CN111327177A - 一种层定双转及多层多转的强磁直流动力机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种层定双转及多层多转的强磁直流动力机，属于机械电子技术领域，包括转子、第一层电磁机构、第二层电磁机构、外壳、中心轴和两个端盖，转子的左右两端均设有圆环形的安装槽，第一层电磁机构和第二层电磁机构分别安装在两个安装槽内，第一层电磁机构与第二层电磁机构结构相同，且均包括三个内永磁组、三个外永磁组和六个定子，两个端盖分别安装在外壳的两端且两个端盖的中部均设有轴承，中心轴的两端分别通过两个轴承与两个端盖转动连接，中心轴的一端设有感应组件。本发明在使用时自身消耗极小的电能，促使永磁铁释放极大的自由能，从而达到动力机的效果。

Description

一种层定双转及多层多转的强磁直流动力机

技术领域

本发明涉及机械电子技术领域，尤其是涉及一种层定双转及多层多转的强磁直流动力机。

背景技术

随着机械技术的发展，不仅减少了人类的劳动量，还极大的增加了生产力,其中，各种动力机是机械设备工作的心脏。但是，动力机在提供动力时需要消耗大量的石化能源，目前，动力机消耗的能源中的百分之七十左右来自石油、煤炭和天然气等资源。虽然现阶段可再生能源也得到了大力的发展，但是，如光伏发电、风力发电以及核能发电等设备投资较大，受到的限制较多，而且在输送过程中不仅成本高，损耗较大，而且还没有可移动性。电能若需要移动时需经过蓄电池存储，再通过蓄电池放电，增加了生产成本的同时，蓄电池的生产也消耗了一定量的资源，且蓄电池在回收处理过程中还容易对环境造成污染和损害。

为了解决上述问题，亟需一种可再生循环的自由能动力机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种层定双转及多层多转的强磁直流动力机，以解决现有技术中动力机消耗的能源较大的技术问题。

本发明提供一种层定双转及多层多转的强磁直流动力机，包括转子、第一层电磁机构、第二层电磁机构、外壳、中心轴和两个端盖，所述转子的左右两端均设有圆环形的安装槽，所述第一层电磁机构和第二层电磁机构分别安装在两个圆环形安装槽内，所述第一层电磁机构与第二层电磁机构结构相同且均包括三个内永磁组、三个外永磁组和六个定子，三个内永磁组、三个外永磁组和六个定子均呈圆周分布且六个定子均与一侧端盖固定连接，三个内永磁组与三个外永磁组一一对应，所述中心轴贯穿转子且两者之间转动连接，所述外壳套设在转子的外部，两个所述端盖分别安装在外壳的两端且两个端盖的中部均设有轴承，所述中心轴的两端分别通过两个轴承与两个端盖转动连接，所述中心轴的一端设有感应组件。

进一步，每个所述内永磁组均包括内永磁组卡槽和内双层瓦片形强磁铁，所述内永磁组卡槽嵌设在圆环形的安装槽的内侧壁上，所述内双层瓦片形强磁铁安装在内永磁组卡槽内，所述内永磁组卡槽内内宽外窄。

进一步，每个所述外永磁组均包括外永磁组卡槽和外双层瓦片形强磁铁，所述外永磁组卡槽嵌设在圆环形的安装槽的内侧壁上，所述外双层瓦片形强磁铁安装在外永磁组卡槽内，所述外永磁组卡槽内内窄外宽。。

进一步，每个所述定子均包括电磁铁芯、电磁线圈、电磁线圈挡圈和电磁铁固定圈，所述电磁铁芯呈水平设置在安装槽内，所述电磁线圈挡圈和电磁铁固定圈分别安装在电磁铁芯的两端，所述电磁线圈缠绕在电磁铁芯上。

进一步，其特征在于：所述外转子的外部套设有外永磁组屏蔽罩。

进一步，所述感应组件包括感应片、两个传感器和三个感应点，所述感应片套设在中心轴的一端，三个所述感应点呈圆周分布在感应片上，感应片的外部套设有固定壳，所述固定壳与相邻的端盖固定连接，所述固定壳上设有两个传感器，两个传感器的前端均朝向三个感应点的运动路径设置，且两个传感器之间的距离为两个感应点之间距离的一半。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

本发明在使用时，a传感器与A组定子的电路控制***连接，b传感器与B组定子电路控制***连接，工作时，中心轴带动感应片转动，感应片带动三个感应点转动，当a传感器接近到感应点时，由于两个传感器和三个感应点之间距离的设置，b传感器是不会感应到感应点的，此时，A组定子工作，同理，当b传感器感应到感应点后，B组定子工作，因此，转动一周的情况下，本发明需要交替供电6次，为了使动力机自身消耗能量小，输出功率大，本发明设计的电磁铁两端的平均磁通密度为1000高斯左右，使其可以推动转子上安装的内外两层4000高斯左右的内永磁组和外永磁组，向相邻的B 组电磁铁位置位移。在位移的同时，A组位置的三对异性内永磁组和外永磁组对B组电磁铁芯传导产生很强的吸引力，而释放很大的自由能。而在B电磁组通电工作时产生的特性相同，所以动力机工作时，主要利用内双层瓦片形强磁铁和外双层瓦片形强磁铁对相邻的电磁铁芯（顺磁材料）产生很大的吸引力而释放自由能 ，一般自身消耗占总输出的25%左右，若作为电动机使用可节省约75%的电量，若作为动力机使用，配置与动力机定子所需功率的发电机做回路电源，使动力机正常运转，本发明动力机与直流进步永磁电机相比节电30%左右，具有很大且电路简单，无需换相。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的侧视图；

图2为图1沿A-A线的剖视图；

图3为图1沿B-B线的剖视图；

图4为本发明的局部立体结构示意图一；

图5为本发明的局部立体结构示意图二。

附图标记：

转子1，第一层电磁机构2，内永磁组21，内永磁组卡槽211，内双层瓦片形强磁铁212，外永磁组22，外永磁组卡槽221，外双层瓦片形强磁铁222，定子23，电磁铁芯231，电磁线圈232，电磁线圈挡圈233，电磁铁固定圈234，第二层电磁机构3，外壳4，中心轴5，端盖6，安装槽7，轴承8，感应组件9，感应片91，固定壳92，传感器93，感应点94，外永磁组屏蔽罩10。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合图1至图5所示，本发明实施例提供了一种层定双转及多层多转的强磁直流动力机，包括转子1、第一层电磁机构2、第二层电磁机构3、外壳4、中心轴5和两个端盖6，所述转子1的左右两端均设有圆环形的安装槽7，所述第一层电磁机构2和第二层电磁机构3分别安装在两个安装槽7内，所述第一层电磁机构2与第二层电磁机构3结构相同且均包括三个内永磁组21、三个外永磁组22和六个定子23，三个内永磁组21、三个外永磁组22和六个定子23均呈圆周分布且六个定子23均与一个端盖62固定连接，三个内永磁组21与三个外永磁组22一一对应，所述中心轴5贯穿转子1且两者之间转动连接，所述外壳4套设在转子1的外部，两个所述端盖6分别安装在外壳4的两端且两个端盖6的中部均设有轴承8，所述中心轴5的两端分别通过两个轴承8与两个端盖6转动连接，所述中心轴5的一端设有感应组件9；本发明中，内永磁组21与外永磁组22的数量必须相等，但是，在实际使用过程中，内永磁组21和外永磁组22的数量可以是其他数值，不一定为三个，大于或等于二即可，具体根据整体的大小进行设置，而定子23的数量也可以不是六个，但是定子23的数量必须是内永磁组21和外永磁组22数量的2倍，内永磁组21、外永磁组22和定子23的安装必须是在360度上等角分布；此外，第一层电磁机构2中的定子23间隔式分为A组和B组，即不相邻的定子23为A组，其他为B组，第二层电磁机构3中与第一层电磁机构2中的同角度的定子23同分为A组和B组且并联，具体A组和B组的分布情况如附图3所示；其中，内永磁组21靠近定子23的一端为S极，外永磁组22靠近定子23的一端为N极，定子在工作状态下产生磁力时，靠近外永磁组22的一端为N极，靠近内永磁组21的一端为S极，具体磁极分布情况如附图3所示。

具体地，每个所述内永磁组21均包括内永磁组卡槽211和内双层瓦片形强磁铁212，所述内永磁组卡槽211嵌设在圆环形的安装槽7的内侧壁上，所述内双层瓦片形强磁铁212安装在内永磁组卡槽211内，所述内永磁组卡槽内211内宽外窄；磁铁有以强吃弱的特性，例如，两块10mm厚度的磁铁叠加与一块20mm厚度的磁铁的磁通密度要高20%左右，双层设置能够延缓永磁铁的衰老，延长了动力机的使用寿命，由于内双层瓦片形强磁铁212叠加后的磁通密度增加，对相邻的定子23吸引力增强，使得输出功率也提高。

具体地，每个所述外永磁组22均包括外永磁组卡槽221和外双层瓦片形强磁铁222，所述外永磁组卡槽221嵌设在圆环形的安装槽7的内侧壁上，所述外双层瓦片形强磁铁222安装在外永磁组卡槽221内，所述外永磁组卡槽内221内窄外宽。；外双层瓦片形强磁铁222的双层设置还具有与内双层瓦片形强磁铁212的双层设置的同样效果。

具体地，每个所述定子23均包括电磁铁芯231、电磁线圈232、电磁线圈挡圈233和电磁铁固定圈234，所述电磁铁芯231呈水平设置在安装槽7内，所述电磁线圈挡圈233和电磁铁固定圈234分别安装在电磁铁芯231的两端，所述电磁线圈232缠绕在电磁铁芯231上。

具体地，其特征在于：所述转子1的外部套设有外永磁组屏蔽罩10；外永磁组屏蔽罩10的作用是避免外永磁组22的磁力外泄被其他物体吸收，从而保持永磁铁的磁力强度。

具体地，所述感应组件9包括感应片91、两个传感器93和三个感应点94，所述感应片91套设在中心轴5的一端，三个所述感应点94呈圆周分布在感应片91上，感应片91的外部套设有固定壳92，所述固定壳92与相邻的端盖6固定连接，所述固定壳92上设有两个传感器93，两个传感器93的前端均朝向三个感应点94的运动路径设置，且两个传感器93之间的距离为两个感应点94之间距离的一半；本发明中使用的传感器93为霍尔传感器，霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器；两个传感器93可以区别的分为a传感器和b传感器，在使用时，a传感器与定子23中A组电磁铁的电路控制***连接，b传感器与定子23中B组电磁铁的电路控制***连接，工作时，中心轴5带动感应片91转动，感应片91带动三个感应点94转动，当a传感器接近到感应点94时，由于两个传感器93和三个感应点94之间距离的设置，b传感器是不会接近到感应点94的，此时，A组定子23工作，同理，当b传感器接近到感应点94后，B组定子23工作，因此，转动一周的情况下，本发明需要交替供电6次，与现有技术中直流永磁进步电机相比较，大幅度的降低了电能的消耗。

本发明除了上述实施例外，还可以设置多层结构，其一，除了第一层电磁机构2和第二层电磁机构3外还能够设置更多层的电磁机构，根据实际需要进行设置，其二，能够在外永磁组22的外部再铺设一圈定子23，之后再在外层定子23的外部铺设一圈外永磁组22，重复设置能够铺设多层，具体层数根据实际需要进行设置。

本发明中还可以在感应片91上设置叶片，之后在端盖6上设置通风孔，感应片91转动时会带动叶片转动，形成气流，气流从通风孔进入外壳4内，能够为内部的第二层电磁机构3进行散热。

本发明中除了电磁铁芯231、屏蔽罩和外壳采用顺磁材料，其他结构全部采用逆磁材料制作，能极大的阻止内永磁组21和外永磁组22的磁力线扩散，提高永磁铁的自由能的利用效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种层定双转及多层多转的强磁直流动力机，其特征在于：包括转子（1）、第一层电磁机构（2）、第二层电磁机构（3）、外壳（4）、中心轴（5）和两个端盖（6），所述转子（1）的左右两端均设有圆环形的安装槽（7），所述第一层电磁机构（2）和第二层电磁机构（3）分别安装在两个安装槽（7）内，所述第一层电磁机构（2）与第二层电磁机构（3）结构相同且均包括三个内永磁组（21）、三个外永磁组（22）和六个定子（23），三个内永磁组（21）、三个外永磁组（22）和六个定子（23）均呈圆周分布且六个定子（23）均与一侧个端盖（62）固定连接，三个内永磁组（21）与三个外永磁组（22）一一对应，所述中心轴（5）贯穿转子（1）且两者之间转动连接，所述外壳（4）套设在转子（1）的外部，两个所述端盖（6）分别安装在外壳（4）的两端且两个端盖（6）的中部均设有轴承（8），所述中心轴（5）的两端分别通过两个轴承（8）与两个端盖（6）转动连接，所述中心轴（5）的一端设有感应组件（9）。

2.根据权利要求1所述的一种层定双转及多层多转的强磁直流动力机，其特征在于：每个所述内永磁组（21）均包括内永磁组卡槽（211）和内双层瓦片形强磁铁（212），所述内永磁组卡槽（211）嵌设在圆环形的安装槽（7）的内侧壁上，所述内双层瓦片形强磁铁（212）安装在内永磁组卡槽（211）内，所述内永磁组卡槽内（211）内宽外窄。

3.根据权利要求1所述的一种层定双转及多层多转的强磁直流动力机，其特征在于：每个所述外永磁组（22）均包括外永磁组卡槽（221）和外双层瓦片形强磁铁（222），所述外永磁组卡槽（221）嵌设在圆环形的安装槽（7）的内侧壁上，所述外双层瓦片形强磁铁（222）安装在外永磁组卡槽（221）内，所述外永磁组卡槽内（221）内窄外宽。

4.根据权利要求1所述的一种层定双转及多层多转的强磁直流动力机，其特征在于：每个所述定子（23）均包括电磁铁芯（231）、电磁线圈（232）、电磁线圈挡圈（233）和电磁铁固定圈（234），所述电磁铁芯（231）呈水平设置在安装槽（7）内，所述电磁线圈挡圈（233）和电磁铁固定圈（234）分别安装在电磁铁芯（231）的两端，所述电磁线圈（232）缠绕在电磁铁芯（231）上。

5.根据权利要求1所述的一种层定双转及多层多转的强磁直流动力机，其特征在于：所述转子（1）的外部套设有外永磁组屏蔽罩（10）。

6.根据权利要求1所述的一种层定双转及多层多转的强磁直流动力机，其特征在于：所述感应组件（9）包括感应片（91）、两个传感器（93）和三个感应点（94），所述感应片（91）套设在中心轴（5）的一端，三个所述感应点（94）呈圆周分布在感应片（91）上，感应片（91）的外部套设有固定壳（92），所述固定壳（92）与相邻的端盖（6）固定连接，所述固定壳（92）上设有两个传感器（93），两个传感器（93）的前端均朝向三个感应点（94）的运动路径设置，且两个传感器（93）之间的距离为两个感应点（94）之间距离的一半。

Images