[發明專利]帶有變速、變功率、幾何隔離和高效率傳導元件的高效率AC DC電動馬達，電功率產生系統

在審

• 申請號: 201380035871.0
• 申請日: 2013-05-21
• 公開（公告）號: CN104662785A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: R·R·霍爾庫姆
• 申請（專利權）人: 救贖科技有限公司;R·R·霍爾庫姆
• 主分類號: H02K53/00
• 分類號: H02K53/00;H02K16/00;H02N11/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 章蕾

領域

所披露的發明涉及能以可變速度并使用不同類型的電功率輸入來運行的高效率電動馬達和發電機。更具體而言，本發明涉及一種電動機器的多個部件的構型，包括多個磁極的構造、屏蔽、幾何構型、使用超導材料、以及在定子和轉子中的線圈中的專門材料以用于減小由負載電流所產生的、對抗電樞旋轉的磁性反作用力而導致的電磁阻滯。

相關申請的交叉引用

本申請要求2012年12月13日提交的國際申請號PCT/US?2012/069449“帶有電動馬達力的高效率發電機[HIGH?EFFICIENCY?ELECTRIC?GENERATOR?WITH?ELECTRIC?MOTOR?FORCES]”的優先權，該國際申請要求在2011年12月15日提交的美國臨時申請號61/630,600的優先權，這兩個申請的內容通過引用結合在此。本申請進一步要求以下文件的優先權：2012年5月18日提交的標題為“高效率變速變功率輸入電動馬達及應用[HIGH?EFFICIENCY?VARIABLE?SPEED?VARIABLE?POWER?INPUT?ELECTRIC?MOTOR?AND?APPLICATIONS]”的美國臨時申請號61/688,668；2012年5月18日提交的標題為“用于產生交流電(AC)和/或直流電(DC)的電力產生系統及應用[ELECTRIC?POWER?GENERATING?SYSTEM?FOR?GENERATION?OF?ALTERNATING?CURRENT(AC)AND/OR?DIRECT?CURRENT(DC)AND??APPLICATIONS]”的美國臨時申請號61/688,669；以及2013年3月15日提交的標題為““利用一個獨特定子、多個轉子、繞組和多個屏蔽機構以及超導線圈的電力產生系統以及改善效率的石墨烯電容器[ELECTRIC?POWER?GENERATING?SYSTEM?UTILIZING?A?UNIQUE?STATOR、ROTORS、WINDING?AND?SHIELDING?MECHANISMS?ALONG?WITH?SUPERCONDUCTIVE?COILS?AND?GRAPHENE?CAPACITORS?TO?IMPROVE?EFFCIENCY]”的美國臨時申請號61/852,304。

背景

電力產生器由兩個主要部件構成：一個定子和一個轉子。定子一般是由疊片鐵或其他鐵磁性材料制成并且包含具有一定深度的長槽縫，并且在這些槽縫中纏繞了金屬絲線圈，其方式為使得允許在來自轉子的磁場移動經過這些線圈時產生電功率。該轉子包含特定安排的多個磁體、以及一般性纏繞的電樞電磁體，這些電磁體的強度是由在這些電樞繞組中流動的電流的量來控制的。當轉子在定子內旋轉時，來自轉子的移動磁場在這些定子繞組中感應出電流，因此產生了所謂的電功率。

使轉子旋轉所需的能量典型地是由某種驅動單元、例如驅動電動馬達、柴油機馬達或其他化石燃料馬達、蒸汽渦輪機等等所施加的。在典型的效率下，該驅動馬達輸入的能量中僅有20％用于產生電功率。

剩余的80％由于在轉子與定子之間發展的磁阻力或制動力而耗散。當電流從常規發電機施加給一個負載時，通過在發電機導體中流動的負載電流產生了對抗發電機電樞的旋轉的磁力或制動力。如果發電機導體中的負載電流增加，與該反作用力相關聯的這種阻滯力增加。隨著負載增加，必須對電樞施加更大的力以防止電樞減速。逐漸增大的阻滯和逐漸增大的負載電流導致逐漸減小的轉化效率并且最終可能對發電機設備導致毀滅性的后果。根據本文描述的實施例的這些發電機和結構被設計且構造成使得這些毀滅性的力被消除。

如所提到的，常規電動馬達由于電磁阻滯而消耗大量的電功率。機械負載越大，消耗的功率越多并且電磁阻滯越大。如今電動馬達被設計成要產生每一馬力則消耗大致746瓦的電功率。估計如果將電磁阻滯力消除，則該電動馬達的效率將提高400％至500％。因此，746瓦特將產生4至5馬力而不是一(1)馬力。反過來，150至190瓦特將產生一(1)馬力。

概述

多個實施例的電動馬達/功率聯產單元消除或減小了電磁阻滯并且從側向馬達極鐵的相反末端而產生電流。這些側向極鐵在申請“固態旋轉場電功率聯產單元PCT/IB?2010/000039”中進行了詳細描述。