[發明專利]磁聚變電機

在審

• 申請號: 201710730794.0
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107404205A
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 高建華
• 申請（專利權）人: 高建華
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K21/04;H02K41/03;B60L13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電磁場新技術，具體涉及永磁聚變電機和電磁聚變電機的工作原理。

背景技術

楞次定律描述的磁通量特性只適用于直線的磁場，不適用于徑向的磁場。在徑向的磁場中，只要導線有切割磁力線的運動，就要產生動生電動勢和動生電流。

由于集膚效應的影響，交流輸電線的電流密度表層大，內層小，相當于減少了有效截面積。三相異步電機產生的有效磁場較小，當電機運行于輕載時，功率因素較低。

高壓直流電壓1000千伏的輸電線路需要的導線根數少，可以節省兩根導線，同時電阻發熱損耗小，避免了線路感抗和對地容抗的無功損耗，節能降耗。普通的直流電機的電樞繞組在轉子上，構造復雜，容量較小，由于轉子上安裝連接電路，運行的可靠性較低。

目前所使用的磁懸浮列車采用鐵軌電磁力懸浮方案，構造復雜，不能與傳統的鐵路相融合，不僅運行成本高，而且需要花費巨資建造路基。

發明內容

磁聚變電機的原理是一對磁場的相同磁極相聚時，磁場的方向發生改變，螺線管內側的電流對聚變的磁場產生作用力。電樞繞組輸入電壓時，轉子的運動使電樞繞組產生反電動勢。轉子輸入外力轉矩時，電樞繞組切割磁力線，輸出電動勢。

磁聚變電機包括旋轉電機和直線電機兩種形式，直線電機是旋轉電機的展開形式。轉子作為磁極，一對軸向磁場的相同磁極相聚在旋轉電機的轉子上發生磁場的聚變，定子環形螺線管作為電樞，產生軸向的電流，由于磁聚變的發生，電樞繞組內側的軸向電流對轉子產生磁力矩。直線電機的長方形磁軛作為磁極，一對磁場方向相反的磁場在磁軛里發生磁場的聚變，磁軛兩側的一對長方形螺線管繞組作為電樞，由于磁聚變的發生，電樞繞組內側的電流對磁極產生磁力。

永磁聚變旋轉電機的結構要求是：每一單元的一對圓形永磁鐵的相同磁極與圓形磁軛相連在轉子里；外周有若干突起與機殼間隙配合的環形鐵心螺線管與磁軛相對，繞組與外電路直接相聯，絕緣可靠，外側穿過鐵心的突起間的間隙，內側穿過鐵心的內孔；突起的圓弧面用緊定螺釘固定，端面用套筒相隔；將若干單元連接到一起，以提高電機的容量。

永磁聚變直線電機的結構要求是：每一單元的一對長方形磁鐵的相同磁極與長方形磁軛相連在磁鐵盒內；外側有若干突起與機殼間隙配合的長方形鐵心螺線管與磁軛相對，繞組與外電路相連，絕緣可靠，外側繞過鐵心突起間的間隙，內側繞過鐵心的內邊緣；突起的端面用鋼板相隔；將若干單元連接到一起，可以提高電機的容量。

電磁聚變旋轉電機的結構要求是：雙磁路電樞繞組和單磁路繞組，均由外周有若干突起與機殼間隙配合的環形鐵心螺線管繞組構成，繞組直接與外電路相聯接，外側穿過鐵心的突起間，內側穿過鐵心的內孔，繞組絕緣可靠，突起的圓弧面用緊定螺釘固定，端面用套筒相隔；雙磁路電樞繞組的兩側布置通以旋向相反的直流電或交流電的圓形電流勵磁繞組，勵磁繞組固定在套筒的內孔內，勵磁繞組的外側布置單磁路電樞繞組；轉軸與圓筒過盈配合聯接；轉軸上有均勻分布與中心孔相通的徑向槽，槽寬2~5mm，形成的內翅增加了散熱面積，減少了圓筒發熱對軸承的影響；轉軸的兩端安裝風扇有利于對電樞繞組、鐵心和勵磁繞組進行冷卻；機殼頂端有長方形窗口便于安裝、拆卸零件和維護。

電磁聚變直線電機的結構要求是：雙磁路電樞繞組位于中心，單磁路繞組位于兩側，均由外側有若干突起與機殼間隙配合的長方形鐵心螺線管構成；繞組直接與外電路相聯接，外側繞過鐵心的突起間的間隙，內側繞過鐵心的內邊緣，繞組絕緣可靠；突起的端面用鋼板相隔；雙磁路電樞繞組的兩側布置通以旋向相反的直流電或交流電的長方形鐵心勵磁繞組，勵磁繞組固定在箱體的內孔內。

磁聚變列車的結構要求是：在傳統的鐵軌上鋪上底板，用限位塊固定底板的位置，支座與底板聯接，支座上布置磁鐵盒，磁鐵盒的上方布置支撐磁鐵、繞組位置調整液壓油缸、車架支撐輪和車身重心位置調整液壓油缸，兩側布置列車的長方形鐵心繞組和摩擦輪，摩擦輪安裝在磁聚變旋轉電機的轉軸上，摩擦輪的數量越多，列車停靠、轉彎越平穩；一對長方形永磁鐵的相同磁極與長方形磁軛相連在磁鐵盒里；車架支撐輪承載較多的列車重量，液壓油缸對車身具有減震作用；支撐磁鐵以與磁鐵盒內磁鐵間的排斥力支撐列車的總重量。

磁聚變壓力焊接機的結構要求是：焊接機的轉軸內的一對高磁能積的永磁鐵的相同磁極與磁軛相連發生磁聚變，將工件遠端用大截面的導線可靠搭接，對焊接的部位加壓，利用高速旋轉的磁軛產生的徑向磁場使受壓的部位產生較大的電磁感應電流而熔接到一起。

磁聚變旋轉電機的電樞繞組產生的總電動勢為每匝繞組的疊加電動勢，大小為

e=N*B *a*v