在工業(yè)常見(jiàn)的電機系統中,電流與磁場(chǎng)的持續互動(dòng)支撐著(zhù)軸的連續旋轉。無(wú)論是高速旋轉的伺服電機,還是逐步推進(jìn)的步進(jìn)電機,其本質(zhì)都是“連續通電—持續輸出”的閉環(huán)系統。而今天我們要介紹的是來(lái)自于廣州萬(wàn)磁王新能源科技有限公司研發(fā)的間歇式強磁電動(dòng)機,主要是靠一次次精準釋放的“永磁體的能量”來(lái)推動(dòng)電磁線(xiàn)圈實(shí)現往復運動(dòng)做功。
形象來(lái)說(shuō),它的核心點(diǎn)就像“儲存了能量的彈簧”。
工作時(shí),這種電機的電磁線(xiàn)圈首先會(huì )被制動(dòng)裝置剎住不動(dòng),然后再給線(xiàn)圈通電,直到電磁線(xiàn)圈內的鐵芯被磁化。當電流達到峰值的一瞬間,突然松開(kāi)制動(dòng)裝置,這時(shí)磁化后的鐵芯和永磁體之間因為磁極相同,產(chǎn)生強烈的排斥力,就像突然釋放的彈簧那樣將線(xiàn)圈猛然地推開(kāi),直到被另一端的永磁體吸住。這一沖程完成后再次剎住,再充電,再釋放……整個(gè)運動(dòng)就是一次次間歇推動(dòng)完成的循環(huán)往復。
運行邏輯框架圖
更關(guān)鍵的是,這項技術(shù)并不單純依靠電磁線(xiàn)圈來(lái)提供推力,它還巧妙地激活了永磁體原本沒(méi)有被利用的“磁勢能”與鐵芯產(chǎn)生的排斥力,從而和電磁線(xiàn)圈的推力形成一種強大的合力做功。在傳統電機中,永磁體只作為一個(gè)被動(dòng)磁源存在;而在這種間歇式系統中,它被視作可以釋放能量的“磁能倉庫”,通過(guò)控制磁化與制動(dòng)節奏,主動(dòng)釋放磁場(chǎng)對鐵芯的推力,從而將永磁體對鐵芯的吸引力、排斥力雙向轉化為有效做功。
這不僅提升了單位運動(dòng)的輸出功率,還顯著(zhù)降低了單位電流的損耗,真正實(shí)現了能效比的“雙向突破”:既少用電,又能產(chǎn)生更多動(dòng)能。
磁勢能的利用,是對傳統電機的一次“靜默突襲”
長(cháng)期以來(lái),電機的發(fā)展沿著(zhù)“效率提升”和“控制精度”兩條主線(xiàn)緩慢演進(jìn)。從直流有刷電機到無(wú)刷電機,從步進(jìn)電機到伺服電機,我們不斷借助更復雜的驅動(dòng)電路、更密集的傳感器與控制算法,去實(shí)現更高的能效與更強的可控性。但在本質(zhì)上,這些電機依舊維持著(zhù)連續旋轉、連續耗能、連續反饋的三大機制。
而間歇式強磁電動(dòng)機,則顛覆了這種連續性思維。
它采用的是“剎住-蓄能-釋放-剎住-蓄能-釋放”這種極簡(jiǎn)卻高效的工作周期:
不需要復雜的連續調速算法,只要控制好通電時(shí)長(cháng)與釋放時(shí)機;
沒(méi)有持續的線(xiàn)圈激勵,意味著(zhù)熱損耗極低,效率高;
借助永磁體的磁勢能,實(shí)現“靜態(tài)磁場(chǎng)做功”的突破性應用。
而且在傳統電機中,永磁體只是靜態(tài)參與磁路形成;而在這種間歇式結構中,它是能量的參與者,是“被釋放”的推動(dòng)力。每次磁化釋放都產(chǎn)生一次短促而強大的動(dòng)能。
這種設計帶來(lái)的最直觀(guān)效果就是:輸出強、控制簡(jiǎn)、能耗低、結構輕。
特別是在電力受限或需要極簡(jiǎn)控制系統的小型裝置、邊緣設備、儲能場(chǎng)景中,這種“非連續式、非同步控制”的結構,具備天然優(yōu)勢。
原創(chuàng )技術(shù)——重構新能源能效邏輯的三個(gè)突破口
利用磁勢能實(shí)現“靜態(tài)磁場(chǎng)做功”機制,開(kāi)創(chuàng )性地降低輸入能量門(mén)檻。傳統電機要維持轉動(dòng),需持續提供能量驅動(dòng)磁場(chǎng)與轉子相互作用。而在這款電機中,通過(guò)瞬時(shí)磁化后的鐵芯與永磁體的排斥力,成功將磁勢能轉化為動(dòng)能。這種“觸發(fā)即釋放”的模式,實(shí)質(zhì)上是將原本“需要消耗能量”的過(guò)程,變成了“從磁場(chǎng)中提取能量”的過(guò)程。
這意味著(zhù):?jiǎn)挝惠斎腚娏繉妮敵龉商嵘羵鹘y電機無(wú)法企及的水平,特別適合應用于新能源領(lǐng)域,電源受限、效率要求高的場(chǎng)景。
間歇式釋放取代持續旋轉:從“驅動(dòng)邏輯”到“控制體系”的全新定義。這款電機跳出了傳統“連續旋轉—速度控制—位置閉環(huán)”鏈條,采用 剎住線(xiàn)圈+蓄能+電流峰值觸發(fā)釋放的方式,實(shí)現類(lèi)似于儲能彈簧的能量釋放。
控制系統不再依賴(lài)高速實(shí)時(shí)調速算法,而是簡(jiǎn)化為精準電流與時(shí)間脈沖的匹配,這不僅降低了成本,還顯著(zhù)提升了抗干擾性。
對未來(lái)需要“極簡(jiǎn)控制”“長(cháng)壽命運行”的工業(yè)場(chǎng)景,具有巨大意義。
磁化-釋放機制降低熱損與反電動(dòng)勢干擾,提升系統穩定性。由于電流只在蓄能期瞬時(shí)流入,電機的整體通電時(shí)間極短,熱損耗極低,特別適合在封閉空間或散熱困難的結構中應用。同時(shí),傳統電機高速旋轉產(chǎn)生的反電動(dòng)勢在該結構中大幅削弱,使得對驅動(dòng)芯片的電壓控制、保護機制要求也同步降低。
這也就意味著(zhù):系統更加穩定,維護更少,壽命更長(cháng)。
市場(chǎng)趨勢與能源重構:永磁能,下一種新能源形態(tài)的開(kāi)端
這款間歇式強磁電動(dòng)機以其磁勢能輔助驅動(dòng)、低輸入高輸出、控制簡(jiǎn)潔可定制等特性,天然適配于新能源系統中的驅動(dòng)、便攜電源冷卻/通風(fēng)部件、分布式機器人驅動(dòng)單元等領(lǐng)域。
而且,人類(lèi)歷史上的每一次能源變革,從蒸汽到電力,從石油到光伏,無(wú)不以一種物理現象的“可控釋放”作為起點(diǎn)。而今,在碳中和與能源重構的時(shí)代大潮下,利用這項電機技術(shù),我們正在觸摸下一個(gè)可能改變世界的變量——永磁能。
通過(guò)在結構上引入磁化鐵芯、在控制上設計通斷峰值窗口、在運動(dòng)上引導排斥式加速過(guò)程,這項技術(shù)不僅實(shí)現了永磁能做功效率的成倍提升,更重塑了整個(gè)能量輸入—輸出的路徑。它不是簡(jiǎn)單地讓電機更節能,而是建立了一種類(lèi)似“光照—光伏—電流”這樣明確的永磁能—觸發(fā)—動(dòng)能的轉化鏈路。
永磁能,是否能像光伏之于太陽(yáng)能,風(fēng)機之于風(fēng)能,成為一種新能源。這項技術(shù)的意義就不僅僅是“高效電機”,而是一種新型的分布式永磁能驅動(dòng)單元——可配置、可編程、可模塊化,在任何需要驅動(dòng)、間歇輸出、高能效比的系統中成為“新型能源處理器”。
它所打開(kāi)的,將不僅是電機行業(yè)的一道縫隙,而可能是新能源文明譜系中的一條新支線(xiàn)。人類(lèi)不僅第一次使用永磁能驅動(dòng),而是將永磁能釋放為一種可利用的新能源。
這也正是它的顛覆性所在。