一种组合式磁力传动复合电机

著录项
  • CN201710080859.1
  • 20170215
  • CN106787955A
  • 20170531
  • 丁伟
  • 不公告发明人
  • H02N11/00
  • H02N11/00

  • 山东省临沂市平邑县蒙阳路54号15号楼1单元502室
  • 中国,CN,山东(37)
摘要
一种组合式磁力传动复合电机,由端盖、N个相互对应的主转子与主定子、N个相互对应的副转子与副定子、N个被动磁力传动磁组与主动磁力传动磁组、N个霍尔元器件、电磁脉冲发生器、电气控制单元等构成,其中N大于等于0。其特征是:主动磁力传动磁组与被动磁力传动磁组之间、被动磁力传动磁组与副转子之间以磁力传动的方式实现能量传递;巧妙运用电流磁场原理,辅助推动主转子或副转子运动;电磁脉冲控制器依据霍尔元器件信号,调节主动磁力传动磁组的功率;利用惯性、离心力原理、和电气控制间歇性供电以调节主动磁力传动磁组磁场;最终,由电气控制单元控制电机达成机器正常运转、节能降耗、绿环保的目的。根据实际需要,本发明可以做成单层或多层。本发明整体构造样例由图1所示、基本部件由图2所示。
权利要求

1.一种组合式磁力传动复合电机,其基本特征与基本部件是,在现有的理论、技术、工 艺、新材料基础上,创新性综合运用电磁定律“同性相吸、异性相斥”、霍尔元器件、磁力传 动、电流磁场等理论技术,科学合理的设置主转子(11)、与主转子相对应的主定子(3、18)、 副转子(6)、与副转子相对应的副定子(8)、在主转子外缘的被动磁力传动磁组(10)、主动磁 力传动磁组(12)等基本部件的极性、形状、大小、位置和排列方式,合理科学的设定电磁脉 冲信号器、电气控制单元,巧妙布置导线的排布、霍尔元器件(14)的位置和磁屏蔽材料的位 置,科学合理的根据磁场强度确定的主转子与副转子之间、被动磁力传动磁组与主动磁力 传动磁组之间的距离,科学合理的将部件配置于一个同心圆的盘体中,均属于本发明的范 围。

2.基于权利要求1所述的一种组合式磁力传动复合电机,其特征在于:主转子、主定子 相对运动构成主电机,副转子、副定子相对运动构成副电机,可以根据需要以磁力传动的方 式在被动磁力传动磁组与副转子之间实现主电机与副电机之间的能量传递能量传递;电磁 脉冲控制器依据霍尔元器件检测被动磁力传动磁组极性和位置产生的信号,调节主动磁力 传动磁组的功率;主动磁力传动磁组与被动磁力传动磁组之间,实现磁力传动以作用于主 转子进行能量传递;而且,本发明巧妙运用电流磁场辅助推动主转子或副转子运动,巧妙使 用了磁屏蔽减少各个部件之间的磁干扰,巧妙利用了惯性、离心力和间歇性开关电源;最 终,由电器控制单元控制实现电机功能,最终达成机器正常运转、节能、降耗的目的,均属于 本发明的范围。

3.基于权利要求1或2所述的一种组合式磁力传动复合电机,其特征在于,主转子的数 量、形状、位置、功能等可以根据实际需要设定,其磁铁的极性、数量、大小、形状、放置方式 等可以根据实际需要设定,或者其线圈绕组的数量、大小、形状、放置方式、接线方式等可以 根据实际需要设定,均属于本发明的范围。

4.基于权利要求1、2或3所述的一种组合式磁力传动复合电机,对应于主转子,主定子 的数量、形状、位置、功能等可以根据实际需要设定,主定子线圈绕组所使用的线材、线径、 股数、匝数、数量、形状、排列方式、放置方式、接线方式根据实际需求设定,或者主定子所使 用磁铁的极性、数量、大小、形状、放置方式等可以根据实际需要设定,均属于本发明的范 围。

5.基于权利要求1、2、3或4所述的一种组合式磁力传动复合电机,其特征在于,副转子 的数量、形状、位置、功能等可以根据实际需要设定,其磁铁的极性、数量、大小、形状、放置 方式等可以根据实际需要设定,或者其线圈绕组的数量、大小、形状、放置方式、接线方式等 可以根据实际需要设定,均属于本发明的范围。

6.基于权利要求1、2、3、4或5所述的一种组合式磁力传动复合电机,对应于副转子,副 定子的数量、形状、功能等可以根据实际需要设定,副定子与被动磁力传动磁组之间具有科 学合理的位置,副定子线圈绕组所使用的线材、线径、股数、匝数、数量、形状、排列方式、放 置方式、接线方式根据实际需求设定,或者副定子所使用磁铁的极性、数量、大小、形状、放 置方式等可以根据实际需要设定,均属于本发明的范围。

7.基于权利要求1、2、3、4、5或6所述的一种组合式磁力传动复合电机,其特征在于,为 实现被动磁力传动磁组与副转子之间的磁力传动,副定子的形状并不是闭环的,留有科学 合理的空间,均属于本发明的范围。

8.基于权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的一种组合式磁力传动复合电机,被动磁力传动 磁组磁铁的极性、数量、大小、形状、放置方式根据实际需求设定,或者被动磁力传动磁组电 磁线圈绕组所使用的线材、线径、股数、匝数、数量、形状、排列方式、放置方式、接线方式根 据实际需求设定,其所使用的线材、线径、股数、匝数、数量、形状、排列方式、放置方式、接线 方式根据实际需求设定,其骨架的数量、形状、大小、材料等可以根据实际需求设定,其铁芯 的数量、形状、大小、材料等可以根据实际需求设定,均属于本发明的范围。

9.基于权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一种组合式磁力传动复合电机,其特征在 于,主动磁力传动磁组磁铁的极性、数量、大小、形状、放置方式根据实际需求设定,或者主 动磁力传动磁组电磁线圈绕组所使用的线材、线径、股数、匝数、数量、形状、排列方式、放置 方式、接线方式根据实际需求设定;其所使用的线材、线径、股数、匝数、数量、形状、排列方 式、放置方式、接线方式根据实际需求设定,其骨架的数量、形状、大小、材料等可以根据实 际需求设定,其铁芯的数量、形状、大小、材料等可以根据实际需求设定,均属于本发明的范 围。

10.基于权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的一种组合式磁力传动复合电机,其特征 在于,本发明根据实际需求,主电机或副电机可以选用刷沃、换向器或换向器,可以部分选 用刷沃、换向器或换向器,也可以全部弃用刷沃、换向器或换向器;主电机或副电机可以全 部选用铁芯,也可以全部弃用铁芯,亦可以部分选用铁芯;主电机或副电机全部或部分选用 轴承,也可以全部或部分弃用轴承而选择磁悬浮轴承,均属于本发明的范围。

11.基于权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9或10所述的一种组合式磁力传动复合电机,其特 征在于,改变本发明中密封圈、输出轴、中心轴、螺钉等其他部件的形状、材料、大小、位置、 数量等,改变本发明中使用的电磁脉冲发生器、电器控制单元等具体内容,均属于本发明的 范围。

12.基于权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11所述的一种组合式磁力传动复合电机, 其特征在于,主电机、每个副电机的功能可以根据实际需要有所不同,要么是发电机,要么 是电动机,或者一部分是发电机而另一部分是电动机,均属于本发明的范围。

13.基于权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12所述的一种组合式磁力传动复合电 机,其特征在于,根据实际需要,本发明可以做成单层或N多层:比如主转子N多层、主定子N 多层共用一个转子轴,副转子与副定子都单层;比如副转子、副定子N多层各自共用各自的 转子轴,主转子单层;其中,N大于等于1,均属于本发明的范围。

14.基于权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13所述的一种组合式磁力传动复合 电机,其特征在于,本发明适用于以下设备或领域,但是不限于所列举的设备或领域,均属 于本发明的范围:如新能源汽车、电动自行车、无人机、机器人,如单兵装备、家庭或工业临 时发电、农用设备或动力源、通讯设备或动力源、野外发电设备或动力,如水力发电、风力发 电或太阳能发电等电气设备领域;本发明也可以与小型动力装置配套作为使用,甚或可以 配置在其他机器构造设备上利用自然能源,如发电、畜力发电等,均属于本发明的范围。

15.基于权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14所述的一种组合式磁力传动 复合电机,其特征在于,本发明部件可以组成整体单独使用,可以组成整体放置在其他设备 上使用,可以将本发明中的电磁脉冲发生器、电气控制单元或其他部件分拆放置在其他他 设备上使用,均属于本发明的范围。

说明书

一种组合式磁力传动复合电机

技术领域

传统的电机,即便是盘式多层电机,受科学技术水平的制约,受传统机械加工工艺 和材料制约,主要由转子、定子、转轴、铁芯、轴承、电气控制单元等构成,由轴承支撑的转轴 与转子一起旋转,体积较大,质量较大,耗能较大、功率较小、功能受到制约。

技术原理

一种组合式磁力传动复合电机。为说明技术原理,配置了图7作为参考说明,图中部件 与图2的部件基本一致,但是每个部件的编号不相一致。

依据“同性相吸、异性排斥”和磁力传动原理,根据需求与所使用的材料确定上述 部件的数量、形状、位置以及相互之间的距离。科学合理的设置主转子(7-4)及与之相对应 的主定子(7-3)、副转子(7-14)及与之相对应的副定子(7-17),根据磁场强度科学合理的设 置它们的距离;主转子外缘科学合理的设置有一定形状、位置、极性的被动磁力传动磁组 (7-5),科学合理的设置具有一定形状、位置、功率的主动磁力传动磁组(7-10),根据磁场强 度确定的科学合理设置被动磁力传动磁组与主动磁力传动磁组之间的距离;科学合理的配 置电磁脉冲信号器、电气控制单元;科学合理的配置霍尔传感器(7-12)的位置、数量。

依据“同性相吸、异性排斥”原理科学合理的利用磁力传动原理。主转子、主定子相 对运动构成主电机,副转子、副定子相对运动构成副电机,主电机与副电机之间可以根据需 要以磁力传动地方式在被动磁力传动磁组与副转子之间进行能量传递;主动磁力传动磁组 与被动磁力传动磁组之间,实现磁力传动以作用于主转子进行能量传递。而且,本发明巧妙 运用电流磁场辅助推动主转子或副转子运动;最终,由电器控制单元控制实现电机功能,最 终达成机器正常运转、节能、降耗的目的。

利用霍尔科学合理的设置电磁脉冲发生器和电气控制单元。电磁脉冲控制器依据 霍尔元器件检测被动磁力传动磁组极性和位置产生的信号,调节主动磁力传动磁组的功 率。同时,电磁脉冲发生器由电气控制单元根据实际需要进行电源开关的调控。

本发明特制作了图6,举例说明了一种组合式磁力传动复合电机的主动磁力传动 磁组样式,间接也说明了主转子外缘被动磁力传动磁组(图中未见)、副转子、主动磁力传动 磁组之间的空间位置关系,以及副定子的形状,至于6-1中铁芯置放孔的形状并没有进一步 展开,需要说明的是6-1骨架与副定子同样材料一体构造而磁屏蔽需要单独放置,6-2磁屏 蔽与副定子、主动磁力传动磁组一体构造,6-3中主动磁力传动磁组与副定子是单独构造, 6-4磁屏蔽效果最佳。

利用电流磁场理论技术布线、设置电气控制单元。本机器电流磁场的运用,是利用 电流流经导线时产生的磁场,通过巧妙布线实现辅助励磁的方式实现的,在相关的图例或 者实现方式的样例中不再具体展示。本机器运用电流磁场理论技术,是充分利用电流在导 线中产生的磁场,辅助驱动主转子或副转子。所以,本发明接线方式根据实际需求布线:假 如主电机作为发电机使用输出电动势,主定子一侧输出电动势的线路可以布置在另一侧主 定子上,提供磁场帮助驱动主转子;假如某个副转子作为电动机使用、另一个副转子作为发 电机使用,发电机输出电动势的线路可以在作为电动机对应的副定子上经过。

利用惯性动力、离心力等机械原理设置主转子、被动磁力传动磁组、电磁脉冲、电 气控制单元的间歇式开关电源。间歇性能量输入依靠电气控制单元实现。根据惯性和离心 力等理论,主转子的构造样式具有显著的特点,当转子正常运转后会保持有一定的惯性,相 适应的短时间内停止能量关停主动磁力传动磁组对被动磁力传动磁组的驱动并不影响转 子的运行。为说明需要,简单举例如下:假如48V10A蓄电池驱动电动单车行驶,当单车运行 速度为每小时40时公里,在3秒钟内切断电源供应单车运行速度依然是每小时40时公里;假 如持续供电,蓄电池驱动单车行驶2个小时共80公里,而间歇性供电1个小时,则该单车可以 行驶3个小时共120公里。

发明内容

本发明是一种组合式磁力传动复合电机,本发明在现有的理论、技术、工艺、新材 料基础上,尤其利用了磁力传动原理、霍尔元器件技术、磁性相吸相斥原理和电流磁场原 理,目的是利用磁力传动、磁性相吸相斥、电流磁场、霍尔传感器、电磁脉冲发生器、电气控 制单元、间歇性开关电源等理论,结合巧妙的合理构造,将发电机或电动机发展技术凝聚为 一体,实现能量传输高效、节能、环保的效果。

一种组合式磁力传动复合电机,由端盖(1、17)、N(N大于等于1)个主转子(11)、N(N 大于等于1)个对应于主转子的主定子(3、18)、N(大于等于1)个副转子(6)、N(N大于等于1) 个对应于副转子的副定子(8)、N(N大于等于1)个镶嵌在主转子外缘的被动磁力传动磁组 (10)、N(N大于等于1)个主动磁力传动磁组(12)、N(N大于等于0)个霍尔元器件(14)、电磁脉 冲发生器、电气控制单元、N(N大于等于1)个输出轴(9)、N(大于等于0)个铁芯(12)、N(N大于 等于0)个换向器、磁屏蔽组件(15)、轴承、密封圈、螺钉等构成,其中:上述主转子与对应的 主定子构成相对独立的主电机,上述副转子与对应的副定子构成相对独立的副电机,本发 明整体构造样例由图1所示、基本部件由图2所示。本发明使用密封圈、端盖、螺钉等结合,将 上述主转子、主定子、副转子、副定子、主动磁力传动磁组、被动磁力传动磁组、霍尔元器件、 电磁脉冲发生器、电气控制单元等部件封闭组装以保证安全性能。

依据需要,电磁脉冲控制器依据霍尔元器件检测被动磁力传动磁组极性和位置产 生的信号,调节主动磁力传动磁组的功率;主动磁力传动磁组与被动磁力传动磁组之间实 现磁力传动作用于主转子,被动磁力传动磁组与副转子之间根据需要磁力传动实现主转子 与副转子之间的能量传递;同时,本发明通过布置导线巧妙运用电流磁场辅助推动主转子 或副转子运动,巧妙使用了磁屏蔽技术,运用了惯性和离心力设置转子,使用了间歇性电源 开关节约能耗;最终,由电气控制单元控制实现电机功能,达成机器正常运转、节能降耗、绿 环保的目的。

需要说明的是,主转子与主定子相对运动构成主电机,副转子与副定子相对运动 构成副电机,主电机与全部(或部分)副电机之间可以独立运转或以磁力传动的方式能量传 递相互作用;

需要说明的是:根据实际需要,本发明可以做成单层或多层:比如主转子多层或主定子 多层共用一个转子轴,副转子与副定子都单层;比如副转子、副定子多层,主转子、主定子单 层,共用各自的转子轴。需要进一步说明的是,但是限于篇幅以下说明仅仅以单层为例。

需要进一步说明的是主转子功能作用及其配置。第一,根据需要可以驱动负载,也 可以作为发电机输出电动势的主要部件:当本发明作为电动机利用时,其接受电线圈电磁 脉冲信号调节磁场的辅助驱动,可以节省外来动力主转子;当本发明作为发电机使用时,其 接受电线圈电磁脉冲信号调节磁场的辅助驱动,可以增大电动势的输出效率。第二,主转子 与副转子之间实现磁力传动,根据实际需求,要么主转子驱动副转子实现磁力传动以进行 扭力传递,要么主转子接受副转子磁力传动实现扭力传递。第三,主转子实现了间歇式能量 传动。当主转子正常运转后保持有一定的惯性,相适应的短时间停止能量输入,并不影响主 转子的运行,这样就可以节省能源。

需要说明的是:主转子。主转子由两部分磁组构成,主转子两部分磁组的功能作 用、数量、极性排列、位置、排列方式等并不相同:第一部分,放置在垂直于主转子轴向的盘 面上,为说明需要本发明姑且定义为主转子磁组,如图2中(11)所示;第二部分,放置在主转 子盘外缘的被动磁力传动磁组,如图2中(10)所示。

需要进一步说明的是主转子磁组的功能作用及其配置。其放置在垂直于转子轴的 转子盘面上,根据实际需求,可以是一层也可以是多层,极性呈N、S、N、S……排列,其数量、 形状、间隔等配置。为进一步说明需要,定义单层主转子为盘面A、盘面B,定义多层转子为主 转子1(盘面1-A、盘面1-B)、主转子2(盘面A、盘面B)、主转子3(盘面3-A、盘面3-B)……主转 子N(盘面N-A、盘面N-B),定义主转子为盘面A、盘面B,如图2中(3)、(18)所示,至于多层主转 子不再图示说明。

本机器无论是作为发电机利用,还是作为电动机利用,或者既作为发电机又作为 发动机一体化利用,本部分磁组所使用的线材、线径、股数、匝数、数量、形状、排列方式、放 置方式、接线方式根据需求确定,或者所使用的磁铁数量、形状、排列方式、放置方式、极性 对数根据需求确定。如图5所示。

(1)放置一、仅放置一层磁组。

沿轴向盘面,放置一系列极性N、S、N、S……排列的永磁,如图5中(5-4)所示。

(2)放置二、放置多系列磁组。

放置两组极性N、S、N、S……排列,但两组永磁极性N、S相互对应的永磁,如图5中 (5-1)、(5-2)、(5-3)所示。

本发明无论是作为发电机利用,还是作为电动机使用,或者一部分部件作为发电 机利用、一部分部件作为电动机一体化利用,可以根据需要灵活分配盘面A、盘面B的磁组发 电机功能或电动机功能:如果盘面A或B作为发电机使用,则切割对应的主定子以输出电动 势;如果盘面B或A作为电动机使用,则受对应定子磁场驱动以增加有效负载。如图5所示。

需要说明的是:主定子的设置及功能使用。主定子沿垂直于轴向的中心孔边缘放 置。对应于上述主转子配置,要么单层要么多层,视实际需求设置。需要进一步说明的是:我 们定义对应主转子盘面A的定子为主定子A,对应主转子盘面B的定子为主定子B。如图2中 (3)、(18)所示。

需要进一步说明的是:主定子的功能作用。适应于相对应的主转子功能,可以根据 需要灵活分配主定子A、主定子B的磁组发电机功能或电动机功能:如果主定子A或主定子B 作为发电机使用,则受对应的主定子切割磁场以输出电动势;如果主定子B或主定子A作为 电动机使用,则驱动对应定子磁场以增加有效负载。

需要进一步说明的是:主定子的设置。适应于相对应的主转子功能设置,根据实际 需要,相应主定子磁组所使用的线材、线径、股数、匝数、数量、形状、排列方式、放置方式、接 线方式根据需求确定,或者相应主定子磁组所使用的磁铁数量、形状、排列方式、放置方式、 极性对数根据需求确定。如图2中(3)、(18)所示。

需要说明的是副转子。其功能视需要设置,副转子全部或部分作为发电机使用,切 割机体上对应的副定子发电以输出电动势;根据需求,副转子全部或部分作为电动机使用, 被副定子产生的电磁场驱动以有效负载。副转子放置在与主转子同一圆心的盘面上,可以 是一个也可以是多个,可以是单层也可以为多层,其数量、层数视需要设置,所以副转子的 数量为N个(N大于等于1)。其磁组磁铁的数量、极性、形状、排列方式、放置方式,或者其磁组 绕组的线材、线径、股数、匝数、数量、形状、排列方式、放置方式、接线方式根据需求确定,沿 轴向N、S、N、S……排列。为方便说明,我们定义单层设置的每一个副转子为副转子1—1、副 转子1—2、副转子1—3、副转子1—4、副转子1—5……副转子1—N,定义多层设置的每一个 副转子为副转子1—1、副转子2—1、副转子3—1、副转子4—1、副转子5—5……副转子N—N。 如图2中(6A)、(6B)、(6C)、(6D)所示,副转子多层不再赘述。

需要进一步说明的是:本发明根据副转子与被动磁力传动磁组的磁场强度,确定 主转子与副转子之间科学合理的距离,实现主转子与副转子之间磁力传动方式的能量传 递,要么主转子驱动某些(或全部)副转子切割对应的副定子输出电动势,要么主转子驱动 某些(或全部)副转子切割对应的副定子作为电动机以负载,要么某些(或全部)副转子驱动 主转子。图2例中,主转子外缘与副转子外缘之间的距离为35毫米左右。

需要进一步说明的是:本发明需要科学合理的设置副定子的形状,确保被动磁力 传动磁组与副转子之间需要磁力传动的方式进行能量传递;同时,由于主动磁力传动磁组 放置在被动磁力传动磁组与副转子之间,主动磁力传动磁组的磁场会干扰副转子的运转, 影响机器效能,本发明科学合理的利用副定子的形状、副定子与主动磁力传动磁的间距以 减少磁场之间的干扰。如图4中(4-6)所示。

主动磁力传动磁组的设置及使用原理。

主动磁力传动磁组的设置。

主动磁力传动磁组,由绕制线圈、骨架、铁芯和磁屏蔽器件构成,绕制线圈由一定 的线材、一定线径、一定匝数的单股、双股或多股绕线绕制而成,其线材、线径、股数、匝数、 数量、形状、排列方式、放置方式、接线方式,根据需求确定。如图6所示样例列举了几种骨 架、磁组形状,举例说明了一种组合式磁力传动复合电机的主动磁力传动磁组样式,间接也 说明了主转子外缘被动磁力传动磁组(图中未见)、副转子、主动磁力传动磁组之间的空间 位置关系,以及副定子的形状,至于6-1中铁芯置放孔的形状并没有进一步展开,需要说明 的是6-1骨架与副定子同样材料一体构造而磁屏蔽需要单独放置,6-2磁屏蔽与副定子、主 动磁力传动磁组一体构造,6-3中主动磁力传动磁组与副定子是单独构造,6-4磁屏蔽效果 最佳。

主动磁力传动磁组的使用原理。

根据需要,电磁脉冲发生器根据霍尔传感器检测到的信号调节主动磁力传动磁组 的功率,从而主动磁力传动磁组会产生相应的磁场,最终主动磁力传动磁组通过磁力传动 的方式调节主转子转速:当被动磁力传动磁组接近主动磁力传动磁组时,主动磁力传动磁 组的铁芯吸引主转子;当铁芯由于主动磁力传动磁组磁场磁化与被动磁力传动磁组同极性 则“同性排斥”推开被动磁力传动磁组,使得主转子转动。

需要进一步说明的是:惯性动力和间歇性驱动的使用。上述主转子转速达到一定 要求时,会保持一定的惯性,具有一定的惯性动力,因此通过电气控制单元调节电磁脉冲控 制器和主动磁力传动磁组的切断以一定的时间间隔间歇性供电,而不是一味的保持供电, 一定程度上也节省了能耗。

电磁脉冲发生器。电磁脉冲发生器,由相关的电子元件、开关控制等电子电路构 成,目的是根据霍尔传感器信号调节主动磁力传动磁组产生磁场驱动主转子进行能量传 递,根据需求相应的可以调节、选用或更改。其相应的电子电路、相应的电子元器件、功率大 小、放置位置,可以根据实际需要设定、制作与设置。

磁屏蔽器件。本发明选择导磁性能差的材料放置在主动磁力船东磁组相应的位 置,或者选择导磁性能好的合金材料放置在主动磁力船东磁组相应的位置,增加了主动磁 力传动磁组的磁场强度,有效对被动磁力传动磁组的能量传递;同时,减少了对副定子的干 扰,有效提升了副电机的功率。如图2中(15)所示。

端盖。端盖分上端盖、下端盖。端盖的设计,可以根据实际需要进行设计、设置、安 装使用。为说明需要,本发明定义了端盖为:端盖A和端盖B,如图2中(1)、(17)所示。本例中, 主定子A放置在端盖A上,主转子与副转子的转子轴安装孔一端都放置在端盖A上;主定子B 放置在端盖B上,主转子与副转子的转子轴安装孔另一端都放置在端盖B上,电磁脉冲发生 器、电气控制单元放置在端盖B上。

电气控制单元、霍尔传感器,其实际选用领域不同,电气控制单元选用不同,举例 如下:比如新能源汽车、电动自行车、无人机、机器人,如单兵装备、家庭或工业临时发电、农 用设备或动力源、通讯设备或动力源、野外发电设备或动力,如水力发电、风力发电或太阳 能发电等电气设备领域,也可以与小型动力装置配套作为备用电源,更有甚者可以配置一 定机器构造利用自然能源发电、畜力发电或其他相关设备上,故不再一一列举。

空芯输出轴、螺杆、轴承、密封圈及其他。对于上述几样部件,可以采用相应的标准 件或非标准件。不能因空芯输出轴、螺杆、轴承、密封圈及其他器件的选用,影响本发明的权 利诉求

导线布置、接线方式。本发明限于篇幅和图示,仅仅简单举例说明了导线的布置,对于 接线方式也略有提及但没有展示。不能因导线的布置、接线方式,影响本发明的权利诉求。

附图说明

从下列结合附图的详细说明中,将更充分地理解本发明,该系列附图是示意性的,并未 按照实际情况示出所有部件,并且出于清楚目的未按照比例绘制。

图1,从三维视角的角度,展示了本发明的几个纬度,举例说明一种组合式磁力传 动复合电机,从图中可以观察到样例中有4个副电机、4个主动传动磁组、主电机等。

图2,举例说明了一种组合式磁力传动复合电机的基本部件,在图中:1为主定子A、 副定子、主转子轴安装孔、螺钉安装孔和散热等集成端盖,2A、2B、2C、2D、2E、2F为副转子轴 承及安装孔,3为主定子A,4为主转子轴承及安装孔,5为副转子磁组,6A、6B、6C、6D为副转 子,7为副转子轴,8A、8B、8C、8D为副定子,9为主转子轴,10被动磁力传动磁组,11A、11B为主 转子磁组,12为主动磁力传动磁组铁芯,13为主动磁力传动磁组、霍尔传感器、磁屏蔽材料、 副定子安装支架等集合体,14为霍尔传感器,15为副定子为磁屏蔽,16为主动磁力传动磁 组,17为上端盖,18为主定子B,19为电气控制单元、电磁脉冲发生器安装空间,20为为电气 控制单元、电磁脉冲发生器安装螺钉孔,21为为电气控制单元、电磁脉冲发生器安装空间 盖,22为主转子轴输出轴孔,23为密封圈。

图3,举例说明了一种组合式磁力传动复合电机的基本部件,从图中可以观察到样 例中有8个副电机、8个主动传动磁组、主电机等,图3中:3-1为主定子A、副定子、主转子轴安 装孔、螺钉安装孔和散热等集成端盖,3-2为主定子A,3-3为为副转子轴承及安装孔,3-4为 副定子导线,3-5为密封圈,3-6A、3-6B、3-6C、3-6D、3-6E、3-6F、3-6G、3-6H为副转子,3-7为 副转子轴,3-8为主转子,3-9为被动磁力传动磁组,3-10为主转子轴,3-11为主动磁力传动 磁组、霍尔传感器、磁屏蔽材料、副定子安装支架等集合体,3-12为副定子,3-13为主动磁力 传动磁组,3-14为上端盖,3-15为副定子导线,3-16为主转子轴孔,3-17为主定子B,3-18为 副转子轴安装孔,3-19为主转子轴承,3-20为磁屏蔽组件,3-21为霍尔元器件,3-22为主转 子磁组安装盖,3-23为主转子磁组A,3-24为主转子磁组B,3-25为副转子磁组,3-26为主转 子轴安装孔。

图4,举例说明了一种组合式磁力传动复合电机样式,举例展示了预留的方便被动磁力 传动磁组与副转子之间进行磁力传动的副定子空间形状,也举例说明了一种主动磁力传动 磁组的设计样例,也举例展示了磁屏蔽组件放置的样式,同时举例展示了刷沃的使用情况, 在图中:4-1为副定子、主转子刷沃、副转子刷沃、主动磁力传动磁组和磁屏蔽组件端盖等集 成端盖,4-2为副定子放置座,4-3为副转子轴、刷沃安装孔,4-4为主转子轴、刷沃安装孔,4- 5为霍尔元器件,4-6为主动磁力传动磁组,4-7为副定子形状,4-8为磁屏蔽组件。

图5,举例说明了一种组合式磁力传动复合电机的主转子样式,该样式为线圈绕组 及铁芯,图中可见本发明多层样式的一个样例,需要说明的是,其中的盘面为一种永磁铁, 其磁性中间上下面为N、S、N、S……排列,而外缘则N、N、N、N……SSS……排列,需要 进一步说明的是主转子为两面线圈绕组,对应的定子要么磁铁要么为线圈绕组,仅仅是举 例展示故不再赘述,在图中5-1为俯视图,5-2为侧视图,5-3为侧面斜视图,5-4为转子磁铁 极性排列示意图。

图6,举例说明了一种组合式磁力传动复合电机的主动磁力传动磁组样式,间接也 说明了主转子外缘被动磁力传动磁组(图中未见)、副转子、主动磁力传动磁组之间的空间 位置关系,以及副定子的形状,至于6-1中铁芯置放孔的形状并没有进一步展开,需要说明 的是6-1骨架与副定子同样材料一体构造而磁屏蔽需要单独放置,6-2磁屏蔽与副定子、主 动磁力传动磁组一体构造,6-3中主动磁力传动磁组与副定子是单独构造,6-4磁屏蔽效果 最佳。

图7,是图2的剖切图,举例说明一种组合式磁力传动复合电机的基本部件之间的 相对空间位置及形状,重点是说明本发明所综合使用的磁力传动和磁性相吸相斥但是需要 一定的距离,从这个视角可以帮助理解本发明说述的使用原理,理解本发明的基本构造,在 图中:7-1为散热孔,7-2为电机螺钉安装孔,7-3为主定子,7-4为主转子磁组,7-5为被动磁 力传动磁组,7-6为主转子,7-7为主转子与主动磁力传动磁组之间的距离,7-8为主转子铁 芯,7-9为主转子轴及输出孔,7-10为主动磁力传动磁组,7-11为一种主动磁力传动磁组骨 架及铁芯,7-12为霍尔元器件,7-13为副定子设置的为被动磁力传动磁组与副转子之间磁 力传动的空间,7-14为副转子,7-15为副转子磁组,7-16为磁屏蔽组件,7-17为副定子,7-18 为导线放置槽。

实施方式

实施方式例一:单层组合式磁力传动复合发电机

本实施方式,设定实际需求是在本发明的基础上添加风叶轮,其动力来源风力,在主转 子轴、副转子轴外接风叶轮提供动力,本发明作为单层组合式磁力传动复合发电机使用。本 实施方式,不仅增加了受风的面积而且微风即可输出较大的功率。

本实施方式中,主电机功能设置为发电机,主转子磁组切割主定子A、B的线圈绕组 输出电动势。

在本实施方式中,副电机都作为发电机,副转子切割对应的副转子线圈绕组,一方 面为主动磁力传动磁组提供电源,另一方面输出电动势。同时,副电机副转子以磁力传动的 方式通过推动主转子上的被动磁力传动磁组“相吸相斥”,加快主转子的转速,辅助主发电 机工作输出电动势。

在本实施方式中,霍尔传感器检测被动磁力传动磁组的极性与位置,提供信号给 电磁脉冲发生器调节主动磁力传动磁组的功率,辅助主发电机工作输出电动势。

在本实施方式中,副发电机输出的电动势导线沿主定子底面通过主转子轴不接风 叶轮的另一端输出给电气控制单元,主定子输出导线同样通过主转子轴不接风叶轮的另一 端输出给电气控制单元。

在本实施方式中,电气控制单元设置为不间断供电。

实施方式例二:单层组合式磁力传动复合电动机

在本实施方式中,设定实际需求是主电机外接机器人为其提供动力,其动力来源是市 电或蓄电池(以下简称电源),本发明作为单层组合式磁力传动复合电动机实用。

需要说明的是,外接电源从电气控制单元出发,经副定子进入,顺序经过副定子、 主定子、主定子、最后回到电气控制单元,形成电磁闭路。

主电机主转子轴外接机器人,主定子线圈绕组外接电源产生磁场,驱动主转子转 动做功。

副电机定子线圈绕组外接电源产生磁场,驱动对应的副转子转动;副转子以磁力 传动的方式驱动被动磁力传动磁组,辅助驱动主转子转动做功。

同时电源通过电气控制单元提供给电磁脉冲发生器和主动磁力传动磁组,一方面 电磁脉冲发生器根据霍尔传感器检测到的被动磁力传动磁组信号调控主动磁力传动磁组 功率,间歇性调控主转子转速。

其优势是:不仅提高了功率转化效率,而且节省了能耗。

实施方式例三:单层组合式磁力传动复合发电与电动一体化机

在本实施方式中,设定实际需求是悬翼无人机,设定要达到的目的是:1、负载50KG到某 位置放下;2、长航时(相较于同一规格、同一标准、同一负载的蓄电池作动力的无人机航 时); 3、长悬停; 4、航向360度精确定位;5、高速飞行;6、保持某一设定的高度飞行。本发明 作为单层组合式磁力传动复合发电与电动一体化机使用,主电机转子轴与8个副电机转子 轴各外接一组叶片。外接动力是蓄电池。

在本实施方式中,设定电气控制单元集合于无人机控制电路。

在本实施方式中,主电机作为主体电动机或主发电机使用,副电机全部(或某部 分)作为辅助电动机或辅助发电机使用。

在本实施方式中,4个副电机作为电动机使用带动叶片升空,并保持设定的高度, 我们定义为主线路。

在本实施方式中,当负载飞行时,主电机作为电动机使用主定子A和主定子B,双双 驱动主转子,同时,4个副电机作为发电机使用,磁场切割对应副定子绕组线圈发电输出电 动势,一方面,经电气控制单元、霍尔传感器和电磁脉冲发生器回到副定子,形成电磁闭路, 目的是间歇性驱动主动磁力传动磁组辅助驱动主转子,节省能耗;另一方面,多于的电动势 并入主线路,节省能耗。

在本实施方式中,当需要精确定位时,通过电气控制单元调整主电机与副电机的 功能,比如:向某一方向飞行并定位,该副电机为电动机,主电机保持飞行,副电机保持发 电,副电机保持飞行高度即可。

在本实施方式中,需要长时间悬停时,4个副电机作为电动机保持飞行高度,主电 机及其余副电机作为发电机使用,磁场切割对应副定子绕组线圈发电输出电动势,一方面, 经电气控制单元、霍尔传感器和电磁脉冲发生器回到副定子,形成电磁闭路,目的是间歇性 驱动主动磁力传动磁组辅助驱动主转子,节省能耗;另一方面,多于的电动势并入主线路, 通过浮充的方式经蓄电池给电动机供电,不仅可以给蓄电池充电,而且减少了能耗。

在本实施方式中,假如无人迹到达目的地并放下负载回归出发地点,电气控制单 元可以将主电机设定为电动机、4个副电机保持飞行高度,另外4个副电机保持发电机功能, 磁场切割对应副定子绕组线圈发电输出电动势,一方面,经电气控制单元、霍尔传感器和电 磁脉冲发生器回到副定子,形成电磁闭路,目的是间歇性驱动主动磁力传动磁组辅助驱动 主转子,节省能耗;另一方面,多于的电动势并入主线路,通过浮充的方式经蓄电池给电动 机供电,不仅可以给蓄电池充电,而且减少了能耗。

特别说明:本发明中的电气控制单元仅仅是一个模块,该模块根据实际需要并不 相同,每一个模块都另行申请发明或发明专利。

特别说明:本申请人于本申请同日对同样的发明创造既申请发明专利又申请发明 专利。

本文发布于:2024-09-24 18:24:13,感谢您对本站的认可!

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