一种偏磁式电动机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102545522A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102545522A(43)申请公布日2012.07.04(21)申请号201110392869.1(22)申请日2011.12.01(71)申请人于斌地址510403广东省广州市机场路向云西街10号(72)发明人于斌李伟群刘志刚高延增何晓东高强廖勇毅(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人谭英强(51)Int.Cl.H02K29/06(2006.01)H02K1/12(2006.01)H02K1/27(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书55页页附图附图99页(54)发明名称一种偏磁式电动机(57)摘要本发明公开了一种偏磁式电动机，包括固定在底座上的机壳，所述机壳内设有转子和定子，所述定子为电磁铁，所述电磁铁固定设置在机壳一侧，并与水平方向呈45°夹角上下分布；所述转子包括转轴，所述转轴上延伸有转子轮辐，所述转子轮辐上设置有可沿转子轮辐径向方向移动的永久磁铁，所述转子的转轴上呈相对方向设置有一对转子角度信号检测器，还包括一用于控制定子电磁铁上绕组电流方向的控制电路。本发明偏磁式电动机不仅克服了启动时电动机的制动状态，还根据电动机的状态不断地改变电动机中永久磁铁的位置，利用右边永久磁铁的重力做功提升了电动机的能量转换效率，可以替代现有的直流电动机或者感应式异步电动机，应用前景广泛。CN10254ACN102545522A权利要求书1/1页1.一种偏磁式电动机，包括固定在底座（9）上的机壳（8），所述机壳（8）内设有转子和定子，其特征在于：所述定子为由铁芯和绕组构成的电磁铁（5、6），所述电磁铁（5、6）固定设置在机壳（8）一侧，并与水平方向呈45°夹角上下分布；所述转子包括可旋转运动的转轴，所述转轴上沿轴向的垂直平面延伸有转子轮辐（7），所述转子轮辐（7）上设置有可沿转子轮辐（7）径向方向移动的永久磁铁（1、2、3、4），所述转子的转轴上呈相对方向设置有一对转子角度信号检测器（10），还包括一用于控制定子电磁铁（5、6）上绕组电流方向的控制电路。2.根据权利要求1所述的一种偏磁式电动机，其特征在于：所述控制电路包括光电耦合器，所述光电耦合器的输出端通过三极管放大电路与定子电磁铁（5、6）上的绕组连接，所述光电耦合器的输入端通过三极管连接有一个碳刷，所述碳刷通过与转子角度信号检测器（10）接通或者断开来切换定子电磁铁上的绕组通电的电流方向。3.根据权利要求1或者2所述的一种偏磁式电动机，其特征在于：所述转子角度信号检测器（10）为金属片。4.根据权利要求1或者2所述的一种偏磁式电动机，其特征在于：所述定子电磁铁（5、6）之间的绕组串联连接。5.根据权利要求1或者2所述的一种偏磁式电动机，其特征在于：所述转轴上的转子轮辐（7）垂直对称分布，转子轮辐（7）上呈一条直线的两个永久磁铁（1、3；2、4）极性相斥。6.根据权利要求1或者2所述的一种偏磁式电动机，其特征在于：所述转子轮辐（7）采用非磁性材料制成。2CN102545522A说明书1/5页一种偏磁式电动机技术领域[0001]本发明涉及一种直流电动机，尤其是一种基于地球重力和永久磁铁之间的吸力来提高直流电动机能量转换效率的偏磁式电动机。背景技术[0002]随着节能环保的理念深入人心，人们对各种电器设备的节能效果要求越来越高。作为将电能转换为机械能的机器，电动机的应用非常广泛，包括工农业生产、交通运输、生活家庭用电器等领域，因此电动机的能量转换效率与节约能源、保护资源息息相关。[0003]电动机主要由定子、转子和机壳等组成。传统的直流电动机的转子铁芯相对于转子轴心是固定的，其工作过程可以等效为图1所示的情况。在图1中，11、12、13、14是套在铁芯上的线圈，是直流电动机的四个绕组。15、16分别是磁性为N极和S极的永久磁铁。在静止状态下，四个线圈均未通电。线圈11、13在永久磁铁16、15的作用下，分别呈现出N极与S极。实际上，由于转子是磁性物质与永久磁铁相互吸引，电机处于制动状态。[0004]图2是传统直流电动机的起动过程，图2中线圈11和线圈13仍然没有通电，在永久磁铁的作用下，11、13两个线圈处于制动状态；但是线圈12和线圈14已经通电，在电流的作用下，建立了与永久磁铁磁场相垂直的转子磁场。在磁场的作用下，电动机开始顺时针旋转。由于线圈11和线圈13未通电，相当于两个铁块被吸在永久磁铁上，只有12、14两个线圈所产生的电动力克服永久磁铁对线圈11和线圈13的吸引力，电动机才能转起来。也就是说，电动机是在制动的情况下开始旋转的。这就造成了电能的浪费，这也是直流电动机将电能转换为机械能效率不高的主要原因。一般来说，转换效率都是