[其他]新型电磁发动机

说明书

本发明属机械工程领域。

据我们见到的永磁驱动技术方面的资料有日本特开昭58-8273号，CN85103414A、CN85103416A。以及《实用创造学与方法论》中国建筑工业出版社1985年7月第一版丙杏文戚昌滋主编89页美籍华人林安东所发明的“电磁发动机”。以上各技术皆为利用永磁体之间的斥力工作。至少需有两块极性相同的永磁体才能产生斥力。所用的永磁材料较多。

目前用于制造电磁发动机的较理想的高磁能积和高矫顽力的永磁材料（如稀土钴永磁体）价格较贵。如何节约永磁材料，用较少的永磁体来驱动转子旋转是本发明的目的和任务。

本发明根据永磁体对铁磁性物质相吸引及永磁体在不同的气隙条件下吸引力不同的原理;利用特殊形状的缺口转子造成不同的气隙条件，并将驱动永磁头对缺口转子轴心偏置可产生更多的驱动力矩;利用通入少量外接直流电解脱死点的方法，使永磁力能够连续驱动转子旋转，向外输出机械功。从而省去了至少一半的永磁材料。

本发明的主要结构及部件

1.新型电磁发动机由箱体、往复机构、滑车、驱动永磁头（由驱动永磁铁和驱动永磁靴组成），主输出轴、缺口转子、接线盘、炭刷组合及传动齿轮等组成。其特征在于缺口转子及偏置驱动永磁头。

2.主输出轴上装有硅钢片叠制而成的缺口转子，传动齿轮和接线盘等。

3.缺口转子的一角绕有激磁线圈，引出线和接线盘上的接线片相连接。缺口转子是造成不同气隙的关健部件，安装时其缺口部分应对准驱动永磁头作离轴心运动的半转位置。多个缺口转子要互相错开排列，可互错π/3、2π/3或π/4角度。这是本发明的特征之一。

4.箱体为固定轴、传动齿轮、往复机构及炭刷组合用。箱体上装有导向槽或导向轨道;滑车在其中往复运动。

5.往复机构可以是曲柄连杆或偏心轮机构。曲柄连杆机构或偏心轮机构在其轴上交错排列，与缺口转子相对应，互相错开π/3、2π/3或π/4角度。

6.往复机构的连杆端有滑车，滑车两端装有四个滚轮。

7.滑车下面与缺口转子轴心有一定距离，偏置装有由驱动永磁铁及驱动永磁靴组成的驱动永磁头。偏置方向与旋转方向相反。这是本发明的特征之二。

8.接线盘上面按缺口转子互错角度π/3、2π/3或π/4相对应装有接线片。接线盘与接线片要绝缘。接线片有一定的通电范围，这是本发明的特征之三。

9.炭刷组合由炭刷架、加压弹簧、炭刷和接线柱组成。

10.为保证适应各种负荷，在轴上可以有m对缺口转子与驱动永磁头串联，也可以共用一个缺口转子，在绕轴方向有m个驱动永磁头并联。m应为正整数。

运动原理分析：见图1

1轴与4轴经齿轮配合，通过一个过渡齿轮相连接，4轴是主输出轴。由驱动永磁铁和驱动永磁靴组成的驱动永磁头2在0°～180°下降行程过程中对准缺口转子3的整园部分;在180°～360°上升行程过程中对准缺口转子的缺口部分。r∶D＝1∶4。r为驱动永磁头2与缺口转子3的轴心的偏心距，D为缺口转子3的直径。

一、下降过程：0°～180°

由于驱动永磁头2对缺口转子3有吸引力F，缺口转子3对驱动永磁头2有一个反作用力F′，在这一对力F及F′作用下，驱动永磁头2向缺口转子3运动，同时带动曲柄转动;F又对缺口转子3有一个驱动力矩M＝r。F，带动缺口转子3转动。曲柄的转动与缺口转子的转动经齿轮系连动，互相驱动。愈向下运动，驱动永磁头2与缺口转子3整园部分之间的气隙愈小，吸引力F及反作用力F′愈来愈大，缺口转子3与曲柄的转动愈来愈快。

设向下行程为hCm，其平均吸引力为Fkg则驱动永磁头作功为w₁：

w₁＝Fh kg-cm （1）

由于驱动永磁头2对缺口转子轴心有偏心距rcm，则驱动永磁头2对缺口转子3有一个驱动力矩M＝Fr作功为w₂：

w₂＝M₁ω＝Fr 150/180 π kg-cm （2）

当向下行程达150°时，由于驱动永磁头2对缺口转子3左边吸力小于对右边吸力，而产生一个阻止继续运动的阻力矩。为此，当处于150°～210°时，通入少量直流电给激磁线圈5，则在缺口转子3的角上产生一个与驱动永磁头2极性相同的电磁极，这时将吸引力F突变为相斥力F₁，在斥力F₁作用下解脱死点，使永磁力继续作功为w₃：