[发明专利]一种电磁驱动直线运动的方法及装置

摘要

本发明公开了一种电磁驱动直线运动的方法及装置，包括电驱动器、2个U型(两脚呈平行斜角)电磁铁，设有位置传感器的直金属导体，导体与电磁铁呈形。通过给装置输入两路连续周期锯齿波脉冲电流，电磁铁两磁极端产生周期增强或减弱磁场，在导体与磁极紧密接触部分产生周期磁通量增强与减弱，导体局部产生涡电流，其能量转化为导体的位移做功，从而达到电磁直线驱动、电能－磁能－机械能转换目的。本发明作为直线运动或直线往复运动原动机，可替代现有曲轴或偏心轮、发动机油缸等复杂机构。作为一种新型动力装置，广泛用于摩托车电动车发动机、新型电潜直驱往复泵(油井)、冰箱空调压缩机、高压泵、城际磁悬浮轻轨、磁悬浮列车、舰船喷射推进泵等。

主权项

1、一种电磁驱动直线运动的方法及装置，其特征在于：它包括电力电子驱动装置、1个或1组(2个)U型电磁铁，一直金属导体，在金属导体上设有位置传感器，金属导体与电磁铁呈形结构。所述电力电子驱动装置为，其输出端至少有两路在同一周期输出上下半周期锯齿波脉冲电流，半周期输出特征电流Δi/Δt>0(i≥0)和Δi/Δt<0(i≥0)分别作用在两个电磁铁上，并可以对两路不同特征的输出电流进行换向切换控制，脉冲频率实现可调制。所述U型电磁铁与金属导体为，U型电磁铁为高导磁率的软磁材料(如冷轧硅钢片)制成的叠片铁芯，金属导体材料可以为铁磁导体(如钢铁)，或为非铁磁导体(如铝合金、合金钢、超导体等)更佳，U型电磁铁的伸出部分(或称铁芯脚)与金属导体的平面垂直线有一个夹角θ≥45⁰，电磁铁磁极端面形状与金属导体对应表面形状保持一致，并始终保持均匀气隙δ。所述电磁驱动直线运动的方法为，根据楞次定律，当在电磁铁绕组上输入i≥0脉冲电流，在U型电磁铁两端形成固定的N、S磁极，电流始终为Δi/Δt>0时，N、S磁极始终存在一个增加变化的磁场ΔB/Δt>0，在金属导体与电磁铁磁极N、S接触δ(足够小)气隙部分，始终存在一个增加变化的磁通ΔΦ/Δt>0，并产生感应电流和感应磁场，感应磁场的直接效果是导体局部形成与电磁铁磁极同性感应磁极N`、S`，与原磁极N、S相斥，因铁芯脚与金属导体有个θ角(θ≥45⁰)，故电磁铁与导体之间排斥力的水平分力推动导体正向移动做功，完成电能—磁能—机械能的转换；当在电磁铁绕组上输入Δi/Δt<0脉冲电流，则有减少变化ΔB/Δt<0和ΔΦ/Δt<0，直接效果是导体局部形成与电磁铁磁极异性感应磁极S`、N`，与原磁极N、S相吸，故电磁铁与导体之间吸引力的水平分力拉动导体反向移动做功。