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磁能源与磁能机科学研究概述及附图

已有 585 次阅读 2020-11-2 16:03 |个人分类:新观点新思想|系统分类:科研笔记| 磁能源, 磁能机

            《磁能源与磁能机科学研究之概述及附图》 

  这里阐述的是一种全新类型的动力机器——磁能机的基本构造及原理。

  磁能机可以和现有永磁直流有刷电机进行比较。因为两者从结构组成、工作原理、运行方式、转化介质、能换关系等各方面都有相似或相同点易于类比甄别以便作出正确或错误结论。

  一、从基本组成对比:

  (一)永磁电机由

    1.永磁定子磁极 2.电导体转子 3.电刷(即电源正负电极延伸部分起能源供应作用处于固定状态。就电动机而言其能量供应与能量转化是两个独立部分需要相互连接才能工作) 4.电换向器四个主要工作部分组成。

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  (二)磁能机由

    1.永磁定子磁极(外定子) 2.磁导体转子 3.磁刷(即转子磁场相当于磁源对磁导体转子起磁化供能作用其本身处于固定状态,也可称为内定子。在磁能机中转子磁场即磁源处于动力机器内部属于机能一体结构更紧凑免去外接线能自发独立工作) 4.磁换向器四个直接工作部分组成。附图暂无


  二、从工作原理对比:

  (一)永磁电机是依靠通电电导体在磁场中受到力的作用而形成。

  1. 单边线圈通正负不同极性电流后受到磁场力的作用方向。

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        俯视图                          俯视图

【根据左手定则线圈电流  【根据左手定则线圈电流

 向里故线圈向左方向运动     向外线圈向右方向移动

 由于轴的缘故因而形成圆     由于轴的存在因而作绕

 周运动】                                  轴运动】

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              侧视图                               侧视图

【从侧边看单边线圈           【从侧边看单边线圈

向外运动】                              向内运动



2.双边矩形线圈通正负极性电流后受到磁场力的方向。

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          俯视图                                       俯视图           

【根据左手定则上边框电流       【根据左手定则上边框电流

向外下边框电流向内故上边        向内下边框电流向外故上边

框向右运动下边框向左运            框向左运动下边框向右运动

同时呈绕轴顺时针旋转】        共同呈绕轴逆时针旋转】

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                 侧视图                                                  侧视图

 【从侧边看矩形线框边向内          【从侧边看矩形线圈右     运动右边向外运动】               边向外运动右边向内运动】

  (二)磁能机是依据磁化磁导体在磁场中收受到力的作用而形成。

1.单个磁导体磁化后受到定子磁极力的作用方向。

  磁导体即软磁性物质具有被磁化效果而且当脱离外磁场即恢复原来无磁性状态,因而可以反复被磁化和退磁,这是磁能机原理的关键因为只有转子极性可以不断反方向变化才有可能在定子磁场连续作用下同向旋转。


(1)下边左图由于带箭头的磁导体转子被转子磁场(固定)磁化具有磁性且磁性方向与将其磁化的转子磁场相同也是N北极,因而在上边同样N北极及下边S南极定子磁场的共同相斥相吸的作用下逆时针向左下旋转。

(2)下边右图由于磁导体转子被转子磁场磁化具有磁性且磁性方向与将其磁化的转子磁场方向相同也是S南极,因而在下边同样S南极及上边N北极定子磁场的共同相斥相吸作用下逆时针向右上旋转。

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2.双个磁导体磁化后在定子磁场中受到的力的方向。

(1)下边左图是双磁导体转子两个磁导体转子分别处于转子磁场上下部分通过非磁性轴连接并同时被相反磁场磁化,即上边磁导体转子被转子磁场S南极磁化下边磁导体转子被转子磁场N北极磁化,这样上下两个磁导体转子同时被S南极和N北极定子磁场共同作用产生相斥相吸的效果。右图原理相同。

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 三、从运行方式比较:

  (一)永磁有刷电机在转子转过半圈稍越过平衡位置后通过电刷与换向器的配合电导体转子电流及磁场方向立即发生相反极性改变从而使的定子磁场对转子作用力能够始终朝同一方连续运转。

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  (二)磁能机也是在转子转过半周越过平衡位置后磁导体转子磁场极性立即发生相反极性变化从而使的定子磁极对转子的作用力能够始终保持同一方向连续旋转。附图暂无

  

  四、从转化介质比较:

  (一)永磁电机采取的是电导体材料。在电导体通电后产生磁场在定子磁场作用下完成电能向械能的转化。电导体里的电流的有无、方向、大小可以任意调整。

  1. 左图可以通过电开关通断来控制电导体里电流的有无。2.中图可以通过电池极性反转改变电导体内电流方向。3.右图可以通过电阻来控制电导体中电流的大小。

    IMG_20201102_140237.jpg


  (二)磁能机采取的的是磁导体材料。在磁导体磁化后具有磁性在定子磁场作用下完成磁能向机械能的转化。磁导体内的磁场的有无、方向、强弱也可以自由调节。

  1. 左图可以通过磁开关来控制磁导体里的磁性有无。2.中图可以通过磁极的反转来改变磁导体内的磁力线方向。3.右图可以通过高磁阻直径细的材料或用空气隔开来改变磁导体里的磁场强弱。

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【需要特别指出的是:其(1)电流与磁通存在状态有所不同,电流只存在于电导体里而磁通则不仅存在于磁体内部也存在空气中,因而磁路通断效应不如电路通断效果明显,两者只是类似对比。(2)电子在电场作用下在电导体里的产生电流及传导方式与磁畴在磁场作用下产生磁场及传递方式不同这决定了彼此传输距离远近的各异。(3)电源正负极间必需有电导体实际接触构成回路才能产生电流,而永磁体南北磁极发出磁力线在空气中自成闭合回路无需磁导体实际连接,如果采用磁导体将磁源体南北极实际接触反而由于磁极性相反而抵消对外显示不出磁性而只在两端磁性较强,这样就失去或减弱外磁场对其的作用力形不成转动力矩。这也是磁能机转子磁场(磁源)与磁导体转子结构及磁化方式与电动机电刷(电源)与电枢转子结构及导通方式不同关键所在。】


  五、从能换关系角度对比:

  (一)永磁电机消耗的是电能。电能需要依靠各种一次能源转化而来有间接污染。各种水能风能地热能潮汐能煤石油天然气核能——通过水轮机风力机热机转化为机械能——机械能通过发电机转化为电能——电能通过电导体电流效应转化为磁场——电动机通过磁场的相互作用转化为机械能。

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 (二)磁能机转化的是磁能。磁能加工组装后可直接利用且高效长期无污染不受时间地点补充输送限制。磁能——机械能 和上述电动机能源转化过程与能源转化类型相比省却了三种转化能源类型(不是指初级各种类型能源而是指转化过程中依次涉及的中间过渡性能源)及三个能源转化过程与转化机器直接将磁能转化为机械能。

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                                             总结  

   磁能源与磁能机转化原理如果确实可行,则不仅是诞生一种全新动力机器更是发现一种全新独立应用的能源即:钢铁能源。就好像煤石油天然气铀是储存热能化学能核能量的能源物质一样,钢铁是储存磁能量的能源物质。虽然永磁体也有其它元素参与制造而成,但无论各种构成材料不同性质各异的永磁体钢铁都占有绝大比例,加上各种稀土或一般元素构成各种类型永磁体。

  钢铁能源将是对前三次工业及能源革命一次大总结大变革大转换,是对既有各种能源的结构组成、应用方式、占有比例的重新分配、持续利用、科学调整将产生巨大深远影响可以一次性永久解决能源供给及能源污染双重影响人类及世界难题。煤石油天然气能量转化属于消耗型破坏性能量转化,都是以破坏构成其能量物质的内部基础结构及组成来转化为其它形式能量属于不可恢复不可逆的一次性能量转化利用方式,将来这些能源绝大多数都可以应用于材料领域能够长期重复利用而不是一烧就没一用就完,对于千百万年才形成的能源几百年内就消耗殆尽实在可惜但在新能源诞生之前又是一个不可避免的过程。核能无论那种形式的利用方式也无论采用那种核燃料也都是基于内部结构破坏的基础上来完成向其它能量形式的转化只不过其能量密度更大持续时间更长而已。

  而磁能属于一种非破坏性非消耗型的能量转化方式,它是依托磁场來将磁能转化为机械能而在此转化过程中没有任何实体的接触以及对磁体的内部物质结构形成不可逆的破坏,而只取决于磁体本身的自我衰减与外部能量转化做功的多少没有任何关系。在科学合理的设计应用前提下永磁能可以持久对外做功而不会对磁体本身能量造成任何破坏性消耗。当磁体由于自身原因逐渐磁性减弱能量密度降低时可以通过再次充磁使其重新具有稳定持续的工作效果,即便随着充磁次数增多而无法满足最佳充磁效果磁密度大幅度降低不足以满足正常能量应用时,还可以将其回炉重造从根本结构上以及物质组成上恢复其原始的工作状态因而磁能是具有无限循环往复利用的真正意义上的永不枯竭的洁净能源。

特注:如有相关动力能源领域专家和机构有意向进一步深入了解接洽或合作者可与我联系。邮箱:whjxs@qq.com 电话:15938125734 磁能机换向原理附图暂保留望能理解。



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