專利名稱：全電力持續驅動發動機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種全電力持續驅動發動機，它所闡述的是該發動機的構成及其特點。
近些年來隨著大氣污染的日趨加重，各國把研制開發環保型驅動發動機列入了重點意識日程，我國也以開發出了混合燃料發動機系統和環保電動發動機系統，就此我國各大媒體也作出了詳盡的報道如中央電視臺在走進科學，星火科技、科技之光、商務電視、經濟半小時、供求熱線等欄目，中國中央教育電視臺在科技之旅欄目都從不同角度對環保型驅動發動機的技術，現狀及將來發展趨勢作了報道。特別是在99年的四月至八月間。
但現有的動力驅動系統如汽油發動機驅動系統，柴油發動機驅動系統，混合燃料發動機動力系統，以及電動型驅動系統；前三者均有強大的動力，但對環境均有較大的污染；對燃料諸如汽油，柴油，酒精，天然氣和氫也都有較強的依賴性。混合式燃料發動機雖大大減輕了對環境的污染，但成本也相對有所提高。電動型驅動系統屬于環保型動力系統，但其能量的供給主要依賴于蓄電池或太陽能電池，蓄電池容量的大小，充電時間的長短或快慢，也就成為該動力驅動系統發展的主要瓶頸。
以上所述，現有發動機系統其主要缺陷表現在1，耗能高、噪音大、污染嚴重。2，電動型發動機，蓄電池用量大；使用100英里左右就需外部進行充電，因此，其運行持續性差、適用面窄。
本實用新型的目的在于提供一種全電力持續驅動發動機，該發動機運用再生能源發電技術，能在交通工具運行其間提供持續的能源；并在運行時向現有的蓄電池組充電，減少了蓄電池的使用量；解決了現有電動型驅動發動機在運行一段路程后，停下來用大量時間充電的難題，與以往的發動機相比其耗能更低、噪音更小、對環境無污染。
該全電力持續驅動發動機的主要技術特點及解決的主要問題1，以往電動型交通工具的能源供給主要依賴于大量的蓄電池，該發動機系統，采用了磁懸浮風力發電技術，解決了交通工具的能源的供給問題。2，以往交通工具發動機系統中的轉動和傳動部分均采用皮帶和齒輪傳動，其缺點是磨擦系數大、噪音高、能源消耗量大，該發動機系統采用了磁懸浮技術和磁力傳動技術解決了啟動力大、耗能高、噪音大的缺點。3，以往的電動發動機系統的啟動、間歇啟動主要依賴蓄電池作為能源提供對象，因此，蓄電池消耗量大，該發動機系統采用了空氣壓縮技術和磁力傳動啟動技術，基本解決了發動機啟動主要依賴蓄電池的問題。4，由于該發動機采用了磁懸浮永磁風力發電機作為后續能源的提供對象，因此解決了交通工具對環境污染的問題。
該發動機能有效的利用風力作為助動力向交通工具提供清潔的動力源，并有相對的持續性，對環境無污染、機動性強，研制和開發成本低廉。該全電力持續驅動發動機廣泛適用于汽車、火車、船舶、農用運輸設備、航空動力以及移動型野外動力補給系統，根據不同交通工具的特點，該全電力持續驅動發動機系統，可作為交通工具的主動力；也可作為交通工具的輔助動力源。
本實用新型的目的是這樣實現的一種全電力持續驅動發動機，它包括風量控制裝置、磁懸浮永磁風力發電機、磁力傳動調速裝置、磁懸浮永磁充電用發電機、壓縮空氣儲存容器及通道、電動空氣泵、磁力傳動啟動裝置、蓄電池組、變頻調速或矢量控制裝置、驅動電機幾部分。
風量控制裝置，該裝置是由三個分布在交通工具迎風面的進風通道、電動型調節閥、風量輸出通道組成的。進風通道與風量輸出通道，經電動調節閥連接在一起，兩個進、出風通道可用金屬材料或PVC材料制成；風量輸出通道的另一端，靠近磁懸浮永磁風力發電機外部的轉動風葉。在交通工具運行至一定速度，風力經設置在交通工具迎風面的進風通道，通過電動型調節閥調節進風量，向風量輸出通道提供一定速度的風力，用以助力驅動磁懸浮永磁風力發電機的外部轉動風葉旋轉，以維持磁懸浮永磁風力發電機的運轉。
磁懸浮永磁風力發電機，該磁懸浮永磁風力發電機的結構及組成部分參見我申請的專利磁懸浮永磁風力發電機，其申請號為99243654．0這里不在詳述。
該發電機的啟動、間歇啟動發電是通過壓縮空氣儲存容器及通道所噴射出的氣流，以及磁力傳動啟動裝置在蓄電池提供電力的情況下啟動的。當交通工具行駛達一定速度時，交通工具借助外部風力的作用使該風力發電機轉動風葉旋轉維持一定的轉速，以減少壓縮空氣儲存容器及通道和磁力傳動啟動裝置對能量的消耗量。
磁力傳動調速裝置，它是由不同大小、規格的磁輪組成的。其主要作用是調節，來自磁懸浮永磁風力發電機外部的與轉動風葉同軸磁輪的旋轉力，使其轉速達到一定的速比，并在磁斥力的作用下，傳遞給安裝在磁懸浮永磁風力發電機中的磁懸浮永磁發電機轉軸上的磁輪。該磁力傳動調速裝置的結構和組成以及磁輪部分參見我申請的專利磁懸浮永磁風力發電機，其申請號為99243654．0。這里不在詳述。
磁懸浮永磁充電用發電機，它是由磁懸浮永磁直流發電機，安裝在該發電機轉軸上的磁輪，電子充電裝置組成的。安裝在磁懸浮永磁充電用發電機轉軸上的磁輪與磁力傳動調速裝置中的磁輪相距一定的間隙，安裝于磁力傳動調速裝置的相鄰位置。
其作用在于，交通工具運行其間，安裝在磁懸浮永磁充電用發電機轉軸上的磁輪，受磁力傳動調速裝置中的磁輪旋轉磁斥力的驅動，帶動安裝在磁懸浮永磁直流發電機轉軸上的磁輪旋轉，從而帶動該發電機的轉子運轉達到發電的目的；該發電機發出的電力，通過電子充電器，向蓄電池組充電，以保證蓄電池組的電量。該發電機的結構、連接方式與磁懸浮永磁風力發電機中的磁懸浮永磁發電機(見申請號99243654．0)的結構連接方式相同，這里不在闡述。
壓縮空氣儲存容器及通道，它的結構為雙腔、四個通道；其外殼是用金屬材料制成的；其壓縮空氣儲存容器內部兩腔間是用橡膠膜片隔開的。該壓縮空氣儲存容器設計為兩個入口、兩個出口共四個通道，其中，兩個通道的一端為壓縮空氣進氣口；并分別與單向閥相連；另一端通過三通和壓縮空氣濕儲器連接電動空氣泵；單向閥的作用是，只準壓縮空氣進入不準壓縮空氣流出。另外，兩個通道作為壓縮空氣的出口，一端與壓縮空氣容器及通道相連；另一端通過金屬管道與控制閥相連；該控制閥用于控制壓縮空氣流量的，并與一個靠近磁懸浮永磁風力發電機外部的轉動風葉的金屬管道相連；控制閥的開關通過鏈桿與交通工具內的腳踏板連接。當控制閥處于開啟狀態時，壓縮空氣通過該管道，向磁懸浮永磁風力發電機外部的轉動風葉，提供一定壓力和流速的壓縮空氣，以此驅動磁懸浮永磁風力發電機外部的轉動風葉旋轉，從而，帶動磁懸浮永磁風力發電機發電。壓縮空氣調節器作為調節壓縮空氣壓力大小的裝置，當壓縮空氣超過規定值時，該調節器處于卸壓狀態；當壓縮空氣不足時該調節器關閉，此時，電動空氣泵處于供氣狀態。其主要作用是用來儲存和輸出壓縮空氣，并在交通工具啟動或間歇啟動時，將其所儲存的壓縮空氣通過通道噴射在磁懸浮永磁風力發電機外部的轉動風葉上，以達到啟動、間歇啟動磁懸浮永磁風力發電機的作用。
電動空氣泵(或稱空氣壓縮機)，它是由小型電動機，傳動裝置和活塞缸組成的，其作用在于為壓縮空氣容器提供一定量的壓縮空氣。
以上壓縮空氣儲存容器及通道和電動空氣泵、三通、壓縮空氣濕儲器、壓縮空氣調節器與現在使用在東風汽車和黃河汽車上的壓縮空氣儲存容器及通道以及電動空氣泵的結構是相同的，這里不在詳述。所不同的是使用目的這兩種裝置在東風和黃河汽車上用于剎車，為膜片氣缸提供壓縮空氣的。該兩種裝置在本實用新型中是用來啟動、間歇啟動磁懸浮永磁風力發電機，為該發電機外部的轉動風葉提供一定壓力和流速的空氣流的。
磁力傳動啟動裝置，它是由磁懸浮永磁電動機和安裝在該電動機轉軸上的磁輪組成的。該磁懸浮永磁電動機安裝在磁懸浮永磁風力發電機旁；安裝在該磁懸浮永磁電動機轉軸上的磁輪與安裝在磁懸浮永磁風力發電機轉軸上的磁輪之間留有一定的間隙。其結構與上述磁懸浮永磁風力發電機中的磁懸浮永磁發電機相同(專利申請號同上)，所不同的是使用目的。交通工具運行其間，該啟動裝置在外部風力的助動配合下，維持該發動機中的磁懸浮永磁風力發電機的轉速。
其主要作用是在壓縮空氣容器壓力不足的情況下，通過蓄電池組提供的電力，用該電動機轉軸輸出的旋轉力，通過安裝在該電動機轉軸上的磁輪，利用磁斥力驅動安裝在磁懸浮永磁風力發電機中的磁懸浮永磁發電機轉軸上的磁輪旋轉，從而帶動并維持磁懸浮永磁風力發電機運轉，使磁懸浮永磁風力發電機輸出的電力驅動驅動電機，帶動整個發動機運行。該磁力傳動啟動裝置，采用磁懸浮永磁電動機的主要目的，是為了減小啟動力，節省蓄電池的消耗量。
蓄電池組，該蓄電池組作為全電力持續驅動發動機主要啟動、間歇啟動的動力來源之一和輔助動力源，在該發動機中的磁懸浮永磁風力發電機啟動、間歇啟動(維持該發電機的轉速)時，為磁力傳動啟動裝置中的磁懸浮永磁電動機提供原動力。
變頻調速或矢量控制裝置，它是由變頻調速器或矢量控制器組成的。其輸入端連接磁懸浮永磁風力發電機通過穩壓整流器的輸出端；輸出端連接驅動電機。其主要作用是通過改變來自磁懸浮永磁風力發電機的電源參數，控制調節驅動電機的轉速，使驅動電機在需要的合理的轉速內運行。
驅動電機，其主要作用是，通過來自變頻調速器或矢量控制器的電源，驅動傳動軸并帶動車輪轉動；或直接驅動輪轂旋轉。
以上對磁懸浮風力驅動發動機的組成、各部分的結構及相互關系，分別作了闡述。下面將結合說明書附圖，對磁懸浮風力驅動發動機進行進一步闡述


圖1為整個磁懸浮風力驅動發動機的組成框架示意圖，其圖中(1)-為風量控制裝置。圖中(2)-為磁懸浮永磁風力發電機。圖中(3)-為磁力傳動調速裝置。圖中(4)-為磁懸浮永磁充電用發電機。圖中(5)-為壓縮空氣儲存容器及通道。圖中(6)-為電動空氣泵。圖中(7)-為磁力傳動啟動裝置。圖中(8)-為蓄電池組。圖中(9)-為變頻調速或矢量控制裝置。圖中(10)為驅動電機。
圖2為風量控制裝置結構示意圖，圖中(11)-為進風通道。圖中(12)-為電動型調節閥。圖中(13)-為風量輸出通道。圖中(14)-為轉動風葉。圖中(2)-為磁懸浮永磁風力發電機。
圖3為壓縮空氣儲存容器及通道的連接示意圖。圖中(15)-為雙腔。圖中(16)-為橡膠膜片。圖中(17)-為兩個入口。圖中(18)-為兩個出口。圖中(19)-為單向閥。圖中(20)-為控制閥。圖中(21)-為鏈桿。圖中(22)-為腳踏板。圖中(23)-為三通。圖中(24)-為壓縮空氣濕儲器。圖中(25)-為壓縮空氣調節器。
全電力持續驅動發動機的啟動，是通過壓縮空氣儲存容器及通道(5)中的腳踏板(22)，經鏈桿(21)開啟該壓縮空氣儲存容器及通道(5)中的控制閥(20)，這時壓縮空氣，經壓縮空氣儲存容器及通道(5)中的出口，向安裝在磁懸浮永磁風力發電機(2)外部的轉動風葉(14)，噴射一定壓力的空氣流，在一定壓力空氣流的作用下，安裝在該磁懸浮永磁風力發電機(2)外部的轉動風葉(14)開始旋轉，在轉動風葉(14)運轉的同時，安裝在與轉動風葉(14)同軸的磁輪也在旋轉，在磁斥力的作用下，磁輪驅動磁力傳動調速裝置(3)中的磁輪轉動，通過磁斥力的作用，磁力傳動調速裝置(3)中的磁輪，驅動安裝在該磁懸浮永磁風力發電機(2)中的磁懸浮永磁發電機轉軸上的磁輪；由于發電機的轉軸與轉子在制造中是連接成一個整體的，所以，安裝在該磁懸浮永磁風力發電機(2)中的磁懸浮永磁發電機轉軸上的磁輪，受磁力傳動調速裝置(3)中的磁輪驅動旋轉的同時，也就帶動了該磁懸浮永磁風力發電機(2)中的磁懸浮永磁發電機轉子旋轉，由于該磁懸浮永磁風力發電機(2)中的磁懸浮永磁發電機的轉子是用永磁材料制成的，因此在該發電機轉子運轉其間，鑲嵌在定子上面的繞組線圈不斷切割轉子的磁力線從而產生電力，該磁懸浮永磁風力發電機(2)產生的電力，通過整流穩壓后，經變頻調速或矢量控制裝置(9)送給驅動電機(10)，向交通工具提供驅動力。在交通工具運行至一定速度是，壓縮空氣儲存容器及通道(5)，停止向安裝在該磁懸浮永磁風力發電機(2)外部的轉動風葉提供一定壓力的空氣流，這時候，驅動和維持安裝在該磁懸浮永磁風力發電機(2)外部轉動風葉(14)的動力來自，由外部通過風量控制裝置(1)進來的空氣流和磁力傳動啟動裝置(7)所輸出的旋轉力，從而使磁懸浮永磁風力發電機(2)保持一定的轉速并持續發出電力。
在該全電力持續驅動發動機運行其間，磁懸浮永磁風力發電機(2)所發出的電力，一部分，通過穩壓整流，經變頻調速或矢量控制裝置(9)，直接提供給交通工具的驅動電機(10)；另一部分提供給電動空氣泵(6)，電動空氣泵(6)在磁懸浮永磁風力發電機(2)提供電力的情況下開始工作，并向壓縮空氣儲存容器及通道(5)中的壓縮空氣儲存容器提供一定量的壓縮空氣；與此同時，在交通工具運行其間，通過磁力傳動調速裝置(3)中的磁輪磁斥力的作用磁懸浮永磁充電用發電機(4)，被驅動發電，并通過電子充電裝置向蓄電池組(8)補充電力。當該全電力持續驅動發動機，啟動或間歇啟動遇到壓縮空氣儲存容器壓力不足或故障時，磁力傳動啟動裝置(7)，通過蓄電池組(8)提供的動力源，啟動磁力傳動啟動裝置(7)中的，磁懸浮永磁電動機，在該電動機轉子旋轉力的作用下安裝在該電動機轉軸上面的磁輪，通過磁斥力的作用直接驅動，安裝在磁懸浮永磁風力發電機(2)中的磁懸浮永磁發電機轉軸上的磁輪，使其驅動并維持該磁懸浮永磁風力發電機(2)中的磁懸浮永磁發電機轉子旋轉，達到磁懸浮永磁風力發電機(2)啟動和持續發電的目的。并將發出的電力傳遞給驅動電機(10)，由此啟動整個全電力持續驅動發動機。
在全電力持續驅動發動機運行其間，維持該發動機中的磁懸浮永磁風力發電機運轉的動力來自，由交通工具外部通過風量控制器進來的風力，與通過蓄電池組(8)提供能量由磁力傳動啟動裝置輸出驅動力共同維持的。
權利要求1，一種全電力持續驅動發動機，它包括風量控制裝置、磁懸浮永磁風力發電機、磁力傳動調速裝置、磁懸浮永磁充電用發電機、壓縮空氣容器及通道、電動空氣泵、磁力傳動啟動裝置、蓄電池組、變頻調速及矢量控制裝置、驅動電機所組成，其特征在于在經電動調節閥連接的風量輸出通道的另一端靠近處，安裝有磁懸浮永磁風力發電機外部的轉動風葉、磁懸浮永磁風力發電機中的磁力傳動調速裝置，以及磁懸浮永磁發電機。
2，根據權利要求1所述的全電力持續驅動發動機，其特征在于所述的風量控制裝置，它是由設置在交通工具迎風面的三個進風通道、電動調節閥、風量輸出通道組成的，三個進風通道與風量輸出通道，是由電動調節閥連接而成的。
3，根據權利要求1所述的全電力持續驅動發動機，其特征在于在磁力傳動啟動裝置中的該磁懸浮永磁電動機的轉軸上安裝了一個磁輪。
4，根據權利要求1所述的全電力持續驅動發動機，其特征在于在磁懸浮永磁充電用發電機中的磁懸浮永磁直流發電機的轉軸上安裝有一個磁輪。
專利摘要本實用新型涉及一種全電力持續驅動發動機,該發動機是由:風量控制裝置(1)、磁懸浮永磁風力發電機(2)、磁力傳動調速裝置(3)、磁懸浮永磁充電用發電機(4)、壓縮空氣容器及通道(5)、電動空氣泵(6)、磁力傳動啟動裝置(7)、蓄電池組(8)、變頻調速及矢量控制裝置(9)、驅動電機(10)等部分組成的。該發動機采用了磁力傳動技術、磁懸浮技術、空氣壓縮技術、磁力傳動啟動技術,并配合變頻調速及矢量控制技術;解決了電動型交通工具在運行其間的能源供給主要依賴于蓄電池作為能源的問題;解決了電動型交通工具不能持續運行的問題。該發動機可以廣泛應用于各種水、路交通工具,對環境無污染。
文檔編號F03D1/00GK2427930SQ9925364
公開日2001年4月25日 申請日期1999年11月10日 優先權日1999年11月10日
發明者趙克 申請人:趙克