霍华德·约翰逊永磁电机

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第一章:磁能

霍华德·约翰逊永磁电机

  回到永磁电机本身,在这个领域的顶级品牌之一是霍华德•约翰逊(Howard Johnson )。霍华德制造、展示、并于1979424日,以他的永磁电机设计从高度怀疑的专利局获得一项美国专利,专利号4,151,431。他用了强劲但昂贵的钴/钐磁来增加功率输出,并为1980年春季版的《科学与力学》(Science and Mechanics)杂志演示了电机原理。电机构造如下示:

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  其要点是,他的电机磁通量总是不平衡的,因此产生持续旋转传动。转子磁体被加入阶梯对,用无磁性轭连接。定子磁体被安在高导磁合金套筒帘上。高导磁合金对磁通量有很高的传导率(但很昂贵)。该专利指出,电枢磁体长3.125英寸(79.4毫米);而定子磁体宽1英寸(25.4毫米),深0.25英寸(6毫米),长4英寸(100毫米)。专利还说明,转子的磁体对不是相距120°设置,而是稍微错列开,以此缓和转子上的磁力。专利还指出,转子磁体和定子之间的空隙是在较大间隙中谐调,运转越平稳,功率越小。所以,间隙的选择以可忍受的振动水平上取最大功率。

  霍华德认为永磁是室温超导体。据推测,他看到磁性材料因为有随机方向的电子自旋,以至于其净磁场接近零,直到磁化过程里电子自旋被对齐,从而生成一个由超导电流维护的整体净永磁场。

  磁体布置、以及霍华德专利中的图示的内磁间隙评估如下:

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