专利名称：分子电流动力机的制作方法
技术领域：
本发明涉及到电动机。
现在的电动机，均包括定子和转子。定子和转子有铁磁性磁导体，或称为第一铁心和第二铁心。第一铁心有永磁结构或电磁结构的主磁极。第二铁心有电流线圈，电流线圈可以经接通电源或经电磁感应产生电流，线圈电流与主磁场相作用产生动力。这种电动机的缺点是要消耗大量的电力。
本发明的目的是设计一种动力装置，使得在运行中不需消耗电力或只需消耗很少的电力。
这个目的是这样实现的，即包括定子和转子。定子和转子分别设有第一铁心和第二铁心，第一铁心设有永磁结构或电磁结构的主磁极。本发明还包括有第二磁极和分流磁极。第二磁极设置在第一铁心上，与主磁极相差一定的位置角度。分流磁极极对数是第二磁极极对数的两倍，每一对分流磁极分别与一个第二磁极位置角度相同，位于第二磁极的两侧。在第二铁心中，分流磁场磁通方向垂直于主磁场磁通方向和第二磁场磁通方向。或者本发明还包括分流磁极和设置在环形第二铁心上的第二磁场励磁线圈。第二磁场励磁线圈是环形螺线管。分流磁极的极对数与主磁极极对数相同，每一对分流磁极分别与一个主磁极位置角度相同，位于主磁极的两侧。所有两侧有分流磁极的主磁极均具有相同的极性。在第二铁心中，分流磁场磁通方向垂直于主磁场磁通方向和第二磁场磁通方向。
本发明的动力装置，其主磁场和第二磁场以及分流磁场的磁化场场强均作用于第二铁心，并在第二铁心的不同部位产生不同方向和不同大小的未抵消分子电流。未抵消分子电流分别与各磁极气隙磁场相作用，产生大小不等、方向相反的转矩，正反方向的转距不平衡，就有了动力输出。动力装置运转中，第二铁心相对于主磁极运动，磁通的变化，在分子电流的运行空间产生感应电动势，该感应电动势的方向与分子电流的方向相反，使分子电流的能量得以消耗。分子电流能量的消耗对应分子热运动的降低，所以第二铁心的温度降低，第二铁心与周围环境有了温差，于是周围环境的热能向第二铁心补充。
这样，本发明利用环境的热能作功，电能损耗仅是励磁线圈的电阻损耗。如果各磁极均为永磁结构，则无需消耗人工电能。本发明可以永久性地解决能源问题，可以减少燃烧化学能源带来的空气污染，还可以利用第二铁心的低温产生冷凝水，避免可能出现的世界性饮水危机。
以下借助于附图
对本发明加以说明。
图一是本发明第一例的横剖面图。该例在第一铁心上设有第二磁极，是本发明的基本结构之一。图中仅示出第二铁心被磁化后最外层的未抵消分子电流，最内层的未抵消分子电流与受力分析无关，未示出。
图二是本发明第一例的结构简化后的横剖面图，该例将主磁极和第二磁极合并设置。
图三是本发明第一例的纵剖面图。该例分流磁极气隙磁通的方向为轴线方向。
图四是图三例的改进结构。该例分流磁极气隙磁通方向为径线方向。
图五是本发明第二例的横剖面图。该例在环形第二铁心上设有环形螺线管式励磁线圈，是本发明的基本结构之二。为图面清晰计，未示出环形螺线管，仅示出环形螺线管通电后产生的第二磁场磁通。图中还示出了主磁场和分流磁场磁通。各未抵消分子电流未示出。
各图中，(1)为主磁场磁通。(2)为第二磁场磁通。(3)为分流磁场磁通。
图一例中，第二铁心为转子的组成部分。第二磁场磁化场场强作用于第二铁心，在主磁极下产生未抵消分子电流(4)。未抵消分子电流(4)与磁通(1)相作用产生逆时针方向的转矩。主磁场磁化场场强作用于第二铁心，在第二磁极下产生未抵消分子电流(5)。未抵消分子电流(5)与磁通(2)相作用产生顺时针方向的转矩。若无磁通(3)，逆时针方向和顺时针方向的转矩大小相等，无动力输出。分流磁场磁化场场强作用于第二铁心产生未抵消分子电流(6)，其方向垂直于未抵消分子电流(5)的方向。末抵消分子电流(6)与磁通(2)相作用不产生转矩。但是，未抵消分子电流(6)与未抵消分子电流(5)是未抵消分子电流的两个分量，未抵消分子电流(6)的增加，将使未抵消分子电流(5)减小，顺时针方向的转矩随之减小。磁通(3)密度越大，第二铁心磁饱和度越高，分流作用越强，顺时针方向的转矩越小，逆时针方向的转矩相对越大，则输出转矩越大。改变磁通(1)或磁通(2)的方向，可改变输出转矩的方向。同时改变磁通(1)和磁通(2)的方向，输出转矩方向不变。由此可见，主磁场和第二磁场也可均用单相交流电励磁。分流磁场磁通方向与输出转距方向无关。如果将分流磁极做成可调节型，使得可相对主磁极和第二磁极移动，则可以改变输出转矩的大小和方向。本例中，若分流磁极顺时针方向或逆时针方向移动，输出转矩均减小。若移动接近45度位置角度，输出转矩接近为零；若移动超过45度位置角度，输出转矩反向为顺时针方向；若移动接近90度位置角度，输出转矩将接近顺时针方向的最大值。此时，原来的主磁极就成了第二磁极，原来的第二磁极就成了主磁极。本例是将主磁极和第二磁极分别设置。如果无需调节输出转矩方向或已经设置了分流磁极的位置调节装置，则可将主磁极和第二磁极合并设置，使结构简化如图二所示。
图三中，示出了图一例分流磁极的设置方式。本例中，磁通(3)经第二铁心、分流磁极(7)和机壳构成磁回路。通常，转轴应用非磁性钢做成，以免其将磁通短路，使输出转矩下降。此时分流磁极设置为永磁结构或电磁结构均十分简单。如果转轴是用磁性钢做成，则转轴中也应通过磁通(3)，此时分流磁极设置为电磁结构比较方便。
图四为另一例分流磁极的设置方式，其在第二铁心的两侧设有引导环(8)。该方式将图三中分流磁极(7)下的气隙磁通方向由轴向变为径向，使得气隙大小的控制和整机装配均较方便。引导环(8)也可直接将第二铁心沿轴向延长而得到。
图五例，第二铁心为定子的组成部分。第二磁场由第二铁心上的环形螺线管通电励磁。分流磁场只设置在主磁场的一种极性的磁极下，即只设置在N极或S极下。磁通(3)可经第二铁心、分流磁极和转轴构成磁回路。本例主磁极极对数大于一，这样可在转子上对称设置分流磁极，以有利于转子平衡。机壳应使用非磁性材料制成，以免其将磁通短路造成输出转矩减小，机壳也应有较高的电阻，以减小涡流损耗。
第二铁心横剖面通常可为圆环形状。由于第二铁心上仅是与主磁极相对的表面上的未抵消分子电流与主磁场相作用产生动力，所以第二铁心的内外径之差可适当减小。第二铁心的内外径之差减小后，其剖面面积减小，可能使其磁通密度过大，此时应适当增加主磁场和第二磁场的磁极对数，以减小主磁极和第二磁极的磁力线通过面积，使之与第二铁心磁力线通过面积相适应。另外，第二铁心中，分流磁场磁通在斥力作用下，会沿轴向逐渐向两边扩展至主磁场磁极下。在第二铁心轴向长度的二分之一处，这种扩展达到最大值，这会减小动力的输出。第二铁心的轴向长度越大，分流磁场磁通的扩展影响越大。主磁场和第二磁场的磁极对数增加后，磁极沿圆周方向的长度减小，第二铁心的轴向长度相对增加，如果分流磁场磁通的扩展影响不能忽略，应适当减小第二铁心的轴向长度。第二铁心轴向长度减小，会减小动力输出，此时，可将多个轴向长度较小的分子电流动力机沿轴向排列，串联安装在一起。所以，多极对数和多级串联安装是大功率分子电流动力机的重要结构方式。
由于第二铁心在运转时温度降低，与外部有热能交换，所以第二铁心设置为定子更合适。在机壳外部，还可以加装换热器和风机，增加热交换效率，减少机壳与环境的温差，避免机壳上的冷凝水结冰。
本发明可以在以上已阐明的基本结构上作许多变型设计。例如第二铁心可做成圆锥形，或者做成盘形等等，以使其适应不同设备或不同安装空间的要求。
权利要求
分子电流动力机，包括定子和转子；定子和转子分别设有第一铁心和第二铁心；第一铁心设有永磁结构或电磁结构的主磁极，其特征是还包括有第二磁极和分流磁极；第二磁极设置在第一铁心上，与主磁极相差一定的位置角度；分流磁极极对数是第二磁极极对数的两倍，每一对分流磁极分别与一个第二磁极位置角度相同，位于第二磁极的两侧；在第二铁心中，分流磁场磁通方向垂直于主磁场磁通方向和第二磁场磁通方向；或者还包括有分流磁极和设置在环形第二铁心上的第二磁场励磁线圈；第二磁场励磁线圈是环形螺线管；分流磁极的极对数与主磁极极对数相同，每一对分流磁极分别与一个主磁极位置角度相同，位于主磁极的两侧；所有两侧有分流磁极的主磁极均具有相同的极性；在第二铁心中，分流磁场磁通方向垂直于主磁场磁通方向和第二磁场磁通方向。
全文摘要
分子电流动力机解决了现有电动机需消耗大量电力的问题。其包括设有第一铁心和第二铁心的定子和转子。第一铁心设有主磁场和第二磁场。另外还设有分流磁场。三个磁场的磁化场场强作用于第二铁心,在第二铁心的不同部位产生不同方向和不同大小的未抵消分子电流,各未抵消分子电流与上述磁场相作用产生不能相互抵消的转距并输出动力。本发明不消耗或很少消耗电力,永久性解决能源问题,减少环境污染,并可产生冷凝水,避免饮水危机。
文档编号H02K57/00GK1423401SQ0114304
公开日2003年6月11日 申请日期2001年12月6日 优先权日2001年12月6日
发明者崔宝林 申请人:崔宝林