磁能机制造技术

磁能机系利用稀土永磁能作能源的磁力发动机．该机以内燃机为原动机，用内存永磁体且同极性相对的定子、动子及工作机构组成单位磁组（相当于单位气缸）．在磁场力作用下，动子作往复直线运动作功．并经由连杆把能量传递给曲轴向外输出扭矩，从而使磁能机成为原动机．该机可设计为功率不等的系列产品．其工作不受环境和气温影响且无污染、无噪音．可作需动力装置的军、民用产品的原动力机．当其与发电机联机后可以发电．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
磁能机系利用稀土永磁能为能源的一种新型磁力发动机。因其能将磁能转换成机械能，当其与发电机联机时，机械能又可转换成电能，故亦可称之为能量转换装置。按用途不同可设计为功率不等的磁能机系列产品。本专利技术涉及磁学、材料学、机械学等
，产品归属动力机械范畴。永磁能的利用是国际上非常重视的研究课题，而应用于原动力装置的研究更是竞争激烈的项目，其目的都在于开发新能源，近年来，已有实验机问世。如，美籍华人林安东专利技术的“脉冲电磁动能发动机”(据《世界专利技术》1984年第1、5期报导)。再如，日本人田中实专利技术的“磁力驱动装置”(据《世界专利技术》1985年第6期报导)。这两种装置系统均研用电机原理。虽然，他们采用了不同的设计方案和能量转换形式，但总归要解决一个共同的难题，即转子与定子磁场间相互作用时需要调整极性。要处理好这个问题，就得付出能量代价。因此，而影响装置系统的有效功率输出。所以，走电机这一技术途径，能否使装置系统满足实用性要求，还有待于他们去探讨。磁能机研究走的是另一条技术途径，选择了内燃机为参考原准机。用磁能取代燃烧油料产生的热能;动子代替活塞;导轨代替气缸壁;借鉴曲柄连杆机构。磁能机在不消耗外来能量的情况下，不受环境和气候的影响，开机后能自行起动工作。为避开磁阻损耗，磁能机不采用改变动子或定子磁场极性的方法，在磁场力作用下，从而实现动子相对定子作往复直线运动做功。并经由连杆将能量传递给曲轴向外输出扭矩，使磁能机成为原动机。磁能机的基本模式。见附图1所示17单位工作磁组(简称磁组)21动子 25机体18定子 22动子磁体 26盖19定子磁体 23曲柄连杆机构 27操纵开关20工作机构 24曲轴磁能机的磁组相当于内燃机的单位气缸。磁组是由内存永磁体且同极性相对的定子、动子及工作机构三个部份组成的。定子磁体固定不动。其磁路是可控的交变磁路。见附图2a、2b所示1定子永磁体 5定子磁芯 9磁门3定子工作磁靴 7定子底磁靴动子磁体是随动子运动的。其磁路是不变磁路。见附图3所示2动子永磁体 6动子磁芯4动子工作磁靴 8动子底磁靴工作机构是以实现动子作往复运动为主要功用的专用机构。它是由控制定子磁场磁路变化的磁门。主弹簧、辅助弹簧三个工作件组成的。见附图4所示9磁门 10主弹簧 11辅助弹簧磁门是在定子磁体的工作磁靴与磁芯之间为磁通搭的“磁桥”，专为改变磁通方向设置的。通过磁门位置的变化，即好比“拆桥”与“搭桥”，以此达到控制定子磁场磁路变化目的。磁门的功用类似电动机上电刷的作用。主弹簧是传递动子磁场力设置的变距压缩弹簧。辅助弹簧是用来平衡磁门上工作力的压缩弹簧。在动子未达到上止点时，约束磁门不提前打开。同时，也对磁门的运动起缓冲作用。磁能机的工作原理停机时，磁门打开。在定子、动子磁场相斥力作用下，动子停留在下止点附近(曲柄劲头刚转过180°)。开机后，磁门迅速关闭，定子磁场的磁通就在自身磁体内形成迴路，且定子磁体的工作端面上不显示磁性这对动子磁场来讲，定子磁体只不过是一块铁磁物质。因而，动子磁场对其产生吸引力。由于定子磁体是固定不动的，势必只有动子向定子运动过来，即所谓动子作复程运动。在复程运动过程中，动子磁场力除对曲柄连杆机构的工作提供拉动力外，还对工作机构的主弹簧施加由小到大的压力。同时，主弹簧的另一端对磁门也施加同样大小的预压力。当动子达上止点时，在主弹簧的压力作用下打开磁门。此时，在定子与动子磁场斥力作用下，动子迅速开始返向运动，即所谓往程运动，直至下止点。因此，动子完成了一个循环的往复运动。动子就这样重复上述运动，开始下一个循环的工作。磁能机的技术关键，在于实现动子往复运动的磁路设计和与定子磁场磁路交变协调工作的工作机构设计。磁能机与内燃机比较1.动力特性。见附图5a、5b所示，5a是内燃机二冲程循环示功图。5b是磁能机实用循环示功图。从示功图上看，内燃机活塞在“压缩过程”中，消耗装置系统自身能量做“负功”。而磁能机动子在复程运动过程中，做“正功”。2.工作过程中主要工作参数对比见表1。表1 注表中P′2尽管作用于动子工作端面上，但对连杆的拉动力为P0＝03.主要性能对比见表2。表2 注平均有效压力是表征装置系统强化程度的重要指标。磁能机的Pe比内燃机的要大得多。4.系统部份对比磁能机的系统只有三个部份。a，操纵系统(或操纵开关);b，润滑系统(或简单的润滑维护);c，无级调速系统(仅用于车、船、坦克等的磁能机)。与内燃机相比大大简化了。5.磁能机的应用范围除能代替现有的原动机外，还可进入家庭使用。6.内燃机的主要缺点正是磁能机的优点。a，内燃机的热效率低，柴油机的Qe＝30～45，汽油机的Qe＝20～30。b，工作温度高，影响机械寿命，也影响内燃机的性能。c，结构、系统复杂，成品附件太多，经济性差。d，内燃机的发展受到缸径、转速、平均有效压力的限制。e，比重量大。f，污染、噪音成为社会公害。实用磁能机设计的技术方案推荐，本说明书就一个磁组的磁能机设计技术方法加以阐述，对于几个磁组的磁能机设计可仿效内燃机的气缸布置。而十几个或几十个磁组的中、大功率磁能机的总体安排，可采用几个磁组先按星形布局组成一小组，然后再拼装。即“积木式”的总装配方法。单磁组磁能机的构造参见附图6.这样安排，结构紧凑，磁能利用率高，动子与定子之间的空气隙最小可达0.5～0.7MM或更小，考虑到工艺与机械磨损设计要求控制在0.7～1MM。空气隙小，漏磁少，磁场间作用力大，提高动子工作动力值。同时，工作机构的安排不影响动子与定子的工作空间和结构布局，仅利用了它们的结构间隙。这样，对磁组整体协调作业有利。另外，为减小动子运动产生的磨擦阻力，动子壳(14)上滚珠条(16)与导轨(15)之间采用滚动磨擦。并且，导轨采用开敞式，排除空气对动子运动的干挠，对散热也有益，磁组设计对其零、组件之间的配合和同心度要求高。方案的结构设计问题这里不作详述，仅就涉及到磁能机原理性的零、组件设计技术要求给予说明。1.永磁体设计永磁体是定子、动子的磁场源。原理要求这两块园环形永磁体的尺寸大小相同，磁性能相等，材料选用稀土钕铁硼或稀土钴yx-24。(BH)max≥(26～30)×106高奥。工作点要求Br≥9800高斯，HC≥8700奥斯特。永磁体的尺寸确定，根据磁能机的性能要求，如功率、扭矩、转速等主要性能，先确定定子、动子磁场的Pzmax，Pz′max值，然后确定磁极端面积S大小，永磁体的内径与磁门外径相等。其厚度，对小功率磁能机一般为δ＝1～1.5CM。但要注意与动子的重量设计要求综合考虑。2.磁靴、磁芯设计磁靴、磁芯是软磁材料，与永磁体组合后，形成定子、动子磁场。材料选用高硅钢板料和棒料，也可用铁钴合金1J22。要求磁化磁感应强度B＝19200～23000高斯。磁靴的厚度确定原则以定子上的磁门关闭时其端面上不显示磁性的最小厚度为宜。参见图2a。磁芯是园柱体，其端面积和永磁体端面积S相等。长度等于永磁体厚度加上磁靴厚度。材料与磁靴材料相同。3.磁门设计磁门设计见附图7所示a磁门，b导向环。磁门与磁芯间滑动配合，防止配合缝隙漏磁，配合精度高。其外径尺寸涉及到与磁靴和永磁体内径本文档来自技高网...

【技术保护点】
磁能机系利用稀土永磁能为能源的一种新型的磁力发动机。该机以内燃机为参考原准机。其磁组［１７］相当于单位气缸；用磁能取代燃烧油料产生的热能；动子［２１］代替活塞；导轨［１５］代替气缸壁；借鉴曲柄连抒机构［２３］。本专利技术的特征在于：ａ．磁组 ［１７］是由高同心度的定子［１８］、动子「２１」及工作机构［２０］组成。ｂ．定子［１８］、动子［２１］内分别存放定子磁体［１９］、动子磁体［２２］。ｃ．定子磁体［１９］是由定子永磁体［１］与定子工作磁靴［３］、定子磁芯［５］、定子底 磁靴［７］组成。动子磁体［２２］是由动子永磁体［２］与动子工作磁靴［４］、动子磁芯［６］、动子底磁靴［８］组成。ｄ．工作机构「２０」安放于定子［１８］与动子［２１］之间的结构空间内。其是由磁门［９］、主弹簧［１０］和辅助弹簧［１１］组成 。ｅ．磁门［９］与定子磁体［１９］的定子磁芯［５］和定子工作磁靴［３］之间滑动配合，其又由磁门［ａ］和导向环［ｂ］组成。ｆ．磁门［９］开、关的位置由操纵开关［２７］直接控制导向环［ｂ］。

【技术特征摘要】
1.磁能机系利用稀土永磁能为能源的一种新型的磁力发动机。该机以内燃机为参考原准机。其磁组[17]相当于单位气缸；用磁能取代燃烧油料产生的热能；动子[21]代替活塞；导轨[15]代替气缸壁；借鉴曲柄连抒机构[23]。本发明的特征在于a.磁组[17]是由高同心度的定子[18]、动子「21」及工作机构[20]组成。b.定子[18]、动子[21]内分别存放定子磁体[19]、动子磁体[22]。c.定子磁体[19]是由定子永磁体[1]与定子工作磁靴[3]、定子磁芯[5]、定子底磁靴[7]组成。动子磁体[22]是由动子永磁体[2]与动子工作磁靴[4]、动子磁芯[6]、动子底磁靴[8]组成。d.工作机构「20」安放于定子[18]与动子[21]之间的结构空间内。其是由磁门[9]、主弹簧[10]和辅助弹簧[11]组成。e.磁门[9]与定子磁体[19]的定子磁芯[5]和定子工作磁靴[3]之间滑动配合，其又由磁门[a...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴宗友，
申请(专利权)人：裴宗友，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]