旋转电磁装置制造方法及图纸

提出了电磁装置。该装置包括：定子；间隙，其包括多个间隙区域；及转子，其布置成在间隙中相对于定子移动。定子和转子中的一个包括导体阵列，其具有一个或更多个导体，一个或更多个导体中的每一个被配置成承载相应的电流流动方向上的电流。定子和转子中的另一个包括通量引导组件，其具有多个通量引导区段，多个通量引导区段中的每一个被布置成与至少一个其他通量引导区段相邻，并且多个通量引导区段中的每一个被配置成促成围绕相应的通量引导区段的循环磁通量路径。每对相邻的通量引导区段围绕多个间隙区域的共用间隙区域布置，并被配置成引导相应的循环磁通量路径的至少一部分沿基本上与电流流动方向垂直的基本相似的通量方向穿过共用间隙区域。

Rotating electromagnetic device

An electromagnetic device is put forward. The device consists of a stator, a gap, and a plurality of clearance areas, and a rotor arranged in the clearance relative to the stator. One of the stator and rotor includes a conductor array, which has one or more conductors, and each of one or more conductors is configured to carry the corresponding current in the direction of the current flow. Another of the stator and rotor in the flux guide assembly, having a plurality of flux guide section, a plurality of flux guide section each is arranged with at least one other flux guide section is adjacent, and a plurality of flux guide section each configured to facilitate circulation flux path around the corresponding flux guide section. \u6bcf\u5bf9\u76f8\u90bb\u7684\u901a\u91cf\u5f15\u5bfc\u533a\u6bb5\u56f4\u7ed5\u591a\u4e2a\u95f4\u9699\u533a\u57df\u7684\u5171\u7528\u95f4\u9699\u533a\u57df\u5e03\u7f6e\uff0c\u5e76\u88ab\u914d\u7f6e\u6210\u5f15\u5bfc\u76f8\u5e94\u7684\u5faa\u73af\u78c1\u901a\u91cf\u8def\u5f84\u7684\u81f3\u5c11\u4e00\u90e8\u5206\u6cbf\u57fa\u672c\u4e0a\u4e0e\u7535\u6d41\u6d41\u52a8\u65b9\u5411\u5782\u76f4\u7684\u57fa\u672c\u76f8\u4f3c\u7684\u901a\u91cf\u65b9\u5411\u7a7f\u8fc7\u5171\u7528\u95f4\u9699\u533a\u57df\u3002

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转电磁装置
本专利技术涉及在磁场中使用旋转元件的电磁装置，特别地涉及放置在磁场中的载流条/绕组的变化以及通过这些载流条/绕组的电流的应用。
技术介绍
电测理论较好理解的方面在于：当电流经过简单的条状导体时，电流感生出与电流流动方向垂直的磁场。作为该感生磁场的结果，构成电流的移动电荷中的每个移动电荷都受到力。施加在移动电荷中的每一个上的力生成转矩。正是该原理支持诸如马达和发电机之类的装置。大多数典型的DC电机包括三个主要部件，即，定子、电枢/转子和换向器。定子通常提供磁场，该磁场与电枢中感生的场相互作用以产生运动。换向器用来每半个周期使电枢中流动的电流换向，从而使电枢中的场换向，进而保持电枢在场内沿一个方向旋转。最简单形式的DC马达可以用以下三种关系来描述：ea＝KΦωV＝ea+RaiaT＝KΦia其中，ea是反电动势，V是施加至马达的电压，T是转矩，K是马达常数，Φ是磁通量，ω是马达的转速，Ra是电枢电阻，并且ia是电枢电流。典型马达中的磁场是静止的(在定子上)并且由永磁体或由线圈产生。当电流施加至电枢/转子时，电枢中的每个导体上的力由F＝ia×B×l给出。反电动势由于作为电枢内的导体旋转通过静止场的结果的通量变化的相对速率而生成。因此，电枢电压回路包含反电动势以及绕组中的电阻损耗。因此，在转矩与磁通量和电流的乘积成比例的情况下，DC马达的速度控制主要通过施加至电枢的电压V来进行。因此，为了使DC马达中的转矩最大化，可以认为这仅与增大磁场或增大所供给的电流有关。然而，在实践中存在限制。例如，能够经由永磁体生成的磁场的大小受到许多因素的限制。为了从永磁体产生相当大的场，磁体的物理尺寸相对较大(例如，230mm的N35磁体能够产生几千高斯(kG)的磁场)。值得注意地，利用多个磁体可以产生较大的场，磁体的尺寸和数目同样增大了系统的整体尺寸和重量。马达的尺寸和重量两者都是诸如电力推进系统之类的应用中的关键设计考虑因素。利用标准导线线圈可以生成较大的磁场，但尺寸、重量和发热作用使得标准线圈的使用是不切实际的。需要考虑的对转矩有影响的另一个因素是由电枢/转子内产生的涡流引起的阻力的产生。在磁场中存在时间变化、通过导体的磁场发生变化或者由于磁场源与导电材料的相对运动而变化时，发生涡流。涡流根据楞次定律感生反抗原始磁场变化的磁场，从而引起导体与磁体之间的排斥力或阻力。在假定材料和场均匀且忽略集肤效应的简单导体的情况下，由涡流引起的功率损失(P)可以通过下式计算：其中，Bp是峰值通量密度，d是导线的粗度或直径，ρ是电阻率，σ是电导率，μ是磁导率，f是频率(场的变化)，以及穿透深度(D)。从上面的等式可以看出，随着磁场的增大，涡流的大小和效应增大，即，磁场越高，因涡流而产生的阻力越大。除了场强之外，电枢中的导电元件的电阻率和厚度也是影响因素。对电枢中的导电元件的材料的选择会极大地影响能够施加至电枢的电流量。这些基本性能和功能是寻求具有较高效率的改进装置的持续发展的焦点。本说明书中对任何现有技术的引用并非也不应被视为对现有技术形成公共常识的一部分的认可或任何形式的暗示。
技术实现思路
本专利技术的方面涉及电磁装置比如电磁马达或发电机，该电磁装置可以至少部分地克服上述缺点中的至少一个缺点，或者为消费者提供有用的或商业的选择。根据本专利技术的一方面，提供了一种电磁装置。该电磁装置包括：定子；间隙，该间隙包括多个间隙区域；以及转子，该转子布置成在间隙中相对于定子移动。定子和转子中的一个包括具有一个或更多个导体的导体阵列，所述一个或更多个导体中的每一个被配置成承载相应的电流流动方向上的电流，定子和转子中的另一个包括具有多个通量引导区段的通量引导组件，所述多个通量引导区段中的每一个布置成与至少一个其他通量引导区段相邻，并且所述多个通量引导区段中的每一个被配置成促成围绕相应的通量引导区段的循环磁通量路径。每对相邻的通量引导区段围绕所述多个间隙区域的共用间隙区域布置，并且被配置成引导相应的循环磁通量路径的至少一部分沿基本上垂直于电流流动方向的基本上相似的通量方向穿过共用间隙区域。相邻的通量引导区段进一步被配置成将相应的循环磁通量路径从所述多个间隙区域中的其他间隙区域向共用间隙区域再引导，或者将相应的循环磁通量路径从共用间隙区域向所述多个间隙区域中的其他间隙区域再引导。相邻的通量引导区段包括共用工作元件，该共用工作元件被配置成将磁通量引导到共用间隙区域中并且引导离开共用间隙区域。每个相邻的通量引导区段均包括再引导元件，该再引导元件被配置成从共用间隙区域接收磁通量或者向共用间隙区域传送磁通量，并且将磁通量向其他间隙区域中的相应一个间隙区域再引导或者从其他间隙区域中的相应一个间隙区域再引导磁通量。与由再引导元件引导的磁通量的强度相比，由共用工作元件引导的磁通量的强度可以被增强。在一些实施方式中，共用工作元件包括放置在共用间隙区域的相反侧的两个电磁线圈。在一些实施方式中，再引导元件包括单个电磁线圈，该单个电磁线圈被配置成引导磁通量沿与转子的旋转相切的方向穿过单个电磁线圈。在其他实施方式中，再引导元件包括各自放置在间隙的相反侧的两个电磁线圈。在又一些其他实施方式中，再引导元件包括一个或更多个附加的电磁线圈，所述一个或更多个附加的电磁线圈被配置成将磁通量向单个电磁线圈引导或者从单个电磁线圈引导磁通量。间隙或共用间隙区域的相反侧表示通量引导组件的内侧部分和外侧部分。在一些实施方式中，内侧部分可以包括通量导引件，并且外侧部分可以包括一个或更多个电磁线圈。在其他实施方式中，内侧部分可以包括一个或更多个电磁线圈，并且外侧部分可以包括通量导引件。(一个或更多个)电磁线圈可以包括一个或更多个跑道线圈。在一些实施方式中，共用工作元件包括一个或更多个永磁体，所述一个或更多个永磁体放置在共用间隙区域的相反侧中的每一侧并且大致沿径向方向定向。在这样的实施方式中，再引导元件可以包括一个或更多个永磁体，所述一个或更多个永磁体放置在共用间隙区域的相反侧中的每一侧并且大致沿非径向方向定向。在一些实施方式中，共用工作元件可以包括位于共用间隙区域的第一侧的通量导引件和位于共用间隙区域的相反的第二侧并且大致沿径向方向定向的一个或更多个永磁体。在这些实施方式中，再引导元件可以包括位于共用间隙区域的第一侧的附加的通量导引件以及位于共用间隙区域的相反的第二侧并且大致沿非径向方向定向的一个或更多个附加的永磁体。工作元件和/或再引导元件的永磁体可以被定向成形成一个或更多个海尔贝克(Halbach)阵列或部分海尔贝克阵列。相邻的通量引导区段的相应的循环磁通量路径沿相反的方向循环。例如，相邻的通量引导区段中的一个的磁通量路径可以沿顺时针方向循环，并且相邻的通量引导区段中的另一个的磁通量路径可以沿逆时针方向循环。循环磁通量路径的数目可以等于穿过间隙的磁通量穿越(tranversal)的数目。此外，通量引导区段的数目可以等于间隙区域的数目。还公开了一种磁性齿轮箱，该磁性齿轮箱包括旋转的齿冠和小齿轮转子。齿冠和小齿轮可以各自包括磁性阵列。在一种布置中，磁性阵列可以被顺序地径向磁化。例如，磁性阵列可以形成一个或更多个海尔贝克磁性阵列或部分阵列。附图说明图1是星环形马达/发电机的等距视图，其中，外侧/内侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁装置，包括：定子；间隙，所述间隙包括多个间隙区域；以及转子，所述转子布置成在所述间隙中相对于所述定子移动，其中：所述定子和所述转子中的一个包括具有一个或更多个导体的导体阵列，所述一个或更多个导体中的每一个被配置成承载相应的电流流动方向上的电流，所述定子和所述转子中的另一个包括具有多个通量引导区段的通量引导组件，所述多个通量引导区段中的每一个布置成与至少一个其他通量引导区段相邻，并且所述多个通量引导区段中的每一个被配置成促成围绕相应的通量引导区段的循环磁通量路径，并且每对相邻的通量引导区段围绕所述多个间隙区域的共用间隙区域布置，并且被配置成引导相应的循环磁通量路径的至少一部分沿基本上垂直于所述电流流动方向的基本上相似的通量方向穿过所述共用间隙区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.13 AU 2015902759;2015.09.18 AU 2015903808;1.一种电磁装置，包括：定子；间隙，所述间隙包括多个间隙区域；以及转子，所述转子布置成在所述间隙中相对于所述定子移动，其中：所述定子和所述转子中的一个包括具有一个或更多个导体的导体阵列，所述一个或更多个导体中的每一个被配置成承载相应的电流流动方向上的电流，所述定子和所述转子中的另一个包括具有多个通量引导区段的通量引导组件，所述多个通量引导区段中的每一个布置成与至少一个其他通量引导区段相邻，并且所述多个通量引导区段中的每一个被配置成促成围绕相应的通量引导区段的循环磁通量路径，并且每对相邻的通量引导区段围绕所述多个间隙区域的共用间隙区域布置，并且被配置成引导相应的循环磁通量路径的至少一部分沿基本上垂直于所述电流流动方向的基本上相似的通量方向穿过所述共用间隙区域。2.根据权利要求1所述的电磁装置，其中，所述相邻的通量引导区段包括共用工作元件，所述共用工作元件被配置成将磁通量引导到所述共用间隙区域中并且引导离开所述共用间隙区域。3.根据权利要求1或2所述的电磁装置，其中，所述相邻的通量引导区段还被配置成将相应的循环磁通量路径从所述多个间隙区域中的其他间隙区域向所述共用间隙区域再引导，或者将相应的循环磁通量路径从所述共用间隙区域向所述多个间隙区域中的其他间隙区域再引导。4.根据权利要求3所述的电磁装置，其中，所述相邻的通量引导区段中的每一个包括再引导元件，所述再引导元件被配置成从所述共用间隙区域接收磁通量或者向所述共用间隙区域传送磁通量，并且将磁通量向所述其他间隙区域中的相应一个间隙区域再引导或者从所述其他间隙区域中的相应一个间隙区域再引导磁通量。5.根据权利要求4所述的电磁装置，其中，与由所述再引导元件引导的磁通量的强度相比，由所述共用工作元件引导的磁通量的强度被增强。6.根据权利要求2至5所述的电磁装置，其中，所述共用工作元件包括放置在所述共用间隙区域的相反侧的两个电磁线圈。7.根据权利要求4至6中任一项所述的电磁装置，其中，所述再引导元件包括单个电磁线圈，所述单个电磁线圈被配置成引导磁通量沿与所述转子的旋转相切的方向穿过所述单个电磁线圈。8.根据权利要求4至6中任一项所述的电磁装置，其中，所述再引导元件包括各自放置在所述间隙的相反侧的两个电磁线圈。9.根据权利要求7或8所述的电磁装置，其中，所述再引导元...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·瑟科姆贝，安特·圭纳，雷内·福格，约翰·艾伦·凯尔斯，阿卡迪·马特塞克，
申请(专利权)人：埃龙能量私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG