用于电能和机械能转换的电流方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气工程领域，尤其涉及一种用于电能和机械能转换的电流方法，该方法能广泛应用于电动汽车、飞机、潜艇和水面船舶的低电压电流马达的发展中。
【背景技术】
[0002]现有的用于电能和机械能转换的电流方法是通过单极电机(见大学教科书“电机”第二版本，1964 出版.M.P.Kostenko、L.M.P1trovsky.-M.；L.:Enerhiya.第一部分:直流电机、变压器，第548页和第337页)实现的；其中，马蹄形磁体包围了安装于轴承内的轴上的金属盘的一段(segment)。当金属盘在马蹄形磁体所产生的磁场中旋转时,仅在磁力线的区域内以及在磁力线与金属盘相互作用的区域内产生电动势；然而，该电动势是在磁力线作用区域外侧获得(derive)的，且所获得的电动势大大降低，但是感应电流很大。
[0003]这种单极电机存在很多不足之处。其中之一就是电动势只存在于一段金属盘中，感应电流大是个很大的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是改进上述用于电能和机械能转换的电流方法，使其能够拓宽其应用范围，并提高基于上述方法工作的马达的效率，减少电动汽车的电池数量，创造安全的低电压机械装置，获得更高的电动势以用于多级设计，以及简化大电流运送和供给电机的过程。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种采用马达实现的用于电能和机械能转换的电流方法，所述马达包括包围轴的外壳、包括带有凹槽的介电盘的定子、铜集电器、以及安装于轴上的转子和铜-石墨集电器，所述转子包括金属盘；所述金属盘分段设置，且所述金属盘的段由马蹄形磁体所产生的磁场包围；其中，所述马蹄形磁体的端部位于金属盘的轴上，而所述马蹄形磁体的基体(base)位于金属盘外周(on periphery)。其中，所述电流方法包括将集束导线(bunched conductor)插入位于定子中的介电盘的凹槽的整个区域中，所述集束导线由绝缘隔离(separate insulated)的平行导体(parallel conductor)组成，所述平行导体的端部通过总线在所述平行导体的上部和下部采用导线与环形铜-石墨集电器和铜集电器相连接从而形成闭环连接(close together);采用转子的马蹄形磁环包围定子及所述定子的集束导线；所述集束导线为所产生的磁场的激励器，使得所述转子的一侧形成磁环的均匀的北磁场，而所述转子的另一侧形成均匀的南磁场，从而位于所述北磁场和南磁场之间的磁力线与用作定子磁场激励器的集束导线垂直相交。
[0006]用于电能和机械能转换的电流方法为高科技车辆、机械和电流领域的技术进步提供了新的可能性。使用该电流方法以通过一个强大的磁场激励来获得转动力矩可以将电动汽车的电池数量减少一个数量级(by order)，创造安全的低电压机械装置；且圆柱形电流马达的开发使其在交通、潜艇和水上船舶上具有更广泛的应用。这对于生产者和使用者而言在经济上都是有利的。由于当磁力线与集束导线360°垂直相交时，将发生产生旋转力矩并感应纯直流电流的物理过程，因此直流电机的效率更高。该电流方法可获得高效率、多方面且大功率的电机，在技术进步中将会发挥它们的作用。
[0007]当在电机中使用集束导线时，会产生强大的磁场，并相应产生很大的转动力矩。
[0008]当使用环形集电器时，用于能量转换的电流方法可以产生大磁场，当大磁场与转子磁场相互作用时，将会产生大的转动力矩。这样的设计可以开发出任何尺寸的圆盘形和圆柱形电机，用以产生直流电流，并获得更高的效率和电压。
【附图说明】
[0009]请求保护的技术方案通过以下给出的附图进行解释。附图中:
[0010]图1是在磁环作用下的带有集束导线的马达的剖面图；
[0011]图2是具有磁环的转子的轴测图，图中未示出轴；
[0012]图3示出了定子，定子包围了集束导线和环形集电器；
[0013]图4示出了环形集电器；
[0014]图5示出了集束导线；
[0015]图6是集束导线做直线运动时与磁场的相互作用图。
【具体实施方式】
[0016]图1描述了一种马达，该马达包含转子1、带有轴承3的轴2、端子4和环形铜集电器5。环形铜集电器5嵌入到绝缘体6中，且绝缘体6被外壳7所包围。带有绝缘体9的铜-石墨环形集电器8、电流跨接器10和带有绝缘体12的环形电流集电器11嵌入到转子I中。环形铜集电器13嵌入到定子14的介电盘中，用于向激发磁场的集束导线15提供电流，集束导线15通过导线连接端子16。图2通过磁体18示出了磁环(magnetic loop) 17,磁环17包围了带有用于激发磁场的集束导线15的定子14，集束导线15按照图6给出的方案与磁环的磁力线相互作用。
[0017]利用上述设计的马达，本发明所提供的电流方法可以按照下面的方式实施。
[0018]当位于轴承3中的轴2上的转子I做旋转运动时，端子4会获得直流电流，该直流电流流向嵌入于外壳7的绝缘体6中的环形铜集电器5。该电流从环形铜集电器5流向绝缘体9中的环形铜-石墨集电器8，然后通过电流跨接器10流向环形绝缘体12中的电流集电器11。环形集电器8和11嵌入在转子I中。进一步地，电流从环形集电器11流向定子14的环形集电器13，然后流向用作磁场激励器的集束导线15，最后达到端子16。带有马蹄形磁环17和磁体18的转子I包围了盘式定子14 ;其中，盘式定子14带有用作磁场激励器的集束导线15。当电流到达集束导线时，就会产生磁场(如图6所示)，该磁场与转子的磁场相互作用；其中，北磁极位于其中一侧，而南磁极则越过所有圆形回路(over all circles)在另一侧形成。如图6所示，根据右手螺旋定则，在一侧产生了相同的磁力线；而在另一侧产生了不同的磁力线；根据左手定则，也就是说，导线在其一侧存在排斥力，而在另一侧存在吸引力。这就是用于能量转换的电流方法的实施原理。
[0019]因此，本申请提供的是一种用于电能和机械能转换的电流方法，该方法能拓宽其应用范围，提高基于上述电流方法工作的马达的效率，减少电动汽车的电池数量，创造安全的低电压机械装置，获得更高的电动势以用于多级设计，以及简化将大电流运送和供给电机的过程。
【主权项】
1.一种采用马达实现的用于电能和机械能转换的电流方法，所述马达包括包围轴的外壳、包括带有凹槽的介电盘的定子、铜集电器、以及安装于轴上的转子和铜-石墨集电器，所述转子包括金属盘；所述金属盘分段设置，且所述金属盘的段由马蹄形磁体所产生的磁场包围；其中，所述马蹄形磁体的端部位于金属盘的轴上，而所述马蹄形磁体的基体位于金属盘外周，其特征在于，所述电流方法包括: 将集束导线插入位于定子中的介电盘的凹槽的整个区域中，所述集束导线由绝缘隔离的平行导体组成，所述平行导体的端部通过总线在所述平行导体的上部和下部采用导线与环形铜-石墨集电器和铜集电器相连接从而形成闭环连接； 采用转子的马蹄形磁环包围定子及所述定子的集束导线；所述集束导线为所产生的磁场的激励器，使得所述转子的一侧形成磁环的均匀的北磁场，而所述转子的另一侧形成均匀的南磁场，从而位于所述北磁场和南磁场之间的磁力线与用作定子磁场激励器的集束导线垂直相交。
【专利摘要】本发明提供了一种用于电能和机械能转换的电流方法，所述电流方法包括将集束导线插入位于定子中的介电盘的凹槽的整个区域中，所述集束导线由绝缘隔离的平行导体组成，所述平行导体的端部通过总线在所述平行导体的上部和下部采用导线与环形铜-石墨集电器和铜集电器相连接从而形成闭环连接；采用转子的马蹄形磁环包围定子及所述定子的集束导线；所述集束导线为所产生的磁场的激励器，使得所述转子的一侧形成磁环的均匀的北磁场，而所述转子的另一侧形成均匀的南磁场，从而位于所述北磁场和南磁场之间的磁力线与用作定子磁场激励器的集束导线垂直相交。该方法能拓宽其应用范围，提高基于上述电流方法工作的马达的效率。
【IPC分类】H02K31/00
【公开号】CN105226907
【申请号】CN201410258201
【发明人】拉卡托什·瓦连京·帕夫洛维奇, 拉卡托什·奥列克桑德尔·瓦连季诺维奇, 拉卡托什·罗曼·奥列克桑德罗维奇, 科斯坚科·谢尔格伊·尼科拉耶维奇
【申请人】拉卡托什·奥列克桑德尔·瓦连季诺维奇, 重庆两江新区创业六环科技发展有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年6月11日