專利名稱：電磁感應(yīng)驅(qū)動方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁感應(yīng)驅(qū)動方法和裝置，其中靠使用一個交流電源的電磁感應(yīng)來產(chǎn)生一個驅(qū)動力。
作為電磁感應(yīng)驅(qū)動裝置的例子可以給出三相感應(yīng)電動機(jī)和單相感應(yīng)電動機(jī)。這些電動機(jī)包括一個固定的外定子和一個籠形轉(zhuǎn)子，該定子設(shè)有數(shù)量上等于相數(shù)乘以極數(shù)的線圈。相位上彼此錯開的交變電流施加于那些勵磁線圈以便建立一個旋轉(zhuǎn)磁場或移動磁場。在單相感應(yīng)電動機(jī)的場合，一個電容器連接于該線圈以便移動交流電流的相位。由于旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子之間相對運(yùn)動速度的差異，在籠形轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生一個感生電流，而在該感生電流與旋轉(zhuǎn)磁場之間沿著由弗萊明左手定則確定的方向產(chǎn)生一個電磁力以驅(qū)動性地使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
已經(jīng)知道這些感應(yīng)電動機(jī)有以下問題。
具有規(guī)定匝數(shù)的而且在數(shù)量上等于相數(shù)乘以極數(shù)的勵磁線圈布置在形成于定子的鐵心內(nèi)表面的槽中，致使諸線圈的準(zhǔn)備需要很大的工作量。此外，庫存中需要準(zhǔn)備多種電動機(jī)，相當(dāng)于想要的轉(zhuǎn)速和電源頻率或電源電壓上的差異的組合數(shù)，電源頻率或電源電壓是隨地區(qū)而異的。
旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力包含電源頻率兩倍的振動分量，致使當(dāng)以低速驅(qū)動時，電動機(jī)會產(chǎn)生噪聲。
轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)通過皮帶、皮帶輪、齒輪之類傳遞到其他裝置。這必然伴有受損的傳動效率、功率損失和產(chǎn)生噪聲。
此外對于三相感應(yīng)電動機(jī)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的方向可通過把電源的三相中的兩相彼此對掉而反向，這使驅(qū)動軸很容易反向旋轉(zhuǎn)，而單相感應(yīng)電動機(jī)的驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)不能反向。因此，當(dāng)由該電動機(jī)可得到的轉(zhuǎn)矩需要反向時，必須采用傳動裝置之類裝置使驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)反向。這使得該裝置變得尺寸大而且復(fù)雜。
本發(fā)明提供一種電磁感應(yīng)驅(qū)動裝置，其中該驅(qū)動件可根據(jù)與常規(guī)的三相或單相感應(yīng)電動機(jī)的原理不同的原理旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動。
本發(fā)明的裝置包括一個由導(dǎo)電的非磁性材料制成的并且可旋轉(zhuǎn)或可直線運(yùn)動地支撐的驅(qū)動件4，和分別布置在該驅(qū)動件的外側(cè)和內(nèi)側(cè)的一個外磁性件2和一個內(nèi)磁性件3，這些磁性件與其運(yùn)動方向垂直。
為磁通穿過而形成閉合磁路，以便在外磁性件與內(nèi)磁性件2、3之間的至少三個部位穿透驅(qū)動件4。驅(qū)動件4在其與運(yùn)動方向垂直的對置側(cè)部設(shè)置不對著磁極22、23的、即不被磁通穿過的邊緣部41、42。穿過各自的磁路的諸磁通在相位上是不同的。磁通的相位差異使驅(qū)動件4相對于外磁性件和內(nèi)磁性件2、3中的一個或兩個運(yùn)動。
本發(fā)明的裝置有閉合磁路，因?yàn)橛赏獯判约?發(fā)出的磁通穿過驅(qū)動件4然后穿過內(nèi)磁性件3，再次穿透驅(qū)動件4并返回到外磁性件2，而包括一個定子和一個轉(zhuǎn)子的常規(guī)感應(yīng)電動機(jī)與本發(fā)明的不之處在于，沒有閉合磁路通過籠形轉(zhuǎn)子的導(dǎo)電部延伸。
根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動件4設(shè)在由外磁性件2和與之相對的內(nèi)磁性件3所界定的閉合磁路的空隙中，而且穿透驅(qū)動件4的至少三個磁通在相位上彼此不同。如圖2d中所示，穿透該驅(qū)動件的諸磁通在驅(qū)動件4的平面中感生各自的電流。例如，磁通2產(chǎn)生一個感生電流I32，該感生電流在一個邊緣部41中沿驅(qū)動件4的運(yùn)動方向流過，然后橫跨穿透驅(qū)動件4的相鄰磁路的磁通1，在另一個邊緣部41中朝相反方向流過，然后橫跨穿透驅(qū)動件4的另一個磁路的磁通3流過，于是電流I32沿一個完整路徑流過以便在驅(qū)動件4上、在磁通1、3與感生電流I32之間產(chǎn)生電磁力F21、F23，借此驅(qū)動件4旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種方法和一種裝置，其中一個內(nèi)磁性件3和一個驅(qū)動件4各制成圓筒形并連接在一起，而一些磁極22在一個外磁性件2上形成，以便使內(nèi)磁性件3和驅(qū)動件4旋轉(zhuǎn)(圖5a和5b)。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種方法和一種裝置，其中一個外磁性件2和一個驅(qū)動件4各制成圓筒形并連接在一起，而一些磁極32在一個內(nèi)磁性件3上形成，外磁性件2和驅(qū)動件4是可旋轉(zhuǎn)的(圖6a和6b)。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種裝置，其中外磁性件和內(nèi)磁性件2、3中至少一個設(shè)有至少三個磁極22，諸磁極中至少一個設(shè)有一個前向和反向驅(qū)動共用的線圈51，其他諸磁極分別設(shè)有一個前向驅(qū)動線圈61和一個反向驅(qū)動線圈71，該前向和反向驅(qū)動線圈51與一個交流電源電氣上串聯(lián)連接，構(gòu)成一個閉合電路5，該前向驅(qū)動線圈61和該反向驅(qū)動線圈71交替地與一個由一個電容器、電阻器或其組合組成的電氣元件63串聯(lián)連接，以構(gòu)成閉合電路6、7，借此在穿透驅(qū)動件4的諸磁通量之間產(chǎn)生一個前向或反向相位差異，本發(fā)明還提供產(chǎn)生該相位差異的一種方法和一種裝置(

圖1a和1b)。
圖1a是實(shí)施本發(fā)明的一種電磁感應(yīng)驅(qū)動裝置的示意圖，表示一種基本結(jié)構(gòu)；圖1b是沿圖1a中的線B-B剖切并沿平面展開的該裝置的透視圖；圖2a至2d是示意圖，表示由驅(qū)動件4和磁極22的配置產(chǎn)生感生電流和電磁力的原理；圖3a至3c是曲線圖，表示第一、第二和第三鐵心231、232、233的諸磁極處的諸磁通隨時間的變化及諸感生電流隨時間的變化；圖4a是示意圖，表示該基本結(jié)構(gòu)的驅(qū)動原理；圖4b是其中驅(qū)動件4可直線運(yùn)動的一個實(shí)施例的透視圖；圖5a是具有該基本結(jié)構(gòu)的一種電磁感應(yīng)驅(qū)動裝置的縱剖視圖；圖5b是沿與該裝置的旋轉(zhuǎn)軸垂直的一個平面截取的剖視圖；圖6a是另一個實(shí)施例的縱剖視圖；圖6b是沿與圖6的該裝置的旋轉(zhuǎn)軸垂直的一個平面截取的剖視圖；圖7是另一個實(shí)施例的剖視圖；圖8a和8b透視圖，表示本發(fā)明用于各種用途的實(shí)施例；以及圖9是透視圖，表示驅(qū)動件4的其他實(shí)施例。
下面將對照諸附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的電磁感應(yīng)驅(qū)動裝置?；窘Y(jié)構(gòu)圖1a表示本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)。如下面所述，此結(jié)構(gòu)可修改成各種實(shí)施例。一個外磁性件2帶有第一至第三三個鐵心231、232、233，這些鐵心從軛鐵21伸出并且各有一個擴(kuò)大的內(nèi)端，以提供一個帶有圓弧內(nèi)表面的磁極22。
第一和第二鐵心231、232分別設(shè)有勵磁線圈51、61，而第三鐵心帶有一個勵磁線圈71。
第一鐵心231上的線圈51靠閉合電路5連接于一個例如60Hz的交流電源并通電。
一個內(nèi)磁性件3為與諸磁極22的內(nèi)表面圓弧同心的圓筒形。一個由導(dǎo)電的非磁性材料制成的驅(qū)動件4設(shè)置在內(nèi)磁性件3與諸磁極22之間的空隙中并可自由旋轉(zhuǎn)。
驅(qū)動件4呈圓筒形，該圓筒有一個均勻的壁厚并有一個寬度，即與旋轉(zhuǎn)方向垂直的長度，該寬度大于諸磁極22的寬度。諸磁極22布置成近似與驅(qū)動件4的寬度的中部相對。因此，驅(qū)動件4在其兩對置端有不面向諸磁極22的邊緣部41、41。
在第二和第三鐵心232、233上的線圈61、71各在其一端連接起來。這些線圈的另一端中的一個靠一個開關(guān)64的作用，與一個由一個電容器、電阻器或其組合組成的電氣元件63電氣上串聯(lián)連接，以形成一個閉合電路，其余一端保持不連接。在其中線圈61靠開關(guān)64連接于電氣元件63的場合，一個帶有線圈61的并且通過第二鐵心232然后通過驅(qū)動件4延伸的磁路的磁通，穿過內(nèi)磁性件3，再次穿透該驅(qū)動件，并經(jīng)帶有各自的線圈51、71的第一鐵心231和第三鐵心233返回到外磁性件2，于是形成各自的磁路。因而，在各自的磁極22處產(chǎn)生沿前向方向的諸磁通，這些磁通在相位上是不同的。
當(dāng)線圈71靠開關(guān)64的操作連接于電氣元件63時，帶有在位置上與線圈61不同的線圈71的磁路在諸磁極22處產(chǎn)生沿反向方向的諸磁通，這些磁通在相位上是不同的。
為了便于描述，圖1b把圖1a的結(jié)構(gòu)畫成沿圖1a中B-B線剖切并在一個平面上展開的配置。在圖1a和1b中，相同的零件用相同的標(biāo)號標(biāo)出。驅(qū)動原理驅(qū)動件4按下面將要描述的原理來工作。
圖2a把一個磁極22畫成與導(dǎo)電非磁性材料的驅(qū)動件4相對。當(dāng)一個交變電流通過該磁極的鐵心上的線圈時，流過一個由外磁性件和內(nèi)磁性件2、3組成的閉合磁路的磁通集中在磁極22上并穿透驅(qū)動件4。與磁通隨時間的變化成比例的一個感生電流I3在驅(qū)動件4的一個平面內(nèi)環(huán)繞磁極22流過。
感生電流I3之所以出現(xiàn)的原因可以說明如下。如所周知，當(dāng)經(jīng)過一個匝數(shù)為n的線圈的磁通隨時間t而變化時，在該線圈的兩對置端產(chǎn)生一個由下面式1表達(dá)的感生電動勢E。
E＝n·(δ/δt)式1在圖2a中所示的驅(qū)動件4的平面中，它的與磁極22相對的區(qū)域A以外的區(qū)域可以看成一個匝數(shù)為1的線圈，而一個符合基爾霍夫第二定律的電流流過。更具體地說，假定區(qū)域A以外的該區(qū)域的等效電阻為r3，則磁通變化產(chǎn)生一個感生電流I3。I3＝-n·(δ/δt)/r3式2該感生電流的流動方向及其大小，根據(jù)磁通的方向及磁通的大小隨時間的變化時刻地改變。例如，在該磁通相對于圖2a的平面向上流過而且沿著朝磁通增加的方向變化的場合，根據(jù)法拉第定律，感生電流I3沿著右旋螺紋的前進(jìn)方向流過。
感生電流I3的大小與感生電流I3通過驅(qū)動件4該平面的路徑的等效電阻r3成反比，致使在圖2a和2b中，靠近磁極22的電流I3n大，而遠(yuǎn)離磁極22的電流I3f小(I3n＞I3f)。
此外，當(dāng)如圖2c中所示磁極22布置成與驅(qū)動件4的邊緣對齊時，感生電流不能環(huán)繞磁極22流過，因此沒有感生電流。當(dāng)驅(qū)動件4在寬度上大于磁極22并有其邊緣部41、41時出現(xiàn)感生電流I3，這些邊緣部不與磁極22相對，位于磁極22的兩對置側(cè)。
參見圖2d，假定第一至第三鐵心231、232、233的諸磁極22分別占據(jù)驅(qū)動件4上方的諸區(qū)域A1、A2、A3。假定僅第二鐵心232上的線圈61通電。則在驅(qū)動件4上產(chǎn)生一個橫跨區(qū)域A1或A3環(huán)繞區(qū)域A2流動的感生電流I32。在磁極22正下方的區(qū)域A2中，由諸相鄰磁通感生的電流彼此抵銷，結(jié)果在此區(qū)域中沒有感生電流出現(xiàn)。
圖2d是簡化示意圖，僅畫出圖1b的驅(qū)動件4和三個磁極22。通過兩個線圈51、61的交變電流的流過使磁通1、2隨時間而變化，穿透區(qū)域A1、A2。
第一鐵心231經(jīng)內(nèi)磁性件3和外磁性件2的第二和第三鐵心232、233和軛鐵21連接于一個閉合磁路。因此，由第一鐵心231上的線圈51所產(chǎn)生的磁通經(jīng)磁極22穿到內(nèi)磁性件3，然后在區(qū)域A1處穿過驅(qū)動件4，并且分成用于區(qū)域A2、A3的兩股穿透驅(qū)動件4。然后諸磁通穿過鐵心232、233在軛鐵21處匯合，并返回同一第二鐵心231。
同理，由第二鐵心232上的線圈61所產(chǎn)生的磁通2經(jīng)磁極22穿到內(nèi)磁性件3，然后在區(qū)域A2處穿過驅(qū)動件4，并且分成用于區(qū)域A1、A3的兩股穿透驅(qū)動件4。然后諸磁通穿過鐵心231、233，在軛鐵21處匯合，并返回同一鐵心232。
與區(qū)域A3相對的磁極22的第三鐵心233有線圈71，然而該線圈不通電因而不產(chǎn)生磁通。盡管如此，由第一和第二鐵心231、232上的線圈51、61所產(chǎn)生的磁通1、2從內(nèi)磁性件3返回外磁性件2，借此這些磁通所分出的穿過第三鐵心233的部分合并成磁通3，該磁通在區(qū)域A3處穿過驅(qū)動件4穿過磁極22。
當(dāng)交變電流源52連接于第一鐵心231上的線圈51，而電路和磁路適當(dāng)?shù)剡@樣調(diào)整，即靠包含在閉合電路6中的電氣元件63使磁通1、2相位上差120°并使之具有相同的大小時，可用的磁通1、2表達(dá)如下1＝0·sin(ω·t)2＝0·sin(ω·t-120°)式3式中ω＝2·π·f，而f＝電源頻率。
通過第三鐵心233的磁通3當(dāng)磁路條件適當(dāng)確定時可表達(dá)如下。
3＝0·sin(ω·t-240°)式4假定環(huán)繞驅(qū)動件4的每個區(qū)域A1、A2、A3的等效電阻為r30，由磁通1、2、3所產(chǎn)生的感生電流I31、I32、I33如下。
如圖3a至3c中所示，感生電流I3具有在相位上相對于磁通滯后90°的波形。在選定的時刻t0，有1+2+3＝0的關(guān)系。
參照圖2d，穿過第二鐵心232的磁通2在驅(qū)動件4中感生出環(huán)繞區(qū)域A2并穿過區(qū)域A1、A3流過的電流I32。
磁通作用在橫跨區(qū)域A1的電流I32上并沿由弗萊明左手定則確定的方向施加一個電磁力F21。同理，磁通3作用在區(qū)域A3中的電流I32上并施加一個電磁力F23。該二電磁力合并成一個使驅(qū)動件4旋轉(zhuǎn)或使驅(qū)動件4直線運(yùn)動的力。
驅(qū)動件4實(shí)際上是個圓筒，如圖1a中所示，以致對照圖4a，穿透區(qū)域A1的磁通1感生出橫跨區(qū)域A2、A3的磁通的電流I31。同理，穿透區(qū)域A3的磁通感生出橫跨區(qū)域A1、A2的磁通的電流I33。由于由穿透各自的區(qū)域A1、A2、A3的磁通1、2、3在驅(qū)動件4的該平面中感生的電流I31、I32、I33可以疊加，故作用在驅(qū)動件4上的電磁力F1、F2、F3也可以疊加。
如上所述，穿過三個磁極22的諸磁通1、2、3在相位上相差120°并有相同的大小，同時環(huán)繞諸區(qū)域A1、A2、A3的等效電阻設(shè)定成相同數(shù)值。然而，如前所述，在驅(qū)動件4的該平面內(nèi)感生電流I31、I32、I33大小相同并相對于磁通1、2、3保持滯后90°，同時隨時間而變化。因此，由電磁力F1、F2、F3的疊加產(chǎn)生的合電磁力F由下式給出。
F＝LO·(I33-I32)·1/AO+LO·(I31-I33)·2/AO+LO·(I32-I31)·3/AO＝6ω·LO·0·sin(120°)/(r30AO)式6式中LO是磁極22或32的寬度而AO是磁極22或32的橫截面面積。
該式表明，力F在大小和方向上始終是確定的，與時間t無關(guān)并且沒有振動。其中驅(qū)動件4為圓筒形的場合，該力F是一個沿其圓周作用的旋轉(zhuǎn)力，使驅(qū)動件4旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
外磁性件2、內(nèi)磁性件3和驅(qū)動件4可以像圖1b中所見平行于一個平面展開那樣配置。如圖4b中所示，在此場合，對置邊緣部41、41從驅(qū)動部42分離，而每個邊緣部41在其兩對置端電氣上連接于一個由電線組成的電路。驅(qū)動部42制成可沿邊緣部41、41滑動。在其中驅(qū)動件為平板形的場合，電磁力直線作用使驅(qū)動件4直線運(yùn)動。
磁極22的數(shù)目不限于3而可以是3的倍數(shù)，閉合電路5、6、7連接于設(shè)在各自的磁極上的諸線圈。這時作用在驅(qū)動件4上的旋轉(zhuǎn)力或直線力與該倍數(shù)成對應(yīng)關(guān)系地加大。
外磁性件和內(nèi)磁性件2、3可以彼此替代。這時外磁性件2成為一個僅有軛鐵2的圓筒，而內(nèi)磁性件3設(shè)有鐵心、磁極和線圈。在這種場合，驅(qū)動件4按與以上相同的原理旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動。實(shí)施例圖5a和5b表示一個具有圖1a的基本結(jié)構(gòu)的具體實(shí)施例。
通過在殼體1的內(nèi)側(cè)設(shè)置一疊多片，形成一個外磁性件2，該多片由一種鐵型磁性材料板，諸如碳鋼板或硅鋼板，按件2的形狀沖裁。外磁性件2有一個順殼體1的內(nèi)表面沿其圓周方向延伸的圓筒形軛鐵21，從該軛鐵21向內(nèi)突出的并以120°的間隔分布的第一、第二和第三鐵心231、232、233，以及在各自的鐵心內(nèi)端形成的諸圓磁極22。第一和第二鐵心231、232分別設(shè)有一個前向驅(qū)動和反向驅(qū)動共用的線圈51和一個用于前向驅(qū)動的線圈61。第三鐵心233有一個用于反向驅(qū)動的線圈71。
在殼體1內(nèi)的適當(dāng)空間設(shè)有一個電氣元件63，該電氣元件由一個電容器、電阻器或其組合組成。閉合電路5、6、7的諸端子(未畫出)布置在該殼體的側(cè)端面上，而一個交流電源的導(dǎo)體11連接于適當(dāng)?shù)亩俗?，借此使?qū)動件4前向或反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
作為導(dǎo)體的驅(qū)動件4由一種具有很大磁阻的材料，即一種諸如鋁、不銹鋼、銅、黃銅之類的非鐵磁性材料制成。
驅(qū)動件4為圓筒形，該圓筒具有均勻的壁厚并與諸磁極22的圓弧同心，而且?guī)в谐^殼體1的兩對置側(cè)部伸出的對置端部件由軸承12可旋轉(zhuǎn)地支撐在殼體1的側(cè)部上。
內(nèi)磁性件3由與外磁性件相同的材料制成，并且為一個短圓筒形，該短圓筒具有與磁極22相同的寬度，所畫的內(nèi)磁性件3與磁極相對，在件4內(nèi)側(cè)連接于驅(qū)動件4并隨件4旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)電路和磁路條件這樣確定時，即通過對線圈51、61或71的匝數(shù)與等效電阻r1、r2及驅(qū)動件4的等效電阻r31、r32、r33、閉合磁路的等效磁阻、及電氣元件63的阻抗之間的關(guān)系，運(yùn)用基爾霍夫第一和第二定律造成120°的相位差時，在驅(qū)動件4中感生的電流I3和穿透件4的磁通在驅(qū)動件上沿前向或反向方向產(chǎn)生一個電磁力F，使驅(qū)動件4沿前向或反向方向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
內(nèi)磁性件3可以從驅(qū)動件4分離并由適當(dāng)?shù)难b置固定于殼體1。這時僅驅(qū)動件4可以旋轉(zhuǎn)。
用本實(shí)施例時，驅(qū)動件4的旋轉(zhuǎn)方向可以僅靠改變導(dǎo)體11對殼體側(cè)端面上諸端子的連接來改變，而不需要像在常規(guī)的單相感應(yīng)電動機(jī)的場合用來靠一個傳動裝置使驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)反向的轉(zhuǎn)換裝置。
此外，當(dāng)使用頻率或電壓不同的交流電源時，可以針對線圈的具體匝數(shù)設(shè)置諸抽頭。這時僅靠把導(dǎo)體11連接于諸抽頭中適當(dāng)?shù)囊粋€就以把驅(qū)動件4的旋轉(zhuǎn)力或轉(zhuǎn)矩保持于恒定值。這樣就無須為在不同的電源頻率或電壓下使用而準(zhǔn)備許多種電動機(jī)。
圖6a和6b表示一種內(nèi)磁性件3，該內(nèi)磁性件固定安裝在一個固定軸13上并帶有一個軛鐵31，一些鐵心331、332、333，一些磁極32和線圈51、61、71。一個外磁性件2與一個殼體1形成一個整體，該殼體由固定軸13支撐。一個圓筒形驅(qū)動件4從內(nèi)側(cè)連接于外磁性件2。
一些導(dǎo)體11經(jīng)諸孔15、15延伸到該殼體內(nèi)并連接到諸線圈51、61、71，這些孔在固定軸13內(nèi)其對置的側(cè)部形成。當(dāng)一個電流通過諸導(dǎo)體11時，殼體1、外磁性件2和驅(qū)動件4一起旋轉(zhuǎn)。
例如，當(dāng)風(fēng)扇葉片或類似構(gòu)件連接于殼體1或外磁性件2的外圓周時，可以被直接驅(qū)動而不需要設(shè)置傳動裝置。這提供了一種緊湊的電氣裝置，該電氣裝置運(yùn)行時能降低噪聲并消除機(jī)械損耗。
圖7表示一個實(shí)施例，其中圖1a中所示的基本結(jié)構(gòu)的外磁性件2具有方形的外周輪廓，用此裝置時，外磁性件2的軛鐵21帶有兩個從一處并在其中延伸的鐵心231、232和一個從一處并在其中延伸的鐵心233。諸鐵心231、232、233分別設(shè)有線圈51、61、71。線圈51連接于一個交流電源52，形成一個閉合電路5的一部分，同時線圈61、71分別與一個電氣元件63串聯(lián)連接以提供閉合電路6、7。該電氣元件由一個電容器、電阻器或其組合組成。諸鐵心231、232、233設(shè)有一些磁極22，這些磁極的內(nèi)表面在接近一個驅(qū)動件4的外圓周處形成一種圓筒形狀。驅(qū)動件4是圓筒形，而一個內(nèi)磁性件3帶有一個連接于該驅(qū)動件4的內(nèi)圓周的軛鐵31。該基本結(jié)構(gòu)的外磁性件2具有一種修改的形狀以便用于本實(shí)施例中，而成一整塊形式的內(nèi)磁性件3和驅(qū)動件4按已經(jīng)描述的同一工作原理旋轉(zhuǎn)。外磁性件2的輪廓可以按希望修改，像在本實(shí)施例的場合一樣。
圖8a和8b表示本發(fā)明的一些實(shí)施例，這些實(shí)施例包括連在一起并自由旋轉(zhuǎn)地支撐的一個外磁性件2和一個驅(qū)動件4、一個固定的內(nèi)磁性件3、及設(shè)在外磁性件的外圓周的風(fēng)扇葉片81或齒輪82。當(dāng)該裝置由一個交流電源通電時，風(fēng)扇葉片81或齒輪82被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
圖9表示驅(qū)動件的其他實(shí)施例。驅(qū)動件4被制成帶有一些槽44，這些槽沿與件4的旋轉(zhuǎn)或運(yùn)動方向垂直的方向延伸并且具有近似等于或大于磁極22或32的寬度的長度。用此實(shí)施例時，驅(qū)動件4中的感生電流沿諸槽44流過，致使由諸磁通所施加的電磁力具有限定的方向，以致這些力可以高效地轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩。
權(quán)利要求
1.一種電磁感應(yīng)驅(qū)動方法，包括制備一個外磁性件和一個對置地布置成與該外磁性件相鄰以便相對運(yùn)動的可動件，其特征在于，形成一個閉合磁路，該磁路帶有至少三個空隙，這些空隙由該外磁性件(2)和一個與其對置的內(nèi)磁性件(3)界定，并在該閉合磁路的空隙中布置一個驅(qū)動件(4)，該驅(qū)動件由一種導(dǎo)電的非磁性材料制成并在其兩對置側(cè)的每一側(cè)設(shè)有一個不與該閉合磁路相對的邊緣部(41)，以致當(dāng)在穿透該驅(qū)動件的諸磁通之間出現(xiàn)相位差時，處于穿透位置的每個磁通在該驅(qū)動件的該平面中產(chǎn)生一個感生電流I3，該電流在一個邊緣部中沿該驅(qū)動件的運(yùn)動方向流過然后橫跨穿過該驅(qū)動件的相鄰磁通之一，朝著相對于所述一個邊緣部的相反方向流進(jìn)另一邊緣部，此后橫跨穿透該驅(qū)動件的另一相鄰磁通流過，以通過一個完整路徑并在該驅(qū)動件上在該磁通與該感生電流之間產(chǎn)生一個電磁力F，借此該驅(qū)動件旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動。
2，如權(quán)利要求1中所述的電磁感應(yīng)驅(qū)動方法，其中該內(nèi)磁性件(3)和該驅(qū)動件(4)各成圓筒形并連接在一起，而一些磁極(32)形成在該內(nèi)磁性件(3)上，以便使該外磁性件和該驅(qū)動件旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求1中所述的電磁感應(yīng)驅(qū)動方法，其中該外磁性件(2)和該驅(qū)動件(4)各成圓筒并連接在一起，而一些磁極(32)形成在該內(nèi)磁性件(3)上，以便使該外磁性件和該驅(qū)動件旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1中所述的電磁感應(yīng)驅(qū)動方法，其中該外磁性件和該內(nèi)磁性件(2，3)中至少一個設(shè)有至少三個磁極，這些磁極中至少一個設(shè)有一個前向和反向驅(qū)動共用的線圈(51)，其他諸磁極分別設(shè)有一個前向驅(qū)動線圈(61)和一個反向驅(qū)動線圈(71)，該前向和反向驅(qū)動線圈與一個交流電源(52)電氣上串聯(lián)連接以構(gòu)成一個第一閉合電路(5)，該前向驅(qū)動線圈和該反向驅(qū)動線圈交替地與一個由電容器、電阻器或其組合組成的電氣元件(63)電氣上串聯(lián)連接，以構(gòu)成第二和第三閉合電路(6、7)，借此在穿透該驅(qū)動件(4)的諸磁通之間產(chǎn)生至少三個前向或反向相位差。
5.如權(quán)利要求1中所述的電磁感應(yīng)驅(qū)動方法，其中該外磁性件和該內(nèi)磁性件(2，3)中至少一個設(shè)有至少三個磁極，這些磁極中至少一個設(shè)有一個線圈(51)，該線圈與一個交流電源(52)電氣上串聯(lián)連接以構(gòu)成一個第一閉合電路(5)，諸磁極中至少一個設(shè)有一個線圈(61)，該線圈與一個由電容器、電阻器或其組合組成的電氣元件(63)電氣上串聯(lián)連接，以構(gòu)成一個第二閉合電路(6)，借此在穿透該驅(qū)動件(4)的諸磁通之間產(chǎn)生至少三個相位差。
6.如權(quán)利要求1中所述的電磁感應(yīng)驅(qū)動方法，其中在該驅(qū)動件的兩對置側(cè)的諸邊緣部(41、41)從該驅(qū)動件分離并且各在其兩對置端電氣上連接于一個電路(43)，件(4)的一個中間驅(qū)動部可相對于諸邊緣部滑動，借此該驅(qū)動件旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動。
7.一種電磁感應(yīng)驅(qū)動裝置，具有一個外磁性件和一個對置在布置成與該外磁性件相鄰的可動件，其特征在于，彼此對置的外磁性件和內(nèi)磁性件(2，3)中至少一個設(shè)有至少三個磁極，這些磁極中至少一個設(shè)有一個線圈(51)，該線圈與一個交流電源(52)電氣上串聯(lián)連接以構(gòu)成一個第一閉合電路(5)，諸磁極中至少一個設(shè)有一個線圈(61)，該線圈與一個由電容器、電阻器或其組合組成的電氣元件(63)電氣上串聯(lián)連接，以構(gòu)成一個第二閉合電路(6)，一個驅(qū)動件(4)設(shè)置在由該外磁性件和該內(nèi)磁件的界定的一個閉合磁路的空隙中，該驅(qū)動件由一種導(dǎo)電的非磁性材料制成并在其兩對置側(cè)的每一側(cè)設(shè)有一個不與該閉合磁路相對的邊緣部(41)。
8.如權(quán)利要求7中所述的電磁感應(yīng)驅(qū)動方法，其中該驅(qū)動件(4)制成帶有沿與其運(yùn)動方向垂直的方向的一些槽(44)。
全文摘要
本發(fā)明裝置的驅(qū)動件可根據(jù)與常規(guī)的三相或單相感應(yīng)電動機(jī)的原理不同的原理旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動，由導(dǎo)電的非磁性材料制成，可旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動地支撐，并且在壁厚和寬度上均勻。一個外磁性件2和一個內(nèi)磁性件3分別布置在該驅(qū)動件的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，它們與驅(qū)動件的運(yùn)動方向垂直，至少一個帶有至少三個磁極22或32以便提供從各自的磁極延伸并沿一個完整路徑穿透該驅(qū)動件和諸磁性件的閉合磁路。
文檔編號H02K57/00GK1153420SQ9512172
公開日1997年7月2日 申請日期1995年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月29日
發(fā)明者有本智美 申請人:福井孝夫, 福井澄子, 有本智美, 有本和子