改进的多通道的电动马达/发电机制造技术

本发明专利技术公开了用于一种新颖的并且改进的电动马达/发电机的各种实施例，具体地，公开了一种马达/发电机，其包括：径向地定位在线圈组件的狭槽内的多个线圈，形成用于线圈组件的相对旋转路径的多个磁通道，其中，形成每个磁通道的多个磁体全部具有同性极，所述同性极向内面朝磁通道的内部或向外背离磁通道的内部，使得任何磁通道的每个磁场都具有与相邻的磁通道的磁场的极性相反的极性。

【技术实现步骤摘要】
改进的多通道的电动马达/发电机本申请是名称为“改进的多通道的电动马达/发电机”、国际申请日为2016年4月8日、国际申请号为PCT/US2016/026776、国家申请号为201680033171.1的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉参考本申请要求享有2015年6月9日提交的题为“AnImprovedMulti-TunnelElectricMotor/Generator”的美国临时专利申请序列号62/173,349；2015年5月28日提交的题为“AnImprovedMulti-TunnelElectricMotor/Generator”的美国临时专利申请序列号62/167,412；以及2015年4月8日提交的题为“AMulti-TunnelElectricMotor/Generator”的美国临时专利申请序列号62/144,654的申请日期的权益，其全部公开内容通过参考包含于此以用于所有目的。本申请也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，其公开内容通过参考包含于此用于所有目的。
本专利技术总体上涉及一种新颖的并且改进的电动马达/发电机，并且具体地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发电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。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到也随转子一起旋转的轴。然后，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，并且固定部件称为定子或多个定子。在大多数常规的马达(线性和旋转两者)中，足够的合适极性的功率必须在正确的时间下被脉冲调制以在每个极段处提供相对(或吸引)的力来产生特定转矩。在常规的马达中，在任何给定的瞬间处，仅线圈极片的部分正积极地提供转矩。就常规的马达而言，必须施加充分量级的脉冲电流以产生给定的转矩/马力。马力输出和效率继而是设计、电力输入功率加损耗的函数。就常规的发电机而言，当转子旋转时，产生电流。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。然而，输出是正弦输出，其固有地具有与常规的电动马达的损耗类似的损耗。具体地，脉冲时变磁场产生不期望的效应和损耗，即，铁磁滞损耗，反EMF，电感反冲，涡电流，浪涌电流，转矩波动，热损耗，齿槽效应，电刷损耗，有刷设计中的较高磨损，换向损耗和永磁体的磁性抖振。在许多情况下，使用复杂的控制器代替机械换向以解决这些效应中的某些。另外地，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。随着能源变得更为稀缺和昂贵，需要的是更高效的马达和发电机以降低能量消耗，并且因此降低成本。
技术实现思路
响应于这些和其它问题，提出了在本申请中公开的各种实施例，包括使用多个磁通道通过永磁体操纵来增大通量密度的方法和系统。公开了用于一种马达/发电机的各种实施例，所述马达/发电机包括：径向地定位在线圈组件的狭槽内的多个线圈，形成用于线圈组件的相对旋转路径的多个磁通道，其中，形成每个磁通道的多个磁体全部具有同性极，所述同性极向内面朝磁通道的内部或向外背离磁通道的内部，使得任何磁通道的每个磁场都具有与相邻的磁通道的磁场的极性相反的极性。结合附图，从以下详细的描述将更为清楚地理解这些和其它特征和优点。重要的是注意到附图并不旨在表现本专利技术的唯一方面。附图说明图1A是根据本公开的某些方面的马达/发电机部件的一个实施例的分解图。图1B是图1A的马达/发电机部件的某些元件的详细分解图。图2是在图1A中所示的马达/发电机部件的磁性圆筒/定子元件或磁性圆筒/转子元件的详细等距视图。图3是图2的磁性圆筒/定子元件或磁性圆筒/转子元件的分解图。图4A是部分线圈组件元件的等距视图。图4B是在图4A中所示的部分线圈组件元件的单个齿元件的详细透视图。图4C是在图4A中所示的部分线圈组件元件的单个齿元件的可替代实施例的详细透视图。图4D是联接到多个线圈绕组的图4A的部分线圈组件元件的等距视图。图4E是线圈组件的等距视图。图5示出超环面的磁性圆筒的一个实施例。图6示出超环面的磁性圆筒的概念的二维径向段。图7A是在图5中所示的超环面的磁性圆筒的径向部分或径向段的一个实施例的详细等距视图。图7B是在图7A中所示的径向部分或径向段的一个实施例的详细等距视图，其中添加了方向箭头。图7C是在图7A中所示的径向部分或径向段的一个实施例的详细等距视图，其中添加了图4E中所示的线圈组件的部分。图7D示出定位在图5的超环面的磁性圆筒内的图4E的线圈组件的一个实施例。图8示出联接到背铁回路的图7D的磁性圆筒，其中侧背铁回路的部分定位在分解图中以用于清楚。图9A是联接到附加结构以形成马达/发电机的图8的背铁回路和磁性圆筒的分解图。图9B是联接到附加结构以形成马达/发电机的图8的背铁回路和磁性圆筒的等距视图。图10是图9A和图9B的马达/发电机的可替代分解图，其示出固定元件和旋转元件。图11是转子毂和马达/发电机的某些元件的透视图。具体实施方式以下描述了部件、信号、消息、协议和布置的具体示例以简化本公本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动马达/发电机，所述电动马达/发电机包括：/n围绕纵向轴线定位的超环面的磁性圆筒，所述超环面的磁性圆筒至少包括：/n第一通道段，所述第一通道段包括：/n具有纵向长度的磁性圆筒外壁，/n磁性圆筒内壁，/n具有第一径向长度的第一磁性侧壁，/n具有第二径向长度的第二磁性侧壁，/n其中，所述磁性圆筒外壁、所述磁性圆筒内壁、所述第一磁性侧壁和所述第二磁性侧壁被定位以形成第一内部腔体并且所述磁性圆筒外壁、所述磁性圆筒内壁、所述第一磁性侧壁和所述第二磁性侧壁都被定位成使其同性磁极面对所述第一内部腔体，/n其中，所述磁性圆筒外壁的纵向长度大于所述第一磁性侧壁的第一径向长度或所述第二磁性侧壁的第二径向长度，/n相邻的通道段，所述相邻的通道段包括：/n具有第二纵向长度的第二磁性圆筒外壁，/n第二磁性圆筒内壁，/n具有第三径向长度的第三磁性侧壁，/n具有第四径向长度的第四磁性侧壁，/n其中，所述第二磁性圆筒外壁、所述第二磁性圆筒内壁、所述第三磁性侧壁和所述第四磁性侧壁形成第二内部腔体并且所述第二磁性圆筒外壁、所述第二磁性圆筒内壁、所述第三磁性侧壁和所述第四磁性侧壁都被定位成使其同性磁极背离所述第二内部腔体，并且/n其中，所述第二磁性圆筒外壁的第二纵向长度大于所述第三磁性侧壁的第三径向长度或所述第四磁性侧壁的第四径向长度，/n围绕所述纵向轴线定位在所述超环面的磁性圆筒内的线圈组件，所述线圈组件包括：/n芯，所述芯至少部分地定位在所述第一内部腔体和所述第二内部腔体内，/n多个径向齿，所述多个径向齿从所述芯纵向地且径向地延伸以在所述径向齿之间形成多个狭槽，/n定位在所述狭槽内的多个线圈，并且/n所述超环面的磁性圆筒能够相对于所述线圈组件旋转。/n...

【技术特征摘要】
20150408 US 62/144,654;20150528 US 62/167,412;20151.一种电动马达/发电机，所述电动马达/发电机包括：
围绕纵向轴线定位的超环面的磁性圆筒，所述超环面的磁性圆筒至少包括：
第一通道段，所述第一通道段包括：
具有纵向长度的磁性圆筒外壁，
磁性圆筒内壁，
具有第一径向长度的第一磁性侧壁，
具有第二径向长度的第二磁性侧壁，
其中，所述磁性圆筒外壁、所述磁性圆筒内壁、所述第一磁性侧壁和所述第二磁性侧壁被定位以形成第一内部腔体并且所述磁性圆筒外壁、所述磁性圆筒内壁、所述第一磁性侧壁和所述第二磁性侧壁都被定位成使其同性磁极面对所述第一内部腔体，
其中，所述磁性圆筒外壁的纵向长度大于所述第一磁性侧壁的第一径向长度或所述第二磁性侧壁的第二径向长度，
相邻的通道段，所述相邻的通道段包括：
具有第二纵向长度的第二磁性圆筒外壁，
第二磁性圆筒内壁，
具有第三径向长度的第三磁性侧壁，
具有第四径向长度的第四磁性侧壁，
其中，所述第二磁性圆筒外壁、所述第二磁性圆筒内壁、所述第三磁性侧壁和所述第四磁性侧壁形成第二内部腔体并且所述第二磁性圆筒外壁、所述第二磁性圆筒内壁、所述第三磁性侧壁和所述第四磁性侧壁都被定位成使其同性磁极背离所述第二内部腔体，并且
其中，所述第二磁性圆筒外壁的第二纵向长度大于所述第三磁性侧壁的第三径向长度或所述第四磁性侧壁的第四径向长度，
围绕所述纵向轴线定位在所述超环面的磁性圆筒内的线圈组件，所述线圈组件包括：
芯，所述芯至少部分地定位在所述第一内部腔体和所述第二内部腔体内，
多个径向齿，所述多个径向齿从所述芯纵向地且径向地延伸以在所述径向齿之间形成多个狭槽，
定位在所述狭槽内的多个线圈，并且
所述超环面的磁性圆筒能够相对于所述线圈组件旋转。


2.根据权利要求1所述的电动马达/发电机，其中，所述多个径向齿中的每个齿都具有沿着切线方向延伸的一对内部翅片和一对外部翅片。


3.根据权利要求1所述的电动马达/发电机，其中，所述线圈组件由软磁材料形成。


4.根据权...

【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