BR102013018176A2

BR102013018176A2 - Dispositivo eletromagnético linear

Info

Publication number: BR102013018176A2
Application number: BRBR102013018176-5A
Authority: BR
Inventors: James L Peck
Original assignee: Boeing Co
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2015-06-30
Also published as: US20160012959A1; CN110690033A; US10033178B2; US9159487B2; BR102013018176B1; US9472946B2; KR20140011920A; CN103578704A; JP6333525B2; RU2013130327A; US20140022040A1; JP2014022750A; EP2688076A2; EP2688076A3; KR102086355B1; ES2757822T3; US20150043119A1; RU2662798C2; EP2688076B1

Abstract

Dispositivo eletromagnético linear a presente invenção refere-se a um dispositivo eletromagnético linear (200), tal como um indutor (202), um transformador ou o dispositivo similar, pode incluir um núcleo, no qual um fluxo magnético (106) e (108) pode ser gerado. O dispositivo pode também incluir uma abertura (208) pelo núcleo (204). O dispositivo pode incluir adicionalmente um condutor primário (212), recebido na abertura (208) e estendendo-se pelo núcleo (204). O condutor primário (212) pode incluir uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular (206). Uma corrente elétrica, escoando pelo condutor primário (212), gera um campo magnético em torno do condutor primário (212), em que substancialmente todo o campo magnético é absorvido pelo núcleo (204), para gerar o fluxo magnético no núcleo (204).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO ELETROMAGNÉTICO LINEAR".

CAMPO A presente invenção se refere a dispositivos eletromagnéticos, tais como transformadores e indutores elétricos, e, mais particularmente, a um dispositivo eletromagnético linear, tal como um transformador linear, um indutor linear ou um dispositivo linear similar.

ANTECEDENTES

A Figura 1 é um exemplo de um dispositivo eletromagnético 100, que pode ser um indutor ou transformador. O dispositivo eletromagnético 100 inclui vários condutores, fios ou enrolamentos elétricos 102 revestidos ou enrolados em torno de um núcleo ferromagnético 104. O núcleo 104 é um material eletromagnético e é magnetizado em resposta a uma corrente elétrica escoando nos enrolamentos 102. Um fluxo magnético, ilustrado pelas linhas tracejadas 106 e 108, é também gerado pelo dispositivo eletromagnético 100, em resposta à corrente elétrica escoando pelos enrolamentos 102. Como ilustrado na Figura 1, o fluxo magnético 106 e 108 vai escoar em uma rota pelo núcleo 100 e pelo espaço livre em torno do dispositivo eletromagnético 100. Consequentemente, o fluxo magnético 106 e 108, escoando no espaço livre em torno do dispositivo eletromagnético 100, não produz qualquer acoplamento ou transferência de energia útil e é ineficiente. Por causa dessa ineficiência, esses dispositivos eletromagnéticos, indutores, transformadores e assemelhados da técnica anterior requerem, geralmente, maiores e mais pesados núcleos eletromagnéticos e enrolamentos adicionais para proporcionar uma conversão ou transferência de energia desejada. SUMÁRIO

De acordo com uma concretização, um dispositivo eletromagnético linear, tal como um transformador linear, um indutor linear ou o dispositivo linear similar, pode incluir um núcleo, no qual um fluxo magnético pode ser gerado. O dispositivo pode também incluir uma abertura pelo núcleo. O dispositivo pode incluir adicionalmente um condutor primário, recebido na abertura e estendendo-se pelo núcleo. O condutor primário pode incluir uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular, Uma corrente elétrica, escoando pelo condutor primário, gera um campo magnético em torno do condutor primário, em que substancialmente todo o campo magnético é absorvido pelo núcleo, para gerar o fluxo magnético no núcleo.

De acordo com uma outra concretização, um dispositivo eletromagnético linear pode incluir um núcleo, no qual pode ser gerado um fluxo magnético. O dispositivo eletromagnético pode também incluir uma abertura pelo núcleo e um condutor primário recebido na abertura e estendendo-se pelo núcleo. O condutor primário pode incluir uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular. Uma corrente elétrica, escoando pelo condutor primário, gera um campo magnético em torno do condutor primário, em que substancialmente todo o campo magnético é absorvido pelo núcleo, para gerar o fluxo magnético no núcleo. O dispositivo eletromagnético pode incluir também um condutor secundário, recebido na abertura e estendendo-se pelo núcleo. O condutor secundário pode incluir uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular, para receber uma força eletromo-triz transmitida pelo núcleo.

De acordo com uma outra concretização, um processo para aumentar um fluxo magnético de um dispositivo eletromagnético pode incluir proporcionar um núcleo, no qual um fluxo magnético pode ser gerado. O processo pode incluir também estender um condutor primário por uma abertura no núcleo. O condutor primário pode incluir uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular. O processo pode incluir ainda passar uma corrente elétrica pelo condutor primário, para gerar um campo magnético em torno do condutor primário, em que, substancialmente, todo o campo magnético é absorvido pelo núcleo, para gerar um fluxo magnético no núcleo.

Outros aspectos e características da presente invenção, definidos apenas pelas reivindicações, vão ficar evidentes para aqueles versados na técnica por revisão da descrição detalhada não limitante apresentada a seguir da invenção, em conjunto com as figuras em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DAS VÁRIAS VISTAS DOS DESENHOS A descrição detalhada apresentada a seguir das concretizações se refere aos desenhos em anexo, que ilustram as concretizações específicas da invenção. Outras concretizações, tendo diferentes estruturas e operações, não se afastam do âmbito da presente invenção. A Figura 1 é um exemplo de um transformador da técnica anterior. A Figura 2A é uma vista em perspectiva de um exemplo de um dispositivo eletromagnético, de acordo com uma concretização da presente invenção. A Figura 2B é uma vista pelo topo do dispositivo eletromagnético da Figura 2A. A Figura 2C é um diagrama de blocos de um exemplo de um circuito elétrico incluindo o indutor linear da Figura 1A, de acordo com uma concretização da presente invenção. A Figura 3A é uma vista em perspectiva de um exemplo de um dispositivo eletromagnético, configurado como um transformador linear, de acordo com uma concretização da presente invenção. A Figura 3B é um diagrama de blocos de um exemplo de um circuito elétrico incluindo o transformador linear da Figura 3A, de acordo com uma concretização da presente invenção. A Figura 4 é uma vista em perspectiva de um exemplo de um indutor linear, de acordo com outra concretização da presente invenção. A Figura 5 é uma vista em perspectiva de um exemplo de um transformador linear, de acordo com outra concretização da presente invenção. A Figura 6 é uma ilustração de um exemplo de um transformador linear, de acordo com outra concretização da presente invenção. A Figura 7A é uma ilustração de um exemplo de um transformador linear, de acordo com mais uma outra concretização da presente invenção. A Figura 7B é um diagrama de blocos de um circuito elétrico incluindo o transformador linear, de acordo com outra concretização da pre- sente invenção. A Figura 8 é uma ilustração de um exemplo de outro transformador linear, de acordo com uma concretização da presente invenção.

A Figura 9 é um fluxograma de um exemplo de um processo para aumentar um fluxo magnético de um dispositivo eletromagnético, transformador linear, de acordo com uma concretização da presente invenção. DESCRIÇÃO A descrição detalhada apresentada a seguir das concretizações se refere aos desenhos em anexo, que ilustram as concretizações específicas da invenção. Outras concretizações, tendo diferentes estruturas e operações, não se afastam do âmbito da presente invenção. Os números de referência similares podem se referir ao mesmo elemento ou componente nos diferentes desenhos.

De acordo com uma concretização da presente invenção, um transformador linear é um dispositivo magnético, no qual um ou mais condutores elétricos primários lineares e um ou mais condutores ou fios elétricos secundários passam por um núcleo magnético. O núcleo pode ser de peça única e não há necessidade para espiras dos condutores elétricos primários e secundários. Ainda que o núcleo possa ser de peça única, o núcleo de peça única pode ser formado de várias placas ou laminados empilhados. Uma corrente alternada pode ser conduzida pelo condutor primário. Um fluxo magnético da corrente no condutor primário é absorvida pelo núcleo. Quando a corrente no condutor primário diminui, o núcleo transmite (dessorve) uma força eletromotriz nos fios secundários. Uma característica do transformador linear é a passagem linear dos condutores primários e secundários pelo núcleo. Um núcleo pode ser usado como um dispositivo autônomo, ou uma série de dois ou mais núcleos pode ser usada quando se requer uma exposição linear mais longa. Outra característica desse transformador é que todo o campo magnético, ou pelo menos uma parte substancial do campo magnético, gerado pela corrente no condutor primário, é absorvido pelo núcleo, e dessorvido no condutor secundário. O núcleo do transformador pode ser dimensionado ou incluir dimensões, de modo que, substancialmente, todo o campo magnético gerado pela corrente seja absorvido pelo núcleo, e de modo que o fluxo magnético seja substancialmente completamente contido com o núcleo. Isso forma um transformador altamente eficiente com perdas de cobre muito baixas, uma alta eficiência de transferência de energia, uma baixa emissão térmica e emissões de radiação muito baixa. Adicionalmente, o transformador linear é de um volume e peso 50% menores do que nas configurações existentes. A Figura 2A é uma vista em perspectiva de um exemplo de um dispositivo eletromagnético 200, de acordo com uma concretização da presente invenção. O dispositivo eletromagnético 200, ilustrado na Figura 2A, é configurado como um indutor linear 202. O indutor linear 202 pode incluir um núcleo 204. O núcleo 204 pode incluir várias placas 206 ou laminações empilhadas entre si. As placas 206 podem ser feitas também de uma liga de silício - aço, uma liga de níquel - ferro, ou outro material metálico, capaz de gerar um fluxo magnético similar àquele descrito no presente relatório descritivo. Por exemplo, o núcleo 204 pode ser uma liga de níquel - ferro, incluindo cerca de 20% em peso de ferro e cerca de 80% em peso de níquel. As placas 206 podem ser substancialmente quadradas ou retangulares, ou podem ter alguma outra forma geométrica, dependendo da aplicação do dispositivo eletromagnético e do meio físico no qual o dispositivo eletromagnético 200 pode ser localizado. Por exemplo, as placas substancialmente quadradas ou retangulares 206 podem ser definidas como qualquer tipo de polígono, para ajustarem-se a uma certa aplicação.

Uma abertura é formada por cada uma das placas 206, e as a-berturas são alinhadas para formar uma abertura 208, ou uma passagem, pelo núcleo 204, quando as placas 206 são empilhadas entre si, com as a-berturas das placas em alinhamento entre si. A abertura 208, ou passagem, pode ser formada substancialmente no centro ou em uma parte central do núcleo 204 e estender-se substancialmente perpendicular a um plano definido por cada placa 206 da pilha de placas 206 ou laminados. Em outra concretização, a abertura 208 pode ser formada deslocada do centro de uma parte central do núcleo 204, nos planos definidos por cada uma das placas 206, para fins de proporcionar um fluxo magnético particular, ou satisfazer certas exigências, Um condutor elétrico 210, ou um fio, pode ser recebido na abertura 208 e pode se estender pelo núcleo 204, perpendicular ao plano de cada uma das placas 206, O condutor elétrico 210 pode ser um condutor primário. Na concretização exemplificativa, ilustrada na Figura 2A, o condutor elétrico 210 é uma pluralidade de condutores elétricos 212, ou fios. Em outra concretização, o condutor elétrico 210 pode ser um único condutor.

Com referência também à Figura 2B, a Figura 2B é uma vista pelo topo do indutor linear 202 da Figura 1A. A abertura 208 pelo núcleo 204 pode ser uma ranhura alongada 214. Como discutido acima, a abertura 208, ou ranhura alongada, pode ser formada por um centro ou parte central do núcleo 204, quando se olhando pelo plano da placa de topo 206. A abertura 208 ou ranhura alongada 214 pode ser uma distância igual dos lados opostos do núcleo 204, ou, como ilustrado na Figura 2B, a ranhura alongada 214 pode ser deslocada e pode ficar mais próxima de um lado do núcleo 204. Para algumas aplicações, a abertura 208 pode ser também formada em uma forma diferente de ranhura alongada 214, dependendo da aplicação e da rota desejada do fluxo magnético gerado no núcleo.

Como discutido acima, o condutor elétrico 210 pode ser uma pluralidade de condutores primários 212, que são alinhados adjacentes entre si, ou dispostos em uma única linha 216 dentro da ranhura alongada 214. Cada um dos condutores 212 pode incluir uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular, como ilustrado na Figura 2B. A seção transversal substancialmente quadrada ou retangular pode ser definida como sendo e-xatamente quadrada ou retangular, ou pode ter bordas arredondadas ou outras características, dependendo da aplicação e do acoplamento ou transferência desejado de fluxo magnético no núcleo 204, quando uma corrente elétrica escoa pelos condutores 212. A condução 210 pode ser também de um único condutor de fita alongado, estendendo-se dentro da ranhura alongada 214 e tendo uma seção transversal correspondente à ranhura alongada ou outra forma de abertura. A seção transversal de cada condutor primário 212 pode ter uma largura predeterminada "W", em uma direção correspondente a uma dimensão ou comprimento alongado "L" da ranhura alongada 214. Um condutor primário de extremidade 218, em cada extremidade da linha única 216 dos condutores, tem menos do que cerca de da metade da largura predeterminada "W" de uma extremidade 220 da ranhura alongada 214. Cada condutor 212 tem também uma altura predeterminada "H", Cada condutor 212 tem menos do que metade da altura predeterminada "H" de uma parede lateral 222 da ranhura alongada 214. A Figura 2C é um diagrama de blocos de um exemplo de um circuito elétrico 224, incluindo um indutor linear 226, de acordo com uma concretização da presente invenção. O indutor linear 226 pode ser igual ao indutor linear 202 nas Figuras 2A e 2B. Um gerador 208 pode ser conectado ao indutor linear 226, para conduzir uma corrente elétrica pelo indutor linear 226. Um campo magnético é gerado em torno do condutor elétrico 210 (Figuras 2A e 2B), ou de cada um da pluralidade de condutores elétricos 212, em resposta à corrente elétrica escoando no condutor ou nos condutores. O núcleo 204 pode ser dimensionado de modo que substancialmente todo o campo magnético seja absorvido pelo núcleo 204, para gerar um fluxo magnético no núcleo 204, como ilustrado pelas linhas tracejadas 228 e 230 na Figura 2A, e o núcleo pode ser dimensionado de modo que o fluxo magnético seja substancialmente completamente contido dentro do núcleo. Em uma concretização, o núcleo 204 pode ser dimensionado relativo ao condutor ou condutores e à corrente elétrica escoando no condutor ou condutores, para absorver pelo menos cerca de 96% do campo magnético, para gerar o fluxo magnético no núcleo 204. O fluxo magnético pode ficar também pelo menos cerca de 96% contido dentro do núcleo 24. Qualquer fluxo magnético gerado fora do núcleo 204 pode ser infinitesimalmente pequeno, comparado com o fluxo magnético contido dentro do núcleo. A Figura 3A é uma vista em perspectiva de um exemplo de um dispositivo eletromagnético na configuração de um transformador linear 300, de acordo com uma concretização da presente invenção. O transformador linear 300 é similar ao indutor linear 202 da Figura 2A, mas inclui um condutor secundário 302 ou uma pluralidade de condutores secundários. Consequentemente, o transformador linear 300 inclui um núcleo 304, no qual um fluxo magnético pode ser gerado. Similar àquele descrito previamente, o núcleo 304 pode incluir várias placas ou laminações 306, que podem ser empilhadas entre si, como ilustrado na Figura 3A. Cada uma das placas 306 tem uma abertura formada nela, para proporcionar uma abertura 308, ou passagem, pelo núcleo 304. A abertura 308, ou passagem, pelo núcleo 304 pode ser substancialmente perpendicular a um plano definido por cada uma das placas 306. O condutor ou os condutores secundários 302 se estendem dentro da abertura 308 pelo núcleo 304. O condutor primário ou os vários condutores primários 310 podem se estender adjacentes aos condutores secundários 302 dentro da abertura 308 pelo núcleo 304.

Similar àquele descrito previamente, cada condutor primário 310 pode ter uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular. Uma corrente elétrica, escoando pelo condutor ou pelos condutores primários, gera um campo magnético em torno do condutor primário. O núcleo 304 pode ser dimensionado ou incluir dimensões de largura e comprimento das placas 306, para absorver substancialmente todo o campo magnético, para gerar o fluxo magnético, como ilustrado pelas linhas tracejadas 312 e 314 na Figura 3A. O núcleo 304 pode ser também dimensionado ou incluir dimensões de largura e comprimento, de modo que o fluxo magnético seja substancialmente inteiramente contido dentro do núcleo 304. Em uma concretização, o núcleo 304 pode ser dimensionado ou pode incluir dimensões de largura e comprimento das placas 306, para absorver pelo menos cerca de 96% do campo magnético e pelo menos cerca de 96% do fluxo magnético.

Cada condutor secundário 302, estendendo-se pelo núcleo 304, pode ter também uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular, para receber uma força eletromotriz transmitida pelo núcleo 304. A abertura 308 pelo núcleo 304 pode ser uma ranhura alongada 316, similar à ranhura alongada 214 nas Figuras 2A e 2B. Os vários condutores primários 310 e os vários condutores secundários 302 podem ser todos dispostos adjacentes entre si, em uma linha única na ranhura alongada 316.

Uma seção transversal de cada condutor primário 310 dos vários condutores e cada condutor secundário 302 dos vários condutores podem ter uma largura predeterminada "W", em uma direção correspondente a um comprimento da ranhura alongada 316, similar àquela ilustrada na Figura 2B. Um condutor primário de extremidade, adjacente a uma extremidade da ranhura alongada 316, tem cerca de menos da metade da largura predeterminada "W" a partir de uma extremidade da ranhura alongada 316. Um condutor secundário de extremidade, adjacente a uma extremidade oposta da ranhura alongada 316, tem cerca de menos da metade da largura predeterminada "W" a partir da extremidade oposta da ranhura alongada. A seção transversal de cada condutor primário 310 e de cada condutor secundário 302 pode ter uma altura predeterminada "H". Cada condutor primário 310 e cada condutor secundário 302 tem cerca de menos da metade da altura predeterminada "H" a partir de uma parede lateral da ranhura alongada 316. A Figura 3B é um diagrama de blocos de um circuito elétrico 318, incluindo um transformador linear 320, de acordo com uma concretização da presente invenção. O transformador linear 320 pode ser igual ao transformador linear 300 na Figura 3A. Um gerador 322 pode ser conectado aos condutores primários 310, e uma carga 324 pode ser conectada aos condutores secundários 302. As voltagem e corrente, supridas pelo gerador 322 para o transformador linear 320, são convertidas ou transformadas com base no número e nas características dos condutores, ou enrolamentos, primários e no número e nas características dos condutores, ou enrolamentos, secundários, e do núcleo 304. A Figura 4 é uma vista em perspectiva de um exemplo de um indutor linear 400, de acordo com outra concretização da presente invenção. O informação material 400 pode ser similar ao indutor linear 202 na Figura 2A, exceto que o indutor linear 400 pode incluir dois ou mais núcleos 402 e 404. Cada um dos núcleos 402 e 404 tem as respectivas aberturas 406 e 408 formadas por eles. Um condutor elétrico 410 se estende por cada uma das aberturas 406 e 408. Cada uma das aberturas 406 e 408 pode ser uma ranhura alongada, similar àquela descrita acima. O condutor elétrico 410 pode ser uma pluralidade de condutores, dispostos adjacentes entre si em uma única linha na ranhura alongada, que forma cada uma das aberturas 406 e 408. Cada um dos vários condutores pode ter uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular. A ranhura ou abertura de laminação, pelo núcleo laminado, é, tipicamente, uma ranhura para um núcleo de laminação, para manter a separação entre o armazenamento de fluxo magnético e os fluxos de fluxo magnético. No entanto, duas ou mais ranhuras ou aberturas podem ficar na mesma laminação ou núcleo, se o espaçamento for tal que cada área ou volume de armazenamento de fluxo e escoamento de fluxo não interfira com uma ranhura adjacente. A corrente total em cada ranhura ou abertura define a área ou volume da laminação ou núcleo para armazenamento. As lamina-ções ou núcleos separados para cada ranhura assegura que não haja interferências.

Um gerador 412, ou uma fonte de energia elétrica, pode ser conectado ao indutor linear 400. O gerador 412 pode suprir uma corrente elétrica ao condutor 410 ou aos condutores, para gerar um campo magnético em torno do condutor 410. O campo magnético vai ser substancialmente inteiramente absorvido pelos núcleos 402 e 404, para gerar um campo magnético em cada um dos núcleos 402 e 404. A Figura 5 é uma vista em perspectiva de um exemplo de um transformador linear 500, de acordo com uma outra concretização da presente invenção. O transformador linear 500 pode ser igual ao transformador linear 300 na Figura 3A, exceto que o transformador 500 pode incluir dois ou mais núcleos 502 e 504. Similar ao transformador 300, cada um dos núcleos 502 e 504 pode ter uma abertura 506, formada por um centro ou substancialmente em uma parte central do núcleo. Cada abertura 506 pode ser uma ranhura substancialmente alongada.

Um condutor primário 508 e um condutor secundário 510 podem se estender pela abertura 506 em cada um dos núcleos 502 e 504. O condu- tor primário 508 pode ser um único condutor ou vários condutores elétricos, ou fios, como ilustrado na Figura 5, e o condutor secundário 510 pode ser um único condutor pode também incluir vários condutores elétricos, ou fios, como ilustrado na Figura 5. Cada condutor primário 508 e cada condutor secundário 510 podem ter uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular, similares aos condutores 212, ilustrados na Figura 2B. Os condutores primários 508 pode ser dispostos adjacentes entre si em uma única linha dentro da ranhura alongada, similar àquele ilustrado na Figura 2B. Os condutores secundários 510 podem ser também dispostos adjacentes entre si em uma única linha dentro da ranhura alongada. Os vários condutores secundários 510 podem ser dispostos adjacentes aos condutores primários 508 na mesma linha, a um espaçamento predeterminado entre os vários condutores. Os condutores primários e secundários 508 e 510 podem ser dispostos na ranhura alongada, a um espaçamentos das partes laterais da ranhura, para proporcionar um acoplamento magnético substancialmente completo entre os condutores 508 e 510 e os núcleos 502 e 504. Consequentemente, quando uma corrente elétrica é passada pelo condutor ou pelos condutores primários, substancialmente todo o campo magnético, em torno do condutor primário, é acoplado aos núcleos 502 e 504, para gerar o fluxo magnético nos núcleos 502 e 504. Os núcleos 502 e 504 podem ser também dimensionados ou incluir dimensões, de modo que pelo menos cerca de 96% do fluxo magnético seja acoplado nos, ou absorvidos pelos, núcleos 502 e 504. De modo similar, o fluxo magnético vai ser substancialmente completamente, ou pelo menos cerca de 96%, acoplado ao condutor ou aos condutores secundários 510, para gerar uma corrente elétrica no condutor ou nos condutores secundários 510.

Um gerador 512 ou uma fonte elétrica pode ser conectado ao condutor ou aos condutores primários 508, para aplicar uma corrente elétrica ao condutor primário. Uma carga 514 pode ser conectada ao condutor ou aos condutores secundários 510, para receber a energia elétrica transformada do transformador linear 500. A Figura 6 é uma ilustração de um exemplo de um transformador linear 600, de acordo com uma outra concretização da presente invenção, O transformador linear 600 pode ser similar ao transformador linear 300, na Figura 3A, exceto que o transformador 600 inclui vários núcleos 602 - 612. Cada um dos núcleos 602 - 612 pode ter uma abertura 614, formada pelo núcleo. A abertura 614 pode substancialmente por um centro ou parte central dos núcleos 602 - 612. Cada abertura 614 pode ser uma ranhura alongada ou uma outra configuração. Um condutor ou os condutores primários 616 e um condutor ou os condutores secundários 618 podem passar pela abertura 614 em cada um dos núcleos 602 - 612. Todos os condutores primários 616 e os condutores secundários 618 podem ter uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular e podem ser dispostos na ranhura alongada adjacentes entre si em uma única linha. Uma fonte elétrica 620 pode ser conectada ao condutor ou aos condutores primários 616, e uma carga 622 pode ser conectada ao condutor ou aos condutores secundários 618. A Figura 7A é uma ilustração de um exemplo de um transformador linear 700, de acordo com uma outra concretização da presente invenção. O transformador linear 700 pode ser similar ao transformador linear 300 na Figura 3A, exceto que o transformador linear 700 inclui vários núcleos 702 - 712. Todos os núcleos 702 - 712 podem ter uma abertura 714, formada pelo núcleo. A abertura 714 pode ser substancialmente por um centro ou parte central dos núcleos 702 - 712. Cada abertura 714 pode ser uma ranhura alongada ou uma outra configuração. Um único condutor primário 716 ou vários condutores primários podem passar pela abertura 714 em cada um dos núcleos 702 - 712. O condutor primário 716 pode ser conectado a uma fonte elétrica 718. O transformador linear 700 pode incluir também vários condutores secundários 720, 722 e 724, para acoplamento de um número selecionado dos núcleos a uma respectiva carga 726, 728 e 730, para suprir uma grandeza diferente de voltagem e de corrente de saída elétricas para as respectivas cargas 726, 728 e 730. Por exemplo, o condutor secundário 720 pode passar pelas aberturas 714 nos núcleos 702, 704 e 706 e pode se co- néctar à carga 726. O condutor secundário 722 pode passar pela abertura 714 nos núcleos 708 e 710 e se conectar à carga 728. O condutor secundário 724 pode passar pela abertura 714 no núcleo 712 e se conectar à carga 730.

Cada um dos condutores secundários 720, 722 e 724 pode ser um único condutor ou fio, ou vários condutores ou fios. Se os condutores secundários 720, 722 e 724 incluírem vários condutores, o número de condutores ou fios em cada um dos condutores secundários 720, 722 e 724 pode ser um número diferente de condutores ou fios, dependendo das voltagem e corrente elétricas desejadas a serem supridas pelo condutor secundário.

Cada condutor ou os condutores primários 716 e o condutor ou os condutores secundários 720, 722 e 724 podem ter uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular e podem ser dispostos na ranhura alongada adjacentes entre si em uma única linha, de modo similar aos condutores 212 ilustrados na Figura 2A. A Figura 7B é um diagrama de blocos de um circuito elétrico 732, incluindo o transformador linear 700 da Figura 7A, de acordo com uma concretização da presente invenção. A Figura 8 é uma ilustração de um exemplo de outro transformador linear 800, de acordo com uma concretização da presente invenção. O transformador 800 pode incluir também vários núcleos 802 - 820. Cada um dos núcleos 802 - 820 pode ter pelo menos uma abertura 822 formada nele. A pelo menos uma abertura 822 pode ser formada em um centro ou parte central de cada um dos núcleos 802 - 820. Cada abertura 822 pode ser uma ranhura substancialmente alongada.

Um condutor primário 824 e um condutor secundário 826 podem se estender por cada abertura 822 em cada um dos núcleos 802 - 820. O condutor primário 824 pode ser um único condutor ou fio ou vários condutores ou fios. O condutor secundário 826 pode ser um único condutor ou fio ou vários condutores ou fios. O condutor primário 824 ou cada um dos condutores primários e o condutor secundário 826 ou cada um dos condutores secundários podem ter uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular e podem ser dispostos na abertura 822 ou ranhura alongada adjacentes entre si em uma única linha. Uma fonte de energia elétrica 818 pode ser conectada ao condutor primário 824, e uma carga pode ser conectada ao condutor secundário 826. A Figura 9 é um fluxograma de um exemplo de um processo 900 para aumentar um fluxo magnético de um dispositivo eletromagnético, de acordo com uma concretização da presente invenção. No bloco 902, pelo menos um núcleo pode ser proporcionado, incluindo uma abertura formada no núcleo. A abertura pode ser formada substancialmente em um centro ou parte central do núcleo. O núcleo pode incluir vários laminados ou placas empilhadas, de modo similar ao que foi descrito no presente relatório descritivo. A abertura pode ser uma ranhura alongada ou uma outra forma, dependendo da aplicação e do acoplamento magnético desejado entre o núcleo e os condutores elétricos estendendo-se pela abertura no núcleo.

No bloco 904, um único condutor primário ou vários condutores primários podem ser estendidos pela abertura. Os condutores podem ter uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular, como descrito acima. Os condutores primários podem ser dispostos adjacentes entre si dentro da ranhura alongada em uma única linha.

No bloco 906, se o dispositivo eletromagnético for um transformador, um único condutor secundário ou vários condutores secundários podem ser estendidos pela abertura. O condutor secundário ou os condutores secundários podem ter também uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular. Os condutores secundários podem ser dispostos entre si dentro da ranhura alongada em uma única linha. O grupo de condutores secundários pode ser disposto adjacente ao grupo de condutores primários na mesma linha, com um espaçamento predeterminado entre os grupos de condutores.

No bloco 908, o condutor ou os condutores primários podem ser conectados a uma fonte elétrica, e se o dispositivo eletromagnético for um transformador, incluindo condutores secundários, os condutores secundários podem ser conectados a uma carga.

No bloco 910, uma corrente elétrica pode ser passada pelo condutor ou pelos condutores primários, para gerar um campo magnético em torno do condutor ou dos condutores. A configuração do condutor ou dos condutores, estendendo-se pela abertura substancialmente no centro ou em uma parte central do núcleo, faz com que substancialmente todo o campo magnético, ou pelo menos cerca de 96% dele, seja absorvido pelo núcleo, para gerar um fluxo magnético no núcleo. O núcleo pode ser também dimensionado, de modo que o fluxo magnético seja também substancialmente contido dentro do núcleo. A terminologia usada no presente relatório descritivo é para fins da descrição de concretizações particulares apenas, e não é intencionada para ser limitante da invenção. Como usado no presente relatório descritivo, as formas singulares "um", "uma", "o" e "a" são intencionadas para incluir também as formas plurais, a menos que o contexto indique claramente de outro modo. Deve-se entender ainda que os termos "compreende" e/ou "compreendendo", quando usados neste relatório descritivo, especificam a presença de características, números inteiros, etapas, operações, elementos e/ou componentes indicados, mas não excluem a presença ou a adição de um ou mais outros características, números inteiros, etapas, operações, e-lementos, componentes, e/ou seus grupos.

Embora as concretizações específicas tenham sido ilustradas e descritas no presente relatório descritivo, aqueles versados na técnica vão considerar que qualquer disposição, que é calculada para atingir o mesmo fim, pode ter outras aplicações em outras circunstâncias. Este pedido de patente é intencionado para cobrir quaisquer adaptações ou variações da presente invenção. As reivindicações apresentadas a seguir não são intencionadas para limitar, de modo algum, o âmbito da invenção às concretizações descritas no presente relatório descritivo.

Claims

1. Dispositivo eletromagnético linear, compreendendo: um núcleo (204), no qual pode ser gerado um fluxo magnético; uma abertura (208) pelo núcleo; e um condutor primário (210) recebido na abertura e estendendo-se pelo núcleo, o condutor primário incluindo uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular, em que uma corrente elétrica, escoando pelo condutor primário, gera um campo magnético em torno do condutor primário, substancialmente todo o campo magnético sendo absorvido pelo núcleo, para gerar o fluxo magnético no núcleo.

2. Dispositivo eletromagnético linear de acordo com a reivindicação 1, em que a abertura (208) pelo núcleo compreende uma ranhura alongada (214), e em que o dispositivo eletromagnético compreende ainda vários condutores primários (210, 212), dispostos em uma única linha na ranhura alongada (214), cada um dos condutores primários incluindo uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular, e em que o dispositivo eletromagnético linear define um indutor linear (226).

3. Dispositivo eletromagnético linear de acordo com a reivindicação 2, em que uma seção transversal de cada condutor primário (212) da pluralidade de condutores primários (212) compreende uma largura predeterminada, em uma direção correspondente a um comprimento da ranhura alongada, e um condutor primário de extremidade (218) em cada extremidade da linha única de condutores primários tendo menos do que cerca da metade da largura predeterminada de uma extremidade da ranhura alongada, e a seção transversal de cada condutor primário da pluralidade de condutores compreendendo uma altura predeterminada, cada condutor primário tendo menos do que cerca da metade da altura predeterminada a partir de uma parede lateral da ranhura alongada.

4. Dispositivo eletromagnético linear de acordo com a reivindicação 1, em que o núcleo (204) compreende várias placas (206) empilhadas entre si.

5. Dispositivo eletromagnético linear de acordo com a reivindica- ção 1, compreendendo ainda um condutor secundário (302), recebido na abertura e estendendo-se pelo núcleo, em que o dispositivo eletromagnético define um transformador (320, 500, 600, 700, 800).

6. Dispositivo eletromagnético linear de acordo com a reivindicação 1, compreendendo ainda pelo menos um outro núcleo (404), o pelo menos outro núcleo (404) compreendendo uma abertura (408), pela qual o condutor primário se estende por pelo menos um outro núcleo.

7. Dispositivo eletromagnético linear de acordo com a reivindicação 1, em que o núcleo compreende um tamanho correspondente a uma penetração de fluxo magnético predeterminada.

8. Dispositivo eletromagnético linear, compreendendo: um núcleo, no qual pode ser gerado um fluxo magnético; uma abertura pelo núcleo; um condutor primário (310, 508, 616, 824)) recebido na abertura e estendendo-se pelo núcleo, o condutor primário incluindo uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular, em que uma corrente elétrica, escoando pelo condutor primário, gera um campo magnético em torno do condutor primário, substancialmente todo o campo magnético sendo absorvido pelo núcleo, para gerar o fluxo magnético no núcleo; e um condutor secundário (302, 510, 618, 820) recebido na abertura e estendendo-se pelo núcleo, o condutor secundário incluindo uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular, para receber uma força eletromotriz transmitida pelo núcleo.

9. Dispositivo eletromagnético linear de acordo com a reivindicação 8, em que a abertura pelo núcleo compreende uma ranhura alongada, e em que o dispositivo eletromagnético compreende ainda: vários condutores primários dispostos em uma única linha na ranhura alongada; e, vários condutores secundários dispostos em uma única linha na ranhura alongada.

10. Dispositivo eletromagnético linear de acordo com a reivindicação 9, em que uma seção transversal de cada condutor primário da plura- lidade de condutores e cada condutor secundário do pluralidade de condutores compreende uma largura predeterminada, em uma direção correspondente a um comprimento da ranhura alongada, e um condutor primário de extremidade, adjacente a uma extremidade da ranhura alongada, tem menos do que cerca da metade da largura predeterminada de uma extremidade da ranhura alongada, e um condutor secundário de extremidade, adjacente a uma extremidade oposta da transformador, tem menos do que cerca da metade da largura predeterminada a partir da extremidade oposta da ranhura alongada, e a seção transversal de cada condutor primário e de cada condutor secundário compreendendo uma altura predeterminada, cada condutor primário e cada condutor secundário tendo menos do que cerca da metade da altura predeterminada a partir de uma parede lateral da ranhura alongada.

11. Dispositivo eletromagnético linear de acordo com a reivindicação 8, compreendendo ainda pelo menos um outro núcleo, o pelo menos um outro núcleo compreendendo uma abertura, pela qual cada condutor primário e cada condutor secundário se estendem por pelo menos um outro núcleo.

12. Dispositivo eletromagnético linear de acordo com a reivindicação 11, em que o núcleo e o pelo menos um outro núcleo compreendem ambos várias placas empilhadas entre si.

13. Processo para aumentar um fluxo magnético de um dispositivo eletromagnético, compreendendo: proporcionar um núcleo, no qual um fluxo magnético pode ser gerado; estender um condutor primário por uma abertura no núcleo, o condutor primário incluindo uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular; e passar uma corrente elétrica pelo condutor primário, para gerar um campo magnético em torno do condutor primário, em que substancialmente todo o campo magnético é absorvido pelo núcleo, para gerar um fluxo magnético no núcleo.

14. Processo de acordo com a reivindicação 13, em que proporcionar o núcleo compreende proporcionar um núcleo, incluindo uma ranhura alongada para a abertura, e em que estender o condutor primário pela abertura no núcleo compreende estender vários condutores primários pela ranhura alongada, os condutores primários sendo dispostos em uma única linha na ranhura alongada, e cada condutor primário incluindo uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular.

15. Processo de acordo com a reivindicação 14, compreendendo ainda estender vários condutores secundários pela ranhura alongada no núcleo, os condutores secundários sendo dispostos em uma única linha na ranhura alongada, e cada condutor secundário incluindo uma seção transversal substancialmente quadrada ou retangular.

16. Processo de acordo com a reivindicação 15, compreendendo ainda um espaçamento entre todos os condutores primários e secundários menor do que cerca de metade de uma dimensão da seção transversal dos condutores, a partir de uma parede lateral da ranhura alongada.