一种新型电磁动力系统核心组件的制作方法

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种以电能转化为机械能的缸体结构组件，用于替代传统发动机缸体，为发动机提供动力。

背景技术：

内燃机的设计与开发在1769年瓦特取得第一项关于制造蒸汽机的专利之后，不断取得发展，现已在汽车、轮船、飞机、潜艇等进行了广泛应用。而电动机的设计与开发，从1831年奥斯特发现了电流的磁效应后，逐步发展成传统直流电动机与感应电动机两大类，并应用在广泛的工业领域。但是在内燃机的发展截止到目前，世界提倡新能源汽车的发展，以燃油动力为主的机械设计必将由电动系统进行取代。但是反观电动机的现状，传统直流电机虽然具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，但传统直流电机的优点也正是它的缺点，因为传统直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能，则电枢磁场与转子磁场须恒维持90°，这就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在电机转动时会产生火花、碳粉，因此除了会造成组件损坏之外，使用场合也受到限制。而感应电动机虽然没有碳刷及整流子，但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技术，更重要的是，电机启动需要很大的启动电流，并且在工作过程中没有额定的转矩，一旦出现过负荷状态，无法通过增加电流提高负荷，容易出现“抱死”现象。

因此，研发一种高性能电磁动力发动机具有重要的现实意义。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，克服传统直流电机与交流电机存在的不足，提供一种新型电磁动力系统的核心组件，用于替代传统发动机缸体，为发动机提供动力。

上述的技术问题通过以下的技术方案实现：

一种新型电磁动力系统核心组件，其结构有外壳1、高位输出杆5；其特征在于，结构还有隔磁内衬2、高位电磁铁3、低位电磁铁4、低位限位杆6、磁铁7、行程开关8、内部气体9和行程标识10；其中，所述的外壳1是由抗磁性材质制成的，形状为管状；所述的隔磁内衬2形状为管状且贴合于外壳1的内壁；所述的高位电磁铁3从外壳1的上部嵌入，高位电磁铁3的一极完全嵌入隔磁内衬2，与隔磁内衬2密封固定；高位电磁铁3中心开孔以使高位输出杆5穿过自由穿过；所述的低位电磁铁4从外壳1的下部嵌入，低位电磁铁4的一极完全嵌入隔磁内衬2，与隔磁内衬2密封固定；低位电磁铁4中心开孔以使低位限位杆6自由穿过；所述的磁铁7与高位输出杆5、低位限位杆6固定为一体且同轴，磁铁7位于隔磁内衬2构成的管状体内部且能在隔磁内衬2构成的管状体内部自由上下移动，高位电磁铁3的下端与磁铁7的上端磁极相同，低位电磁铁4的上端与磁铁7的下端磁极相同；所述的行程标识10位于低位限位杆6上，用来监测低位限位杆6的行程并控制行程开关8；所述的内部气体9是磁导率大于或等于空气的气体。

所述的隔磁内衬2优选热解石墨涂层或金属铋。

所述的高位电磁铁3和低位电磁铁4优选使用交流电磁铁芯作为铁芯。

所述的磁铁7优选永磁铁。

所述的高位输出杆5和低位限位杆6优选抗磁材料或在表面用热解石墨进行涂层处理。

所述的内部气体9优选氧气。

有益效果：

1、本发明无碳刷与整流子，使用过程中不会产生电火花，安全可靠。

2、本发明具有可调控的转矩，且从零转速至额定转速过程均能提供额定转矩，响应快速。

3、在遇到突发情况超过额定转矩情况下，本发明的装置通过提高输入电流即可短时间提高转矩，不会出现因为抱死而过度发热的情况。

4、在电能转化为机械能的过程中，本发明的设计实现了力量输出与动作频率的单独控制，并且不会出现因为启动电流的需求产生的诸多劣势

5、本发明工程兼容性强，可根据不同工程需求，对输入电流进行控制，可以通入直流电或交流电以及控制不同的交流电的频率实现多样化的工程效果。

附图说明

图1是本发明的一种新型电磁动力系统核心组件的纵截面示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例进一步说明本发明的具体结构和工作原理，例中给出的具体方案只是为了更直观地介绍本发明的工作原理，并不是对本发明的保护范围的限定，本领域的技术人员可以根据本实施例提供的思路进行各种变形替换，在不脱离本发明的设计思想的前提下，均属于本发明的保护范围。

实施例1

本发明的一种新型电磁动力系统核心组件的刨面示意图如图1所示。本发明的结构有外壳1、隔磁内衬2、高位电磁铁3、低位电磁铁4、高位输出杆5、低位限位杆6、磁铁7、行程开关8、内部气体9和行程标识10。其中，所述的外壳1是由抗磁性材质制成的，形状为圆管、方管等各类管状。所述的隔磁内衬2形状为与外壳1相同的管状且贴合于外壳1的内壁，实际制作时，可在外壳1的内壁喷涂一层热解石墨或金属铋涂层作为隔磁内衬2。隔磁内衬2用于将高位电磁铁3、低位电磁铁和磁铁7产生的磁力线约束在内部，减少工作时的能量损耗。所述的高位电磁铁3从外壳1的上部嵌入，高位电磁铁3的一极完全嵌入隔磁内衬2，与隔磁内衬2密封固定。高位电磁铁3中心开孔以使高位输出杆5穿过自由穿过。所述的低位电磁铁4从外壳1的下部嵌入，低位电磁铁4的一极完全嵌入隔磁内衬2，与隔磁内衬2密封固定，低位电磁铁4中心开孔以使低位限位杆6自由穿过。所述的磁铁7与高位输出杆5、低位限位杆6固定为一体且同轴，在制作时，可以采用一体化成型工艺，也可以单独制作后按顺序进行组装固定。为了提高效率，高位输出杆5、低位限位杆6可用抗磁材料制成，也可在表面用热解石墨进行涂层处理。高位输出杆5为机械力输出的受力杆，应用时，高位输出杆5与连杆、曲轴连接(发动机中的常规设计，图中未画出)，将高位输出杆5的直线往复运动转换为外部的旋转运动，因此高位输出杆5需根据工程需求选取具有一定强度的材料制成。磁铁7位于隔磁内衬2内部且能在隔磁内衬2构成的管状体内部自由上下移动，高位电磁铁3的下端与磁铁7的上端磁极相同以使高位电磁铁3通电时与磁铁7产生排斥作用。低位电磁铁4的上端与磁铁7的下端磁极相同以使低位电磁铁4通电时与磁铁7产生排斥作用。所述的行程标识10位于低位限位杆6上，用来监测低位限位杆6的行程并控制行程开关8，行程开关8与行程标识10配合使用，由于其设计属于常规设计，故图中未画出其具体的连接方式，实施时，可根据具体需要进行设计，这里仅介绍其工作原理及工作过程：当低位限位杆6向下运动至最低位置时，行程标识10会控制行程开关8使低位电磁铁4的电路接通，低位电磁铁4与磁铁7产生排斥力带动低位限位杆6及高位输出杆5一起向上运动；当低位限位杆6向上运动至最高位置时，行程标识10则会控制行程开关8使高位电磁铁3的电路接通，高位电磁铁3与磁铁7产生排斥力带动低位限位杆6及高位输出杆5一起向下运动，由此往复，这种直线往复运动通过高位输出杆5与外部连接的连杆、曲轴最终转换为更常用的旋转运动。所述的内部气体9是磁导率大于或等于空气的气体，如氧气，以提高效率。

技术特征：

技术总结
本发明的一种新型电磁动力系统核心组件属于发动机技术领域，其结构有外壳(1)、隔磁内衬(2)、高位电磁铁(3)、低位电磁铁(4)、高位输出杆(5)、低位限位杆(6)、磁铁(7)、行程开关(8)、内部气体(9)和行程标识(10)。本发明具有使用安全可靠、响应快速、效率高、工程兼容性强等优点。

技术研发人员：王旭东
受保护的技术使用者：长春市大平号网络科技有限公司
技术研发日：2019.01.29
技术公布日：2019.07.09