專利名稱：永磁體發動機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發動機，特別是涉及定子、轉子的永磁體發動機。
當前國內外應用的發動機主要有燃油發動機，蒸汽發動機，電力發動機等，所述的各種類型發動機普遍存在著轉換效率低，體積大，造價高，耗能多的問題。如現有的電動機結構主要包括殼體、定子、轉子，定子固定在殼體中，轉子架設在殼體上，可在定子中轉動。轉子的轉軸上設有多個永磁體，而定子包括有內齒狀的矽鋼片和繞制安裝在矽鋼片上的線圈。當線圈通電時，矽鋼片的每一個齒頭便成為一個磁極，產生旋轉磁場，其磁力作用在轉軸上的永磁體，使得轉子產生旋轉。其缺陷是在定子上設置有若干組線圈，線圈之間的連接有特定的要求，不可接錯，否則導致電動機無法轉動，甚至燒壞線圈，而且導致定子鐵心結構復雜，不但有線圈中的導線電阻產生的電能損耗，而且還有鐵心中產生渦流損耗，電磁轉換率效率低，體積大，重量大，能耗大。
本實用新型的目的在于提供一種利用轉子與定子之間利用永磁體相互排斥轉動，轉子和定子無線圈，定子不用產生旋轉磁場，只需定位外加永磁體時，外加一個脈沖磁場就可使其繼續相互排斥轉動的永磁體發動機。
為實現本實用新型的目的，所述的永磁體發動機包括定子，定位在定子中轉動的轉子，轉子設有磁場方向垂直轉軸的轉子永磁體，所述的定子為軸向設置的環狀永磁體，所述的環狀永磁體軸向截面呈螺旋線狀結構，環狀永磁體與轉子永磁體之間的永磁體間隙由小到大環繞分布，在環狀永磁體兩端的端口處設有電磁體，該電磁體產生的磁場作用在轉子永磁體表面，其排斥力可使轉子永磁體沿所述的永磁體間隙由小到大方向運動，所述的環狀永磁體的磁場為內外壁向設置，所述的轉軸上設有控制電磁體產生磁場的定位開關，所述的環狀永磁體內壁面的磁極與轉子永磁體外表面的磁極同極。
附圖的圖面說明如下

圖1為本實用新型永磁體發動機的結構圖。
圖2為圖1的A-A剖視圖。
圖3為圖1的B-B剖視圖。
圖4為局部轉子永磁體與環狀永磁體磁力線及受力圖。
圖5為定位開關控制電磁體產生磁場的電路圖。
下面將結合附圖，對本實用新型的實施例作進一步詳述如圖1、2中所示，本實用新型所述的永磁體發動機包括殼體1，定子2，轉子3，轉子3包括轉軸4和三個轉子永磁體5。定子2固定在殼體1中，轉子3通過殼體1兩端蓋15中的軸承14定位在定子2中轉動，轉子3上的轉子永磁體5磁場方向垂直轉軸4。本實用新型的關鍵是所述的定子2為軸向設置的環狀永磁體，所述的環狀永磁體軸向截面呈螺旋線狀結構，環狀永磁體的磁場為內外壁向設置，內壁面的磁極與轉子永磁體5外表面的磁極同極。該環狀永磁體可以理解成一個內外壁充磁的圓管磁體，截去其中一段，在側邊形成一個開口，將其中一端向外拉開，形成截面呈螺旋線狀結構。環狀永磁體內壁面與轉子永磁體5轉動時的外表面之間的永磁體間隙8形成由小到大環繞分布。如圖4中所示，當轉軸4上的三個轉子永磁體5均處在環狀永磁體內側時，由于轉子永磁體5與環狀永芭體之間的磁極同極，而且兩者的磁力線形成一定的夾角α，可使轉子永磁體5受到一個旋轉切線方向的力F，使轉子3按照永磁體間隙8由小到大環繞方向產生轉動，如圖2中尖頭所指方向。當其中一個轉子永磁體5轉至環狀永磁體兩端的第一端口處時，該轉子永磁體5受力最小，繼續轉下去，將受到第二端口處環狀永磁體的反向磁力作用。在環狀永磁體兩端的端口處設有電磁體6，該電磁體6產生的磁場作用在轉子永磁體5表面，其排斥力可使轉子永磁體5沿所述的永磁體間隙8由小到大的方向運動。當轉子永磁體5轉至電磁體6位置處時，只要控制電磁體6產生一個與轉子永磁體5之間同極的磁場，便會有一個磁力作用于轉子永磁體5上。該磁力的大小，不但可以克服第二端口處環狀永磁體反向作用于轉子永磁體5上的磁力，阻止轉子永磁體5轉入其位置處，使該轉子永磁體5轉入第二端口處環狀永磁體處，達到使轉子3轉動，而且還可以使轉子3轉動減速甚至停止轉動。所述的轉軸4上設有控制電磁體6產生磁場的定位開關7，定位開關7通過當外罩16罩住固定在端蓋15上。轉子永磁體5轉至電磁體6位置處時，如圖3、5中所示，定位開關7控制電磁體6產生電磁場，將進入其位置處的轉子永磁體5推至第二端口處環狀永磁體位置處，如此循環往復，轉子3便可不停地轉動。
所述的電磁體6設有導磁體9和繞制在該導磁體9上的線圈10，所述的導磁體9表面與轉子永磁體5之間的導磁體間隙11由小到大的方向與永磁體間隙8由小到大的方向一致。本實施例中轉軸4上轉子永磁體5的個數為三個扇形結構的永磁體，也可以為若干個永磁體。兩個永磁體之間的距應當大于導磁體9內面寬度。當線圈10通電時，在導磁體9內表面產生磁場，其內表面發出的磁力線與轉子永磁體5外表面發出的磁力線形成一個夾角，可使轉子永磁體5沿導磁體間隙11由小到大的方向轉動。
如圖3中所示，所述的定位開關7主要是保證當轉軸4上的轉子永磁體5轉至電磁體6位置處時，可以接通電磁體6的電源，使其通電產生磁場。它可以是設置在轉軸4上的開關觸發器12和串接在線圈10電源回路中的通斷器13。通斷器13是導通或者斷開，取決于開關觸發器12。例如開關觸發器12可以是兩個串接在線圈回路中的電刷17，而通斷器13為固定在轉軸4上弧形導電層18。所述的開關觸發器12在轉子永磁體5轉至電磁體6位置處時，兩個電刷可觸及到弧形導電層，導致電流從其中一個電刷，經過弧形導電層至另一個電刷，這樣通斷器13導通。當然，定位開關7的結構形式可以不限于上述結構形式。所述的通斷器13可以與轉子永磁體5的個數對應，每當一個開關觸發器12轉至通斷器13位置處時，正好是有一個轉子永磁體5轉至電磁體6位置處，此時，如圖5中所示，開關觸發器12觸及通斷器13，使通斷器13導通，電源U加在線圈10兩端，產生電磁場，通過導磁體9內表面發出磁力線，作用于轉子永磁體5上。當轉子永磁體5轉過電磁體6位置時，開關觸發器12也隨之離開通斷器13，通斷器13斷開，線圈10中的電磁場消失。這樣，便可以保持轉子永磁體5轉至電磁體6位置時，電磁體6便產生磁場。如此不斷給轉子3施加作用力，可保持或增加轉子3的動能。控制線圈10的通斷次數，可以改變輸出功率。另外改變線圈10中的電流大小，也可以改變輸出功率。
本實用新型所述的永磁體發動機具有如下優點1.由于轉子和定子均采用永磁材料，當轉子永磁體全部處于環狀永磁體內時，由于相互之間由小到大分布的間隙結構以及磁力的排斥而產生旋轉，避免了原有技術需要利用設置在鐵心上的線圈產生旋轉磁場，不存在線圈銅線的內阻損耗和鐵心中渦流的鐵損。
2.當有一個轉子永磁體轉至電磁體位置時，電磁體產生一個脈沖磁場，使其轉過電磁體位置，此時通入線圈中的電流為脈沖電流，電能轉換成動能的效率高，可大大節約電能。
3.轉子上可以設有多個轉子永磁體，便于對轉子均勻施加能量，使其旋轉穩定。
4.由于轉子和定子沒有線圈，省去放置線圈的復雜結構，同時也省去了大量銅線，不但結構簡單了，而且便于制造的，整體緊湊，而且體積小，重量輕，造價低。
5.永磁體采用脈沖電流，不但電磁轉換效率高，而且便于實現數碼控制。
權利要求1.一種永磁體發動機，包括定子(2)，定位在定子(2)中轉動的轉子(3)，轉子(3)設有磁場方向垂直轉軸(4)的轉子永磁體(5)，其特征是所述的定子(2)為軸向設置的環狀永磁體，所述的環狀永磁體軸向截面呈螺旋線狀結構，環狀永磁體與轉子永磁體(5)之間的永磁體間隙(8)由小到大環繞分布，在環狀永磁體兩端的端口處設有電磁體(6)，該電磁體(6)產生的磁場作用在轉子永磁體(5)表面，其排斥力可使轉子永磁體(5)沿所述的永磁體間隙(8)由小到大方向運動，所述的環狀永磁體的磁場為內外壁向設置，所述的轉軸(4)上設有控制電磁體(6)產生磁場的定位開關(7)，所述的環狀永磁體內壁面的磁極與轉子永磁體(5)外表面的磁極同極。
2.根據權利要求1所述的永磁體發動機，其特征是所述的電磁體(6)設有導磁體(9)和繞制在該導磁體(9)上的線圈(10)，所述的導磁體(9)表面與轉子永磁體(5)之間的導磁體間隙(11)由小到大的方向與永磁體間隙(8)由小到大的方向一致。
3.根據權利要求2所述的永磁體發動機，其特征是所述的定位開關(7)為設置在轉軸(4)上的開關觸發器(12)和串接在線圈(10)電源回路中的通斷器(13)，所述的開關觸發器(12)在轉子永磁體(5)轉至電磁體(6)位置處時，可使通斷器(13)通斷。
專利摘要本實用新型發動機解決現有技術線圈多,鐵心結構復雜,損耗大,效率低,體積重量大的缺陷。包括定子、轉子;定子為軸向設置的環狀永磁體,截面呈螺旋線狀結構,與轉子永磁體之間的間隙由小到大環繞分布,磁場為內外壁向設置,兩端的端口處設有電磁體;轉子轉軸上有控制電磁體的定位開關,環狀永磁體內壁面與轉子永磁體外表磁極同極。具有節能,效率高,旋轉穩定,結構簡單、緊湊,體積小,重量輕,便于實現數碼控制的優點。
文檔編號H02N11/00GK2492007SQ01240699
公開日2002年5月15日 申請日期2001年5月31日 優先權日2001年5月31日
發明者莊明 申請人:莊明