[发明专利]分立磁流能量单元及组合的能量转换方法

说明书

1.所属技术领域

本项技术方案涉及的分立磁流能量单元及组合是一种电能、磁能、机械能的转换形式，分立磁流能量单元及组合的做功形式和控制系统有多种工作模式和运行方式，适用范围包括采用传统技术电能、磁能和机械能转换的电动机为驱动源的装置、电力驱动源形式的车辆、工程机械、自动控制及执行机构、家用电器等，属于电力驱动源应用范畴。

2.背景技术

①采用传统技术的电动机影响电能、机械能转换效率的工作模式

采用传统技术电动机的工作模式是决定电能、机械能转换效率的重要因素，经典的形式是产生交变磁场作用于相对应物体(转子)及在磁场内磁通部分的载流导体产生作用力矩。交流电动机工作时需要产生旋转磁场对转子做功，其通电线圈内的电流强度、方向不断变化，直流电动机工作时线圈内的电流方向也是不断切换需要周期性的倒相。依据电磁学基本定律：“感性元件自身的感生电动势方向与原方向相反且瞬时增加”其实际的物理现象是：采用传统技术的交流、直流电动机工作模式存在附加的感抗、无功(不作功也耗能)、工作时温度上升等不利因素，使之再进一步提高电能、机械能转换的效率非常困难，当其容量大到一定程度还会引发一系列电气问题。多相式、永磁式、无刷式、串激等类型也只是形式上的变化，并没有(产生附加的感抗和无功)质的区别。

②采用传统技术的电动机影响电能、机械能转换效率的结构问题

采用传统技术电动机是电能源转换为机械能及圆周转动的作功和运行形式，传统技术电动机的结构形式和做功输出力矩点，实际上就是电动机的定子、转子之间的“气隙”位置。按照机械效率及作功输出力矩的有益效果分析：应该是“气隙”的位置离电动机转动轴心(力臂)越远越好，或者说电动机的结构形式在实际工程应用时相对于机械效率的有益效果应设计的越扁平越好。若是以电动机的电能、机械能转换的电气特性有益效果分析：电动机的有效做功载流线段在磁场内的磁通部分是越长越好(相对于电动机的同轴方向)，实际工程设计产品的电动机定子、转子磁路之外的线段只是连接导体并不参与电能、机械能转换和做功，那么电动机的结构形式按照电气特性的有益效果就应该是设计得越细长越好。机械做功输出力矩的有益效果和电气特性的电能、机械能转换的有益效果，要选择的电动机结构形式设计成为“扁平型”或者“细长型”是工程应用、设计产品的舍取问题且关系到电能、机械能转换及效率问题。

另一方面，采用传统技术的电动机定子、转子之间的电磁感应相互作用是通过所对应的“极靴”传递能量，实际运行中因为有“电动机的启动、连续转动、转动方向”等事件的限制，结构上这样的传递能量“极靴”在工程设计时都是做成定子、转子“极靴”对数不相等的形式。例如：工程设计典型产品的内转子型电动机的转子“极靴”要比定子的“极靴”相差几个，而这多出的几个不能一一对应的“极靴”在工作循环周期内传递能量时一直是处于“→预传递能量→传递能量→预传递能量→”的循环工作状态。或者换一种说法：采用传统技术电动机每一个传递能量的“极靴”上都具备了相同的电磁能量，但由于工作循环周期中这多出的几个而不能一一对应的“极靴”上的电磁能量不能在同一时刻都传递到对应的能量作用对象(转子)上，这也是因为电动机的结构形式影响到电能、机械能转换效率的因素。

采用传统技术的电动机定子、转子之间的磁通路形式在工程设计成为产品后就不再变化，由此形成了电动机的“轴”输出功率的普遍结构形式。“轴”输出功率的结构形式在实际应用中很少直接采用，多为减速力矩变换、力矩传输、转动转换为直线、曲线运动等，其目的是所需的转速、力矩、运动形式等，这就需要有“动力传输系统及机构”同样“动力传输系统及机构”也是影响电能、机械能转换和使用效率的因素。

3.发明内容

①本项技术方案要解决的问题

a.提出分立磁流能量单元及组合的能量转换方法，是为了电力驱动源的能量转换过程中提高电能、机械能的转换效率。

b.提出分立磁流能量单元及组合的能量转换方法，是为了电力驱动源的能量转换过程中由于装置本身的结构形式影响电能、机械能转换效率。

c.提出分立磁流能量单元及组合的能量转换方法，是为了简化电力驱动源的能量传递过程和结构形式。

②技术方案

分立磁流能量单元及组合的能量转换方法是由分立磁流能量单元、脉冲源时序和控制系统组成。

a.分立磁流能量单元的基本形式