分立磁流能量单元及组合的能量转换方法技术

分立磁流能量单元及组合的能量转换方法是一种电能、磁能、机械能的转换形式。由于分立磁流能量单元的工作模式无需产生旋转磁场、电流换相、倒相等运行条件，比传统技术的电动机工作模式更有效的利用了电源能量及提高了转换效率。在构成磁回路的磁介质机构上产生的能量和电磁力矩，通过实时读取并处理的分立磁流能量单元与构成磁回路的磁介质机构不同位置时相对应的模拟量数据后，脉冲源时序和控制系统给以相对应指令实现直线、往复运动或圆弧、转动运动行形式的能量转换及功率输出运行逻辑。适用范围包括采用传统技术电动机为驱动源的装置、车辆、工程机械、自动控制及执行机构、家用电器等，属于电力驱动源应用范畴。

【技术实现步骤摘要】

本项技术方案涉及的分立磁流能量单元及组合是一种电能、磁能、机械 能的转换形式，分立磁流能量单元及组合的做功形式和控制系统有多种工 作模式和运行方式，适用范围包括采用传统技术电能、磁能和机械能转换 的电动机为驱动源的装置、电力驱动源形式的车辆、工程机械、自动控制 及执行机构、家用电器等，属于电力驱动源应用范畴。2.
技术介绍
① 釆用传统技术的电动机影响电能、机械能转换效率的工作模式采用传统技术电动机的工作模式是决定电能、机械能转换效率的重要因 素，经典的形式是产生交变磁场作用于相对应物体(转子)及在磁场内磁 通部分的载流导体产生作用力矩。交流电动机工作时需要产生旋转磁场对 转子做功，其通电线圏内的电流强度、方向不断变化，直流电动机工作时 线圈内的电流方向也是不断切换需要周期性的倒相。依据电磁学基本定 律"感性元件自身的感生电动势方向与原方向相反且瞬时增加，，其实际 的物理现象是采用传统技术的交流、直流电动机工作模式存在附加的感 抗、无功(不作功也耗能)、工作时温度上升等不利因素，使之再进一步 提高电能、机械能转换的效率非常困难，当其容量大到一定程度还会引发 一系列电气问题。多相式、永磁式、无刷式、串激等类型也只是形式上的 变化，并没有(产生附加的感抗和无功)质的区别。② 釆用传统技术的电动机影响电能、机械能转换效率的结构问题 釆用传统技术电动机是电能源转换为机械能及圓周转动的作功和运行形式，传统技术电动机的结构形式和做功输出力矩点，实际上就是电动机的 定子、转子之间的"气隙，，位置。按照机械效率及作功输出力矩的有益效 果分析应该是"气隙"的位置离电动机转动轴心(力臂)越远越好，或 者说电动机的结构形式在实际工程应用时相对于机械效率的有益效果应设 计的越扁平越好。若是以电动机的电能、机械能转换的电气特性有益效果 分析电动机的有效做功载流线段在磁场内的磁通部分是越长越好(相对 于电动机的同轴方向)，实际工程设计产品的电动机定子、转子磁路之外 的线段只是连接导体并不参与电能、机械能转换和做功，那么电动机的结 构形式按照电气特性的有益效果就应该是设计得越细长越好。机械做功输 出力矩的有益效果和电气特性的电能、机械能转换的有益效果，要选择的电动机结构形式设计成为"扁平型"或者"细长型"是工程应用、设计产 品的舍取问题且关系到电能、机械能转换及效率问题。另一方面，采用传统技术的电动机定子、转子之间的电磁感应相互作用 是通过所对应的"极孰"传递能量，实际运行中因为有"电动机的启动、 连续转动、转动方向"等事件的限制，结构上这样的传递能量"极靴"在工程设计时都是做成定子、转子"极靴"对数不相等的形式。例如工程 设计典型产品的内转子型电动机的转子"极靴"要比定子的"极靴"相差 几个，而这多出的几个不能——对应的"极靴"在工作循环周期内传递能 量时一直是处于预传递能量—传递能量—预传递能量—"的循环工作 状态。或者换一种说法采用传统技术电动机每一个传递能量的"极靴" 上都具备了相同的电磁能量，但由于工作循环周期中这多出的几个而不能 ——对应的"极靴"上的电磁能量不能在同一时刻都传递到对应的能量作 用对象(转子)上，这也是因为电动机的结构形式影响到电能、机械能转 换效率的因素。釆用传统技术的电动机定子、转子之间的磁通路形式在工程设计成为产 品后就不再变化，由此形成了电动机的"轴"输出功率的普遍结构形式。"轴"输出功率的结构形式在实际应用中很少直接采用，多为减速力矩变 换、力矩传输、转动转换为直线、曲线运动等，其目的是所需的转速、力 矩、运动形式等，这就需要有"动力传输系统及机构"同样"动力传输系 统及机构"也是影响电能、机械能转换和使用效率的因素。 3.
技术实现思路
① 本项技术方案要解决的问题s.提出，是为了电力驱动源的 能量转换过程中提高电能、机械能的转换效率。6.提出，是为了电力驱动源的 能量转换过程中由于装置本身的结构形式影响电能、机械能转换效率。c.提出，是为了简化电力驱动 源的能量传递过程和结构形式。② 4支术方案是由分立磁流能量单元、脉冲 源时序和控制系统组成。a.分立磁流能量单元的基本形式在某一几何外型并构成磁回路通道的磁介质材料上，当一定数值的电流 强度流过磁介质材料上的闭合线圈时，由磁介质材料中磁畴反应出的电磁 效应、磁通量及强度，是一种能量的转换过程和表现形式。分立磁流能量单元的基本形式参阅说明书附图I-I,其中的#f是构成磁回路的磁介质 机构，用导磁材料制成是分立磁流能量单元的磁路通道，电流经过的通电 线圏Z是电能源转换为磁能的机构。实际中磁介质材料内形成的磁路和磁 路通道中产生的磁通及强度使得通电线圈Z、磁介质的磁回路机构#纟、磁 通量^及磁通强度》形成了一个具有能量的机构，即为分立磁流能量单 元，用&表示。这里的#纟是构成磁回路的磁介质机构，闭合线圏Z是电 流流过并将电能源转换为磁能的机构，磁通量^和磁通强度A是能量转 换的物理量。6.分立磁流能量单元作功的基本形式遵循电磁学理论定律"磁通是沿磁阻最小的路径闭合"和"因磁场扭 曲而产生的法向方向、切向方向磁扭力"的基本原则，具有磁流能量的机 构即分立^f兹流能量单元&其能量是以力或力矩的形式作用于自身或相对 物体，能量转换及做功形式如说明书附图1-4、说明书附图1-5中的模型1 和模型2所示。分立磁流能量单元对于直线、往复运动模式的应用装置模型1 当说明书附图1-4中的模型1所示分立磁流能量单元机构&的通电线 圈Z有电流流过，将产生由构成磁回路的磁介质机构的W初始位置 向方向的位置移动趋势并且闭合现象，电流流过闭合线圏Z并将电 能源转换为磁能的分立磁流能量单元机构&的磁通量^和磁通强度》是 能量转换物理量的能量表达形式，也就是平行、直线、往复运动形式的机 械能能量。分立磁流能量单元&将电能源转换为机械能能量的表达式为<formula>formula see original document page 5</formula>其中^是电磁力；尸f是J轴方向的电磁力矩；/，是/轴方向的电磁力 矩；尸z是Z轴方向的电磁力矩；^S是移动距离，当装置应用的是直线、 往复运动形式并且没有f轴向和Z轴向的位置移动时，F轴方向的电^f兹力 矩和Z轴方向的电磁力矩等于零，即<formula>formula see original document page 5</formula>直线、往复运动形式分立磁流能量单元的作功表达式为<formula>formula see original document page 5</formula>分立磁流能量单元对于圓弧、转动运动模式的应用装置模型2 当说明书附图1-5中的模型2所示分立磁流能量单元机构&的通电线 圏Z有电流流过，将产生由构成磁回路的磁介质机构W的c' ^初始位 置向cd方向的位置移动趋势并且闭合现象，电流流过闭合线圈Z并将电 能源转换为磁能的分立磁流能量单元机构&的磁通量^和磁通强度"是能量转换物理量的能量表达形式，也就是圓弧、转动运动形式的机械能的 能量。分立磁流本文档来自技高网...

【技术保护点】
本项技术方案涉及的分立磁流能量单元及组合的能量转换方法是一种电能、磁能、机械能的转换形式，其特征是：电流强度流过由磁介质材料构成的磁回路通道上的闭合线圈时，磁介质材料中磁畴产生的电磁效应、磁通量及强度，形成一种能量的转换过程和表现形式，并由此确立的分立磁流能量单元及组合的能量机构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚飞，
申请(专利权)人：姚飞，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]