專利名稱：一種電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動輸出設(shè)備，特別是一種電機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有大功率的電機由于是連續(xù)運作，也就需要連續(xù)不斷的供電才 能保持電機的轉(zhuǎn)動，耗電較大，而且普通的電機要改變它的轉(zhuǎn)速和功 .率比較難，而且可調(diào)范圍也小，另外，現(xiàn)有大功率的電機在啟動時更 會產(chǎn)生很大的啟動電流，對電網(wǎng)或供電措施造成沖擊或損壞，因此， 設(shè)計一種新型電機。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)速和功 率可調(diào)范圍大、不會產(chǎn)生大的啟動電流且省電的電機。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種電機，包括活 .塞、設(shè)于活塞內(nèi)曲軸頂部的永久磁鐵、位于活塞頂部且固定的鐵芯及 環(huán)繞于鐵芯上的線圈、用于給線圈通直流電的主電路和用于控制主電 路通斷電的控制電路，所述線圈通電后鐵芯上所產(chǎn)生的磁場的方向與 永久磁鐵的磁場方向相反，活塞的底部設(shè)有輸出軸，輸出軸與連桿固 定連接，連桿與曲軸的底部鉸接，輸出軸與另一用于啟動輸出軸使輸 出軸定向旋轉(zhuǎn)的傳統(tǒng)電機相連。
上述技術(shù)方案還可以有以下的改進方案在鐵芯的兩頭都設(shè)有活 .塞和輸出軸，活塞內(nèi)都設(shè)有永久磁鐵，在鐵芯兩頭的永久磁鐵的磁場方向相同；所述鐵芯的材質(zhì)為電工純鐵；所述線圈為超導線圈；所述 輸出軸上還固定有一慣性輪；所述主電路包括直流電源和升壓/穩(wěn)壓 電路或者包括交流電源和轉(zhuǎn)直流穩(wěn)壓電路；所述控制電路包括主控制 電路、活塞位置信號檢測電路和電流大小控制電路；所述線圈由多組 線圈并聯(lián)組成；所述永久磁鐵為高溫釹鐵硼磁鐵。
本發(fā)明還可以采用另一種類似的技術(shù)方案，即一種電機，包括導 桿、設(shè)于導桿上曲軸頂部的永久磁鐵、位于導桿頂部且固定的鐵芯及 環(huán)繞于鐵芯上的線圈、用于給線圈通直流電的主電路和用于控制主電 路通斷電的控制電路，所述線圈通電后鐵芯上所產(chǎn)生的磁場的方向與 永久磁鐵的磁場方向相反，導桿的底部設(shè)有輸出軸，輸出軸與連桿固 定連接，連桿與曲軸的底部鉸接，輸出軸與另一用于啟動輸出軸使輸 出軸定向旋轉(zhuǎn)的傳統(tǒng)電機相連。
本發(fā)明的有益效果是由于本發(fā)明釆用活塞運動方式，活塞運 動有半圈的動能是由永久磁鐵的吸力產(chǎn)生，有部分動能是由大磁場強 度的永久磁鐵提供，在動能方面更可以增強，轉(zhuǎn)動一圈只需要提供2 毫秒左右的供電就能運動，不需要電源連續(xù)的供電，所以可節(jié)約用電； 另外，活塞運動式電機啟動電流不會突變，對電網(wǎng)或供電措施不會造 成沖擊和損壞；由于本發(fā)明的用電部分為環(huán)形線圈，在線圈能承受的 前提下，功率的改變和轉(zhuǎn)速的改變只需要改變電流的大小就能輕易的 實現(xiàn)，要改變本發(fā)明電機的參數(shù)，只需要更換線圈就可以更大范圍的 改變電機的性能參數(shù)，而機械結(jié)構(gòu)可以不變，所以本發(fā)明轉(zhuǎn)速和功率 可調(diào)范圍大，而且容易調(diào)節(jié)
下面結(jié)合附te和實施例對本發(fā)明進一步說明。 圖1是本發(fā)明第一種實施例的電源做功行程結(jié)構(gòu)原理示意圖； 圖2是本發(fā)明第一種實施例的磁鐵做功行程結(jié)構(gòu)原理示意圖； 圖3是本發(fā)明第一種實施例的線圈通直流電狀態(tài)示意圖； 圖4是本發(fā)明第一種實施例的線圈斷電狀態(tài)示意圖； 圖5是本發(fā)明采用直流電源的電路模塊示意圖； 圖6是本發(fā)明采用交流電源的電路模塊示意圖； 圖7是本發(fā)明第二種實施例的電源做功行程結(jié)構(gòu)原理示意圖； 圖8是本發(fā)明電機輸出傳動示意圖。
具體實施例方式
參照圖1，本發(fā)明一種電機第一種實施例，包括活塞l、設(shè)于活
塞1內(nèi)曲軸11頂部的永久磁鐵2、位于活塞1頂部且固定的鐵芯3 及環(huán)繞于鐵芯3上的線圈4、用于給線圈4通直流電的主電路5和用 于控制主電路5通斷電的控制電路6，所述線圈4通電后鐵芯3上所 產(chǎn)生的磁場的方向與永久磁鐵2的磁場方向相反，活塞1的底部設(shè)有 輸出軸8，輸出軸8與連桿12固定連接，連桿12與曲軸11的底部 鉸接，輸出軸8與另一用于啟動輸出軸8使輸出軸8定向旋轉(zhuǎn)的傳統(tǒng) 電機相連，所述傳統(tǒng)電機是指現(xiàn)有的通用的采用電機繞子做圓周旋轉(zhuǎn) 運動的交流電機或直流電機，該傳統(tǒng)電機用于啟動輸出軸8運動，從 而啟動本發(fā)明所述的電機運動。
上述技術(shù)方案還可以有以下的改進方案為了更充分的利用好電流所產(chǎn)生的磁場，在鐵芯3的兩頭都設(shè)有活塞1和輸出軸8，活塞l 內(nèi)都設(shè)有永久磁鐵2，在鐵芯3兩頭的永久磁鐵2的磁場方向相同， 這樣就能把鐵芯3兩頭的磁場能量都充分地利用起來產(chǎn)生推力。所述 鐵芯3的材質(zhì)為電工純鐵，也可為硅鋼片，電工純鐵僅有微弱的剩磁 殘留，特別適合在本設(shè)計中使用。所述線圈4為超導線圈，由于線圈 在大電流的狀態(tài)下會產(chǎn)生大量的熱量，使用超導線圈后就不會產(chǎn)生大 量的熱量，不僅發(fā)熱量小，而且可以省下更多的電能。所述輸出軸8 上還固定有一慣性輪，以利用電機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性能。所述主電路5 包括直流電源51和升壓/穩(wěn)壓電路52或者包括交流電源53和轉(zhuǎn)直流 穩(wěn)壓電路54，所^控制電路6包括主控制電路61、活塞位置信號檢 測電路62和電流大小控制電路63，活塞位置信號檢測電路62用于 檢測活塞l的位置，也就是永久磁鐵2所處的位置，并將檢測到的該 位置信號反饋給主控制電路61，主控制電路61根據(jù)反饋的位置信號 控制主電路5的通斷電狀態(tài)，電流大小控制電路63用于控制線圈4 上電流的大小，以改變電機的參數(shù)，如圖5、圖6所示，即采用直流 電源或交流電源時的電路模塊示意圖。直流電源可以為蓄電池。上述 電路都是現(xiàn)有的常用的電路，其具體的電路原理和細節(jié)在此不做贅 述。為了進一步改變電機的參數(shù)，所述線圈4可由多組線圈并聯(lián)組成， 這樣，可以由控制電路6選擇給其中的一組或多組或全部供電，實現(xiàn) 參數(shù)可調(diào)，轉(zhuǎn)速和功率的可調(diào)范圍更大。所述永久磁鐵2可采用高溫 釹鐵硼磁鐵，對鐵芯3產(chǎn)生較為強大的吸力。
本發(fā)明第二種實施例，參照圖7， 一種電機，包括導桿13、設(shè)于導桿13上曲軸11頂部的永久磁鐵2、位于導桿13頂部且固定的鐵 芯3及環(huán)繞于鐵芯3上的線圈4、用于給線圈4通直流電的主電路5 和用于控制主電路5通斷電的控制電路6，所述線圈4通電后鐵芯3 上所產(chǎn)生的磁場的方向與永久磁鐵2的磁場方向相反，導桿13的底 部設(shè)有輸出軸8，'輸出軸8與連桿12固定連接，連桿12與曲軸11 的底部鉸接，輸出軸8與另一用于啟動輸出軸8使輸出軸8定向旋轉(zhuǎn) 的傳統(tǒng)電機相連。本實施例中，永久磁鐵2穿插于導桿13上，永久 磁鐵2可在導桿13上上下往復滑動。
本發(fā)明的第一種實施例的工作原理如下
永久磁鐵2會對鐵芯3形成吸力，如圖2、圖4所示，在線圈4 沒通電的情況下，'永久磁鐵2對鐵芯3產(chǎn)生較為強大的吸力，距離越 小吸力會越大，鐵芯3固定不能動，吸力促使永久磁鐵2滑向鐵芯3， 從而帶動曲軸ll、連桿12和輸出軸8運動，在這一過程中，活塞l 的做功完全靠永久磁鐵2對鐵芯3的吸力產(chǎn)生，不會浪費任何的能源。
在活塞1運動到頂點，即永久磁鐵2離鐵芯3的距離最小時，控 制電路6控制主電路5導通，線圈4通過一直流大電流，線圈4兩端 產(chǎn)生磁場，所產(chǎn)生的磁場的方向與永久磁鐵2的磁場方向相反，如圖 1、圖3所示，￥致所產(chǎn)生的磁場與永久磁鐵2的磁場相近的一端極 性相同，從而同性相排斥，使得永久磁鐵2脫離鐵芯3，由兩個反向 磁場產(chǎn)生強大的反向推力，推動永久磁鐵2遠離鐵芯3運動，從而帶 動曲軸U、連桿12和輸出軸8運動，在這一過程中，活塞l運動做 功完全靠所產(chǎn)生的電磁場對永久磁鐵2的排斥力來完成，也就是靠電源做功。
當活塞1運劫到底部，即永久磁鐵2離鐵芯3的距離最大時，控
制電路6控制主電路5斷電，這時，鐵芯3兩頭的電磁場消失，永久磁鐵2靠吸引力滑向鐵芯3，重復前述的動作。
本發(fā)明第二種實施例的工作原理與第一種實施例的工作原理相同。
在實際應用中，可以設(shè)計多組的線圈組，每個線圈組帶動對稱的兩個活塞，以便可以組合成功率更大的電機。在啟動時，要先啟動所述的傳統(tǒng)電機，所述的傳統(tǒng)電機只要轉(zhuǎn)動1秒鐘就可以停下，這樣，才能讓本發(fā)明所述的電機開始運動，才能發(fā)揮本發(fā)明的電機的優(yōu)點。
舉一個例子，設(shè)定本發(fā)明電機的轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘，活塞的上下運動距離為40'毫米，即活塞運動80毫米為一圈，那么活塞的運動速度^電機轉(zhuǎn)速X活塞運動距離(每圈)-240000毫米/分鐘，設(shè)電流的速度為10000毫米/秒，而電路的總長度為10000毫米，把活塞的運動速度轉(zhuǎn)化為以秒計算為240000毫米/60秒，即4000毫米/秒，設(shè)定活塞1運動到頂點，即永久磁鐵2離鐵芯3的距離最小時，控制電路6控制主電路5導通，線圈4開始上電，當活塞l運動到底部，即永久磁鐵2離鐵芯3的距離最大時，控制電路6控制主電路5斷電，則線圈4通電的時間為40毫米+4000毫米/秒=0.01秒，因為斷電狀態(tài)下活塞的運動距離也為40毫米，所以線圈4斷電的時間也為0.01秒，也就是說，控制電路6發(fā)出導通信號的周期為0.02秒。只要控制電路6按這個要求去運作就能保持本發(fā)明電機的運轉(zhuǎn)?，F(xiàn)有的發(fā)動機在實際運轉(zhuǎn)中，每轉(zhuǎn)動2圈只有半圈是氣體燃燒做功的行程，其中的壓縮行程會由于氣體的體積壓縮，會需要做一定的負功，也意味著,浪費一定的能量，而本發(fā)明的電機的兩個行程中，每一圈就有兩個做功行程，能源的利用很充分，電機的運轉(zhuǎn)也會更加平順和有力，同時，由于有半圈的做功是由永久磁鐵來完成的，可以大大的提高電機的功率又不需要浪費電源。
本發(fā)明電機還可以設(shè)有一電機輸出軸81和一電機慣性輪84,如'圖8所示，所述輸出軸8帶動皮帶輪82旋轉(zhuǎn)，皮帶輪82帶動皮帶輪83旋轉(zhuǎn)，皮帶輪83帶動電機輸出軸81旋轉(zhuǎn)，電機輸出軸81帶動電機慣性輪84旋轉(zhuǎn)。圖8中所示的皮帶輪傳動方式也可改為齒輪傳動方式，由齒輪連接輸出軸8和電機輸出軸81。
權(quán)利要求
1.一種電機，其特征在于包括活塞(1)、設(shè)于活塞(1)內(nèi)曲軸(11)頂部的永久磁鐵(2)、位于活塞(1)頂部且固定的鐵芯(3)及環(huán)繞于鐵芯(3)上的線圈(4)、用于給線圈(4)通直流電的主電路(5)和用于控制主電路(5)通斷電的控制電路(6)，所述線圈(4)通電后鐵芯(3)上所產(chǎn)生的磁場的方向與永久磁鐵(2)的磁場方向相反，活塞(1)的底部設(shè)有輸出軸(8)，輸出軸(8)與連桿(12)固定連接，連桿(12)與曲軸(11)的底部鉸接，輸出軸(8)與另一用于啟動輸出軸(8)使輸出軸(8)定向旋轉(zhuǎn)的傳統(tǒng)電機相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求，l所述的電機，其特征在于在鐵芯(3)的兩頭都 設(shè)有活塞(1)和輸出軸(8)，活塞(1)內(nèi)都設(shè)有永久磁鐵(2)， 在鐵芯(3)兩頭的永久磁鐵(2)的磁場方向相同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電機，其特征在于所述鐵芯(3)的材質(zhì) 為電工純鐵。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電機，其特征在于所述線圈(4)為超導
5. 根據(jù)權(quán)利要求.l所述的電機，其特征在于所述輸出軸(8)上還 固定有一慣性輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求'l所述的電機，其特征在于所述主電路(5)包括 直流電源(51)和升壓/穩(wěn)壓電路(52)或者包括交流電源(53) 和轉(zhuǎn)直流穩(wěn)壓電路(54)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電機，其特征在于所述控制電路(6)包括主控制電路'(61)、活塞位置信號檢測電路(62)和電流大小控 制電路(63)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求.l所述的電機，其特征在于所述線圈(4)由多組 線圈并聯(lián)組成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電機，其特征在于所述永久磁鐵(2)為高溫釹鐵硼磁鐵。
10. —種電機，其特征在于包括導桿(13)、設(shè)于導桿(13)上曲軸(11)頂部的永久磁鐵(2)、位于導桿(13)頂部且固定的 鐵芯(3)及環(huán)繞于鐵芯(3)上的線圈(4)、用于給線圈(4)通 直流電的主電路(5)和用于控制主電路(5)通斷電的控制電路 (6)，所述線圈(4)通電后鐵芯(3)上所產(chǎn)生的磁場的方向與 永久磁鐵(2)的磁場方向相反，導桿(13)的底部設(shè)有輸出軸(8)， 輸出軸(8)與連桿(12)固定連接，連桿(12)與曲軸(11)的 底部鉸接，輸出軸(8)與另一用于啟動輸出軸(8)使輸出軸(8) 定向旋轉(zhuǎn)的傳統(tǒng)電機相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電機，包括活塞、設(shè)于活塞內(nèi)曲軸頂部的永久磁鐵、位于活塞頂部且固定的鐵芯及環(huán)繞于鐵芯上的線圈、用于給線圈通直流電的主電路和用于控制主電路通斷電的控制電路，所述線圈通電后鐵芯上所產(chǎn)生的磁場的方向與永久磁鐵的磁場方向相反，活塞的底部設(shè)有輸出軸，輸出軸與連桿固定連接，連桿與曲軸的底部鉸接，輸出軸與另一用于啟動輸出軸使輸出軸定向旋轉(zhuǎn)的傳統(tǒng)電機相連。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)速和功率可調(diào)范圍大、不會產(chǎn)生大的啟動電流且省電。
文檔編號H02K33/18GK101604896SQ20091004117
公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月11日
發(fā)明者謝煒光 申請人:謝煒光