BRPI0709611A2 - gerador, unidade de condução de fluxo magnético para um gerador, e, máquina de geração de energia - Google Patents

Abstract

GERADOR, UNIDADE DE CONDUçãO DE FLUXO MAGNéTICO PARA UM GERADOR, E, MáQUINA DE GERAçãO DE ENERGIA. A invenção se refere a um gerador, a uma unidade de condução de fluxo magnético para um gerador, e a uma máquina de geração de energia compreendendo tal um gerador. Em uma modalidade da invenção, um gerador (412) is divulgado que compreende pelo menos um conjunto de bobina (428) e pelo menos uma unidade de condução de fluxo magnético (410). A unidade de condução de fluxo magnético (410) compreende pelo menos um magneto (314, 316), um par de elementos opostos de condução defluxo magnético (318, 320) definindo um espaço (326) entre eles para receber o conjunto de bobina (428), e pelo menos uma porção de conexão (322) se estendendo entre os elementos opostos de condução de fluxo magnético (318, 320). O pelo menos um magneto (314, 316) é arranjado em relação aos elementos opostos de condução de fluxo magnético (318, 320) de modo que as forças de atração magnética entre os elementos (318, 320) sejam reativas através deles e equilibrados dentro da porção de conexão (322).

Description

"GERADOR, UNIDADE DE CONDUÇÃO DE FLUXO MAGNÉTICOPARA UM GERADOR, E, MÁQUINA DE GERAÇÃO DE ENERGIA"

A presente invenção se refere a um gerador, a uma unidade decondução de fluxo magnético para um gerador, e a uma máquina de geraçãode energia compreendendo tal um gerador. Em particular, mas não de formaexclusiva a presente invenção se refere a um gerador de acionamento direto ea uma unidade de condução de fluxo magnético para um gerador deacionamento direto.

No campo de geração de eletricidade, é bem conhecidofornecer um gerador acoplado a uma turbina operada por fluido tal comoaquele encontrado em estações de energia nuclear, de gás, de carvão e degasolina. Geradores convencionais compreendem um rotor tendo um núcleode ferro com um número de bobinas portando corrente envolvendo o núcleo, eum estator de núcleo de ferro portando um enrolamento. Um campomagnético é gerado passando uma corrente ao longo das bobinas do rotor demodo que, na rotação do rotor, a corrente seja induzida nas bobinas doenrolamento do estator. Os rotores de geradores encontrados em estações deenergia são acoplados à turbina através de uma árvore de acionamento quegira em uma velocidade rotacional alta, da ordem de vários mil rpm, e comum torque de acionamento relativamente baixo. Geradores de energiaconvencional, fabricados com isto em mente, por conseguinte têm sidoprojetados para velocidade alta e operação de baixo torque.

Nos últimos anos, pesquisas significativas têm sido conduzidasem todo o mundo em métodos de geração de eletricidade sustentáveis,incluindo geração de energia das marés, das ondas e eólica.

Máquinas eólicas existentes compreendem um aparelho deforça motriz na forma de um rotor de diâmetro grande. O rotor tem umnumero de lâminas de rotor, montados em uma árvore de rotor, que éacoplado a um gerador de energia. O rotor de turbina tipicamente gira emvelocidades de rotação relativamente baixas e um alto torque de saída, porexemplo, 20 rpm para uma máquina de 2MW, com um torque de saída decerca de 955 kNm. Por conseguinte será entendido que turbinas deste tipooperam em velocidades rotacionais relativamente baixas, mas com um torquede saída relativamente alto. De modo a gerar energia de forma sucessiva emtais máquinas de velocidade baixa, torque alto, geradores de energiaconvencionais (projetados para operação em alta velocidade e torque baixo)requerem serem conectado ao rotor de turbina através de uma caixa deengrenagem. A caixa de engrenagem aumenta a velocidade rotacionaL ediminui o torque da saída do rotor de turbina que é entrado para o gerador.

Uso de caixas de engrenagem deste tipo é de modo geralindesejado já que há um número de desvantagens significativas. Emparticular, as caixas de engrenagem são relativamente grandes e pesadas,aumentando grandemente o peso da unidade fornecida no encaixe no topo datorre de turbina eólica. De forma adicional, aprovisionamento de uma caixade engrenagem entre a árvore de saída do rotor de turbina e a árvore deentrada do gerador reduz a eficiência da máquina.

Ainda mais, essas caixas de engrenagem têm sido encontradasserem não confiáveis de forma surpreendente sob condições de operação deturbina eólica típicas. A causa principal para isto é a variação constante navelocidade de operação e torque transmitido através da caixa de engrenagem,devido as flutuações na velocidade do vento.

Problemas similares têm sido experimentados nos sistemas degeração de energia usando forças das ondas e maré, onde os movedoresprincipais dos sistemas operam em mesmo, mais baixas velocidades de ciclo ede rotação, e então em ainda mais altos torques ou forças de impulso.

Para endereçar esses problemas, tipos diferentes de geradoresde energia tem sido desenvolvido que são projetados para baixa velocidade,operação de torque alto, para conexão direta, por exemplo, ao rotor de umamáquina eólica.

Exemplos desses tipos de gerador inclui geradores de magnetopermanente convencionais, e máquinas de densidade de força alta tal como aMáquina de Fluxo Transversal (TFM) e a Máquina Híbrida Vernier (VHM)nova AVK SEG5 que tem sido proposto para sistemas de acionamento direto.

Uma aplicação particular desses geradores que tem sido identificada está emmáquinas de energia de onda. Uma máquina linear de VHM inclui núcleosopostos de condução de fluxo magnético que são geralmente em forma de Cna seção transversal, com um numero sucessivo de pares de magnetospolarizados de forma oposta, dispostos sobre braços dos núcleos, em qualquerlado de um espaço de ar entre os dois núcleos opostos. Um translador comsuperfícies empilhadas superiores e inferiores é arranjadas no espaço de ar e éacoplado ao aparelho de força motriz da máquina de geração de energia. Emuso, o translador se movimente reciprocamente para trás e para frente dentrodo espaço de ar e conforme as porções empilhadas do translador se alinham,de forma sucessivas, com pares de magnetos polarizados de forma oposta, ofluxo magnético flui entre os dois comutadores de núcleo, a freqüência destacomutação depende da velocidade da movimentação recíproca do translador.Bobinas são arranjadas nos braços dos núcleos e assim sendo a energia égerada conforme comuta o campo magnético.

Máquinas deste tipo, aquelas com um núcleo de ferro nosmembros em movimento e estacionário, sofrem de desvantagenssignificativas, particularmente no fato que forças extremamente grandes deatração magnética existem entre os dois cores. Isto requer uma estrutura desuporte bem grande e pesada para os núcleos, de modo a manter o espaço dear, com um efeito resultante dependendo do tamanho e peso do gerador. Demodo adicional, fabricação e conjunto do gerador, devido a essas grandesforças de atração magnética, é extremamente difícil.

Em um esforço para abordar os problemas, tais como aquelesassociados com as máquinas de núcleo de ferro mencionados anteriormente,um gerador de densidade de força baixa, divulgado no Pedido de PatenteInternacional Número PCT/GB02/02288, foi proposto. O gerador divulgadona PCT/GB02/02288 é projetado para uso com uma turbina eólica, e por conseguinte, é um gerador rotativo. No gerador divulgado, o ferro no estatordo gerador foi removido, e as bobinas no estator são suportadas por ummaterial não magnético. Nesta máquina, o fluxo de saída da superfície defeiro em movimento de um núcleo de fero em um rotor da máquina não temnenhuma superfície de ferro para flui, então o fluxo magnético vê efetivamente um espaço de ar magnético infinitamente grande. A densidadede fluxo é, por conseguinte, relativamente baixa, e a eficiência e eficácia damáquina é reduzida de forma significativa quando comparada com outrosgeradores. Conseqüentemente, de forma significativa mais material magnéticoé requerido no rotor de modo a alcançar qualquer coisa parecida com umeficiência de operação adequada. Como um resultado, o diâmetro físico dasmáquinas é requerido ser aumentado enormemente. Por exemplo, para umamáquina de núcleo a ar, é estimado que a máquina teria 28 metros emdiâmetro, sendo da ordem de duas a três vezes o diâmetro de uma gerador denúcleo de ferro equivalente.

Em um tipo alternativo de gerador rotativo, dois discos deferro estão localizados em oposição com um espaço de ar entre eles, e comum enrolamento de núcleo de ar imprensada entre os dois discos emmovimento. Magnetos são fornecidos nos discos de ferro, com paressucessivos de pares de magnetos (em uma direção em circunferência) sendo de polaridade opostas. Quando o disco gira, os enrolamentos estacionáriosexperimentam, de forma sucessiva, uma comutação de circulação de fluxomagnético, e por meio disso gerando eletricidade.

Contudo, as máquinas deste tipo tem forças de atraçãomagnética extremamente grande entre os dois discos, apresentando problemasde requerer uma estrutura de suporte grande e pesada do tipo descrito acima.Isto apresenta um problema particularmente difícil durante a fabricaçãodessas máquinas relativamente grandes, já que é extremamente difícil mantero pequeno espaço de ar requerido (de modo a maximizar a densidade defluxo) enquanto mantendo os discos de ferro afastados.

Por conseguinte, está entre os objetos das modalidades dapresente invenção para eliminar ou diminuir pelo menos uma dasdesvantagens anteriores.

De acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, éfornecido um gerador compreendendo pelo menos um conjunto de bobina epelo menos uma unidade de condução de fluxo magnético, a pelo menos umaunidade de condução de fluxo magnético compreendendo:

pelo menos um magneto;

um par de elementos de condução de fluxo magnético opostosdefinindo um espaço entre os mesmos para receber um conjunto de bobina; e

pelo menos uma porção de conexão se estendendo entre oselementos de condução de fluxo magnético opostos;

onde o pelo menos um magneto é arranjado em relação aoselementos de condução de fluxo magnético opostos de modo que as forças deatração magnética entre os elementos sejam reativas através deles eequilibrados dentro da porção de conexão.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, éfornecido uma unidade de condução de fluxo magnético para um gerador, aunidade de condução de fluxo magnético compreendendo:

pelo menos um magneto;

um par de elementos de condução de fluxo magnético opostosdefinindo um espaço entre os mesmos para receber um conjunto de bobina deum gerador; e

pelo menos uma porção de conexão se estendendo entre oselementos de condução de fluxo magnético opostos;

onde o pelo menos um magneto é arranjado em relação aoselementos de condução de fluxo magnético opostos de modo que forças deatração magnética entre os elementos são reativas através dele e equilibradosdentro da porção de conexão.

Reagindo as forças de atração magnética que existem entre oselementos de condução de fluxo através da porção de conexão, e equilibrandoas forças dentro da porção de conexão, não é necessário fornecer umaestrutura de suporte grande è pesada de modo a manter o espaço de ar entre oselementos de condução de fluxo. Será entendido que referências aqui para asforças de atração magnética entre os elementos de condução de fluxo sendoreativas através deles e equilibrados dentro da porção de conexão são paracarga mecânica na unidade de condução de fluxo como um resultado dessasforças de atração sendo transmitido para a porção de conexão dos elementosde condução de fluxo, e para a unidade de condução de fluxo sendo arranjadade modo que as forças mecânicas nos elementos de condução de fluxo ajamum contra o outro e por conseguinte se equilibram ou se cancelam. Isto reduzenormemente o peso do gerador; facilita a fabricação; reduz tempo defabricação; e conseqüentemente e reduz os custos quando comparado comgeradores conhecidos.

Será entendido que a porção de conexão, se estendendo entreos elementos de condução de fluxo magnéticos opostos, e por meio dissodefine uma extensão máxima do espaço ou espaço de ar entre os elementos.

Em modalidades preferidas, o gerador é um gerador deacionamento direto e é adaptado para ser acoplado diretamente a um aparelhode força motriz de uma máquina de geração de energia. O gerador pode, porconseguinte, ser adaptado para ser acoplado a um membro de acionamento(tal como um árvore de saída ou rotor) de uma máquina de geração de energiaeólica; uma máquina de geração de energia de maré; ou uma máquina degeração de energia de onda; ou um pistão livre. Mecanismo de movimento emuma planta de energia e calor combinado, por exemplo. Será entendido queum gerador de acionamento direto é um onde o gerador é acionadodiretamente de ou através do membro de acionamento de uma máquina degeração de energia.

De forma alternativa, o gerador pode ser um gerador indiretoou não direto, para aplicações acionamento indireto ou não direto; algumasaplicações de turbina eólica envolvem uma caixa de engrenagem de estágioúnico para passar a velocidade de, digamos, 10 rpm para 100 rpm. Porconseguinte, o gerador pode ser utilizado em tais circunstâncias, que é aindaconsiderado ser uma aplicação de velocidade baixa. Ainda mais, o geradorpoderia ser usado em ambas as aplicações de motor e de geração em qualquervelocidade.

Preferencialmente, o pelo menos um magneto é arranjado emrelação aos elementos de condução de fluxo magnético opostos de modo queum trajeto de circulação de fluxo magnético dentro da unidade de conduçãode fluxo magnético se estenda através da porção de conexão. Assim sendo, aporção de conexão pode estar conduzindo fluxo magnético e pode serlocalizado dentro ou pode definir parte de um trajeto de circulação do fluxona unidade.

A unidade de condução de fluxo magnético pode sergeralmente na forma de C na seção transversal, a porção de conexãoformando uma base ou um membro central e os elementos acoplados em umarranjo em cantiléver em relação à base. O espaço ou espaço de ar pode serdefinido entre os elementos opostos com o conjunto de bobina recebidodentro do espaço de ar. De forma alternativa, a unidade de condução de fluxomagnético pode ser geralmente em forma de I na seção transversal, umaporção de conexão formando uma base ou um membro central e os elementosacoplados para o membro central a fim de formar duas seções em cantiléverem qualquer lado do membro central, com dois espaços ou espaços de ar entreos elementos de condução de fluxo em qualquer lado de uma porção deconexão. Pode haver dois conjuntos de bobinas, cada um recebido em cadaespaço de ar. Em cada caso acima, o pelo menos um magneto pode serarranjado de modo que forças de atração magnética entre os elementos decondução de fluxo gerem cargas mecânicas dentro dos elementos, essascargas mecânicas transmitidas para as porção(s) de conexão e reativas umacontra a outra. Assim sendo, as cargas mecânicas são contidas dentro daunidade. Onde os elementos são em cantiléver, ou seções inclusas que são emcantiléver, em relação a uma porção(s) de conexão, momentos de rotaçãopodem ser gerados sobre uma porção de conexão. Contudo, o pelo menos ummagneto pode ser arranjado de modo que os momentos de rotação de cadaelemento sejam iguais e opostos e centrados sobre um eixo neutro de umaporção de conexão, para equilibrar as cargas.

Em uma alternativa adicional, uma unidade de condução defluxo magnético pode ser geralmente retangular ou quadrado na seçãotransversal com duas porções de conexões se estendendo entre os elementosde condução de fluxo magnético opostos e com um espaço ou espaço de ardefinido entre as duas porções de conexão, e um conjunto de bobinalocalizado dentro do espaço de ar. As cargas mecânicas nos elementos podemser transmitidas para ambas as porções de conexão, e o pelo menos ummagneto pode ser arranjado de modo que os momentos de rotação em tornodos eixos centrais de umas porções de conexão sejam equilibrados, comodescrito acima.

Em modalidades da invenção, o magneto é arranjado dentro doespaço ou espaço de ar definido entre os elementos. A unidade podecompreender um magneto acoplado a cada elemento, os magnetos arranjadoscom pólos opostos faceando um com o outro e com um conjunto de bobinadisposto entre as superfícies opostas dos magnetos. A unidade podecompreender um núcleo em C, uma porção de conexão formando uma ou ladodo núcleo em C, e os elementos de condução de fluxo formando braçosopostos do núcleo em C. A unidade pode compreender dois de tais núcleosem C providos dorso a dorso, que podem compartilhar uma porção deconexão comum. Por conseguinte, será entendido que tal uma unidade podeser de forma geral, forma em I e, por conseguinte, pode formar um núcleo emI. Por conseguinte, o gerador pode compreender dois conjuntos de bobina, osconjuntos de bobina dispostos em qualquer lado da porção de conexão, e doispares de magnetos acoplados aos elementos em qualquer lado da porção de conexão.

Em modalidades alternativas da invenção, o pelo menos ummagneto pode definir ou formar uma porção de conexão da unidade decondução de fluxo. Por conseguinte, o pelo menos um magneto pode servirpara definir para espaço de ar entre os elementos de condução de fluxo. Aunidade pode ser geralmente em forma de C, o magneto formando uma baseou membro central, e os elementos de condução de fluxo formando braçosopostos. A unidade pode compreender duas de tais conjuntos providos dorso adorso, que, por conseguinte, podem compartilhar um magneto comum, e seráentendido que tal uma unidade pode ser geralmente em forma de I. O gerador pode compreender dois conjuntos de bobina, um disposto em cada um dosespaços ou espaços de ar definido em qualquer lado do magneto.

Em modalidades alternativas adicionais da invenção. Aunidade pode compreender dois magnetos se estendendo entre os elementosde condução de fluxo, cada magneto definindo uma porção de conexão, e um espaço ou espaço de ar definido entre os magnetos para receber um conjuntode bobina. De forma alternativa, a unidade pode compreender um corpo deuma peça definindo os elementos de condução de fluxo, e assim sendo aunidade de condução de fluxos pode formar uma seção contínua com umaporção retangular opcional removida do centro. Os magnetos podem serposicionados em faces opostas e um enrolamento imprensado entre os dois noespaço de ar remanescente. De forma geral, a unidade pode ser retangular ouquadrada na seção transversal.

De forma preferencial, o gerador compreende uma grandequantidade de unidades de condução de fluxo magnético, e a direção decirculação do fluxo magnético dentro de cada unidade e através do respectivopelo menos um espaço ou espaço de ar pode ser oposto àquele no ou em cadaunidade de condução de fluxo adjacente. Deste modo, movimento relativoentre as unidades de condução de fluxo de forma progressiva, comuta umadireção da circulação do fluxo através do conjunto de bobina, gerando umacorrente dentro do conjunto de bobina.

O gerador pode ser um gerador rotativo e pode compreenderum rotor e um estator, o rotor adaptado para ser acoplado a um membro deacionamento de um aparelho de força motriz de uma máquina de geração deenergia e por meio disso adaptado para rotação em relação ao estator. A pelomenos um conjunto de bobina pode ser provido em um do rotor e do estator, ea pelo menos uma unidade de condução de fluxo magnético pode serfornecida em outro um do rotor e do estator. Quando o gerador compreendeuma grande quantidade de unidades, as unidades podem ser arranjadas demodo circular em torno do rotor ou do estator e podem ser arranjadas demodo que um eixo principal ou plano dos elementos de condução de fluxo dasunidades estejam em paralelo a um eixo de uma árvore do rotor, ouperpendicular ao eixo do rotor.

De forma alternativa, o gerador pode ser um gerador linear epode compreender um translador e um estator, o translador adaptado para seracoplado a um membro de acionamento de um aparelho de força motriz deuma máquina de geração de energia. O conjunto de bobina pode ser fornecidoem um do translador e do estator e a pelo menos uma unidade de condução defluxo no outro um do translador e do estator. O gerador pode compreenderuma grande quantidade de unidades de condução de fluxo, as unidades seestendendo ao longo de um plano paralelo a um plano do translador. Ogerador pode compreender uma grande quantidade de transladores ecorrespondentes estatores, cada translador acoplado a um membro deacionamento comum de um aparelho de força motriz.

Onde o gerador compreende uma grande quantidade deunidades, unidades adjacentes podem ser pode ser separadas por um espaçode ar ou por espaços que são condutivos de modo não magnético/isoladoresde modo magnético, ou de condutividade magnética passível de sernegligenciada compara com as unidades de condução de fluxo magnético. Deforma alternativa, as unidades adjacentes podem ser apoiadas uma contra aoutra de modo que elas não sejam separadas através de um espaço dear/espaçador.

O pelo menos um magneto pode ser um magneto permanente epode ser magnetizado seguindo a localização dentro da unidade. Isto podefacilitar o conjunto de uma unidade assegurando que o magneto é colocadoem uma localização desejada antes da magnetização e assim sendo, antes dequaisquer forças de atração magnéticas serem geradas. Para facilita aconstrução da unidade, um clipe ou um grampo pode ser fornecido paralocalizar o pelo menos um magneto em uma unidade antes da magnetização.De forma alternativa, o pelo menos um magneto pode ser magnetizado antesda localização dentro da unidade.

A pelo menos um conjunto de bobina pode compreender umagrande quantidade de bobinas de condução de corrente e podem ser de cobreou outro material adequado. Os elementos de condução de fluxo magnéticopodem ser de ferro, uma liga ferrosa tal como um aço ou o similar. A pelomenos uma porção de conexão pode ser de forma similar, de ferro ou de umaliga ferrosa.

De acordo com o terceiro aspecto da presente invenção, éfornecido um gerador compreendendo pelo menos um conjunto de bobina epelo menos uma unidade de condução de fluxo magnético, a pelo menos umaunidade de condução de fluxo magnético compreendendo:

um par de elementos de condução de fluxo magnético opostosdefinindo um espaço entre os mesmos para receber um conjunto de bobina; e

pelo menos um magneto se estendendo entre os elementos decondução de fluxo magnético opostos, o pelo menos um magneto arranjadoem relação aos elementos de condução de fluxo magnético opostos tal que asforças de atração magnética entre os elementos são reativas através eequilibradas dentro do pelo menos um magneto.

De acordo com um quarto aspecto da presente invenção, éfornecida uma unidade de condução de fluxo magnético para um gerador, aunidade de condução de fluxo magnético compreendendo:

um par de elementos de condução de fluxo magnético opostosdefinindo um espaço entre os mesmos para receber um conjunto de bobina dogerador; e

pelo menos um magneto se estendendo entre os elementos decondução de fluxo magnético opostos, o pelo menos um magneto arranjadoem relação aos elementos de condução de fluxo magnético de modo que asforças de atração magnética entre os elementos sejam reativas através delas eequilibradas dentro do pelo menos um magneto.

De acordo com um quinto aspecto da presente invenção, éfornecida uma máquina de geração de energia compreendendo o gerador doprimeiro ou do terceiro aspecto da invenção.

Modalidades da presente invenção serão agora descritas,somente a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

Fig. 1 é uma vista esquemática de uma unidade de conduçãode fluxo magnético para um gerador, de acordo com uma modalidade dapresente invenção;Fig. 2 é uma vista de lado esquemática de parte de um geradorincorporando uma unidade de condução de fluxo magnético da Fig. 1, deacordo com uma modalidade da presente invenção;

Fig. 2A é uma vista de lado esquemática de uma máquina degeração de energia incorporando o gerador mostrado na Fig. 2;

Fig. 3 é uma vista de lado esquemática de parte de um geradorincorporando uma unidade de condução de fluxo magnético da Fig. 1, deacordo com uma modalidade alternativa da presente invenção;

Fig. 4 é uma vista de frente esquemática de parte de umgerador incorporando uma unidade de condução de fluxo magnético da Fig. 1,de acordo com uma modalidade alternativa adicional da presente invenção;

Fig. 5 é uma vista de topo do gerador da Fig. 4;

Fig. 6 é uma vista esquemática de uma unidade de conduçãode fluxo magnético para um gerador, de acordo com uma modalidadealternativa adicional da presente invenção;

Fig. 7 é uma vista da unidade mostrada na Fig. 6, ilustrandoum conjunto de bloco retangular de apoio através do qual um conjunto debobina é montado para a unidade;

Fig. 8 é uma vista em perspectiva de um gerador incorporandoa unidade de condução de fluxo magnéticos, similar a uma unidade mostradanas Figs. 6 e 7, de acordo com uma modalidade preferida da presenteinvenção;

Fig. 9 é uma vista de parte do gerador mostrado na Fig. 8;

Figs. 10 e 11 são vistas das unidades de condução de fluxomagnético e de um conjunto de bobina, respectivamente, formando partes dogerador mostrado na Fig. 9;

Fig. 12 é uma vista de topo esquemática de um gerador deacordo com uma ainda modalidade alternativa adicional da presente invenção;

Fig. 13 é uma vista de topo de parte de um gerador,incorporando uma unidade de condução de fluxo magnético, de acordo comuma ainda modalidade alternativa adicional da presente invenção;

Fig. 14 é uma vista em perspectiva de uma unidade decondução de fluxo magnético mostrada na Fig. 13;

Fig. 15 é uma vista em perspectiva, parcialmente cortada deum gerador, incorporando uma unidade de condução de fluxo magnético, deacordo com uma ainda modalidade alternativa adicional da presente invenção;

Fig. 16 é uma vista seccional longitudinal do gerador mostradona Fig. 15;

Fig. 17 é uma vista da unidade de condução de fluxo da Fig.15, cortada como mostrada na Fig. 15;

Fig. 18 é uma vista de uma máquina de geração de energiaincorporando o gerador da Fig. 15; e

Fig. 19 é uma ilustração esquemática de uma máquina degeração de energia incorporando o gerador da Fig. 13.

Primeiramente voltando à Fig. 1, é mostrado uma vistaesquemática de uma unidade de condução de fluxo magnético para umgerador, de acordo com uma modalidade da presente invenção, a unidadeindicada de forma geral, pelo numerai de numerai de referência 10. Parte deum gerador 12 incorporando a unidade de condução de fluxo magnético 10mostrada na Fig. 1 é ilustrado na vista de lado esquemática da Fig. 2. Comomostrado nas Figs. 1 e 2, a unidade de condução de fluxo magnético 10compreende um par de magnetos 14, 16, um par de elementos de condução defluxo magnético opostos na forma de braços 18 e 20 e uma porção de conexão22 se estendendo entre os braços 18 e 20. Os magnetos 14 e 16 são arranjadosde modo que um trajeto de circulação do fluxo magnético 24 (indicado pelalinha tracejada) se estenda em uma direção anti-horária, quando vendo a Fig.1. Será entendido que, de modo alcançar isto, os pólos dos magnetos 14 e 16podem ser orientado S-N/S-N quando vendo a Fig. 1 do topo para o fundo. Osbraços 18 e 20, juntos com uma porção de conexão 22, forma um núcleo, deforma geral, em C e são de uma material de condução de fluxo magnético talcomo ferro, ou um liga de ferro tal como aço.

Um espaço ou espaço de ar 26 é definido entre os braçosopostos 18, 20, e os magnetos 14 e 16 estão localizados dentro do espaço dear, o magneto 14 acoplado de forma magnética ao braço 18 e o magneto 16 aobraço 20. Se desejado, os magnetos 14, 16 podem ser magnetizados, e podemser mantidos em posição através de um clipe, grampo ou suporte antes damagnetização. Um conjunto de bobina 28 do gerador 12 está localizado noespaço de ar 26 entre os magnetos opostos 14, 16 e, como será entendidopelas pessoas qualificadas na arte, um conjunto de bobina 28 compreende umnumero de bobinas de material de condução de corrente tal como cobre.

O gerador 12 mostrado na Fig. 2 é de um tipo rotacional, ecompreende um número de unidades 10 arranjadas em torno de umacircunferência de um disco de rotor, roda ou o similar 30 que é montado emuma árvore de rotor, 32. A árvore de rotor 32 é acoplada a um aparelho deforça motriz de uma máquina de geração de energia. Fig. 2A ilustra umamáquina de geração de energia na forma de uma máquina eólica 33 tendo umaparelho de força motriz na forma de um rotor 35, o rotor acoplado em umacionamento direto para o gerador 12 através de uma árvore 37. O gerador 12é assim sendo um gerador de acionamento direto, sendo acionado de formadireta pela árvore de saída 37 do rotor 35.

O gerador 12 também inclui um estator 34 tendo umaestrutura, disco do estator, ou o similar 36 ao qual um conjunto de bobina 28 émontado. O estator 34 é montado na árvore 32 através de um bloco retangularde apoio 39. Conforme mostrado na Fig. 2, as unidades 10 são arranjadas emtorno de uma periferia do disco do rotor 30, respectivos planos dos braços daunidade 18 e 20 sendo dispostos perpendiculares ao eixo da árvore do rotor 40.Em uso do gerador 12, as forças de atração magnética existementre os pares de braços opostos 18, 20 de cada unidade de condução de fluxomagnético 10. Essas forças de atração magnética procuram fechar o espaço dear 26 e por meio disso, concede cargas mecânicas nos braços 18, 20. Por forçada conexão com a porção 22, e o fato que os magnetos 14, 16 são arranjados,de modo que o trajeto da circulação do fluxo magnético 24 se estenda domagneto 16, através do braço 20, através da porção de conexão 22, através dobraço 18 e para o magneto 14, essas cargas mecânicas são transmitidas para aporção de conexão 22. Em efeito, os braços 18 e 20 são em cantiléver em relação à porção de conexão 22. A força de atração entre os braços 18, 20concede uma carga mecânica no braço 18. Isto gera um momento de rotaçãosobre um eixo neutro ou central 42 do núcleo em C em uma direção anti-horária quando vendo a Fig. 1. Em contraste, carregamento mecânico nobraço 20 gera um momento de rotação sobre o eixo neutro 42 em um direção horária. Esses momentos de rotação, de forma efetiva, se equilibram e secancelam com um resultado que as forças de atração magnética entre osbraços 18 e 20 são reativas através e equilibradas dentro da porção deconexão 22. Através deste arranjo, não é necessário fornecer um estrutura desuporte grande e pesada de modo a manter o espaço de ar entre os braços 18 e 20 e assim sendo o tamanho global e peso do gerador 12, quando comparadosa geradores de acionamento direto existentes, são enormemente reduzidos.Isto é alcançado enquanto mantendo uma densidade de fluxo alta e umpequeno espaço de ar entre os braços 18 e 20, assim sendo assegurar operaçãoeficiente do gerador 12.

O gerador 12 opera para gera eletricidade como a seguir.

Como notado acima, as várias unidades 10 são arranjadas sobre a periferia 38do disco do disco do rotor 30. O trajeto de circulação do fluxo magnético nasunidades adjacentes a uma unidade 10 estão em direções opostas. Assimsendo o trajeto de circulação do fluxo nas unidades adjacentes a uma unidade10 mostrado na Fig. 2 circula em direções horárias. Isto é alcançado atravésda polaridade reversa dos magnetos 14, 16 nas unidades adjacentes a umaunidade 10 mostrada na figura.

Conseqüentemente, em uso e quando o disco do rotor 30 éacionado pela árvore de rotor da máquina eólica 37, o conjunto de bobina 28 éexposta, de forma sucessiva, para mudar o trajeto do fluxo magnético, istogerando uma corrente nas bobinas de um conjunto de bobina. Será entendidoque as unidades 10 podem ser fornecidas no estator 34 e o conjunto de bobina28 no rotor 29, se desejado.

Voltando agora à Fig. 3, é mostrado uma vista de ladoesquemática, de parte de um gerador, incorporando a unidade 10 mostrada naFig. 1, de acordo com uma modalidade alternativa da presente invenção, ogerador indicado de forma geral, pelo numerai de referência 112.Componentes parecidos do gerador 112 com o gerador 12 da Fig. 2compartilham os mesmos numerais de referência, incrementados de 100.

O gerador 112 inclui dois discos de rotor 130a e 130b, cadaum portando uma matriz de unidades de condução de fluxo 10 espaçadas emtorno de uma circunferência de cada um dos 130a, 130b adjacentes àsrespectivas bordas 138a, 138b. Os respectivos braços 18, 20 das unidades 10em cada rotor 130a, 130b são arranjados de modo que os planos dos braçosestejam em paralelo ao eixo da árvore do rotor 140. Um estator 134 dogerador 112 porta dois conjuntos de conjuntos de bobina 128a, 128b paracada uma das unidades 10 nos rotores 130a, 130b. O gerador 112 assim sendopermite dois rotores 130a, 130b serem acionados através de uma árvore derotor comum 132, fornecendo eficiência aprimorada sem um aumentosignificativo nas dimensões.

Voltando agora para as Figs. 4 e 5, são mostradas vistasesquemáticas de lado e de topo de parte de um gerador incorporando aunidade de condução de fluxo magnético 10 da Fig. 1, de acordo com amodalidade alternativa adicional da presente invenção, o gerador indicado deforma geral, pelo numerai de referência 212. Componentes parecidos dogerador 212 com o gerador 12 da Fig. 2 compartilha os mesmos numerais dereferência, incrementados de 200.

O gerador 212 é de um tipo linear, adequado para uso comuma máquina linear de geração de energia tal com uma máquina de geraçãode energia de onda ou um motor de movimento de pistão livre em umaunidade de CHP doméstica (não mostrado). Na modalidade ilustrada, umnúmero de unidades de condução de fluxo 10c, IOd, IOe e IOf são mostradose são montados em um translador 44 que é acoplado diretamente no aparelhode força motriz da máquina. O conjunto de bobina 228 é arranjado nosespaços de ar 26c a 26f das respectivas unidades 10. Conforme mostrado nafigura, a direção da circulação do fluxo nas unidades adjacentes 10c a IOf éem direções opostas, o fim de seta indicando fluxo entrando no papel e aponta de seta indicando fluxo de saída do papel nos respectivos trajetos defluxo 24c a 24f. Conseqüentemente, na translação das unidades 10c a 1 Of paratrás e para frente na direção das setas X - X', o conjunto de bobina 228experimenta, de forma sucessiva, mudanças da circulação do fluxo magnético,gerando uma corrente nas bobinas. Conforme mostrado na Fig. 5, umconjunto de bloco retangular de apoio 46 é fornecido entre um suporte 48 noqual o conjunto de bobina 228 é montado, para facilitar movimento relativoentre as unidades IOeo conjunto de bobina 228.

Voltando agora à Fig. 6, é mostrada uma vista esquemática deuma unidade de condução de fluxo magnético para um gerador, de acordocom uma modalidade alternativa da presente invenção, a unidade indicada deforma geral, pelo numerai de referência 310. Componentes parecidos daunidade 310 com a unidade 10 da Fig. 1 compartilham os mesmos numeraisde referência, incrementados de 300.

Conforme mostrado na figura, a unidade 310 inclui um par deelementos opostos de condução de fluxo magnético na forma de braços 318,320 que são acoplados juntos através de dois magnetos 314, 316, cada um dosquais define uma porção de conexão da unidade 310. Um espaço ou espaço dear 326 é definido entre as superfícies 50 e 52 dos respectivos braços 318, 320nos quais um conjunto de bobina 328 de um gerador é recebido.

A unidade 310 é, de forma geral, retangular na seçãotransversal e o conjunto de bobina 328 é fornecido centralmente dentro daestrutura. Conforme mostrado na Fig. 7, o conjunto dos blocos retangulares deapoio 346 monta um conjunto de bobina 328 dentro do espaço de ar 326, e facilita o movimento relativo entre a unidade 310 e o conjunto de bobina 328.

Os magnetos 314, 316 são arranjados relativos aos braços 318,320 de modo que dois trajetos de circulação de fluxo magnético 324a e 324bsejam gerados, em dois laços se estendendo dos magnetos 314/316, no braço318, através do espaço de ar 326, no braço 320 e de volta ao respectivo magneto 314/316. Os trajetos de circulação de fluxo magnético 324a, 324b seestendem em direções horárias e anti-horárias,respectivamente quando vendoa Fig. 6.

Através deste arranjo dos magnetos 314, 316, as forças deatração magnética entre os braços 318, 320 são equilibradas em qualquer lado da unidade 310 dentro dos magnetos 314 e 316, sobre os respectivos eixosneutros 342a e 342b. Conseqüentemente, em uma maneira similar à unidade10 da Fig. 1, forças de atração magnética entre os braços 318 e 320 sãoreativas através delas e equilibradas dentro das porções de conexão (magnetos314 e 316). Isto evita um requisito para fornecer uma estrutura de suporte grande e pesada. De forma adicional, aprovisionamento dos dois magnetos314, 316 fornece uma mais alta densidade de fluxo magnético no espaço de ar326 em comparação com aquela presente no espaço de ar 26 da unidade 10mostrado na Fig. 1, fornecendo eficiência melhorada de um geradorincorporando a unidade 310.Um gerador incorporando condução de fluxo magnético deprojeto parecido às unidades 310 é mostrado na vista em perspectiva da Fig.8, e é indicado de forma geral, pelo numerai de referência 412. Componentesparecidos do gerador 412 com o gerador 12 mostrado na Fig. 2 compartilhamos mesmos numerais de referência, incrementados de 400. O gerador 412compreende três matrizes de unidades de condução de fluxo ecorrespondentes conjuntos de bobina 54, 54' e 54". Uma das matrizes, 54', émostrada na Fig. 9 separadamente do restante do gerador 412, para facilidadede referência. Será entendido que o gerador 412 is de um tipo linear, similaràquele descritas acima com referência à Fig. 4.

A matriz 54 compreende um número de unidades de conduçãode fluxo 3IOg a 3IOj e, como com o gerador 212 da Fig. 4, os trajetos decirculação do fluxo magnético em unidades adjacentes fluem em direçõesopostas. As unidades 3IOg a 3IOj estão cada uma separadas por espaçadorescondutivos de forma não magnética 56, e são acoplados ao translador de umaparelho de força motriz de movimentação recíproca ou carga mecânica demovimentação recíproca (não mostrado), tal como pode ser encontrado emuma máquina de energia de onda. Um conjunto de bobina 428 inclui umnúmero de seções de bobina 58, e as unidades 310ga310jeo conjunto debobina 428 são mostrados separadamente nas Figs. IOe 11, respectivamente.

Cada um dos conjuntos de bobina 428, 428' e 428" (Fig. 8) sãomontados em uma estrutura estacionária 60, e cada conjunto de bobina 428,428' e 428" é um enrolamento de três fases compreendendo três camadas deseções de bobina ou enrolamentos 58. O conjunto de bobina 428 mais acima émostrado nas Figures 9 a 11, e compreende três camadas de enrolamentos58a, 58b e 58c, cada camada representando uma fase. Será entendido que asmatrizes 428' e 428" são de estrutura similar. As unidades 310 de cada matriz54, 54' e 54" são montadas uma no topo da outra em uma base móvel 62. Emuso, as unidades 310 das matrizes 54, 54' e 54" são movidos reciprocamentepara trás e para frente na direção das setas Y - Y', as mostrado na Fig. 8. Estemovimento recíproco e a variação da circulação do fluxo nas unidadesadjacentes 310 de cada matriz 54 assegura que cada seção de bobina 58 dorespectivo conjunto de bobina 428 experimenta, de forma progressiva,mudança da circulação do fluxo magnético, gerando corrente.

Fornecendo um gerador 412 com matrizes 54, 54' e 54" nestamaneira, uma fonte de acionamento comum pode ser utilizada enquantootimizando tamanho e peso do gerador 412 e fornecendo eficiênciamelhorada.

Voltando agora à Fig. 12, é mostrada uma vista de topoesquemática de parte de um gerador de acordo com a modalidade alternativaadicional da presente invenção, o gerador indicado pelo numerai de referência512.

O gerador 512 is um gerador linear similar ao gerador 212 daFig. 4 e o gerador 412 da Fig. 8. Contudo, o gerador 512 inclui um número deunidades de condução de fluxo magnético 510, componentes parecidos daunidade 510 com a unidade 10 da Fig. 1, e do gerador 512 com o gerador 12da Fig. 2, compartilhando os mesmos numerais de referência incrementadosde 500.

A unidade 510 essencialmente compreende duas das unidades10 da Fig. 1 fornecidas montadas de traseira com traseira, e com um únicomagneto 514 se estendendo entre os braços de condução de fluxo 518, 520 daunidade 510. Os trajetos de circulação do fluxo magnético 524a e 524b sãogerados dentro de uma unidade 510, se estendendo do magneto 514 no braço518, através dos espaços de ar 526a/526b, no braço 524 e de volta ao magneto514. O magneto de uma unidade adjacente é de polaridade oposta, de modoque os trajetos de circulação na unidade adjacente se estendam em direçõesopostas.

As unidades 510 são cada uma acoplada a um translador deuma máquina de geração de energia tal como uma máquina de energia deonda (não mostrada), e são movimentadas reciprocamente na mesma maneiraque os geradores 212, 412. Os conjuntos de bobina 528a, 528b são fornecidosnos espaços de ar 526a, 526b e são montados na estrutura estacionária 560através de conjuntos de blocos retangulares de apoio 546a, 546b. O gerador512 opera em uma maneira similar ao gerador 412 para gerar eletricidade.

Voltando agora à Fig. 13, é mostrada uma vista de topo departe de um gerador, incorporando uma unidade de condução de fluxomagnético, de acordo com uma ainda modalidade alternativa adicional dapresente invenção, o gerador indicado de forma geral, pelo numerai dereferência 612 e a unidade de condução de fluxo pelo numerai de referência610. Componentes parecidos do gerador 612 com o gerador 12 da Fig. 2, e daunidade 610 com a unidade 10 da Fig. 1, compartilham os mesmos numeraisde referência, incrementados de 600. Contudo, somente as diferençassubstantivas serão descrita aqui em detalhes.

O gerador 612 é de fato de construção similar ao gerador 412 da Fig. 8, e é assim sendo um gerador linear compreendendo um número dematrizes de unidades de condução de fluxo e conjuntos de bobina, uma dasquais é mostrada e dado o numerai de referência 654. A matriz 654 inclui umnúmero de unidades de condução de fluxo 610 arranjados em contigüidade,uma das quais é mostrada na figura. Cada uma das unidades 610, compreendea um par de braços opostos espaçados 618, 620 portando os respectivosmagnetos 614 e 616. Os braços 618 e 620 são, de forma geral, em forma de Cna seção transversal e incluem abas ou seções de extremidade 64 e 66,respectivamente, que juntas definem porções de conexão 622. A matriz 654inclui um conjunto de bobina 628 que está localizada em uma espaço de ar626 definido entre os magnetos 614 e 616, e que inclui um número deenrolamentos ou seções de bobinas separadas 658a, 658b e 658c. Blocosretangulares de apoio 68 são montados entre as laterais 70 e 72 dos braços618 e 620, e podem ser de um material de atrito baixo tal como PTFE, blocoretangular de apoio hidrostática, bloco retangular de apoio magnético oubloco retangular de apoio de rolamento mais convencional. Neste exemploum bloco retangular de apoio deslizante é mostrado. Conforme melhormostrado na Fig. 14, que é uma vista em perspectiva da unidade 610, osblocos retangulares de apoio 68 incluem canais 74. O conjunto de bobina 628inclui fixações 76 que são formados para se encaixar dentro dos canais dobloco retangular de apoio 74, e que permitem movimento deslizante dasunidades 610 relativo o conjunto de bobina 628. Conseqüentemente, em umamaneira similar ao gerador 412 mostrado na Fig. 8, as unidades 610 da matriz654 são movimentada reciprocamente para trás e para frente relativo oconjunto de bobina 628, gerando uma corrente alternada.

Em uso, dois trajetos de circulação de fluxo 624a e 624b sãogerados em uma unidade 610, e as forças de atração entre os braços 618 e 620estão equilibradas dentro das porções de conexão por contigüidade entre asabas 64 e 66. Será entendido, contudo, que os blocos retangulares de apoio 68também resistam as forças de atração entre os braços 618 e 620 e assim sendopode ser considerado formar parte das porções de conexão 622. De modoadicional, será apreciado que as forças de atração entre as abas 64 e 66mantêm os braços 618 e 620 juntos.

As unidades 610 são arranjados no gerador 612 em umamaneira similar às unidades 310 mostradas na Fig. 8, com a ressalva queespaçadores são omitido de modo que cada unidade 610 esteja localizada emcontigüidade com a unidade ou unidades adjacentes. Isto é porque osinventores descobriram que a circulação de fluxo em uma direção axial aolongo das matrizes de unidades 610 é benéfica e melhora a eficiência dogerador 612 em uso. Para o arranjo da unidade 610 mostrado na Fig. 13, comas direções da circulação de fluxo mostradas pelas setas nos trajetos decirculação 624a e 624b, circulação de fluxo também ocorre a partir do braço620 de uma unidade 610 na direção Y1 na Fig. 14 (conforme indicado pelofinal de seta entrando no papel na Fig. 13); no braço 620 em uma unidadeadjacente 610 (não mostrada); através dos magnetos 616 e 614 da unidadeadjacente; no braço 618 da unidade adjacente; e de volta no braço 618 da unidade 610 mostrado na Fig. 13 (como indicado pela ponta de seta saindo dopapel).

Voltando agora à Fig. 15, é mostrada um vista em perspectiva,parcialmente cortada de um gerador, incorporando uma unidade de conduçãode fluxo magnético, de acordo com uma ainda modalidade alternativa adicional da presente invenção. O gerador é indicado de forma geral, pelonumerai de referência 712 e é um gerador rotativo incorporando um númerode unidades 710 arranjadas em circunferência. Componentes parecidos daunidade 710 com a unidade 10 da Fig. 1, e do gerador 712 com o gerador 12da Fig. 2, compartilham os mesmos numerais de referência incrementados de 700. O gerador 712 é, de forma geral, de construção similar ao gerador 112mostrado na Fig. 3, com a ressalva que isto inclui somente um única matrizem circunferência de unidades de condução de fluxo 710 e conjuntos debobina 728.

O gerador 712 é mostrado em mais detalhe na vista da seção longitudinal da Fig. 16, que é desenhada em um menor escala, e na Fig. 17,que é uma vista da unidade de condução de fluxo 710, cortada como mostradona Fig. 15 e também desenhada em uma escala menor.

O gerador 712 inclui um rotor 729 tendo uma árvore de rotor732 portando um disco de rotor 730. Cada uma das unidades de condução de fluxo arranjados em circunferência 710 são montados ao disco de rotor 730em torno de uma borda em circunferência do disco, e são de estrutura similaràs unidades 10 mostradas na Fig. 3, com a ressalva que braços 718 e 720 sãode maior comprimento. Como com as unidades 620 do gerador 612 da Fig.13, as unidades 710 são apoiadas uma com a outra e assim sendo fornecidosem espaçadores, melhorando a eficiência. O conjunto de bobina 728, quecompreende um número de seções de bobinas 758, é montado em uma chapado estator 736, de modo que as seções de bobinas 658 se estendam nosrespectivos espaços de ar 726 das unidades 710. As seções de bobinas 658 sãomontadas nos espaços de ar 726 usando blocos retangulares de apoio 746adequadas. O gerador 712 é fornecido com parte de uma máquina eólica 733,que é mostrada na Fig. 18.

Em uso, o estator 734 portando o conjunto de bobina 728 émontado em um compartimento 78 da máquina eólica 733, enquanto a árvoredo rotor 732 é acoplado a um aparelho de força motriz na forma de umconjunto de hélice da turbina 80. Nesta maneira, a rotação do conjunto dehélice 80 transmite uma força de acionamento para a árvore do rotor 732 eassim sendo para o disco do rotor 730. Isto gira as unidades de condução defluxo 710, gerando uma corrente alternada na maneira descrita acima.

Voltando finalmente à Fig. 19, é mostrada uma ilustraçãoesquemática de uma máquina de geração de energia na forma de umadispositivo de onda 633 incorporando o gerador 612 mostrado na Fig. 13. Ogerador 612 é ilustrado de forma esquemática na figura. O dispositivo de onda633 inclui uma bóia 82, que é mostrada flutuando na superfície do mar 84,contudo, o poder de flutuação inerente da bóia 82 em relação ao peso doscomponentes restantes do dispositivo 633 pode ser de modo que a bóia sejasubmergida abaixo da superfície 84.

A bóia 82 é acoplada a uma série de matrizes de unidades decondução de fluxo através de um conjunto de acoplamento 86, contudo,somente uma única tal unidade 654 é mostrado na figura. Um estator 634 dodispositivo de onda 633 é fornecido no fundo do mar 88, e o conjunto debobina é montada em uma base 90 do estator 634.

Em uso, a bóia 82 se move para cima e para baixo mediante acarga de onda aplicada, movendo a matriz 654 para cima e para baixo, e assimsendo transladando as unidades de condução de fluxo 610 relativa a umconjunto de bobina 628, e por meio disso, gerando uma corrente alternada.Extremidades finais 92 e 94 definem a extensão máxima permitida domovimento da matriz 654 relativa ao conjunto de bobina 628.

Várias modificações podem ser feitas para o antecedente semfugir do espírito e escopo da presente invenção.

Por exemplo, será entendido que o gerador pode ser usadocomo ou fornecido em uma ampla gama de tipos diferentes de máquinas,fornecidas como um gerador linear ou rotacional com requerida ou desejada, epode ser usada com ou fornecida em, entre outras coisas, máquinas de geraçãode energias de corrente marinha, de maré, de vento e de onda.

Claims (38)

1. Gerador, caracterizado pelo fato de compreender pelomenos um conjunto de bobina e pelo menos uma unidade de condução defluxo magnético, a pelo menos uma unidade de condução de fluxo magnéticocompreendendo:pelo menos um magneto;um par de elementos opostos de condução de fluxo magnéticodefinindo um espaço entre os mesmos para receber o conjunto de bobina; epelo menos uma porção de conexão se estendendo entre oselementos opostos de condução de fluxo magnético; em que o pelo menos ummagneto é arranjado em relação aos elementos opostos de condução de fluxomagnético de modo que as forças de atração magnética entre os elementos sãoreativas através e equilibradas dentro da porção de conexão.

2. Gerador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o gerador é um gerador de acionamento direto adaptado para seracoplado diretamente a um aparelho de força motriz de uma máquina degeração de energia.

3. Gerador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o gerador é um gerador de acionamento indireto, adaptado paraser acoplado a um aparelho de força motriz de uma máquina de geração deenergia através de uma caixa de engrenagem.

4. Gerador de acordo com qualquer reivindicação precedente,caracterizado pelo fato de que o pelo menos um magneto da unidade decondução de fluxo é arranjado em relação aos elementos opostos de conduçãode fluxo magnético de modo que um trajeto de circulação de fluxo magnéticodentro da unidade de condução de fluxo magnético se estende através de umaporção de conexão.

5. Gerador de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelofato de que a porção de conexão da unidade de condução de fluxo é condutivade fluxo magnético.

6. Gerador de acordo com qualquer reivindicação precedente,-5, caracterizado pelo fato de que a unidade de condução de fluxo magnético é deforma geral, em forma de C na seção transversal, a porção de conexãoformando um membro central da unidade e os elementos de condução defluxo acoplados em um arranjo em cantiléver em relação à base.

7. Gerador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 apelo fato de que a unidade de condução de fluxo magnético é,de forma geral, em forma de I na seção transversal, a porção de conexãoformando um membro central da unidade e os elementos de condução defluxo acoplados ao membro central a fim de formar duas seções em cantiléverem qualquer lado do membro central, com dois espaços entre os elementos decondução de fluxo em qualquer lado da porção de conexão.

8. Gerador de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelofato de que a unidade de condução de fluxo magnético compreende doisconjuntos de bobina, cada um, recebido no espaço de ar.

9. Gerador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-5, caracterizado pelo fato de que a unidade de condução de fluxo magnético é,de forma geral, retangular na seção transversal, com duas porções de conexão,se estendendo entre os elementos opostos de condução de fluxo magnético e,que o espaço é definido entre os elementos de condução de fluxo e as duasporções de conexão.

10. Gerador de acordo com qualquer reivindicação precedente,caracterizado pelo fato de que o pelo menos um magneto é arranjado dentrodo espaço definido entre os elementos de condução de fluxo.

11. Gerador de acordo com qualquer reivindicação precedente,caracterizado pelo fato de compreender um magneto acoplado a cadaelemento de condução de fluxo, os magnetos arranjados com pólos opostosfaceando um com o outro e com um conjunto de bobina disposto entre assuperfícies opostas dos magnetos.

12. Gerador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 5, caracterizado pelo fato de que a unidade de condução de fluxocompreende um núcleo em C, a porção de conexão formando uma base donúcleo em C, e os elementos de condução de fluxo formando braços opostosdo núcleo em C.

13. Gerador de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que a unidade de condução de fluxo magnético compreende doisnúcleo em C provido dorso a dorso, os núcleos em C compartilhando umaporção de conexão comum, para por meio disso, formar um unidade, de formageral, em forma de I.

14. Gerador de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de que a unidade de condução de fluxo magnético compreende doisconjuntos de bobina, os conjuntos de bobina dispostos em qualquer lado daporção de conexão, e dois pares de magnetos acoplados aos elementos emqualquer lado das porções de conexão.

15. Gerador de acordo com uma das reivindicações 1 a 3,caracterizado pelo fato de que o pelo menos um magneto da unidade decondução de fluxo define a porção de conexão da unidade.

16. Gerador de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de que a unidade de condução de fluxo compreende, de forma geral,um núcleo em forma de C, o magneto formando uma base do núcleo e oselementos de condução de fluxo formando braços opostos.

17. Gerador de acordo com a reivindicação 16, caracterizadopelo fato de que a unidade de condução de fluxo compreende dois tais núcleosprovidos dorso a dorso, que compartilha um magneto comum.

18. Gerador de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato de que a unidade de condução de fluxo magnético compreende doisconjuntos de bobina, uma disposta em cada um dos espaços definidos emqualquer lado do magneto.

19. Gerador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 3, caracterizado pelo fato de compreender dois magnetos se estendendoentre os elementos de condução de fluxo, cada magneto definindo uma porçãode conexão, e espaços definidos entre os magnetos para receber um conjuntode bobina.

20. Gerador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 3, caracterizado pelo fato de que a unidade de condução de fluxo magnéticocompreende um corpo de peça única definindo os elementos de condução defluxo e as porções de conexão, e com um abertura através deles definindo oespaço entre os elementos de condução de fluxo.

21. Gerador de acordo com a reivindicação 20, caracterizadopelo fato de que a unidade de condução de fluxo magnético compreendemagnetos posicionados em faces opostas dos elementos de condução de fluxoe um enrolamento formando o conjunto de bobina localizado entre os dois noespaço entre os mesmos.

22. Gerador de acordo com ambas das reivindicações 20 ou-21, caracterizado pelo fato de que a unidade de condução de fluxo magnéticoé, de forma geral, retangular na seção transversal.

23. Gerador de acordo com qualquer reivindicação precedente,caracterizado pelo fato de compreender uma grande quantidade de unidadesde condução de fluxo magnético, e que a direção de circulação de fluxomagnético dentro cada unidade e através do respectivo pelo menos um espaçode cada unidade é oposta àquela na ou em cada unidade adjacente.

24. Gerador de acordo com qualquer reivindicação precedente,caracterizado pelo fato de que o gerador é um gerador rotativocompreendendo um rotor e um estator, um do rotor e do estator portando apelo menos uma unidade de condução de fluxo e o outro um do rotor e doestator portando o pelo menos um conjunto de bobina, o rotor adaptado paraser acoplado a um membro de acionamento de um aparelho de força motriz damáquina de geração de energia e por meio disso, adaptado para rotação emrelação ao estator.

25. Gerador de acordo com a reivindicação 24, caracterizadopelo fato de compreender uma grande quantidade de unidades de condução defluxo arranjadas em forma de circunferência em torno de um do rotor e doestator de modo que os eixos principais dos elementos de condução de fluxodas unidades sejam paralelos a um eixo de uma árvore do rotor.

26. Gerador de acordo com a reivindicação 24, caracterizadopelo fato de que uma grande quantidade de unidade de condução de fluxosarranjados em forma de circunferência em torno do rotor e do estator de modoque os eixos principais dos elementos de condução de fluxo das unidadessejam perpendiculares a um eixo de uma árvore do rotor.

27. Gerador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 23, caracterizado pelo fato de que o gerador é um gerador linearcompreendendo um translador e um estator, um do translador e do estatorportando a pelo menos uma unidade de condução de fluxo e o outro um dotranslador e do estator portando a pelo menos um conjunto de bobina, otranslador adaptado para ser acoplado a um membro de acionamento de umaparelho de força motriz de uma máquina de geração de energia.

28. Gerador de acordo com a reivindicação 27, caracterizadopelo fato de compreender uma grande quantidade de unidades de condução defluxo, as unidades arranjadas se estendendo ao longo de um plano paralelo aum plano do translador.

29. Gerador de acordo com ambas das reivindicações 27 ou-28, caracterizado pelo fato de compreender uma grande quantidade detransladores e correspondentes estatores, cada translador acoplado a ummembro de acionamento comum de um aparelho de força motriz.

30. Gerador de acordo com qualquer reivindicação precedente,caracterizado pelo fato de compreender uma grande quantidade de unidadesde condução de fluxo, as unidades adjacentes separadas através de um espaçode ar.

31. Gerador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 29, caracterizado pelo fato de compreender uma grande quantidade deunidades de condução de fluxo, as unidades adjacentes separadas através deum espaçador condutivo de forma não magnética.

32. Gerador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 29, caracterizado pelo fato de compreender uma grande quantidade deunidades de condução de fluxo, as unidades adjacentes apoiadas uma contra aoutra.

33. Gerador de acordo com qualquer reivindicação precedente,caracterizado pelo fato de que o pelo menos um magneto da unidade decondução de fluxo é um magneto permanente que é magnetizado seguindo alocalização dentro da unidade.

34. Gerador de acordo com a reivindicação 33, caracterizadopelo fato de compreender um grampo para localizar o pelo menos ummagnetó em uma unidade antes da magnetização.

35. Unidade de condução de fluxo magnético para um gerador,caracterizada pelo fato de compreender:pelo menos um magneto;um par de elementos opostos de condução de fluxo magnéticodefinindo um espaço entre os mesmos para receber um conjunto de bobina deum gerador; epelo menos uma porção de conexão se estendendo entre oselementos opostos de condução de fluxo magnético; em que o pelo menos ummagneto é arranjado em relação aos elementos opostos de condução de fluxomagnético de modo que as forças de atração magnética entre os elementossejam reagidas através e equilibradas dentro da porção de conexão.

36. Máquina de geração de energia, caracterizada pelo fato decompreender o gerador como definido em qualquer uma das reivindicações 1a 34.

37. Gerador, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos um conjunto de bobina e pelo menos uma unidade de condução defluxo magnético, a pelo menos uma unidade de condução de fluxo magnéticocompreendendo:um par de elementos opostos de condução de fluxo magnéticodefinindo um espaço entre os mesmos para receber um conjunto de bobina; epelo menos um magneto se estendendo entre os elementosopostos de condução de fluxo magnético, o pelo menos um magneto arranjadoem relação aos elementos opostos de condução de fluxo magnético de modoque as forças de atração magnética entre os elementos sejam reativas através eequilibradas dentro do pelo menos um magneto.

38. Unidade de condução de fluxo magnético para um gerador,caracterizada pelo fato de compreender:um par de elementos opostos de condução de fluxo magnéticodefinindo um espaço entre os mesmos para receber um conjunto de bobina dogerador; epelo menos um magneto se estendendo entre os elementosopostos de condução de fluxo magnético, o pelo menos um magneto arranjadoem relação aos elementos opostos de condução de fluxo magnético de modoque as forças de atração magnética entre os elementos sejam reativas através eequilibradas dentro do pelo menos um magneto.