在工業(yè)常見的電機(jī)系統(tǒng)中，電流與磁場(chǎng)的持續(xù)互動(dòng)支撐著軸的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。無論是高速旋轉(zhuǎn)的伺服電機(jī)，還是逐步推進(jìn)的步進(jìn)電機(jī)，其本質(zhì)都是“連續(xù)通電—持續(xù)輸出”的閉環(huán)系統(tǒng)。而今天我們要介紹的是來自于廣州萬磁王新能源科技有限公司研發(fā)的間歇式強(qiáng)磁電動(dòng)機(jī)，主要是靠一次次精準(zhǔn)釋放的“永磁體的能量”來推動(dòng)電磁線圈實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)做功。
形象來說，它的核心點(diǎn)就像“儲(chǔ)存了能量的彈簧”。
工作時(shí)，這種電機(jī)的電磁線圈首先會(huì)被制動(dòng)裝置剎住不動(dòng)，然后再給線圈通電，直到電磁線圈內(nèi)的鐵芯被磁化。當(dāng)電流達(dá)到峰值的一瞬間，突然松開制動(dòng)裝置，這時(shí)磁化后的鐵芯和永磁體之間因?yàn)榇艠O相同，產(chǎn)生強(qiáng)烈的排斥力，就像突然釋放的彈簧那樣將線圈猛然地推開，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(yùn)動(dòng)就是一次次間歇推動(dòng)完成的循環(huán)往復(fù)。
運(yùn)行邏輯框架圖
更關(guān)鍵的是，這項(xiàng)技術(shù)并不單純依靠電磁線圈來提供推力，它還巧妙地激活了永磁體原本沒有被利用的“磁勢(shì)能”與鐵芯產(chǎn)生的排斥力，從而和電磁線圈的推力形成一種強(qiáng)大的合力做功。在傳統(tǒng)電機(jī)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(tǒng)中，它被視作可以釋放能量的“磁能倉庫”，通過控制磁化與制動(dòng)節(jié)奏，主動(dòng)釋放磁場(chǎng)對(duì)鐵芯的推力，從而將永磁體對(duì)鐵芯的吸引力、排斥力雙向轉(zhuǎn)化為有效做功。
這不僅提升了單位運(yùn)動(dòng)的輸出功率，還顯著降低了單位電流的損耗，真正實(shí)現(xiàn)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(shì)能的利用，是對(duì)傳統(tǒng)電機(jī)的一次“靜默突襲”
長期以來，電機(jī)的發(fā)展沿著“效率提升”和“控制精度”兩條主線緩慢演進(jìn)。從直流有刷電機(jī)到無刷電機(jī)，從步進(jìn)電機(jī)到伺服電機(jī)，我們不斷借助更復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路、更密集的傳感器與控制算法，去實(shí)現(xiàn)更高的能效與更強(qiáng)的可控性。但在本質(zhì)上，這些電機(jī)依舊維持著連續(xù)旋轉(zhuǎn)、連續(xù)耗能、連續(xù)反饋的三大機(jī)制。
而間歇式強(qiáng)磁電動(dòng)機(jī)，則顛覆了這種連續(xù)性思維。
它采用的是“剎住-蓄能-釋放-剎住-蓄能-釋放”這種極簡卻高效的工作周期：
不需要復(fù)雜的連續(xù)調(diào)速算法，只要控制好通電時(shí)長與釋放時(shí)機(jī)；
沒有持續(xù)的線圈激勵(lì)，意味著熱損耗極低，效率高；
借助永磁體的磁勢(shì)能，實(shí)現(xiàn)“靜態(tài)磁場(chǎng)做功”的突破性應(yīng)用。
而且在傳統(tǒng)電機(jī)中，永磁體只是靜態(tài)參與磁路形成；而在這種間歇式結(jié)構(gòu)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(qiáng)大的動(dòng)能。
這種設(shè)計(jì)帶來的最直觀效果就是：輸出強(qiáng)、控制簡、能耗低、結(jié)構(gòu)輕。
特別是在電力受限或需要極簡控制系統(tǒng)的小型裝置、邊緣設(shè)備、儲(chǔ)能場(chǎng)景中，這種“非連續(xù)式、非同步控制”的結(jié)構(gòu)，具備天然優(yōu)勢(shì)。
原創(chuàng)技術(shù)——重構(gòu)新能源能效邏輯的三個(gè)突破口
利用磁勢(shì)能實(shí)現(xiàn)“靜態(tài)磁場(chǎng)做功”機(jī)制，開創(chuàng)性地降低輸入能量門檻。傳統(tǒng)電機(jī)要維持轉(zhuǎn)動(dòng)，需持續(xù)提供能量驅(qū)動(dòng)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子相互作用。而在這款電機(jī)中，通過瞬時(shí)磁化后的鐵芯與永磁體的排斥力，成功將磁勢(shì)能轉(zhuǎn)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”的過程，變成了“從磁場(chǎng)中提取能量”的過程。
這意味著：單位輸入電量對(duì)應(yīng)的輸出功可提升至傳統(tǒng)電機(jī)無法企及的水平，特別適合應(yīng)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(xù)旋轉(zhuǎn)：從“驅(qū)動(dòng)邏輯”到“控制體系”的全新定義。這款電機(jī)跳出了傳統(tǒng)“連續(xù)旋轉(zhuǎn)—速度控制—位置閉環(huán)”鏈條，采用 剎住線圈＋蓄能＋電流峰值觸發(fā)釋放的方式，實(shí)現(xiàn)類似于儲(chǔ)能彈簧的能量釋放。
控制系統(tǒng)不再依賴高速實(shí)時(shí)調(diào)速算法，而是簡化為精準(zhǔn)電流與時(shí)間脈沖的匹配，這不僅降低了成本，還顯著提升了抗干擾性。
對(duì)未來需要“極簡控制”“長壽命運(yùn)行”的工業(yè)場(chǎng)景，具有巨大意義。
磁化-釋放機(jī)制降低熱損與反電動(dòng)勢(shì)干擾，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。由于電流只在蓄能期瞬時(shí)流入，電機(jī)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(jié)構(gòu)中應(yīng)用。同時(shí)，傳統(tǒng)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)在該結(jié)構(gòu)中大幅削弱，使得對(duì)驅(qū)動(dòng)芯片的電壓控制、保護(hù)機(jī)制要求也同步降低。
這也就意味著：系統(tǒng)更加穩(wěn)定，維護(hù)更少，壽命更長。
市場(chǎng)趨勢(shì)與能源重構(gòu)：永磁能，下一種新能源形態(tài)的開端
這款間歇式強(qiáng)磁電動(dòng)機(jī)以其磁勢(shì)能輔助驅(qū)動(dòng)、低輸入高輸出、控制簡潔可定制等特性，天然適配于新能源系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)、便攜電源冷卻/通風(fēng)部件、分布式機(jī)器人驅(qū)動(dòng)單元等領(lǐng)域。
而且，人類歷史上的每一次能源變革，從蒸汽到電力，從石油到光伏，無不以一種物理現(xiàn)象的“可控釋放”作為起點(diǎn)。而今，在碳中和與能源重構(gòu)的時(shí)代大潮下，利用這項(xiàng)電機(jī)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。
通過在結(jié)構(gòu)上引入磁化鐵芯、在控制上設(shè)計(jì)通斷峰值窗口、在運(yùn)動(dòng)上引導(dǎo)排斥式加速過程，這項(xiàng)技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)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。它不是簡單地讓電機(jī)更節(jié)能，而是建立了一種類似“光照—光伏—電流”這樣明確的永磁能—觸發(fā)—?jiǎng)幽艿霓D(zhuǎn)化鏈路。
永磁能，是否能像光伏之于太陽能，風(fēng)機(jī)之于風(fēng)能，成為一種新能源。這項(xiàng)技術(shù)的意義就不僅僅是“高效電機(jī)”，而是一種新型的分布式永磁能驅(qū)動(dòng)單元——可配置、可編程、可模塊化，在任何需要驅(qū)動(dòng)、間歇輸出、高能效比的系統(tǒng)中成為“新型能源處理器”。
它所打開的，將不僅是電機(jī)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。人類不僅第一次使用永磁能驅(qū)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。
