专利名称：电容电感振荡回收电流永磁发动机的制作方法
1、本发明属于电磁技术领域。
2、本发明是利用永磁的相互吸引力和排斥力作为机器的动力。
3、电容电感振荡回收电流永磁发动机(以下简称永磁发动机)，由定子、转子、移子、光电驱动大功率晶体管零压降开关，电容电感振荡回收电能变压器、保压节能闸、蓄电电容、发电机、蓄电池组成。附图2-01是永磁发动机的结构示意图，1、3为转子，2为定子，4为移子，5为光电开关，6为发电机，7为支架。定子由非导体材料(如电木)、永磁、发电机线圈等组成，如
图1-01所示。定子永磁为空芯园柱体，两截面为磁极，将园柱形永磁沿园周分12等分(必要时可增减等分数目)，沿轴线方向截去一部分永磁，截去后留下的空隙供容纳移子。永磁内侧安置发电机线圈。转子分为上下转子(转子可根据定子数增减)，分别置于定子的两截面，转子永磁磁场方向与定子永磁磁场方向垂直，每个转子永磁数目及位置角度与定子永磁数目及位置角度相对应，每个转子的永磁极同向，并沿园周等分排列嵌入支架中，如图1-02所示。上下转子与定子产生的力的转向应相同。移子由铁、磁芯和线圈组成，线圈为常用电磁线圈和超导体线圈。线圈一般为450～500匝，电流为7～13安，12个移子(可随定子的永磁数目增减)并联分别装在定子永磁的12个空隙中，通入直流电时产生的磁极极性应与定子永磁极性同向，磁感应强度相等。光电开关由开有12等分方孔的施转园盘、光电断路器(如图2-02所示)、光电触发器、大功率晶体管零压降开关组成。
4、工作原理如图1-01所示，1为定子，2为转子，在不通电时定子十二块永磁与装在永磁空隙中的移子形成十二对NS磁极。当转子在外力的作用下按顺时针方向移动，当转子中心线a越过移子中心线b时，转子的S磁极与定子的S磁极，转子的N磁极与定子的S磁极产生同性相斥异性相吸的作用，使转子按顺时针方向转动。当转子中心线a与前方移子中心线b′接近时，转子因永磁的相互作用会停止向前运动。把转子从b～b′移动的位置分为动力磁场区域，在这个区域内定子与转子产生力的作用使转子向前运动的相对磁场分为动力磁场。转子进入移子中心线b′后停止运动的位置到越过移子中心线b′转子在永磁的作用下向前运动的始点，把这一段距离分为阻力磁场区域，在阻力磁场区域内，阻碍转子运动的相对磁场分为阻力磁场。当转子进入阻力磁场区域时，移子通入直流电，产生与定子永磁磁极相同的极性，当移子产生的磁感应强度与定子永磁磁感应强度同等时，阻力磁场被消除，转子依其贯性通过阻力磁场区域。当转子进入动力磁场区域时，断开移子电流，动力磁场使转子向前运动，依照上述循环工作，机器就可以利用永磁的磁能向外输出动力。在移子线圈两端接入电容电感振荡回收电能变压器。移子断电时，因移子磁场收缩产生感应电流，经变压器升压回收蓄备于电容器中再次使用。一般可回收85%以上的能量。机器运转时带动一个发电机，用一部分电补充线路及开关的损耗，以维持机器的正常运转。
5、为了节能在定子永磁旁都安置两个线圈(如图1-013、4所示)，当移子通入直流电时，因同性相斥作用，使定子永磁的磁力线由移子的位置向线圈3、4移动。当移子使用超导体线圈时，外磁场磁力线无法穿透移子，磁力线完全向线圈3、4移动，线圈3、4将产生更大的感应电流。转子运动时，线圈3、4将产生感应电流，形成与永磁发动机共用转好的发电机。
6、光电驱动大功率晶体管零压降开关。其原理如图3所示，由光敏三极管T7、电阻R1R2R3R4R5R6、二极管D1D10D2、三极管T1、运算放大器、场效应管T2、电容C1、继电器J等组成的光电触发器;由二极管D5D4D3、电阻R8R7、电容C2C3、驱动管T5、电容C5、电阻R11组成的分离电源驱动电路;以及开关T6电阻R12压敏电阻R13等组成。所谓零压降开关是指开关管开通时，集电极、发射极间的电压降小于0.01伏以下的开关。要达到上述指标，开关基极驱动要满足四个条件一是基极驱动使用分离电源。分离电源是指不受开关集电极的电压变化影响的电源。二是基极驱动电源电压高于开关工作电源电压(通常高于10伏)。三是在不烧坏开关基极的前提下，基极驱动电流尽量大。四是驱动管与开关管形成的价梯级数应为1。
7、保压节能闸，如图3所示。由稳压管D7、二极管D6、场效应管T3、三极管T4、电阻R9R10组成。当电容C2、C3充足50伏电压，电容C4充足24伏电压时，C2、C3与C4电压差为C3-C4＝26伏，稳压管D7因选用10伏的稳压值，而被给电容C2、C3充电的电源电压击穿，开通场效应管T3，50伏直流电向电容C4充电。当C2或C3-C4≤10伏时，稳压管D7阻断，场效应管关断，停止向C4充电，始终保持C3、C2＞C410伏的电压，为大功率零压降开关的基极驱动提供条件。
8、电路自动调压结构(如图3所示)。由电容电感振荡回收电流变压器、保压节能闸、蓄能电容C4、二极管开关D9组成。当开关T6导通时，电容C4放电，如果T6关断时，电容C4放电后的电压仍大于电源电压，开关二极管D9阻断，电源无法向电容C4充电，没有能量补充。因线路有能量损耗，电容放电时释放的电荷量总是大于由变压器W1回收的电荷量。所以电容C4的电压不会因变压器W1升压而高于放电时的电压。当电容C4放电后的电压低于电源电压时，开关二极管D9开通，给电容C4充电，保证电容C4不会因电路损耗使回收的电荷量小而降低电压，达到自动稳压的作用。只要电池、发电机的电压是恒定的，电路电压就不会升高。电容C4的电容量决定了电路的电压值，容量越大电路的电压越小，电容C4的最高电压值V1等于回收移子释放的能量Q与电容容量C之比与电源电压V2之和，即V1＝Q/C+V2。改变电容的容量或改变发电机的电压就可以调整电路电压，用这个方法可以方便的调整机器的转速。
9、实现本发明的最好方式如图3所示。采用24伏直流电源起动，用24伏～40伏直流电运行。启动时先合上开关a，电池经灯炮E给电容C1C2C3C4充电，灯泡由亮变暗时，将转子按顺时针方向(转子在动力磁场区域运动的方向)转动，同时合上开关b。当转子进入阻力磁场区域时，转盘使光电触发器开通，继电器J的常开触点J1闭合，分离电源C2、C3经达林顿管T5开通开关管T6，使移子通入直流电源，消除阻力磁场，转子依其贯性通过阻力磁场区域。当转子进入动力磁场区域时，转盘使光电触发器关断，继电器释放，触点J1断开，开关管T6关断，移子L1磁场收缩产生感应电流经二极管D8电容C6和变压器W1的初级线圈返回移子，初级线圈与电容C6产生振荡，次级线圈升压到50伏，整流经二极管D3、D4给电容C2、C3充电，当C3-C4＞10伏时，保压节能闸迅速开通，给电容C4充电。这样既保证了驱动电源C2、C3的电压高于开关工作电压，又能充分回收移子释放的能量。机器运转时带动交流发电机发出30～40伏的交流电经整流，给电路补充能量，维持机器运转。
10、本发明与现有的电机有本质的区别，现有的电机是将电变为磁产生同性相斥、异性相吸使电机运行的，是耗电能的，而本发明在不通电的情况下就可以形成动力磁场，产生同性相斥，异性相吸效应，输出动力时不损耗任何能量。虽然克服阻力磁场也需电能，电路和开关有能量损耗，但是由于使用了大功率零压降开关和电容、变压器等特殊结构，可进行回收85%以上的能量，永磁发动机运转时产生的动能远大于线路损耗，只用发电机发出部分电能补充线路损耗，就可以达到不消耗外来能量的情况下输出动力的目的。永磁发动机的动力大小由定子、转子的个数，及园半径尺寸决定，转子与定子间的间隙越小，园半径越大，永磁的磁感应强度越大，动力就越大。定子与移子形成的NS磁极越多，动力越大。
权利要求
1.电容电感振荡回收电流永磁发动机(以下简称永磁发动机)属于电磁学领域，现有的直流电机是用永磁作定子或转子，将电变为磁产生同性相斥，异性相吸效应，使电机运行的，是消耗能量的，而永磁发动机只需永磁自身的磁能和永磁特殊的排列方式，在不通电的情况下，就可以形成动力磁场，产生同性相斥，异性相吸的作用，在输出功率时不需损耗任何能量。使用本发明的特征是利用永磁的相互吸引力和斥力作为动力，利用移子产生的磁极消除阻力磁场，电容电感振荡变压器回收电能再次利用，带动发电机发电补充电路能量损耗。
2.移子由常用电磁线圈或超导体线圈、铁、磁芯组成。
3.使用大功率晶体管零压降开关的特征是①使用分离电源作开关基极驱动。②基极驱动电源电压高于开关工作电源电压。③在不烧坏开关基极的前提下，使用最大基极驱动电流。④驱动管与开关管组成的价梯级数应为1。
4.本发明专用电路①由稳压管、场效应管、三极管、电容构成的保压节能闸。②大功率晶体管零压降开关。③电容电感振荡回收电流变压器。④由保压节能闸、变压器、蓄能电容、晶体管零压降开关、二极管开关组成的能量低损耗高回收率自动调压的专用电路。
5.用改变电容容量和发电机电压的方法进行调整机器转速。
6.定子安装发电线圈，构成与永磁发动机共用转子的发电机。
全文摘要
电容电感振荡回收电流永磁发动机，其主要特征为利用永磁相互吸力和排斥力作为动力，用移子产生的磁极消除阻力磁场，用电容电感振荡变压器回收电能并蓄备于电容中再次使用。带动发电机发电补充线路损耗。本发明采用大功率晶体管零压降开关，电容电感振荡回收电流变压器，蓄能电容，保压节能闸、开关二极管等组成的能量低损耗、高回收率、自动稳压的专用电路。采用改变蓄能电容容量、发电机电压进行调速。
文档编号H02N11/00GK1091555SQ9310241
公开日1994年8月31日 申请日期1993年2月26日 优先权日1993年2月26日
发明者王秉平 申请人:王秉平