磁能动力机.pdf

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磁能动力机属于动力机械领域。本发明磁结构主要采用各由多个相同的永磁体组成的磁体个数各异的两组磁体相互作用,设置两组磁体的运动轨道相互平行,每组磁体的各磁体以同极并行等距排列且连动,单个磁体的作用极面在运动轨道方向的长度大于两组磁体的各组磁体间距和之间的差,各作用磁体的同一侧的作用距离大于或小于另一侧。本发明具有实质性特点和显著进步,结构简单、体积小,结合机械调速系统,可应用为助力自行车的动力,也可。

摘要
申请专利号：	CN02110686.X	申请日：	2002.01.29
公开号：	CN1363987A	公开日：	2002.08.14
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回\|\|\|公开\|\|\|实质审查的生效
IPC分类号：	H02N11/00	主分类号：	H02N11/00
申请人：	汤志强;
发明人：	汤志强
地址：	200062上海市兰溪路136号
优先权：
专利代理机构：	上海交达专利事务所	代理人：	王锡麟
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内容摘要

磁能动力机属于动力机械领域。本发明磁结构主要采用各由多个相同的永磁体组成的磁体个数各异的两组磁体相互作用,设置两组磁体的运动轨道相互平行,每组磁体的各磁体以同极并行等距排列且连动,单个磁体的作用极面在运动轨道方向的长度大于两组磁体的各组磁体间距和之间的差,各作用磁体的同一侧的作用距离大于或小于另一侧。本发明具有实质性特点和显著进步,结构简单、体积小,结合机械调速系统,可应用为助力自行车的动力,也可多机组合,具有广泛的应用场合和实用价值。

权利要求书

1、一种磁能动力机，由定子(1)和转子(2)组成，其特征在于磁结构主要采
用各由多个相同的永磁体组成的磁体个数各异的两组磁体相互作用，设置两组磁体
的运动轨道相互平行，每组磁体的各磁体以同极并行等距排列且连动，单个磁体的
作用极面在运动轨道方向的长度大于两组磁体的各组磁体间距和之间的差，各作用
磁体的同一侧的作用距离大于或小于另一侧。
2、根据权利要求1所述的这种磁能动力机，其特征是用多个两组磁体分别固定
在定子(1)和转子(2)上各组磁体的磁体数均大于2，定子(1)和转子(2)各
磁体均分角排列，定子磁体(3)作用极面与轴心圆相切，转子磁体(4)向轴极面
与定子磁体(3)作用极面互为异号极，均以同侧内接转子(2)外圆，转子磁体
(4)的两极面均在同侧与转子(2)含内接点的半径夹角，每个定子磁体(3)所对
圆心角大于定子磁体(3)和转子磁体(4)均分角度的差与转子单组磁体数之间的
积。
3、根据权利要求1或2所述的这种磁能动力机，其特征是定子八个磁体(3)
均以S极面向圆心，居中固定在定子(1)正八边体的八边中，以30mm的极长切半
径为50.5mm的圆，定子磁体(3)切圆与转子(2)间有间隙，间隙中间小两边大，
以中间的作用力大于两边的作用力，中间大作用力为动力，则动力大于两边进入动
力状态的阻力。
4、根据权利要求1或2所述的这种磁能动力机，其特征是定子(1)正八边
体每边所对圆心角为45度，其中磁体(3)的30mm的极长所对圆心角约为33度即
磁体(3)与转子(2)作用的角度范围为33度。
5、根据权利要求1或2所述的这种磁能动力机，其特征是转子(2)的六个
磁体(4)均以N极面向圆心，以S极面的顺时针方向侧极边等分内接转子(2)外
圆，极面与含该接点的半径在逆时针方向侧夹角50度，夹角取20度至50度之间有
较好效果，以N极面向圆心主要是使其以S极与定子磁体(3)S极作用，使极面与
含该接点的半径夹角。
6、根据权利要求1或2所述的这种磁能动力机，其特征是转子磁体(4)的N
极面与定子磁体(3)的部分S极面相互作用，利用磁力线间排斥力参与增大动力，
转子磁体(4)与定子磁体(3)之间的距离的逆时针方向侧大于顺时针方向侧，定
子(1)和转子(2)磁力作用中阻止转子(2)逆时针方向转动的作用力小于使转子
(2)逆时针方向转动的作用力。
7、根据权利要求1或2所述的这种磁能动力机，其特征是定子(1)外壳采
用钢、铁等导磁材料，定子(1)的导磁外壳的设置，在外磁场干扰小的环境中可用
多个纵向导磁条代替，转子磁体(4)可以是梯形等其他形态，定子(1)正八边体
采用不导磁铝合金，为使转子(2)较稳定的输出力，转子(2)宜采用铜等大密度
不导磁材料，定子磁体(3)和转子磁体(4)均采用同一规格的钕铁硼永磁体，尺
寸为5mm×15mm×30mm，充磁使15mm×30mm的宽面为磁极。

说明书

磁能动力机

技术领域：本发明涉及的是一种动力机，特别是一种磁能动力机，属于动力机
械领域。

背景技术：磁体间有力的作用，同号磁极相互排斥，异号磁极相互吸引。磁体
间的作用力只能形成一小段距离的运动，同号磁极在一定距离范围内相互排斥而形
成相互远离的运动，当运动到较远距离就会因作用力太小而停止运动。异号磁极在
一定范围内相互吸引而形成相互靠近的运动，当吸引到一起便吸持住而停止运动。
现代科学研究表明：磁是核动能的一种表现形式，是由物质分子和原子内部的电子
运动而形成的。物质分子和原子的内部蕴藏有巨大的能量。导体切割磁力线会形成
电流，通电导体在磁场中有力的作用。磁体间有力的作用，同号磁极相互排斥，异
号磁极相互吸引。另外，本发明为便于说明，还从“同号磁极相互排斥”派生出同
向磁力线间有相互排斥的力，并简称线斥力。目前广泛应用磁能的方法主要是利用
导线切割磁力线形成电能和利用电能形成旋转磁场带动转子转动输出连续的机械动
力。这些应用都需要其他形式的能与磁能共同作用，使磁能应用受到限制，不能充
分发挥磁能的普遍性、持久性和无污染性。而磁体间的作用力一直因为只能形成一
小段距离的运动，实用性不强，而没有很好应用。经文献检索发现，中国专利申请
号为：00113716.6，名称为：磁动机，该专利申请的技术自述为：“做功的能量由
装在转子与定子上的永久磁铁来提供，转子在定子的磁力作用下克服磁阻运动或转
动而做功。当定磁铁的N极对着动磁铁时，转子朝着动磁铁的N极一侧运动或转
动，当定磁铁的S极对着动磁铁时，转子朝着动磁铁的S极一侧运动或转动。定子
上的永久磁铁是沿动磁铁的运动方向按一块有一定长度的定磁铁加一组内侧极面与
定磁铁的做功极面极向相同且平行或近于平行的过渡磁铁，或者两块定磁铁之间相
隔一定距离来排列，定磁铁的做功极面朝向与其做功的动磁铁，转子上的永久磁铁
是沿转子运动或转动方向，把两个或多个动磁铁看作一组一前一后依此排列，动磁
铁各组之间相隔一定距离，或者动磁铁之间相隔一定距离，相同极的极面朝向相
同，N极面或S极面或S、N极面同其运动或转动方向之间的角度大于0°，90°较
佳，动磁铁每排不少于一组或不少于两块。”该专利申请中还描述了磁动机减小
“死点”阻力的措施是在定磁铁之间加一组过渡磁铁，分析磁力作用表明，该措施
减小“死点”阻力的同时减弱动力的形成，不能达到或者不能完全达到预期的效
果，根据磁力分析：磁体间同号磁极作用相互远离，异号磁极作用相互靠近，动磁
铁所受同极斥力和异极吸力的作用方向是使动磁铁向左侧转倒，而在与定极面平行
方向没有作用力，使动磁铁在定极面平行方向运动的作用力是动磁铁S和定磁铁N
极作用形成的同向磁力线的线斥力，当磁力线向左扩张至定磁铁左极边并要超出
时，异极间的作用力限制磁力线远离，于是线斥力全部作用向右，而动磁铁在右边
阻挡，这样动磁铁就受到向右的作用力而向右运动，当动磁铁N极边运动至定磁铁
右极边并要超出时，异极间的作用力限制其远离，当用过渡磁铁置于定磁铁左右两
端，则同时减小了动力和阻力；另其描述的动磁组是相同极面朝同一方向串联排
列，相邻动磁铁的间距小于与其作功的定磁铁的长度，当间距小，沿圆周排列时，
其大部分磁力线沿圆周闭合，不利于磁铁的充分利用，当增大间距，则增大了定磁
铁面积，增大了定磁场，也就增大了定磁铁与动磁铁之间的磁场能量差，不利于动
磁铁长久工作。

发明内容：本发明针对现有技术中的不足，提供一种结构新颖的磁能动力机，
把磁体间的作用力转化为可广泛应用的机械动力。本发明主要采用一种类似电机的
机械结构，由定子和转子两大部分组成，定子和转子通过转轴、轴承、端盖、机壳
连结组合在一起，定子和转子间有空隙，为便于永磁体长久工作，磁结构主要采用
各由多个相同的永磁体组成的磁体个数各异的两组磁体相互作用，由于磁体间异极
作用的效果是形成相互靠近运动或吸持，而磁力作用的距离越近，作用力越大，这
样就不利于被克服而继续运动，所以本发明主要利用同极间极斥力和同向磁力线之
间的线斥力共同作用来达到目的。针对磁力作用运动距离短的特性，设置两组磁体
的运动轨道相互平行，每组磁体的各磁体以同极并行等距排列且连动，两组磁体的
磁体间距不等，使两组磁体以同极相互作用，单个磁体的作用极面在运动轨道方向
的长度大于两组磁体的各组磁体间距和之间的差，各作用磁体的同一侧的作用距离
大于或小于另一侧，以上设置使磁体间同号磁极间的极斥力与异号磁极间同向磁力
线之间的线斥力共同作用，形成一个向作用距离大的一侧运动的力，并使各磁体向
同一方向依次运动，各磁体在依次作用下形成的短距离运动便可连接成较长距离的
运动。在电机机械结构中：用多个两组磁体分别固定在定子和转子上各组磁体的磁
体数均大于2，定子和转子各磁体均分角排列，定子磁体作用极面与轴心圆相切
(使与转子间隙中间小两边大，中间作用力大于两边作用力)，转子磁体向轴极面
与定子磁体作用极面互为异号极，均以同侧内接转子外圆，转子磁体的两极面均在
同侧与转子含内接点的半径夹角(使定子和转子磁体以同号相对，并使作用磁体两
侧作用力不等，且使转子磁体的向轴极与异号的定子磁体作用极相互作用，其异极
吸力不在转动方向作功，其同向磁力线的线斥力与定子和转子磁体同极的极斥力共
同作用形成一个较大的力)，每个定子磁体所对圆心角大于定子磁体和转子磁体均
分角度的差与转子单组磁体数之间的积(使各单组磁体总保持至少有两个磁体在定
子磁体作用范围，而最多只有一个不在定子磁体作用范围，使动数大于阻力数)。
将各单个作用力连结成循环转动作用力，在整体结构中，作用力大于进入作用状态
的阻力且动力作用个数大于阻力个数，各磁体依次且循环作用，形成循环的转动，
带动转子旋转输出机械动力。

本发明具有实质性特点和显著进步，结构简单、体积小，结合机械调速系统，
可应用为助力自行车的动力，也可多机组合，具有广泛的应用场合和实用价值。

附图说明：图1本发明结构示意图

图2本发明定子和转子局部剖视结构示意图

具体实施方式：如图1、图2所示，本发明定子(1)和转子(2)磁体数分别
取八和六，由于磁吸力的作用效果是吸持，且距离越近力越大，不利于克服它来继
续运动，所以实施时主要利用斥力和线斥力共同作用来达到目的。定子(1)外圆半
径为65mm，转子(2)外圆半径为59mm，定子(1)正八边体内边外切与转子(2)
同心的半径为50.5mm的圆。为减小定子磁体(3)对外界的影响，定子(1)外壳采
用钢、铁等导磁材料，定子(1)正八边体采用不导磁铝合金，为使转子(2)较稳
定的输出力，转子(2)宜采用铜等大密度不导磁材料。为在小体积下有较大磁力，
定子磁体(3)和转子磁体(4)均采用同一规格的钕铁硼永磁体，尺寸为
5mm×15mm×30mm，充磁使15mm×30mm的宽面为磁极。定子(1)八个磁体均以S极面
向圆心，居中固定在定子(1)正八边体的八边中，以30mm的极长切半径为50.5mm
的圆，定子磁体(3)切圆与转子(2)间有间隙，间隙中间小两边大，以中间的作
用力大于两边的作用力，中间大作用力为动力，则动力大于两边进入动力状态的阻
力。计算可得定子(1)正八边体每边所对圆心角为45度，其中磁体的30mm的极长
所对圆心角约为33度即磁体与转子(2)作用的角度范围为33度。为便于说明，规
定定子(1)一磁体的切点为0度(与转子(2)的作用范围为343.5度～16.5
度)，逆时针方向数第二磁体切点为45度(与转子(2)作用范围为28.5度～
61.5度)，第三磁体切点为90度(与转子(2)作用范围为73.5度～106.5
度)，第四磁体的切点为135度(与转子(2)作用范围为118.5度～151.5度)，
第五磁体的切点为180度(与转子(2)的作用范围为163.5度～196.5度)，第六
磁体的切点位225度(与转子(2)的作用范围为208.5度～241.5度)，第七磁体
的切点为270度(与转子(2)的作用范围为253.5度～286.5度)，第八磁体的切
点为315度(与转子(2)的作用范围为298.5度～331.5度)。转子(2)的六个
磁体(4)均以N极面向圆心，以S极面的顺时针方向侧极边等分内接转子(2)外
圆，极面与含该接点的半径在逆时针方向侧夹角50度，夹角取20度至50度之间有
较好效果，以N极面向圆心主要是使其以S极与定子磁体(3)S极作用，使极面与
含该接点的半径夹角。

转子磁体(4)的N极面与定子磁体(3)的部分S极面相互作用，利用磁力线
间排斥力参与增大动力。转子磁体(4)与定子磁体(3)之间的距离的逆时针方向
侧大于顺时针方向侧，使定子(1)和转子(2)磁力作用中阻止转子(2)逆时针方
向转动的作用力小于使转子(2)逆时针方向转动的作用力。当转子(2)一磁体接
点为0度，则逆时针方向各磁体依次为60度、120度、180度、240度、300度，
其与定子磁体(3)作用及依次作用详见下表：

    定子磁体
    转子转动时各转子磁体作用状态
序
度
  作用范围
  为简化分析，以接点在定磁体范围内外为界
    1
  0
343.5～16.5
0+
10+
350+
    2
45
28.5～61.5
60+
20-
30+
40+
50+
    3
90
73.5～106.5
70-
80+
90+
100+
    4
135
118.5～151.5
120+
130+
140+
110-
    5
180
163.5～196.5
180+
190+
150-
160+
170+
    6
225
208.5～241.5
240+
200-
210+
220+
230+
    7
270
253.5～286.5
250-
260+
270+
280+
    8
315
298.5～331.5
300+
310+
320+
330+
340-
290-