改进的多通道电动马达/发电机制造技术

公开了用于马达/发电机的各种实施例，其中定子是线圈组件，转子是环形磁筒通道，或者其中转子是线圈组件，定子是环形磁筒通道。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的多通道电动马达/发电机相关申请本申请要求享有2015年6月28日提交的题为“AnImprovedElectricMotor/Generator”的美国申请号62/185,637；2016年1月27日提交的题为“AnImprovedMulti-TunnelElectricMotorGenerator”的美国申请号15/008,431；2016年4月8日提交的题为“ANIMPROVEDMULTI-TUNNELELECTRICMOTOR/GENERATOR”的PCT申请号PCT/US15/26776的优先权日，这些申请的公开内容通过引用包含于此以用于所有目的。本申请与以下美国专利申请一起被共同拥有：2015年9月25日提交的题为“AnImprovedBrushlessElectricMotor/Generator”的美国专利申请号14/866,788；2015年9月25日提交的题为“AnImprovedBrushedElectricMotor/Generator”的美国专利申请号14/866,787；2015年1月29日提交的题为“AnImprovedBrushlessElectricMotor/Generator”的美国申请号14,608,232；以及2013年3月20日提交的题为“AnImprovedDCElectricMotor/GeneratorwithEnhancedPermanentMagneticFluxDensities”的美国申请序列号13/848,048，这些申请的公开内容通过引用包含于此用于所有目的。
本专利技术总体上涉及一种新的和改进的电动马达/发电机，并且尤其是涉及一种用于从电磁马达产生旋转运动或从旋转运动输入生成电力的改进的系统和方法。
技术介绍
非常典型地，通过磁场和载流导体的相互作用，电动马达使用电能产生机械能。1821年，由英国科学家迈克尔·法拉第(MichaelFaraday)第一次演示了通过电磁方式将电能转化成机械能，并且随后通过亨德里克·洛伦兹(HendrikLorentz)的工作来量化。当诸如电子的电荷载体运动通过空间或在电导体内运动时产生磁场。由运动的电荷载体(电流)产生的磁通线的几何形状与静电场中的磁通线的形状相似。磁通量通过大多数金属产生很小的影响或不产生影响，但存在一些例外，特别是铁和镍。这两种金属以及含有它们的合金和混合物已知为铁磁材料，这是因为它们可以用于聚集磁通线。在传统的电动马达中，当施加电流时，被紧密包裹的载流材料的中央芯在磁体的固定极(已知为定子)之间高速转动或旋转而产生磁极(已知为转子)。该中央芯被典型地联接至也随转子一起旋转的轴。该轴可以用于驱动旋转式机器中的齿轮和轮和/或将旋转运动转化成直线运动。发电机通常是基于电磁感应原理，它是由迈克尔·法拉第在1831年发现的。法拉第发现，当导电材料(例如，铜)运动通过磁场(或反之亦然)时，电流将开始流过该材料。这种电磁效应将电压或电流感应到运动导体中。目前的发电装置，诸如旋转式交流发电机/发电机和线性交流发电机，依靠法拉第的发现来发电。事实上，旋转式发电机本质上是围绕非常大的磁体的内部转动的非常大量的线。在这种情况下，线的线圈被称为电枢，这是因为它们相对于固定磁体(其被称为定子)运动。典型地，运动部件被称为电枢，固定部件称为定子或多个定子。当今使用的旋转式马达和发电机产生或利用正弦时变电压。这种波形是这些装置的操作所固有的。就传统的马达而言，必须施加充分量级的脉冲电流以产生给定的转矩/马力。马力输出和效率则是设计、电力输入功率加损耗的函数。就传统的发电机而言，当转子旋转时，产生电流。所产生的功率是通量强度、导体尺寸、极片数量和转速RPM的函数。在马达或发电机中，某种形式的能量驱动转子的旋转和/或运动。随着能量变得更加稀缺和昂贵，需要更高效的马达和发电机来降低能耗，从而降低成本。
技术实现思路
响应于这个和其他问题，提出了在本申请中公开的各种实施例，包括通过使用多个磁通道的永磁体操纵来增加磁通量密度的方法和系统。公开了用于马达/发电机的各种实施例，其包括：环形磁筒，所述环形磁筒包括围绕轴向轴线径向布置以形成圆形路径的第一磁通道区段，其中，所述第一磁通道节段包括：第一侧磁壁，其具有大体指向第一磁通道区段的内部的磁极取向；第一相对侧磁壁，其具有大体指向第一磁通道区段的内部的磁极取向并且沿轴向轴线定位成与第一侧磁壁相距预定距离；第一内磁壁，其大体沿基本轴向方向跨于第一侧磁壁与第一相对侧磁壁之间，并且具有大体指向第一磁通道区段的内部的磁极取向；第一外磁壁，其大体沿轴向方向跨于第一侧磁壁与第一相对侧磁壁之间，定位成径向远离第一内磁壁，并且具有大体指向第一磁通道区段的内部的磁极取向；其中，形成第一内磁壁的磁体和形成第一侧磁壁的磁体的相同磁极沿与形成第一外磁壁的磁体和形成第一相对环形磁壁的磁体的相同磁极相反的方向取向；和线圈组件，其定位在圆形路径内并适于相对于环形磁筒运动。其他实施例可以包括上述内容，其中，环形磁筒进一步包括围绕轴向轴线径向布置的第二磁通道区段，所述第二磁通道区段邻近第一磁通道区段定位以形成圆形路径，其中，第二磁通道区段包括：第二侧磁壁，其具有大体指向第二磁通道区段的内部的磁极取向；第二相对侧磁壁，其具有大体指向第二磁通道区段的内部的磁极取向并且沿着轴向轴线定位成与第二侧磁壁相距预定距离；第二内磁壁，其大体沿基本轴向方向跨于第二侧磁壁与第二相对侧磁壁之间，并具有大体指向第二磁通道区段的内部的磁极取向；第二外磁壁，其沿轴向方向大体跨于第二侧磁壁与第二相对侧磁壁之间，沿径向远离第二内磁壁定位，并且具有大体指向第二磁通道区段的内部的磁极取向；其中，形成第二内磁壁的磁体和形成第二侧磁壁的磁体的相同磁极沿与形成第二外磁壁的磁体和形成第二相对环形磁壁的磁体的相同磁极相反的方向定向，以及形成第二磁通道区段的磁体的相同磁极沿与形成第一磁通道区段的磁体的相同磁极相反的方向定向。其他实施例可以包括上述内容，其中，线圈组件还包括：环形芯；多个齿，其径向地定位在环形芯周围并且从环形芯延伸以形成多个狭槽；和多个线圈绕组，其中所述多个线圈绕组中的每个线圈绕组定位在所述多个狭槽中的狭槽内。其他实施例可以包括上述内容，还包括大体围绕环形磁筒的背铁回路。其他实施例可以包括上述内容，还包括限定在背铁回路中的纵向凹槽，用于定位和支撑形成第一外磁壁和第一内磁壁的磁体。其他实施例可以包括上述内容，还包括联接至线圈组件的毂和联接至毂的轴。其他实施例可以包括上述内容，还包括联接至环形磁筒的毂和联接至毂的轴。其他实施例可以包括上述内容，还包括限定在环形磁筒中的外周向狭槽，以允许结构支撑件和/或电导体的通过。其他实施例可以包括上述内容，还包括限定在环形磁筒中的内周向狭槽，以允许结构支撑件和/或电导体的通过。其他实施例可以包括上述内容，还包括限定在环形磁筒中的侧圆形狭槽，以允许结构支撑件和/或电导体的通过。其他实施例可以包括上述内容，还包括用于防止通道内部中的磁通力通过狭槽逃逸的部件。其他实施例可以包括上述内容，还包括：支撑环，其联接至线圈组件并且部分地延伸穿过侧圆形狭槽；第一端板，其联接至支撑环。其他实施例可以包括上述内容，还包括：轴，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转式马达/发电机，包括：环形磁筒，所述环形磁筒包括第一磁通道区段，所述第一磁通道区段围绕轴向轴线径向布置以形成圆形路径，其中，所述第一磁通道节段包括：第一侧磁壁，所述第一侧磁壁具有大体指向第一磁通道区段的内部的磁极取向；第一相对侧磁壁，所述第一相对侧磁壁具有大体指向第一磁通道区段的内部的磁极取向并且沿所述轴向轴线定位成与第一侧磁壁相距一预定距离；第一内磁壁，所述第一内磁壁沿基本轴向方向大体跨于第一侧磁壁与第一相对侧磁壁之间，并且具有大体指向第一磁通道区段的内部的磁极取向；第一外磁壁，所述第一外磁壁沿轴向方向大体跨于第一侧磁壁与第一相对侧磁壁之间，定位成径向远离第一内磁壁，并且具有大体指向第一磁通道区段的内部的磁极取向；其中，形成第一内磁壁的磁体和形成第一侧磁壁的磁体的相同磁极沿与形成第一外磁壁的磁体和形成第一相对环形磁壁的磁体的相同磁极相反的方向取向；和线圈组件，所述线圈组件定位在所述圆形路径内并适于相对于环形磁筒移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.28 US 62/185,637;2016.01.27 US 15/008,431;1.一种旋转式马达/发电机，包括：环形磁筒，所述环形磁筒包括第一磁通道区段，所述第一磁通道区段围绕轴向轴线径向布置以形成圆形路径，其中，所述第一磁通道节段包括：第一侧磁壁，所述第一侧磁壁具有大体指向第一磁通道区段的内部的磁极取向；第一相对侧磁壁，所述第一相对侧磁壁具有大体指向第一磁通道区段的内部的磁极取向并且沿所述轴向轴线定位成与第一侧磁壁相距一预定距离；第一内磁壁，所述第一内磁壁沿基本轴向方向大体跨于第一侧磁壁与第一相对侧磁壁之间，并且具有大体指向第一磁通道区段的内部的磁极取向；第一外磁壁，所述第一外磁壁沿轴向方向大体跨于第一侧磁壁与第一相对侧磁壁之间，定位成径向远离第一内磁壁，并且具有大体指向第一磁通道区段的内部的磁极取向；其中，形成第一内磁壁的磁体和形成第一侧磁壁的磁体的相同磁极沿与形成第一外磁壁的磁体和形成第一相对环形磁壁的磁体的相同磁极相反的方向取向；和线圈组件，所述线圈组件定位在所述圆形路径内并适于相对于环形磁筒移动。2.根据权利要求1所述的旋转式马达/发电机，其中，环形磁筒进一步包括第二磁通道区段，所述第二磁通道区段围绕所述轴向轴线径向布置并邻近第一磁通道区段定位，以形成圆形路径，其中，第二磁通道区段包括：第二侧磁壁，所述第二侧磁壁具有大体指向第二磁通道区段的内部的磁极取向；第二相对侧磁壁，所述第二相对侧磁壁具有大体指向第二磁通道区段的内部的磁极取向并且沿所述轴向轴线定位成与第二侧磁壁相距所述预定距离；第二内磁壁，所述第二内磁壁沿基本轴向方向大体跨于第二侧磁壁与第二相对侧磁壁之间，并具有大体指向第二磁通道区段的内部的磁极取向；第二外磁壁，所述第二外磁壁沿轴向方向大体跨于第二侧磁壁与第二相对侧磁壁之间，定位成径向远离第二内磁壁，并且具有大体指向第二磁通道区段的内部的磁极取向；其中，形成第二内磁壁的磁体和形成第二侧磁壁的磁体的相同磁极沿与形成第二外磁壁的磁体和形成第二相对环形磁壁的磁体的相同磁极相反的方向定向，以及形成第二磁通道区段的磁体的相同磁极沿与形成第一磁通道区段的磁体的相同磁极相反的方向定向。3.根据权利要求1所述的旋转式马达/发电机，其中，线圈组件还包括：环形芯；多个齿，所述多个齿径向地定位在环形芯周围并且从环形芯延伸以形成多个狭槽；和多个线圈绕组，其中所述多个线圈绕组中的每个线圈绕组定位在所述多个狭槽中的狭槽内。4.根据权利要求1所述的旋转式马达/发电机，还包括大体围绕环形磁筒的背铁回路。5.根据权利要求4所述的旋转式马达/发电机，还包括限定在背铁回路中的纵向凹槽，用于定位和支撑形成第一外磁壁和第一内磁壁的磁体。6.根据权利要求1所述的旋转式马达/发电机，还包括联接至线圈组件的毂和联接至毂的轴。7.根据权利要求1所述的旋转式马达/发电机，还包括联接至环形磁筒的毂和联接至毂的轴。8.根据权利要求1所述的旋转式马达/发电机，还包括限定在环形磁筒中的外周向狭槽，以允许结构支撑件和/或电导体的通过。9.根据权利要求1所述的旋转式马达/发电机，还包括限定在环形磁筒中的内周向狭槽，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·E·亨斯泰布勒，
申请(专利权)人：凌力尔特实验室股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US