專利名稱：新型電動裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機電設備，特別是一種新型電動裝置。
背景技術：
現(xiàn)有的交流或直流馬達(或電動設備)在運行時無一例外要在線圈產生感應電動 勢，而電源作功的絕大部分是抵消感應電動勢。 由于本發(fā)明是根據(jù)洛侖茲力與電流的關系而設計的，在說明本發(fā)明的工作原理之 前，先說明洛侖茲力與電流的關系 1、設有一勻強磁場B，一通有電流為I的直導線置于該磁場中，電流的方向垂直于 紙面向里。根據(jù)洛侖茲力原理分析，該導線將受到一個垂直于導線從右指向左的力F。以下 是關于力F與I關系的分析。 在勻強磁場B中，過導線L作垂線D，使D與L交點為0，過0點垂直于導線的平面 上，取任一對關于0點的對稱點P工和P2。 P工或P2點到原點(交點)的距離為r。 當B = 0時，設Pi和P2點的磁感應強度分別為B丄和B2. 設或B2與B的夾角為a 由于點P工與P2的對稱性，載流直導線周圍任一點的磁感應強度
<formula>formula see original document page 3</formula> 方向由右手螺旋法則確定 當B不等于0時(B # 0)，根據(jù)磁場的疊加原理，設疊加后點Pi和P2的磁感應強 度分別為和BP2。 由于Bi在B方向的分量與B相反 由于B2在B方向的分量與B相同
<formula>formula see original document page 3</formula>[0019] 當a = 0°時 cos a = 1
BP2-BP,= ^ i (b) 2、根據(jù)式(a)說明，在勻強磁場B中，任一對對稱點Pi和&存在一磁感應強度差，
其值為
BP廠BP產cos a u 。 i 3、上面只討論交點0的情況，在導線上取任一點討論，其結果證明都是一樣的。也 就是在導線上任一點過垂線D的兩邊總是存在一個磁感應強度差。這個差離導線越近越 大。在圖中導線右邊的磁感應強度整體比左邊的磁感應強度大。正是這個磁感應強度差的 作用，使導線產生了一個垂直于導線從右至左的作用力F。 由于是導線的電流產生的磁場使導線的兩邊產生了磁感應強度差，正是因為這個 磁場差才產生了洛侖茲力。這就是洛侖茲力與電流I的關系。 根據(jù)以上論述，為了要使一個物體在勻強磁場中作切割磁力線運動(或者產生洛 侖茲力)，就必須在這個物體的兩邊產生一個磁感應強度差，破壞勻強磁場中的磁平衡，而 產生洛侖茲力。美中不足的是，導線在洛侖茲力的作用下運動時其本身又切割了磁力線而 產生了感應電動勢。這個感應電動勢又總是與電源電動勢方向相反，抵消電源所作的功。這 也是現(xiàn)在所有電動設備工作原理的致命弱點。

發(fā)明內容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術的上述不足，而設計一組線圈，該線圈在勻強 磁場中通電后能在兩邊產生磁感應強度差而作切割磁力線運動，其自身在作切割磁力線運 動時又不產生感應電動勢，根據(jù)這個原理而設計了新型電動裝置，該裝置在運行時不產生 感應電動勢，電源無需為抵消感應電動勢而作功，從而節(jié)約大量能源。 本實用新型的技術方案是一種新型電動裝置，它包括矩形線圈、外磁環(huán)、內導磁 柱、主軸、支架、轉子端蓋和動力輸出軸；矩形線圈以漆包銅線密繞成形；外磁環(huán)形成磁場 的方向由外磁環(huán)沿半徑指向主軸并垂直于主軸；內導磁柱與端蓋、外磁環(huán)形成主磁路閉合 回路，其中心有一供主軸穿過的圓孔；主軸固定在支架上并穿過內導磁柱和端蓋上的中心 圓孔；線圈和主軸固定支架上；轉子端蓋由導磁材料制成，轉子端蓋與外磁環(huán)和內導磁柱 固定連接，動力輸出軸與轉子端蓋為整體結構。 本實用新型進一步的技術方案是矩形線圈包括矩形線圈A和矩形線圈B，矩形線 圈A的參數(shù)與矩形線圈B的參數(shù)完全一樣，&邊和b邊緊密相連，其中ai邊和b邊電流方 向相同，a邊和^邊的電流方向相同。 本實用新型再進一步的技術方案是矩形線圈a邊c邊二 1.8-2 : 1。
本實用新型更進一步的技術方案是外磁環(huán)為永磁體，內導磁柱和轉子端蓋由導
磁材料制成，主軸和支架由非磁性材料制成。 本實用新型設計的線圈組合和繞制方法，使該線圈在作切割磁力線運動時，其兩 有效邊所產生的感應電動勢方向相反，剛好相互抵消，對電源而然沒有感應電動勢的影響。
4本實用新型電動裝置運行時不是靠轉子繞組的有效邊通電后作切割磁力線運動而推動轉 子旋轉，不用改變電流的方向，無換向電刷，完全取消了機械和電子方式電流換向傳統(tǒng)方 式，徹底解決了電動設備運行時的感應電動勢的問題，免除了用換向電刷的所有不便，且結 構簡單，取材容易，可制成不同電源和不同規(guī)格的電動設備。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型的結構作進一步描述。
圖1為本實用新型的結構示意圖； 圖2為本實用新型的立體結構圖； 圖3為本實用新型矩形線圈的結構示意圖； 圖4為本實用新型矩形線圈的組合方式和磁力線分布示意圖； 圖5為本實用新型矩形線圈的組合方式和磁力線分布示意圖； 圖6為本實用新型支架的結構示意圖； 圖7為本實用新型串聯(lián)接法的結構示意圖； 圖8為本實用新型并聯(lián)接法的結構示意圖。
具體實施方式如圖1、2所示一種新型電動裝置，它包括矩形線圈1、外磁環(huán)2、內導磁柱3、主軸 4、支架5、轉子端蓋6和動力輸出軸7 ;矩形線圈1以漆包銅線密繞成形、無鐵芯，且a邊c 邊=1.8-2 : l，矩形線圈1包括矩形線圈A11和矩形線圈B12(如圖3所示)，矩形線圈 A11的參數(shù)與矩形線圈B12的參數(shù)完全一樣，兩矩形線圈按圖3中箭頭方向通以同樣大小的 直流電流時，ai邊和b邊緊密相連，其中ai邊和b邊電流方向相同，a邊和^邊的電流方向 相同，兩矩形線圈的組合方式和磁力線分布如圖4和圖5所示；外磁環(huán)2為永磁體，其形成 磁場的方向由外磁環(huán)2沿半徑指向主軸4并垂直于主軸4 ;內導磁柱3由導磁材料制成，其 與端蓋6、外磁環(huán)2形成主磁路閉合回路，其中心有一供主軸4穿過的圓孔；主軸4由非磁 性材料制成，其固定在支架5上并穿過內導磁柱3和轉子端蓋6上的中心圓孔；支架5由非 磁性材料制成，用于固定線圈l和主軸4;轉子端蓋6由導磁材料制成，轉子端蓋6與外磁 環(huán)2和內導磁柱3固定連接，動力輸出軸7與轉子端蓋6為整體結構。 本實用新型的工作原理如下 a、由支架5、主軸4和線圈l組成電機的定子部分，由端蓋6、外磁環(huán)2和內導磁柱 3組成電機的轉子部分，四個線圈1置于外磁環(huán)2和內導磁柱3之間的空隙磁場中，未通電 時，轉子部分可繞主軸4按任意方向旋轉。 b、由外磁環(huán)2形成的磁場穿過外磁環(huán)2和內導磁柱3之間的空隙，經過內導磁柱 3和端蓋6形成閉合磁路，并在空隙中形成由外磁環(huán)2指向并垂直于主軸4的磁場。 c、當線圈1通直流電流后，線圈1產生的磁場會與外磁環(huán)2和內導磁柱3之間的 空隙中的磁場發(fā)生作用，在每個線圈與主磁通的磁力線平行并垂直于端蓋6的兩面形成磁 感應強度差。根據(jù)本發(fā)明的工作原理，線圈l會在這個磁感應強度差的作用下產生類似于 洛侖茲力的額外力f。由于四個線圈的各項參數(shù)一致，組裝的方向相同，四個線圈l此時會 同時受到額外力f。在力f的推動下四個線圈會帶動支架5作圓周運動。如果固定定子不
5動，由于運動是相對的，這時轉子會在力f的作用下作相反方向的運動。由于轉子的運動而 完成了本發(fā)明直流電機工作流程。即先由永磁體產生一環(huán)形磁場，由專用的線圈在勻強磁 場中通直流電后在線圈的兩有效面產生磁感應強度差，在這個磁感應強度差的作用下產生 了作用在線圈上的類似洛侖磁力f，在這個力f的作用下推動電機的轉子作圓周運動。
權利要求一種新型電動裝置，其特征是它包括矩形線圈、外磁環(huán)、內導磁柱、主軸、支架、轉子端蓋和動力輸出軸；矩形線圈以漆包銅線密繞成形；外磁環(huán)形成磁場的方向由外磁環(huán)沿半徑指向主軸并垂直于主軸；內導磁柱與端蓋、外磁環(huán)形成主磁路閉合回路，其中心有一供主軸穿過的圓孔；主軸固定在支架上并穿過內導磁柱和端蓋上的中心圓孔；線圈和主軸固定支架上；轉子端蓋由導磁材料制成，轉子端蓋與外磁環(huán)和內導磁柱固定連接，動力輸出軸與轉子端蓋為整體結構。
2. 根據(jù)權利要求1所述的新型電動裝置，其特征是矩形線圈包括矩形線圈A和矩形線 圈B，矩形線圈A的參數(shù)與矩形線圈B的參數(shù)完全一樣，&邊和b邊緊密相連，其中ai邊和 b邊電流方向相同，a邊和bi邊的電流方向相同。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的新型電動裝置，其特征是矩形線圈a邊c邊二1.8-2 : i。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的新型電動裝置，其特征是外磁環(huán)為永磁體，內導磁柱和轉 子端蓋由導磁材料制成，主軸和支架由非磁性材料制成。
5. 根據(jù)權利要求3所述的新型電動裝置，其特征是外磁環(huán)為永磁體，內導磁柱和轉子 端蓋由導磁材料制成，主軸和支架由非磁性材料制成。
專利摘要一種新型電動裝置，它包括矩形線圈1、外磁環(huán)2、內導磁柱3、主軸4、支架5、轉子端蓋6和動力輸出軸7；矩形線圈1以漆包銅線密繞成形、無鐵芯；外磁環(huán)2形成磁場的方向由外磁環(huán)2沿半徑指向主軸4并垂直于主軸4；內導磁柱中心有一供主軸4穿過的圓孔；主軸4固定在支架5上并穿過內導磁柱3和端蓋6上的中心圓孔；線圈1和主軸4固定在支架5上；轉子端蓋6與外磁環(huán)2和內導磁柱3固定連接，動力輸出軸7與轉子端蓋6為整體結構。本實用新型徹底解決了電動設備運行時的感應電動勢的問題，免除了用換向電刷的所有不便，且結構簡單，取材容易，可制成不同電源和不同規(guī)格的電動設備。
文檔編號H02N15/00GK201467034SQ20092006308
公開日2010年5月12日 申請日期2009年1月21日 優(yōu)先權日2009年1月21日
發(fā)明者凌宇 申請人:凌宇