專利名稱：電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和再生電動(dòng)機(jī)。此處使用的再生電動(dòng)機(jī)這個(gè)術(shù)語指的是可以作為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)而操作的裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及包括這樣一種定子裝置的電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)或再生電動(dòng)機(jī)，所述定子裝置本身包括具有由多個(gè)單獨(dú)形成的無定形金屬芯片構(gòu)成的無定形金屬磁心的電磁體組件。本發(fā)明還提供一種控制裝置，其能夠使用多個(gè)激勵(lì)和去激勵(lì)參數(shù)的任意組合不同地控制電磁體組件的激勵(lì)和去激勵(lì)，以便控制所述裝置的速度、效率、功率和轉(zhuǎn)矩。
現(xiàn)有技術(shù)的描述電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)工業(yè)一直尋求提供具有增加的效率和功率密度的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的方法。一段時(shí)間以來，一直認(rèn)為，使用永久超磁體轉(zhuǎn)子(例如鈷稀土磁體和釹鐵硼磁體)和包括具有無定形金屬磁心的電磁體的定子構(gòu)成的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)和常規(guī)的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)相比可能提供高得多的效率和功率密度。此外，因?yàn)闊o定形金屬磁心比常規(guī)的鐵心材料能夠更快地響應(yīng)磁場(chǎng)的改變，無定形金屬磁心能夠允許在電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)內(nèi)進(jìn)行更快的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換，因此和常規(guī)的鐵心電機(jī)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)速度更高的和控制性能更好的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。不過，迄今證明提供一種包括無定形金屬磁心的容易制造的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)是非常困難的。
無定形金屬一般以具有均勻帶寬的薄的連續(xù)的帶被提供。然而，無定形金屬是一種非常硬的材料，使得難于切割和成形，并且一旦退火達(dá)到峰值磁性能之后，便變得非常脆的。這使得難于利用常規(guī)的方法制造磁心，并且成本太高。這種常規(guī)的方法一般涉及切割由磁心材料片構(gòu)成的各個(gè)心層成為所需的形狀，并把這些芯片層疊在一起而形成所需的整個(gè)磁心的形狀。無定形金屬的脆性也導(dǎo)致了對(duì)利用無定形金屬磁心的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的耐用性的擔(dān)心。磁心受到以非常高的頻率變化的極高的磁力。這些磁力能夠使磁心材料受到很大的應(yīng)力，這些應(yīng)力可能引起無定形金屬磁心的破壞。
無定形金屬磁心存在的另一個(gè)問題是當(dāng)其受到物理應(yīng)力時(shí)無定形金屬材料的導(dǎo)磁率減小。這種導(dǎo)磁率的減小可能和無定形金屬材料上的應(yīng)力的強(qiáng)度非常相關(guān)。當(dāng)無定形金屬磁心受到應(yīng)力時(shí)，磁心引導(dǎo)或聚集磁通的效率便被降低，因而引起較大的磁損，降低效率，增加發(fā)熱，因而減少功率。這個(gè)現(xiàn)象被叫做磁致伸縮現(xiàn)象，這種現(xiàn)象可以在電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)操作期間由來自磁力的應(yīng)力、來自機(jī)械阻尼的或者在安裝磁心時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械力、或者由于無定形金屬材料的磁飽和而導(dǎo)致的熱膨脹與／或收縮而產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力引起。
常規(guī)的磁心通過把磁心層材料連續(xù)地層疊在一起而制成，從而形成整個(gè)磁心。不過，如上所述，無定形金屬難于切割或者不容易加工。因此，在過去，無定形金屬磁心通常通過把無定形金屬帶卷成卷被制成，其中每個(gè)相繼的材料層利用黏合劑例如環(huán)氧樹脂被層疊在前一層上。當(dāng)用于電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)中時(shí)，這種層疊的結(jié)構(gòu)限制了無定形金屬材料卷的熱膨脹和磁飽和膨脹，因而引起高的內(nèi)部應(yīng)力。這些應(yīng)力引起降低電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的效率的磁致伸縮，如上所述。此外，這種結(jié)構(gòu)使得在磁心的每個(gè)卷之間具有黏合劑層。因?yàn)闊o定形金屬材料一般作為很薄的帶被提供，例如只有兩個(gè)密耳厚，所以黏合劑材料占據(jù)磁心體積的很大的部分。黏合劑的體積降低了層疊的磁心內(nèi)的無定形金屬材料的密度，因此，對(duì)于整個(gè)磁心材料的一個(gè)給定的體積，降低了磁心聚集或引導(dǎo)磁通的效率。
本發(fā)明提供一種用于使加于電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)或再生電動(dòng)機(jī)中的無定形金屬磁心上的應(yīng)力最小的方法和裝置。這種方法和裝置不需要層疊許多無定形金屬層，因而減少加于材料上的內(nèi)部應(yīng)力，并增加整個(gè)磁心內(nèi)的無定形材料的密度。此外，為了利用無定形金屬磁心材料的高速轉(zhuǎn)換能力，本發(fā)明提供一種能夠可變地控制包括無定形金屬磁心的電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)或再生電動(dòng)機(jī)裝置的激勵(lì)和去激勵(lì)的控制方法和裝置，其中使用多個(gè)不同的激勵(lì)和去激勵(lì)參數(shù)的組合，以便控制所述裝置的速度、效率、轉(zhuǎn)矩和功率。
發(fā)明概述如在下面將要詳細(xì)說明的，本發(fā)明披露了一種裝置例如電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)或再生電動(dòng)機(jī)。所述裝置包括轉(zhuǎn)子裝置，至少一個(gè)定子裝置，以及以預(yù)定的位置關(guān)系支撐轉(zhuǎn)子裝置和定子裝置的裝置殼體。所述裝置殼體還支撐著轉(zhuǎn)子裝置，使其沿著一個(gè)圍繞給定的轉(zhuǎn)子軸線的預(yù)定的轉(zhuǎn)動(dòng)路徑旋轉(zhuǎn)。定子裝置具有至少一個(gè)可激勵(lì)的電磁體組件，其包括一個(gè)整體的無定形金屬磁心和一個(gè)電線圈陣列，它們共同限定至少一個(gè)磁極件。整體的無定形金屬磁心由多個(gè)單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件構(gòu)成。定子裝置還包括絕緣的電磁體殼體，用于支撐電磁體組件，使得磁極件位于轉(zhuǎn)子裝置的旋轉(zhuǎn)路徑附近。絕緣的電磁體殼體具有在電磁體殼體中形成的磁心件開孔，用于保持被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件處于彼此相鄰的位置，使得形成整體的無定形金屬磁心。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子裝置具有至少一個(gè)具有北極和南極的轉(zhuǎn)子磁體，并具有用于支撐轉(zhuǎn)子磁體使其圍繞給定的轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)的裝置，使得至少一個(gè)磁極沿著圍繞給定轉(zhuǎn)子軸線的預(yù)定的旋轉(zhuǎn)路徑是可以接近的。在優(yōu)選實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子磁體是一種超磁體。
在一些實(shí)施例中，被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件是由連續(xù)的無定形金屬帶制成的無定形金屬繞組。最好是，連續(xù)的無定形金屬帶具有基本上恒定的帶寬。被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件可以具有各種截面形狀，包括圓形，橢圓形，卵形，環(huán)形，具有圓角的三角形和具有圓角的梯形。此外，被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件可以由被疊置在磁心件殼體的相關(guān)的磁心件開孔中的各個(gè)無定形金屬材料帶制成。此外，在一些實(shí)施例中，在用于保持無定形金屬磁心件的電磁體殼體的磁心件開孔中的任何空隙都充有絕緣油。此外，無定形金屬磁心件可以是油浸的。
在一個(gè)實(shí)施例中，定子裝置包括多個(gè)電磁體組件，每個(gè)電磁體組件具有多個(gè)磁極件。每個(gè)磁極件是一個(gè)被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件。此外，至少一個(gè)被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件是一個(gè)圓環(huán)，其構(gòu)成使每個(gè)磁極件彼此以磁的方式相連的電磁軛。圓環(huán)電磁軛包括在無定形金屬帶圍繞自身被繞制之后由連續(xù)的無定形金屬帶的一個(gè)連續(xù)的邊沿限定的環(huán)形的或其它形狀的連續(xù)的表面。電磁體組件的每個(gè)磁極件具有位于轉(zhuǎn)子磁體的預(yù)定旋轉(zhuǎn)路徑附近的第一端(由帶的一個(gè)連續(xù)的邊沿限定)。此外，電磁體組件的每個(gè)磁極件具有位于圓環(huán)電磁軛的圓環(huán)表面附近的第二端(由帶的另一個(gè)連續(xù)的邊沿限定)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，定子裝置的電磁體包括基本上呈U形的具有兩個(gè)磁極的整體的無定形金屬磁心。兩個(gè)磁極件的每一個(gè)單獨(dú)地由無定形金屬磁心件構(gòu)成。一個(gè)附加的被單獨(dú)制成的無定形金屬磁心件形成電磁軛，其以磁的方式使兩個(gè)磁極件彼此相連，使得磁心件共同限定U形的整體磁心。
在另一個(gè)實(shí)施例中，支撐轉(zhuǎn)子磁體的裝置的裝置這樣支撐著轉(zhuǎn)子磁體，使得轉(zhuǎn)子磁體的北極和南極圍繞給定的轉(zhuǎn)子軸線沿著不同的預(yù)定的旋轉(zhuǎn)路徑是可以接近的。定子裝置的電磁體包括基本上呈C形的整體無定形金屬磁心，其具有兩個(gè)磁極件，每個(gè)磁極件位于轉(zhuǎn)子磁體的北極和南極的預(yù)定的旋轉(zhuǎn)路徑中的相應(yīng)的一個(gè)路徑附近。電磁體組件的整體磁心是基本上呈C形的整體無定形金屬磁心，其限定兩個(gè)磁極件，使得每個(gè)磁極件位于不同的預(yù)定的旋轉(zhuǎn)路徑中相應(yīng)的一個(gè)路徑附近。兩個(gè)磁極件是分別被單獨(dú)制成的無定形金屬磁心件。附加的被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件形成一個(gè)電磁軛，其以磁的方式使兩個(gè)磁極件彼此相連，使得磁心件共同限定C形的整個(gè)磁心。
本發(fā)明還披露了一種用于制造一種裝置例如電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)或再生電動(dòng)機(jī)的電磁體的無定形金屬磁心的方法，所述方法包括用于形成多個(gè)單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件的步驟，每個(gè)所述無定形金屬磁心件具有所需的心件形狀。提供一個(gè)絕緣的磁心殼體，其包括磁心件開孔，用于限定所需的整體磁心的形狀。多個(gè)單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件被裝配在絕緣的磁心殼體的磁心件開孔中，使得絕緣的磁心殼體保持磁心件彼此相鄰，使得形成所需的整個(gè)磁心的形狀。在一個(gè)優(yōu)選的方法中，每個(gè)磁心件由連續(xù)的無定形金屬帶繞成其最后的形狀。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，披露了一種方法和設(shè)備，用于控制一種裝置例如電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)或再生電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸入／輸出功率和轉(zhuǎn)矩。所述裝置包括轉(zhuǎn)子，其被支撐著以便沿著圍繞給定的轉(zhuǎn)子軸線的預(yù)定的轉(zhuǎn)子路徑轉(zhuǎn)動(dòng)。最好是，所述轉(zhuǎn)子包括至少一個(gè)永久超磁體。所述裝置還包括定子，其具有多個(gè)具有無定形金屬磁心的可以被動(dòng)態(tài)地激勵(lì)和去激勵(lì)的電磁體組件(也被稱為電磁體)。所述電磁體被相互分開地設(shè)置，它們和預(yù)定的轉(zhuǎn)子路徑相鄰，使得在轉(zhuǎn)子上的特定一點(diǎn)(轉(zhuǎn)子點(diǎn))從一個(gè)電磁體附近的給定點(diǎn)(定子點(diǎn))到下一個(gè)相繼的電磁體附近的給定點(diǎn)(定子點(diǎn))的運(yùn)動(dòng)限定一個(gè)工作周期。一個(gè)位置檢測(cè)器裝置在工作周期中的任何給定的時(shí)刻確定轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的位置和轉(zhuǎn)速，并產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)。響應(yīng)所述信號(hào)的一個(gè)控制器使用預(yù)定的裝置控制參數(shù)控制定子的電磁體的激勵(lì)和去激勵(lì)，使得在每個(gè)工作周期期間，控制器能夠控制多個(gè)激勵(lì)和去激勵(lì)參數(shù)的任意組合，以便控制所述裝置的速度、效率和輸入／輸出功率以及轉(zhuǎn)矩。
在優(yōu)選實(shí)施例中，激勵(lì)和去激勵(lì)參數(shù)包括(ⅰ)工作周期激勵(lì)時(shí)間，這是一個(gè)連續(xù)的時(shí)間間隔，在此時(shí)間間隔內(nèi)，對(duì)于每個(gè)工作周期，定子的電磁體被激勵(lì)(具有一個(gè)極性或另一個(gè)極性)，(ⅱ)工作周期激勵(lì)時(shí)間的開始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)，即在工作周期期間，當(dāng)轉(zhuǎn)子在一個(gè)工作周期內(nèi)從一個(gè)定子點(diǎn)到下一個(gè)相鄰的定子點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的這樣一些時(shí)刻，在此時(shí)刻，工作周期激勵(lì)時(shí)間開始和結(jié)束，以及(ⅲ)工作周期激勵(lì)時(shí)間的調(diào)制，這是一種電磁體的脈寬調(diào)制，其中在如果不進(jìn)行調(diào)制電磁體將連續(xù)地被激勵(lì)的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)電磁體進(jìn)行激勵(lì)和去激勵(lì)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，位置檢測(cè)器裝置包括一個(gè)編碼器盤，其被支撐著和轉(zhuǎn)子一道轉(zhuǎn)動(dòng)，還包括靠近編碼器盤設(shè)置的光檢測(cè)器陣列。編碼器盤具有多個(gè)同心的軌跡，軌跡上具有分開的位置指示孔，這些孔實(shí)際上是盤上的一些通孔。每個(gè)光檢測(cè)器對(duì)應(yīng)于一個(gè)同心軌跡，并和一個(gè)相關(guān)的同心軌跡以光的方式對(duì)準(zhǔn)，使得每個(gè)檢測(cè)器能夠檢測(cè)到限定其相關(guān)的同心軌跡的位置指示孔的出現(xiàn)，從而能夠檢測(cè)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的位置。最好這些開孔的尺寸和位置被這樣設(shè)計(jì)，使得它們代表轉(zhuǎn)子位置信息的數(shù)字字節(jié)，其中每個(gè)軌跡構(gòu)成整個(gè)數(shù)字字節(jié)的一位。以這種方式，在電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)裝置的啟動(dòng)期間，可以精確地確定轉(zhuǎn)子的位置。
在另一個(gè)實(shí)施例中，控制器還包括一個(gè)計(jì)數(shù)器裝置，所述計(jì)數(shù)器裝置能夠以時(shí)間的增量進(jìn)行計(jì)數(shù)，這使得每個(gè)工作周期能夠被分成多個(gè)時(shí)間間隔，控制器使用這些時(shí)間間隔對(duì)電磁體進(jìn)行激勵(lì)和去激勵(lì)。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，披露了一種用于調(diào)節(jié)由輸入驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的電輸出的方法和裝置。所述發(fā)電機(jī)包括具有至少一個(gè)可動(dòng)態(tài)地激勵(lì)與去激勵(lì)的定子線圈的定子裝置和轉(zhuǎn)子裝置。一個(gè)位置檢測(cè)器裝置用于確定轉(zhuǎn)子裝置相對(duì)于定子裝置在任何給定的時(shí)刻的位置和轉(zhuǎn)速，并產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)。一個(gè)控制器響應(yīng)所述信號(hào)控制定子線圈的激勵(lì)與去激勵(lì)，使得發(fā)電機(jī)的電輸出被調(diào)節(jié)到一個(gè)所需的電輸出而不需要使用附加的電功率調(diào)節(jié)裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入驅(qū)動(dòng)裝置是風(fēng)車。此外，控制器可以使用由發(fā)電機(jī)發(fā)出的一部分電功率用于作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)可以以使得減少發(fā)電機(jī)加于輸入驅(qū)動(dòng)裝置上的阻力或者以使得增加發(fā)電機(jī)加于輸入驅(qū)動(dòng)裝置上的阻力的一種方式被作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
附圖的簡要描述通過結(jié)合附圖參考下面的目前優(yōu)選實(shí)施例的說明可以更好地理解本發(fā)明的特征，其中

圖1是按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的裝置的示意的截面圖，其中包括轉(zhuǎn)子裝置、具有定子殼體和由被單獨(dú)制成的無定形金屬磁心件構(gòu)成的整體無定形金屬磁心的定子裝置和具有控制盤的控制裝置；圖2是圖1的裝置的轉(zhuǎn)子裝置的示意的平面圖；圖3A是構(gòu)成圖1的裝置的定子裝置的一部分的整體無定形金屬磁心的一個(gè)實(shí)施例的示意的透視圖；圖3B是圖1的定子殼體的示意的截面圖；圖4是圖1的裝置的編碼器盤的平面圖；圖5是說明圖1的裝置的控制裝置可以使用的用于控制圖1的裝置的各個(gè)激勵(lì)與去激勵(lì)參數(shù)的曲線；圖6是按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的利用風(fēng)車驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖7是按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的利用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖8是按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的整體無定形金屬磁心的第二實(shí)施例的透視圖；圖9是按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的整體無定形金屬磁心的第三實(shí)施例的透視圖；圖10是按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的整體無定形金屬磁心的第四實(shí)施例的透視圖；圖11A-11H是具有不同截面形狀的各個(gè)無定形金屬磁心件的各個(gè)實(shí)施例的示意的透視圖；圖12是按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的多相裝置的截面圖；圖13是按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的多相裝置的另一個(gè)實(shí)施例的定子裝置的截面圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述參看附圖，其中相同的元件用相同的標(biāo)號(hào)表示。首先參看圖1-3B，圖1說明按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的裝置10的截面圖。雖然在本說明中裝置10有時(shí)被稱為電動(dòng)機(jī)，有時(shí)被稱為發(fā)電機(jī)，但是應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)所述裝置的應(yīng)用要求，裝置10可以采取電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、交流發(fā)電機(jī)或再生電動(dòng)機(jī)的形式。為了便于說明，術(shù)語再生電動(dòng)機(jī)指的是可以作為電動(dòng)機(jī)或者作為發(fā)電機(jī)操作的裝置。此外，雖然在大部分情況下裝置10被作為直流無刷電動(dòng)機(jī)進(jìn)行說明，但是應(yīng)當(dāng)理解，其可以采取各種其它的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的形式，這仍然處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。這些其它類型的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)包括但不限于直流同步裝置、可變磁阻或開關(guān)磁阻裝置以及感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。
由圖1可見，裝置10包括轉(zhuǎn)軸14、轉(zhuǎn)子裝置16、定子裝置18和裝置殼體20。裝置殼體20支撐著軸14，使得圍繞轉(zhuǎn)軸的縱向軸線旋轉(zhuǎn)，其中使用軸承22或任何其它合適的并且容易提供的裝置支撐著轉(zhuǎn)軸以便旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子裝置16被固定在軸14上，以便圍繞軸14的縱向旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。定子裝置18被裝置殼體20支撐著，使得定子裝置位于轉(zhuǎn)子裝置的旋轉(zhuǎn)路徑附近。
現(xiàn)在參看圖2，圖2是轉(zhuǎn)子裝置16的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的平面圖，下面將詳細(xì)說明轉(zhuǎn)子裝置16。在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子裝置16是一種盤形或軸形的轉(zhuǎn)子，其包括6個(gè)徑向分開的永久超磁體24a-f(例如鈷稀土磁體)，每個(gè)磁體具有限定北極和南極的相對(duì)端。磁體24a-f被轉(zhuǎn)子盤26或其它合適的裝置支撐著，以便圍繞軸14的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，使得磁體24a-f的磁極沿著兩個(gè)預(yù)定的圍繞轉(zhuǎn)軸并在轉(zhuǎn)子裝置附近的旋轉(zhuǎn)路徑是可以接近的。它們的相互位置被這樣設(shè)置，使得在轉(zhuǎn)子盤的每一側(cè)上，磁體交替地呈現(xiàn)北極和南極，如圖2所示。
雖然以永久超磁體為例說明了磁體24a-f，但并不限于此。此外，磁體可以是其它材料的，或者在一些情況下，可以是電磁體。此外，雖然以盤形轉(zhuǎn)子或軸形轉(zhuǎn)子說明了轉(zhuǎn)子裝置，但并不限于此。而是，轉(zhuǎn)子可以采取各種構(gòu)型，例如筒形或輻射狀的轉(zhuǎn)子，使磁體位于其外圓周上。雖然說明的轉(zhuǎn)子具有6個(gè)磁極，但是應(yīng)當(dāng)理解，轉(zhuǎn)子可以包括任意數(shù)量的磁極，這些都處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。最后，雖然說明的轉(zhuǎn)子裝置中包括磁體，但并不限于此。例如在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的情況下，轉(zhuǎn)子裝置16將不包括磁體24a-g。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，此時(shí)轉(zhuǎn)子盤26將由基于鐵的材料或者一些其它的磁性材料制成，從而形成一個(gè)轉(zhuǎn)子磁心，其利用定子裝置的開關(guān)而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。
由圖1可見，在所述的實(shí)施例中，定子裝置18包括兩個(gè)定子殼體28a，28b，它們被設(shè)置在轉(zhuǎn)子裝置16的相對(duì)側(cè)附近。定子殼體28a，28b彼此互為鏡像，因此，只詳細(xì)示出了定子殼體28a。定子殼體28a由絕緣材料構(gòu)成，例如包括但不限于高強(qiáng)度的合成材料或塑料。可以使用任何合適的材料形成定子殼體，只要是絕緣材料并且能夠合適地支撐著構(gòu)成定子裝置18的所有有關(guān)的部件即可。
按照本發(fā)明，定子殼體28a具有多個(gè)開孔，其中包括磁心件開孔30和線圈開孔32，它們被形成在殼體中，用于支撐可動(dòng)態(tài)地激勵(lì)和去激勵(lì)的電磁體組件34。電磁體組件34包括整體無定形金屬磁心36和線圈陣列38。線圈陣列38被支撐在線圈開孔32中。按照本發(fā)明，整體無定形金屬磁心36由多個(gè)被單獨(dú)制成的無定形金屬磁心件36a-g，其中的一些形成磁極件，如圖3A所示。定子孔28a支撐著電磁體組件34，使得電磁體組件的磁極件被保持靠近轉(zhuǎn)子裝置16上的磁極24a-f的磁極的預(yù)定旋轉(zhuǎn)路徑附近，如圖2所示。
圖3A表示圖1所示的特定實(shí)施例的整體無定形金屬磁心36的一種特定的構(gòu)型。每個(gè)單獨(dú)的磁心件36a-g借助于把連續(xù)的無定形金屬帶繞制成所需的形狀制成。在磁心件36a-f的情況下，磁心件的形狀基本上是圓柱形，使得每個(gè)磁心件的相對(duì)的連續(xù)的邊沿限定磁心件的相對(duì)端37a和37b。不過，在磁心件36g的情況下，磁心件的形狀是圓環(huán)形，其具有一個(gè)由被繞成圓環(huán)的磁心件36g的連續(xù)的無定形金屬帶的一個(gè)連續(xù)的邊沿限定的環(huán)狀表面40。在每種情況下，對(duì)于本實(shí)施例，連續(xù)的無定形金屬帶不被切割、刻蝕或者機(jī)加工，而是首先把連續(xù)的無定形金屬帶切成為制成所需形狀的磁心件所需的長度。每個(gè)圓柱形的磁心件36a-f形成整個(gè)磁心36的磁心件36a-f，每個(gè)圓柱形的磁心件的一端37a被設(shè)置在靠著圓環(huán)形狀的磁心件36g的環(huán)形表面40，另一端37b從環(huán)形表面40伸出。環(huán)形磁心件36g作為磁軛，用于阻止磁通泄漏，并以磁的方式使每個(gè)圓柱形磁心件36a-f彼此相連。
圖3B說明定子殼體28a，其和圖3A的磁心36是分開的，但是被設(shè)計(jì)用于容納磁心36。應(yīng)當(dāng)特別注意各種磁心件開孔30和線圈開孔32。定子殼體28a還包括冷卻劑開孔39和導(dǎo)線通路開孔41。利用冷卻劑開孔39，冷卻劑流體可以在定子殼體28a內(nèi)循環(huán)，從而阻止在定子殼體28a、線圈陣列38和磁心36內(nèi)積聚過多的熱量。冷卻劑開孔可以在定子殼體內(nèi)的任何合適的位置形成，以便對(duì)裝置提供冷卻。導(dǎo)線通路開孔41被用于設(shè)置用于互連線圈陣列38的導(dǎo)線。雖然圖3B示出了定子殼體的一個(gè)特定的實(shí)施例，其被設(shè)計(jì)用于容納圖3A所示的磁心件，但是應(yīng)當(dāng)理解，定子殼體可以采用各種合適的構(gòu)型，這取決于特定的磁心設(shè)計(jì)。
由圖1，3A和3B可見，被單獨(dú)制成的磁心件36a-g被支撐在定子殼體28a的磁心件開孔30內(nèi)，使得它們被保持在各自的相互位置上。因?yàn)榇判募_孔30被形成在定子殼體28a中，以便具有合適的形狀用于支撐每個(gè)被單獨(dú)形成的磁心件36a-f，磁心件36a-f可以通過纏繞無定形金屬帶材料而不使繞制的層疊置而被制成。這允許每個(gè)被單獨(dú)形成的磁心件受熱膨脹或者由于磁飽和膨脹，使得繞組稍微松開，而不在整個(gè)磁心內(nèi)或在任何被單獨(dú)形成的磁心件內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力。這種結(jié)構(gòu)大大減少了在本發(fā)明的背景技術(shù)中所述的由于磁致伸縮而引起的問題。此外，這種結(jié)構(gòu)使得不需要疊置磁心件，因此，在整個(gè)磁心內(nèi)不需要由層疊材料占據(jù)的空間。因此，能夠?qū)⒋罅康臒o定形金屬材料放置在給定的空間內(nèi)，這改善了磁心引導(dǎo)或聚集磁通的效率。同時(shí)，每個(gè)定子殼體包括磁極件36a-f和磁軛36g直接接觸，使得從功能的觀點(diǎn)看來，整個(gè)磁心近似一個(gè)被整體形成的磁心。定子殼體28a也可以完全容納整個(gè)無定形金屬磁心36，從而形成一個(gè)密封的殼體，這能夠阻止磁心件的銹蝕。
在圖1所示的實(shí)施例中，在磁心件開孔30中的未被磁心件36a-g填滿的任何空隙由絕緣油42填滿，并且磁心件開孔30被密封從而把油保持在空隙內(nèi)。這種在磁心件開孔中填充的油作為一種緩沖器用于防止當(dāng)無定形金屬材料受到和電動(dòng)機(jī)有關(guān)的大的和變化的磁力時(shí)被破壞。這種油填充也幫助定子裝置實(shí)現(xiàn)熱均衡，并且可以用于改善整個(gè)裝置的熱耗散特性。此外，無定形金屬磁心件36a-36g是油浸的。這使得無定形金屬磁心件由于磁飽和更容易膨脹，并且在熱膨脹時(shí)進(jìn)一步減少由磁致伸縮引起的應(yīng)力。雖然上述的磁心件開孔是充油的并且磁心件是油浸的，但是這不作為要求。本發(fā)明同樣適用于這樣的裝置，其使用被支撐在殼體的開孔中的單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件構(gòu)成的磁心形成一個(gè)整體的無定形金屬磁心形狀，而不管開孔中是否充油以及磁心件是否被油浸。
裝置10是無刷的同步裝置，其中由定子殼體28a內(nèi)的電磁線圈陣列38構(gòu)成的線圈被這樣進(jìn)行電連接，使得它們被同時(shí)激勵(lì)與去激勵(lì)。在圖1所示的實(shí)施例中，線圈陣列38包括6個(gè)極件線圈，圖1中以38a和38d示出了兩個(gè)。線圈陣列38可以利用環(huán)氧樹脂或者其它方法被固定在其位置，以便增加定子裝置的整體性。每個(gè)線圈被固定在相應(yīng)的一個(gè)磁心件36a-f的周圍，圖1中以36a，36d示出了其中的兩個(gè)。線圈陣列38被這樣繞制，使得當(dāng)線圈陣列被激勵(lì)時(shí)，由磁心件36a-f形成的磁極件的凸出的末端形成交替的北極和南極。圓環(huán)磁心件36g作為磁軛引導(dǎo)和圓環(huán)磁心件36g相鄰的磁心件36a-f的端部相連的磁通進(jìn)入相反極性的相鄰的磁極件。當(dāng)所述裝置被作為電動(dòng)機(jī)操作時(shí)，通過改變通過線圈陣列38的電流的方向使電磁體組件34的每個(gè)磁極件的極性反向。如在下面要詳細(xì)說明的，在發(fā)電機(jī)的情況下，通過改變電磁體和負(fù)載連接的方式控制功率輸出和由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能的狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)使得定子裝置18的電磁體組件34的交變的北極和南極能夠可控地和轉(zhuǎn)子裝置16的永久磁體24a-f的交變的北極和南極相互作用。
裝置10還包括用于激勵(lì)和去激勵(lì)具有交變極性的線圈陣列38的控制裝置44?？刂蒲b置44包括控制器46，其可以是任何合適的容易得到的控制器，能夠動(dòng)態(tài)地激勵(lì)與去激勵(lì)具有交變的極性的電磁體組件34。最好是，控制器46是一種可編程的控制器，其能夠以比常規(guī)的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)高得多的速率激勵(lì)和去激勵(lì)電磁體組件34。因?yàn)樵跓o定形金屬心中磁場(chǎng)可以被改變的固有的速度，對(duì)于裝置的每個(gè)工作周期，裝置10的定子裝置允許控制器使用多個(gè)激勵(lì)和去激勵(lì)參數(shù)的任意組合控制裝置10的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩輸出。為了便于說明，一個(gè)工作周期被定義為轉(zhuǎn)子的一個(gè)特定點(diǎn)從一個(gè)和定子裝置的一個(gè)電磁磁極件相鄰的給定的定子點(diǎn)到和定子裝置的下一個(gè)相繼的電磁磁極件相鄰的給定的定子點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，如前所述。
仍然參看圖1，控制裝置44還包括位置檢測(cè)器裝置48用于在每個(gè)工作周期的任何給定的時(shí)刻檢測(cè)轉(zhuǎn)子裝置16相對(duì)于定子裝置18的位置和轉(zhuǎn)速，并提供相應(yīng)的信號(hào)。檢測(cè)器裝置48包括被支撐在轉(zhuǎn)軸14上隨轉(zhuǎn)子裝置16一起旋轉(zhuǎn)的編碼盤50。檢測(cè)器裝置48還包括位于編碼器盤附近的光檢測(cè)器陣列52。
如作為編碼器盤50的平面圖的圖4所示，編碼器盤50包括多個(gè)同心軌跡54，在每個(gè)軌跡上具有位置指示孔56。在本實(shí)施例中，盤50包括6個(gè)同心軌跡54a-f。盤50被分成3個(gè)120度弧的餅狀部分58，每個(gè)餅狀部分彼此相同。每個(gè)部分58和轉(zhuǎn)子裝置的從具有特定極性的第一轉(zhuǎn)子磁體上的一個(gè)給定點(diǎn)延伸到在具有相同極性的下一個(gè)相繼的磁體上的相應(yīng)的點(diǎn)(即從一個(gè)南極經(jīng)過北極到下一個(gè)南極)的一個(gè)餅狀部分相關(guān)。內(nèi)部軌跡54a具有一個(gè)長的開孔56a，其延伸過每個(gè)部分58中的軌跡54a的長度的一半(60度弧)。在這種情況下，這些開孔的每一個(gè)相應(yīng)于裝置的一個(gè)工作周期，并且3個(gè)開孔一起和6個(gè)轉(zhuǎn)子磁體中的每另外一個(gè)對(duì)準(zhǔn)(即在轉(zhuǎn)子盤的每個(gè)給定的側(cè)面上的具有相同極性的3個(gè)磁體)。在每個(gè)部分內(nèi)，每個(gè)相繼的軌跡具有是前一個(gè)軌跡的兩倍的開孔，其長度是前一個(gè)軌跡的開孔的長度的一半。即軌跡54b在每個(gè)部分內(nèi)具有兩個(gè)開孔56b，軌跡54c具有4個(gè)開孔56c，依此類推直到外側(cè)的軌跡具有22個(gè)開孔，每個(gè)具有17／8度的長度。
光檢測(cè)器52包括6個(gè)光檢測(cè)器，它們相應(yīng)于編碼器盤50上的一個(gè)同心軌跡并和所述同心軌跡以光學(xué)的方式對(duì)準(zhǔn)。陣列52位于編碼器盤50附近，使得光檢測(cè)器檢測(cè)開孔56的存在。通過使每個(gè)光檢測(cè)器提供一位信息，陣列52能夠向控制器46提供二進(jìn)制字(字節(jié))，其在小于2度弧內(nèi)識(shí)別轉(zhuǎn)子裝置的位置。使用最高有效位，即和軌跡54a相關(guān)的一個(gè)檢測(cè)器，控制器46還能夠確定磁體的交變的北極和南極的位置，因?yàn)檐壽E54a的開孔56a相應(yīng)于轉(zhuǎn)子盤上的每另一個(gè)磁體，如上所述。
控制器46還包括計(jì)數(shù)器裝置49，其能夠以時(shí)間的增量進(jìn)行計(jì)數(shù)，這使得每個(gè)工作周期(60度弧)能夠被分成多個(gè)時(shí)間間隔或計(jì)數(shù)，例如當(dāng)裝置以預(yù)定的最大速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，每個(gè)周期具有1600個(gè)計(jì)數(shù)。這相應(yīng)于每個(gè)開孔56f對(duì)應(yīng)100個(gè)計(jì)數(shù)，或者換句話說，是由編碼器盤提供的分辨率的100倍。為了便于說明，對(duì)于能夠以20000RPM旋轉(zhuǎn)的高速電動(dòng)機(jī)，這將要求以每秒3．2×106的速度操作的計(jì)數(shù)器裝置或時(shí)鐘。雖然只詳細(xì)說明了一種特定的時(shí)鐘速度，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明同樣適用于其它的時(shí)鐘速度而和計(jì)數(shù)器裝置的特定的時(shí)鐘速度無關(guān)。
設(shè)置控制器46使得能夠以任何預(yù)定的計(jì)數(shù)器裝置49的計(jì)數(shù)激勵(lì)或去激勵(lì)電磁體組件。這以極高的精度提供電磁體的激勵(lì)或去激勵(lì)控制。雖然在所述的例子中使用2000RPM的操作速度，但是應(yīng)當(dāng)理解，這不是最高的上限。因?yàn)闊o定形金屬定子裝置的極快的轉(zhuǎn)換能力和如上所述的由控制裝置提供的電磁體的精確的激勵(lì)或去激勵(lì)，按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)裝置能夠提供極高速度的裝置，速度高達(dá)50000RPM，甚至大于100000RPM。本發(fā)明還提供一種定子裝置結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)子裝置結(jié)構(gòu)，使得能夠經(jīng)得起由于極高的速度而產(chǎn)生的離心力。
為了使控制器46能夠離散地檢測(cè)在編碼器盤50中的各個(gè)軌跡的開孔的存在，在各個(gè)軌跡中的開孔相互之間被略微錯(cuò)開，使得陣列52的不同的光檢測(cè)器52不試圖在同一精確的時(shí)刻指示檢測(cè)到不同軌跡的開孔的開始。這種編碼結(jié)構(gòu)通常被稱為灰度代碼，并用于由控制器阻止由于開孔位置指示中存在的小的誤差而引起的誤差。
回頭參看圖1，現(xiàn)在已經(jīng)說明了構(gòu)成裝置10的各個(gè)元件，下面詳細(xì)說明所述裝置的各種操作方式。因?yàn)闊o定形金屬磁心材料能夠以極快的速度轉(zhuǎn)換其磁場(chǎng)，并因?yàn)榭刂蒲b置14能夠在極精確的定時(shí)激勵(lì)或去激勵(lì)電磁體組件34，本發(fā)明的控制裝置44允許控制器46使用多個(gè)電磁體組件激勵(lì)或去激勵(lì)參數(shù)的任意組合，以便控制所述裝置的速度、效率、轉(zhuǎn)矩和功率。這些參數(shù)包括但不限于，工作周期激勵(lì)時(shí)間，工作周期激勵(lì)時(shí)間的開始和停止點(diǎn)，以及工作周期激勵(lì)時(shí)間的調(diào)制。激勵(lì)或去激勵(lì)參數(shù)將參照?qǐng)D5A-C進(jìn)行詳細(xì)說明，圖5A-C是在兩個(gè)相繼的工作周期D1和D2內(nèi)電磁體組件34的激勵(lì)或去激勵(lì)狀態(tài)的曲線。
電磁體組件被激勵(lì)，使得每個(gè)構(gòu)成電磁體組件的磁極件具有交變的北極和南極。對(duì)于任意給定的定子磁極件，工作周期D1相應(yīng)于轉(zhuǎn)子裝置從一個(gè)轉(zhuǎn)子磁體的北極和給定的定子磁極件的上死點(diǎn)相鄰并對(duì)準(zhǔn)的一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)到下一個(gè)相繼的轉(zhuǎn)子磁體的南極和給定定子磁極件的上死點(diǎn)相鄰對(duì)準(zhǔn)時(shí)所需的時(shí)間。在工作周期D1期間，電磁體組件被激勵(lì)，使得給定定子磁極件作為北極，圖中用標(biāo)號(hào)N表示。工作周期D2相應(yīng)于轉(zhuǎn)子裝置從在工作周期D1結(jié)束時(shí)轉(zhuǎn)子磁體的南極和給定定子磁極件的上死點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)的一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)到下一個(gè)相繼的轉(zhuǎn)子磁體的北極和給定定子磁極件的上死點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)時(shí)所需的時(shí)間。在工作周期D2期間，電磁體組件被激勵(lì)，使得給定定子磁極件作為南極，由標(biāo)號(hào)S表示。
如圖5A所示工作周期激勵(lì)時(shí)間是在一個(gè)給定的工作周期期間轉(zhuǎn)子裝置的電磁體組件34被激勵(lì)的連續(xù)的時(shí)間間隔。在圖5A-C中工作周期激勵(lì)時(shí)間由字母T表示。工作周期激勵(lì)時(shí)間的開始點(diǎn)和停止點(diǎn)是在工作周期期間相對(duì)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置工作周期激勵(lì)時(shí)間開始的時(shí)刻(由標(biāo)號(hào)60表示)和停止的時(shí)刻(由標(biāo)號(hào)62表示)。如圖5B所示，開始時(shí)刻和停止時(shí)刻在保持工作周期激勵(lì)時(shí)間T恒定時(shí)可以被改變，或者在改變工作周期激勵(lì)時(shí)間T的長度時(shí)可以被改變。并且最后，工作周期激勵(lì)時(shí)間的調(diào)制是在工作周期激勵(lì)時(shí)間T期間在其開始點(diǎn)和停止點(diǎn)之間電磁體組件34的脈寬調(diào)制。如圖5C所示，這通過在不調(diào)制時(shí)將是連續(xù)的工作周期激勵(lì)時(shí)間T的期間激勵(lì)或去激勵(lì)電磁體組件34來實(shí)現(xiàn)。雖然脈寬調(diào)制被表示為相等的導(dǎo)通和截止脈沖，但是導(dǎo)通脈沖的持續(xù)時(shí)間可以和截止脈沖的持續(xù)時(shí)間不同。此外，每組脈沖可以在其本身當(dāng)中被改變，以便在時(shí)間T內(nèi)提供所需的總的激勵(lì)時(shí)間。按照本發(fā)明，可以利用控制裝置44，使用這些參數(shù)的任意組合，或者使用在一些組合下的任何其它的預(yù)定的激勵(lì)和去激勵(lì)參數(shù)，控制裝置10的速度、效率和功率以及轉(zhuǎn)矩輸入和輸出。
當(dāng)裝置10被停止時(shí)，控制器46使用編碼器盤50和光檢測(cè)器陣列52確定轉(zhuǎn)子裝置16相對(duì)于定子裝置18的相對(duì)位置。在電動(dòng)機(jī)的情況下，控制器46使用所述位置信息通過激勵(lì)電磁體組件34，使得磁極件36具有合適的極性，從而使轉(zhuǎn)子按照所需的方向旋轉(zhuǎn)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)子裝置的旋轉(zhuǎn)。控制器46激勵(lì)或去激勵(lì)電磁體組件34，使得每個(gè)磁極件的極性在每個(gè)連續(xù)的工作周期期間反向。一旦電動(dòng)機(jī)以足夠的速度旋轉(zhuǎn)，控制器46就只使用編碼器盤50的外部軌跡確定轉(zhuǎn)子部件相對(duì)于定子部件的轉(zhuǎn)速用于校準(zhǔn)計(jì)數(shù)器裝置49?？刂破?6通過使用計(jì)數(shù)器裝置49和由編碼器盤50產(chǎn)生的信號(hào)繼續(xù)控制裝置10，以便選擇和使用預(yù)定的裝置控制參數(shù)，這些參數(shù)可以被在控制器46中編程，或者被提供給控制器46，以便控制電磁體組件34的激勵(lì)或去激勵(lì)。因?yàn)榭刂蒲b置44能夠以計(jì)數(shù)器裝置的任何一個(gè)計(jì)數(shù)激勵(lì)或去激勵(lì)電磁體組件34，所以控制裝置44能夠使用上述的激勵(lì)或去激勵(lì)參數(shù)的任何組合非常精確地控制裝置10的速度、效率、轉(zhuǎn)矩和功率。
控制裝置44的精度、速度和可靠性使得按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的裝置能夠被用于大量的場(chǎng)合。此外，通過在轉(zhuǎn)子部件中使用超磁體和無定形金屬磁心，和常規(guī)的電動(dòng)機(jī)以及發(fā)電機(jī)相比所述裝置能夠?qū)崿F(xiàn)非常高的功率密度和非常高的轉(zhuǎn)速。這些優(yōu)點(diǎn)使得按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的裝置能夠以使用常規(guī)的裝置不能實(shí)現(xiàn)的方式被使用。
在第一實(shí)施例中，本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例是用于數(shù)字控制機(jī)床中的電動(dòng)機(jī)，其中使用同一個(gè)主軸和卡盤驅(qū)動(dòng)許多刀具。在電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸和電動(dòng)機(jī)與主軸被支撐著在工件表面上運(yùn)動(dòng)的情況下，主軸和全部刀具不會(huì)被設(shè)計(jì)成那么笨重，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的重量輕，功率密度大。此外，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的控制裝置的可靠性，對(duì)于大量的特殊應(yīng)用，電動(dòng)機(jī)可以被編程。例如，在開始時(shí)刀具可以在高速下使用，例如在相當(dāng)?shù)偷墓β实某绦蛳乱?0000RPM的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，通過沿相反的方向驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，可以使電動(dòng)機(jī)和主軸非常快地停止，使得可以在卡盤中自動(dòng)地插入不同的刀具。例如，如果下一個(gè)操作是較低的速度，但較高的功率的鉆孔操作，則電動(dòng)機(jī)的控制裝置可以被編程，使得提供所需的速度、效率、功率和轉(zhuǎn)矩輸出。使用按照本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)，和常規(guī)的電動(dòng)機(jī)相比，可以得到更寬的速度、功率和轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)范圍。
在圖6所示的另一種應(yīng)用中，裝置10被用作發(fā)電機(jī)，其被風(fēng)車100驅(qū)動(dòng)。在這種情況下，控制裝置44被設(shè)計(jì)用于轉(zhuǎn)換電磁體組件34被激勵(lì)或去激勵(lì)的方式，以便根據(jù)從風(fēng)車100得到的功率輸入改變由裝置10產(chǎn)生的功率。和使用常規(guī)的發(fā)電機(jī)相比，使用這種裝置使得發(fā)電機(jī)能夠在更寬的操作條件下操作。
一般的風(fēng)力發(fā)電機(jī)被設(shè)計(jì)具有預(yù)定的電輸出。當(dāng)風(fēng)來到時(shí)，在風(fēng)速達(dá)到最小的操作速度之前發(fā)電機(jī)不能操作。因?yàn)橐话愕娘L(fēng)車被設(shè)計(jì)在其被安裝的地區(qū)的平均風(fēng)速下操作，這意味著，當(dāng)風(fēng)速低于風(fēng)車的最小操作速度以下時(shí)，風(fēng)車不能產(chǎn)生任何功率。當(dāng)風(fēng)速增加到超過設(shè)計(jì)的操作速度時(shí)，風(fēng)車必須被減速，或者使制動(dòng)機(jī)構(gòu)消耗一些風(fēng)能，以便阻止風(fēng)車超速。在一些情況下，在非常高的風(fēng)速的情況下，風(fēng)車必須被關(guān)閉，以便避免制動(dòng)機(jī)構(gòu)過熱或被破壞。因此，在高風(fēng)速或者在非常高的風(fēng)速的情況下，所有的或者大部分的風(fēng)能被浪費(fèi)掉，因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電機(jī)只能夠產(chǎn)生其預(yù)定的電輸出。
按照本發(fā)明，裝置10可以被設(shè)計(jì)使其具有更適應(yīng)于可利用的高的風(fēng)能而不是平均風(fēng)能的最大功率輸出。在這種情況下，當(dāng)風(fēng)處于其平均風(fēng)速時(shí)，控制裝置44便這樣連接和斷開電磁體組件34，使得裝置10具有大大低于其最大功率輸出的功率輸出。事實(shí)上，在低風(fēng)速的情況下，裝置10可以用作電動(dòng)機(jī)以便使風(fēng)車啟動(dòng)。一旦在合適的速度下旋轉(zhuǎn)，裝置10便可以作為具有極低的功率輸出的發(fā)電機(jī)操作。隨著風(fēng)速增加到高于平均風(fēng)速，控制裝置44直接地激勵(lì)或去激勵(lì)電磁體組件34，使得功率輸出增加以便和風(fēng)能的輸入相匹配。在風(fēng)能甚至大于裝置10的最大功率輸出的非常高的風(fēng)速的情況下，裝置10可以在一部分時(shí)間內(nèi)作為電動(dòng)機(jī)，用于沿著相反的方向驅(qū)動(dòng)風(fēng)車，從而作為制動(dòng)器。這種設(shè)計(jì)和使用常規(guī)的發(fā)電機(jī)相比能夠在更寬范圍的風(fēng)力條件下操作和產(chǎn)生功率輸出。
裝置10的功率輸出通過激勵(lì)或去激勵(lì)電磁體組件34被控制，如上所述?？梢允褂冒üぷ髦芷诩?lì)時(shí)間、工作周期激勵(lì)時(shí)間的開始和停止點(diǎn)以及工作周期激勵(lì)時(shí)間的調(diào)制的激勵(lì)或去激勵(lì)參數(shù)的任意組合控制裝置10的功率輸出。通過控制這些激勵(lì)或去激勵(lì)參數(shù)，對(duì)于任何給定容量的裝置，可以得到非常寬范圍的功率輸出。此外，因?yàn)檠b置10在其操作期間的任何所需的一部分時(shí)間內(nèi)，可以通過激勵(lì)電磁體組件34使其具有合適的極性，從而使其可以沿著每方向被驅(qū)動(dòng)而作為電動(dòng)機(jī)操作，所以裝置10能夠減少或增加使裝置作為發(fā)電機(jī)所需的力的數(shù)量。因此，該裝置能夠作為功率輸出范圍極寬的發(fā)電機(jī)。
當(dāng)裝置10作為發(fā)電機(jī)操作時(shí)，由控制裝置44提供的靈活性使得裝置10被設(shè)置能夠調(diào)整其功率輸出，而不需使用附加的功率調(diào)節(jié)裝置。使用上述的圖6示出的風(fēng)車應(yīng)用的例子，控制裝置44能夠激勵(lì)或去激勵(lì)電磁體組件34，以便控制裝置10的功率輸出。這是因?yàn)檫@種控制裝置44能夠控制風(fēng)車運(yùn)行的速度。此外，控制裝置44能夠控制激勵(lì)或去激勵(lì)參數(shù)，如上所述。這使得控制裝置44能夠被設(shè)計(jì)用于以這種方式激勵(lì)或去激勵(lì)電磁體組件，使得這種10的輸出被調(diào)節(jié)到所需的電輸出而不需使用附加的電功率調(diào)節(jié)裝置。這是通過控制裝置的速度和在正確的定時(shí)激勵(lì)或去激勵(lì)電磁體組件從而產(chǎn)生一個(gè)被調(diào)節(jié)到所需電輸出的電輸出來實(shí)現(xiàn)的。在需要輸出脈動(dòng)直流的情況下，例如在對(duì)電池充電時(shí)，可以利用H橋控制器把裝置的交流輸出轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流。這被稱為“有功整流”。
如圖7所示，本發(fā)明的裝置也適應(yīng)于汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。因?yàn)闇u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速極高，一般常規(guī)的發(fā)電機(jī)使用減速齒輪和渦輪機(jī)相連，這大大減少了被渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。這些減速齒輪裝置增加了整個(gè)系統(tǒng)的成本，引起能量損失，因而減少整個(gè)系統(tǒng)的效率。按照本發(fā)明，上述的發(fā)電機(jī)被汽輪機(jī)直接驅(qū)動(dòng)而不使用減速齒輪或任何其它的裝置降低渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的速度。如圖7所示，裝置10直接由渦輪機(jī)200驅(qū)動(dòng)。裝置10也可以用作渦輪機(jī)的啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。如上所述，因?yàn)檠b置10的無定形金屬磁心能夠以極高的速度響應(yīng)磁場(chǎng)的改變，并且由于控制裝置44的極快的轉(zhuǎn)換能力，所以裝置10能夠在極高的轉(zhuǎn)速下以高的效率操作。這使得裝置10能夠直接由渦輪機(jī)200驅(qū)動(dòng)，因而消除了任何減速齒輪或任何其它用于減少渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置10的轉(zhuǎn)速的裝置。
上述的盤形或軸形裝置提供了一種體積小的整體部件，所述部件可以被設(shè)計(jì)使得能夠經(jīng)受極高的離心力。這使得這種構(gòu)型的裝置能夠以極高的轉(zhuǎn)速操作，因此對(duì)于給定尺寸的裝置可以提供極高的功率輸出。在一種特別有趣的應(yīng)用中，所述裝置被用作電動(dòng)機(jī)以極高的轉(zhuǎn)速直接驅(qū)動(dòng)制冷裝置的渦輪壓縮機(jī)。其轉(zhuǎn)速可以高達(dá)50000-100000RPM或更高。通過在這些轉(zhuǎn)速下操作渦輪壓縮機(jī)，可以大大改善壓縮機(jī)的效率。當(dāng)使用在低得多的轉(zhuǎn)速下操作的一般電動(dòng)機(jī)時(shí)，和高速渦輪壓縮機(jī)相關(guān)的大部分或所有的效率增加都被損失在和為實(shí)現(xiàn)高的轉(zhuǎn)速所需的齒輪相關(guān)的機(jī)械損耗中。通過利用按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的高速電動(dòng)機(jī)直接地驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，和常規(guī)的齒輪裝置相關(guān)的效率損失被消除了。這提供了一種比常規(guī)的裝置的效率高得多的整體裝置。
雖然上面說明了裝置10的整體的無定形金屬磁心36，其具有整體上呈圓環(huán)的形狀，具有從圓環(huán)的一個(gè)表面上伸出的磁極，如圖3A所示，但是這不作為要求。而是，整體的無定形金屬磁心可以呈任何所需的形狀，只要其由被磁心殼體彼此相鄰地支撐著的多個(gè)單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件構(gòu)成，便落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
參看圖8，整體無定形金屬磁心可以呈U形的整體無定形金屬磁心的形狀。在一個(gè)特定實(shí)施例中，3個(gè)單獨(dú)的U形整體磁心代替圖3A所示的環(huán)形結(jié)構(gòu)。每個(gè)磁心300由3個(gè)單獨(dú)制成的無定形金屬磁心件300a-c構(gòu)成。磁心件300a和300b是和圖3A的磁心件36a-f類似的圓柱形磁心件。不過，磁心件300c是具有延長的橢圓截面的磁心件。在本實(shí)施例中，定子殼體應(yīng)當(dāng)具有被如此設(shè)置的磁心件開孔，使得每對(duì)磁心件300a和300b被保持在一個(gè)相關(guān)的磁心件300c附近。用于本實(shí)施例的電磁線圈陣列和上面對(duì)于裝置10所述的類似。使用圓環(huán)磁心件的上述結(jié)構(gòu)和U形結(jié)構(gòu)之間的唯一區(qū)別是，圓環(huán)結(jié)構(gòu)在機(jī)械上連接由磁心件36a-f構(gòu)成的所有6個(gè)磁心件，而U形結(jié)構(gòu)在機(jī)械上只連接由磁心件300a和300b構(gòu)成的每對(duì)相關(guān)的磁心件。
圖9說明用于提供本發(fā)明的磁心的另一種可能的結(jié)構(gòu)。如上所述，圖1的裝置10包括具有整體無定形金屬磁心36的兩個(gè)定子裝置，每個(gè)定子裝置位于轉(zhuǎn)子裝置16的每一側(cè)。圖9說明具有5個(gè)單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件400a-e的基本上呈C形的整體無定形金屬磁心。圖1的兩個(gè)圓環(huán)整體磁心可以用圍繞轉(zhuǎn)子裝置沿徑向設(shè)置的6個(gè)整體無定形金屬磁心400代替。在本實(shí)施例中，6個(gè)磁心件600a形成類似于在轉(zhuǎn)子裝置的一側(cè)上的磁極件36a-f的磁極件。磁心件400b形成類似于位于轉(zhuǎn)子裝置另一側(cè)上的相應(yīng)的磁極件。對(duì)于每個(gè)C形的整體無定形金屬磁心400，磁心件400c-e形成以磁的方式和其相關(guān)的磁心件400a，400b相連的磁軛。此外，在本實(shí)施例中，定子殼體應(yīng)當(dāng)被設(shè)計(jì)用于支撐所有的各個(gè)磁心件在其各自的位置，使得形成6個(gè)整體的C形的磁心。如同上述的U形磁心，本實(shí)施例和圖1的實(shí)施例之間的唯一的區(qū)別在于，代替被圓環(huán)磁心件以磁的方式相連的在轉(zhuǎn)子裝置的一側(cè)上的所有的磁極件，由在轉(zhuǎn)子裝置的相對(duì)側(cè)上的相關(guān)的磁心件400a，400b形成的每對(duì)磁極件以磁的方式相連。
圖10說明用于提供本發(fā)明的磁心的另一種可能的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，所述裝置呈筒形或者輻射形的而不是盤形或者軸形的裝置。在這種結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)子部件500采取筒形而不是盤形的形狀。在本例中，如果所述裝置是直流無刷電動(dòng)機(jī)，則轉(zhuǎn)子部件500應(yīng)當(dāng)包括6個(gè)被固定在轉(zhuǎn)子部件的外圓周邊緣上的轉(zhuǎn)子磁體502。此外，如果所述裝置是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，則不包括磁體502，并且轉(zhuǎn)子裝置500應(yīng)當(dāng)由基于鐵的被合適地形成的材料或者其它的磁性材料磁心構(gòu)成。
這種筒形的實(shí)施例的定子裝置只包括基本上呈管狀的整體無定形金屬磁心形狀的一個(gè)整體無定形金屬磁心504。磁心504由管狀的被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件504a和6個(gè)被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件或齒504b-g構(gòu)成。磁心件504a通過纏繞具有所需寬度的連續(xù)的無定形金屬材料帶使得成為所需形狀的管形而被制成。磁心件504b-g可以通過層疊各個(gè)無定形金屬材料帶從而形成所需的磁心件形狀而被制成，或者可以通過纏繞連續(xù)的無定形金屬帶成為細(xì)長的橢圓形狀而被制成。在本實(shí)施例中，定子殼體506具有這樣設(shè)置的磁心件開孔，使得每個(gè)磁心件504b-g被保持在磁心件504a的內(nèi)表面附近。這種實(shí)施例的電磁線圈陣列將類似于上述的裝置19的電磁線圈陣列。在上述的使用圓環(huán)形磁心件的結(jié)構(gòu)和所述筒形或輻射形的結(jié)構(gòu)之間的唯一的區(qū)別在于，在筒形結(jié)構(gòu)中，線圈是和轉(zhuǎn)子部件的軸線平行地沿縱向被拉長的線圈，并且被圍繞每個(gè)磁心件或齒504b-g設(shè)置。
雖然在本說明中說明了具有各種特定的截面形狀的磁心件，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于這些特定的截面形狀。而是，如圖11A-F所示，被單獨(dú)形成的磁心件可以具有任何截面形狀，包括圓形、橢圓形、卵形、圓環(huán)形、具有圓角的三角形或者具有圓角的梯形，分別如圖11A-F中磁心件510，512，514，516，518和520所示。
雖然所述的磁心件以連續(xù)的無定形金屬材料帶繞制而成，但是這不作要求。此外，磁心件可以通過層疊被單獨(dú)形成的無定形金屬帶或無定形金屬片使得細(xì)長所需形狀的例如矩形磁心件522或梯形截面的磁心件524而被制成，如圖11G和11H所示，或者形成各種其它的截面形狀的磁心件。如圖中所示，可以利用具有相同的尺寸和形狀的每個(gè)片使各個(gè)帶被逐個(gè)地層疊在一起，如圖11G所示。此外，可以利用具有不同尺寸和形狀的各個(gè)片使各個(gè)帶被并列地層疊在一起，如圖11H所示。這些不同的方法能夠形成各種形狀的磁心件。
正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，當(dāng)生產(chǎn)無定形金屬材料時(shí)，一般具有一個(gè)特定的方向，沿著這個(gè)方向能夠最有效地引導(dǎo)磁通。對(duì)于無定形金屬材料帶，這個(gè)方向一般是沿著帶的長度或者沿著帶的寬度方向。通過利用上述合適的方法形成整體無定形金屬磁心的每個(gè)磁心件，可以這樣制成單個(gè)的磁心件，使得無定形金屬材料總是被這樣定向，使得磁通通過磁心件沿著無定形金屬材料能夠高效地引導(dǎo)磁通的方向被導(dǎo)向。例如，在圖3A所示的圓環(huán)形的情況下，圓環(huán)形的磁心件36g應(yīng)當(dāng)通過纏繞無定形金屬帶使其能夠高效地引導(dǎo)磁通的方向和帶的長度對(duì)準(zhǔn)而被制成。不過，每個(gè)磁極件36a-f應(yīng)當(dāng)通過纏繞無定形金屬帶材料使得其能夠高效引導(dǎo)磁通的方向和帶的寬度對(duì)準(zhǔn)而被制成。這種結(jié)構(gòu)這樣設(shè)置無定形金屬材料，使得磁通通過磁心沿著材料能夠高效地引導(dǎo)磁通的方向被引導(dǎo)。
雖然本發(fā)明以單相裝置進(jìn)行了說明，其中所有的定子部件的電磁體被同時(shí)激勵(lì)，但是這不作要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見，本發(fā)明的裝置可以采取多相的形式。圖12說明一種用于提供多相電動(dòng)機(jī)600的方法。在本實(shí)施例中，如上按照裝置10所述進(jìn)行設(shè)計(jì)的3個(gè)裝置10a-c被在一個(gè)公共軸上安裝成一排。裝置10a-c的每一個(gè)相對(duì)于前一個(gè)被轉(zhuǎn)動(dòng)20度。換句話說，裝置10b相對(duì)于裝置10a轉(zhuǎn)動(dòng)20度，使得裝置10b中的定子裝置的每個(gè)磁極件被固定在超前裝置10a的定子裝置的相應(yīng)的磁極件20度的位置。裝置10c相對(duì)于裝置10b也是如此。因?yàn)檠b置10a-c的工作周期可以延長到60度弧，如上所述，所以這種結(jié)構(gòu)使得3個(gè)裝置彼此的相位相差其工作周期的三分之一。因而，3個(gè)裝置10a-c可以作為一個(gè)整體的三相裝置操作，裝置10a-c中的每一個(gè)相應(yīng)于一個(gè)相。
此外，如圖13所示，通過構(gòu)成一種裝置可以提供三相裝置，所示裝置包括定子裝置，其具有由單獨(dú)形成的磁心件和3個(gè)單獨(dú)可控的線圈陣列構(gòu)成的電磁體組件700。在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子部件(圖13中沒有示出)仍然具有6個(gè)轉(zhuǎn)子磁體，和圖1的裝置10的情況一樣。類似地，所述裝置包括兩個(gè)定子裝置，每個(gè)位于轉(zhuǎn)子裝置的每一側(cè)，也和圖1的裝置10的情況一樣。不過，如圖13所示，該圖是電磁體組件700的平面圖，所述電磁體組件包括由19個(gè)被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件702a-s構(gòu)成的整體無定形金屬磁心702。19的磁心件中的第一個(gè)磁心件702a是一個(gè)圓環(huán)形磁心件，和圖3所示的磁心件36g類似。18個(gè)磁心件702b-s是被單獨(dú)繞制的磁心件，其一端位于圓環(huán)形磁心件702a附近，借以形成18個(gè)磁極凸起。電磁體組件700還包括3個(gè)單獨(dú)可控的線圈陣列704a-c。每個(gè)單獨(dú)可控的線圈陣列和圖1的線圈陣列38類似，每個(gè)陣列包括圍繞磁心件702b-s中的每個(gè)相繼的第三個(gè)纏繞的線圈。利用這種結(jié)構(gòu)，每個(gè)線圈陣列相應(yīng)于三相裝置中的一個(gè)相。
雖然上面以三相裝置進(jìn)行了說明，但是應(yīng)當(dāng)理解，該裝置也可以作為兩相裝置被提供。在這種情況下，整體無定形金屬磁心702將包括13個(gè)磁心件而不是19個(gè)磁心件，其中12個(gè)磁心件形成磁極件，一個(gè)磁極件作為磁軛，如上所述。此外，所述兩相裝置將只包括兩個(gè)單獨(dú)可控的線圈陣列。此外，應(yīng)當(dāng)理解，多相裝置不限于上述的圓環(huán)形磁心結(jié)構(gòu)。而是可以采用各種結(jié)構(gòu)的磁心，這些都落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
雖然上面以具有各自的特定方向的各個(gè)元件說明了上述的實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明也可以采取其它的特定結(jié)構(gòu)，其中各個(gè)元件可以按照不同的方位被設(shè)置，這些都落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，雖然裝置10的每個(gè)定子裝置包括6個(gè)磁極件，轉(zhuǎn)子包括6個(gè)磁體，但這不作要求。而是定子裝置可以具有任何所需數(shù)量的磁極件，轉(zhuǎn)子可以具有任何數(shù)量的磁體，這些都落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
此外，本發(fā)明同樣適用于各種電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，只要這些裝置的定子裝置包括由單獨(dú)形成的被絕緣殼體支撐定位的磁心件構(gòu)成的整體無定形金屬磁心即可。這些不同的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)包括但不限于直流無刷形的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，直流同步型的、可變磁阻或開關(guān)磁阻型的、感應(yīng)型的、以及許多其它類型的發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)。因此，所述的例子只用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明不限于所述的實(shí)施例的細(xì)節(jié)，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以作出各種改型。
權(quán)利要求
1．一種從由電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)或再生電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的組中選擇的裝置，所述裝置包括一轉(zhuǎn)子裝置，至少一個(gè)定子裝置，以及一裝置殼體，其用于以預(yù)定的相互位置關(guān)系支撐轉(zhuǎn)子裝置和定子裝置，并用于支撐轉(zhuǎn)子裝置使其沿一預(yù)定轉(zhuǎn)動(dòng)路徑繞一給定的轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)，定子裝置包括a)至少一個(gè)可激勵(lì)的電磁體組件，其包括一整體的無定形金屬磁心和電線圈陣列，它們共同限定了至少一個(gè)磁極件，整體的無定形金屬磁心由多個(gè)單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件構(gòu)成；以及b)一絕緣的電磁體殼體，用于支撐電磁體組件，使得磁極件位于轉(zhuǎn)子裝置的旋轉(zhuǎn)路徑附近，絕緣的電磁體殼體具有在電磁體殼體中形成的磁心件開孔，用于保持被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件處于彼此相鄰的位置，以形成整體的無定形金屬磁心；以及c)電磁體組件具有多個(gè)磁極件，其中電磁體組件的每個(gè)磁極件是一被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件，并且其中至少其中一個(gè)被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件是一個(gè)圓環(huán)，其構(gòu)成使每個(gè)磁極件彼此以磁的方式相連的電磁軛。
2．如權(quán)利要求1所述的裝置，其中轉(zhuǎn)子裝置包括至少一個(gè)具有北極和南極的轉(zhuǎn)子磁體，該轉(zhuǎn)子裝置包括用于支撐轉(zhuǎn)子磁體使其圍繞給定的轉(zhuǎn)子軸線旋轉(zhuǎn)的裝置，使得至少其中一個(gè)磁極沿著圍繞給定轉(zhuǎn)子軸線的預(yù)定旋轉(zhuǎn)路徑是可以接近的。
3．如權(quán)利要求1所述的裝置，其中在用于保持無定形金屬磁心件的電磁體殼體的磁心件開孔中的任何空隙都充有絕緣油。
4．如權(quán)利要求1所述的裝置，其中至少一些被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件是由連續(xù)的無定形金屬帶制成的無定形金屬繞組。
5．如權(quán)利要求4所述的裝置，其中連續(xù)的無定形金屬帶具有基本上恒定的帶寬。
6．如權(quán)利要求1所述的裝置，其中至少一些被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件由單個(gè)被切割成所需形狀的無定形金屬材料帶的層疊體構(gòu)成的。
7．如權(quán)利要求4所述的裝置，其中無定形金屬磁心件是油浸的。
8．如權(quán)利要求5所述的裝置，其中至少兩個(gè)被單獨(dú)形成的無定形金屬件是用于形成電磁體組件的兩個(gè)磁極件的圓柱形件。
9．如權(quán)利要求5所述的裝置，其中除去圓環(huán)形的磁心件之外每個(gè)被單獨(dú)形成的的無定形金屬磁心件具有從由圓形，橢圓形，卵形，環(huán)形，具有圓角的三角形和具有圓角的梯形構(gòu)成的截面形狀的組中選擇的截面形狀。
10．如權(quán)利要求5所述的裝置，其中電磁體組件包括多個(gè)磁極件，其中電磁體組件的每個(gè)磁極件是一個(gè)被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件，并且其中至少其中一個(gè)被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件是一個(gè)圓環(huán)，其構(gòu)成使每個(gè)磁極件彼此以磁的方式相連的電磁軛。
11．如權(quán)利要求1所述的裝置，其中圓環(huán)電磁軛包括在無定形金屬帶被繞制之后由一連續(xù)的無定形金屬帶的一個(gè)連續(xù)的邊沿限定的環(huán)形表面，其中電磁體組件的每個(gè)磁極件具有位于轉(zhuǎn)子磁體的預(yù)定旋轉(zhuǎn)路徑附近的第一端，并且其中電磁體組件的每個(gè)磁極件具有位于圓環(huán)電磁軛的環(huán)形表面附近的第二端。
12．如權(quán)利要求4所述的裝置，其中定子裝置的電磁體組件包括基本上呈U形的限定了兩個(gè)磁極的整體無定形金屬磁心，其中兩個(gè)磁極件的每一個(gè)單獨(dú)地由無定形金屬磁心件構(gòu)成并且其中整體磁心包括一個(gè)附加的被單獨(dú)制成的無定形金屬磁心件用于形成電磁軛，其以磁的方式使兩個(gè)磁極件彼此相連，使得磁心件共同限定了U形的整體磁心。
13．如權(quán)利要求4所述的裝置，其中a)轉(zhuǎn)子裝置包括支撐裝置，用于支撐至少一個(gè)轉(zhuǎn)子磁體，使得轉(zhuǎn)子磁體的北極和南極圍繞給定的轉(zhuǎn)子軸線沿著不同的預(yù)定的旋轉(zhuǎn)路徑是可以接近的；b)整體磁心是一種基本上呈C形的整體無定形金屬磁心，其限定兩個(gè)磁極件，使得每個(gè)磁極件位于不同的預(yù)定旋轉(zhuǎn)路徑中的相應(yīng)的一個(gè)路徑附近；c)兩個(gè)磁極件是各是單獨(dú)地形成的無定形金屬磁心件，和d)附加的被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件形成一個(gè)電磁軛，其以磁的方式使兩個(gè)磁極件彼此相連，使得磁心件共同限定了C形的整個(gè)磁心。
14．如權(quán)利要求1所述的裝置，其中a)轉(zhuǎn)子裝置是具有外圓周表面的一筒形轉(zhuǎn)子裝置；b)轉(zhuǎn)子裝置包括支撐裝置，用于支撐至少一個(gè)轉(zhuǎn)子磁體，使得所述磁體基本上和給定的轉(zhuǎn)子軸線平行地沿著轉(zhuǎn)子裝置的外圓周表面延伸；以及c)整體磁心是基本上呈管形的整體無定形金屬磁心，其具有和給定的轉(zhuǎn)子軸線一致的中心縱向軸線，整體磁心限定至少兩個(gè)磁極件，使得每個(gè)磁極件徑向向內(nèi)向著整體磁心的中心軸線延伸，每個(gè)磁極件是被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件，整體磁心包括被單獨(dú)形成的管狀的無定形金屬磁心件，用于形成電磁軛，其以磁的方式使磁極件彼此相連，使得所有的被單獨(dú)形成的磁心件共同限定了基本上呈管狀的整體磁心。
15．如權(quán)利要求2所述的裝置，其中轉(zhuǎn)子磁體是稀土磁體。
16．如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置是一多相裝置。
17．如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述多相裝置由多個(gè)離散的裝置構(gòu)成，它們?cè)谝粋€(gè)公共軸上被安裝成一排，其中每個(gè)裝置被固定到另一個(gè)裝置上面，使得所述多個(gè)裝置的各個(gè)定子裝置被保持在圍繞給定的轉(zhuǎn)子軸線彼此相互轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)預(yù)定角度的位置。
18．如權(quán)利要求1所述的裝置，其中電磁體殼體還包括在電磁體殼體中形成的冷卻劑開孔，用于使冷卻劑流體通過殼體循環(huán)。
19．如權(quán)利要求1所述的裝置，其中電磁體殼體還包括在電磁體殼體中形成的線路通路開孔，用于容納用于互連線圈陣列的導(dǎo)線。
20．如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置是一感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。
21．一種用于制造整體無定形金屬磁心的方法，該整體無定形金屬磁心用于從由電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)或再生電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的組中選擇的裝置的電磁體組件，所述方法包括以下步驟a)形成多個(gè)單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件，每個(gè)所述無定形金屬磁心件具有所需的心件形狀，其中電磁體組件的每個(gè)磁心件是單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件，并且其中至少一個(gè)被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件是一個(gè)圓環(huán)，用于形成一電磁軛，其以磁的方式使其它的磁心件彼此相連；b)提供一個(gè)絕緣的磁心殼體，其包括磁心件開孔，用于限定所需的整體磁心的形狀；以及c)把多個(gè)被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件裝配在絕緣的磁心殼體的磁心件開孔中，使得絕緣的磁心殼體保持磁心件彼此相鄰，從而形成所需的整個(gè)磁心的形狀。
22．如權(quán)利要求21所述的方法，還包括在磁心殼體的磁心件開孔中的任何空隙中填充絕緣油的步驟。
23．如權(quán)利要求21所述的方法，其中用于形成具有所需磁心件形狀的多個(gè)被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件的步驟包括通過把連續(xù)的無定形金屬材料帶繞制成具有所需截面形狀的線圈而形成至少一些無定形金屬磁心件的步驟。
24．如權(quán)利要求23所述的方法，其中用于形成具有所需磁心件形狀的多個(gè)被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件的步驟包括油浸所述無定形金屬磁心件的步驟。
25．如權(quán)利要求23所述的方法，其中除去圓環(huán)形的磁心件之外的每個(gè)磁心件的所需截面形狀是從由圓形，橢圓形，卵形，環(huán)形，具有圓角的三角形和具有圓角的梯形構(gòu)成的截面形狀的組中選擇的截面形狀。
26．如權(quán)利要求23所述的方法，其中連續(xù)的無定形金屬材料帶除去把連續(xù)的無定形金屬材料帶切割成所需的長度之外，不再進(jìn)行切割、刻蝕或其它的機(jī)加工。
27．如權(quán)利要求21所述的方法，其中用于形成具有所需磁心件形狀的多個(gè)被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件的步驟包括通過層疊被切割成所需形狀的各個(gè)無定形金屬材料帶而形成磁心件來形成至少一些被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件的步驟。
28．一種用于控制從由電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和再生電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的組中選擇的的一種裝置的轉(zhuǎn)速、效率、轉(zhuǎn)矩和功率的設(shè)備，所述裝置包括轉(zhuǎn)子，其被支撐著以便沿著圍繞給定的轉(zhuǎn)子軸線的預(yù)定的轉(zhuǎn)子路徑轉(zhuǎn)動(dòng)，所述裝置還包括定子，其具有多個(gè)具有無定形金屬磁心的可以被動(dòng)態(tài)地激勵(lì)和去激勵(lì)的電磁體，所述電磁體被相互分開地設(shè)置，和預(yù)定的轉(zhuǎn)子路徑相鄰，使得在轉(zhuǎn)子上的一個(gè)特定點(diǎn)從一個(gè)電磁體附近的給定點(diǎn)到下一個(gè)相繼的電磁體附近的給定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)限定一個(gè)工作周期，所述設(shè)備包括a)一個(gè)位置檢測(cè)器裝置，其在工作周期中的任何給定的時(shí)刻確定轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的位置和轉(zhuǎn)速，并產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)；以及b)響應(yīng)所述信號(hào)的一個(gè)控制器，其使用預(yù)定的裝置控制參數(shù)控制定子的電磁體的激勵(lì)和去激勵(lì)，對(duì)于每個(gè)工作周期，所述控制器能夠控制多個(gè)激勵(lì)和去激勵(lì)參數(shù)的任意組合，以便控制所述裝置的速度、效率、功率以及轉(zhuǎn)矩。
29．如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中激勵(lì)和去激勵(lì)參數(shù)包括(ⅰ)工作周期激勵(lì)時(shí)間，其是連續(xù)延續(xù)的時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，對(duì)于每個(gè)工作周期，定子的電磁體被激勵(lì)，(ⅱ)工作周期激勵(lì)時(shí)間的開始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)，即在工作周期期間，相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，工作周期激勵(lì)時(shí)間開始和結(jié)束的時(shí)刻，以及(ⅲ)工作周期激勵(lì)時(shí)間的調(diào)制，這是一種對(duì)電磁體進(jìn)行的脈寬調(diào)制，其中通過在如果不進(jìn)行調(diào)制，電磁體將連續(xù)地被激勵(lì)的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)電磁體進(jìn)行激勵(lì)和去激勵(lì)。
30．如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中位置檢測(cè)器裝置包括一個(gè)編碼器盤，其被支撐著和轉(zhuǎn)子一道轉(zhuǎn)動(dòng)，還包括靠近編碼器盤設(shè)置的光檢測(cè)器陣列，編碼器盤具有多個(gè)同心的軌跡，分開的位置指示孔形成在各軌跡上，每個(gè)光檢測(cè)器對(duì)應(yīng)于相關(guān)的一個(gè)同心軌跡，并且光檢測(cè)器位于其相關(guān)的同心軌跡附近，使得檢測(cè)器能夠檢測(cè)到在其相關(guān)的同心軌跡中形成的位置指示孔的存在，從而能夠檢測(cè)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的位置。
31．如權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中控制器包括用于當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)利用該速度的裝置，在該速度所述位置檢測(cè)器裝置的編碼器盤檢測(cè)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的位置變化以確定轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的速度。
32．如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中控制器還包括一個(gè)計(jì)數(shù)器裝置，所述計(jì)數(shù)器裝置能夠以時(shí)間的增量進(jìn)行計(jì)數(shù)，這使得每個(gè)工作周期能夠被分成多個(gè)時(shí)間間隔，控制器使用這些時(shí)間間隔控制對(duì)電磁體進(jìn)行激勵(lì)和去激勵(lì)的時(shí)間。
33．如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中所述轉(zhuǎn)子包括至少一個(gè)永久超磁體。
34．一種用于控制從由電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和再生電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的組中選擇的一種裝置的轉(zhuǎn)速、效率、轉(zhuǎn)矩和功率的方法，所述裝置包括一轉(zhuǎn)子，其被支撐著以便沿著圍繞給定的轉(zhuǎn)子軸線的預(yù)定轉(zhuǎn)子路徑轉(zhuǎn)動(dòng)，所述裝置還包括一定子，其具有多個(gè)具有無定形金屬磁心的可以被動(dòng)態(tài)地激勵(lì)和去激勵(lì)的電磁體組件，所述電磁體被相互分開地設(shè)置，它們和預(yù)定的轉(zhuǎn)子路徑相鄰，使得在轉(zhuǎn)子上的一個(gè)特定點(diǎn)從一個(gè)電磁體附近的給定點(diǎn)到下一個(gè)相繼的電磁體附近的給定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)限定一個(gè)工作周期，所述方法包括以下步驟a)在工作周期中的任何給定的時(shí)刻確定轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的位置和轉(zhuǎn)速，并產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)；以及b)使用所述信號(hào)選擇并利用預(yù)定的裝置控制參數(shù)以控制定子的電磁體的激勵(lì)和去激勵(lì)，使得對(duì)于每個(gè)工作周期期間，所述控制器能夠控制多個(gè)激勵(lì)和去激勵(lì)參數(shù)的任意組合，以便控制所述裝置的速度、效率、功率以及轉(zhuǎn)矩。
35．如權(quán)利要求34所述的方法，其中激勵(lì)和去激勵(lì)參數(shù)包括(ⅰ)工作周期激勵(lì)時(shí)間，這是一個(gè)連續(xù)的時(shí)間延續(xù)，在此時(shí)間內(nèi)，對(duì)于每個(gè)工作周期，定子的電磁體被激勵(lì)，(ⅱ)工作周期激勵(lì)時(shí)間的開始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)，即在工作周期期間，相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，工作周期激勵(lì)時(shí)間開始和結(jié)束的時(shí)刻，以及(ⅲ)工作周期激勵(lì)時(shí)間的調(diào)制，這是一種對(duì)電磁體進(jìn)行的脈寬調(diào)制，其中通過在如果不進(jìn)行調(diào)制，電磁體將連續(xù)地被激勵(lì)的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)電磁體進(jìn)行激勵(lì)和去激勵(lì)。
36．如權(quán)利要求34所述的方法，其中確定轉(zhuǎn)子位置的步驟包括這樣一個(gè)步驟，其中使用一個(gè)編碼器盤，其被支撐著和轉(zhuǎn)子一道轉(zhuǎn)動(dòng)，并使用靠近編碼器盤設(shè)置的光檢測(cè)器陣列以檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置。
37．如權(quán)利要求36所述的方法，其中編碼器盤具有多個(gè)同心的軌跡，在每個(gè)軌跡中形成有位置指示孔，并且其中每個(gè)光檢測(cè)器位于相關(guān)一個(gè)同心軌跡附近，使得光檢測(cè)器能夠檢測(cè)到在與其相關(guān)的同心軌跡中形成的位置指示孔的存在，從而能夠檢測(cè)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的位置。
38．如權(quán)利要求37所述的方法，其中用于控制電磁體的激勵(lì)和去激勵(lì)的步驟包括當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)利用下述速度的步驟，在此速度所述編碼器盤檢測(cè)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的位置變化以確定轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子的轉(zhuǎn)速。
39．如權(quán)利要求38所述的方法，其中用于控制電磁體的激勵(lì)和去激勵(lì)的步驟包括以下步驟使用(ⅰ)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和(ⅱ)計(jì)數(shù)器裝置的組合對(duì)電磁體進(jìn)行激勵(lì)和去激勵(lì)的時(shí)刻，所述計(jì)數(shù)器裝置能夠以時(shí)間增量進(jìn)行計(jì)數(shù)，這使得每個(gè)工作周期能夠被分成多個(gè)時(shí)間間隔。
40．如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)子包括至少一個(gè)永久超磁體。
41．一種發(fā)電裝置，包括以下部分的組合a)汽輪機(jī)；和b)直接由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，其中不使用減速齒輪或其它的裝置降低渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的速度，所述發(fā)電機(jī)包括具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子超磁體的轉(zhuǎn)子裝置和具有至少一個(gè)包括無定形金屬磁心的可以動(dòng)態(tài)地激勵(lì)和去激勵(lì)的電磁體組件的定子裝置。
42．一種用于發(fā)電的方法，所述方法包括以下步驟a)提供一汽輪機(jī)；和b)直接由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，其中不使用減速齒輪或其它的裝置降低渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的速度，所述發(fā)電機(jī)包括具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子超磁體的轉(zhuǎn)子裝置和具有至少一個(gè)包括無定形金屬磁心的可以動(dòng)態(tài)地激勵(lì)和去激勵(lì)的電磁體組件的定子裝置。
43．一種用于調(diào)節(jié)由輸入驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的電輸出的方法，所述發(fā)電機(jī)包括具有至少一個(gè)可動(dòng)態(tài)地激勵(lì)與去激勵(lì)的定子線圈的定子裝置和轉(zhuǎn)子裝置，所述方法包括以下步驟a)確定轉(zhuǎn)子組件相對(duì)于定子組件在任何給定的時(shí)刻的位置和轉(zhuǎn)速，并產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)；以及b)使用所述信號(hào)，可變地控制定子線圈的激勵(lì)與去激勵(lì)，使得發(fā)電機(jī)的電輸出被調(diào)節(jié)到一個(gè)所需的電輸出而不需要使用附加的電功率調(diào)節(jié)裝置。
44．如權(quán)利要求43所述的方法，其中輸入驅(qū)動(dòng)裝置是風(fēng)車。
45．如權(quán)利要求43所述的方法，還包括使用由發(fā)電機(jī)發(fā)出的一部分電功率驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)。
46．如權(quán)利要求45所述的方法，其中發(fā)電機(jī)以使得減少發(fā)電機(jī)加于輸入驅(qū)動(dòng)裝置上的阻力的一種方式被作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
47．如權(quán)利要求45所述的方法，其中發(fā)電機(jī)以使得增加發(fā)電機(jī)加于輸入驅(qū)動(dòng)裝置上的阻力的一種方式被作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
48．一種用于發(fā)電機(jī)中調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電輸出的裝置，所述發(fā)電機(jī)包括具有至少一個(gè)可動(dòng)態(tài)地激勵(lì)與去激勵(lì)的定子線圈的定子裝置和轉(zhuǎn)子裝置，所述裝置包括a)一位置檢測(cè)器裝置，用于確定轉(zhuǎn)子裝置相對(duì)于定子裝置在任何給定的時(shí)刻的位置和轉(zhuǎn)速，并產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)；以及b)一控制器，其響應(yīng)所述信號(hào)，可變地控制定子線圈的激勵(lì)與去激勵(lì)，使得發(fā)電機(jī)的電輸出被調(diào)節(jié)到一個(gè)所需的電輸出而不需要使用附加的電功率調(diào)節(jié)裝置。
49．如權(quán)利要求48所述的裝置，其中輸入驅(qū)動(dòng)裝置是風(fēng)車。
50．如權(quán)利要求49所述的裝置，其中控制器使用由發(fā)電機(jī)發(fā)出的一部分電功率驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)。
51．如權(quán)利要求50所述的裝置，其中發(fā)電機(jī)以使得減少發(fā)電機(jī)加于輸入驅(qū)動(dòng)裝置上的阻力的一種方式被作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
52．如權(quán)利要求50所述的裝置，其中發(fā)電機(jī)以使得增加發(fā)電機(jī)加于輸入驅(qū)動(dòng)裝置上的阻力的一種方式被作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
53．一種用于從包括電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、和再生發(fā)電機(jī)的裝置組中選擇的裝置的定子裝置，從所述組中選擇的所述裝置包括所述一定子裝置、一轉(zhuǎn)子裝置以及一裝置殼體，所述裝置殼體用于支撐轉(zhuǎn)子裝置和定子裝置處于相互的預(yù)定位置，并用于支撐所述轉(zhuǎn)子裝置沿著圍繞給定轉(zhuǎn)子軸線的預(yù)定旋轉(zhuǎn)路徑旋轉(zhuǎn)，所述定子裝置包括a)至少一個(gè)可激勵(lì)的電磁體組件，其包括整體無定形金屬磁心和導(dǎo)電線圈陣列，它們共同限定一個(gè)或幾個(gè)磁極件，整體無定形金屬磁心由多個(gè)被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件構(gòu)成；以及b)一絕緣的電磁體殼體，用于支撐所述電磁體組件，使得磁極件位于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)路徑附近，絕緣的電磁體殼體具有在電磁體殼體中形成的磁心件開孔，用于保持被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件處于彼此相鄰但是不相連接的位置，以形成整體的無定形金屬磁心。
54．如權(quán)利要求53所述的定子裝置，其中所述磁心件包括至少一個(gè)具有第一端和第二端的磁極件，以及磁軛，其在所述殼體開孔內(nèi)被這樣設(shè)置，使得所述磁極件的第一端處于和所述磁軛相鄰并面對(duì)的關(guān)系，并且所述的一端從磁軛上伸出。
55．如權(quán)利要求53所述的定子裝置，其中所述磁心件包括多個(gè)具有第一端和第二端的磁極件，以及磁軛，它們都被保持在所述殼體開孔內(nèi)，使得每個(gè)所述磁極件的第一端處于和所述磁軛相鄰并面對(duì)的關(guān)系，并且每個(gè)磁極件的第二端從磁軛上伸出。
56．如權(quán)利要求55所述的定子裝置，其中所述每個(gè)磁極件是由連續(xù)的無定形金屬帶制成的無定形金屬繞組，所述無定形金屬帶具有相對(duì)的邊沿，使得所述相對(duì)邊沿形成磁極件的第一端和第二端。
57．如權(quán)利要求56所述的定子裝置，其中所述磁軛是由連續(xù)的無定形金屬帶制成的無定形金屬繞組，所述無定形金屬帶具有相對(duì)的邊沿，所述邊沿限定相對(duì)的磁軛表面，并且其中每個(gè)所述磁極件的第一端被所述殼體保持處于和所述磁軛表面的一個(gè)相鄰不面對(duì)的關(guān)系。
58．如權(quán)利要求57所述的定子裝置，其中所述磁軛是這樣的形狀，使得其限定一個(gè)圓環(huán)。
59．如權(quán)利要求57所述的定子裝置，其中每個(gè)磁極件具有從由圓形，橢圓形，卵形，環(huán)形，具有圓角的三角形和具有圓角的梯形構(gòu)成的截面形狀的組中選擇的截面形狀。
60．如權(quán)利要求55所述的定子裝置，其中至少一些被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件是由各個(gè)被切割成所需形狀的無定形金屬材料帶的層疊體構(gòu)成的。
61．如權(quán)利要求55所述的定子裝置，其中所述磁心件包括兩個(gè)并且只有兩個(gè)磁極件，它們和所述磁軛共同限定一種U形結(jié)構(gòu)。
62．如權(quán)利要求53所述的定子裝置，其中所述磁心件包括兩個(gè)磁極件，每個(gè)磁極件具有第一端和第二端，兩個(gè)面對(duì)的磁軛，和一個(gè)用于連接具有相對(duì)端的部件的磁軛，它們都被保持在所述殼體開孔內(nèi)，相互之間呈相鄰而不連接的關(guān)系，使得(1)一個(gè)磁極件的第一端和所述磁軛中的一個(gè)呈相鄰且面對(duì)的關(guān)系，而其第二端從所述磁軛沿另一個(gè)磁軛的方向伸出，(2)所述磁極件的另一個(gè)的第一端和其它的一個(gè)所述磁軛呈相鄰且面對(duì)的關(guān)系，而其第二端從所述磁軛沿一個(gè)磁軛的方向伸出，以及(3)用于連接部件的磁軛的相對(duì)端分別和所述面對(duì)的磁軛相鄰，從而使磁心件限定一個(gè)C形結(jié)構(gòu)。
63．一種用作定子裝置的零件的無定形金屬磁心，所述定子裝置可用于從包括電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和再生發(fā)電機(jī)的裝置組中選擇的裝置中，從所述組中選擇的所述裝置包括所述定子裝置、轉(zhuǎn)子裝置以及裝置殼體，所述裝置殼體用于支撐轉(zhuǎn)子裝置和定子裝置處于相互的預(yù)定位置，并用于支撐所述轉(zhuǎn)子裝置沿著圍繞給定轉(zhuǎn)子軸線的預(yù)定旋轉(zhuǎn)路徑旋轉(zhuǎn)，所述無定形金屬磁心包括a)多個(gè)被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件，當(dāng)和協(xié)同操作的導(dǎo)電線圈組合時(shí)，所述無定形金屬磁心件中的一個(gè)或幾個(gè)作為磁極件；以及b)絕緣的電磁體殼體，用于支撐所述磁心件，使得它們彼此處于相鄰而不相連接的關(guān)系，從而使得當(dāng)和協(xié)同操作的導(dǎo)電線圈組合時(shí)而形成的一個(gè)或幾個(gè)磁極件可以位于和轉(zhuǎn)子裝置的旋轉(zhuǎn)路徑相鄰的位置，所述絕緣的電磁體殼體具有被形成在電磁體殼體中的磁心件開孔，用于把被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件保持相互之間呈相鄰而不相連接的關(guān)系。
64．如權(quán)利要求63所述的無定形金屬磁心，其中所述磁心件包括至少一個(gè)具有第一端和第二端的磁極件和磁軛，所述磁軛被保持在所述殼體開孔中，使得所述磁極件的第一端和所述磁軛呈相鄰而不相連接的關(guān)系，并且第二端從所述磁軛伸出。
全文摘要
一種裝置,例如電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)或再生電動(dòng)機(jī)包括轉(zhuǎn)子裝置和定子裝置。定子裝置具有絕緣的電磁體殼體和至少一個(gè)包括無定形金屬磁心的可激勵(lì)的電磁體組件。整體無定形金屬磁心由多個(gè)被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件構(gòu)成。絕緣的電磁體殼體具有在其中形成的磁心件開孔,用于保持被單獨(dú)形成的無定形金屬磁心件處于彼此相鄰的位置,使得形成整體無定形金屬磁心。所述裝置還包括控制裝置,其能夠使用多個(gè)激勵(lì)和去激勵(lì)參數(shù)的任意組合可變地控制所述電磁體的激勵(lì)和去激勵(lì),從而控制所述裝置的速度、效率、轉(zhuǎn)矩和功率。
文檔編號(hào)H02K7/18GK1294770SQ98814056
公開日2001年5月9日 申請(qǐng)日期1998年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月19日
發(fā)明者R·A·卡爾馬諾 申請(qǐng)人:萊特工程公司