[发明专利]电机

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2006年7月26日申请的，申请号为11/460149的美国专利申请的部分继续申请。

本申请要求2008年8月15日申请的，申请号为61/188,994的临时专利申请的优先权。

关于联邦资助的研究和开发的声明

不适用

附录

不适用

技术领域

本发明涉及用于产生电流的电机(electric motor)。

背景技术

随着能源成本持续上升和供应逐渐减少，存在对更加有效地使用能源的实质需要，特别是电机。电机为很多设备提供能量，因此对于给定输入的能量，改进从电机输出的功率将意味着能源成本的显著节约。

特别能从改进的电机受益的一个应用是风力涡轮发电机。电机输出功率的提高将有助于风力涡轮机在市场上更实用和被接受。

以前使用过具有电磁线圈而无铁芯的电机，例如一般在低功率应用中的扁平型(‘pancake’type)电动机。然而，非可磁化芯(non-magnetizable core)材料例如塑料还没有用于高功率电机。

本领域需要制造和控制电机的新思想，以生产更高效的电机。

发明内容

在一个实施例中，本发明是多相电机，包括：定子，包括环绕的非可磁化芯的多个线圈；转子，其中内嵌永磁体，转子和定子邻近地布置，转子安装在可旋转驱动轴上；电源；位置传感器，可操作地连接到转子；以及控制电路，可操作地连接到电源、位置传感器、以及线圈，用于控制电能在线圈中的分布；其中，控制机构(mechanism)将电量从第一线圈转送到第二线圈。为了最优性能，在磁体和线圈之间提供了一定的设计和间隔常规(conventions)。而且，控制电路利用了脉冲调制，以便加强控制和最大化效率。

本申请进一步的适用范围将由下面的详细描述而更清楚。应当理解，详细的描述和特定的例子，虽然指示本申请的优选实施例，但是仅仅是为说明的目的而非对本申请的限制。

附图说明

从详细描述和附图可以更充分理解本发明，在附图中：

图1示出了电机的一个实施例的示意图；

图2示出了单个线圈的一个实施例；

图3A-3D示出了永磁体和电磁线圈的组合如何产生变化水平的力(varying level of force)；

图4A示出了用于支持定子线圈的类型的纵向条(longitudinal strip)的一个实施例；

图4B示出了定子的横截面，其中定子的线圈安装在如图4A所示的纵向条上；

图5A示出了纵向条的一个实施例，纵向条具有形成在侧面用于容纳线圈引线(running wires leading from the coils)的槽(slot)；

图5B示出了纵向条的另一个实施例，纵向条具有用于容纳安装在其上的导线的导线通道；

图6示出了固定(holds)线圈的安装支架如何附接到(attached to)纵向条的一个实施例；

图7示出了转子的一个实施例，其中采用可选钢制分流环(shunt ring)；

图8A、8B和8C示出了围绕不同类型的芯缠绕的导线线圈的几个实施例；

图9A和9B分别示出了模块化转子组件的一个实施例的正视图和侧视图；

图9C示出了在转子中使用的复合磁体的一个实施例；

图10示出了本发明的电机的一个实施例的截面中在永磁体和电磁线圈之间的磁通线(flux line)的示图；

图11示出了用于激励(energizing)本发明的电机的线圈的电路的一个实施例；

图12示出了用于激励本发明的电机的线圈的电路的另一个实施例；

图13示出了位置传感器的一个实施例；

图14A和14B示出了使用铁屑通过直接评估而确定的、本发明的电机的一个实施例的磁力线(magnetic field line)；

图15A、15B和15C示出了逐渐变大的永磁体的磁力线；

图15D示出了包括夹在两条永磁体之间钢制嵌条(slug)的复合磁体的磁力线；

图16示出了用于在电机中从放电线圈向已充电或正在充电的线圈分流瓦解场(collapsing field)电流的电路的一个实施例；

图17示出了用于在电机中从放电线圈向已充电或正在充电的线圈分流瓦解场电流的电路的另一个实施例；

图18示出了用于在电机中从放电线圈向已充电或正在充电的线圈分流瓦解场电流的电路的再一个实施例；