[发明专利]一种基于混励式磁环的磁能发生装置及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种能源、动力系统，特别是一种基于混励式磁环的磁能发生装置及其应用。

技术背景

1821年法拉第发现通电导线能绕永久磁铁旋转，发明了永磁电机。1857年英国的惠斯通用电磁铁代替永久磁铁，发明了电励磁方式，开创了电励磁电机的新纪元。但以上电机都只是能量转换的工具。

现有技术：本人申请的“磁力能量放大器”、“永磁能原动机”、“流体传动的磁力机”、“混合励磁磁能发生装置及其应用”、“磁能发电机”“双作用磁能发生装置及其应用”、“一种基于Halbach阵列的磁能发生装置及其应用”等。

本发明将混励式磁环应用于磁能发生装置，有利于降低成本。

发明内容

本发明是这样实现的：一种基于混励式磁环的磁能发生装置，主要包括输入轴(1)、转子轭(2)、混励式磁环(3)、磁铁(4)、摇柄(5)和摇杆(6)，其特征是：转子轭设在输入轴上，混励式磁环设在转子轭的四周；摇柄上设有磁铁，摇柄固定在摇杆上；混励式磁环是由永久磁铁和电磁铁组成的S磁极和N磁极相间排列的四对极或四对极以上的磁环，磁环的磁对极数量是4或6的公倍数；4个或4个以上的磁铁对称或平均分布在磁环的周围，磁铁的数量是2的公倍数，其中，有一半磁铁的S极向轴排列，另一半磁铁的N极向轴排列；磁铁与磁环相对而设且绕轴对称或平均分布。

混励式磁能发生装置是一种产生动能的装置，其基本原理是：转子由原动机带动，转子转动时，混励式磁环相对于设在摇柄上的磁铁是一个交变磁场，摇柄上的磁铁与转子上的磁环交替产生吸力和斥力，一方面，对摇柄产生往复摆动的动力，通过摇杆向外输出机械回转运动的动力，另一方面，由于作用于转子上的吸力和斥力都是对称抵消的，理论上原动机需要克服的只是磨擦力。摇杆输出的能量大于原动机输入的能量。而实际上磁环和磁铁的各个磁极的磁通量难以做到完全一致，因此少量来自磁环与磁铁的不能相互抵消的吸力和斥力会成为转子的阻力，但从总体上，磁能发生装置输出的动能和电能之和远远大于原动机消耗的能量。

4对极的磁环相当于磁环有4个S极向外、4个N极向外和4个S极向内、4个N极向内。

所述磁铁为永久磁铁或电磁铁。

混励式磁环由永久磁铁和电磁铁组成，磁环由径向和/或切向和/或轴向电磁铁与径向和/或切向和/或斜向和/或轴向永久磁铁组成，磁环中的永久磁铁与电磁铁相间而设。

混励式磁环分为混励式普通阵列结构的磁环和混励式Halbach阵列结构磁环两大类。

永久磁铁与电磁铁在混励式普通阵列磁环中的组合模式为：径向永久磁铁+径向电磁铁或轴向永久磁铁+轴向电磁铁。

永久磁铁与电磁铁在混励式Halbach阵列磁环中的主要有以下5种组合：

(1)径向永久磁铁+切向电磁铁

(2)切向永久磁铁+径向电磁铁

(3)径向电磁铁+切向永久磁铁+切向电磁铁+切向永久磁铁

(4)径向电磁铁+斜向永久磁铁+切向电磁铁+斜向永久磁铁

(5)径向电磁铁+斜向永久磁铁+切向电磁铁+径向永久磁铁+切向电磁铁+斜向永久磁铁

磁铁和磁环的磁极方向为径向或切向或轴向。

磁能发生装置的磁环有一段或一段以上，摇柄磁铁有一段或一段以上。多段式磁能发生装置中的摇柄磁铁为电磁铁或永久磁铁，或者，既有电磁铁又有永久磁铁。

与普通的电机一样，电磁铁需要有接线盒接线。

磁能发生装置产生的机械回转运动的动力通过流体传动系统转换成机械旋转运动或机械往复运动的动力输出。

或者，磁能发生装通过联动齿轮、摆角放大器和缓冲限位器输出机械回转运动的动力，再通过棘轮机构转换成机械旋转运动的动力输出。

或者，磁能发生装置通过联动齿轮、摆角放大器和缓冲限位器输出机械回转运动的动力，再通过往复式或回转式发电机转换成电能。

或者，磁能发生装置通过联动齿轮、摆角放大器和缓冲限位器输出机械回转运动的动力，再通过曲柄双连杆机构转换成机械旋转运动的动力输出。

流体传动系统主要由管道、能将机械往复运动的动力转换成流体直流循环运动或流体往复运动动力的摆动压缸和能将流体直流循环运动或流体往复运动动力转换成机械旋转运动或机械往复运动动力的流体马达或活塞压缸组成。