專利名稱：機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)及相關(guān)應(yīng)用技術(shù)設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
未來理想能源、交通工具相關(guān)動力機(jī)械系統(tǒng)
背景技術(shù)：
能源、交通是人類社會兩大基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，與人類生活密切相關(guān)并改變我們的生活，能源是維系人類生存與發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。人類對于能源開發(fā)利用技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地促進(jìn)人類社會的進(jìn)歩與發(fā)展?；鸬睦?、蒸氣機(jī)的發(fā)明、電能和原子能技術(shù)的丌發(fā)利用是時代文明的標(biāo)志。目前人類能源結(jié)構(gòu)主要還是依賴化石燃料獲取，寶貴的不可再生資源僅是當(dāng)成燃料燒掉是極大的浪費。能源的開發(fā)與利用給人類帶來物質(zhì)文明的同時，也造成了嚴(yán)重的能源危機(jī)、環(huán)境污染問題。要解決困擾人類的上述問題，就要找到具有足夠豐富便宜，安全潔凈，相關(guān)技術(shù)成熟的未來理想能源技術(shù)。機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)技術(shù)將會有效解決人類社會所面臨亟待解決的世界性難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在丌發(fā)未來理想能源，交通運輸工具更為高效的動力系統(tǒng)平臺，并有效解決目前在能源利用方面所存在的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題，現(xiàn)有的動力系統(tǒng)效率低下問題，解決這些難點問題所采用的技術(shù)方案
1. 機(jī)械能動力系統(tǒng)原理
發(fā)明專利名稱機(jī)械能動力系統(tǒng)及相關(guān)應(yīng)用發(fā)電技術(shù)設(shè)計方法
專利申請?zhí)?00810008128.7
到目前為止，機(jī)械能動力系統(tǒng)是尚未被人類所認(rèn)知的技術(shù)原理理論。
機(jī)械能動力系統(tǒng)利用輪軸發(fā)揮省力杠桿功效，利用髙倍比輪軸(以下稱大輪軸)為原動力機(jī)，在輪的外沿切線點采用多點無接觸式電能驅(qū)動，氣動、電動方式施力做功，系統(tǒng)做功產(chǎn)生機(jī)械能，并直接轉(zhuǎn)換為電能。用系統(tǒng)產(chǎn)生的電能替換外接電源驅(qū)動，實現(xiàn)機(jī)械能動力系統(tǒng)的啟動、動能的產(chǎn)生及轉(zhuǎn)化，從而形成動力系統(tǒng)的往復(fù)循環(huán)做功。
機(jī)械能動力系統(tǒng)原理依據(jù)高倍比力臂輪軸在輪上施力做功，實現(xiàn)原始小動力做功，在軸上產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)動做功效果。動力系統(tǒng)的小動力耗能與大的轉(zhuǎn)動做功效果，兩者之間實現(xiàn)了不對稱的能量轉(zhuǎn)換，因而產(chǎn)生機(jī)械能，從而也形成了機(jī)械能動力系統(tǒng)的循環(huán)做功。
輪軸高倍比力臂發(fā)揮做功省力減少能耗，增大輪軸能量的雙重作用。輪軸做功即便是小動力外力做功實現(xiàn)了不對稱的能量轉(zhuǎn)換，其現(xiàn)象也是符合能量守恒定律的，因為輪軸作為做功工具也參與了做功，輪軸也是具有能量，兩者的能量之和要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小動力外力做功的耗能，因而產(chǎn)生機(jī)械能。
2. 機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)設(shè)計理論依據(jù)
電磁感應(yīng)現(xiàn)象是源于物體的相互運動，摩擦生熱、摩擦生電，運動生電，均是源于物體的運動。由于電流的存在形成了電磁場，運動的磁場產(chǎn)生了感應(yīng)電流。這說明了物質(zhì)世界的能量均是源于物質(zhì)的運動，電生磁是微觀物質(zhì)世界的運動，磁生電現(xiàn)象是宏觀物質(zhì)世界磁性物質(zhì)的運動。
永磁體是人類所創(chuàng)造出的高效合金磁體，具有強(qiáng)大的電磁吸斥力。從實驗得知一個質(zhì)量僅為不足2g重的合金永磁體，能夠吸起350g重的鐵質(zhì)物體，產(chǎn)生了其質(zhì)量自身將近200倍的吸附力。電勵磁鐵是比永磁鐵更為高效的磁體，產(chǎn)生了同傳統(tǒng)杠桿相類似的作用，這是電能參與了能量轉(zhuǎn)換，因而產(chǎn)生了更為高效強(qiáng)大的電磁吸力，電磁力在磁性物質(zhì)之間其相互電磁作用的理論空間是巨大的，是比內(nèi)能形式的動力更為高效、環(huán)保的能量形式。
從力與能量的關(guān)系來看電磁力也是能量的一種形式，是物質(zhì)間的電磁相互作用。能量的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)換是需要條件與代價的，這個條件與代價就是機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)，屬于特型電機(jī)。依據(jù)電磁力的作用特點為其設(shè)計必要的條件， 一是要為磁場磁極的相互作用設(shè)置最佳的有效距離；二是要合理利用磁體的物理屬性，確定磁場磁極相互作用的方式，運用電磁相同磁極的相互排斥作用力；三是要充分合理地利用力學(xué)原理設(shè)計電機(jī)。
傳統(tǒng)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是轉(zhuǎn)子、定子兩部分，轉(zhuǎn)子是是轉(zhuǎn)動的磁場或電樞,定子是自勵磁繞組，其工作原理是不動的定子磁場與轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子電樞，或是轉(zhuǎn)動的磁場、發(fā)電線圈轉(zhuǎn)子之間的相互電磁作用，實現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動做功。兩者也是各自不同運動狀態(tài)與系統(tǒng)的各自獨立的磁場相互作用在一起，兩者間存在著磁場相互的作用力與較大的相互束縛的阻力，沒有運用力的要素力學(xué)原理設(shè)計電機(jī)，因此傳統(tǒng)的電機(jī)的效率是低下的。
機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)設(shè)計，依據(jù)力學(xué)原理設(shè)計較大直徑的輪軸式轉(zhuǎn)子，更大的轉(zhuǎn)子具有較長的周長，較低的轉(zhuǎn)速就具有較快的線速度，更大的轉(zhuǎn)子可以設(shè)置更多的磁極，因而可以產(chǎn)生更多的能量。設(shè)計有別于傳統(tǒng)電機(jī)毗鄰的外置式定子磁場，充分利用好空間， 一方面實現(xiàn)了杠桿增大力的作用力效果，另一方面有效減小磁場間相互的束縛阻力。
在轉(zhuǎn)子磁場周圍都具備產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，只有在磁場的兩極是具有產(chǎn)生感應(yīng)電流的最佳區(qū)域，充分利用磁極兩側(cè)的優(yōu)勢，這是系統(tǒng)所存在條件，卻沒有得到應(yīng)用的而白浪費的資源，電動機(jī)雖然是利用了電磁場作用力，卻是利用了效能更低的作用于通電導(dǎo)線的作用，而不是利用電磁場磁極的強(qiáng)大作用效能是低下的。
定子磁場磁極與轉(zhuǎn)子磁場磁極的強(qiáng)磁作用力產(chǎn)生相對運動，因而形成機(jī)械能并直接轉(zhuǎn)換為電能，從而形成系統(tǒng)循環(huán)的做功條件。因為轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)的磁場，存在著產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，只要給創(chuàng)造適宜的條件就可以產(chǎn)生電流，這個條件就是封閉的發(fā)電繞組，對于產(chǎn)生的磁場而言的周圍都可以產(chǎn)生電流的條件，只是傳統(tǒng)的電機(jī)模式是沒有這方面的設(shè)計，忽視了這方面的潛能，而采用了特殊的中空的電磁轉(zhuǎn)子騰出空間，其內(nèi)部是可以設(shè)計多安裝一組發(fā)電繞組，充分利用了磁場周圍的空間提髙了能量利用效能，可以產(chǎn)生倍增的能量。因此，機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)做功消耗與產(chǎn)生的能量實現(xiàn)了不對稱的能量轉(zhuǎn)換。大輪軸飛輪轉(zhuǎn)子的小動力耗能，高效能的電磁力有電能的參與做功。因此，機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)所形成的系統(tǒng)循環(huán)做功，是完全符合并遵循能量守恒定律的。
2.機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)
電磁動力系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)為不轉(zhuǎn)的部分定子，轉(zhuǎn)動做功的部分轉(zhuǎn)子。定子為主磁場，采用直流電勵磁技術(shù)，其設(shè)置要遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子磁場的束縛區(qū)域，避免產(chǎn)生定子磁場與轉(zhuǎn)子磁場相互的束縛影響。轉(zhuǎn)子可設(shè)置為永磁體磁場或直流電勵磁方式，轉(zhuǎn)子可設(shè)置較大直徑、質(zhì)量的輪軸式飛輪，飛輪的輪沿設(shè)置為圓周環(huán)形磁場磁極，定子磁場和轉(zhuǎn)子磁場接觸圓周面可控制為相同磁極，利用電磁同極排斥力驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動做功，通過定子設(shè)置多個對稱或是不對稱的磁極轉(zhuǎn)子切線施力區(qū)域，通過自饋控制電流來可實現(xiàn)電磁動力系統(tǒng)的能量循環(huán)轉(zhuǎn)動做功。
機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)措施多點定子施力電磁繞組可采用超導(dǎo)或常規(guī)技術(shù)，磁極要做磁屏蔽和絕緣設(shè)計處理，直流電勵磁控制磁極技術(shù)。定子施力電磁繞組遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子磁場的影響區(qū)域，這樣既可以騰出主磁場空間，又可增加發(fā)電勵磁繞組增加空間，另一方面又減少了定子磁場與轉(zhuǎn)子磁場相互牽制的阻力。在原傳統(tǒng)電機(jī)主磁場的繞組空間，可設(shè)置發(fā)電繞組，輪軸轉(zhuǎn)子可設(shè)置為中空的特型轉(zhuǎn)子，而輪軸轉(zhuǎn)子也可設(shè)計成虛擬的變形圓形環(huán)狀磁場，騰出的空間也可設(shè)置發(fā)電繞組，電磁系統(tǒng)做功的效率可成倍提高。電磁動力系統(tǒng)設(shè)計成高效能系統(tǒng)集成的動力與發(fā)電一體機(jī)，也可設(shè)計為單獨的動力機(jī)系統(tǒng)。
機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成，分獨立的原動機(jī)系統(tǒng)和動力與發(fā)電一體機(jī)系統(tǒng)，兩種動力機(jī)械系統(tǒng)。其中機(jī)械能電磁動力原動機(jī)系統(tǒng)，由原動力特型電磁力電機(jī)部分和能量轉(zhuǎn)換部分配套的發(fā)電機(jī)所組成。特型電機(jī)的構(gòu)成由方形殼體內(nèi)部并與定子一體化外殼定子、定子超導(dǎo)電磁勵磁線圈，超導(dǎo)冷卻維持裝置，輪軸式大飛輪轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子為永磁體或直流電勵磁繞組,同軸串聯(lián)器成，配套的能量轉(zhuǎn)換的發(fā)電機(jī)、電源導(dǎo)線、控制電路、系統(tǒng)控制裝置、啟動電源等組成構(gòu)成輪軸式大飛輪特型電機(jī)。
3.機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)相關(guān)應(yīng)用技術(shù)設(shè)計方案
電磁能動力系統(tǒng)的相關(guān)應(yīng)用涉及交通運輸和能源開發(fā)利用兩大應(yīng)用領(lǐng)域，由于交通工具的特點，適宜采用的設(shè)計是機(jī)械能電磁動力與發(fā)電一體機(jī)系統(tǒng)方案，小型電源和微型電源也適宜動力與發(fā)電一體機(jī)的方案。在能源開發(fā)利用領(lǐng)域大中型功率發(fā)電組動力系統(tǒng)，要采，機(jī)械能電磁動力原動力機(jī)系統(tǒng)方案。
對于超大型的發(fā)電機(jī)組動力系統(tǒng)，采用超導(dǎo)或常規(guī)勵磁繞組發(fā)電車系統(tǒng)方案，設(shè)計環(huán)形首尾相連的磁懸浮超導(dǎo)勵磁繞組車，利用磁懸浮技術(shù)懸浮于與之配套的磁軌減少阻力，在磁懸浮電勵磁繞組車的兩側(cè)可多設(shè)置一組超導(dǎo)或常規(guī)發(fā)電繞組線圈，成倍地提高了動力與發(fā)電系統(tǒng)工作的效率。


圖l.機(jī)械能電磁動力機(jī)，l勵磁繞組，直流電勵磁電磁鐵。2永磁或勵磁轉(zhuǎn)子，永磁或特型的直流電勵磁轉(zhuǎn)子。3磁驅(qū)定子。利用電磁鐵與轉(zhuǎn)子切線區(qū)域相同的磁極相互的排斥力推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動做功。
圖2.機(jī)械能電磁動力和發(fā)電一體機(jī)，l勵磁繞組，直流電勵磁磁鐵。2永磁或勵磁轉(zhuǎn)子,永磁或特型的直流電勵磁轉(zhuǎn)子。3磁驅(qū)定子。4發(fā)電繞組，充分利用轉(zhuǎn)子磁場的兩側(cè)空間，成倍提高發(fā)電的效率。定子外置式電磁動力裝置利用電磁鐵磁極與轉(zhuǎn)子切線區(qū)域相同的轉(zhuǎn)子磁極間的相互排斥力推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動做功。
圖3.機(jī)械能電磁動力與磁懸浮電勵磁繞組車發(fā)電系統(tǒng)，l勵磁繞組，超導(dǎo)或常規(guī)直流電勵磁電磁鐵。2超導(dǎo)勵磁磁懸浮轉(zhuǎn)子車，車載超導(dǎo)勵磁電磁鐵及冷卻維持系統(tǒng)，下面設(shè)置磁懸浮磁軌道。3磁驅(qū)定子。4超導(dǎo)發(fā)電繞組及冷卻維持系統(tǒng)，在其圓周內(nèi)外兩側(cè)設(shè)置發(fā)電超導(dǎo)或常規(guī)繞組線圈單元結(jié)合，各繞組單元外側(cè)設(shè)置同極磁場，內(nèi)側(cè)設(shè)置一個磁極。定子外置式電磁動力裝置利用電磁磁極與磁懸浮轉(zhuǎn)子車切線區(qū)域，與相同的磁懸浮轉(zhuǎn)子車磁極間的相互排斥力推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動做功。也可以采用傳統(tǒng)磁懸浮機(jī)車驅(qū)動原理技術(shù)驅(qū)動。
具體實際方式
輪軸在古代有著普遍的應(yīng)用，開啟了人類利用自然動力的先河，在歷史上對于人類社會文明進(jìn)步產(chǎn)生了非常大的作用。在近代由于科技革命的發(fā)展，在有些領(lǐng)域已經(jīng)退出了歷史舞臺。而在今天它與現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合的創(chuàng)新技術(shù)，必將喚發(fā)其青春活力，從新?lián)?dāng)起歷史所賦予的重任。人類社會文明總是伴隨著技術(shù)革命的發(fā)展，生產(chǎn)力得到極大的提高。由于創(chuàng)新技術(shù) 的出現(xiàn)，從而形成電所一統(tǒng)天下的格局，這標(biāo)志著完全意義上的電氣化時代的到來。
機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)技術(shù)實施方案
1. 適用于交通運輸工具，中小型和微型電源系統(tǒng)的動力與發(fā)電一體機(jī)系統(tǒng)。機(jī)械能動力 系統(tǒng)的核心構(gòu)件是大輪軸式飛輪，由于機(jī)械能動力系統(tǒng)的特點，其飛輪的大小決定系統(tǒng)的動 力性能。機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)遵循同樣的機(jī)械能原理，大飛輪轉(zhuǎn)子的設(shè)計要從戰(zhàn)略上充分考 慮到其相對應(yīng)的應(yīng)用平臺空間，考慮電磁動力自身的特點設(shè)計成輪軸式飛輪轉(zhuǎn)子，最大化地 利用交通工具平臺的寬度設(shè)計大飛輪轉(zhuǎn)子。輪軸式大飛輪設(shè)計加工制作，要充分地考慮到電 磁動力強(qiáng)大耗能低的特點，大飛輪轉(zhuǎn)子的設(shè)計類型確定為重力速度復(fù)合型，大飛輪轉(zhuǎn)子可采 用提高轉(zhuǎn)動性能的圓周邊沿的偏重心設(shè)計方案，速度指標(biāo)要遵循速度與安全平衡的設(shè)計理念。 材料選擇高強(qiáng)度的復(fù)合材料，預(yù)留出設(shè)置勵磁繞組的凹槽，利用高精度模具成型，然后再經(jīng) 高精度的加工成標(biāo)準(zhǔn)件。
依據(jù)機(jī)械能電磁動力發(fā)電一體機(jī)結(jié)構(gòu)的緊湊性，設(shè)計特型中空的n型大飛輪轉(zhuǎn)子，在大 飛輪的輪邊沿設(shè)置超導(dǎo)或常規(guī)勵磁繞組，由若干個勵磁繞組內(nèi)外各自均為同磁極而內(nèi)外為不 同磁極的轉(zhuǎn)子超導(dǎo)或常規(guī)磁場。大飛輪轉(zhuǎn)子較大的直徑，可以充分設(shè)計更多的磁極，匹配特 型的一體機(jī)殼體定子，中空轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)騰出的內(nèi)部空間可多設(shè)置一組轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)發(fā)電繞組，可充 分提高動力系統(tǒng)做功效率。
機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)的大飛輪轉(zhuǎn)子在輪上切線上采用多點非接觸式的電磁動力的施力方 法，通過定子磁場與轉(zhuǎn)子磁場的相互排斥力，產(chǎn)生高效的轉(zhuǎn)動做功效果，其動力為機(jī)械能電 磁動力是系統(tǒng)機(jī)械能的轉(zhuǎn)換為電能，在殼體定子設(shè)置多點直流電自勵磁繞組，系統(tǒng)通過直流 電自勵磁方式并可實現(xiàn)控制磁極。通過控制施力點增減電流的大小，控制系統(tǒng)的空載啟動負(fù)載 做功。勵磁繞組的安置到轉(zhuǎn)子磁場有效影響之外，勵磁繞組要做好磁屏蔽與定子的絕緣處理， 以避免與轉(zhuǎn)子磁場產(chǎn)生相互的影響減少內(nèi)耗。對于大型和高等級的動力機(jī)械的定子勵磁繞組， 可以采用超導(dǎo)技術(shù)，以減少能耗，實現(xiàn)系統(tǒng)的能量循環(huán)做功，這對交通運輸工具是具有特別 大的意義。
2. 適用未來理想能源領(lǐng)域的機(jī)械能電磁動力原動機(jī)
適用于大中小型發(fā)電用原動力機(jī)系統(tǒng)，采用獨立的動力原動力機(jī)系統(tǒng)，更適宜具有寬大 空間的交通運輸工具，與之配套的發(fā)電機(jī)共同組成機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)，系統(tǒng)技術(shù)相對簡單， 制造工藝簡捷，具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。
大輪軸飛輪可設(shè)計為永磁轉(zhuǎn)子，定子設(shè)計為直流電自勵磁電磁鐵，對于大型發(fā)電原劫力 機(jī)可設(shè)計定子超導(dǎo)勵磁電磁鐵，設(shè)置多點對稱或不對稱的定子超導(dǎo)勵磁電磁力施力磁場，超 導(dǎo)直流電勵磁繞組線圈或常規(guī)勵磁線圈磁極的一端設(shè)計為磁屏蔽的絕緣保護(hù)層,另一端的磁 極設(shè)計為紳出式磁極端弧線狀磁極端點，設(shè)置在轉(zhuǎn)子的切線方向，并與定子轉(zhuǎn)子的圓弧線保持 一致，形成最佳的定子磁極與轉(zhuǎn)子磁極受力角度，設(shè)計配置系統(tǒng)的小功率自饋發(fā)電繞組,為其 動力系統(tǒng)提供勵磁電源，同配套的發(fā)電機(jī)組裝一起組成整體系統(tǒng)。
3. 適用于超大型，大型動力與發(fā)電一體機(jī)系統(tǒng)，其技術(shù)相對復(fù)雜些，但性能更為可靠做
功更為高效。可以充分滿足人類對于能源的需求。
發(fā)電做功轉(zhuǎn)子設(shè)計突破傳統(tǒng)思維，輪軸式轉(zhuǎn)子是虛擬的概念，設(shè)計直徑可達(dá)幾十米甚至 是百米以上的環(huán)形首尾相連，髙度和寬度為幾米的磁懸浮機(jī)車，通過車載超大型發(fā)電機(jī)組的
6直流電超導(dǎo)或常規(guī)勵磁電磁體，形成環(huán)形的磁場轉(zhuǎn)子超長的周長可設(shè)置更多的磁極，在其兩 側(cè)可分別設(shè)置兩組超導(dǎo)或常規(guī)勵磁發(fā)電繞組,發(fā)電效率可成倍提高。
勵磁繞組轉(zhuǎn)子機(jī)車的驅(qū)動，可優(yōu)選設(shè)計為機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)方式的轉(zhuǎn)子多點無接觸的 切線電磁動力排斥力的施力方式，定子電磁動力勵磁繞組設(shè)計采用超導(dǎo)線圈，與轉(zhuǎn)子外側(cè)磁 極同極的匹配，做好磁場絕緣和磁屏蔽，避免巨大磁場相互間干擾減少內(nèi)耗，提高整機(jī)的發(fā) 電性能。為了減少磁軌車運行的阻力，設(shè)計與磁軌車相匹配的磁懸浮磁軌勵磁裝置，利用磁 懸浮技術(shù)控制并減少轉(zhuǎn)動做功阻力。除了上述的驅(qū)動技術(shù)外，原磁懸浮機(jī)車驅(qū)動技術(shù)方案完 全可供設(shè)計采用。
機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)所采用的技術(shù)，輪軸的發(fā)明與使用是在遠(yuǎn)古時代就有了的技術(shù)，已 經(jīng)在機(jī)械領(lǐng)域上得到極其廣泛的應(yīng)用。電機(jī)原理、超導(dǎo)和磁懸浮技術(shù)等，所涉及的技術(shù)全部 來源于現(xiàn)有的技術(shù)，是古老與現(xiàn)代技術(shù)的科學(xué)組合，屬于公用與公知的技術(shù)，機(jī)械能電磁動 力系統(tǒng)裝置與現(xiàn)有的熱機(jī)方式相比，動力機(jī)的核心構(gòu)件僅僅是單一的高度集成機(jī)電一體化的 特型電機(jī)，相對于現(xiàn)有的熱機(jī)設(shè)備要簡單多卻更為高效環(huán)保實用。
機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)裝置是機(jī)械能與超導(dǎo)和磁懸浮技術(shù)的組合運用，形成了自我循環(huán)的 動力源裝置。系統(tǒng)維持做功的能量是源于系統(tǒng)自身的產(chǎn)能。這樣就可以省略對于外界能量的 補(bǔ)給，也就完全地擺脫了以往的傳統(tǒng)動力機(jī)械對于化石燃料資源的依賴。因為動力機(jī)的工作 模式為極為高效能的新型電機(jī)運行模式，又傳統(tǒng)省略了熱機(jī)復(fù)雜的施力與附屬的機(jī)構(gòu),大大減 小了機(jī)械做功的阻力。這樣直接導(dǎo)致一種新型動力機(jī)模式的誕生。其結(jié)果雖然是一個看似簡 單的原理， 一個普通簡單的工具卻在不經(jīng)意間能夠解決人類目前在發(fā)展過程中亟待迫在眉睫 的大問題。對于我們?nèi)祟惿鐣a(chǎn)生的作用與深遠(yuǎn)的意義是不言而喻的。
機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)簡單功能強(qiáng)大，優(yōu)點是顯而易見的.單純從機(jī)械本身而言是 充分提高了機(jī)械效率，與同等功率的熱機(jī)動力裝置相比，其動力性能有巨大的優(yōu)勢。由于機(jī) 械能電磁動力系統(tǒng)及相關(guān)應(yīng)用技術(shù)價值決定了此項目專利技術(shù)推廣的意義。
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權(quán)利要求
1. 機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)，其特征是，電磁動力系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)為不轉(zhuǎn)的部分定子，轉(zhuǎn)動做功的部分轉(zhuǎn)子，定子為主磁場采用直流電勵磁技術(shù)，其設(shè)置要遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子磁場的束縛區(qū)域，避免產(chǎn)生定子磁場與轉(zhuǎn)子磁場相互的影響，轉(zhuǎn)子可設(shè)置為永磁體磁場或直流電勵磁方式，轉(zhuǎn)子可設(shè)置較大直徑、質(zhì)量的輪軸式飛輪，飛輪的輪沿設(shè)置為圓周環(huán)形磁場磁極，定子磁場和轉(zhuǎn)子磁場接觸圓周面可控制為相同磁極，通過定子設(shè)置多個對稱或是不對稱的磁極轉(zhuǎn)子切線施力區(qū)域，利用同極排斥電磁力驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動做功，通過自饋控制電流實現(xiàn)電磁動力系統(tǒng)的能量循環(huán)轉(zhuǎn)動做功。
2. 機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)設(shè)計方法，根據(jù)權(quán)利要求書l所述，其特征是，依據(jù)機(jī) 械能電磁動力系統(tǒng)原理設(shè)計應(yīng)用技術(shù)，應(yīng)用范圍涉及交通運輸和能源丌發(fā)利用兩大領(lǐng)域，在 交通運輸工具、小型電源和微型電源適宜采用機(jī)械能電磁動力與發(fā)電一體機(jī)系統(tǒng)方案，在能 源開發(fā)利用領(lǐng)域，大中型發(fā)電動力系統(tǒng)，可采用機(jī)械能電磁動力機(jī)系統(tǒng)方案。
3. 機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)設(shè)計方法，根據(jù)權(quán)利要求書1所述，其特征是，適用于 超大型，大型動力與發(fā)電一體機(jī)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)動做功的轉(zhuǎn)子設(shè)計成大型的，直徑可達(dá)幾十米甚至 是百米以上的環(huán)形相互首尾相連的，髙度和寬度為幾米的磁懸浮機(jī)車，車載超大型發(fā)電機(jī)組 的直流電超導(dǎo)或常規(guī)勵磁電磁體，超導(dǎo)勵磁電磁體重量輕阻力小，超長的周長可設(shè)置更多的 磁極，在環(huán)形機(jī)車式磁場轉(zhuǎn)子的內(nèi)外兩側(cè)可分別設(shè)計兩組超導(dǎo)或常規(guī)發(fā)電繞組，勵磁繞組轉(zhuǎn) 子機(jī)車的驅(qū)動，設(shè)計為轉(zhuǎn)子輪上多點切線電磁排斥力的施力方式，定子電磁動力勵磁繞組設(shè) 計釆用超導(dǎo)線圈，與轉(zhuǎn)子外側(cè)磁極相匹配，做好定子磁場的絕緣和磁屏蔽，避免巨大磁場相 互間干擾減少內(nèi)耗，提高整機(jī)的發(fā)電性能，為了減少磁軌車運行的阻力，設(shè)計與磁軌車相匹 配的磁懸浮勵磁裝置，利用磁懸浮技術(shù)控制并減少做功阻力，除了上述的驅(qū)動技術(shù)外，原磁 懸浮機(jī)車驅(qū)動技術(shù)方案可供設(shè)計釆用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)，其特征是，機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)做為動 力工具驅(qū)動的應(yīng)用平臺，在廣泛的交通運輸工具、工程、農(nóng)業(yè)和電源系統(tǒng)，能源開發(fā)利用方 面相關(guān)的技術(shù)開發(fā)與系統(tǒng)應(yīng)用問題。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)及相關(guān)應(yīng)用技術(shù)設(shè)計方法，涉及能源、交通運輸領(lǐng)域的動力機(jī)械技術(shù)，依據(jù)機(jī)械能動力系統(tǒng)原理設(shè)計，以電磁力為動力利用磁極同極相斥的原理，設(shè)計機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)特型電機(jī)，轉(zhuǎn)子為輪軸式飛輪永磁或直流電勵磁磁場，外置式的定子電磁動力施力裝置，利用輪軸轉(zhuǎn)子在輪的外沿切線點多點施力做功，以外源電能或自饋電源啟動，機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)做功并直接轉(zhuǎn)化為電能，實現(xiàn)機(jī)械能電磁動力系統(tǒng)的往復(fù)循環(huán)做功，其系統(tǒng)相關(guān)應(yīng)用技術(shù)，適用于高效能的機(jī)械能電磁動力集成系統(tǒng)，將有效破解人類社會所面臨能源和環(huán)保兩大難題，實現(xiàn)未來理想能源的開發(fā)利用。
文檔編號H02K25/00GK101483373SQ20081018727
公開日2009年7月15日 申請日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者戚成吉 申請人:戚成吉