[发明专利]电磁马达和工作力矩产生设备

说明书

相关申请的引用

于2008年5月23日提交的专利申请PI 0802090-6以及于2008年10月3日提交的国际专利申请PCT/BR2008/000301。

技术领域

本发明涉及一种冷的且高效率的电磁马达，对供给有初级形式能量的所有设备，能显著增加电磁和/或机械势能。具体地，本发明涉及一种马达，也可以说是发电器，其结构和运作有降低电能消耗的特征，同时可以产生相对于常规马达同等甚至更高的机械势能和工作力矩。

此外，本发明的目标具有更简化的结构，其可用于任何一种电产品，尤其是称作电接受机的产品，设计成产生至少同样的功率效率，但使用较少的能源，并且不会使设备过热，并减少所述产品的制造成本。

除此之外，本发明的电磁马达解决了当今与使用常规能源以及电能缺乏有关的许多问题，因为其可供应同样功率，但消耗较少能源。

背景技术

目前所知道的电磁马达有许多类型，其设计成藉由供应有电流的闭合电路中磁组件的交互产生机械动力—力矩。本领域中已知的所有这些马达，是根据传统的物理和电力的科学原则、定律和理论以及所认同的通用、自然和不可变更定律所研发的，即依据不变原理所研发的。然而，这些科学理论受限于发现这些原理的科学家的认知，例如：牛顿定律、欧姆定律、热力学定律等。

因此，必须明白与传统科学思路不同的想法可以导致新的科技，从而能解决过去被认为是特定物理流程固有因素所造成的问题。

在本文，需要解释的是，机械理论上是将某种类型能源消耗和转换成：被认为耗费的能源，通常是热能，是机械运作必然消耗的；以及可使用的其他能源，对该机械用途所要生产的能源。

因此，也可以说电动马达被定义为由某种电源供应电能所运转的机器，例如交流电(单相、双相、三相)电线管路，或直流电的电池、光伏电池。这样电能被转换成：热形式的能量，被表现为由摩擦、磁阻、滞后、涡电流、焦耳效应等引起的损失；最终机械形式的能量供应，其能利用于工作，涉及马达轴的力矩和转动。

相反所知的是，发电机是由某种初级能源所供应能量，例如化学燃烧(柴油、汽油、乙醇等)或机械能(水力、风力等)，转化以热消耗，和电流输出以供给其他设备(电)。

因此，计算这种机器的功效(效率)是依照输出和输入之间的比率计算。以下是仅供参考的，如果马达消耗电线管路的60W，生产出30W的机械动力，则它的功效就是30W/60W的比率，也就是0.5或50％。

同样，以1KW机械能所运转的发电机，是由从高度”h”、以每秒立方公尺(m3/s)的定流通量“Q”的水降冲力产生的机械能，产生的输出电能是850W，所得到的功效是850W/1000W，其对应于0.85或85％的功效。

目前有许多种类的电动马达，但电磁马达是现在最常用的，因为制作简单，也被称作感应马达，使用的转子可以是鼠笼式或线圈式。

通常，鼠笼式转子的感应马达包括由金属(例如，铝)制成的圆筒转子或安装在所述金属圆筒上的短路线圈，由电磁铁围绕，被供以交流电以产生第一次的可变磁场，以取得电磁感应。磁场在金属圆筒(或短路线圈)表面产生电流，其继而产生自己的磁场。(来自转子和定子的)这两个磁场，互动中互吸引也互排斥，使得圆筒转动，从而产生了转子轴的机械动力。

至于线圈式转子的电动马达，则包括若干铜线圈，其安装在金属圆筒转子和定子上，通过线圈，通常流动着交流电(AC)，产生的磁场和转子的可变磁场互吸引也互排斥。由于磁场的极性同步交替，所以转子转动并产生机械动力。

根据现有技术，电磁马达大致上根据两种现象：1)当电流穿过导线时，磁场由导电材料产生；2)如果导线暴露在可变磁场，则这个磁场在端子的电势会有差距，而在导线的电流会形成与外磁场逆向的磁场。

另外，目前技术的电动马达是不断接受到电力供应，使得磁性组件的极性交替变化，以产生吸引和排斥的作用。因此可得知，为了维持转子在负载(供给到轴的力矩)下转动，该过程需要高的能量消耗。因此，热损失难以避免，也就是产生所谓的浪费和热能转换。

在上面所述的情形，尤其是由于作用与反作用互动，看得出来现有技术电磁马达因为固有热损失是不可能得以避免的。也就是说，交流电流经过马达定子和转子线圈所产生的交变磁场，使得其以相同比例于磁场的变化程度和强度而热增加。

所以，当电动马达是由任何一种电能供应所启动的，例如电池或AC公用电网，轴的无负载转动就产生了机械力矩，其反作用于电力供应电路并表现为线路电压降，与马达所用的电对立，并有停止其转动的趋势。这个电压降称作反电动势(反emf)。