一种磁供能动力机及其产生动力的方法

摘要

本发明实施例公开了一种磁供能动力机，包括：一个定子、环形分布在所述定子上的多个规格相同的柱形定子线圈，和一个通过转轴固定在所述定子内部的盘型转子，一个用于检测所述转子转过角度的角度检测器，以及一个用于根据检测到所述转子转过的角度，控制所述定子线圈电流方向的数字控制器。本发明还公开了一种磁供能动力机产生动力的方法，通过对定子线圈通直流电产生垂直磁场，在所述转子每转过一个所述预设的角度时，改变所述各个定子线圈的直流电方向，使所述转子一直转动，利用了垂直磁场的磁场磁弹性来做功提高了电磁转换效率。

说明书

技术领域

本发明涉及磁能动力领域，尤其涉及一种磁供能动力机及磁供能动力机产生动力的方法。

背景技术

随着社会的进步和技术的发展，车、船以及车间的机器使用越来越普及，而这些机器的动力大部分都来自活塞式的内燃机，大量的机器的使用给能源带来巨大的压力，以及使用排放的尾气也给环境带来了巨大的危害，而节约能源以及提高内燃机的效率和环保已经刻不容缓，但现在大部分的内燃机在工作时，能源利用率还是很低，而尾气也是不可避免的产物，同时产生的噪音也给环境带来压力，而且，内燃机的工作时产生大量的热量，是的内燃机发热降低了使用寿命，有鉴于此，现有技术提出一种利用磁能产生动力的动力机，所述磁供能动力机，用来克服所述内燃机的不足，然而现有技术的磁供能动力机，都是利用环形磁场做功，不能利用垂直磁场间的磁弹性产生动力来做功，同时现有技术的磁供能动力机由于不能克服工作室产生的反向电动势，而不能使磁供能动力机效率达到更高的水平，同时，现有技术的磁供能动力机，在启动时需要一个外界的动力才能开始转动，使得所述动力机运行起来比较复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种磁供能动力机及磁供能动力机产生动力的方法，通过对定子线圈通直流电产生垂直磁场，在所述转子每转过一个所述预设的角度时，改变所述各个定子线圈的直流电方向，使所述转子一直转动，提高了电磁转换效率。

为了达到上述技术效果，本发明实施例提出了一种磁供能动力机，包括：

一个定子、环形分布在所述定子上的多个规格相同的柱形定子线圈，和一个通过转轴固定在所述定子内部的盘型转子，一个用于检测所述转子转过角度的角度检测器，以及一个用于根据检测到所述转子转过的角度，控制所述定子线圈直流电方向的数字控制器；

所述定子线圈中心插有磁芯，所述绕线方式通电时产生垂直磁场，其中有且只有一个定子线圈中心轴线与相邻的两个定子线圈中心轴线之间的夹角有一个角度差，其余的所述各个定子线圈之间的中心轴线间的夹角大小相等，所述转子上具有与所述定子上的定子线圈数量相同的柱形永磁体，所述各个永磁体的规格完全相同，且所述永磁体之间的中心轴线之间的夹角相等，所述各个定子线圈和各个永磁体的中心轴线处于同一平面。

优选地，所述定子上有一个用于帮助所述转子启动的启动线圈。

优选地，所述定子线圈和永磁体的个数为偶数多个，所述各个永磁体朝向定子线圈的一端的磁极相同或者以N极S极交替形式出现。

优选地，所述定子线圈和永磁体的个数为不少于三个的奇数多个，所述各个永磁体朝向定子线圈的一端的磁极相同。

优选地，所述定子外面还包括一个与所述定子内部转子同转轴的外转子，所述外转子上具有与所述定子上的定子线圈数量相同的柱形永磁体，所述外部转子上的各个永磁体的规格完全相同，且所述外转子上的各个永磁体的中心轴线分别与定子内部转子的各个永磁体的中心轴线重合，且所述外转子和定子内部的转子上中心轴线重合的永磁体朝向定子线圈的一端的磁极相反。

优选地，所述定子线圈朝向所述转子一端具有一个防止所述定子线圈的磁芯与永磁体正对时漏磁的弧度，所述弧度为所述转子的圆弧的弧度。

优选地，所述定子线圈磁芯正对所述永磁体的面积不大于所述永磁体正对所述磁芯的面积。

优选地，所述定子、定子线圈外壳及转子由抗磁材料制成。

优选地，所述用于检测所述转子转过角度的角度检测器包括：

霍尔元件、激光定位器及锁相环定位器。

本发明实施例一种磁供能动力机产生动力的方法，包括：

对定子线圈通直流电产生垂直磁场，以使所述各个定子线圈朝向永磁体的一端产生与所述永磁体朝向所述磁极端磁性相同的磁极；

所述永磁体与磁芯之间相同的磁极之间产生推力，使得所述转子向所述定子线圈中心轴线与相邻的两个定子线圈中心轴线之间的夹角有一个角度差的夹角偏大的方向转动；

检测所述转子转过的角度；

当所述转子每转过一个所述预设的角度时，改变所述各个定子线圈的直流电方向以使所述转子一直转动。

优选地，进一步包括：

通过一个启动线圈帮助所述转子启动时转向所述定子线圈中心轴线与相邻的两个定子线圈中心轴线之间的夹角有一个角度差的夹角偏大的方向。

优选地，所述当所述转子每转过一个所述预设的角度时，改变所述各个定子线圈的直流电方向之前进一步包括：

预设一个角度。

优选地，所述定子线圈和永磁体的个数为偶数多个，所述各个永磁体朝向定子线圈的一端的磁极相同时，所述预设的角度为两个永磁体之间夹角大小的二分之一。

优选地，所述定子线圈和永磁体的个数为偶数多个，所述各个永磁体朝向定子线圈的一端的磁极以N极S极交替形式出现时，所述预设的角度为两个永磁体之间夹角大小。

优选地，所述定子线圈和永磁体的个数为不少于三个的奇数多个，所述各个永磁体朝向定子线圈的一端的磁极相同时，所述预设的角度为两个永磁体之间夹角大小。

优选地，，所述定子外面还包括一个与所述定子内部转子同轴的外转子，所述外转子上具有与所述定子上的定子线圈数量相同的柱形永磁体，所述外部转子上的各个永磁体的规格完全相同，且所述外转子上的各个永磁体的中心轴线分别与定子内部转子的各个永磁体的中心轴线重合，且所述外转子和定子内部的转子上中心轴线重合的永磁体朝向定子线圈的一端的磁极相反。

优选地，所述定子线圈朝向所述转子一端具有一个弧度用于防止所述定子线圈的磁芯与永磁体正对时漏磁，所述弧度为所述转子的圆弧的弧度。

优选地，所述定子线圈磁芯正对所述永磁体的面积不大于所述永磁体正对所述磁芯的面积。

优选地，所述定子、定子线圈外壳及转子由抗磁材料制成。

优选地，所述检测所述转子转过的角度包括：

用霍尔元件、激光定位器及锁相环定位器检测所述转子转过的角度。

本发明实施例通过对定子线圈通直流电产生垂直磁场，在所述转子每转过一个所述预设的角度时，改变所述各个定子线圈的直流电方向，使所述转子一直转动，利用了垂直磁场的磁场磁弹性来做功提高了电磁转换效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例磁供能动力机的定子的主视图；

图2是本发明实施例磁供能动力机的定子剖面图；

图3是本发明实施例磁供能动力机的转子的主视图；

图4是本发明实施例磁供能动力机的转子的横截面图；

图5是本发明实施例磁供能动力机的定子和转子的第一装配示意图；

图6是本发明实施例磁供能动力机的定子和转子的第二装配示意图；

图7是本发明实施例磁供能动力机产生动力的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图对本发明实施例进一步详细说明。

参考图1，是本发明实施例磁供能动力机的定子的主视图，如图1所示，所述定子1包括定子线圈11，下面结合图2，是本发明实施例磁供能动力机的定子剖面图，来进一步说明，所述定子线圈11中间插有一个磁芯111，所述定子1为一个环形体，所述定子1由抗磁材质制成，具体为锰钢材料制成，其中，所述定子线圈11垂直插入并固定在所述定子1上，所述各个定子线圈11的规格完全相同，且所述定子线圈11的绕线方式通电时产生垂直磁场，其中有且只有一个定子线圈11中心轴线与相邻的两个定子线圈11中心轴线之间的夹角有一个角度差，其余的所述各个定子线圈11之间的中心轴线间的夹角大小相等，所述定子线圈11的外壳为抗磁材料制成，具体的为锰钢材料制成，所述定子1上可以有任意多个定子线圈11，所述如图1所示实施例为六个定子线圈11，那么所述各个定子线圈11的之间的中心轴线间的夹角为60度，其中有且只有一个定子线圈11中心轴线与相邻的两个定子线圈11中心轴线之间的夹角有一个角度差，所述两个角度具体的可以设置为如59度和61度等具有小角度差的角度值。

参考图3，是本发明实施例磁供能动力机的转子的主视图，如图3所示，所述转子2包含永磁体21和转轴22，下面结合图4是本发明实施例磁供能动力机的转子的横截面图，来进一步说明，所述转子2上具有与所述定子1上的定子线圈11数量相同的柱形永磁体21，所述各个永磁体21的规格完全相同，且所述各个永磁体21之间的中心轴线之间的夹角相等，所述定子2由抗磁材料制成，具体为锰钢材料制成，为了提高使用寿命和提高效率，所述转轴22可以为一个磁悬浮轴承，所述各个定子线圈11和各个永磁体21的中心轴线处于同一平面。

为了进一步说明本发明磁供能动力机的结果下面结合所述磁供能动力机的内部结构及部件之间的转配来加以说明，参考图5，是本发明实施例磁供能动力机的定子和转子的第一装配示意图，其中包括定子1、定子线圈11、转子2、永磁体21以及启动线圈4，所述转子2通过一个转轴22固定在所述定子1的内部，所述定子1上的定子线圈11与所述盘型的转子2紧密的贴合，且所述定子线圈11的内部磁芯111在朝向所述转子2的一端具有一个防止所述定子线圈11的磁芯111与永磁体21正对时漏磁的弧度，所述弧度为所述转子2的圆弧的弧度，所述定子线圈11磁芯111正对所述永磁体21的面积不大于所述永磁体21正对所述磁芯111的面积。为了帮助所述转子2启动在所述定子1内侧设置有一个启动线圈4，所述启动线圈4为一个产生环形磁场的线圈，进一步的所述磁供能动力机，还包括一个用于检测所述转子2转过角度的角度检测器，以及一个用于根据检测到所述转子2转过的角度，控制所述定子线圈11直流电流方向的数字控制器，所述用于检测所述转子2转过角度的角度检测器包括霍尔元件、激光定位器及锁相环定位器等。所述定子线圈11和永磁体21的个数可以为任意多个，其中当所述定子线圈11和永磁体21的个数为偶数多个时，所述各个永磁体21朝向所述定子线圈11的一端的磁极可以为相同的磁极或者以N极S极交替形式出现。当所述定子线圈11和永磁体21的个数为不少于三个的奇数多个时，所述各个永磁体21朝向定子线圈11的一端的磁极只能为相同磁极，也就是说只能全部为N极或只能为S极。为了提高所述磁供能动力机效率，所述磁供能动力机定子1外面还包括一个与所述内部转子2同轴的外转子，为了根据清楚的说明，下面结合附图加以说明，参考图6，是本发明实施例磁供能动力机的定子和转子的第二装配示意图，其中包括，定子1、定子线圈11、转子2、永磁体21、转轴22、外转子3、外转子上的永磁体31以及启动线圈4，结合参考图5所述定子1外面还包括一个与所述定子1内部转子2同转轴的外转子3，所述外转子3上具有与所述定子1上的定子线圈11数量相同的柱形永磁体31，所述外部转子3上的各个永磁体的规格完全相同，且所述外转子3上的各个永磁体的中心轴线分别与定子1内部转子2的各个永磁体21的中心轴线重合，且所述外转子3和定子1内部的转子2上中心轴线重合的永磁体31朝向定子线圈11的一端的磁极相反，所述定子1上的定子线圈11与所述外转子3紧密的贴合，且所述定子线圈11的内部磁芯111在朝向所述外转子3的一端具有一个防止所述定子线圈11的磁芯111与永磁体31正对时漏磁的弧度，所述弧度为所述外转子3的圆环的弧度，所述定子线圈11磁芯111正对所述永磁体31的面积不大于所述永磁体31正对所述磁芯111的面积，所述外转子3由抗磁材料制成，具体为锰钢材料制成，进一步所述磁供能动力机还包括一个与所述内部结构匹配的外壳。

具体实施时，对所述定子线圈11通直流电产生垂直磁场，以使所述各个定子线圈11朝向永磁体21的一端产生与所述永磁体21朝向所述定子线圈11端磁性相同的磁极，所述永磁体21与磁芯111之间相同的磁极之间产生推力，使得所述转子2向所述定子线圈11中心轴线与相邻的两个定子线圈11中心轴线之间的夹角有一个角度差的夹角偏大的方向转动，角度检测器检测所述转子2转过的角度，当所述转子2每转过一个所述预设的角度时，通过数字控制器改变所述各个定子线圈11的直流电方向，使得所述转子2一直转动下去。

参考图7，是本发明实施例磁供能动力机产生动力的方法，包括步骤：

步骤S101：预设一个角度。

本步骤中，所述预设一个角度，具体为在所述控制器中设置一个转子2转过的角度值，所述设置的角度的大小取决于所述磁供能动力机的定子线圈11和转子2上的永磁体21的个数，以及所述各个永磁体21朝向所述定子线圈11的一端的磁极的极性，当所述定子线圈11和永磁体21的个数为偶数多个，且所述各个永磁体21朝向所述定子线圈11的一端的磁极为相同的极性时，所述预设的角度为所述相邻永磁体21之间夹角的二分之一的角度，当所述定子线圈11和永磁体21的个数为偶数多个，且所述各个永磁体21朝向所述定子线圈11的一端的磁极以N极S极交替形式出现时，所述预设的角度为所述相邻永磁体21之间夹角的大小，当所述定子线圈11和永磁体21的个数为不少于三个的奇数多个，且所述各个永磁体21朝向定子线圈11的一端的磁极相同磁极时，所述预设的角度为所述相邻永磁体21之间夹角的二分之一的角度。

步骤S102：对定子线圈通直流电产生垂直磁场，以使所述各个定子线圈朝向永磁体的一端产生与所述永磁体朝向所述定子线圈端磁性相同的磁极。

本步骤中，所述对定子线圈11通直流电产生垂直磁场，以使所述各个定子线圈11朝向永磁体21的一端产生与所述永磁体21朝向所述定子线圈11端磁性相同的磁极，具体为，当所述磁供能动力机处于非工作状态时，由于所述永磁体21对所述定子线圈11的磁芯111产生吸引力，使得所述磁芯111与所述永磁体21相互吸附在一起，从而形成一一对应的位置关系，当向所述定子线圈11通一个直流电，所述定子线圈11产生一个垂直于的磁场，所述磁场的大小与所述通入的直流电的大小和定子线圈11的本身性能有关，所述定子线圈11的外壳和转子2由抗磁材料制成，具体为锰钢材料制成。

步骤S103：所述永磁体与磁芯之间相同的磁极之间产生推力，使得所述转子向所述定子线圈中心轴线与相邻的两个定子线圈中心轴线之间的夹角有一个角度差的夹角偏大的方向转动。

本步骤中，所述永磁体21与磁芯111之间相同的磁极之间产生推力，使得所述转子2向所述定子线圈11中心轴线与相邻的两个定子线圈11中心轴线之间的夹角有一个角度差的夹角偏大的方向转动，具体为当所述永磁体21与磁芯111之间相同的磁极时，所述定子线圈11的直流磁场对永磁体21产生压磁性，磁场受到压缩会产生磁弹性，所述磁弹性使得所述永磁体21与磁芯111之间产生推力，所述定子线圈11的内部磁芯111在朝向所述转子2的一端具有一个防止所述定子线圈11的磁芯111与永磁体21正对时漏磁的弧度，所述弧度为所述转子2的圆弧的弧度，所述定子线圈11磁芯111正对所述永磁体21的面积不大于所述永磁体21正对所述磁芯111的面积。由于所述定子1上包含的定子线圈11中有且只有一个定子线圈11中心轴线与相邻的两个定子线圈11中心轴线之间的夹角有一个角度差，其余的所述各个定子线圈11之间的中心轴线间的夹角大小相等，以六个定子线圈11为例，那么所述各个定子线圈11的之间的中心轴线间的夹角为60度，其中有且只有一个定子线圈11中心轴线与相邻的两个定子线圈11中心轴线之间的夹角有一个角度差，所述两个角度具体的可以设置为如59度和61度等具有小角度差的角度值，而所述转子2上的永磁体21之间的夹角全部为60度，也就是说当所述磁供能动力机不工作时，所述永磁体21与所述定子线圈11磁芯111一一对应时，其中有角度差的定子线圈11与永磁体21对应时，会有一个角度差，当产生推力时，所述对应用角度差的定子线圈11的永磁体21会产生一个沿着转子2切线方向的分力，使得所述转子2向所述定子线圈11中心轴线与相邻的两个定子线圈11中心轴线之间的夹角有一个角度差的夹角偏大的方向转动，为了帮助所述转子2启动在所述定子1内侧设置有一个启动线圈4，所述启动线圈4为一个产生环形磁场的线圈，所述环形磁场产生一个有助于所述转子2向所述定子线圈11中心轴线与相邻的两个定子线圈11中心轴线之间的夹角有一个角度差的夹角偏大的方向转动的力，帮助转子2启动，且在启动很短时间内关闭该启动线圈4的电流，以免磁场的另一半产生的阻力阻碍转子转动。

步骤S104：检测所述转子转过的角度。

本步骤中，所述检测所述转子2转过的角度，具体为，所述需要根据转子2转过的角度，对所述磁供能动力机进行操作，所述通过一个角度检测器来检测设施转子2转过的角度，所述用于检测所述转子2转过角度的角度检测器包括霍尔元件、激光定位器及锁相环定位器等。

步骤S105：当所述转子每转过一个所述预设的角度时，改变所述各个定子线圈的直流电方向以使所述转子一直转动。

本步骤中，所述当所述转子2每转过一个所述预设的角度时，改变所述各个定子线圈11的直流电方向以使所述转子2一直转动，具体为，当所述转子2每转过一个所述预设的角度时，也就是当所述定子线圈11和永磁体21的个数为偶数多个，且所述各个永磁体21朝向所述定子线圈11的一端的磁极为相同的极性，所述转子2每转过的角度为所述相邻永磁体21之间夹角的二分之一的角度时，改变所述各个定子线圈11的直流电方向以使所述转子2一直转动，当所述定子线圈11和永磁体21的个数为偶数多个，且所述各个永磁体21朝向所述定子线圈11的一端的磁极以N极S极交替形式出现，所述转子2每转过的角度为所述相邻永磁体21之间夹角大小时，改变所述各个定子线圈11的直流电方向以使所述转子2一直转动，当所述定子线圈11和永磁体21的个数为不少于三个的奇数多个，且所述各个永磁体21朝向定子线圈11的一端的磁极为相同极性，所述转子2每转过的角度为所述相邻永磁体21之间夹角的二分之一的角度时，改变所述各个定子线圈11的直流电方向以使所述转子2一直转动，所述当所述各个永磁体21朝向定子线圈11的一端的磁极为相同极性时，在所述相邻定子线圈11之间夹角的二分之一的角度位置，此时，永磁体21相邻的两个定子线圈11产生的磁力平衡，当改变直流电流后，就将所述永磁体21朝转动方向前面的阻力变为拉力，同时转子2利用转子2的转动的惯性，和改变电流时利用所述永磁体21的反向电动势，使得转子2一直转动，当所述永磁体为偶数个是，且所述各个永磁体21朝向所述定子线圈11的一端的磁极以N极S极交替形式出现时，此时，在所述相邻定子线圈11之间夹角的大小位置，此时，永磁体21相邻的两个定子线圈11产生的磁力平衡，当改变直流电流后，就将所述永磁体21朝转动方向前面的阻力变为拉力，同时转子2利用转子2的转动的惯性，和改变电流时利用所述永磁体21的反向电动势，使得转子2一直转动，进一步的，当所述定子1上的定子线圈11在工作时侯有损坏时，所述磁供能动力机会检测到所述损坏的定子线圈11，并使所述损坏的定子线圈11脱离所述磁供能动力机，以免所述损坏而又不能工作的定子线圈11与所述转子2上的永磁体21之间的引力对磁供能工作的影响，且当所述定子线圈11有损坏时，并不影响所述磁供能动力机的正常工作，只是相应的输出功率会降低。为了提高所述磁供能动力机效率，所述磁供能动力机定子1外面还包括一个与所述内部转子2同轴的外转子，所述定子1外面还包括一个与所述定子1内部转子2同转轴的外转子3，所述外转子3上具有与所述定子1上的定子线圈11数量相同的柱形永磁体31，所述外部转子3上的各个永磁体的规格完全相同，且所述外转子3上的各个永磁体的中心轴线分别与定子1内部转子2的各个永磁体21的中心轴线重合，且所述外转子3和定子1内部的转子2上中心轴线重合的永磁体31朝向定子线圈11的一端的磁极相反，所述定子1上的定子线圈11与所述外转子3紧密的贴合，且所述定子线圈11的内部磁芯111在朝向所述外转子3的一端具有一个防止所述定子线圈11的磁芯111与永磁体31正对时漏磁的弧度，所述弧度为所述外转子3的圆环的弧度，所述定子线圈11磁芯111正对所述永磁体31的面积不大于所述永磁体31正对所述磁芯111的面积，所述外转子3由抗磁材料制成，具体为锰钢材料制成，进一步所述磁供能动力机还包括一个与所述内部结构匹配的外壳，由于在所述定子线圈11通入相同大小直流电的情况下，同时用两个转子做功，故提高了磁供能动力机的效率。

实施本发明实施例，通过对定子线圈通直流电产生垂直磁场，在所述转子每转过一个所述预设的角度时，改变所述各个定子线圈的直流电方向，使所述转子一直转动，利用了垂直磁场的磁场磁弹性来做功提高了电磁转换效率。以上所揭露的仅为本发明实施例中的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。