用于发电或驱动的直线电机制造技术

直线电机（１０）可以作为交流发电机或电动机。可以提供三个相对于铁芯（１）移动的环形磁体（２１、２２、２３）。这些磁体可能有不同的有磁性取向。两个磁体（２１、２３）可能有沿着平行于轴（３１）的方向取向的北极，沿着所述轴磁体相对于所述铁芯移动。另一个磁体（２２）可能有沿着垂直于所述轴的方向取向的北极。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于发电或驱动的直线电机。
技术介绍
无噪音且有效的发电在多种应用中可能是重要的。举例来说，具有与人非常接近的发电系统的船只和其它空间需要有安静的操作。因此，涡轮、内燃机和其它功率来源往往由于噪音太大不能在这样的应用中使用。然而，自由活塞斯特林发动机操作相当地安静，并且已被用来驱动也称为直线交流发电机的直线电机产生电力。(本文使用的术语“交流发电机”一般是指任何类型的发电装置，无论产生交流电、直流电还是其他形式的电力。除了有内置式整流器提供12伏特直流输出的汽车“交流发电机”之外，术语“交流发电机”将被理解为产生AC(交流电)功率的电机)。这些发电系统借助能有效地在驱动交流发电机的自由活塞斯特林发动机(FPSE)的活塞运动范围之内操作的直线交流发电机通常是最适合的。
技术实现思路
按照本专利技术的一个方面，提供适合用于发电的直线电机。在一个实施方案中，直线电机可能是用自由活塞斯特林发动机或其它直线原动机驱动而产生电力的。按照本专利技术的另一方面，提供适合作为直线电动机使用的直线电机。按照本专利技术的另一方面，直线电机包括适合运送电流的线圈和至少部份地安排在线圈周围为磁通量提供与所述线圈链接的磁阻比较低的路径的铁芯，所述铁芯有中心孔。有纵轴的活动部件适合沿着所述纵轴在所述中心孔中直线往复运动。该活动部件只有沿着所述纵轴安排的第一、第二和第三磁体。第一磁体毗邻第二磁体，第二磁体毗邻第三磁体。第一、第二和第三磁体有各自不同的磁性取向。在一个实施方案中，第一、第二和第三磁体可能是空心的，例如，有环形或多边形的横截面形状。按照本专利技术的另一方面，直线电机包括适合运送电流的线圈和至少部份地安排在线圈周围为磁通量提供与线圈链接的磁阻比较低的路径的铁芯。所述铁芯呈有中心孔的环形形状。活动部件有纵轴适合沿着所述纵轴在所述中心孔中直线往复运动。所述活动部件有三个沿着纵轴安排的彼此相邻的磁体。所述磁体有各自不同的磁性取向，以致毗邻磁体的磁性取向彼此相差在90度之内。软磁材料被放置在磁体之内为所述磁体产生的磁场驱动的通量提供与所述线圈链接的路径。按照本专利技术的另一方面，直线电机包括适合运送电流的线圈和相对于线圈安排的为毗邻所述线圈的磁通量提供路径的铁芯。第一、第二和第三磁体是沿着所述纵轴安排的，以便与所述铁芯中的磁通量相互作用。第一磁体毗邻第二磁体，第二磁体毗邻第三磁体。第一、第二和第三磁体有各自不同的磁性取向，以致磁体之一有垂直于纵轴取向的北极，而另外两个磁体有平行于纵轴取向的北极。有垂直于所述纵轴磁性取向的磁体全都是这样取向的，以致所有这样的磁体的北极要么径向向内要么径向向外，而且至少所述磁体和所述线圈之一是为了相对于另外一个沿着平行于所述纵轴的直线方向移动而安排的。按照本专利技术的另一方面，直线电机包括适合运送电流的线圈和相对于线圈安排的为磁通量提供与所述线圈链接的路径的铁芯。第一、第二和第三磁体是沿着纵轴安排的，以便与在所述铁芯中与所述线圈链接的磁通量相互作用。第一磁体毗邻第二磁体，第二磁体毗邻第三磁体。第一、第二和第三磁体有各自不同的磁性取向，以致磁体之一有垂直于所述纵轴取向的北极，而另外两个磁体有平行于所述纵轴取向的北极。至少所述磁体和所述铁芯-线圈单元之一是为沿着平行于所述纵轴的直线方向相对于对方移动安排的，而且第一、第二和第三磁体每个都有沿着纵向方向大于所述磁体和所述铁芯-线圈单元沿着所述纵轴相对运动的最大量的一半的长度。按照本专利技术的另一方面，直线电机包括适合运送电流的线圈和相对于所述线圈安排的为磁通量提供与所述线圈链接的路径的铁芯，所述铁芯有缝隙。第一、第二和第三磁体是沿着纵轴安排的，以便与在铁芯中与所述线圈链接的磁通量相互作用。第一磁体毗邻第二磁体，第二磁体毗邻第三磁体。第一、第二和第三磁体之一有磁性取向，以致该磁体的北极是平行于纵轴取向的。第四磁体被放置在所述铁芯的缝隙中，而且至少第一、第二和第三磁体和线圈之一是为沿着平行于所述纵轴的直线方向相对于另外一个移动而安排的。第四磁体的磁性取向是为驱策第一、第二和第三磁体之一对准所述铁芯而安排的。按照本专利技术的另一方面，直线电机包括适合运送电流的线圈和至少部份地安排在线圈周围为磁通量提供路径的铁芯。所述铁芯呈有中心孔环形形状并且是由粉末状软磁材料制成的。有纵轴的活动部件适合沿着所述纵轴在所述中心孔中直线往复运动而且有沿着所述纵轴安排的磁体。本专利技术的这些和其它方面从下面的描述将变得明显和/或显而易见。附图说明这些附图不倾向于按比例绘制。在这些附图中，用各种不同的视图举例说明的每个同一的或几乎同一的零部件成份是用相似的数字表示的。为了清楚，并非每个零部件在每幅附图中都被标注出来。在这些附图中图1是依照本专利技术与说明性的功率来源耦合的直线电机的示意图；图2是在图1所示直线电机的剖视图；图3展示在一个说明性的实施方案中可仿效的磁力线；图4是由两部份组成的铁芯的示意图；图5是有在另一个说明性的实施方案中形成铁芯的叠层结构包阵列的铁芯示意图；图6展示有三个环形磁体安装在背衬铁部件上的活动部件；图7展示有由磁体片段形成的环形磁体的活动部件；图8展示依照本专利技术的另一种直线电机的示意图；图9是在图8所示直线电机的剖视图。具体实施例方式本专利技术的各个方面不局限于在下面的描述或说明性的实施方案中陈述的零部件的构造和安排的细节。换句话说，本专利技术的各个方面能够以各种不同的方式被实践或实现。举例来说，下文描述的各种不同的说明性的实施方案是结合发电机进行的。然而，本专利技术的各个方面可以用于直线电动机(例如，能响应装置提供的电信号输出直线机械运动的装置)。另外，在此使用的措辞和术语是为了描述，不应该被看作是限制。“包括”、“包含”、或“有”、“包含”、“包括”及其变化的使用在此意味着囊括其后列出的项目及其同等物以及附加项目。按照本专利技术的一个方面，直线电机包括沿着纵轴在镶嵌在铁磁性电枢铁芯中的电枢线圈的中心孔中移动的活动的永久磁体“场”部件，这些电枢零部件组成电枢单元。铁芯为磁通量提供磁阻比较低的路径，因此增强由场部件产生的线圈磁链。当直线电机充当交流发电机的时候，电力是由于由自由活塞斯特林发动机或其它原动机提供的场部件运动产生的，这种运动导致电枢线圈电压与用永久磁体强化的线圈磁链的瞬时变化速率成比例。电力是在所述感应电压驱动电流通过电力负载之时产生的。线圈电流强化的磁通量和场部件相互作用产生必须靠自由活塞斯特林发动机或其它原动机克服的反作用力。瞬时机械输入功率是用反推力和场部件直线速度两者的瞬时值的乘积给出的。当直线电机充当电动机的时候，机械功率是由于被场部件和受它驱动产生的机械负载的运动强化的推力产生的。被场部件强化的推力与被永久磁体和受电力来源驱动的线圈电流强化的线圈磁链的空间变化速率成比例。在线圈中通过场部件移动感应的电压必须被电力来源克服，以便它可以驱动线圈电流。瞬时的输入电功率是由线圈接线端电压和线圈电流两者的瞬时值的乘积给出的。按照本专利技术的一个方面，活动部件可以包括三个有各不相同的磁性取向的磁体。举例来说，第一磁体可以有沿着平行于纵轴的第一方向取向的北极，第二磁体可以有沿着垂直于纵轴的第二方向取向的北极，而第三磁体可以有沿着平行于纵轴但不同于第一方向的第三方向取向的北极。这样的安排可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直线电机，其中包括：适合输送电流的线圈；至少部份地布置在线圈周围为磁通量提供磁阻比较低的路径的铁芯，所述铁芯有中心孔；以及有纵轴适合在中心孔中沿着所述纵轴直线地往复运动的活动部件，该活动部件只有沿着纵轴安排的第一 、第二和第三磁体，第一磁体毗邻第二磁体，而第二磁体毗邻第三磁体，所述的第一、第二和第三磁体有各自不同的磁性取向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾伦切尔陶克，
申请(专利权)人：蒂艾克思股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]