具有不同磁场强度的多磁变换器制造技术

一种对发电特别有用的动态磁体系统采用每个极性相对的多个磁体（２，４），以便相对于支撑结构（６）单独运动。磁体（２，４）具有与水平静态位置成小于１度的所述磁体的位移临界角，其中至少某些磁体（２，４）具有互相不同的属性。与采用相同磁体的情况相比，由于具有不同的磁场强度，响应于支撑结构的运动为这两个磁体产生更大的运动。磁体运动可以被转换成电信号以便给操作系统供电。可以使用超低摩擦铁磁流体支承来形成磁体和支撑结构之间小于０．０２的静摩擦系数，使得仅通过稍许的支撑结构运动进行有用的发电。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
专利
本专利技术涉及动态磁系统，尤其涉及用于产生电能的多磁系统。相关技术描述移动磁体通过导电线圈会在线圈中产生电流。如果在往复运动中前后移动磁体，则对于每次相继的横穿将使线圈中的电流方向倒转，产生AC电流。已揭示了利用穿过一个或多个线圈的往复磁体运动的几种发电系统。例如，在专利No.5347185的各种实施例中，定位一个、两个或三个稀土磁体相对于一个或更多线圈作线性来回运动。磁体可以固定而线圈如由于波浪作用相对于磁体上下运动，线圈可以固定而磁体如由于气体压力相对于线圈运动，或线圈外壳可由于由一个往复运动构件的带动而被摇动或振动，所有这一切都引起了在线圈中运动的磁体的往复或振荡运动。在一个实施例中，四个磁体被设置成相继在两极方向上位置相对，两个端磁体被固定而中间磁体活动以沿一个管的各个部分来回运动。两个中间磁体由一个中间线圈的载体互相分离，该载体大约有任何一个中间磁体的两倍的宽度。在专利No.5818132中，一个实施例揭示了三个以两极互相面对的方向悬挂在一个垂直管中的运动的磁体和端磁体，其中多个线圈沿管的外侧相隔。为了最大程度地减小运动的磁体和管之间的摩擦，管垂直地取向并上下运动以使磁体相对于线圈运动，因此在线圈中产生电流。但是，垂直的取向和磁体的运动发生干扰，磁体必须克服重力以便相对于管运动。管运动到磁体的耦合因此而减小。专利技术概述本专利技术提供了一种动态的多磁体系统，该系统能实现磁体的支撑结构和给予磁体本身的运动之间更好的耦合。这可以实现对于给定装置尺寸和重量的更好的电输出，并允许磁体为运动被取向于主要水平方向上，从而大大地提升了对所施加的运动的灵敏性。这些改进通过将多个磁体定同为极性相对以便相对于支撑结构单独运动而实现，其中至少某些磁体具有彼此不同的属性。磁体可以具有不同的磁场强度，这可以通过各种手段实现，例如提供具有不同磁化强度或尺寸的磁体。可以使用具有不同程度的磁化强度的相等尺寸磁体、具有相等单位程度的磁化强度的不同尺寸磁体或者这两者的混合物。令人惊讶地，在特定磁场强度比上，与具有它们尺寸的平均值的两个相等磁体相比，对它们的支撑结构所施加的运动的磁体响应更大。磁体优选具有超低摩擦的铁磁流体支承，其形成磁体和支撑结构之间小于0.02的静摩擦系数。铁磁流体优选具有小于10厘泊的粘度，且在特定实施例中包括一种混合异链烷烃酸的轻矿物油媒介。提供超低摩擦支承允许磁体被设置成一般水平定向，这样显著提升它们对施加到支撑结构上的力的灵敏度。采用这种定向，磁体呈现多振荡模式，它们有效地将支撑结构的许多不同的运动耦合成有用的磁体运动。由于一个或更多线圈被设置成使它们的匝由运动磁场切割，就可以产生电信号以便给许多类型的操作系统供电。离开水平静态位置的磁体的位移临界角优选小于1度，并可以通过采用合适的铁磁流体支承而小于10分。通过下文参考附图进行的详尽叙述，在本
熟练的人员将能清楚地理解本专利技术的这些及其他的特征和优点。附图概述附图说明图1是说明使用本专利技术的两个磁体实施例以便向操作系统提供电能的示意图；图2是双磁体实施例的示意图，其中相等尺寸的磁体具有不同的磁化强度；图3是本专利技术的三磁体实施例的示意图；图4是针对相等磁体的双磁体系统的磁体速度作为时间的函数的计算曲线；以及图5和6是使相对能量输出与分别用于强和弱端磁系统的相对磁体质量/磁化强度微分相关的计算图表。 具体实施例方式本专利技术提供用于往复或振荡磁系统中比以前可获得的更有效和柔性的发电性能。通过磁支撑结构离开水平面的非常轻微的运动和/或水平面中的运动，可有效地产生电力。例如，当磁体的支撑结构被握在使用者的手中或在上衣的口袋中时，行走的运动或其他诸如转弯，轻跳，鞠躬，或甚至受到振动的车辆中骑乘的正常运动都能容易地发出有用的电量，而由波浪或风的作用引起的轻微的离开水平的运动也能被用来发电。本专利技术采用相对于公共支撑结构运动的多磁体。并不限于5181132号专利的多磁体系统要求的三磁体，而可以利用几乎是任何数量的磁体，包括偶数。消除了5181132号专利的多磁体系统垂直取向的要求，允许对支撑结构运动更加灵敏的水平磁体运动。图1说明了本专利技术的使用以便向操作系统供电。在该实施例中，两个运动磁体2和4沿采取管形非磁封装外壳6形式的支撑结构的轴线运动。磁体互相两极相对，其面对端为相同的磁极性。这样，当磁体互相接近时，磁体互相排斥。固定磁体8和10定位于封装外壳的相对端，和其各自最近的运动磁体2和4磁极相对。互相面对的运动磁体和端面磁体的两端也是相同的磁极性，从而相邻磁体相互排斥。磁体2被示为具有一单位尺寸，而磁体4被示为包括两个单位尺寸。由于在该实施例中假定所有磁体单元具有相等的磁场强度，磁体4的总磁场强度将是磁体2的两倍。对于与封装外壳的轻微碰撞或轻微离开水平的封装外壳运动，如果磁体和封装外壳之间的静摩擦系数小于约0.02，磁体2和4将沿封装外壳6滑动。响应于相对柔和的封装外壳运动(诸如通过将封装外壳放入上衣口袋中和携带其行走所产生的那些运动)，更高的静摩擦系数一般不发生磁体运动。已发现使用具有超低摩擦支承的互相两极相对的两个磁体极大地增加了磁体运动对封装外壳运动的响应性，它不处于具有单个磁体的封装外壳的固有频率和/或与初始的磁体移动异相。令人惊讶地，已发现当两个磁体具有不同的磁场强度时，与中间磁场强度的两个相等磁体相比，两个磁体都具有对封装外壳运动的更大响应。换句话说，以相等磁场强度的两个磁体开始，在强度比的特定范围上，增加其中一个的强度并减少另一个的强度将使得这两个磁体响应于封装外壳的运动在更快地振荡。该更大的响应性直接增加了采用该系统所可以产生的电量。为了得到所需的低水平摩擦，最好将铁磁流体支承用作磁体和封装外壳之间的界面。铁磁流体是精细分裂的磁性或可磁化微粒的分散体，通常具有约30埃到150埃尺寸范围并被分散在液体载体中。磁性微粒通常被覆盖表面活化剂或分散剂。表面活性剂保证磁性微粒间的固定不变的距离，以克服由Van der Waal力以及磁相互作用引起的吸引力，同时也在被覆盖微粒的外层上提供与液体载体以及周围环境的化学品相协调的化学组成。被用作磁体微粒的铁氧体和三价氧化铁向铁磁流体提供了若干物理和化学属性，包括饱和磁化强度，粘度、磁稳定性和化学稳定性。Ferrotec(USA)Corporation of Nashua，New Hampshire提供了几种类型的铁磁流体。专利6056889号中提供了涉及铁磁流体的制备的专利概述，而铁磁流体支承在滑动磁发电机中的使用在题为“Electrical Generator with FerrofluidBearings(具有铁磁流体的发电机)”，由申请人Jeffray T.Cheung和Hao Xin在和本专利技术同一天申请的共同待批的专利申请10/078724系列号中讨论，该专利申请也被转让予本专利技术的受让人Innovative Technology Licensing，LLC。该共同待批的申请的内容通过引用而结合在本文中。铁磁流体和磁体的特征互相相关。如果磁体有相对低的磁场，就应使用相对高磁化强度的铁磁流体。磁体磁场通常取约500-4000高斯的范围，铁磁流体的磁化强度范围为约50-400高斯。铁磁流体的摩擦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态磁体系统，其特征在于，包括：　　　　支撑结构；以及　　　　多个磁体，它们被定向成极性相对，以相对于所述支撑结构单独运动，至少某些所述磁体具有彼此不同的属性。

【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：张大健，辛皓，
申请(专利权)人：洛克威尔科学许可有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]