【技术实现步骤摘要】
一种永磁电磁副拉/推传动结构的实现方法及其动力装置
[0001]本专利技术涉及磁/电传动、动力和能源
，特别是一种永磁电磁副拉/推传动结构的实现方法及其动力装置。
技术介绍
[0002]动力和能源的绿色应用和可持续发展是广受关注的问题，也是全社会亟待解决的重要问题之一。动力和能源
的科技工作者从来没有停止过追赶和超越的步伐，研发更高效节能、环保清洁的磁/电动力和能源技术，是地球人最为热衷的创新工作之一，并且不断取得日新月异的进步。磁电动力装置也是各行各业中应用最广泛的设备之一，最典型的代表就是电动机和发电机，比如常见的各种各样交/直流同步电动机、交流异步电动机、永磁电机、磁阻电机、单/多相步进电机以及永磁发电机等传统电机，但在传统电机结构里，要么是定子电磁(电磁为电流励磁、感应励磁或涡流励磁的统称)与转子电磁之间通过气隙旋转磁场拉/推做功，要么是定子电磁与转子永磁铁之间通过气隙旋转磁场拉/推做功，或者说，传统电动机转子输出旋转动力，每时每刻均是以电磁拉/推做功为基础条件的，产生电磁过程中都会生热，而且传统定转子传动结构中的永磁铁所产生的吸引拉力和排斥推力仅能呈现保守力做功的特性，使得传统磁电动力装置(电机)的工作效率较低，其工作机理和结构亟待创新，以提高磁电动力装置的工作效率，更加符合绿色环保要求，节约运行成本。
技术实现思路
[0003]本专利技术依据磁学和力学原理：磁极同性相斥异性相吸，作用力与反作用力大小相等方向相反，以及磁通总是要沿着磁阻最小路径闭合(磁阻电机的工作原理)，创造性构...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种永磁电磁副拉/推传动结构的实现方法，其特征在于，主要由气隙磁场耦合永磁电磁副接续拉/推传动定转子结构、转子轴、轴承、位置传感器、控制器及其附件构成，气隙磁场耦合永磁电磁副接续拉/推传动定转子结构中，定子磁轭/本体上沿气隙耦合圆周设置至少一组永磁电磁副并呈首尾联接布局，转子上沿气隙耦合圆周均布至少两个同磁极性永磁磁齿，永磁电磁副由一组/块永磁铁和至少有一个设置有铁芯磁靴/电磁永磁续磁磁靴或/和导磁器的电磁铁/电磁绕组组成，永磁电磁副气隙耦合面设置成永磁电磁副加力通道，永磁电磁副加力通道由永磁加力通道与永磁电磁复合加力通道组合拼接而成，即永磁电磁副磁极变更区中永磁铁的加力通道端部适配搭构并紧贴电磁铁/电枢绕组的铁芯磁靴/电磁永磁续磁磁靴或/和导磁器的外侧面/背面设置，永磁铁的气隙耦合面构建成永磁加力通道即永磁拉/推加力通道包括永磁吸引拉力通道或永磁排斥推力通道，电磁铁/电磁绕组的铁芯磁靴/电磁永磁续磁磁靴或/和导磁器之气隙耦合面构建成永磁电磁复合加力通道包括永磁电磁复合接续拉/推加力通道、电磁拉/推加力通道，兼或有电磁永磁复合接续拉/推加力通道、双/多加力通道型或混配型电磁永磁副接续拉/推加力通道，定子上的永磁电磁副加力通道通过气隙耦合驱动转子上相对应的永磁磁齿分别依序产生永磁吸引拉力扭矩
→
永磁电磁复合接续拉/推加力扭矩
→
电磁拉/推加力扭矩，或者产生电磁拉/推加力扭矩
→
电磁永磁复合接续拉/推加力扭矩
→
永磁排斥推力扭矩，永磁电磁复合加力通道使得磁极变更区的永磁力和电磁力通过电磁铁/电枢绕组的铁芯磁靴/电磁永磁续磁磁靴或/和导磁器构建的共用复合磁路得以延展、加合及接续，在转子永磁磁齿上得到永磁扭矩和电磁扭矩之矢量加合的接续拉/推加力做功效果，达到消减或消除永磁电磁副加力通道中磁极变更区存在的、因转子永磁磁齿旋转驶离永磁吸引磁强增强型耦合进近加力通道尾端或者抵近永磁排斥磁强减弱型耦合出远加力通道首端而产生的永磁吸/排反作用力或磁极变更区永磁磁极阻滞效应之目的；此过程中，当定子上永磁电磁副加力通道通过永磁电磁副加力通道耦合气隙驱动相对应的转子永磁磁齿旋转到达磁极变更区加力通道即永磁电磁复合加力通道时，永磁加力通道端部的磁力/磁通量通过铁芯磁靴/电磁永磁续磁磁靴或/和导磁器的气隙耦合面即永磁电磁复合加力通道对转子永磁磁齿延续或接续产生永磁作用力，同时，控制器依据位置传感器信息控制该永磁电磁副中的线圈励磁电流适时输出拉/推电磁作用力，使得永磁电磁复合加力通道实现永磁拉/推加力延展以及永磁和电磁拉/推加力复合接续，驱动该转子永磁磁齿顺利进入相邻的下一个永磁电磁副加力通道，驱动转子永磁磁齿持续、周而复始地旋转，以此机理类推，构建成气隙磁场耦合永磁电磁副接续拉/推传动定转子结构。2.如1所述的一种永磁电磁副拉/推传动结构的实现方法，其特征在于，所述同磁极性永磁磁齿是指转子上的所有永磁磁齿的气隙耦合面的极性布设方向是相同的或一致的，即要么是磁极N极或者要么是磁极S极，均朝向定转子耦合气隙布设；永磁电磁副加力通道耦合气隙有四种永磁加力通道耦合气隙结构形式供选择实施，其一是永磁吸引拉力通道耦合气隙渐窄形，即该永磁加力通道耦合气隙呈由大到小变化，一体化永磁加力通道气隙耦合磁场强度渐强，对转子永磁磁齿构成耦合进近加力结构，其二是永磁排斥推力通道耦合气隙渐宽形，即该永磁加力通道耦合气隙呈由小到大变化，一体化永磁加力通道气隙耦合磁场强度渐弱，对转子永磁磁齿构成耦合出远加力结构，其三是永磁吸引拉力通道耦合气隙匀隙形，即该永磁加力通道耦合气隙宽度不变，复合永磁加力通道气隙耦合磁场强度渐强，
并对转子永磁磁齿构成耦合进近加力结构，其四是永磁排斥推力通道耦合气隙匀隙形，即该永磁加力通道耦合气隙宽度不变，复合永磁加力通道气隙耦合磁场强度渐弱，对转子永磁磁齿构成耦合出远加力通道结构；永磁电磁副有三种构形模式，按其加力通道作用效果分别描述为：
“→
永磁吸引拉力渐强通道阶段
→
永磁电磁复合接续拉/推加力通道阶段
→”
即“一一制式”永磁拉力渐强型永磁电磁副、
“→
永磁吸引拉力渐强通道阶段
→
永磁电磁复合接续拉/推加力通道阶段
→
电磁拉/推加力通道阶段
→”
即“一二制式”永磁拉力渐强型永磁电磁副、
“→
永磁吸引拉力渐强通道阶段
→
永磁电磁复合接续拉/推加力通道阶段
→
电磁拉/推加力通道阶段
→
电磁拉/推加力通道阶段
→”
即“一三制式”永磁拉力渐强型永磁电磁副，以此类推；根据实际需要组配或混搭设置成不同构型的永磁拉力渐强型永磁电磁副，定转子结构中不同构型的永磁拉力渐强型永磁电磁副呈首尾联接，成为气隙磁场耦合永磁电磁副接续拉/推传动定子结构；电磁永磁副有三种构形模式，按其加力通道作用效果分别描述为：
“→
电磁永磁复合接续拉/推加力通道阶段
→
永磁排斥推力渐弱通道阶段
→”
即“一一制式”永磁推力渐弱型电磁永磁副、或
“→
电磁拉/推加力通道阶段
→
电磁永磁复合接续拉/推加力通道阶段
→
永磁排斥推力渐弱通道阶段
→”
即“二一制式”永磁推力渐弱型电磁永磁副、或
“→
电磁拉/排加力通道阶段
→
电磁拉/排加力通道阶段
→
电磁永磁复合接续拉/推加力通道阶段
→
永磁排斥推力渐弱通道阶段
→”
即图示“三一制式”永磁推力渐弱型电磁永磁副，以此类推；根据实际需要组配或混搭设置成不同构型的永磁推力渐弱型电磁永磁副，不同构型的永磁推力渐弱型电磁永磁副呈首尾联接，以一顺腿式的顺序，沿定子本体/磁轭气隙耦合圆周布设，成为永磁电磁副接续拉/推传动定子结构；上述永磁拉力渐强型永磁电磁副或/和永磁推力渐弱型电磁永磁副以背靠背、肩并肩或串并联及其混搭组配成双/多加力通道型或混配型电磁永磁副接续拉/推加力通道结构，即“一一一制式”双通道型电磁永磁副、“一二一制式”双通道型电磁永磁副、“一三一制式”双通道型电磁永磁副，依此类推，并符合转子同磁极性永磁磁齿定向旋转加力通道之永磁力和电磁力作用工作机理，定转子结构中的双/多加力通道型或混配型电磁永磁副呈首尾联接，沿定子本体/磁轭气隙耦合圆周布设，成为气隙磁场耦合永磁电磁副接续拉/推传动定子结构。3.如1所述的一种永磁电磁副拉/推传动结构的实现方法，其特征在于，所述的一种永磁电磁副拉/推传动结构及其动力装置，包括筒式径向气隙耦合定转子传动结构及其动力装置、盘式轴向气隙耦合定转子传动结构及其动力装置、锥盘式斜向气隙耦合定转子传动结构及其动力装置、槽型轨道状气隙耦合定转子传动结构及其动力装置；兼或地，所述的一种永磁电磁副拉/推传动结构及其动力装置，依轴向按段数或相数进行分段式设置，每相邻段呈对齐或错开相位角布设，即成为相应的两段式或多段式单气隙磁场耦合永磁电磁副接续拉/推传动定转子结构；兼或地，所述的永磁电磁副和永磁磁齿中的永磁材料的种类包括钕铁硼、高性能磁铁材料、铝镍钴或/和铁氧体，兼或其制作工艺中采用磁性能不同的永磁材料复合，兼或采用各向异性磁铁工艺、各向同性磁铁工艺方法，兼或采用包括磨具成型、叠层复合、构件垒砌、镂空雕刻、传动机械加工或/和三维打印加工方法制作，同时，磁轭材料和铁芯材料选用无取向工艺或/和取向工艺制作，使得永磁电磁副、永磁磁齿、磁轭、电磁铁芯和永磁电磁续磁磁靴的性能、形状和尺寸分别符合结构功能设计；兼或地，永磁电磁副中永磁铁、电磁铁芯和铁芯磁靴/电磁永磁接续磁靴三者构建的气
隙耦合磁路中适配设置用于磁场取向和磁通量分配的导磁器，切合于永磁电磁副磁极变更区的永磁力和电磁力通过导磁器或/和永磁电磁续磁磁靴构建的共用复合磁路得以更好的延展、加合和/或接续性能的提高，导磁器选择采用导磁线材集成、导磁板材叠层以及不同导磁和非导磁材料复合或3D打印并经机械加工制作而成；兼或地，电磁铁芯、铁芯磁靴、电磁永磁续磁磁靴及导磁器选用硅钢、无取向硅钢、取向硅钢片、磁性合金、结晶态型磁性合金、非晶态型磁性合金、纳米非晶型磁性合金、纳米晶态型磁性合金、玻莫合金、稀土铁合金、体氧体铁芯或/和软铁铁芯材料之其中适配材料混搭或组合制作，或者选择软磁合金、永磁合金、半硬磁合金或/和磁致伸缩合金及其组合/复合材料制作，特别是，把铁芯磁靴/电磁永磁续磁磁靴或/和导磁器设计制作成半取向型/混搭型或取向型铁芯磁靴/电磁永磁续磁磁靴或/和导磁器组件，更便于减小电磁铁芯、铁芯磁靴/电磁永磁续磁磁靴或/和导磁器与耦合气隙磁路的磁阻和能量损失，集成有半取向型/混搭型或取向型铁芯磁靴/电磁永磁续磁磁靴或/和导磁器组件的磁路结构更有利于永磁电磁复合加力通道对永磁电磁副磁极变更区的永磁力和电磁力之延展、加合及接续性能的提高；兼或地，上述的气隙磁场耦合永磁电磁副接续拉/推传动定转子结构及其动力装置，不管是内转子传动结构或外转子传动结构，还是单段式或多段式定转子传动结构，相应的定子或转子上根据需要适配设置电磁铁/电枢绕组、位置传感器和控制器以及其它相适配附件，其它相适配附件是指磁电动力装置或电机中常选配的附件包括端盖、定子轴、壳体、风叶、风孔/风道、机座、接线端子、配电盒、电刷、电缆、紧固件、整机机箱、用于轴承的自润滑/油嘴润滑/浸没式润滑、用于祛除励磁电流和感生涡流生热的自然散热或盘管/喷淋介质冷却或/和浸没式润滑/冷却。4.如1所述的一种永磁电磁副拉/推传动结构的实现方法，其特征在于，在以上所述技术特征和实现方法中，把定子上的永磁电磁副与转子上的永磁磁齿进行相互置换，即在定子磁轭/本体上沿气隙耦合圆周均布至少两个同磁极性永磁磁齿，转子上沿气隙耦合圆周设置至少一副永磁电磁副并呈首尾联接布局，在定转子上适配设置转子永磁电磁副的电磁线圈励磁电刷式或无线式供电装置、位置传感器及其相应的控制器，得到相应的气隙磁场耦合永磁电磁副接续拉/推传动定转子结构；兼或地，在确保每副永磁电磁副完整下，筒式径向气隙磁场耦合永磁电磁副接续拉/推传动定转子结构及其动力装置，沿其定转子结构一适当半径切开并拉直，即成为直线式气隙耦合永磁电磁副接续拉/推传动定转子结构及其动力装置。5.一种永磁电磁副拉/推传动结构的动力装置，其特征在于，它为单气隙磁场耦合永磁电磁副接续拉/推传动定转子结构的动力装置，主要由单气隙磁场耦合永磁电磁副接续拉/推传动定转子结构、转子轴、轴承、位置传感器、控制器及其附件构成，气隙磁场耦合永磁电磁副接续拉/推传动定转子结构中，定子磁轭/本体上沿气隙耦合面圆周设置至少一组永磁电磁副并呈首尾联接布局，转子上沿气隙耦合面圆周均布至少两个同磁极性永磁磁齿，永磁电磁副由一组/块永磁铁和至少有一个设置有铁芯磁靴/电磁永磁续磁磁靴或/和导磁器的电磁铁/电磁绕组组成，永磁电磁副气隙耦合面设置成永磁电磁副加力通道，永磁电磁副加力通道由永磁加力通道与永磁电磁复合加力通道组合拼接而成，即永磁电磁副磁极变更区中永磁铁的加力通道端部适配搭构并紧贴电磁铁/电枢绕组的铁芯磁靴/电磁永磁续磁
磁靴或/和导磁器的外侧面/背面设置，永磁铁的气隙耦合面构建成永磁加力通道即永磁拉/推加力通道包括永磁吸引拉力通道或永磁排斥推力通道，铁芯磁靴/电磁永磁续磁磁靴或/和导磁器的气隙耦合面构建成永磁电磁复合加力通道包括永磁电磁复合接续拉/推加力通道、电磁拉/推加力通道，兼或有电磁永磁复合接续拉/推加力通道、双/多加力通道型或混配型电磁永磁副接续拉/推加力通道，永磁电磁副加力通道通过永磁电磁副气隙耦合面的耦合气隙对转子永磁磁齿构建成耦合进近加力通道结构或/和耦合出远加力通道结构，从而得到气隙磁场耦合永磁电磁副接续拉/推传动定转子结构；兼或地，所述的单气隙磁场耦合永磁电磁副接...
【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClH零二K五三零零，
申请(专利权)人：林贵生，
类型：发明
国别省市：
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