[發(fā)明專利]高功率密度電場(chǎng)力電機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611221892.3
• 申請(qǐng)日: 2016-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108206649A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 華翰俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華翰俊
• 主分類號(hào): H02N11/00
• 分類號(hào): H02N11/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

高功率密度電場(chǎng)力電機(jī)屬電力工程領(lǐng)域該發(fā)明利用類似超級(jí)電容器技術(shù)，使電場(chǎng)力電機(jī)原空氣隙里充滿一種介電常數(shù)ε非常大的物體。同時(shí)極板的ε值及耐壓同樣很高，使功率密度達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的要求，且比現(xiàn)用的磁電機(jī)更節(jié)能環(huán)保。

高功率密度電場(chǎng)力電機(jī)屬電力工程領(lǐng)域

前言：

高功率密度電場(chǎng)力電機(jī)(下稱它)，它的前身低功率密度電場(chǎng)力電機(jī)的科學(xué)理論早已成熟，它不能作為工業(yè)和生活用的動(dòng)力，只能成功地已應(yīng)用到超微型的醫(yī)用動(dòng)力上，是需求促成了它的應(yīng)用和發(fā)展。

背景技術(shù)：

雖然電磁感應(yīng)原理的發(fā)現(xiàn)晚于牛頓電場(chǎng)力原理，而工業(yè)革命需要更好的動(dòng)力源，自然界自然存在導(dǎo)磁系數(shù)μ很大的鐵磁性材料，還能輕易地造磁性能更好的材料，故更好的動(dòng)力源電機(jī)(發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī))在約200年前就逐漸理論和技術(shù)成熟，它促成了第二次工業(yè)革命。隨著技術(shù)要求的不斷提高，它的性能也能不斷提高，尤其是后來(lái)的電機(jī)控制技術(shù)的革命，使它一直能滿足不斷增長(zhǎng)的技術(shù)要求，乃至出現(xiàn)不需軸承的磁懸浮轉(zhuǎn)子電機(jī)。因此從客觀上講并不迫切要求更好電機(jī)的出現(xiàn)。

上世紀(jì)就早已出現(xiàn)人造物BaTiO₃鈦酸鋇的介電常數(shù)ε＞1000，但一直沒(méi)有很好的被利用，直到本21世紀(jì)初因?yàn)榄h(huán)保節(jié)能的要求它才被充分利用到超級(jí)電容器和電池等方面，又是需求促成了發(fā)展的規(guī)律在起作用，超級(jí)電容器中的電介質(zhì)的BaTiO₃等的ε＞1000的極性材料的應(yīng)用，及ε＞1000陶瓷膜極板材料技術(shù)的應(yīng)用消除了造成電場(chǎng)力電機(jī)(其理論基礎(chǔ)非常簡(jiǎn)單：就是平板電容器二個(gè)極板之間的作用力)功率密度低的瓶頸。但是現(xiàn)實(shí)是大眾只會(huì)把眼光集中到熱門(mén)的地方。

發(fā)明構(gòu)思及技術(shù)方案：

發(fā)明人會(huì)注意它是因?yàn)椋涸趯W(xué)到平板電容器電場(chǎng)力時(shí)就想到要用它造出實(shí)用的名符其實(shí)的真正電動(dòng)機(jī)(而不是現(xiàn)用名不符實(shí)的電動(dòng)機(jī)——實(shí)質(zhì)是磁電動(dòng)機(jī))。

在學(xué)到電磁場(chǎng)知識(shí)時(shí)明白了磁場(chǎng)是一種渦旋場(chǎng)，其力線是無(wú)頭無(wú)尾封閉曲線，而電場(chǎng)是一種梯度場(chǎng)，起于正電荷止于負(fù)電荷，其力線不封閉比磁力線短得多。因此從原理上就可決定了它的電機(jī)結(jié)構(gòu)一定比現(xiàn)用磁電機(jī)簡(jiǎn)單，用材少。但動(dòng)力源中兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件間要有空隙，磁電機(jī)的空氣隙雖然消耗了比鐵磁材料還多的磁勢(shì)能，但畢竟還能承受得起；而在電場(chǎng)力電機(jī)氣隙中空氣的ε≈1是承受不起的，是低功率密度的主要原因。而在超級(jí)電容器中的兩極板間用的就是用ε值很大的BaTiO₃等材料的納米顆粒材料技術(shù)，進(jìn)一步可能會(huì)出現(xiàn)更大ε值材料的分子(乃至原子)顆粒技術(shù)加上高科技?xì)饣瘎┖蜌饣夹g(shù)、氣溶膠、液體(溶膠)、潤(rùn)滑劑(脂)及分散劑等技術(shù)造成的復(fù)合物充入運(yùn)動(dòng)間隙中；造出一種ε≥800、耐壓≥800V、tgδ≤0.05復(fù)合潤(rùn)滑脂充入間隙，是首選技術(shù)方案，動(dòng)件與靜件就能順利地滑動(dòng)(如滾動(dòng)軸承的滾珠或滾柱在潤(rùn)滑脂中運(yùn)動(dòng))。電機(jī)的極板就可完全利用現(xiàn)有技術(shù)制成ε≥1000、耐壓≥800V、tgδ≤0.01的陶瓷膜極板。加適當(dāng)?shù)寞B層數(shù)和極數(shù)極形設(shè)計(jì)，經(jīng)計(jì)算造出不超過(guò)現(xiàn)用的Z₂型直流電機(jī)體積而具有同樣大小功率的電場(chǎng)力電機(jī)是可行，就是說(shuō)高功率密度電場(chǎng)力電機(jī)是可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的。

高功率密度電場(chǎng)力電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)：

其優(yōu)點(diǎn)是：只要達(dá)到上面技術(shù)方案中的所提出數(shù)據(jù)指標(biāo)要求，它的效率在理論上就可以達(dá)到＞99.9％；它的超低損耗所生的熱量只要自身自然散熱就已足夠；其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和采用的高科技材料及工藝，使其重量可以非常輕，特別適合航空航天的要求；其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容易自動(dòng)化加工，可節(jié)省大量人工支出。

其缺點(diǎn)是：它是一個(gè)新的發(fā)明領(lǐng)域還處在起步階段，故其技術(shù)方案涉及高科技，不會(huì)有最好的方案只會(huì)有更好的方案，它會(huì)涉及乃至出現(xiàn)更多的新材料新工藝。需要大量的有關(guān)方面的人力、物力的投入才能實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。

具體實(shí)施方式(措施)：因研發(fā)更好的高科技材料及工藝需要大量的人力物力及資金的投入是個(gè)體和小體經(jīng)濟(jì)承受不起的，要?jiǎng)佑脟?guó)家級(jí)的力量才行。早付出是值得的，將會(huì)贏在起跑線上，開(kāi)發(fā)并引領(lǐng)一個(gè)新的技術(shù)領(lǐng)域，將帶來(lái)的文化和經(jīng)濟(jì)成就是無(wú)法估量的。