过轴承(12)支承在左、右端盖(14、15)上。

    如在定子(8)上固定30个磁能块(1、2、3),转子(7)上固定32个轭铁(6),磁能块(1、2、3)与轭铁(6)之间的位置关系及受力如附图6,轭铁一、二、三、四、五所对应的凸轮曲线为峰位,使磁能块Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ处于磁能输出状态,轭铁一、二、三、四、五受到磁力作用,使转子(7)顺时针方向转动。其余磁能处于无磁输出状态,所以相应的轭铁(6)也就无磁力作用。当转子(7)转动0.75度后,使磁能块Ⅰ与轭铁一之间的角度变为零,同时凸轮曲线也使磁能块Ⅰ成为无磁能输出状态,相应的轭铁一就无磁力作用了,以使其容易地远离磁能块Ⅰ。而凸轮曲线同时也使磁能块Ⅳ成为显磁状态,相应的轭铁六也就有磁力作用了。这样就实现了转子(7)的连续转动。

    转子(7)之所以能够转动,是因为园周上均匀布置的轭铁(6)中,每一时刻都有10个受到的磁吸引力,且其吸引力的大小远远大于由于32个插条(1)在磁能块(1、2、3)中滑动,在凸轮曲线上滑动,及轴承(12)等部件产生的摩擦力。计算表明,如采用Pr0.5Sm0.5Co5永久磁铁,整个体积不超过φ270x400mm时,10个轭铁(6)所受到的吸引力F=22.38kg时,32个插条(1)与磁能块(1、2、3)及插条(1)与凸轮(4)所产生的摩擦力为F′=0.914kg。如果受力半径为75mm,则输出扭矩可达M=1.61kgm。

    本发明的磁马达的另一实施方案为:将轭铁(31)与定子(30)固接在一起,将由软磁材料(22)和永久磁铁(23)组成的磁能块由左挡板(24),右挡板(25)通过螺钉(26)和转子(32)连接在一起,组成磁能块(22;23;27)的另一部件-插条(27),通过固定在转子(32)上与插条(27)数量相同的弹簧(28)压紧在凸轮(29)上,凸轮(29)与定子(30)通过花键联接在一起,并可以通过拉手(33)轴向移动,使插条(27)处于自由状态,使磁能块(22、23、27)或处于磁能输出状态,或处于无磁能输出状态。总之,使转子(32)受力平衡,停止转动。当放松拉手(33)凸轮(29)在弹簧(34)作用下回位,使插条的轴向位置得到控制,转子(32)的平衡状态被打破,开始转动。

    磁能块(22、23、27)的两种状态,即对外显磁状态和无磁状态原理上和结构上都与实施方案1相同。

    转子(32)上的磁能块(22、23、27)及定子(30)一轭铁(31)在某一时刻相对位置和受力原理仍与实施方案1相同。

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一种磁马达,完全利用磁能做动力,实现了机械能的连续回转输出。它利用永久磁铁、弱磁性物质及软磁材料为主要原料,通过在凸轮控制下的插条的错动,控制了磁能块磁能对外输出与否,即对转子做功与否,这样凸轮曲线就保证了在每一时刻都有若干个磁能块对外输出磁能而其余的不显磁性。从而实现了转子(7)的连续转动。据计算,如果采用Pr0.5Sm0.5Co5磁铁,整个体积不超过270400mm,则输出扭矩可达到1.61k。

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