專利名稱：減少阻滯的高效率發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種減少阻滯的高效率發(fā)電機(jī)，并且更具體地涉及一種用于使用動(dòng)能的方法和裝置，其用于將來(lái)自環(huán)境中的電子的能量轉(zhuǎn)換為交流(AC)或者直流(DC)形式的電能，并且減少了發(fā)電機(jī)及其內(nèi)部的電磁阻滯，從而實(shí)現(xiàn)了該轉(zhuǎn)換。
背景技術(shù)：
我們生活的地球已經(jīng)存在了不知多少年?？梢哉f(shuō)，人類已經(jīng)在地球上居住了成千到上百萬(wàn)年。僅在過(guò)去的四百年期間，人類已經(jīng)開(kāi)始破壞他生活和維系他生命所依賴的地球。我們正在使用大量來(lái)自地球的耗盡性能量，其大部分為化石燃料的形式。我們正在快速地耗盡我們的能源、污染環(huán)境并且加速地球變暖。我們需要替代的能量供給并且我們需要更有效地生成和使用當(dāng)前的能量供給。對(duì)于永遠(yuǎn)不破壞地球的生態(tài)平衡的發(fā)電單元的需求是顯而易見(jiàn)的。如果查看所有可用的再生能源，則每一種能源都具有可用性、可靠性以及昂貴的顯著問(wèn)題。這樣的資源為太陽(yáng)能、風(fēng)能、水力發(fā)電、靜電、溫差和地?zé)帷Ｈ绻軌蚶玫脑?，重力是最引人關(guān)注的。在現(xiàn)有的傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)中，我們對(duì)于發(fā)電過(guò)程的理解基于下述概念通過(guò)產(chǎn)生變化或者移動(dòng)的磁場(chǎng)來(lái)將動(dòng)能輸入轉(zhuǎn)換為電能。在發(fā)電機(jī)的電機(jī)反應(yīng)期間，當(dāng)發(fā)電機(jī)將電流提供給負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流產(chǎn)生與發(fā)電機(jī)電樞的轉(zhuǎn)動(dòng)相反的反電動(dòng)勢(shì)。如果導(dǎo)線中的電流增加， 則阻滯的反作用力增加。隨著負(fù)載增加，必須將更大的力施加到電樞以克服破壞性相互作用力以防止電樞變慢。因此，需要增加發(fā)電的效率并且減少發(fā)電時(shí)的阻滯以解決或者至少減輕上述限制并且改進(jìn)傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)的整體效率。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例，公開(kāi)了一種方法、裝置以及系統(tǒng)，其用于將通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸輸入到發(fā)電機(jī)的大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為可以使用的電力輸出，通過(guò)分離定子磁極和轉(zhuǎn)子磁極之間的破壞性相互作用力，這在全負(fù)載時(shí)允許大約80%的附加電能的釋放，上述電能在傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)中被這些相互作用耗散而將其潛在效率減少了大約80%。本發(fā)明的一個(gè)方面在于一種發(fā)電機(jī)，其包括定子，其具有沿著定子的外表面形成的多個(gè)槽，每個(gè)槽都暴露出該定子的感應(yīng)線圈繞組；以及轉(zhuǎn)子，其具有布置為緊鄰定子的多個(gè)槽的多個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)件，每個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)件都具有形成磁極的電樞機(jī)構(gòu)，其中磁極被致動(dòng)并且具有相對(duì)于多個(gè)槽旋轉(zhuǎn)的磁極性，并且該轉(zhuǎn)子耦接到驅(qū)動(dòng)軸以旋轉(zhuǎn)和產(chǎn)生電流。本發(fā)明的一個(gè)方面在于一種用于在發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生電力的方法，包括布置定子，該定子具有沿著定子的外表面形成的多個(gè)槽，每個(gè)槽都暴露出定子的感應(yīng)線圈繞組；以及定位轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有布置為緊鄰定子的多個(gè)槽的轉(zhuǎn)子構(gòu)件，每個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)件都具有形成磁極的電樞機(jī)構(gòu)，其中磁極被致動(dòng)并且具有相對(duì)于多個(gè)槽旋轉(zhuǎn)的磁極性，并且轉(zhuǎn)子耦接到驅(qū)動(dòng)軸以旋轉(zhuǎn)和產(chǎn)生電流。
根據(jù)實(shí)施例，典型的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和/或電樞由具有帶電樞組件的多個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)件的轉(zhuǎn)子替代。轉(zhuǎn)子構(gòu)件以指定的順序在每個(gè)定子線槽上方旋轉(zhuǎn)，從而減少了與定子和轉(zhuǎn)子的極性力的相互作用。轉(zhuǎn)子構(gòu)件的每一個(gè)都被屏蔽并且包括磁性屏蔽，諸如管狀形式等等， 該磁性屏蔽由屏蔽材料制成，該屏蔽材料由轉(zhuǎn)子構(gòu)件的表面構(gòu)成或者在每個(gè)槽轉(zhuǎn)子周圍向轉(zhuǎn)子構(gòu)件的表面施加諸如疊層高導(dǎo)磁合金和鋼、并且僅具有每個(gè)線槽的寬度上的開(kāi)口槽， 從而進(jìn)一步減少了定子和轉(zhuǎn)子的磁極之間的相互作用。轉(zhuǎn)子的屏蔽防止除了在轉(zhuǎn)子構(gòu)件的開(kāi)口與定子的槽之間在轉(zhuǎn)子構(gòu)件的開(kāi)口處發(fā)生的相互作用之外的定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間的相互作用。小的單個(gè)槽磁轉(zhuǎn)子被構(gòu)造為軸的每端上的支撐軸承，該支撐軸承被包含在將轉(zhuǎn)子保持為緊鄰槽的支撐裝置中。根據(jù)實(shí)施例，在定子的組裝中，將非常薄的鋼的疊層片施加到環(huán)形定子上/中并且線槽沿著定子的表面或者圍繞定子的周邊定位。將理解的是，定子的槽的數(shù)目可以取決于應(yīng)用而改變，然而，在一個(gè)實(shí)施例中，在疊層的鋼定子的內(nèi)徑和/或外徑上有48個(gè)線槽。 定子由支撐裝置支撐并且定子被構(gòu)造帶有在定子的絕緣線槽中的感應(yīng)繞組。定子中的感應(yīng)線圈以適當(dāng)?shù)捻樞蚝蜆邮竭B接以允許產(chǎn)生3相、單相或者2相電力，但是不限于3相、單相或者2相交流。定子包括與其屏蔽的材料并且相對(duì)于除了線槽之外的多個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)件屏蔽的材料。屏蔽被施加到定子的表面，諸如疊層有薄的碳鋼等等的高導(dǎo)磁合金附著到每個(gè)線槽之間的定子齒的平坦表面，作為組件中將定子內(nèi)的磁極與轉(zhuǎn)子的磁極分離從而消除電磁阻滯力的組件之一。定子的屏蔽防止了除了在定子的槽和轉(zhuǎn)子構(gòu)件的開(kāi)口之間在定子的開(kāi)口處發(fā)生的相互作用之外的定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間的相互作用。根據(jù)實(shí)施例，對(duì)槽定子排序，使得以與典型的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子相同的方式在沒(méi)有定子內(nèi)部或者外部的機(jī)械的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的情況下由環(huán)繞定子線槽的中性非磁性區(qū)分離各磁極。 每個(gè)槽轉(zhuǎn)子都被分離并且在兩極轉(zhuǎn)子的情況下，一個(gè)槽轉(zhuǎn)子相對(duì)于下一個(gè)槽轉(zhuǎn)子以15°取向并且在四極轉(zhuǎn)子的情況下，一個(gè)槽轉(zhuǎn)子相對(duì)于下一個(gè)槽轉(zhuǎn)子以7. 5°取向。轉(zhuǎn)子磁極的順序被布置為對(duì)于360°樣式的3相48槽4極AC電機(jī)來(lái)說(shuō)，8個(gè)槽被北極磁通覆蓋，之后的4 個(gè)槽沒(méi)有被磁通覆蓋，之后的8個(gè)槽被南極磁通覆蓋，之后的4個(gè)槽沒(méi)有被磁通覆蓋，之后的8個(gè)槽被北極磁通覆蓋，之后的4個(gè)槽沒(méi)有被磁通覆蓋，之后的8個(gè)槽被南極磁通覆蓋， 之后的4個(gè)槽沒(méi)有被磁通覆蓋。在驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以利用電氣3相驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)布置傳動(dòng)裝置，其中通過(guò)方波可變速度控制器來(lái)驅(qū)動(dòng)該電氣3相驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，通過(guò)DC電池來(lái)給該方波可變速度控制器供電，并且通過(guò)高效率發(fā)電機(jī)輸出和/或電網(wǎng)通過(guò)整流器對(duì)DC電池進(jìn)行再充電。在實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)被構(gòu)造為通過(guò)連接到通過(guò)諸如電機(jī)或者渦輪機(jī)的驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng)裝置的軸驅(qū)動(dòng)排序的轉(zhuǎn)子。槽轉(zhuǎn)子可以由靜磁電源或者帶有電磁轉(zhuǎn)子的電磁電源構(gòu)成，其中電磁轉(zhuǎn)子是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈兛梢愿鶕?jù)需要而打開(kāi)和關(guān)閉。發(fā)電機(jī)可以被構(gòu)造為利用刷和滑環(huán)供電2極或者4極轉(zhuǎn)子，其中刷和滑環(huán)被排序?yàn)橹挥兄苯油ㄟ^(guò)線槽上方的磁極被激勵(lì)并且當(dāng)其離開(kāi)槽的時(shí)候關(guān)閉，使得在槽轉(zhuǎn)子之間沒(méi)有不想要的相互作用。可以通過(guò)諸如例如通過(guò)固態(tài)機(jī)構(gòu)、主換向器機(jī)構(gòu)等等的控制器來(lái)控制對(duì)槽轉(zhuǎn)子的排序，以打開(kāi)和關(guān)閉極，從而獲得想要的效果?？梢酝ㄟ^(guò)DC電池對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行供電，其中從發(fā)電機(jī)輸出或者電網(wǎng)通過(guò)整流器來(lái)對(duì)DC電池充電。提供了一種處理，通過(guò)該處理可以在發(fā)電機(jī)內(nèi)沒(méi)有顯著的電磁阻滯的情況下完成發(fā)電。消除定子和電樞之間的電磁阻滯允許在相同的機(jī)械或動(dòng)能輸入的情況下獲得電能輸出的四倍或更大的增加。提供了例如一馬力的機(jī)械輸入的電機(jī)以驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的發(fā)電機(jī)。一馬力機(jī)械能，可以產(chǎn)生大約3000瓦特或更大，而不是產(chǎn)生746瓦特。因此，典型的電機(jī)在驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的發(fā)電機(jī)時(shí)將消耗746瓦特的電能并且產(chǎn)生3000瓦特，從而產(chǎn)生額外22M瓦特的可用能量。本申請(qǐng)中還示出了本發(fā)明的三個(gè)實(shí)施例。第一實(shí)施例示出了一種三相50周期或60周期發(fā)電機(jī)，其具有位于定子的外徑上的線槽。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)的磁體可以是雙極或四極的。如果定子包含48個(gè)槽，并且三相四極繞組和雙極磁體用作激勵(lì)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，則這些磁體將從相鄰的前一極方位延遲15°地順序旋轉(zhuǎn)。如果定子包含48個(gè)槽和四極三相繞組，那么四極旋轉(zhuǎn)磁體從相鄰的前一四極旋轉(zhuǎn)磁體構(gòu)件延遲7. 5°地順序旋轉(zhuǎn)。 在四磁極的情況下，旋轉(zhuǎn)磁體的兩個(gè)區(qū)段被充電為北極，并且兩個(gè)區(qū)段被充電為南極。電磁體的磁化面交替地為北極、南極、北極、南極等等，并且在每個(gè)極之間具有非磁化部分。與非磁化部分相比，磁化部分包括兩倍于旋轉(zhuǎn)磁極的面的總周長(zhǎng)的百分比。該空間布置允許在磁體以1500rpm旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生50周期或者50Hz的電流并且當(dāng)磁體以1800rmp旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生60 周期或者60Hz的電流。在北南極雙極磁體轉(zhuǎn)子的情況下，當(dāng)磁體以3000rpm旋轉(zhuǎn)時(shí)將產(chǎn)生 50周期或者50Hz的電流，并且當(dāng)磁體以3600rpm旋轉(zhuǎn)時(shí)將會(huì)產(chǎn)生60周期或者60Hz的電流。旋轉(zhuǎn)的磁性轉(zhuǎn)子被包含在緊鄰定子線槽放置的柱形腔體中。屏蔽的腔體包含比線槽的開(kāi)口寬大約60%但是位于線槽的中心并且與線槽一樣長(zhǎng)的槽。這允許磁通穿透線槽但是保護(hù)旋轉(zhuǎn)的磁性轉(zhuǎn)子不受到與定子的電磁阻滯力的相互作用。該實(shí)施例的定子被構(gòu)造有位于圓形疊層鋼定子的外表面而不是內(nèi)表面上的線槽，如標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電機(jī)中的情況一樣。在外表面上存在48個(gè)槽，但是不限于48個(gè)槽。該發(fā)電機(jī)優(yōu)選地纏繞有三相繞組，其包含十二個(gè)線圈，即三相組并且每個(gè)組有四個(gè)線圈，并且以“疊”三相繞組樣式纏繞。定子的中心腔體包含附著的環(huán)形構(gòu)件，其利用附著有電樞機(jī)構(gòu)的48個(gè)四極或者雙極磁性轉(zhuǎn)子的環(huán)形支撐裝置支撐立管(riser)。該新的電樞機(jī)構(gòu)通過(guò)軸承塊中的軸承在任一端支撐，并且換向器機(jī)構(gòu)位于一端的軸上并且軸位于另一端上，該軸經(jīng)由耦接件附接到傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸。磁體在傳動(dòng)裝置內(nèi)被排序和定時(shí)。隨著通過(guò)傳動(dòng)裝置的齒輪機(jī)構(gòu)順序地旋轉(zhuǎn)磁體，效果與大的旋轉(zhuǎn)磁化電樞(如在現(xiàn)有技術(shù)中所使用的)相同，不同之處在于，通過(guò)屏蔽并且通過(guò)小的電樞在定子區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)并且沒(méi)有移動(dòng)通過(guò)定子極的磁通線的事實(shí)消除了阻滯的大部分。為了發(fā)電機(jī)以最大效率發(fā)電，必須在發(fā)電機(jī)的四極中的每一個(gè)之間存在中性或者磁性死區(qū)。在定子的48個(gè)槽當(dāng)中，每個(gè)磁極在任何時(shí)間點(diǎn)覆蓋八個(gè)槽(八個(gè)槽一南極、八個(gè)槽一北極、八個(gè)槽一南極、八個(gè)槽一北極)。其余的16個(gè)槽由磁性中性化的或者死的磁性轉(zhuǎn)子(四個(gè)死區(qū)線槽位于每個(gè)磁極之間)。通過(guò)主換向器機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)磁極之間的死區(qū)，該主換向器機(jī)構(gòu)提供位于每個(gè)旋轉(zhuǎn)磁體的末端上的小的換向器或者滑環(huán)。由于高導(dǎo)磁合金屏蔽，北極和南極僅作用通過(guò)線槽中的線的相對(duì)的定子磁極(磁極被定義為北極或者南極取向的組織的磁通密度)的窄的部分。相對(duì)的定子極幾乎不能滲透線槽。北極和南極磁體從相鄰的前一極延遲 7. 5°地順序旋轉(zhuǎn)，因此，如果靜態(tài)地觀看，則能夠看到8個(gè)槽的北極、之后為沒(méi)有電力并且因此沒(méi)有磁場(chǎng)的4個(gè)槽等等，總共為兩個(gè)北極、兩個(gè)南極以及四個(gè)中性區(qū)。該順序以與標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)電機(jī)電樞相同的布置平衡獲得了同樣的四個(gè)旋轉(zhuǎn)磁極和中性區(qū)域并且獲得了與標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)電機(jī)電樞相同的效果。然而，該布置允許發(fā)生在標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)電機(jī)中存在的阻滯的10%或更少。這將允許12000瓦特的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其將推動(dòng)發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生至少80000瓦特的凈電力。
該布置不允許定子和電樞之間的大的磁性相互作用。存在的任何相互作用并且因此任何阻滯將在負(fù)載開(kāi)始流動(dòng)時(shí)減小，從而使定子的線槽中的電流增加。本發(fā)明的實(shí)施例的主要目的在于提供一種方法，其將大大地減少發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子之間的電磁相互作用并且從而減少電磁阻滯以允許以更大的效率產(chǎn)生電力。本發(fā)明的實(shí)施例的進(jìn)一步的目的在于提供一種小的細(xì)長(zhǎng)的DC供電的兩極或者四極電磁電樞，其僅在需要的極在本發(fā)明的發(fā)電機(jī)的定子的單個(gè)線槽上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)激活。示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例，其中一系列雙極永磁體被封閉在屏蔽的柱體中。容納在較大的柱體中的小的柱體插入件被壓入發(fā)電機(jī)的定子中，使得只有線槽上的區(qū)域暴露到旋轉(zhuǎn)的雙極永磁體的磁場(chǎng)。這些磁體延長(zhǎng)了線槽的長(zhǎng)度。通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)這些磁體， 通過(guò)穿過(guò)發(fā)電機(jī)的端框(end bell)的中心軸旋轉(zhuǎn)齒輪機(jī)構(gòu)，并且齒輪機(jī)構(gòu)附接到機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。該布置也不允許定子和電樞之間的大的磁性相互作用。存在的任何相互作用并且因此任何阻滯將會(huì)在負(fù)載被施加到發(fā)電機(jī)時(shí)減少?gòu)亩咕€槽中的電流增加。本發(fā)明的第二實(shí)施例的主要目的在于提供一種方法，通過(guò)該方法可以重新改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)電機(jī)以大大地減少電磁阻滯并且以更高的效率產(chǎn)生電力。本發(fā)明的實(shí)施例的進(jìn)一步目的示出了新設(shè)計(jì)的高效率發(fā)電機(jī)的各種組件。本發(fā)明的第一實(shí)施例中描述的中性區(qū)在該實(shí)施例中也是重要的并且當(dāng)想要最大化電力輸出時(shí)可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)屏蔽來(lái)實(shí)現(xiàn)。


為了借助于非限制性示例完全地并且更清楚地理解本發(fā)明的實(shí)施例，結(jié)合附圖進(jìn)行下面的描述，其中相同的附圖標(biāo)記表示類似或者對(duì)應(yīng)的元件、區(qū)域和部分，并且其中圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了以7. 5°間隔順序插入48個(gè)4 極電樞，從而根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在圍繞定子的360°產(chǎn)生四極磁場(chǎng)；圖2是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖1在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖3是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖2在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖4是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖3在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖5是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖4在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖6是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖5在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖7是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖6在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖8是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖7在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖9是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖8在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；
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圖10是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖9在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖11是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖10在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖12是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖11在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖13是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖12在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖14是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖13在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖15是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖14在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖16是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖15在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖17是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖16在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖18是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖17在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖19是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖18在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖20是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖19在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖21是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖20在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖22是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖21在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖23是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖22在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖M是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖23在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖25是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖對(duì)在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖沈是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖25在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖27是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖沈在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖觀是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖27在順時(shí)針?lè)较蛏锨斑M(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞；圖四是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖觀在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 10前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖30是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖31是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖32是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖33是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖34是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖35是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖36是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖37是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖38是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖39是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖40是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖41是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖42是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖43是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖44是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖45是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖46是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖47是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞圖48是本發(fā)明的實(shí)施前進(jìn)7. 5°插入48個(gè)4極電樞
列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖四在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖30在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖31在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖32在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖33在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖34在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖35在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖36在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖37在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖38在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖39在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖40在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖41在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖42在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖43在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖44在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖45在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖46在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 列的定子的視圖，其中描繪了相對(duì)于圖47在順時(shí)針?lè)较蛏?br> 圖49是本發(fā)明的電磁槽極的視圖，其示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的磁極繞組和高導(dǎo)磁合金屏蔽；圖50是本發(fā)明的實(shí)施例的電磁槽極的上側(cè)方投影的視圖；圖51是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于槽極容納裝置的磁性屏蔽裝置和高導(dǎo)磁合金不銹鋼的屏蔽套容納裝置的上側(cè)方投影的視圖；圖52是將與電網(wǎng)相互作用的本發(fā)明的實(shí)施例的示意性視圖；圖53是包含電樞插入件并且沒(méi)有描繪外殼或者端框的本發(fā)明的實(shí)施例的定子的視圖；圖54是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包含電樞機(jī)構(gòu)的磁極的電樞插入件的非鐵磁柱形插入部分的視圖；圖55是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在包含在電樞機(jī)構(gòu)的非鐵磁柱形插入部分中的高導(dǎo)磁合金疊層套中包含的磁極的視圖；圖56是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的軸承和齒輪機(jī)構(gòu)與本發(fā)明的電樞機(jī)構(gòu)的磁極的非鐵磁容納裝置的視圖；圖57是圖56的磁極容納裝置的磁性屏蔽裝置和高導(dǎo)磁合金不銹鋼屏蔽套容納裝置的上側(cè)方投影的視圖；圖58是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電樞的齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和本發(fā)明的端框的側(cè)向傾斜視圖；圖59是本發(fā)明的實(shí)施例的定子的側(cè)向傾斜投影的視圖；圖60是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通過(guò)180°旋轉(zhuǎn)的上線圈槽上的北極的同步旋轉(zhuǎn)的視圖；圖61是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的例的通過(guò)180°旋轉(zhuǎn)的下線圈槽上的南極的同步旋轉(zhuǎn)的視圖；圖62是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用本發(fā)明以放大來(lái)自電網(wǎng)的電力并且將新產(chǎn)生的電力返回到電網(wǎng)上的視圖；圖63是本發(fā)明的三相四極順時(shí)針疊繞組的視圖；圖64是本發(fā)明的實(shí)施例的三相四極逆時(shí)針疊繞組的視圖；圖65是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的48槽三相四極疊纏繞發(fā)電機(jī)的視圖，其示出在定子的整個(gè)360°的圓周上一個(gè)相對(duì)于另一個(gè)順序前進(jìn)15°的48個(gè)雙極轉(zhuǎn)子，產(chǎn)生覆蓋八個(gè)槽并且由每個(gè)覆蓋四個(gè)槽的四個(gè)中性區(qū)分隔的四個(gè)旋轉(zhuǎn)磁極；圖66是本發(fā)明的實(shí)施例的三相四極“高wye”繞組的內(nèi)部接線的代表視圖；圖67A-B是示出根據(jù)本發(fā)明的磁極繞組、嵌齒齒輪驅(qū)動(dòng)和高導(dǎo)磁合金屏蔽的本發(fā)明的實(shí)施例的電磁槽極的視圖；以及圖68是本發(fā)明的實(shí)施例的電磁槽極的上側(cè)方投影的視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例的方法和裝置涉及使用動(dòng)能來(lái)將來(lái)自環(huán)境中的電子的能量轉(zhuǎn)換為交流(AC)或者直流(DC)形式的電能隨之減少了進(jìn)行該轉(zhuǎn)換的發(fā)電機(jī)內(nèi)的電磁阻滯，并且因此大大地提高了效率。
本發(fā)明的各實(shí)施例示出了一種用于增加來(lái)自機(jī)械能量輸入的電氣輸出的方法。通常，普通的發(fā)電機(jī)將接近所提供的機(jī)械動(dòng)力的99%轉(zhuǎn)換為電力。然而，這是基于用于根據(jù)當(dāng)前的發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)的使用一馬力以100%的效率產(chǎn)生746瓦特的電力的受技術(shù)影響的公式。 科學(xué)家相信超導(dǎo)線圈能夠更有效率。超導(dǎo)發(fā)電機(jī)能夠比傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)小10倍。如果從AC 或者DC發(fā)電機(jī)的電樞消除作用力或者磁性阻滯，則效率能夠增加400-500%。因此，一馬力能夠產(chǎn)生最多3730瓦特。通過(guò)組合超導(dǎo)性和消除電力阻滯，估計(jì)結(jié)果能夠獲得效率上大于 10倍的增漲。每個(gè)原子都具有由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子構(gòu)成的原子核。帶負(fù)電的電子圍繞原子核旋轉(zhuǎn)。在大多數(shù)原子中，電子的數(shù)目等于原子核中的質(zhì)子的數(shù)目，從而沒(méi)有靜電荷。如果電子的數(shù)目小于質(zhì)子的數(shù)目，則原子具有凈的正電荷。如果電子的數(shù)目大于質(zhì)子的數(shù)目，則原子具有凈的負(fù)電荷。在宇宙中，是電中性的，然而在生物和物理系統(tǒng)內(nèi)存在局部的電荷集中。這些局部集中是由于所有的電氣活動(dòng)。在宇宙中，不是所有的電子都包含在材料的結(jié)構(gòu)中；由大量的電子是不受約束的“自由電子(electrons at large)”。這些“自由電子”與環(huán)境中的原子的外層電平衡。從這些電子池產(chǎn)生電流。這些電子處于大氣和地面中。運(yùn)動(dòng)的電子構(gòu)成了電流。因此，如果將來(lái)自發(fā)電機(jī)的電氣壓力施加到諸如銅導(dǎo)線的電導(dǎo)體，并且電路閉合，則電子將會(huì)沿著導(dǎo)線從負(fù)極流向正極并且最終流到地面。這些電子從一個(gè)原子到另一個(gè)原子并且獲得電流。自由移動(dòng)的電子是不受約束的電子或者“自由”電子。它們可以與末端設(shè)置的多米諾相比較。如果第一個(gè)被推倒，則其將下一個(gè)撞倒，以此類推。該能量移動(dòng)的過(guò)程以光速發(fā)生，或者大約為每秒186000英里。連接到DC電源的導(dǎo)線將使得電子以類似于水流過(guò)管道的方式流過(guò)導(dǎo)線。這意味著任何一個(gè)電子的路徑實(shí)質(zhì)上能夠位于導(dǎo)線體積內(nèi)的任何地方(即，中心、中間、半徑或者表面)。當(dāng)在導(dǎo)線上施加AC電壓時(shí)，將使得電子往復(fù)振動(dòng)。在該振動(dòng)過(guò)程中，電子將產(chǎn)生磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)朝向?qū)Ь€的表面推動(dòng)電子。隨著施加的信號(hào)的頻率增加，推動(dòng)電子更加遠(yuǎn)離中心而向著表面?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)基于下述理解通過(guò)產(chǎn)生變化的或者移動(dòng)的磁場(chǎng)將動(dòng)能輸入變換為電能。這是膚淺的理解。如果我們分析發(fā)電的過(guò)程，能夠發(fā)現(xiàn)動(dòng)能輸入移動(dòng)磁場(chǎng)。該改變的磁場(chǎng)跨過(guò)發(fā)電機(jī)的定子的線槽中的導(dǎo)線移動(dòng)引起電流在發(fā)電機(jī)的線圈中流動(dòng)。在定子的線圈中流動(dòng)的電流由于線圈的物理構(gòu)造和其中纏繞線圈的疊層鋼而產(chǎn)生磁場(chǎng)。該新產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)度隨著從發(fā)電機(jī)輸出的電力增加而增加并且大致等于磁場(chǎng)的原始源(即轉(zhuǎn)子或者電樞)并且與其極性相反。該定子場(chǎng)與磁場(chǎng)的原始源相互作用，這最終耗散了輸入到系統(tǒng)的動(dòng)能。因此，可能從表面上看，動(dòng)能正在被轉(zhuǎn)換為電能。但是實(shí)際上，動(dòng)能僅弓I出電能，其由于發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)通過(guò)沿與原始磁激發(fā)能相反的方向上作用而耗散動(dòng)能輸入。這是發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)問(wèn)題而不是發(fā)電過(guò)程所必須的。發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)的改變能夠消除由于二次磁動(dòng)勢(shì)(mmf) 使得自身表現(xiàn)為阻滯的形式的反電動(dòng)勢(shì)的不想要的副產(chǎn)物而不影響發(fā)電過(guò)程。動(dòng)能的輸入不再與電氣輸出有關(guān)。本發(fā)明針對(duì)并且處理了這些問(wèn)題。更特別地，本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的各種實(shí)施例，其中通過(guò)將磁極化的轉(zhuǎn)子替換為一系列屏蔽的(例如，高導(dǎo)磁合金一退火75%鎳、15%鐵、加上銅和鉬等等)磁極，該磁極被固定在定子中的每個(gè)線槽并且與其緊鄰，隨之每個(gè)磁體被構(gòu)造為小的永磁電樞或者纏繞的感應(yīng)磁性電樞。優(yōu)選設(shè)計(jì)的獨(dú)特設(shè)計(jì)在于通過(guò)DC電流源供電，該DC電流源通過(guò)刷和滑環(huán)或者換向器機(jī)構(gòu)激活磁極線圈，從而磁極僅在未屏蔽的線槽上方旋轉(zhuǎn)時(shí)激活。小的電樞機(jī)構(gòu)通過(guò)放置在除了定子的線槽上的開(kāi)口槽之外的屏蔽定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間的相互作用的定子的齒表面上的高導(dǎo)磁合金屏蔽與反mmf分離。另外，高導(dǎo)磁合金柱體完全地圍繞小的電樞機(jī)構(gòu)。這些圓筒僅向著定子的線槽打開(kāi)。通過(guò)有效地將線槽暴露給定子感應(yīng)線圈的槽上的移動(dòng)磁場(chǎng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)旋轉(zhuǎn)屏蔽的磁性或者電磁極。在屏蔽的電磁極的情況下，通過(guò)有效地將定子的線槽暴露給感應(yīng)線圈的槽上的移動(dòng)磁場(chǎng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)旋轉(zhuǎn)屏蔽的電磁極。電樞機(jī)構(gòu)的磁極僅在它們?cè)诰€槽上方轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)才激活。取決于極激活順序，能夠產(chǎn)生交流(AC)或直流(DC)。本發(fā)明的特性允許構(gòu)造具有大大地提高效率的特別是沒(méi)有限制的尺寸的發(fā)電機(jī)。當(dāng)與目前的發(fā)電技術(shù)相比時(shí)，該效率增加是顯著的。通常，在發(fā)電機(jī)的電機(jī)反作用中，當(dāng)發(fā)電機(jī)將電流提供到負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流產(chǎn)生與發(fā)電機(jī)電樞的旋轉(zhuǎn)相反的力。如果導(dǎo)線中的電流增加，則阻滯上的反作用力增加。必須隨著負(fù)載增加將更大的力施加到電樞以防止其變慢。在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以在通過(guò)發(fā)電機(jī)的每個(gè)線槽上方的磁場(chǎng)屏蔽的軸上通過(guò)旋轉(zhuǎn)雙極或者四極磁體來(lái)減少電機(jī)反作用力。屏蔽的高導(dǎo)磁合金、不銹鋼疊層圓筒中包含的磁體的長(zhǎng)度與槽相同并且在本發(fā)明中，通過(guò)利用銅磁體線纏繞并且通過(guò)DC電流激活的磁極產(chǎn)生磁場(chǎng)、并且利用高導(dǎo)磁合金屏蔽在槽之間屏蔽定子的疊層鋼。實(shí)施例I-減少阻滯的電氣三相發(fā)電機(jī)本發(fā)明的該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和機(jī)制將允許通過(guò)當(dāng)前可用的化石燃料驅(qū)動(dòng)能源以大大增加的效率產(chǎn)生電能，因此，將會(huì)消耗較少的化石燃料并且因此將產(chǎn)生較少的溫室氣體。由于從系統(tǒng)消除了電磁阻滯使得獲得了增強(qiáng)的效率。典型的電樞和定子被替換為疊層的鋼定子，其中線槽位于外周上并且“背鐵”位于內(nèi)周上。支撐裝置也被附著到內(nèi)周上以支撐定子，從而定子的端部的平面平行于支撐裝置的底部。附接到底部的支撐裝置也附接電樞軸承塊和支撐裝置。該電樞支撐裝置適當(dāng)?shù)剜徑诙ㄗ硬壑?8個(gè)四極電樞機(jī)構(gòu)以便于將適當(dāng)?shù)拇磐▊鬟f到線槽。48個(gè)電樞機(jī)構(gòu)被包含在高導(dǎo)磁合金(磁性屏蔽材料)圓筒中，并且屏蔽中的適當(dāng)?shù)拈_(kāi)口槽位于定子線槽正上方。四極電磁桿組件被旋轉(zhuǎn)以將交替的北極和南極能量提供到定子中的感應(yīng)線圈的開(kāi)口線槽中。經(jīng)由刷和滑環(huán)裝置或者其它集合固態(tài)機(jī)構(gòu)利用DC電流激活磁極，從而僅當(dāng)磁極在線槽上方經(jīng)過(guò)時(shí)才被激活。高導(dǎo)磁合金疊層僅精確地在線槽上方開(kāi)口。電樞機(jī)構(gòu)僅在定子的磁極的小部分中在它們的軸上旋轉(zhuǎn)。 這些特征允許在旋轉(zhuǎn)4極電磁電樞時(shí)只有最小的電磁阻滯。參考附圖，首先參考圖1，其中示出了本發(fā)明的定子的示意性端視圖，其中在線槽上描繪了 48個(gè)電樞機(jī)構(gòu)。疊層的鋼定子11包含一系列48個(gè)槽8，其包含具有“wye”連接的三相發(fā)電機(jī)[相1(5)，相2(6)以及相3(7)]的感應(yīng)線圈。通過(guò)每個(gè)磁極之間的磁性空隙的區(qū)域(北/空隙/南/空隙/北/空隙/南/空隙)分隔旋轉(zhuǎn)的北一南一北一南極能量。該布置和順序確實(shí)地模擬了標(biāo)準(zhǔn)的4極AC 3相發(fā)電機(jī)。該48個(gè)4極槽電樞被在整個(gè) 360°或者48個(gè)槽上以7. 5°的間隔順序隔開(kāi)。該順序允許磁極能量以旋轉(zhuǎn)的方式發(fā)送跨過(guò)8個(gè)槽中的感應(yīng)線圈布線的磁通，如磁極區(qū)標(biāo)記1、2、3和4所示。槽電樞9在60Hz的情況下以1800rpm旋轉(zhuǎn)并且在50Hz的情況下以1500rpm旋轉(zhuǎn)。這些槽電樞9以順時(shí)針?lè)绞叫D(zhuǎn)并且磁極以逆時(shí)針?lè)绞絿@定子旋轉(zhuǎn)。通過(guò)僅將磁極產(chǎn)生所需的電力提供到槽電樞的主換向器保持磁極之間的磁性空隙分隔。例如，在圖1中，當(dāng)北極電樞[5](方括號(hào)表示附圖中的線槽空間中的編號(hào))被供電時(shí)，磁極電樞W5]失去電力并且因此為任何磁場(chǎng)的空隙。 槽電樞9的實(shí)線陰影表示電力接通并且磁極被激勵(lì)并且打開(kāi)，并且不同的陰影表示磁極關(guān)閉或者沒(méi)有被激勵(lì)。以該相同的順序，在南極4中，在[9]失去電力時(shí)，[17]被供電。在北極3中，在[29]被供電時(shí)，[21]失去電力。在南極2中，當(dāng)Wl]被供電時(shí)，[33]失去電力并且該順序繼續(xù)，從而產(chǎn)生磁通狀況以與典型的發(fā)電機(jī)相同的方式產(chǎn)生電力，但是電磁阻滯大大地降低。圖2至48是其中槽電樞以順時(shí)針?lè)绞綇那耙粓D旋轉(zhuǎn)7. 5°的順序圖。圖49是本發(fā)明的電磁槽極電樞機(jī)構(gòu)的視圖，其示出了磁極繞組和高導(dǎo)磁合金屏蔽。通過(guò)中性的電力電路將從軸18上的滑環(huán)和換向器發(fā)出的DC電力提供到磁極15、17、 19和20，該軸18具有向下到中心的中空孔以容納DC導(dǎo)線。軸18由包含在軸承塊中的軸承組件支撐并且在每一端由支撐裝置支撐。北極17和20以逆時(shí)針?lè)较蛴勉~磁性線纏繞。 南極15和19以順時(shí)針?lè)较蛴勉~磁性線纏繞。不斷地經(jīng)由電刷從附接到軸18的滑環(huán)提供中性區(qū)，同時(shí)經(jīng)過(guò)圖50的孔23的線位于軸18的中心并且附接到每個(gè)磁極繞組的中性區(qū)。 DC電流引線被經(jīng)由與換向器區(qū)段接觸的電刷提供到四極繞組，從而在任何時(shí)候只有一個(gè)磁極被激活，并且只有在其經(jīng)過(guò)包含感應(yīng)線圈12的線槽13上方時(shí)才激活磁極。當(dāng)電磁體15、 17、19和20的頭部旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)高導(dǎo)磁合金屏蔽16中的開(kāi)口 21時(shí)，移動(dòng)跨過(guò)感應(yīng)線圈12的銅磁性線的磁通線在適當(dāng)?shù)姆较蛏贤苿?dòng)電子，從而產(chǎn)生電力。定子上的高導(dǎo)磁合金屏蔽14和高導(dǎo)磁合金圓筒屏蔽16將電樞機(jī)構(gòu)31的磁極與定子的磁極分離。圖50是本發(fā)明的電磁槽極31的上側(cè)方投影的視圖。通過(guò)被保持在被包含在適當(dāng)?shù)闹窝b置中的軸承塊中的適當(dāng)?shù)妮S承機(jī)構(gòu)將電磁槽極31保持為緊鄰定子槽。北極17以逆時(shí)針?lè)绞嚼p繞以形成磁極線圈33。南極15以順時(shí)針?lè)绞嚼p繞以形成磁極線圈沈。北極 20以逆時(shí)針?lè)绞嚼p繞以形成磁極線圈25。南極19以順時(shí)針?lè)绞嚼p繞以形成磁極線圈35。圖51是其中電磁槽極31包含在圓筒開(kāi)口 36中的高導(dǎo)磁合金不銹鋼疊層套16的上側(cè)方投影的視圖。疊層由高導(dǎo)磁合金層39、不銹鋼層38、以及高導(dǎo)磁合金層37構(gòu)成。槽橋40、42、43保持圓筒的整體性。進(jìn)入線槽中的磁通通過(guò)槽44。圖52是本發(fā)明的實(shí)施例的示意性視圖，其中在其應(yīng)用中與電網(wǎng)相互作用。高效率發(fā)電機(jī)的支撐框架45支撐包含其中纏繞圖1的三相四極定子繞組的48個(gè)線槽8的疊層鋼定子11。繞組以“高WYE”接線圖連接，與圖66中的實(shí)施例II 一樣。發(fā)電機(jī)的輸出通過(guò)相 (1)71、相(2) 70和相(3)69。三個(gè)相臂L_l、L-2和L-3可用于通過(guò)導(dǎo)線57、58和59連接到電網(wǎng)。三個(gè)相臂還與AC/DC橋式整流器72、73和74連接。在整流成DC電流后的三相電力提供給電池75、76和77。電池的地線通過(guò)導(dǎo)線81、82和83到達(dá)接地56。用于供電發(fā)電機(jī)的方波可變速度三相電機(jī)64通過(guò)導(dǎo)線65和可變速度控制器85供電，并且通過(guò)導(dǎo)線86 接通。驅(qū)動(dòng)電機(jī)64驅(qū)動(dòng)滑輪62，其操作皮帶82以驅(qū)動(dòng)滑輪63，滑輪63驅(qū)動(dòng)軸87，軸87承載換向器90，并且驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)66的齒輪機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)66驅(qū)動(dòng)連接到槽極31的軸67。 槽極31由通過(guò)支撐裝置88和89支撐的軸承52和53支撐。通過(guò)主換向器90和電刷圈51 完成槽極31的四個(gè)磁極的電氣排序。通過(guò)供電接觸換向器90上的環(huán)觸頭78的主電刷79 供電的導(dǎo)線60供電換向器90。環(huán)觸頭78供電換向器90的四個(gè)部分。這四個(gè)部分61中的每一個(gè)供電八個(gè)槽極并且由覆蓋四個(gè)槽極的絕緣部分分隔。四十八個(gè)槽極中的每一個(gè)都通過(guò)連接到電刷48的管線50供電，電刷48接觸包含兩個(gè)北極區(qū)段和兩個(gè)南極區(qū)段的槽極換向器47，僅在磁極區(qū)段在線槽8上方通過(guò)時(shí)激活磁極區(qū)段。通過(guò)滑環(huán)46至電刷49并且通過(guò)導(dǎo)線55至中性區(qū)56完成電路。如上所述的主換向器90的設(shè)計(jì)允許通過(guò)沒(méi)有被供電的四個(gè)槽極來(lái)分隔將要被供電的八個(gè)槽極的區(qū)段。從而產(chǎn)生每一個(gè)覆蓋八個(gè)槽的兩個(gè)北極和每一個(gè)覆蓋八個(gè)槽的兩個(gè)南極，并且上述南極和北極由不被供電的四個(gè)槽分隔，正如上面所述，并且上述南極和北極產(chǎn)生與通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的四極三相發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的場(chǎng)相同的場(chǎng)。在圖67A至B以及68中所示的另一實(shí)施例中，腔體包含用于圖67A-B和圖68中所示的雙極電磁桿217的軸承和容納裝置。容納裝置和磁性桿順序地旋轉(zhuǎn)，從而旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)近似旋轉(zhuǎn)的電樞的效果，但是沒(méi)有伴隨的電磁阻滯。它們的容納裝置中的雙極電磁桿通過(guò)接觸附接到通過(guò)軸223驅(qū)動(dòng)的輪的支撐裝置上的齒輪嵌齒216經(jīng)由圖67B的齒輪機(jī)構(gòu)218 而在它們的軸線上旋轉(zhuǎn)。定子鐵被壓入發(fā)電機(jī)外殼中。引線被連接并拉到殼體的外部。圖 67A-B和圖68的電磁桿217在圓筒被壓入定子中之前順序地對(duì)齊。當(dāng)電磁體以正確的順序并且齒輪與嵌齒218正確地嚙合時(shí)，它們通過(guò)諸如銷的裝置鎖定在一起。圓筒然后在定子中被壓入到位并且附接裝置被緊固。然后去除鎖定銷。然后將電磁槽極支撐裝置附接到圓筒插入件，同時(shí)軸被置放通過(guò)支撐裝置中的軸承。將引線從圖67A-B的電磁線圈221和 222拉出通過(guò)圖67A-B的軸223的中心中的孔洞并且離開(kāi)滑環(huán)并且然后電路前進(jìn)到附接到與DC電源的引線附接的電刷。滑環(huán)允許在任何時(shí)間只激活經(jīng)過(guò)線槽的磁極并且允許分別交替地激活南極和北極。通過(guò)支撐裝置保持電刷與滑環(huán)接觸。通過(guò)將軸推動(dòng)通過(guò)端框開(kāi)口到達(dá)軸承中來(lái)施加端框。然后通過(guò)端孔放置螺栓并且將螺帽施加到螺栓，從而將其旋緊到適當(dāng)?shù)呐ぞ亍，F(xiàn)在將考慮該實(shí)施例的構(gòu)造的若干細(xì)節(jié)。圖67A-B是與屏蔽裝置219和220 —起的雙極電磁感應(yīng)桿217、軸223、滑輪218和線槽204的截面的代表圖。僅在南極和北極經(jīng)由通過(guò)行進(jìn)通過(guò)中空軸223到達(dá)圖67A-B的引線224、225、22如和225a的引線中的滑環(huán)遞送的DC激勵(lì)電流激活磁通。電路的中性側(cè)通過(guò)具有貫穿其360°周長(zhǎng)的導(dǎo)電表面的滑環(huán)恒定地閉合。電路的電源側(cè)通過(guò)滑環(huán)饋送圖67A-B的線圈221和222，從而當(dāng)旋轉(zhuǎn)跨過(guò)線槽整個(gè)120°時(shí)，滑環(huán)的120°饋送北極。在滑環(huán)上存在60°的絕緣表面。在電刷激活120°北極區(qū)段之后，滑環(huán)的絕緣部分允許電路在電刷行進(jìn)跨過(guò)滑環(huán)的60°絕緣區(qū)段時(shí)斷開(kāi)，其然后激活南極區(qū)段以當(dāng)行進(jìn)跨過(guò)滑環(huán)的相對(duì)激活區(qū)段時(shí)以120°將其暴露給線槽，從而對(duì)于所述南極區(qū)段閉合DC電路。通過(guò)疊層不銹鋼和高導(dǎo)磁合金屏蔽219屏蔽除了圖67A的定子槽開(kāi)口 213上方之外的定子和旋轉(zhuǎn)電樞極之間的任何磁通相互作用。圖67A-B的開(kāi)口槽 213允許磁通移動(dòng)通過(guò)圖67A-B的屏蔽槽230并且移動(dòng)經(jīng)過(guò)線槽中的繞組磁性線從而將電子推動(dòng)通過(guò)線圈并且在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生電壓。當(dāng)感應(yīng)線圈電路被閉合到負(fù)載時(shí)，電流將會(huì)流動(dòng)并且因此乘以安培數(shù)的電壓產(chǎn)生幾乎沒(méi)有或者沒(méi)有電磁阻滯的電力。當(dāng)與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電機(jī)相比時(shí)，該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了更高的效率。實(shí)施例II-具有減少的阻滯的電氣發(fā)電機(jī)本發(fā)明的該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和機(jī)制將允許通過(guò)以大大增加的效率通過(guò)當(dāng)前化石燃料驅(qū)動(dòng)的機(jī)械能源產(chǎn)生電能，因此將會(huì)消耗較少的化石燃料并且因此產(chǎn)生較少的溫室氣體。本發(fā)明還允許電能的放大。由于從系統(tǒng)消除了電磁阻滯而獲得增強(qiáng)的效率。通常的電樞被替換為壓入定子中的圓筒。該圓筒包含高導(dǎo)磁合金屏蔽的腔體，其因此容納雙極磁性桿組件，該雙極磁性桿組件被旋轉(zhuǎn)以將交替的北極和南極能量提供到定子中的感應(yīng)線圈的開(kāi)口線槽中。高導(dǎo)磁合金疊層的屏蔽僅精確地在線槽上方開(kāi)口。因此，在旋轉(zhuǎn)雙極電磁桿時(shí)發(fā)生最小的阻滯。參考附圖，首先參考附圖53，其中示出了本發(fā)明的定子，其包含電樞機(jī)構(gòu)插入件。 疊層的鋼定子101包含一系列槽102，其包含線圈的上部和槽109，其包含線圈的下部。在具體的描述中，繞組是具有4組線圈并且每組3個(gè)線圈的單相。該組的第一線圈放置在槽 #1和槽#4中。該組的第二線圈放置在槽#2和槽#5中。該組的第三線圈放置在槽#3和槽 #6中。剩余的3個(gè)線圈組以相同的方式放置在線槽中。第一線圈組的引線104保持開(kāi)放， 并且變?yōu)榘l(fā)電機(jī)中性區(qū)。每個(gè)線圈組通過(guò)連接在每組的電力引線110到用于每組的中性區(qū) 112之間而與相鄰的組連接。當(dāng)所有的線圈組連接在一起時(shí)組4中的電力引線105變?yōu)榘l(fā)電機(jī)的電力引線。不銹鋼插入件103包含多個(gè)圓形前體，其完全通過(guò)緊鄰疊層定子101中的每個(gè)線槽的壁。圖M中的腔體117沒(méi)有加蓋以匹配圖53的疊層定子101中的線槽開(kāi)口的寬度。圖討的腔體17包含圖53中的雙極磁性桿107的軸承和容納裝置。容納裝置和磁性桿順序地旋轉(zhuǎn)，從而旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)近似于旋轉(zhuǎn)的電樞的磁性效果，但是沒(méi)有電磁阻滯。它們的容納裝置中的雙極磁性桿通過(guò)接觸圖58中附接到由圖53和58的軸111驅(qū)動(dòng)的圖53 和圖58的輪13 的圖58中的支撐裝置133a上的齒輪嵌齒133經(jīng)由圖56的齒輪機(jī)構(gòu)119 在它們的軸線上旋轉(zhuǎn)。定子鐵101被壓入圖59的發(fā)電機(jī)外殼114中。圖59的引線104和 105被連接并且拉到圖59的殼體114的外部。圖53的磁性體107在圖M的圓筒103被壓入定子之前順序地對(duì)齊。當(dāng)磁性體處于正確的順序時(shí)，齒輪133a和圓筒103通過(guò)圖53的銷113鎖定在一起。圓筒然后被壓入定子101中的位置并且圖53的附接裝置108被緊固。 然后去除鎖定銷113。通過(guò)將圖58的軸111推動(dòng)通過(guò)圖58的軸承131和135來(lái)施加圖58 的端框130和134，并且圖58的133c用作引導(dǎo)件。然后將螺栓放置通過(guò)端孔132并且施加并且旋緊螺帽?，F(xiàn)在考慮構(gòu)造的若干細(xì)節(jié)。圖55是雙極磁性桿容納裝置和屏蔽126的截面的代表圖。通過(guò)疊層的不銹鋼121、高導(dǎo)磁合金120和鋼122屏蔽除了定子線槽開(kāi)口 118上方之外的磁通。磁性桿107被粘結(jié)至不銹鋼容納裝置126a中。圖56示出磁性桿容納裝置126a 的側(cè)向視圖。開(kāi)口槽105允許磁通移動(dòng)通過(guò)屏蔽槽118并且移動(dòng)經(jīng)過(guò)線槽中的繞組磁性線，從而將電子推動(dòng)通過(guò)線圈。容納裝置126a在由圖56的齒輪機(jī)構(gòu)119拉動(dòng)的圖56的軸承124上在圖M和57的疊層的屏蔽126內(nèi)旋轉(zhuǎn)。圖57示出用于磁極容納裝置的高導(dǎo)磁合金不銹鋼屏蔽的上側(cè)方投影，其示出了軸承架127、1 和129。圖60示出了以45°步進(jìn)的本發(fā)明的北極磁體的180°的同步旋轉(zhuǎn)。圖61示出了以45°步進(jìn)的本發(fā)明的南極磁體的180°的同步旋轉(zhuǎn)。圖62是本發(fā)明能夠用于放大來(lái)自電網(wǎng)的電力并且將新產(chǎn)生的電力返回到電網(wǎng)的方法的概念視圖?；谙惹皵?shù)據(jù)估計(jì)引用的數(shù)值。經(jīng)由管線169從電網(wǎng)166提取電力 (7. 46kw)以驅(qū)動(dòng)10馬力的電機(jī)170。該10馬力的電機(jī)170通過(guò)軸171拉動(dòng)25kw的發(fā)電機(jī)172。將從25kw電力輸出的10. 08kw反饋到電網(wǎng)并且將7. 46經(jīng)由管線173和174饋送到兩個(gè)電機(jī)177和175中的每一個(gè)。發(fā)電機(jī)178和176產(chǎn)生額外的25kw，其每一個(gè)都經(jīng)由管線167和168反饋到電網(wǎng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地看出，饋送到電網(wǎng)的電力能夠被持續(xù)的擴(kuò)展。一種替代方法是將轉(zhuǎn)子的永磁體替換為如實(shí)施例I和臨時(shí)專利申請(qǐng)USPTO No.61/269, 755 “Inductive Magnetic Armatures As Components of Decreased Drag Electric Generators，，中的纏繞電磁體。
圖63是本發(fā)明的實(shí)施例的纏繞定子的代表視圖。定子鐵301包含其中纏繞12相線圈的絕緣線槽305。存在3個(gè)相，并且每個(gè)相線圈4個(gè)線圈。相線圈366(相1)、368(相 2)和367(相幻被疊放并且布置為4極轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生120°電氣角度分離的3相。疊繞組是順時(shí)針的。除了疊繞組是逆時(shí)針的之外，圖64與圖63相同。圖65示出與圖63和64相同的3相繞組。另外，圖65示出永久槽極磁性體369，其被排序?yàn)楫?dāng)它們?cè)诓凵戏叫D(zhuǎn)時(shí)形成移動(dòng)磁極。北極線370將北極磁通發(fā)送到槽4、3、2、1、48、47、46和45中。槽5、6、7和8 是中性的并且南極線371覆蓋了旋轉(zhuǎn)的磁極將南極磁通置于線槽9、10、11、12、13、14、15和 16中的區(qū)域，槽17、18、19和20是中性的。北極線372覆蓋了旋轉(zhuǎn)磁極將北極磁通置于線槽21、22、23、24、25、26、27和28中的區(qū)域。槽29、30、31和32是中性的，并且南極線373 覆蓋了旋轉(zhuǎn)的磁極將南極磁通置于線槽33、34、35、36、37、38、39和40中的區(qū)域。槽41、42、 43和44是中性的。圖66是本發(fā)明的實(shí)施例3相4極12線圈發(fā)電機(jī)的內(nèi)部接線圖的視圖。該接線圖被稱為“高Wye”，即每個(gè)相具有串聯(lián)連接的兩個(gè)電路并且被稱為“高Wye”連接并且產(chǎn)生 480伏特，或者這兩個(gè)電路被并行連接并且稱為“低Wye”連接并且產(chǎn)生240伏特但是與“高 Wye”的安培數(shù)比加倍，從而對(duì)于每個(gè)接線圖來(lái)說(shuō)，電力輸出是相同的。我們現(xiàn)在下面將描述從電力輸出引線通過(guò)電路到中性“Wye”連接的相電路。相A臂370連接到逆時(shí)針(北極)方向(從(1)進(jìn)并且從出)纏繞的線圈組389。輸出引線376連接到在順時(shí)針?lè)较?從(1)進(jìn)并且從(4)出)(南極)上纏繞的線圈組392。這兩個(gè)線圈組377的外引線連接到在逆時(shí)針?lè)较?北極)(從(7)進(jìn)并且從(10)出)上纏繞的線圈組395。外引線378 連接到在順時(shí)針?lè)较蛞荒蠘O(從(7)進(jìn)并且從(10)出)上纏繞的線圈組398。外引線379 將“Wye” 384連接到其它2個(gè)相。相B臂(leg) 371連接到在逆時(shí)針(北極)方向(從⑵進(jìn)并且從(5)出)上的線圈391。外引線380連接到在逆時(shí)針?lè)较?南極)(從(2)進(jìn)并且從(5)出)上纏繞的線圈組394。外引線381連接到在逆時(shí)針?lè)较?北極)(從(8)進(jìn)并且從(11)出)上纏繞的線圈組397。外引線382連接到在順時(shí)針?lè)较?南極)(從(8)進(jìn)并且從(11)出)上纏繞的線圈組400。外引線383通過(guò)引線374連接到“Wye” 384的一部分。相C臂372連接到在逆時(shí)針(北極)方向(從(3)進(jìn)并且從(6)出)上纏繞的線圈393。外引線385連接到在順時(shí)針(南極)方向(從(3)進(jìn)并且從(6)出)上纏繞的線圈組396。外引線386連接到在逆時(shí)針(北極)方向(從(9)進(jìn)并且從(12)出)上纏繞的線圈組399。外引線387連接到在順時(shí)針(南極)方向(從(9)進(jìn)并且從(12)出)上纏繞的線圈組390。外引線388連接到形成“Wye”連接384的第三引腳的375。利用定子中的特定間隔以及該內(nèi)部接線圖，當(dāng)采用每個(gè)腳(shoe)上為60°并且每個(gè)腳之間為30°的4極轉(zhuǎn)子并且以適當(dāng)?shù)乃俣刃D(zhuǎn)該轉(zhuǎn)子時(shí)，產(chǎn)生相臂電氣間隔120° 的3相電力。雖然已經(jīng)描述并且示出了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解的是， 在不偏離本發(fā)明的情況下能夠?qū)υO(shè)計(jì)或者構(gòu)造的細(xì)節(jié)進(jìn)行各種變化或修改。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)電機(jī)，包括定子，其具有沿著所述定子的外表面形成的多個(gè)槽，每個(gè)槽都暴露出所述定子的感應(yīng)線圈繞組；以及轉(zhuǎn)子，其具有緊鄰所述定子的所述多個(gè)槽布置的多個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)件，每個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)件都具有形成磁極的電樞機(jī)構(gòu)，所述磁極被激活并且具有磁極性，所述磁極性相對(duì)于所述多個(gè)槽旋轉(zhuǎn)，并且所述轉(zhuǎn)子耦接到驅(qū)動(dòng)軸以旋轉(zhuǎn)并且產(chǎn)生電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)電機(jī)，其中所述定子具有屏蔽除了所述定子的每個(gè)槽處之外的定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間的相互作用的屏蔽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的發(fā)電機(jī)，其中每個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)件都具有帶有開(kāi)口的屏蔽，所述屏蔽用以屏蔽除了在所述轉(zhuǎn)子構(gòu)件的開(kāi)口和所述定子的槽之間在所述轉(zhuǎn)子構(gòu)件的開(kāi)口處發(fā)生的相互作用之外的定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間的相互作用。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的發(fā)電機(jī)，其中所述屏蔽包括絕緣涂覆電工鋼的疊層片。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的發(fā)電機(jī)，其中所述屏蔽包括具有疊層鋼的M-15或者M(jìn)-19(規(guī)格 29或者規(guī)格26)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的發(fā)電機(jī)，其中所述屏蔽包括以碳鋼疊層到每個(gè)線槽之間的定子的表面的高導(dǎo)磁合金片作為用于將定子內(nèi)的磁極與轉(zhuǎn)子的磁極分離的部件之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)電機(jī)，其中所述高導(dǎo)磁合金片的厚度的范圍為0.05至0. 01英寸并且疊層的碳鋼的厚度的范圍為0. 03至0. 09。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的發(fā)電機(jī)，其中所述定子是環(huán)形的。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的發(fā)電機(jī)，其中槽的數(shù)目是48個(gè)線槽。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的發(fā)電機(jī)，其中所述各槽位于所述定子的內(nèi)徑上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)的發(fā)電機(jī)，其中所述各槽位于所述定子的外徑上。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的發(fā)電機(jī)，其中所述定子和轉(zhuǎn)子以適當(dāng)?shù)娜∠蛴芍窝b置支撐。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的發(fā)電機(jī)，其中將所述感應(yīng)線圈纏繞到所述定子的絕緣槽中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)電機(jī)，其中所述感應(yīng)線圈以有序的順序和樣式連接以允許產(chǎn)生單相、兩相、三相或者其它適當(dāng)相的電力電氣相。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的發(fā)電機(jī)，其中所述轉(zhuǎn)子構(gòu)件以指定的順序在每個(gè)定子線槽上方旋轉(zhuǎn)，從而減少所述定子和所述轉(zhuǎn)子的極性力的相互作用。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的發(fā)電機(jī)，其中所述轉(zhuǎn)子構(gòu)件是管狀軸并且支撐在所述軸的末端中的每一個(gè)上的軸承上，所述支撐包含在將所述轉(zhuǎn)子保持為緊鄰所述定子線槽的支撐裝置中。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的發(fā)電機(jī)，進(jìn)一步包括控制器，用于排序每個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)件中的每個(gè)電樞機(jī)構(gòu)的極性以將磁極打開(kāi)和關(guān)閉并且旋轉(zhuǎn)極性。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的發(fā)電機(jī)，進(jìn)一步包括對(duì)所述轉(zhuǎn)子排序，從而以與經(jīng)典的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子相同的方式并且在沒(méi)有使用在承載所述磁極的定子內(nèi)部或者外部旋轉(zhuǎn)的機(jī)械轉(zhuǎn)子的情況下，通過(guò)環(huán)繞并且跨過(guò)定子線槽的中性非磁性區(qū)分隔所述磁極。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的發(fā)電機(jī)，進(jìn)一步包括當(dāng)在48個(gè)線槽的定子中使用時(shí)，對(duì)于兩極轉(zhuǎn)子，將一個(gè)槽轉(zhuǎn)子到下一個(gè)槽轉(zhuǎn)子的取向分離15°，并且對(duì)于四極轉(zhuǎn)子，將一個(gè)槽轉(zhuǎn)子到下一個(gè)槽轉(zhuǎn)子的取向分離7. 5°。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19的發(fā)電機(jī)，進(jìn)一步包括對(duì)轉(zhuǎn)子磁極排序，使得對(duì)于三相48槽四極AC發(fā)電機(jī)，在360 °樣式中，八個(gè)線槽由北極磁通覆蓋，之后四個(gè)槽沒(méi)有磁通，之后八個(gè)槽被南極磁通覆蓋，之后四個(gè)槽沒(méi)有磁通，之后八個(gè)槽由北極磁通覆蓋，之后四個(gè)槽沒(méi)有磁通，之后八個(gè)槽被南極磁通覆蓋，之后四個(gè)槽沒(méi)有磁通。
21.根據(jù)權(quán)利要求18-20中的任一項(xiàng)的發(fā)電機(jī)，進(jìn)一步包括通過(guò)連接到由諸如電機(jī)或者渦輪的驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的軸驅(qū)動(dòng)排序的轉(zhuǎn)子。
22.根據(jù)權(quán)利要求18-21中的任一項(xiàng)的發(fā)電機(jī)，進(jìn)一步包括將磁化槽轉(zhuǎn)子緊鄰所述定子的線槽放置，所述槽轉(zhuǎn)子可以由永磁供電的轉(zhuǎn)子或者由帶有電磁轉(zhuǎn)子的電磁供電的轉(zhuǎn)子構(gòu)成。
23.根據(jù)權(quán)利要求18-22中的任一項(xiàng)的發(fā)電機(jī)，進(jìn)一步包括組裝用于利用電刷和滑環(huán)供電兩極或四極磁性轉(zhuǎn)子的機(jī)構(gòu)，所述電刷和滑環(huán)被排序?yàn)橹挥性谡戏浇?jīng)過(guò)的磁極被電氣激勵(lì)并且當(dāng)離開(kāi)線槽時(shí)關(guān)閉，從而沒(méi)有不想要的和不利的槽轉(zhuǎn)子之間的相互作用。
24.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的發(fā)電機(jī)，進(jìn)一步包括一機(jī)構(gòu)，其用于通過(guò)固態(tài)機(jī)構(gòu)或者主換向器機(jī)構(gòu)排序槽轉(zhuǎn)子以開(kāi)啟和關(guān)閉磁極以獲得想要的效果。
25.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的發(fā)電機(jī)，進(jìn)一步包括將轉(zhuǎn)子構(gòu)件布置為通過(guò)DC電池供電，所述DC電池通過(guò)整流器從發(fā)電機(jī)輸出和/或電網(wǎng)充電。
26.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的發(fā)電機(jī)，進(jìn)一步包括由方波可變速度控制器驅(qū)動(dòng)的電氣三相驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述方波可變速度控制器通過(guò)DC電池供電，所述DC電池通過(guò)整流器從高效率發(fā)電機(jī)輸出和/或電網(wǎng)再充電。
27.一種用于在發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生電力的方法，包括布置定子，所述定子具有沿著所述定子的外表面形成的多個(gè)槽，每個(gè)槽都暴露出所述定子的感應(yīng)線圈繞組；以及定位轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有緊鄰所述定子的多個(gè)槽布置的多個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)件，每個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)件都具有形成磁極的電樞機(jī)構(gòu)，所述磁極被激活并且具有磁極性，所述磁極性相對(duì)于所述多個(gè)槽旋轉(zhuǎn)，并且所述轉(zhuǎn)子耦接到驅(qū)動(dòng)軸以旋轉(zhuǎn)并且產(chǎn)生電流。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中所述定子具有用以屏蔽除了所述定子的每個(gè)槽處之外的定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間的相互作用的屏蔽。
29.根據(jù)權(quán)利要求27或觀的方法，其中每個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)件都具有帶開(kāi)口的屏蔽，所述屏蔽用以屏蔽除了在所述轉(zhuǎn)子構(gòu)件的開(kāi)口和所述定子的槽之間在所述轉(zhuǎn)子構(gòu)件的開(kāi)口處發(fā)生的相互作用之外的定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間的相互作用。
30.根據(jù)權(quán)利要求27-29中的任一項(xiàng)的方法，其中所述屏蔽包括絕緣涂覆電工鋼的疊層片。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中所述屏蔽包括具有疊層鋼的M-15或者M(jìn)-19(規(guī)格 29或者規(guī)格26)。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中所述屏蔽包括高導(dǎo)磁合金片，其中將碳鋼疊層到每個(gè)線槽之間的定子的表面作為用于將定子內(nèi)的磁極與轉(zhuǎn)子的磁極分離的組件之一。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中所述高導(dǎo)磁合金片的厚度的范圍為0.05至0. 01英寸并且疊層的碳鋼的厚度的范圍為0. 03至0. 09。
34.根據(jù)權(quán)利要求27-33中的任一項(xiàng)的方法，其中所述定子是環(huán)形的。
35.根據(jù)權(quán)利要求27-34中的任一項(xiàng)的方法，其中槽的數(shù)目是48個(gè)線槽。
36.根據(jù)權(quán)利要求27-35中的任一項(xiàng)的方法，其中所述槽位于所述定子的內(nèi)徑上。
37.根據(jù)權(quán)利要求27-35中的任一項(xiàng)的方法，其中所述槽位于所述定子的外徑上。
38.根據(jù)權(quán)利要求27-37中的任一項(xiàng)的方法，其中所述定子和轉(zhuǎn)子以適當(dāng)?shù)娜∠蛴芍窝b置支撐。
39.根據(jù)權(quán)利要求27-38中的任一項(xiàng)的方法，其中將所述感應(yīng)線圈纏繞到所述定子的絕緣槽中。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的方法，其中所述感應(yīng)線圈以有序的順序和樣式連接，以允許產(chǎn)生單相、兩相、三相或者其它適當(dāng)相的電力電氣相。
41.根據(jù)權(quán)利要求27-40中的任一項(xiàng)的方法，其中所述轉(zhuǎn)子構(gòu)件以指定的順序在每個(gè)定子線槽上方旋轉(zhuǎn)，從而減少所述定子和所述轉(zhuǎn)子的極性力的相互作用。
42.根據(jù)權(quán)利要求27-41中的任一項(xiàng)的發(fā)電機(jī)，其中所述轉(zhuǎn)子構(gòu)件是管狀軸并且支撐在所述軸的端部中的每一個(gè)上的軸承上，所述支撐包含在將所述轉(zhuǎn)子保持為緊鄰所述定子線槽的支撐裝置中。
43.根據(jù)權(quán)利要求27-42中的任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括控制器，用于排序每個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)件中的每個(gè)電樞機(jī)構(gòu)的極性以將磁極打開(kāi)和關(guān)閉并且旋轉(zhuǎn)極性。
44.根據(jù)權(quán)利要求27-43中的任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括對(duì)所述轉(zhuǎn)子排序，從而以與經(jīng)典的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子相同的方式并且在沒(méi)有使用在承載所述磁極的定子內(nèi)部或者外部旋轉(zhuǎn)的機(jī)械轉(zhuǎn)子的情況下，通過(guò)環(huán)繞并且跨過(guò)定子線槽的中性非磁性區(qū)分隔所述磁極。
45.根據(jù)權(quán)利要求27-44中的任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)在48個(gè)線槽定子中使用時(shí)， 對(duì)于兩極轉(zhuǎn)子，將一個(gè)槽轉(zhuǎn)子到下一個(gè)槽轉(zhuǎn)子的取向分離15°，并且對(duì)于四極轉(zhuǎn)子，將一個(gè)槽轉(zhuǎn)子到下一個(gè)槽轉(zhuǎn)子的取向分離7. 5°。
46.根據(jù)權(quán)利要求44或45的方法，進(jìn)一步包括對(duì)轉(zhuǎn)子磁極排序，使得對(duì)于三相48槽四極AC發(fā)電機(jī)，在360。樣式中，八個(gè)線槽由北極磁通覆蓋，之后四個(gè)槽沒(méi)有磁通，之后八個(gè)槽被南極磁通覆蓋，之后四個(gè)槽沒(méi)有磁通，之后八個(gè)槽由北極磁通覆蓋，之后四個(gè)槽沒(méi)有磁通，之后八個(gè)槽被南極磁通覆蓋，之后四個(gè)槽沒(méi)有磁通。
47.根據(jù)權(quán)利要求44-46中的任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)連接到由諸如電機(jī)或者渦輪的驅(qū)動(dòng)源驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的軸驅(qū)動(dòng)排序的轉(zhuǎn)子。
48.根據(jù)權(quán)利要求44-47中的任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括將磁化槽轉(zhuǎn)子緊鄰所述定子的線槽放置，所述槽轉(zhuǎn)子可以由永磁供電的轉(zhuǎn)子或者由帶有電磁轉(zhuǎn)子的電磁供電的轉(zhuǎn)子構(gòu)成。
49.根據(jù)權(quán)利要求27-48中的任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括組裝用于利用電刷和滑環(huán)供電兩極或四極磁性轉(zhuǎn)子的機(jī)構(gòu)，所述電刷和滑環(huán)被排序?yàn)橹挥性谡戏浇?jīng)過(guò)的磁極被電氣激勵(lì)并且當(dāng)離開(kāi)線槽時(shí)關(guān)閉，從而沒(méi)有不想要的和不利的槽轉(zhuǎn)子之間的相互作用。
50.根據(jù)權(quán)利要求27-49中的任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括一機(jī)構(gòu)，其用于通過(guò)固態(tài)機(jī)構(gòu)或者主換向器機(jī)構(gòu)排序槽轉(zhuǎn)子以開(kāi)啟和關(guān)閉磁極以獲得想要的效果。
51.根據(jù)權(quán)利要求27-50中的任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括將轉(zhuǎn)子構(gòu)件布置為通過(guò)DC電池供電，所述DC電池通過(guò)整流器從發(fā)電機(jī)輸出和/或電網(wǎng)充電。
52.根據(jù)權(quán)利要求27-51中的任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)方波可變速度控制器驅(qū)動(dòng)的電氣三相驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述方波可變速度控制器通過(guò)DC電池供電，所述DC電池通過(guò)整流器從高效率發(fā)電機(jī)輸出和/或電網(wǎng)再充電。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種方法、裝置和系統(tǒng)，用于將通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸輸入到發(fā)電機(jī)的大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)換為可以使用的電力輸出，通過(guò)分離定子磁極和轉(zhuǎn)子磁極之間的破壞性相互作用力，在全負(fù)載時(shí)允許大約80％的附加電能的釋放，上述電能在傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)中被這些相互作用耗散，從而將其潛在效率減少了大約80％。更具體地，傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)的典型的電樞和定子被替換為具有位于定子的外周上暴露定子的感應(yīng)線圈繞組的線槽的定子。轉(zhuǎn)子具有緊鄰定子的多個(gè)槽布置的多個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)件，其中每個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)件都具有形成磁極的電樞，所述磁極被激活并且具有磁極性，所述磁極性相對(duì)于所述多個(gè)槽旋轉(zhuǎn)，并且所述轉(zhuǎn)子耦接到驅(qū)動(dòng)軸以旋轉(zhuǎn)并且產(chǎn)生電流。提供屏蔽以減少阻滯并提高效率。
文檔編號(hào)H02K16/00GK102273053SQ201080004443
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月12日
發(fā)明者羅伯特·雷·霍爾庫(kù)姆 申請(qǐng)人:瑞戴姆蒂夫科技有限公司