专利名称：永磁发动机的制作方法
技术领域：
本发明永磁发动机涉及永久磁场的利用技术，是一种利用永久磁场所具有的能量 来提供动能的装置。
背景技术：
目前，各种电动机都是利用电能在电机定子表面或转子表面形成旋转磁场，旋转 磁场推动或拉动转子旋转并对外做功。电动助力车和永磁电动机是利用永久磁场做为能量 的一部分，电能做为能量的一部分，通过调控电能形成旋转磁场，推动或拉动转子旋转并对 外做功。所做的功等于永久磁场与电能所能做的功之和。它将投入的电功率几乎扩大了一 倍。各种磁驱泵，磁力偶合器、磁力驱动器都是利用电动机或它力直接带动永久磁极旋转， 从而传递动力。这都得益于永久磁场具有一定的能量和旋转磁场的形成。在我国和世界现有专利技术成果中或相关资料中，有几十个有关磁力发动机、磁 力方面永动机的的发明和技术。但是，它们没有一个能产生旋转磁场的，所以，这都是不可 能实现对外大量、持久和有效做功的。一百多年来，在永磁动力机的研制上，人类花费了大量的人力、物力、财力、精力， 始终没有实现“完全利用永久磁场对外做功”这一个历史性、世界性的目标。
发明内容
本发明永磁发动机的发明目的是提供一种完全利用永久磁场形成旋转磁场并对 外做功的装置；一种在它力或回馈力的作用下使磁能量充分释放的装置；一种由它力或回 馈力诱发磁场内力对外做功的装置；一种相当于将它力或回馈力放大数倍对外做功的装 置；一种制造漏磁、控制漏磁、利用漏磁的装置。永磁发动机属于冷动力机械。它无能耗、零排放、无噪声、无污染；具有与身具来的 软传动、刹车功能；零部件少、对称性强、制造加工简单；故障率低、寿命长、易维修。它可以 广泛地应用于人力车、电动车、发电机、电动或它力驱动的机械上，以及汽车和国防所需动 力的装备中。本发明永磁发动机，彻底实现了“完全利用永久磁场对外做功”这一个历史性、世 界性的目标。本发明永磁发动机，是现有能源的替代产品！是现有动力机械设备的替代产品！本发明永磁发动机的目的是这样实现的在环形机壳内安装有定子。定子铁芯分为两种结构(A)块状定子铁芯是以偶 数级均勻布置的数块能够被磁化的导磁体块组成的园环结构，每块导磁体之间采用非磁化 物质粘接、或用非磁化物质压铸连接、或铜焊焊连接，用连接材料形成较薄的隔离层；在垂 直于定子铁芯园环的面上、两块可磁化体之间的隔离层上、偏向园心一侧的适当位置上，机 加工出直径为一定值的数个贯通孔；数个贯通孔的园心全部位于以转子输出力轴心为园 心、以一定长度为半径的园上；这样的环状结构，就构成了块状定子铁芯。(B)层状定子铁芯是把能够被磁化的导磁体薄板进行冲压，形成一个园环片，在园环的内园沿径向冲压有 以偶数级均勻布置的数个裂隙；裂隙中压铸有非磁化物质；在数个裂隙中心偏向园心一侧 的适当位置上，还冲压出一定直径的园孔；数个园孔全部位于以转子输出力轴心为园心、 以一定长度为半径的园上；将这样的园环薄板以园孔相对，数片叠加，就构成了层状定子铁 芯。在(A)块状定子铁芯的每一个贯通孔中或在(B)层状定子铁芯园孔相对数片叠加构 成的贯通孔中，安装有横截面为“鼓形”的磁柱体；每一个鼓形磁柱体的两个弧面分别制成 N极和S极，长度与定子铁芯宽度相等；磁柱体的园缺部分和两个端头由非磁化物质压铸包 裹，共同构成一个“园形磁柱体”；园形磁柱体的外径与定子铁芯上的贯通孔的内径以尽可 能小的滑动轴承间隙配合；园形磁柱体的磁场会将两侧的导磁体磁化，构成了一个独立的 小磁场；由数个独立的小磁场组合，形成一个大的环形磁场。定子铁芯上的贯通孔，相当于 “电动机定子铁芯上开出的槽口 ”；贯通孔中安装的园形磁柱体，相当于“电动机定子铁芯上 的绕组”；这些就构成了永磁发动机的定子。在定子中装有转子。转子分为三种结构(C)整体铁芯转子是由能够被磁化的导 磁体整体制成的园柱体。(D)层状铁芯转子是由能够被磁化的导磁体薄板进行冲压成片 状，经过叠加制成的园柱体。(E)磁性转子是由整体铁芯表面上均勻镶嵌数块“U”形永久 磁铁制成的园柱体。在(C)整体铁芯转子、(D)层状铁芯转子转子周边均勻开有深浅相间的 裂隙；裂隙中压铸有非磁化物质；裂隙的数量与块状定子铁芯的块数或层状定子铁芯的裂 隙数相对应；在(E)磁性转子上镶嵌“U”形永久磁体块的数量与块状定子铁芯的块数或层 状定子铁芯的裂隙数相对应；转子长度与定子铁芯厚度相同；转子中心镶有输出力轴；这 些就构成了永磁发动机的转子。转子的外径与定子的内径以滑动轴承的间隙配合或以尽可能小的间隙即磁隙配
合 O本发明永磁发动机的定子和转子的选择与匹配不是固定的。转子结构选择与匹配 依赖于1、块状定子铁芯或层状定子铁芯的块数或裂隙数量；2、每个园形磁柱体两端的小 齿轮与大齿轮啮合的初始齿位即初始角度的规律；3、驱动的负载所需的功率和转速。这都 是决定转子结构的关键因素。定子铁芯贯通孔中安装的园形磁柱体，是由它力或回馈力机及驱动机构驱动旋转 的。它力或回馈力机及驱动机构是由它力或回馈力机及输出力齿轮、园形磁柱体的 两端分别安装有小齿轮、两个分居转子两侧的大齿轮、每个大齿轮外侧安装有小齿轮挡圈 和驱动齿盘，两个大齿轮与转子输出力轴同轴，并通过轴承来与转子输出力轴配合和轴向 定位；它力或回馈力机安装在机壳的两侧端盖上；转子输出力轴通过轴承固定安装在机壳 的的两侧端盖上组成。数个园形磁柱体两端的小齿轮，以一定的初始齿位或初始角度的规 律与大齿轮啮合；驱动齿盘与它力或回馈力机的输出力齿轮相啮合；旋转磁场的形成当它力或回馈力机的输出力齿轮带动大齿轮上的驱动齿盘时， 大齿轮开始旋转，同时大齿轮带动数个小齿轮驱动数个园形磁柱体在定子铁芯上的贯通孔 中同步旋转。只要输入一个足够大的它力即能够克服永久磁体在定子铁芯贯通孔中的滑动 磨擦阻力的力，并以一定的速度来同步带动园形磁柱体转动，磁柱体的磁力将依次得到释 放，在定子铁芯内表面上产生漏磁，漏磁以从大到小换极一从小到大一从大到小一周而复始的规律变化，从而在定子的内表面形成一个强大的旋转磁场。这个旋转磁场就相当于“感 应电动机或整流子电动机接入交流或直流电后，在定子或转子表面所形成的旋转磁场”。这个强大的旋转磁场，将会驱动转子旋转并对外做功。将对外做功的一部分力，通 过换能和控制器，回馈给它力，使它力减小或代替它力，从而实现了助力、增力、和提供动力 的目的。它力是驱动园形磁柱体在定子铁芯上加工出的贯通孔中旋转的外力；回馈力 是取自永磁发动机输出力中的一小部分经过换能后回输取代它力的力。它力机或回馈力机 的转速掌控着永磁发动机的运行；它力机或回馈力机的转速高，永磁发动机的转速则高、转 速低则低、转动停则停。它力或回馈力机伴随着永磁发动机的整个运转过程。它力或回馈 力机是永磁发动机运行的先决条件，是维系永磁发动机持久运行的必要条件，是控制永磁 发动机运行的必要条件。永磁发动机的润滑采用在壳体中注油，使之飞溅或采用油泵强制循环润滑。用润 滑油膜来保持转子外径与定子内径的间隙；用润滑油膜来保持园形磁柱体外径与定子铁芯 上贯通孔内径的间隙，尽可能的实现油膜悬浮轴承，减小偏磁带来的阻力。磁力发动机的定子是一个制造漏磁的机构、转子是一个利用漏磁的机构、它力或 回馈力机及驱动机构是一个控制漏磁的机构，三者有机地组合为一体，实现了磁力发动机 对外助力、增力、和提供动力的目的。永磁发动机的传动，是一个软传动，转速完全由它力或 回馈力机的转速控制。具有自刹车的功能。传动原理与磁力偶合器、磁力驱动器相似。永磁发动机的园形磁柱体在定子铁芯贯通孔中所受到的力，完全符合牛顿第三定 律FfiS = F n ；受到的力仅为摩擦力=F- Σ μ N。本发明永磁发动机是利用磁场同极相斥、异极相吸；磁场强度是两极面上磁场最 强；磁场能使磁化物质感应磁化并传递磁场强度；磁场力可以非接触传递；磁场有内磁路 和外磁路；磁场的闭合内磁路对外不显示磁性；磁场的外磁路才对外显磁、显力等的一些 特殊性质的产物。本发明永磁发动机，对研究、开发替代性能源——磁能，有着深远的经济、军事和 社会意义！磁能的开发利用、永磁发动机的开发利用，将带来一场能源革命！将带来一场 动力机械的革命！下面结合附图对本发明永磁发动机的的结构和原理进一步说明
附图1 永磁发动机剖面示意图附图2 永磁发动机旋转磁场形成原理及传动示意图附图3 永磁发动机定子铁芯结构示意图附图4_1、2 是永磁发动机转子结构示意图永磁发动机主要由壳体(1)，壳体端盖(1-1)，定子铁芯(2)，隔离层或裂隙 (2-1)，贯通孔(2-2)，磁性园柱体(3)，“鼓形”磁柱体(3-1)，包裹在磁柱体(3-1)园缺外的 非磁化物质(3-2)，小齿轮(4)，转子(5)，隔离层或裂隙(5-l)，“U”形永久磁铁(5-2)，输出 力轴(6)，轴承(7)，大齿轮(8)，小齿轮定位挡圈(8-1)，驱动齿盘(82)，大齿轮轴承(8-3)， 它力或回馈力机(9)，它力或回馈力机驱动齿轮(9-1)组成。永磁发动机的配件制备与安装用铸钢制造壳体(1)及端盖(1-1)；用可磁化物 质制成块状并组合成环状定子铁芯(2)、在其上用非磁化材料制成隔离层(2-1)、并制造贯通孔(2-2)，或用可磁化物质薄板冲压成园环并叠压制成层状定子铁芯(2)、在其上制造裂 隙并压铸非磁化材料的隔离层(2-1)、并制造贯通孔(2-2)；在壳体(1)中安装块状或层状 定子铁芯(2)；把永久磁铁制成“鼓形”磁柱体(3-1)，两弧面分别制成N极与S极，在“鼓 形”磁柱体(3-1)的园缺部位包裹非磁化物质(3-2)，形成一个磁性园柱体(3)，并在两端都 安装小齿轮(4)；在定子铁芯的贯通孔(2-2)中安装园形磁柱体(3)；用可磁化物质制成整 体铁芯转子(5)、或用可磁化物质薄板冲压后叠压制成层状铁芯转子(5)，并在其上制有裂 隙，裂隙中压铸非磁化材料的隔离层(5-1)，或用“U”形永久磁铁(5-2)镶嵌制成转子(5)； 将转子(5)与输出力轴(6)镶嵌成一体；将转子(5)装入到定子(2)中；两个大齿轮(8)上 都分别制造有小齿轮定位挡圈(8-1)和驱动齿盘(8-2)，大齿轮(8)由大齿轮轴承(8-3)与 输出力轴(6)配合并做轴向定位；数个磁性园柱体上的小齿轮(4)以不同初始的齿位或角 度在一定的规律下与大齿轮(8)相啮合；将转子输出力轴(6)经过轴承(7)固定于壳体端 盖(1-1)上；它力或回馈力机(9)固定在壳体端盖(1-1)上，驱动齿盘(8-2)与它力或回馈 力机(9)的驱动齿轮(9-1)相啮合；转子(5)的外径与定子(2)的内径以滑动轴承的间隙 配合或以尽可能小的间隙即磁隙配合。园形磁柱体(3)外径与定子铁芯上的贯通孔(2-2) 内径以尽可能小的滑动轴承间隙配合即可。永磁发动机的传动及原理是当它力或回馈力机(9)的驱动齿轮(9-1)带动驱动 齿盘(8-2)时，大齿轮(8)开始转动，大齿轮(8)又同步驱动数个小齿轮(4)，小齿轮(4)带 动数个磁柱体(3)在数个贯通孔(2-2)中旋转。每个磁柱体(3)与它两侧接触的定子铁芯 (2)构成一个独立的漏磁单元体。当数个磁柱体(3)同步旋转时，数个独立的漏磁单元体， 将依次对外漏磁，依次建立起一个独立漏磁空间；每一个独立的漏磁空间都会发生以从 大到小换极-从小到大-从大到小的周而复始的规律变化，从而在定子铁芯(2)的内表面 就形成一个旋转磁场，这个旋转磁场推动或拉动转子(5)旋转，经过输出力轴(6)对外输送 动力。利用外输动力的一小部分，直接或经过换能回馈给它力，从而减小它力或取代它力， 使磁力发动机在自给自足的状况下运转。本发明永磁发动机工作原理与电动机的工作原理极其相似永磁发动机是用它力 或回馈力机驱动数个磁柱体在定子铁芯的贯通孔中同步旋转，依次在定子铁芯内表面上产 生漏磁空间，形成旋转磁场；电动机是在定子或转子铁芯的极相组中通入直流或交变电流， 在定子或转子铁芯上产生漏磁空间，形成旋转磁场。
具体实施例方式将永磁发动机的输出力轴直接或通过离合器及传动机构于负载相 连接，经过它力或回馈力机及相应的调控系统的控制，获得负载所需要的转速和动力。
权利要求
1.永磁发动机的构成主要是由定子、转子、它力或回馈力机及驱动机构组成。定子的特征定子铁芯分为两种(A)块状定子铁芯是以偶数级均勻布置的数块能够 被磁化的导磁体块组成的园环结构，每块导磁体之间采用非磁化物质粘接、或用非磁化物 质压铸连接、或用铜焊连接，形成较薄的隔离层，在垂直于定子铁芯园环的面上、两块导磁 体之间的隔离层上、偏向园心一侧的适当位置上，加工出直径为一定值的数个贯通孔，数个 贯通孔的园心全部位于以转子输出力轴心为园心、以一定长度为半径的园上；(B)层状定 子铁芯是把能够被磁化的导磁体薄板进行冲压，形成在内园上带有以偶数级均勻布置的 数个裂隙的园环片，在数个裂隙中心偏向园心一侧的适当位置上，冲压出一定直径的园孔， 数个园孔全部位于以转子输出力轴心为园心、以一定长度为半径的园上，将冲压的园环薄 板以孔、隙相对，数片叠加压紧，并在裂隙中压铸非磁化物质，构成层状定子铁芯。在(A)块状定子铁芯的每一个贯通孔中或在(B)层状定子铁芯园孔相对数片叠加构成 的贯通孔中，都安装有横截面为“鼓形”的磁柱体；每一个鼓形磁柱体的两个弧面分别制成 N极和S极，长度与定子铁芯宽度相等。鼓形磁柱体的园缺部分和两个端头用非磁化物质压 铸包裹，共同构成一个园形磁柱体；园形磁柱体的弧面与定子铁芯上的贯通孔的内径以尽 可能小的滑动轴承间隙即磁隙配合。转子的特征转子分为三种(C)整体铁芯转子是由能够被磁化的导磁体整体制成的 园柱体；(D)层状铁芯转子是由能够被磁化的导磁体薄板进行冲压成片状，经过叠加压紧 制成的园柱体。(E)磁性转子是由整体铁芯表面上均勻镶嵌数块“U”形永久磁铁后制成 的园柱体。转子长度与定子铁芯厚度相同；在(C)整体铁芯转子、(D)层状铁芯转子的转子 周边均勻开有深浅相间的裂隙，裂隙中压铸有非磁化物质；中心镶有输出力轴。转子的外径 与定子的内径以尽可能小的滑动轴承间隙即磁隙配合。在(C)整体铁芯转子、(D)层状铁芯转子周边裂隙的数量与块状定子铁芯(A)的块数 或层状定子铁芯(B)的裂隙数量相对应；在(E)磁性转子镶嵌的“U”形永久磁体块的数量 与块状定子铁芯的块数或层状定子铁芯的裂隙数量相对应。永磁发动机的定子和转子的选择与匹配不是固定的，可以更换不同结构的转子。转子 结构选择与匹配的关键因素1、块状定子铁芯或层状定子铁芯的块数或裂隙数量；2、每个 园形磁柱体两端的小齿轮与大齿轮啮合的初始齿位即初始角度的规律；3、驱动的负载所需 的功率和转速。这都是决定转子结构的关键因素。它力或回馈力机及驱动机构的特征在园形磁柱体的两端分别安装有小齿轮；有两个 大齿轮分居转子两侧，与转子输出力轴同轴，并通过轴承来与转子输出力轴配合和轴向定 位；两个大齿轮上都制造有小齿轮定位挡圈和驱动齿盘；数个园形磁柱体两端的小齿轮以 一定的初始齿位即初始角度的规律与大齿轮啮合；驱动齿盘与它力或回馈力机的输出力芮 轮相啮合。
2.它力或回馈力的控制机理它力是驱动园形磁柱体在定子铁芯上加工出的贯通孔 中旋转的外力；回馈力是取自永磁发动机输出力中的一小部分经过换能后回输取代它力 的力。它力机或回馈力机的转速掌控着永磁发动机的转速；它力机或回馈力机的转速高，永 磁发动机的转速则高、转速低则低、转动停则停。它力或回馈力机伴随着永磁发动机的整个 运转过程。它力或回馈力机是永磁发动机运行的先决条件，是维系永磁发动机持久运行的 必要条件，是控制永磁发动机运行的必要条件。
3.永磁发动机主要部件的功能特征是定子是一个制造漏磁的机构；转子是一个利用 漏磁的机构；它力或回馈力机及驱动机构是一个控制漏磁的机构。
4.永磁发动机的原理特征是用它力或回馈力机及驱动机构来驱动数个园形磁柱体 在定子铁芯上的贯通孔中同步旋转，数个园形磁柱体将依次在定子铁芯内表面上产生漏 磁漏磁以从大到小-换极-从小到大-从大到小周而复始的规律变化，形成旋转磁场；旋 转磁场推动或拉动转子旋转并对外做功。永磁发动机的园形磁柱体在定子铁芯贯通孔中所 受到的力，完全符合牛顿第三定律F磁s = FaN ；受到的力仅为摩擦力F=E μ N0
全文摘要
本发明永磁发动机属于永久磁场的利用技术；是利用磁场同极相斥、异极相吸；磁场强度是两极面上磁场最强；磁场能使磁化物质感应磁化并传递磁场强度；磁场力可以非接触传递；磁场有内磁路和外磁路；磁场的闭合内磁路对外不显示磁性；磁场的外磁路才对外显磁、显力等的一些特殊性质的产物；是一种完全利用永久磁场形成旋转磁场对外做功的装置；是一种在它力的作用下，使磁能量充分释放的装置；是一种由它力诱发磁场内力对外做功的装置；是一种相当于将它力放大数倍对外做功的装置；是一种制造漏磁、控制漏磁、利用漏磁的装置。
文档编号H02N11/00GK102075122SQ20091017928
公开日2011年5月25日 申请日期2009年9月21日 优先权日2009年9月21日
发明者马良玉 申请人:马良玉