电磁转换直流发动的制造方法
【专利摘要】本发明涉及发动机领域，具体为一种电磁能转换为机械能的电磁转换直流发动机。该机的直流电源通过导线与换向器(10)连接，所述的换向器(10)、转盘(3)安装在主轴(2)上，转盘(3)外圆周表面上均布有磁片(4)，线圈(5)通过支架安装在转盘(3)的外圆周表面的外侧，并通过导线与换向器(10)相连，线圈(5)与磁片(4)之间有间隙，主轴(2)的另一端与负荷连接且安装在机座(11)上。由于本发明的转盘(3)直径较大，且相邻两转盘(3)之间有角度差，使各转盘(3)的输出动力相互补偿，提高了该机的启动力矩和功率，根据磁场势能及杠杆原理，从而实现由较小的电能输入产生较大的动力，达到降低能耗的目的。
【专利说明】电磁转换直流发动机
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机领域，具体为一种电磁能转换为机械能的电磁转换直流发动机。
【背景技术】
[0002]目前常用的动力设备主要是燃油发动机、燃气发动机、蒸气发动机等，这些发动机均需要消耗大量不可再生矿物能源，在能量转换的过程中，运行噪声大，且排放的废气对环境造成极大的污染。传统的直流电动机能解决上述问题，但由于没有考虑到利用永磁体的自然吸引力对转轴产生的力矩作用，导致效率较低，在世界能源日益紧张，环境保护形势格外严峻的今天，研究代替矿物能源的清洁节能动力是当务之急。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于解决目前直流电动机工作效率低的问题而提供的一种电磁转换直流发动机。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:该机包括直流电源、换向器、线圈、转盘、主轴及机座，所述的直流电源通过导线与换向器连接，所述的换向器安装在主轴的一端，至少两个转盘安装在主轴中段，转盘为圆柱状，其外圆周表面上均布有磁片，线圈通过机座上的支架安装在转盘的外圆周表面的外侧，并通过导线与换向器相连，线圈与磁片之间有间隙，主轴的另一端与负荷连接，主轴安装在机座上。
[0005]进一步的技术方案是:所述的磁片固定在转盘外圆周表面，磁片为4-8个，形状为菱形状，菱形尖部顺转盘的圆周面方向依次排列，磁片内侧面与转盘的外圆周面紧密贴合，且各相邻的磁片与转盘的贴合位置的磁性相反。
[0006]更进一步的技术方案是:所述的转盘呈圆柱状，其直径为200-2000毫米，厚度为20-200毫米，数量为4-8个依次固定在主轴上，相邻两转盘之间的磁片安装位置按逆时针方向的角度差为10-25度。
[0007]再进一步的技术方案是:所述的换向器呈圆柱状，其外圆周表面上按轴向均匀分布有4-8组导电装置，换向器圆柱体的两端分别装有带正电、负电的导电环，第二电刷安装在机座的支架上，第二电刷与导电环接触，且第二电刷通过导线及电阻与直流电源相连。
[0008]再进一步的技术方案是:所述的每组导电装置沿换向器外圆周表面均匀设置4-8对导电片，每对导电片为两块平行设置且分别带有正电、负电的导电片，每个导电片与第一电刷相接触，导电片通过导线与相同电极的导电环连接。
[0009]再进一步的技术方案是:所述的第一电刷安装在支架上，第一电刷通过导线与转盘外侧相对应的线圈相连。
[0010]再进一步的技术方案是:所述的每组导电装置中相邻两对导电片的电极极性相反，且相邻两对导电片之间有绝缘层，其绝缘层的宽度大于第一电刷端面的长度，绝缘层的安装位置与磁片的最宽处对应。
[0011]再进一步的技术方案是:所述线圈的安装位置与换向器相邻的转盘上相邻两磁片之间的结合部对应，其后各转盘对应的线圈的安装位置与上述线圈的安装位置相同，线圈数量与磁片的数量对应。
[0012]再进一步的技术方案是:所述的磁片为强磁材料，磁片宽度与转盘的厚度尺寸对应。
[0013]再进一步的技术方案是:所述的主轴通过轴承安装在机座上。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0015]本发明由直流电源驱动，转盘上的磁片在线圈磁极的作用下带动负荷，由于转盘的直径较大，且相邻两转盘的磁片安装位置之间有角度差，各转盘依次固定在主轴上，使各转盘的输出动力相互补偿，提高了该机的启动力矩和功率，根据磁场势能及杠杆原理，从而对负荷产生较大的动力，实现由较小的电能输入产生较大的动力输出，达到降低能耗的目的。本发明结构新颖，适用范围广。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明的主视结构示意图；
[0017]图2为本发明的A-A向结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明实施例作进一步阐述:
[0019]如图1、2所不，1.导电环,2.主轴,3.转盘,4.磁片，5.线圈,6.第二电刷,7.第一电刷，8.绝缘层，9.导电片，10.换向器，11.机座。该机的主轴2通过轴承安装在机座11上，转盘3安装在主轴2中段，所述的转盘3呈圆柱状，其直径为400毫米，厚度为80毫米，数量为四个依次固定在主轴2上，转盘3外圆周表面上均布有四个磁片4，磁片4为强磁永久磁铁材料，形状为菱形，磁片4菱形的最宽处与转盘3的厚度尺寸对应,在磁片4磁场均匀分布的情况下，菱形的中部磁场强度最强，菱形的尖部的磁场强度最弱，菱形尖部顺转盘3的圆周面方向依次排列，磁片4内侧面与转盘3的外圆周面紧密贴合，磁片4在转盘3外圆周面上产生的磁性强度为弱-强-弱，且各相邻的磁片4与转盘3的贴合位置的磁性相反，相邻两转盘3之间磁片4安装位置的按逆时针方向角度差为22.5度。
[0020]换向器10安装在主轴2的一端，换向器10圆柱状的两端分别装有带正电、负电的导电环I，第二电刷6安装在机座11的支架上，第二电刷6与导电环I接触，且第二电刷6通过导线及电阻与直流电源相连；所述的换向器10的外圆周表面上按轴向设置有四组导电装置，每组导电装置沿换向器10外圆周表面均匀设置四对导电片9，每对导电片9为两块平行设置且分别带有正电、负电的导电片9，每个导电片9均与第一电刷7相接触，第一电刷7安装在机座11的支架上，导电片9通过导线与相同电极的导电环I连接，每组导电装置中相邻两对导电片9的电极极性相反，且相邻两对导电片9之间有绝缘层8，其绝缘层8的宽度大于第一电刷7端面的长度，绝缘层8的安装位置与磁片4的最宽处对应。
[0021]线圈5通过机座11上的支架安装在转盘3的外圆周表面的外侧,所述线圈5的安装位置与紧邻换向器10处的转盘3上的相邻两磁片4之间的结合部对应，其后各转盘3对应的线圈5的安装位置与上述线圈5的安装位置相同，线圈5数量与磁片4的数量对应。线圈5通过导线与换向器10相连，线圈5与磁片4之间有间隙。主轴2的另一端与负荷连接。
[0022]本发明的工作原理是:以实施例为例，见图1、2，当电源与电阻器相连，电阻器与第二电刷6连接，第二电刷6与导电环I接触时，接通直流电源，电流通过电阻器、第二电刷6、导电环1、导电片9、第一电刷7后进入线圈5，使位于上部的线圈5通电，即该线圈5产生与上部左侧磁片4的外侧磁极相反的磁性,对该磁片4产生吸引力，由于该磁片4的磁性强度是由弱到强，所以吸引力由小到大，带动转盘3顺时针转动，同时由于相邻的上部右侧磁片4的外侧磁性与该线圈5的磁性相同，该线圈5的磁场对该上部右侧的磁片4产生排斥力，推动转盘3转动,从而带动转盘3加速转动起来，同时也带动换向器10同步转动起来。
[0023]当上部左侧磁片4随转盘3转动45度，即转动到该磁片4菱形状最宽处，即磁场强度最大的位置与线圈5对应时，第一电刷7与换向器10上的绝缘层8相接触，线圈5断电，转盘3在惯性的作用下继续转动，第一电刷7与下一对导电片9相接触，由于相邻两对导电片9的电极极性相反，此时线圈5产生的磁性与该上部左侧磁片4外侧的磁性相同，从而又对该磁片4产生排斥力，由于该磁片4此时的磁场强度是由强到弱，其排斥力由大到小，推动转盘3继续转动。同时由于相邻两个磁片4的外侧磁性相反，随着相邻的下一个磁片4与线圈5的接近且该相邻磁片4外侧的磁场强度也是由弱到强，此时线圈5对该相邻的磁片4产生吸引力，由于转盘3的转动,线圈5对该相邻磁片4的吸引力也由小到大,从而进一步拉动转盘3转动。当上部左侧磁片4随转盘3转动到该磁片4与下一个磁片4相邻位置与线圈5对应时，转盘3转动90度，从而完成一周的1/4的行程，后3/4的行程原理相同，循环完成整个一周的行程。其他各线圈5的工作原理相同。
[0024]由于所有转盘3都固定在主轴2上，且每个转盘3上磁片4的安装位置之间存在22.5度的角度差，各转盘3上所对应的导电装置上的绝缘层8也存在相同的角度差，当与换向器10相邻的转盘3转动45度时，该转盘3相对应的上部线圈5断电，其后各转盘3所对应的上部线圈5依次断电，以致各转盘3所对应的线圈5断电的时间不同；当一个转盘3的线圈5断电，同时其余三个转盘3的线圈5继续通电，使得电磁转换直流发动机在对外输出动力时，各转盘3之间的动力输出相互补偿，使该机匀速转动并能产生较大的动力。通过安装电阻来调整电流的大小，进而控制转盘3的转速。
[0025]在带动负荷时，由于转盘3的直径较大，根据杠杆原理，从而对负荷产生较大的动力，实现由较小的电能输入产生较大的动力输出，达到降低能耗的目的。
[0026]本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内对其做出的各种变化，均落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种电磁转换直流发动机，其特征在于:该机包括直流电源、换向器(10)、线圈(5)、转盘(3)、主轴⑵及机座(11)，所述的直流电源通过导线与换向器(10)连接，所述的换向器(10)安装在主轴(2)的一端，至少两个转盘(3)安装在主轴(2)中段，转盘(3)为圆柱状，其外圆周表面上均布有磁片(4)，线圈(5)通过机座(11)上的支架安装在转盘(3)的外圆周表面的外侧，并通过导线与换向器(10)相连，线圈(5)与磁片(4)之间有间隙，主轴(2)的另一端与负荷连接，主轴⑵安装在机座(11)上。
2.根据权利要求1所述的电磁转换直流发动机，其特征在于:所述的磁片(4)固定在转盘(3)外圆周表面，磁片(4)为4-8个，形状为菱形状，菱形尖部顺转盘(3)的圆周面方向依次排列，磁片(4)内侧面与转盘(3)的外圆周面紧密贴合，且各相邻的磁片(4)与转盘(3)的贴合位置的磁性相反。
3.根据权利要求2所述的电磁转换直流发动机，其特征在于所述的转盘(3)呈圆柱状，其直径为200-2000毫米，厚度为20-200毫米，数量为4_8个依次固定在主轴(2)上，相邻两转盘(3)之间的磁片(4)安装位置沿逆时针方向的角度差为10-25度。
4.根据权利要求3所述的电磁转换直流发动机，其特征在于所述的换向器(10)呈圆柱状，其外圆周表面上按轴向均匀分布有4-8组导电装置，换向器圆柱体的两端分别装有带正电、负电的导电环(1)，第二电刷(6)安装在机座(11)的支架上，第二电刷(6)与导电环(1)接触，且第二电刷(6)通过导线及电阻与直流电源相连。
5.根据权利要求4所述的电磁转换直流发动机，其特征在于所述的每组导电装置沿换向器(10)外圆周表面均匀设置4-8对导电片(9)，每对导电片(9)为两块平行设置且分别带有正电、负电的导电片(9)，每个导电片(9)与第一电刷(7)相接触，导电片(9)通过导线与相同电极的导电环(1)连接。
6.根据权利要求5所述的电磁转换直流发动机，其特征在于所述的第一电刷(7)安装在支架上，第一电刷(7)通过导线与转盘(3)外侧相对应的线圈(5)相连。
7.根据权利要求5所述的电磁转换直流发动机，其特征在于所述的每组导电装置中相邻两对导电片(9)的电极极性相反，且相邻两对导电片(9)之间有绝缘层(8)，其绝缘层(8)的宽度大于第一电刷(7)端面的长度，绝缘层(8)的安装位置与磁片(4)的最宽处对应。
8.根据权利要求2或4所述的电磁转换直流发动机，其特征在于所述线圈(5)的安装位置与换向器(10)相邻的转盘(3)上相邻两磁片(4)之间的结合部对应，其后各转盘(3)对应的线圈(5)的安装位置与上述线圈(5)的安装位置相同，线圈(5)数量与磁片(4)的数量对应。
9.根据权利要求2所述的电磁转换直流发动机，其特征在于所述的磁片(4)为强磁材料，磁片(4)的宽度与转盘(3)的厚度尺寸对应。
10.根据权利要求1所述的电磁转换直流发动机，其特征在于所述的主轴(2)通过轴承安装在机座(11)上。
【文档编号】H02K23/02GK104467336SQ201310452770
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】杨文德 申请人:杨文德