专利名称：一种回收能量式永磁电机及制造方法
技术领域：
本发明涉及一种利用永磁体相互之间的吸、斥力为动力的永磁电机的启动原理，回收能量装置，移子(电感)铁芯及电机通用、系列化的制造工艺。
中国专利申请92.1016697，93102417X和96年7月3日提交的一种回收能量式永磁电机，提出了利用永磁的吸斥力为动力的发明原理，但是上述专利申请有如下缺陷1、要借外力才能启动。2、转子的永磁体的磁极截面垂直于定子的磁极，相对于定子的磁路气隙过大，减小了机器的动力。3、回收能量的装置为变压器，笨重、体积大。4、移子(电感)铁芯使用带绕矩形切割铁芯[1J79h(Ni79Mo4Cu)]虽然效果好，但是，材料工艺要求高，成本大，最大的缺陷是各种机械应力一旦发生塑性变化，就将出现磁性的永久变化，给制造增加了难度，不利于工业化生产。5、电机的转子、定子在设计时没有通用系列化，不便于增减机器的容量，不便于维修。6、一个定子的两侧有两个转子的模式在增加机器的容量时，体积大成本增加。
本发明的目的是要提供一种不利用外力就可以启动、无变压器回收电能，减小转子、定子永磁体磁路气隙、提高机器动力，移子(电感)铁芯使用普通硅钢片和晶粒取向硅钢冲压成UFU形，转子、定子通用系列化的装置。
发明是这样的利用永磁的吸、斥力为动力的电机有这样一个特点在不通电时，转子与定子的永磁体和移子(电感)自然形成无数个动力磁场和相对应数目的阻力磁场，转子在动力磁场区域时，就形成了一个力矩，使转子转动，进入阻力磁场区域时，就形成阻力使转子停止转动。利用这个特性，把电机的两个(或两组)定子错位，使定子两侧的转子在阻力磁场区域[通电时转子位移传感器驱动开关开通，使移子(电感线圈)通电]，另一个定子两侧的转子在动力磁场区域(通电时转子位移传感器驱动开关关断，移子断电)。启动时，只要把电源接通，转子进入阻力磁场区域的定子中的移子(电感线圈)被转子位移传感器驱动通电，阻力被移子产生的磁极消除，此时，另一个定子两侧的转子在动力磁场的作用下使机器运转，完成启动程序。
把转子的永磁体的磁极由原来垂直于定子永磁磁极改为与定子的永磁的磁极同向，如图3所示。每个转子上的永磁体的数目为定子上的永磁体数目的二倍，转子上的永磁的排列方式与定子上的永磁体与移子(电感铁芯)形成的N.S极相对应，这样排列转子上的永磁体，减小了转子、定子之间的磁路气隙，提高机器的动力。
无变压器回收电能的装置见图6，工作原理是这样的，在两组(或两个)定子互相错位，设A组的转子进入阻力磁场区域时，转子位移传感器驱动开关CG1，开通、电感L1通入直流电，产生磁极消除阻力磁场，转子在另一组转子(在动力磁场区域)推动下通过阻力磁场区域。通过阻力磁场区域后，转子位移传感器使CG1关断，L1产生感应电流经二极管D2、C1、D1回路，给电源充电，完成第一次回收能量过程。当另一组的转子进入阻力磁场区域时，传感器使CG2开通，电容C1经过电感L2，开关CG2放电，电源同时通电，移子产生的磁极消除阻力磁场，当转子通过阻力磁场区域后，传感器使开关CD2关断，电感L2产生感应电流经C2，二极管D4给电容C2充电，经二极管D3反回给电源，依上述原理循环工作，就可以在无变压器的条件下完成回收电能工作。
移子(电感)铁芯如图5所示，中心部份用晶粒取向硅钢片冲压成长方形，其它两部份用普通硅钢片冲压成UU形，将冲好的片叠成一个UFU形的铁芯，线圈绕在取向硅钢片的铁芯上，在U形的边冲出一个角，其作用是将其铸压嵌在塑件成形后不会松动。由于铁芯为UFU形，磁极铁芯与两边磁回路铁芯有一定的气隙，磁极铁芯(晶粒取向硅钢)可获得低的剩磁(Br)使其磁导率基本上不随外磁场变化，从而减小了反磁损耗，提高了回收电能的效率，更大的优点在于提高生产率，降低成本。
转子、定子通用、系列化生产其方法是把绕好线圈UFU形铁芯和永磁体(永磁体形状见图7)，把一永磁体分为两块，设上面的截面为N极，下面的截面为S极，分别嵌在移子(电感)线圈的两侧。用绝缘散热性能好的塑料铸压成型，一端有圆形凹槽，一端有圆形凸部的定子，见图2图4。凹形槽与凸部用于组装时定位，提高装配精度，多个定子可以用积木的方式进行组合、分解，铸造定子时，使定子组合时定子之间的空隙能容纳转子，并使转子、定子之间的间隙不大于0.5mm。在增减机器容量时，为了方便组合定子、转子，不至于把定子装反使机器不能正常工作，在铸造时，转子、定子都按一个标准生产，，设有凹槽的一端的永磁的磁极为N极，另一端有凸部的永磁磁极为8极，见图2。转子按图3所示用酚醛等高强度的塑料铸压成型，其形为圆盘形，中心为一突出的圆柱形，厚度尺寸按定子、转子组合时的装配精度要求制造，一般要求是定子、转子组装固定后，转子能平稳地在定子间旋转，转子与定子不能有摩擦，其间隙小于0.5毫米。转子圆柱体中心的孔为花建式，与花建式的轴心相配合，花建轴心的一端有一固定盘，见图2。转子通过花建孔、花建轴、用螺栓螺母固定在轴心上面。定子的最外端的截面应留有圆形凹槽，轴承座凸影部与圆凹槽相配合通过螺栓螺母，把轴及转子固定好。由于定子用塑料封装，防潮、防水、绝缘、散热性能都比效好，无修理的必要，如果坏了也能方便换上一只新的就行了。
权利要求
一种转子、定子都装有永磁体，利用永磁体的相互吸、斥力为动力的电机。使用本发明的特征是A、利用定子、转子自然形成的动力磁场和阻力磁场的特性，把相联的两组(或两个)电机的定子、转子错位，形成一组电机的转子在阻力磁场区域，另一组电机的转子在动力磁场区域，将转子进入阻力磁场区域的电机通电，阻力被消除。另一组电机的转子利用在动力磁场区域时的力矩将电机启动。B、定子为圆盘式。将浇好线圈的UFU形铁芯和永磁体，按永磁体N极(或S极)铁芯相间绕圆盘嵌在塑盘中，在圆盘截面上永磁体与铁芯形成无数对N、S磁极。转子为圆盘形，将永磁体按N、S磁极相间嵌在圆盘上，圆盘截面为磁极，转子上的永磁体的数目为定子上的永磁体数目的两倍，转子上的磁极截面与定子永磁体磁极截面同向(相接)，形成无数对N、S磁极并与定子上的永磁体与铁芯形成的N、S磁极相对应。C、本发明使用无变压器回收电能电路，在移子(电感线圈)两端反串接二极管电容进行回收电能。D、移子铁芯为UFU形。中芯用晶粒取向硅钢片，两旁用普通硅钢片冲压后叠成UFU形。E、将绕好的线圈的UFU铁芯和永磁体用塑料铸压成圆盘形定子，一端有凹槽，一端有凸部，可高精度组合、分解的通用系列产品。转子用塑封铸压成中心为圆柱体，孔为花建式的圆盘形的可组合分解的通用系列产品。组合时，按转子、定子、转子的模式组合。
全文摘要
一种利用永磁体的吸、斥力为动力的电机。本发明提供一种不利用外力就可以启动;无变压器回收电能;减小转子、定子永磁体磁路气隙,提高机器动力;铁芯使用普通硅钢片,冲压成UFU形的装置和转子定子通用系列化的制造方法。
文档编号H02N11/00GK1175117SQ9610239
公开日1998年3月4日 申请日期1996年8月23日 优先权日1996年8月23日
发明者王秉平 申请人:王秉平