[發明專利]永磁活塞電機

無效

• 申請號: 201210158735.8
• 申請日: 2012-05-22
• 公開（公告）號: CN102710092A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 安明武
• 申請（專利權）人: 安明武
• 主分類號: H02K33/18
• 分類號: H02K33/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬節能電機開發領域，具體涉及永磁直線電機的永磁活塞電機。

背景技術

近年來，隨著汽車消費市場的快速發展，我國汽車持有量成倍地增加，我國大城市的大氣污染已不容忽視，現階段的中國已經面臨著石油短缺的嚴峻挑戰，石油最具潛力的替代應該與交通運輸相關，如果汽車的數量(增量)無法減少，那么，汽車燃料的石油替代將是我國減少石油對外依存的一個最重要的方面，從產能、石油儲采比、消費增長量和進口依存度的現狀和預期來看，我國的能源安全將日益脆弱，汽車燃料替代則是一個刻不容緩的問題。因此電動汽車戰略已經成為我國新興戰略產業發展的決策。

目前，在電動汽車驅動電機的節能方面，主要是利用永磁電機替代傳統電機，但由于其技術性能存在的缺點，以及磁性材料資源的限制和較高的制造成本，使電動汽車的發展還存在著諸多瓶頸。

發明內容

本發明的目的是為電動汽車提供一種性能優異、大幅節能、成本低廉的永磁活塞電機。

本發明由機殼1、上蓋2、直線軸承3、永磁活塞4、限位板5、線圈缸體6、底板7、霍爾I?8、信號盤9、曲軸10、連桿11、定位銷12、固定板13、滑桿14等主要部件組成的左右對稱結構，機殼1的豎直剖斷面為矩形結構，中間有隔板將其分成兩個正方形腔體，每個腔體中焊接著底板7和固定板13，定位銷12的下半部嵌入底板7的銷孔之內，線圈缸體6通過其定位孔和定位銷12上半部的嵌合被定位安裝在底板7上，通過限位板5與定位板13的栓接將線圈缸體6豎向固定，上蓋2與機殼1栓接，直線軸承3與上蓋2栓接，滑桿14與永磁活塞4的滑桿接孔21固接，曲軸10以及信號盤9安裝于機殼1的下部，霍爾I?8、II?29、III30和VI31安裝在機殼1上并與信號盤9相對應，永磁活塞4進入缸體15內，并將上部的滑桿14穿入直線軸承3的滑道，下部的連桿11與曲軸10轉動連接。

線圈缸體6由缸體15、線圈16、和密封圈19組成，缸體15充當線圈16的骨架，由不銹鋼或鋁合金等非磁性金屬材料制成，密封圈19與缸體15膠封在一起，形成冷卻腔18，密封圈19上有密封出孔17，線圈16的首尾接線和油液冷卻導管由此接出，缸體15的下表面有4個定位孔。

永磁活塞4由活塞芯20、固位環22、永磁環I?23、永磁環II?24、和隔環27組成，其中金屬部件均用鋁合金、不銹鋼等材料制成，活塞芯20上端的滑桿接孔21內外均有螺紋，固位環22孔內有相同的螺紋，活塞芯20起到連接整體的作用，其下有底托25，內孔之中有連桿11、連桿銷26，永磁環I23和永磁環II24的磁場方向相反。

信號盤9上嵌有磁片28，形狀為扇形，其所占圓心角為90度。

如圖7所示：A1、A2是左側線圈的接線，B1、B2是右側線圈的接線，驅動器電子開關e1、e3、e5、e7為正極開關，e2、e4、e6、e8為負極開關，開關e1、e2與接線A1并聯；開關e3、e4與接線A2并聯；開關e5、e6與接線B1并聯；開關e7、e8與接線B2并聯。霍爾I?8通過控制電子開關e1、e4的開閉進而控制左側線圈電流A1-A2方向的通斷；霍爾III30通過控制電子開關e2、e3的開閉進而控制左側線圈電流A2-A1方向的通斷；霍爾II?29通過控制電子開關e5、e8的開閉進而控制右側線圈電流B1-B2方向的通斷；霍爾VI31通過控制電子開關e6、e7的開閉進而控制右側線圈電流B2-B1方向的通斷。

本發明的工作原理：

本發明共有兩套缸體與活塞結構，兩個活塞的曲軸半徑相差90度角，曲軸半徑順時針旋轉一周為360度，把360度分成上下左右4個90度，當曲軸半徑運行至上下兩個90度的弧度內，線圈16為斷電狀態，曲軸半徑只有在左90度和右90度兩段弧度內線圈16才通電，兩個活塞交替做功。

如圖6所示：4個霍爾分別位于4個90度弧的分界位置，霍爾I?8和霍爾III30控制左側線圈的通斷與換向；霍爾II?29和霍爾VI31控制右側線圈的通斷與換向。其中總會有一個霍爾掃描到信號盤9上磁片28的磁力信號，使電機啟動運行，因為活塞上的永磁環I?22和永磁環II?23磁場方向相反，在線圈16通電時，其中必有一個永磁環與線圈16的磁場重合于中間位置，另一個永磁環被線圈16的磁場排斥于缸外，當線圈16的電流換向時，與線圈16重合的永磁環產生排斥力，而位于缸外的永磁環與線圈16的磁場產生引力，通過霍爾開關不斷的換向，驅動永磁活塞4循環往復運動，帶動曲軸旋轉。