[发明专利]永磁控制装置

说明书

本发明涉及一种采用可控的永久磁铁产生旋转和其它形式运动的新型装置。到目前最接近的现有技术结构描述在题为“产生旋转运动的装置”、于1988年3月13日申请的美国待批专利申请US-322121中。列在US-322121说明书相关文件栏中的现有技术这里也一起作为参考文献。

许多设备出于某些目的需要旋转部件。大部分公知设备装有各种类型的电动机、某些类型的机械驱动旋转部件，并且已有一些设备采用永久磁铁，以便产生有限量的旋转运动。本发明的装置采用一个或多个可控永久磁铁，能够产生持续的旋转运动，这些永久磁铁位于旋转部件部分附近，并与之磁耦合，所述旋转部件具有预定的围绕圆周以特定方式变化的磁特性。以类似方式，所述可控永久磁铁装在一个非磁的旋转部件上，这个非磁旋转部件位于一固定部件附近，并与之磁耦合，所述固定部件具有预定的围绕圆周以特定方式变化的磁特性。这个磁装置在该旋转部件每转一圈的预定的位置，永磁磁场间的磁耦合被中断，于是该磁装置能产生旋转部件的连续旋转运动。

本发明也给出了控制一个永久磁铁的磁场和使用这样一种装置产生旋转的或其它形式运动的教导。本发明的一个实施例包括包括一个圆盘或圆盘式部件，带有围绕其轴旋转的轴颈。该圆盘由一磁性带材或磁化材料沿着圆周环绕而成，并且该带材的磁特性是可变的，每接近圆周线的同一位置点处则从最小变到最大。该装置还包括一固定在旋转圆盘上的磁化带附近的可控永久磁铁，并产生磁耦合，它们之间的磁耦合力沿持续增大的方向变化（或可能沿斥力方向持续减少），并且引起圆盘旋转。一个电力线圈装在永磁铁上，并在其相反两极之间缠绕。该线圈通过可控开关装置连接到直流电源上。当开关装置接通时，直流电压施加到该线圈上，以便中断所述磁场，这一中断是定时的，即当圆盘旋转到某预定位置时才发生中断，也就是说当旋转圆盘上的磁性带的最大和最小磁区移动到靠近所述永久磁铁的时刻。这样该永久磁铁的场强和它与圆盘的耦合大大减少或互相抵消，这恰好发生在沿某一旋转方向它们之间存在最大耦合从而阻止旋转时。这表示在旋转圆盘上的永久磁铁效应，在旋转圆盘大部分旋转期作为力保持，以引起该圆盘的旋转运动，但是当最大磁耦合就要发生时，被有效地与旋转圆盘解耦。这样的措施避免了旋转圆盘由于磁耦合力停止其转动。

本发明也涉及用于控制尤其是中断永久磁铁的磁特性的装置，以及利用这种控制产生旋转运动的装置。目前已有多种设备利用磁部件之间的作用或耦合来产生旋转。可是到目前为止，除了待批专利说明书322121以外，还没有能产生旋转部件持续旋转的装置，这里的驱动力是由于永久磁铁与旋转部件的一个部分产生磁耦合而获得的，其中该设备包括预定控制或暂时中断永久磁铁磁场的按本发明方式构成的装置。因此本发明归于使用具有一个北极和一个南极的可控永久磁铁，和一个装在其上或在极间区域内围绕该永久磁铁的线圈，并且本发明在于安排该永久磁铁邻近于所述旋转部件的磁性区。该设备也包括一连接在该线圈两端的开关式电路，并可由电子开关控制，该开关装置按该旋转部件的位置整步，因此，当开关装置打开时，该永久磁铁的磁场将不受影响，并且与旋转件磁耦合，但当开关装置接通时，永久磁铁的磁场将大大改变并有效地被消除，以致没有磁耦合现象发生。消除永久磁铁磁场的时间对于本发明是重要的。旋转部件磁性区的磁极的物理形状和方向对本发明也是重要的，许多实施例中有一些正是讨论上述问题。旋转部件的磁性或磁化区的形状也是重要的，它应该使得圆盘旋转时磁耦合力持续改变（增加可减少）。

本发明的目的是利用永久磁铁的能量产生一个部件的旋转或某些其他运动。

本发明的另一个目的是提供能预定地暂改变或消除或隔离由永久磁铁产生的磁场的装置。

另一个目的是使用具有可控磁场的永久磁铁来产生一个元件的旋转或其它运动，该元件的一部分是由磁性材料构成的。

另一目的是减少产生旋转或其它运动所需的能量。

另一目的是控制永久磁铁和旋转部件的磁性区之间的磁耦合，以产生该旋转部件的持续旋转。

另一目的是通过向绕在永久磁铁上的线圈施加直流电压，以限制或消除或隔离永久磁铁的磁场。

另一目的是提供一种装置，其中以反电势形式在常规的线绕铁心转子/定子中产生的能量被返回到系统中直接作为磁能。

另一目的是提供用于产生旋转部件的旋转运动的相对廉价的装置。

另一目的是提供的装置使所有输出力矩单独由永久磁铁的相互作用产生。