[发明专利]高功率密度电场力电机

说明书

高功率密度电场力电机属电力工程领域该发明利用类似超级电容器技术，使电场力电机原空气隙里充满一种介电常数ε非常大的物体。同时极板的ε值及耐压同样很高，使功率密度达到工业应用的要求，且比现用的磁电机更节能环保。

高功率密度电场力电机属电力工程领域

前言：

高功率密度电场力电机(下称它)，它的前身低功率密度电场力电机的科学理论早已成熟，它不能作为工业和生活用的动力，只能成功地已应用到超微型的医用动力上，是需求促成了它的应用和发展。

背景技术：

虽然电磁感应原理的发现晚于牛顿电场力原理，而工业革命需要更好的动力源，自然界自然存在导磁系数μ很大的铁磁性材料，还能轻易地造磁性能更好的材料，故更好的动力源电机(发电机和电动机)在约200年前就逐渐理论和技术成熟，它促成了第二次工业革命。随着技术要求的不断提高，它的性能也能不断提高，尤其是后来的电机控制技术的革命，使它一直能满足不断增长的技术要求，乃至出现不需轴承的磁悬浮转子电机。因此从客观上讲并不迫切要求更好电机的出现。

上世纪就早已出现人造物BaTiO₃钛酸钡的介电常数ε＞1000，但一直没有很好的被利用，直到本21世纪初因为环保节能的要求它才被充分利用到超级电容器和电池等方面，又是需求促成了发展的规律在起作用，超级电容器中的电介质的BaTiO₃等的ε＞1000的极性材料的应用，及ε＞1000陶瓷膜极板材料技术的应用消除了造成电场力电机(其理论基础非常简单：就是平板电容器二个极板之间的作用力)功率密度低的瓶颈。但是现实是大众只会把眼光集中到热门的地方。

发明构思及技术方案：

发明人会注意它是因为：在学到平板电容器电场力时就想到要用它造出实用的名符其实的真正电动机(而不是现用名不符实的电动机——实质是磁电动机)。

在学到电磁场知识时明白了磁场是一种涡旋场，其力线是无头无尾封闭曲线，而电场是一种梯度场，起于正电荷止于负电荷，其力线不封闭比磁力线短得多。因此从原理上就可决定了它的电机结构一定比现用磁电机简单，用材少。但动力源中两个相对运动的部件间要有空隙，磁电机的空气隙虽然消耗了比铁磁材料还多的磁势能，但毕竟还能承受得起；而在电场力电机气隙中空气的ε≈1是承受不起的，是低功率密度的主要原因。而在超级电容器中的两极板间用的就是用ε值很大的BaTiO₃等材料的纳米颗粒材料技术，进一步可能会出现更大ε值材料的分子(乃至原子)颗粒技术加上高科技气化剂和气化技术、气溶胶、液体(溶胶)、润滑剂(脂)及分散剂等技术造成的复合物充入运动间隙中；造出一种ε≥800、耐压≥800V、tgδ≤0.05复合润滑脂充入间隙，是首选技术方案，动件与静件就能顺利地滑动(如滚动轴承的滚珠或滚柱在润滑脂中运动)。电机的极板就可完全利用现有技术制成ε≥1000、耐压≥800V、tgδ≤0.01的陶瓷膜极板。加适当的叠层数和极数极形设计，经计算造出不超过现用的Z₂型直流电机体积而具有同样大小功率的电场力电机是可行，就是说高功率密度电场力电机是可以实现工业化应用的。

高功率密度电场力电机的优缺点：

其优点是：只要达到上面技术方案中的所提出数据指标要求，它的效率在理论上就可以达到＞99.9％；它的超低损耗所生的热量只要自身自然散热就已足够；其结构简单和采用的高科技材料及工艺，使其重量可以非常轻，特别适合航空航天的要求；其结构简单容易自动化加工，可节省大量人工支出。

其缺点是：它是一个新的发明领域还处在起步阶段，故其技术方案涉及高科技，不会有最好的方案只会有更好的方案，它会涉及乃至出现更多的新材料新工艺。需要大量的有关方面的人力、物力的投入才能实现实用化。

具体实施方式(措施)：因研发更好的高科技材料及工艺需要大量的人力物力及资金的投入是个体和小体经济承受不起的，要动用国家级的力量才行。早付出是值得的，将会赢在起跑线上，开发并引领一个新的技术领域，将带来的文化和经济成就是无法估量的。