[發明專利]電力設備

無效

• 申請號: 201210113995.3
• 申請日: 2007-06-08
• 公開（公告）號: CN102647058A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 喬納森·里奇
• 申請（專利權）人: EXRO技術公司
• 主分類號: H02K16/00
• 分類號: H02K16/00;H02K21/12;H02K21/14;H02K21/18;H02K7/18
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

本申請是國際申請日為2007年6月8日、申請號為200780029454.X、名稱為“多相多線圈發電機”的發明專利的分案申請。

技術領域

本發明涉及電力設備領域，具體地，涉及發電機領域，更具體地，涉及具有處于分級交錯陣列(staged?staggered?arrays)中的多相多線圈的發電機。

背景技術

傳統的電動機利用磁力產生轉動或線性運動。電動機工作是基于這樣的原理，即，當攜帶電流的導體位于磁場之中時，磁力施加在導體上，導致運動。傳統的發電機通過磁場的運動來運行，從而在位于磁場內的導體中產生電流。由于傳統的電動機與發電機之間的關系，傳統的發電機技術主要集中于例如通過使電動機的運行逆轉而改進電動機設計。

在電動機的傳統設計中，通過磁場與導線的相互作用，向感應系統的線圈施加電流產生了力。該力使軸轉動。傳統的發電機設計是相反的。通過使軸轉動，在導體線圈中產生電流。然而，電流將持續地對抗使軸轉動的力。隨著軸的速度增加這種阻力將繼續增強，因此降低了發電機的效率。在導線纏繞在軟鐵芯(鐵磁體)周圍的發電機中，磁體可以由線圈吸引并且將在線圈導線中產生電流。然而，由于這樣的物理事實導致這種系統將不能形成高效的發電機，所述物理事實即，將磁體拉離線圈的軟鐵芯所耗費的能量要比借助磁體的穿過而產生的電力形式的能量更多。

因此，需要一種發電機，其中可以顯著地減少磁阻，以使得在將磁體拉離線圈時具有小的阻力。進一步，需要一種能使產生的磁阻對發電機的沖擊最小化的發電機。在現有技術中，申請人知道1989年11月7日授權給Huss的名稱為“Alternating?Current?Generator?and?Method?of?Angularly?Adj?usting?the?Relative?Positions?of?Rotors?Thereof(有角度地調節其轉子的相對位置的交流發電機及方法)”的美國專利第4,879,484號。Huss描述了一種致動器，該致動器用于關于一共用軸線相對于彼此有角度地調節一對轉子，該發明被描述為解決發電機負荷變化時的電壓控制的問題，其中描述了通過同相和異相(in?and?out?of?phase)改變兩個轉子來控制雙永磁體發電機的輸出電壓。

申請人還知道1985年8月13日授權給Avery的名稱為“Electric?D.C.Motors?with?a?Plurality?of?Units，Each?including?a?Permanent?Magnet?F?ield?Device?and?a?Wound?Armature?for?Producing?Poles(具有多個單元的直流電動機，每個單元均包括永磁體場裝置和產生磁極的纏繞電樞)”的美國專利第4,535,263號。在該專利文獻中，Avery公開了一種具有間隔開的定子的電動機，這些定子包圍一共用軸上的相應轉子，其中沿圓周方向的、間隔開的永磁體被安裝在這些轉子上，且定子繞組相對于相鄰的定子槽有角度地偏置，以使得在磁體通過定子槽時而發生的嵌齒(cogging)是異相位的(out?ofphase)，并因此基本上被抵消。

申請人還知道1984年10月16日授權給Lux的名稱為“Disc?Rotor?Permanent?Magnet?Generator(盤轉子永磁體發電機)”的美國專利第4,477,745號。Lux公開了在轉子上安裝一個陣列的磁體，以使磁體在內定子線圈與外定子線圈之間通過。內定子和外定子各自具有多個線圈，以使得與標準的現有技術發電機(其僅僅具有一個外部的帶有線圈的定子，該定子帶有更少數的且間隔更大的磁體)相比較，對于轉子的每次回轉而言，更多的磁體經過更多的線圈。

申請人還知道1981年12月8日授權給Wharton的名稱為“Rotary?Electrical?Machine(旋轉的電動機械)”的美國專利第4,305,031號。Wharton的目的在于解決這樣的技術問題，其中，使用永磁體轉子的發電機在外部負荷和軸速變化的情況下會導致調節輸出電壓方面的困難，因此其描述了通過提供轉子和圍繞轉子的定子繞組而對永磁體相對位置的伺服控制，所述轉子具有多個第一周向上間隔的永磁體極片和多個第二周向上間隔的永磁體極片，其中伺服引起第一極片與第二極片之間的相對運動。