[发明专利]闭环式场效应动力型可控永久电源

说明书

本发明涉及一种电源装置，尤其是一种充磁后可释放电能的电源装置。

公知的电源装置有铅蓄电池。该电池由正负极板(铅板)、极栅、壳体、电解液等组成。由于受电-化学能交换的限制，极板与电解液必须有足够大的接触面积，因而电源体积大。铅为重金属，密度较高，有毒，易于污染周围环境。极板极易老化，从而限制其容量和使用寿命，电解液在低温环境下易结冰，影响电源正常工作。高温环境或使用不当有爆炸危险。

本发明的目的是要提供一种闭环式场效应动力型可控永久电源，它体积小、容量大、无污染、使用安全寿命长。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：在轴上连接转子铁芯，转子铁芯上连接转子周向永磁钢，轴的两端连接端盖，端盖之间连接机壳，机壳内侧连接定子，定子的中部为轴向主磁钢和控制线圈，控制线圈绕在塑料衔接套管上，定子的两端为定子周向永磁钢和电枢绕组。

本发明不消耗有限能源，能胜任较恶劣的工作环境，输出稳定，纹波小，控制方便，且无环境污染，制造费用低。可广泛应用于空间技术、医疗设备、自动控制系统、电子工业、钟表工业、交通运输工具等。

下面结合附图及实施例作详细说明。

图1为本发明的一个实施例的结构图。

图2为图1的A-A向视图。

图中1.转子铁芯、2.电枢绕组、3.定子铁芯、4.轴向主磁钢、5.控制线圈、6.引线槽、7.横肩、8.机壳、9.定子周向永磁钢、10.端盖、11.转子周向永磁钢、12.护环、13.轴、14.塑料衔接套管。

在图1和图2中，转子铁芯(1)呈空心圆柱状，用软磁性材料冲制迭压而成，靠近外缘处，沿周向与定子铁芯(3)对应留有周向磁钢槽。转子铁芯(1)内缘留有配键槽，与轴(13)静配合。转子周向永磁钢(11)为瓦块状，用剩磁较高，较顽力很大的硬磁材料制造。护环(12)用软磁性材料冲压制成，内外缘与转子铁芯(1)一致，嵌入转子周向磁钢(11)后与转子铁芯(1)胶合成或用螺栓紧固。螺栓头部可制成风叶状。转子周向永磁钢(11)应充磁后再安装。

轴(13)应用电阻率很高的轴承钢制造，可削弱轴电流，降低损耗。端盖(10)用金属板材制造，中心留有轴承室，轴承选用超薄粉末冶金滑动油轴承，可缩小尺寸，提高承载能力。

机壳(8)为圆筒形，用金属材料铸成，机壳(8)上开有引线槽(6)，沿机壳(8)内缘轴向铸有配键槽，配键槽与定子铁芯(3)吻合。机壳(8)主要起密封导磁及保护等作用。

定子铁芯(3)为空心圆柱体，由对称的两部分组成，轴向安装，两部分铁芯均用软磁质材料冲压迭成。辐向开有内、外电枢槽，沿周向均布。内电枢槽为半闭口槽，外电枢槽为开口槽，内、外电枢槽之间与邻组电枢槽间隔留有周向磁钢槽。定了周向永磁钢(9)为瓦块状，用剩磁较高较顽力很大的硬磁材料制造，充磁后安装。

轴向主磁钢(4)用矩磁性材料制作成圆筒形，卡在定子铁芯两部分中间，两端与外电枢槽对应处留有横肩(7)。体部与内外电枢槽正对处留有间隙，便于电枢绕组通过，与定子铁芯直接衔接处不留空隙，以减少磁通损耗。横肩(7)则插入外电枢槽中，兼起槽楔作用。

电枢绕组(2)缠在各组内、外电枢槽中，绕向相同。

定子周向永磁钢(9)位于电枢绕组(2)内部。两部分定子铁芯中的电枢绕组(2)绕法相同，串结或分支并结成单相绕组。

控制线圈(5)绕在两部分定子铁芯(3)之间的塑料衔接套管(14)上，外套轴向主磁钢(4)，全部引线均由引线槽引出。轴向主磁钢(4)对应机壳(8)边开有引线槽(6)。

塑料衔接套管(14)为均质薄壁圆筒形，均插入内电枢槽中，兼起槽楔作用。

定子内部空隙用环氧树酯浇注灌封。端盖(10)与机壳(8)的连接宜胶合或焊接。

电源制成后，通过控制线圈(5)给轴向主磁钢(4)充磁，轴(13)和转子铁芯(1)一起转动，然后断开控制电源。轴向主磁钢(4)发出的磁通，经定子铁芯(3)和转子铁芯(1)构成闭合主磁路。主磁通流经气隙时，与定子铁芯(3)和转子铁芯(1)上的周向永磁钢发出的合成磁通相互作用，产生磁转矩，推动转子定向旋转。电枢绕组(2)接通外电路时，位于内电枢槽中的电枢边，切割气隙中的生磁通生成感生电流。外电枢槽中的绕组工作边与主磁通相对静止，有电流流过时，产生堵转电流。两股电流叠加对负载做功，电枢绕组(2)发出的反应磁通与定转子周向磁钢发出的合成磁通反向，为反磁通，在气隙中与主磁通交换，产生反电磁转矩，制约转速，从而使运行稳定。利用矩磁材料的开关特性，通过控制线圈(5)可随意控制转子的起停和正反向运行。从而关断电源。并可改变输出电流方向。由于控制线圈(5)接通电源时产生的磁动势较高，与主磁通反向在气隙中相遇并强行对主磁钢灭磁，因而控制灵敏。合理地调节控制电流，即可随意控制电源运行，并利用外电路调速。