名称：一种使电动机高效节能的方法

专利号：202511639492.3

专利权人：袁革平

技术领域：

本发明是对现代电动机动力方向进行的改进，使电动机高效节能的方法。电动机是现代设备中主要的动力源，在原有电动机的动力原理的基础上，运用电动机中通电后的线圈，释放的磁场力具有空间立体散发的特性，以及磁铁的磁力同样具有空间立体散发的原理。在电动机中改变原有的动力源的方向，通过对电动机中改变动力源方向之后，增加磁铁个数和线圈组数，使磁铁和硅钢片上线圈相互之间能够有两个方向磁场作用力，获取更多的动力，增大了电动机的动力；再通过增加线圈组数，分散每一个的线圈圈数，减小线圈的热量，使电动机中的电磁铁，能够使用不耗电的永磁磁铁，再一次达到节能效果。电动机是现代各项企业及家电设备不可缺少动力装置，如广泛应用此项技术，能够有效地缓解电力供应的压力；特别是在现代电动汽车和无人机的电动机运用此项技术，能够有效地提高续程。本发明具有环保节能的效果。

背景技术：

目前，公知现代电动机的动力，通常是以线圈内壁磁场力对线圈内壁中的电磁铁外壁磁场力相互作用产生动力；或是以线圈外壁磁场力对外壁上电磁铁内壁磁场力相互作用产生动力。本发明就是打破传统的电动机中运用单一方向面磁场相互作用产生动力方法，运用改变原有电动机中电磁铁和线圈磁场作用力的动力方向，在电动机中增加线圈组及磁铁个数，使线圈组和磁铁之间能够有两个磁场动力，从而增大电动机动力，减小电力的输出；再通过增加线圈组，分散每一个的圈数，减小线圈的热量，使电动机中能够使用不耗电的永磁磁铁。使电动机达到节能的方法。

发明内容：

本发明是要提供一种环保节能、稳定安全、性能可靠，在实际运用中使用方便的电动机。是通过以下方法来实现：本发明是以磁铁的端面磁场力与硅钢片端面上的线圈组磁场力相互作用产生动力的。因此磁铁和线圈的端面表面积大，而它们的长度就要相对小得多，磁铁和线圈组的磁场力主要集中于端面，使磁铁端面和线圈组端面之间磁场的相互作用力大，运用以磁铁和线圈组的端面之间磁场的相互作用产生动力，磁铁和线圈组的长度就比较小，这样就能够在轴向安装多个线圈组和磁铁，以一个磁铁旁边定位一个线圈组，再在线圈组的旁边定位一个磁铁，磁铁旁边定位再定位线圈，以这样的依次规律排列安装，就可以安装多个线圈和磁铁。经过这样的安装排列，使磁铁与线圈组之间能够可以有两个方向磁场力的作用，而且有几个这样的线圈与磁铁之间磁场动力，形成合力；并且还可以通过增加线圈，减少单个线圈的圈数，降低线圈产生的热量，达到能够使用永磁磁铁，节省电磁铁消耗的电能，进一步节能的方法。

具体实施方法：

首先对现在电动机中的传动轴动力输出及机壳部分不变。需要改变的是把原有电动机的线圈以外经方向或是内径方向获取动力源的方法，改进成以端面获取动力源的方法。

改进后磁铁是永磁磁铁外形由圆盘切割而成，圆盘中心的两边各是一个外形尺寸一致的135度扇形，两个135度的扇形之间的两端各间隔45度，两个45度部分分别都切除，切除出两个45度扇形，底部留出两个小圆弧R，连接两个135度扇形，使两个135度扇形底部各有一个45度的外经小圆弧R连接，两个小圆弧R的尺寸一致，切除后45度小圆小扇形至小弧R这部分是空间，小圆弧的外经R大小按照永磁磁铁在实际运用中，永磁磁铁中心处孔的大小，以及永磁磁铁在实际运用中能够长时间受力时的抗震动能力而定，在确保永磁磁铁强度的前提下，尽可能的减小小圆弧R的尺寸，小圆弧R的外圆表面要进行隔磁处理；两个135度扇形外圆的大小按实际运用及线圈的径向长度而定，以磁铁与线圈之间完全相互对应，获取最佳磁场动力为标准；磁铁的材料有多种，各种磁铁的耐温、磁力、抗震能力都有所不同，因此磁铁的厚度要按它的材料实际运用能力，长度尽可能地减小。磁铁的内孔按照实际运用需要而定，如固定在传动轴上的，就要按照与传动轴配合所需的尺寸定，如是线圈连接传动轴运动的，磁铁的内孔就要与传动轴保持安全距离。磁铁上的两个135度扇形一个面的两端磁极分别是S极和N极。

硅钢片也是由圆盘切割而成，分成三个外形尺寸一致的100度的扇形，三个扇形之间各间隔20度，把三个20度扇形部分都切除，切除方法及技术要求与磁铁一致，切至小圆弧R处，沿小圆弧R把20度的三个扇形切除，留出这片20度扇形的是空间，这样三个100度的扇形由三个20度的圆弧连接；然后在三个扇形上开相同尺寸及位置一致的槽，槽的外形边长是与圆盘硅钢片外径同心的两个直径不同，弧度一致的圆弧，再以这两个圆弧的两端是两个通过圆盘硅钢半径的直线连接而成，槽的近中心的圆弧比永磁磁铁连接两个扇形的小R大8毫米，槽的圆弧长度是在确保硅钢片受力不变形基础下尽可能加长，槽的宽度由所绕线圈厚度需要的空间而定，线圈的绕法由硅钢片上槽的外经面向100扇形外圆面之间绕，为了线圈上铜线的稳定性，在100度扇形外圆的两端必须要设置两个凸口，线圈的排列是圆周方向，在硅钢片上的三个100度扇形上都同样绕上铜线线圈，三个100度扇形上铜线直径及长度各一致，注意三个扇形上绕的铜线必须方向一致，也就是要么都是顺时针绕，要么都是逆时针绕，同样增加的所有硅钢片上线圈都是向同样方向绕，以便增加的线圈在电流方向切换时的统一性。这样使一个硅钢片上形成三个线圈，均匀地分布在硅钢片上。

然后用两个上述外形的永磁磁铁定位在缠绕线圈的硅钢片两端，如动力不够，还可以在永磁磁铁的一端继续增加一个缠绕线圈的硅钢片，在硅钢片另一端再增加一个永磁磁铁提高动力。当需要永磁磁铁转动时，把永磁磁铁固定在传动轴上，再用两个缠绕线圈的硅钢片，分别定位在永磁磁铁的两边，并且固定在底座上；当线圈转动时，缠绕线圈的硅钢片固定在传动轴上，用两个永磁磁铁定位在线圈的两边，并且固定在底座上。线圈和永磁磁铁的端面完全对应后，硅钢片端面上的线圈通电产生的磁场力与永磁磁铁磁场力相互作用产生动力，再通过运用电刷和换向器或霍尔感应器，对线圈的电流方向切换，确保电动机正常运行。

通过以上主要是对永磁磁铁的外形设计及磁极的定位，还有对硅钢片的主要外形设计以及对硅钢片上线圈的定位。下面对永磁磁铁和硅钢片上线圈的安装定位及如何调试。永磁磁铁和硅钢片上线圈的安装定位有两种：一种是以永磁磁铁传动的，永磁磁铁是固定在传动轴上的；另一种是以硅钢片上线圈传动的，硅钢片上线圈是固定在传动轴上的。

首先以第一种是以永磁磁铁传动的，永磁磁铁是固定在传动轴上的进行安装定位及调试。以永磁磁铁是固定在传动轴上的方法，是增加的线圈和永磁磁铁个数越多动力节能效果越好，因此通常在实际运用是有较多的线圈和永磁磁铁相互对应。本次的安装传动轴上的硅钢片上线圈和永磁磁铁是左向右的顺序进行，为了使永磁磁铁受两个动力源，获取更多动力，就要先对硅钢片上线圈进行安装定位，固定位置自然是硅钢片上，硅钢片的外缘是三个扇形的同心外圆，而且还绕有铜线，没有固定的位置，因此必须需要在硅钢片上设计出固定的位置，就是在三个扇形外圆两端都有两凸口，对此处凸口进行延长，并且在不影响线圈的前提下进行扩大，再在延长的部分上面都设计一个孔，这样就能此处固定硅钢片上的线圈。然后在电动机底座上增加一个定位固定连接件，定位固定连接件上的前后两端各有一对两个相互对应凸口，并且凸口上有孔的，连接件上一对两个相互对应凸口的高度一致，凸口上的孔高度位置也一致，并且相互对应的孔同心和直径一致，连接件上一对的两个相互对应凸口之间的距离都是硅钢片的厚度，是用于固定定位硅钢片左右位置的，固定后必须确保硅钢片下部分的长期稳定性，连接件上一对的两个相互对应凸口上的孔各是与硅钢片的一个扇形两个凸口上孔相配，用相应的一对螺丝和螺母，对连接件上一对的两个凸口上的孔和一个扇形两个凸口上孔相配进行连接固定，必须确保硅钢片的前后和上下的稳定性。其他增加的硅钢片上的线圈也用此方法定位固定。以连接件上两个凸口高度调整硅钢片上线圈的上下位置；以连接件的前后和左右的定位固定，调整定位钢片上线圈的前后和左右位置，以确保硅钢片上三个扇形的外圆与永磁磁铁上两个扇形外圆的同心，使硅钢片上的线圈与永磁磁铁上两个扇形完全相互对应。由于硅钢片较薄，因此上部分还是缺乏稳定性，必须要对硅钢片的上部分进行固定。由于有线圈的各个硅钢片的底部定位固定方式是一致的，因此在上端的各个硅钢片上两个扇形都是间隔了一个永磁磁铁相互对应的位置，硅钢片上部分两个扇形的外圆上都各有两个凸口，在两个凸口上都稍微延长并都设置孔，这样只需用两根全螺纹条及几个螺帽，以两根全螺纹条各穿过相邻的硅钢片上突出的两个孔的两端都配两个螺帽进行定位固定，定位要确保硅钢片的两端与底部垂直，硅钢片上需要定位的两个孔，是位于上端最前后两个扇形的耳朵上的孔；这样各个硅钢片上部分的定位固定基本没有问题了，但是整体的稳定性还不够，还会存在整体上部分的摇晃，还必须要在两端最后的两个硅钢片进行加固固定，用四个如我们现在使用的30及60直角尺外形件加固件，都是以60度的直角边为底部，30度垂直边为侧部，侧部直线边对应硅钢片对在左右两端的两个硅钢片，一端都是前后各使用一个，贴紧硅钢片的端面，如先碰的铜线可保持一定的安全距离，四个加固固定件底部的左右各使用两个螺丝固定底座，以螺丝直径和加固件的底部厚度及宽度确保加固件的长期稳定性为基础，四个加固件的上部分的直角端面都各有一个螺纹孔，各与硅钢片两端最前端及最后端两个个螺纹条拧紧配合，再用四个螺帽，各拧紧在加固件上进行加固，以螺帽的长度控制加固件与硅钢片的距离。经过这一系列工作，使硅钢片上线圈稳定地固定在电动机的底部上。硅钢片的中心内孔自然大于传动轴外径，但需要隔磁，使传动轴不带磁性，确保电动机的顺利运转。其他的固定连接注意绝缘，这是很多电动机都有电动机简单方法，这里就不一一细说了。

下面是的永磁磁铁的固定连接。永磁磁铁是固定连接在传动轴上的，由于永磁磁铁是是有较强的磁力的，而传动轴运转时是不能带磁性的，否则会很大地影响电动机的动力。传动轴使用没有磁性的不锈钢固定连接永磁磁铁，这样就简单多了。只要用永磁磁铁的中心内孔配合传动轴外圆，再使用磁铁粘贴进行连接固定。由于永磁磁铁是传导动力的，为了增强动力，使永磁磁铁受到两个磁场动力，因此先是对硅钢片上的线圈进行定位固定，后安装的是永磁磁铁，线圈位于传动轴的左侧，因此永磁磁铁的左侧端面要尽可能贴近线圈的右侧端面，以增强它们之间的磁场作用力，但是必须保持一定的安全距离，以此方法每个线圈的端面与永磁磁铁的端面进行定位固定。再对每个固定在传动轴上的永磁磁铁之间进行定位，每个永磁磁铁的同极磁性相互对应，就是每个永磁磁铁S极都在相互对应，在圆周方向的位置一致；每个永磁磁铁N极都相互对应，在圆周方向的位置一致。确保切换电流时动力的统一性。

由于是永磁磁铁连接固定传动轴上的，因此有线圈的硅钢片要比永磁磁铁的个数多一个，以确保传动轴上的所有永磁磁铁两端端面都受到两个作用力，以提高动力。通过以上对硅钢片上线圈与永磁磁铁的定位固定连接，当线圈通电后，永磁磁铁的两个端面受到左右两个线圈磁场作用力进行旋转运动，旋转至另一极时的线圈进行切换电流，确保旋转动力的统一性，获取最佳动力。

另一种是以硅钢片上线圈传动的，硅钢片上线圈是固定在传动轴上的。使用这种方法永磁磁铁的个数要比绕有线圈硅钢片多一个，以获取更多动力。其它的就是把硅钢片上线圈与永磁磁铁交换一下位置固定，再按照电动机动力原理进行定位，只是固定连接的方式不同，这都是简单的固定连接，这里就不再一一细说了。

上述的电动机动力原理是参照：是以现有外经位置是两片各SN极磁铁，内径位置是三个线圈的电动机动力原理进行的，可参照此类电动机动力原理进行调整，以获取最佳动力。因此本文的电动机动力原理不变，只是运用电动机的动力原理，增加磁铁和线圈，使磁铁与线圈相互之间有两个磁场作用力，获取更多更大动力。

工业实用性

本发明是一个节能环保的项目，在现代的各个领域中，电动机是不可缺少的动力来源，更是全世界能源消耗最大的设备。通过本发明对电动机的增大动力，能够大大地节约电力资源，缓解电力供应的压力。特别是运用于电动汽车及电力无人机，能够非常有效地延长续程，提高载重能力。本发明具有工业实用性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。