[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公开说明书
[11]公开号CN 1223497A
[43]公开日1999年7月21日
[21]申请号99100126.5[21]申请号99100126.5[22]申请日99.1.14[71]申请人马军
地址100013北京市和平里中国计量科学研究院
无线电处
[72]发明人马军
[51]Int.CI 6H02N 11/00
权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 7 页
[54]发明名称
磁动机
[57]摘要
环2通过连接圆块4与轴3固定连接，轴3通过两端的
轴承5与壳体6相连接，转子磁环与定子磁环之间有
间隙。定、转子磁环的磁导率等于或接近空气磁导
率。磁环以外的构件应尽量使用非导磁材料。定、
转子磁环中的磁力线方向如图所示。在定、转子磁
直线垂直，并与磁环平面成锐角，使转子始终受到一
个力矩，以实现转子连续转动。
99100126.5权 利 要 求 书第1/1页 1、一种磁动机，包括定子磁环1，转子磁环2，转轴3，连接圆块4，轴承5，壳体6，其特征是定子磁环和转子磁环环平面上任一点处的磁力线与该点到磁环轴线的直线垂直，并与环平面成锐角，或者定子磁环和转子磁环内外环面上任一点处的磁力线与磁环轴线垂直，并与自磁环轴线通过该点的直线成锐角。
2、根据权利要求1所述的磁动机，其特征是当转子磁环旋转一周时，定子磁环磁场对处于其中的转子磁环上的磁荷所做的功大于零。 3、根据权利要求1所述的磁动机，其特征是定子磁环和转子磁环的磁导率等于或接近空气的磁导率。
4、根据权利要求1所述的磁动机，其特征是转轴，连接圆块，壳体应当用非导磁材料制作。
99100126.5说 明 书第1/2页
磁动机
本发明属于动力机械领域。
在工农业生产和日常生活中广泛使用的燃烧燃料的发动机以及电动机存在的问题是耗能多，噪音大，污染环境等。尤其在能源短缺的今天，耗能多的问题尤为突出。
本发明的目的是提供一种用永磁驱动的发动机，即磁动机。
下面是本发明的工作原理。首先一永磁体能否向外界提供动力，关键看式是否不成立。式中是永磁体周围的磁场，1是该磁场
中一个闭合回路。上式表明：在静磁场中，将一个单位磁荷经历一个闭合回路，磁场做功为零。这里引入一个关系式其中是一个磁
荷在所处的位置上的外磁场强度，是该磁荷所受的力，q m是该磁荷的磁荷量，当q m=1时，，上式
按照以下一种方法制造的永磁磁环，在其周围分布的静磁场的情况就有所不同。制备片状永磁铁氧体粉，然后与特种树脂(硅硼树脂)混合，辗成像纸一样的薄片，然后进行充磁，磁化方向如图3(图中α是磁力线与薄磁片上下边线之间的夹角)，再进行卷制。磁环的磁导率应等于或接近空气磁导率。该磁环制造好后，其内部磁力线方向如图1所示。由磁感应线折射定律知tgα1/tgα2=μ1/μ2。在本问题中，μ1为永磁磁环的磁导率，而μ2为空气磁导率。由于μ1=μ2，所以α1=α2，见图2(图中箭头方向代表磁力线方向，n代表分界面法线)。就是说当磁力线穿出磁环上平面进入靠近磁环上平面的空气中时，磁力线的方向不改变。又由于
在空气中，所以空气中任一点处线方向与磁力线(线)方向相同。
如图1所示，以一个单位正磁荷在磁环产生的磁场中绕闭合回路1(1是在磁环上平面上方贴近磁环上平面所取的一条闭合路径)一周，则磁场对这个单位正磁荷所做的功为：
式中,α为与间的夹角，由于H ＞0,dl＞0,α绐终
为锐角，故cosα＞0,Hcosαdl＞0,ΔW=∮1Hcosαdl＞0。这说明当单位正磁荷绕1一周，磁环磁场对该磁荷做功不为零，可以对外提供能量。由于单位正磁荷每转完一周，其所处的位置和初始位置一样，因此磁环磁场对磁荷的做功就可以一直进行下去。当q m值不一定为1时，有
一般情况下，q m可正可负，
与间夹角θ随着磁荷正反旋转不同有锐角和钝角之分(θ为锐角时，θ=α；
θ为钝角时，θ=180°-α)。当q m为正，θ=α或q m为负，θ=180°-α时，
一般地说，磁环的内、外半径越大，
99100126.5说 明 书 第2/2页
接近，磁环的磁场分布就越理想。
以下是基于上述工作原理的三个实施例。
实施例1：本实施例磁动机结构示意图见图4。图中定子磁环1固定在壳体6上，转子磁环2通过连接圆块4与轴3固定连接，轴3通过两端的轴承5与壳体6相连接，定、转子磁环之间有间隙，定、转子磁环磁导率应等于或接近空气磁导率，磁环以外的构件应尽量使用非导磁材料，以免干扰磁场分布。本实施例磁动机工作原理图见图5。图中各构件的编号与结构示意图(图4)中编号一致。图中定、转子磁环
上磁力线方向用文字叙述就是：在磁环平面上任一点处的磁力线与该点到磁环轴线的直线垂直，并与磁环平面成α角(α是锐角)。用磁荷的观点来解释，一个永磁体的N极上分布着许多正磁荷，而在S极上分布着许多负磁荷。图5中转子磁环下平面上可以认为分布着许多磁荷量为q m的正磁荷。这些正磁荷都处在定子磁环的磁场中。如果转子旋转一周，则所有转子下平面上的正磁荷都经历一个闭合回路，如果磁环平面上磁场和磁荷都均匀分布，则定子磁环磁场对转子磁环所做的功为
为定子磁环
磁场对转子下平面上一个正磁荷所做的功，l i为定子磁环上平面上方相应的闭合回路)。转子磁环每旋转一周后，转子磁环与定子磁环的相对位置与旋转一周前相同，因此定子磁环可以持续地对转子磁环做功。 实施例2：本实施例的各构件连接关系与实施例1相似，所以只给出了工作原理图，并在图中省略了壳体，轴承。对本实施例的技术要求同实施例1。本实施例的工作原理图见图6。图中编号1为定子，2为转子，3为转轴，4为连接圆块。为了提高磁动机的功率，采用多定子、多转子磁环按图中所示的磁力线方向安装，即对于定子磁场中转子平面上的磁荷，都要保证其每旋转一周时定子磁场对其所做的功
。为
了保证转子上受到较大力矩，要求磁环在轴向上有一定厚度，例如≥10 mm。这是由于如果转子磁环轴向厚度过薄，则邻近定子磁环在转子磁环的两个环平面对应点上分布的磁场趋于相等，而转子磁环的两个环平面上分布的磁荷极性相反，这就使得转子磁环的两个环平面上的力矩大幅度互相抵消，使得推动转子磁环旋转的总力矩大打折扣。 实施例3：本实施例结构示意图见图7。图中定子磁环1固定在壳体6上，转子磁环2通过连接圆块4与轴3固定连接，轴3通过两端的轴承5与壳体6相连接。对本实施例的其它技术要求同实施例1。本实施例工作原理图见图8。图中编号与图7一致。其工作原理与实施1相似。
本发明磁动机噪音小，无污染，节约能源。
99100126.5说 明 书 附 图第1/7页
图1
图2
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