永磁增益变压装置

摘要

本发明涉及一种永磁增益变压装置，该装置构成包括有软磁体矩形闭合框、永磁贮能组件、励磁线圈和输出线圈，永磁贮能组件磁极对的两个磁极分别紧密地连接于软磁体矩形闭合框两个平行边框之间，永磁贮能组件对称地将软磁体矩形闭合框划分为左右两个部分，永磁贮能组件在软磁体矩形闭合框左右两个部分中形成左右两个闭合磁回路，两个励磁线圈分别绕制于软磁体矩形闭合框左半部分和右半部分外围，并使两个励磁线圈在同步励磁电流作用下，所产生磁力线在软磁体矩形闭合框左右两个闭合磁回路中的方向保持相同，两个输出线圈也分别绕制于软磁体矩形闭合框左半部分和右半部分外围。本装置巧妙地将永磁体中的磁能量引导出来共同做功，使磁能这种清洁能源得以有效利用，提高变压器运行效率。

权利要求

1.一种永磁增益变压装置，其特征在于：该永磁增益变压装置的构成包括有软磁体矩形闭合框、永磁贮能组件、励磁线圈和输出线圈，永磁贮能组件磁极对的两个磁极分别紧密地连接于软磁体矩形闭合框两个平行边框之间，永磁贮能组件对称地将软磁体矩形闭合框划分为左右两个部分，永磁贮能组件在软磁体矩形闭合框左右两个部分中形成左右两个闭合磁回路，两个励磁线圈分别绕制于软磁体矩形闭合框左半部分和右半部分外围，并使两个励磁线圈在同步励磁电流作用下，所产生磁力线在软磁体矩形闭合框左右两个闭合磁回路中的方向保持相同，两个输出线圈也分别绕制于软磁体矩形闭合框左半部分和右半部分外围。

2.根据权利要求1所述的永磁增益变压装置，其特征在于：所述永磁贮能组件为一块永磁体，该永磁体的一个磁极连接于软磁体矩形闭合框的一个边框，该永磁体的另一个磁极连接于软磁体矩形闭合框的另一个与前述边框相平行的边框，永磁体的N极向上，S极向下，永磁体两极与软磁体矩形闭合框紧密连接，使得永磁体N极出发的磁力线几乎全部经软磁体的左半部分磁路和右半部分磁路回到永磁体S极。

3.根据权利要求1所述的永磁增益变压装置，其特征在于：所述永磁贮能组件由两个永磁体和一个软磁体构成，软磁体的两端分别连接一个永磁体的N极和另一个永磁体的S极，该永磁贮能组件的两个磁极分别紧密地连接于软磁体矩形闭合框两个平行边框之间，软磁体两端分别与两个永磁体连接等效为一个永磁体，该等效永磁体的N极向上，S极向下，该等效永磁体两极与软磁体矩形闭合框紧密连接，使得该等效永磁体N极出发的磁力线几乎全部经软磁体的左半部分磁路和右半部分磁路回到永磁体S极。

4.根据权利要求1所述的永磁增益变压装置，其特征在于：所述永磁贮能组件由两个软磁体和一个永磁体构成，永磁体的两磁极端分别连接一个软磁体，该永磁贮能组件的两个等效磁极分别紧密地连接于软磁体矩形闭合框两个平行边框之间，一个永磁体的两端分别与两个软磁体连接，等效为一个永磁体，该等效永磁体的N极向上，S极向下，该等效永磁体两极与软磁体矩形闭合框紧密连接，使得该等效永磁体N极出发的磁力线几乎全部经软磁体的左半部分磁路和右半部分磁路回到永磁体S极。

5.根据权利要求1所述的永磁增益变压装置，其特征在于：所述永磁贮能组件由两个“L”形软磁体和一个永磁体构成，两个“L”形软磁体设置成一个未闭合的矩形，永磁体的两个磁极分别连接于两个“L”形软磁体构成的未闭合矩形的长边之间，两个“L”形软磁体的短边分别紧密地连接于软磁体矩形闭合框两个平行边框之间，一个永磁体的两端分别与两个“L”形软磁体连接，等效为一个永磁体，该等效永磁体的等效N极向上，等效S极向下，该等效永磁体两极与软磁体矩形闭合框紧密连接，使得该等效永磁体N极出发的磁力线几乎全部经软磁体的左半部分磁路和右半部分磁路回到永磁体S极。

6.根据权利要求1所述的永磁增益变压装置，其特征在于：所述永磁贮能组件由两个永磁体和一个软磁体构成，一个永磁体S极端连接于软磁体一个端部，而另一个永磁体N极端连接于同一个软磁体另一个端部，使该永磁贮能组件的两个磁凸极指向同一个方向，该永磁贮能组件的两个凸极从外侧面分别紧密地连接软磁体矩形闭合框相互平行的边框之间。

说明书

永磁增益变压装置

技术领域

[0001] 本发明涉及磁能转换技术领域，尤其是一种以电激励方式使永磁能量转换成电能的装置。

背景技术

[0002] 电与磁，电能与磁能是一对孪生兄弟，在适当条件下，电与磁可互相转换，电能与磁能也能互相转换。当外力(机械力或电磁力)作用于永磁体时，会引起永磁体周围磁力线分布变化，从而引起磁场强度或磁路途径地变化。如何将永磁体固有的磁能量在外力作用下按一定的规律引导出来与外力共同做功，提高电能的转换效率，这是长期被人们所思考的一个有趣且实用的问题。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种能将永磁体固有磁能量在外力作用下按一定的规律途径引导出来的装置。

[0004] 为实现上述目的，本发明的技术方案中，该永磁增益变压装置的构成包括有软磁体矩形闭合框、永磁贮能组件、励磁线圈和输出线圈，永磁贮能组件磁极对的两个磁极分别紧密地连接于软磁体矩形闭合框两个平行边框之间，永磁贮能组件对称地将软磁体矩形闭合框划分为左右两个部分，永磁贮能组件在软磁体矩形闭合框左右两个部分中形成左右两个闭合磁回路，两个励磁线圈分别绕制于软磁体矩形闭合框左半部分和右半部分外围，并使两个励磁线圈在同步励磁电流作用下，所产生磁力线在软磁体矩形闭合框左右两个闭合磁回路中的方向保持相同，两个输出线圈也分别绕制于软磁体矩形闭合框左半部分和右半部分外围。

[0005] 在上述技术方案中，所述永磁贮能组件为一块永磁体，该永磁体的一个磁极连接于软磁体矩形闭合框的一个边框，该永磁体的另一个磁极连接于软磁体矩形闭合框的另一个与前述边框相平行的边框。在此技术方案中，永磁体的N极向上，S极向下，永磁体两极与软磁体矩形闭合框紧密连接，使得永磁体N极出发的磁力线几乎全部经软磁体的左半部分磁路和右半部分磁路回到永磁体S极。永磁体与软磁体结构关系及磁力线分布如附图1所示。

[0006] 在上述技术方案中，所述永磁贮能组件由两个永磁体和一个软磁体构成，软磁体的两端分别连接一个永磁体的N极和另一个永磁体的S极，该永磁贮能组件的两个磁极分别紧密地连接于软磁体矩形闭合框两个平行边框之间。在此技术方案中，软磁体两端分别与两个永磁体连接等效为一个永磁体，该等效永磁体的N极向上，S极向下，该等效永磁体两极与软磁体矩形闭合框紧密连接，使得该等效永磁体N极出发的磁力线几乎全部经软磁体的左半部分磁路和右半部分磁路回到永磁体S极。永磁体与软磁体结构关系及磁力线分布如附图2所示。

[0007] 在上述技术方案中，所述永磁贮能组件由两个软磁体和一个永磁体构成，永磁体的两磁极端分别连接一个软磁体，该永磁贮能组件的两个磁极分别紧密地连接于软磁体矩形闭合框两个平行边框之间。在此技术方案中，一个永磁体的两端分别与两个软磁体连接，等效为一个永磁体，该等效永磁体的N极向上，S极向下，该等效永磁体两极与软磁体矩形闭合框紧密连接，使得该等效永磁体N极出发的磁力线几乎全部经软磁体的左半部分磁路和右半部分磁路回到永磁体S极。永磁体与软磁体结构关系及磁力线分布如附图3所示。

[0008] 在上述技术方案中，所述永磁贮能组件由两个“L”形软磁体和一个永磁体构成，两个“L”形软磁体设置成一个未闭合的矩形，永磁体的两个磁极分别连接于两个“L”形软磁体构成的未闭合矩形的长边之间，两个“L”形软磁体的短边分别紧密地连接于软磁体矩形闭合框两个平行边框之间。在此技术方案中，一个永磁体的两端分别与两个“L”形软磁体连接，等效为一个永磁体，该等效永磁体的N极向上，S极向下，该等效永磁体两极与软磁体矩形闭合框紧密连接，使得该等效永磁体N极出发的磁力线几乎全部经软磁体的左半部分磁路和右半部分磁路回到永磁体S极。永磁体与软磁体结构关系及磁力线分布如附图4所示。

[0009] 在上述技术方案中，所述永磁贮能组件由两个永磁体和一个软磁体构成，一个永磁体S极端连接于软磁体一个端部，而另一个永磁体N极端连接于同一个软磁体另一个端部，使该永磁贮能组件的两个磁凸极指向同一个方向，该永磁贮能组件的两个凸极从外侧面分别紧密地连接软磁体矩形闭合框相互平行的边框之间。在此技术方案中，一个软磁体两端分别与两个永磁体连接，即等效为一个永磁体，该等效永磁体的N极与软磁体矩形闭合框上边框的侧面连接，该等效永磁体的S极则与软磁体矩形闭合框下边框的侧面连接，该等效永磁体两极与软磁体矩形闭合框紧密连接，使得该等效永磁体N极出发的磁力线几乎全部经软磁体的左半部分磁路和右半部分磁路回到永磁体S极。永磁体与软磁体结构关系及磁力线分布如附图5所示。

[0010] 上述各种形状的永磁贮能组件均位于软磁体矩形闭合框中间对称位置，因此，永磁贮能组件与软磁体矩形闭合框共同构成了一个躺倒的“日”字形框架，而同一个激励线圈以串联形式绕于躺倒“日”字形框架的左右边框，而两个输出线圈则分别绕制于躺倒“日”字形框架的上或下边框外围、或分别绕制于左边框和右边框的外围，在磁路设计匹配合理和激励电流的频率及波形合理的情况下，当电源向激励线圈中输入电流，该电流所在软磁体中产生的磁力线会与永磁体在软磁体中的磁力线汇合、叠加，按设定的磁路闭合，共同作用于输出线圈，在输出线圈上感应出电动势。这样在磁回路中的磁力线是激励磁力线和永磁体磁力线的合成。提高了切割输出线圈的磁力线密度，输出线圈会感应出由永磁体磁力线与激励磁力线同步变化的电动势，从而提高了感应电动势的效率。

[0011] 本发明的优点在于，装置特定的结构和磁路设计，巧妙地将永磁体中的磁能量引导出来共同做功，使磁能这种清洁的能源得以有效利用，提高变压器运行效率。此外，装置中永磁贮能组件的多种结构设计为该装置的生产可行性奠定了基础。

附图说明

[0012] 图1是本发明装置中的永磁贮能组件为一个永磁体所构成装置框架的结构示意图以及软磁体闭合框在没有外界电磁力作用情况下达到磁平衡的磁力线分布示意图。

[0013] 图2是本发明装置中的由两个永磁体与一个软磁体等效成一个永磁贮能组件所构成装置框架的结构示意图以及软磁体闭合框在没有外界电磁力作用情况下达到磁平衡的磁力线分布示意图。

[0014] 图3是本发明装置中的由两个软磁体与一个永磁体等效成一个永磁贮能组件所构成装置框架的结构示意图以及软磁体闭合框在没有外界电磁力作用情况下达到磁平衡的磁力线分布示意图。

[0015] 图4是本发明装置中的由两个“L”形软磁体与一个永磁体等效成一个永磁贮能组件所构成装置框架的结构示意图以及软磁体闭合框在没有外界电磁力作用情况下达到磁平衡的磁力线分布示意图。

[0016] 图5是本发明装置中的由两个永磁体与一个软磁体等效成一个永磁贮能组件，且从侧面连接于软磁体闭合框所构成装置框架的结构示意图以及软磁体闭合框在没有外界电磁力作用情况下达到磁平衡的磁力线分布示意图。

[0017] 图6是图1所示的装置框架绕制有激励电能线圈和激出电能线圈，当激励电能线圈输入正向电流时，永磁贮能组件和软磁体闭合框内部磁力线分布以及激出电能线圈示意图。

[0018] 图7是图1所示的装置框架绕制有激励电能线圈和激出电能线圈，当激励电能线圈输入反向电流时，永磁贮能组件和软磁体闭合框内部磁力线分布以及激出电能线圈示意图。

[0019] 以上附图中，11是软磁体矩形闭合框，12是永磁体，21是软磁体矩形闭合框，22是永磁体，23是软磁体，24是永磁体，31是软磁体矩形闭合框，32是软磁体，33是永磁体，34是软磁体，41是软磁体矩形闭合框，42是“L”形软磁体，43是永磁体，44是“L”形软磁体，51是软磁体矩形闭合框，52是软磁体，53是永磁体，54是永磁体，L1是右回路激励线圈绕组，L2是左回路激励线圈绕组，L3是左输出线圈，L4是右输出线圈。具体实施例

[0020] 实施例一：

[0021] 本实施例软磁体矩形闭合框和永磁贮能组件结构如附图1所示，永磁贮能组件为一块永磁体，本实施例永磁增益变压装置的构造见附图6和附图7。

[0022] 如附图6所示，激励线圈由一根绝缘线绕制，但分为两个绕组，即绕组L1和绕组L2，激励线圈绕组L1绕于软磁体矩形闭合框右半部分，激励线圈绕组L2则绕于软磁体矩形闭合框左半部分，输出线圈L3绕于软磁体矩形闭合框左半部分，输出线圈L4绕于软磁体矩形闭合框右半部分。

[0023] 如附图6所示，在永磁体与导磁体磁路以及频率、电流、相匹配的情况下，L1、L2加入正向电流(A端为+，B端为-)，L1产生的磁力线方向为由下而上，而L2产生的磁力线方向为由上而下，按磁力线互不相交的特点，方向相同的磁力线会互相联合，组成同一方向的磁力线，而方向相反的磁力线则会互相排斥，而改变方向。因而在L1、L2通入正向电流时，永磁体产生的磁力线Φ1会受到两个作用力，其一，是L1产生的相应的磁力线Φ2-1与永磁体产生的Φ1-1方向相反，而受到排斥作用，而使Φ1-1改变方向。其二，是L2产生的磁力线Φ2-2与永磁体的磁力线Φ1-2方向相同而产生吸引相互联合形成同一方向的磁力线，在左回路的软磁体中形成闭合回路。与此同时，L1和L2产生的磁力线方向相同，在磁路中形成闭合磁路，以及L2产生的Φ2-2还与永磁体原有的磁力线Φ1-2构成闭合磁路，以上这些磁力线均通过左回路的软磁体回路，达到了由电流激磁作用而实现永磁体的磁力线受控的开关作用，按我们要求的线路走，实现了磁力线迭加的效果，从而使套在软磁体上的输出线圈中受到变化磁场的切割作用而产生电动势，经整流桥整流滤波后，输出直流电压。

[0024] 如附图7所示，在L1、L2加入反向电流时(B端流进，A端流出)，L2产生的磁力线方向为由下而上，而L1产生的磁力线方向为由上而下。这样，会重复上述磁通变化迭加的过程，只是磁力线方向相反，但仍然使套在软磁体上的输出线圈受到变化磁场的切割作用而产生电动势，经整流桥电路整流滤波后，输出直流电压。

[0025] 随着L1、L2不断改变输入电流的方向，使迭加的磁力线不断的在磁路中改变方向，不断的切割输出线圈，从而不断的获得由永磁体磁能与输入电能迭加的能量输出，获得由永磁体能量增益的效果。

[0026] 实施例二：

[0027] 本实施例软磁体矩形闭合框和永磁贮能组件结构如附图2所示，永磁贮能组件由两个永磁体和一个软磁体构成，软磁体的两端分别连接一个永磁体的N极和另一个永磁体的S极，该永磁贮能组件的两个磁极分别紧密地连接于软磁体矩形闭合框两个平行边框之间。

[0028] 如实施例一，激励线圈由一根绝缘线绕制，但分为两个绕组，即绕组L1和绕组L2，激励线圈绕组L1绕于软磁体矩形闭合框右半部分，激励线圈绕组L2则绕于软磁体矩形闭合框左半部分，输出线圈L3绕于软磁体矩形闭合框左半部分，输出线圈L4绕于软磁体矩形闭合框右半部分。

[0029] 当激励线圈中通过电流，本实施例的工作原理和工作过程与实施例一的基本相同，在此不重复描述。

[0030] 实施例三：

[0031] 本实施例软磁体矩形闭合框和永磁贮能组件结构如附图3所示，永磁贮能组件由两个软磁体和一个永磁体构成，永磁体的两磁极端分别连接一个软磁体，该永磁贮能组件的两个磁极分别紧密地连接于软磁体矩形闭合框两个平行边框之间。

[0032] 如实施例一，激励线圈由一根绝缘线绕制，但分为两个绕组，即绕组L1和绕组L2，激励线圈绕组L1绕于软磁体矩形闭合框右半部分，激励线圈绕组L2则绕于软磁体矩形闭合框左半部分，输出线圈L3绕于软磁体矩形闭合框左半部分，输出线圈L4绕于软磁体矩形闭合框右半部分。

[0033] 当激励线圈中通过电流，本实施例的工作原理和工作过程与实施例一的基本相同，在此不重复描述。

[0034] 实施例四：

[0035] 本实施例软磁体矩形闭合框和永磁贮能组件结构如附图4所示，永磁贮能组件由两个“L”形软磁体和一个永磁体构成，两个“L”形软磁体设置成一个未闭合的矩形，永磁体的两个磁极分别连接于两个“L”形软磁体构成的未闭合矩形的长边之间，两个“L”形软磁体的短边分别紧密地连接于软磁体矩形闭合框两个平行边框之间。

[0036] 如实施例一，激励线圈由一根绝缘线绕制，但分为两个绕组，即绕组L1和绕组L2，激励线圈绕组L1绕于软磁体矩形闭合框右半部分，激励线圈绕组L2则绕于软磁体矩形闭合框左半部分，输出线圈L3绕于软磁体矩形闭合框左半部分，输出线圈L4绕于软磁体矩形闭合框右半部分。

[0037] 当激励线圈中通过电流，本实施例的工作原理和工作过程与实施例一的基本相同，在此不重复描述。

[0038] 实施例五：

[0039] 本实施例软磁体矩形闭合框和永磁贮能组件结构如附图5所示，永磁贮能组件由两个永磁体和一个软磁体构成，一个永磁体S极端连接于软磁体一个端部，而另一个永磁体N极端连接于同一个软磁体另一个端部，使该永磁贮能组件的两个磁凸极指向同一个方向，该永磁贮能组件的两个凸极从外侧面分别紧密地连接软磁体矩形闭合框相互平行的边框之间。

[0040] 如实施例一，激励线圈由一根绝缘线绕制，但分为两个绕组，即绕组L1和绕组L2，激励线圈绕组L1绕于软磁体矩形闭合框右半部分，激励线圈绕组L2则绕于软磁体矩形闭合框左半部分，输出线圈L3绕于软磁体矩形闭合框左半部分，输出线圈L4绕于软磁体矩形闭合框右半部分。

[0041] 当激励线圈中通过电流，本实施例的工作原理和工作过程与实施例一的基本相同，在此不重复描述。