CN102273053A - 减少阻滞的高效率发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种方法、装置和系统，用于将通过驱动轴输入到发电机的大部分动能转换为可以使用的电力输出，通过分离定子磁极和转子磁极之间的破坏性相互作用力，在全负载时允许大约80％的附加电能的释放，上述电能在传统发电机中被这些相互作用耗散，从而将其潜在效率减少了大约80％。更具体地，传统的发电机的典型的电枢和定子被替换为具有位于定子的外周上暴露定子的感应线圈绕组的线槽的定子。转子具有紧邻定子的多个槽布置的多个转子构件，其中每个转子构件都具有形成磁极的电枢，所述磁极被激活并且具有磁极性，所述磁极性相对于所述多个槽旋转，并且所述转子耦接到驱动轴以旋转并且产生电流。提供屏蔽以减少阻滞并提高效率。

Description

减少阻滞的高效率发电机
技术领域
本发明涉及一种减少阻滞的高效率发电机，并且更具体地涉及一种用于使用动能的方法和装置，其用于将来自环境中的电子的能量转换为交流(AC)或者直流(DC)形式的电能，并且减少了发电机及其内部的电磁阻滞，从而实现了该转换。
背景技术
我们生活的地球已经存在了不知多少年。可以说，人类已经在地球上居住了成千到上百万年。仅在过去的四百年期间，人类已经开始破坏他生活和维系他生命所依赖的地球。我们正在使用大量来自地球的耗尽性能量，其大部分为化石燃料的形式。我们正在快速地耗尽我们的能源、污染环境并且加速地球变暖。我们需要替代的能量供给并且我们需要更有效地生成和使用当前的能量供给。
对于永远不破坏地球的生态平衡的发电单元的需求是显而易见的。如果查看所有可用的再生能源，则每一种能源都具有可用性、可靠性以及昂贵的显著问题。这样的资源为太阳能、风能、水力发电、静电、温差和地热。如果能够利用的话，重力是最引人关注的。
在现有的传统发电机中，我们对于发电过程的理解基于下述概念：通过产生变化或者移动的磁场来将动能输入转换为电能。在发电机的电机反应期间，当发电机将电流提供给负载时，负载电流产生与发电机电枢的转动相反的反电动势。如果导线中的电流增加，则阻滞的反作用力增加。随着负载增加，必须将更大的力施加到电枢以克服破坏性相互作用力以防止电枢变慢。
因此，需要增加发电的效率并且减少发电时的阻滞以解决或者至少减轻上述限制并且改进传统的发电机的整体效率。
发明内容
根据本发明的各实施例，公开了一种方法、装置以及系统，其用于将通过驱动轴输入到发电机的大部分动能转换为可以使用的电力输出，通过分离定子磁极和转子磁极之间的破坏性相互作用力，这在全负载时允许大约80％的附加电能的释放，上述电能在传统发电机中被这些相互作用耗散而将其潜在效率减少了大约80％。
本发明的一个方面在于一种发电机，其包括：定子，其具有沿着定子的外表面形成的多个槽，每个槽都暴露出该定子的感应线圈绕组；以及转子，其具有布置为紧邻定子的多个槽的多个转子构件，每个转子构件都具有形成磁极的电枢机构，其中磁极被致动并且具有相对于多个槽旋转的磁极性，并且该转子耦接到驱动轴以旋转和产生电流。
本发明的一个方面在于一种用于在发电机中产生电力的方法，包括：布置定子，该定子具有沿着定子的外表面形成的多个槽，每个槽都暴露出定子的感应线圈绕组；以及定位转子，该转子具有布置为紧邻定子的多个槽的转子构件，每个转子构件都具有形成磁极的电枢机构，其中磁极被致动并且具有相对于多个槽旋转的磁极性，并且转子耦接到驱动轴以旋转和产生电流。
根据实施例，典型的发电机的转子和/或电枢由具有带电枢组件的多个转子构件的转子替代。转子构件以指定的顺序在每个定子线槽上方旋转，从而减少了与定子和转子的极性力的相互作用。转子构件的每一个都被屏蔽并且包括磁性屏蔽，诸如管状形式等等，该磁性屏蔽由屏蔽材料制成，该屏蔽材料由转子构件的表面构成或者在每个槽转子周围向转子构件的表面施加诸如叠层高导磁合金和钢、并且仅具有每个线槽的宽度上的开口槽，从而进一步减少了定子和转子的磁极之间的相互作用。转子的屏蔽防止除了在转子构件的开口与定子的槽之间在转子构件的开口处发生的相互作用之外的定子磁场和转子磁场之间的相互作用。小的单个槽磁转子被构造为轴的每端上的支撑轴承，该支撑轴承被包含在将转子保持为紧邻槽的支撑装置中。
根据实施例，在定子的组装中，将非常薄的钢的叠层片施加到环形定子上/中并且线槽沿着定子的表面或者围绕定子的周边定位。将理解的是，定子的槽的数目可以取决于应用而改变，然而，在一个实施例中，在叠层的钢定子的内径和/或外径上有48个线槽。定子由支撑装置支撑并且定子被构造带有在定子的绝缘线槽中的感应绕组。定子中的感应线圈以适当的顺序和样式连接以允许产生3相、单相或者2相电力，但是不限于3相、单相或者2相交流。定子包括与其屏蔽的材料并且相对于除了线槽之外的多个转子构件屏蔽的材料。屏蔽被施加到定子的表面，诸如叠层有薄的碳钢等等的高导磁合金附着到每个线槽之间的定子齿的平坦表面，作为组件中将定子内的磁极与转子的磁极分离从而消除电磁阻滞力的组件之一。定子的屏蔽防止了除了在定子的槽和转子构件的开口之间在定子的开口处发生的相互作用之外的定子磁场和转子磁场之间的相互作用。
根据实施例，对槽定子排序，使得以与典型的发电机的转子相同的方式在没有定子内部或者外部的机械的转子旋转的情况下由环绕定子线槽的中性非磁性区分离各磁极。每个槽转子都被分离并且在两极转子的情况下，一个槽转子相对于下一个槽转子以15°取向并且在四极转子的情况下，一个槽转子相对于下一个槽转子以7.5°取向。转子磁极的顺序被布置为对于360°样式的3相48槽4极AC电机来说，8个槽被北极磁通覆盖，之后的4个槽没有被磁通覆盖，之后的8个槽被南极磁通覆盖，之后的4个槽没有被磁通覆盖，之后的8个槽被北极磁通覆盖，之后的4个槽没有被磁通覆盖，之后的8个槽被南极磁通覆盖，之后的4个槽没有被磁通覆盖。在驱动时，可以利用电气3相驱动电机来布置传动装置，其中通过方波可变速度控制器来驱动该电气3相驱动马达，通过DC电池来给该方波可变速度控制器供电，并且通过高效率发电机输出和/或电网通过整流器对DC电池进行再充电。
在实施例中，发电机被构造为通过连接到通过诸如电机或者涡轮机的驱动源驱动的主传动装置的轴驱动排序的转子。槽转子可以由静磁电源或者带有电磁转子的电磁电源构成，其中电磁转子是优选的，因为它们可以根据需要而打开和关闭。发电机可以被构造为利用刷和滑环供电2极或者4极转子，其中刷和滑环被排序为只有直接通过线槽上方的磁极被激励并且当其离开槽的时候关闭，使得在槽转子之间没有不想要的相互作用。可以通过诸如例如通过固态机构、主换向器机构等等的控制器来控制对槽转子的排序，以打开和关闭极，从而获得想要的效果。可以通过DC电池对转子进行供电，其中从发电机输出或者电网通过整流器来对DC电池充电。
提供了一种处理，通过该处理可以在发电机内没有显著的电磁阻滞的情况下完成发电。消除定子和电枢之间的电磁阻滞允许在相同的机械或动能输入的情况下获得电能输出的四倍或更大的增加。提供了例如一马力的机械输入的电机以驱动本发明的发电机。一马力机械能，可以产生大约3000瓦特或更大，而不是产生746瓦特。因此，典型的电机在驱动本发明的发电机时将消耗746瓦特的电能并且产生3000瓦特，从而产生额外2254瓦特的可用能量。本申请中还示出了本发明的三个实施例。第一实施例示出了一种三相50周期或60周期发电机，其具有位于定子的外径上的线槽。在本发明的该实施例中，旋转的磁体可以是双极或四极的。如果定子包含48个槽，并且三相四极绕组和双极磁体用作激励旋转构件，则这些磁体将从相邻的前一极方位延迟15°地顺序旋转。如果定子包含48个槽和四极三相绕组，那么四极旋转磁体从相邻的前一四极旋转磁体构件延迟7.5°地顺序旋转。在四磁极的情况下，旋转磁体的两个区段被充电为北极，并且两个区段被充电为南极。电磁体的磁化面交替地为北极、南极、北极、南极等等，并且在每个极之间具有非磁化部分。与非磁化部分相比，磁化部分包括两倍于旋转磁极的面的总周长的百分比。该空间布置允许在磁体以1500rpm旋转时产生50周期或者50Hz的电流并且当磁体以1800rmp旋转时产生60周期或者60Hz的电流。在北南极双极磁体转子的情况下，当磁体以3000rpm旋转时将产生50周期或者50Hz的电流，并且当磁体以3600rpm旋转时将会产生60周期或者60Hz的电流。旋转的磁性转子被包含在紧邻定子线槽放置的柱形腔体中。屏蔽的腔体包含比线槽的开口宽大约60％但是位于线槽的中心并且与线槽一样长的槽。这允许磁通穿透线槽但是保护旋转的磁性转子不受到与定子的电磁阻滞力的相互作用。该实施例的定子被构造有位于圆形叠层钢定子的外表面而不是内表面上的线槽，如标准发电机中的情况一样。在外表面上存在48个槽，但是不限于48个槽。该发电机优选地缠绕有三相绕组，其包含十二个线圈，即三相组并且每个组有四个线圈，并且以“叠”三相绕组样式缠绕。定子的中心腔体包含附着的环形构件，其利用附着有电枢机构的48个四极或者双极磁性转子的环形支撑装置支撑立管(riser)。该新的电枢机构通过轴承块中的轴承在任一端支撑，并且换向器机构位于一端的轴上并且轴位于另一端上，该轴经由耦接件附接到传动装置的驱动轴。磁体在传动装置内被排序和定时。随着通过传动装置的齿轮机构顺序地旋转磁体，效果与大的旋转磁化电枢(如在现有技术中所使用的)相同，不同之处在于，通过屏蔽并且通过小的电枢在定子区域内旋转并且没有移动通过定子极的磁通线的事实消除了阻滞的大部分。为了发电机以最大效率发电，必须在发电机的四极中的每一个之间存在中性或者磁性死区。在定子的48个槽当中，每个磁极在任何时间点覆盖八个槽(八个槽—南极、八个槽—北极、八个槽—南极、八个槽—北极)。其余的16个槽由磁性中性化的或者死的磁性转子(四个死区线槽位于每个磁极之间)。通过主换向器机构实现磁极之间的死区，该主换向器机构提供位于每个旋转磁体的末端上的小的换向器或者滑环。由于高导磁合金屏蔽，北极和南极仅作用通过线槽中的线的相对的定子磁极(磁极被定义为北极或者南极取向的组织的磁通密度)的窄的部分。相对的定子极几乎不能渗透线槽。北极和南极磁体从相邻的前一极延迟7.5°地顺序旋转，因此，如果静态地观看，则能够看到8个槽的北极、之后为没有电力并且因此没有磁场的4个槽等等，总共为两个北极、两个南极以及四个中性区。该顺序以与标准的发电机电枢相同的布置平衡获得了同样的四个旋转磁极和中性区域并且获得了与标准的发电机电枢相同的效果。然而，该布置允许发生在标准的发电机中存在的阻滞的10％或更少。这将允许12000瓦特的能量来驱动电机，其将推动发电机以产生至少80000瓦特的净电力。
该布置不允许定子和电枢之间的大的磁性相互作用。存在的任何相互作用并且因此任何阻滞将在负载开始流动时减小，从而使定子的线槽中的电流增加。
本发明的实施例的主要目的在于提供一种方法，其将大大地减少发电机的转子和定子之间的电磁相互作用并且从而减少电磁阻滞以允许以更大的效率产生电力。
本发明的实施例的进一步的目的在于提供一种小的细长的DC供电的两极或者四极电磁电枢，其仅在需要的极在本发明的发电机的定子的单个线槽上转动时激活。
示出了本发明的第二实施例，其中一系列双极永磁体被封闭在屏蔽的柱体中。容纳在较大的柱体中的小的柱体插入件被压入发电机的定子中，使得只有线槽上的区域暴露到旋转的双极永磁体的磁场。这些磁体延长了线槽的长度。通过齿轮机构旋转这些磁体，通过穿过发电机的端框(end bell)的中心轴旋转齿轮机构，并且齿轮机构附接到机械驱动系统。该布置也不允许定子和电枢之间的大的磁性相互作用。存在的任何相互作用并且因此任何阻滞将会在负载被施加到发电机时减少从而使线槽中的电流增加。
本发明的第二实施例的主要目的在于提供一种方法，通过该方法可以重新改进标准的发电机以大大地减少电磁阻滞并且以更高的效率产生电力。
本发明的实施例的进一步目的示出了新设计的高效率发电机的各种组件。本发明的第一实施例中描述的中性区在该实施例中也是重要的并且当想要最大化电力输出时可以通过旋转屏蔽来实现。
附图说明
为了借助于非限制性示例完全地并且更清楚地理解本发明的实施例，结合附图进行下面的描述，其中相同的附图标记表示类似或者对应的元件、区域和部分，并且其中：
图1是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了以7.5°间隔顺序插入48个4极电枢，从而根据本发明的实施例，在围绕定子的360°产生四极磁场；
图2是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图1在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图3是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图2在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图4是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图3在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图5是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图4在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图6是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图5在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图7是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图6在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图8是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图7在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图9是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图8在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图10是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图9在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图11是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图10在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图12是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图11在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图13是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图12在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图14是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图13在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图15是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图14在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图16是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图15在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图17是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图16在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图18是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图17在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图19是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图18在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图20是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图19在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图21是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图20在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图22是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图21在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图23是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图22在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图24是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图23在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图25是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图24在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图26是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图25在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图27是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图26在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图28是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图27在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图29是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图28在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图30是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图29在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图31是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图30在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图32是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图31在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图33是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图32在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图34是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图33在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图35是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图34在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图36是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图35在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图37是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图36在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图38是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图37在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图39是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图38在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图40是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图39在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图41是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图40在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图42是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图41在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图43是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图42在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图44是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图43在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图45是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图44在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图46是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图45在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图47是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图46在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图48是本发明的实施例的定子的视图，其中描绘了相对于图47在顺时针方向上前进7.5°插入48个4极电枢；
图49是本发明的电磁槽极的视图，其示出根据本发明的实施例的磁极绕组和高导磁合金屏蔽；
图50是本发明的实施例的电磁槽极的上侧方投影的视图；
图51是根据本发明的实施例的用于槽极容纳装置的磁性屏蔽装置和高导磁合金不锈钢的屏蔽套容纳装置的上侧方投影的视图；
图52是将与电网相互作用的本发明的实施例的示意性视图；
图53是包含电枢插入件并且没有描绘外壳或者端框的本发明的实施例的定子的视图；
图54是根据本发明的实施例的包含电枢机构的磁极的电枢插入件的非铁磁柱形插入部分的视图；
图55是根据本发明的实施例的在包含在电枢机构的非铁磁柱形插入部分中的高导磁合金叠层套中包含的磁极的视图；
图56是根据本发明的实施例的轴承和齿轮机构与本发明的电枢机构的磁极的非铁磁容纳装置的视图；
图57是图56的磁极容纳装置的磁性屏蔽装置和高导磁合金不锈钢屏蔽套容纳装置的上侧方投影的视图；
图58是根据本发明的实施例的电枢的齿轮驱动机构和本发明的端框的侧向倾斜视图；
图59是本发明的实施例的定子的侧向倾斜投影的视图；
图60是根据本发明的实施例的通过180°旋转的上线圈槽上的北极的同步旋转的视图；
图61是根据本发明的实施例的例的通过180°旋转的下线圈槽上的南极的同步旋转的视图；
图62是根据本发明的实施例的使用本发明以放大来自电网的电力并且将新产生的电力返回到电网上的视图；
图63是本发明的三相四极顺时针叠绕组的视图；
图64是本发明的实施例的三相四极逆时针叠绕组的视图；
图65是根据本发明的实施例的48槽三相四极叠缠绕发电机的视图，其示出在定子的整个360°的圆周上一个相对于另一个顺序前进15°的48个双极转子，产生覆盖八个槽并且由每个覆盖四个槽的四个中性区分隔的四个旋转磁极；
图66是本发明的实施例的三相四极“高wye”绕组的内部接线的代表视图；
图67A-B是示出根据本发明的磁极绕组、嵌齿齿轮驱动和高导磁合金屏蔽的本发明的实施例的电磁槽极的视图；以及
图68是本发明的实施例的电磁槽极的上侧方投影的视图。
具体实施方式
本发明的实施例的方法和装置涉及使用动能来将来自环境中的电子的能量转换为交流(AC)或者直流(DC)形式的电能随之减少了进行该转换的发电机内的电磁阻滞，并且因此大大地提高了效率。
本发明的各实施例示出了一种用于增加来自机械能量输入的电气输出的方法。通常，普通的发电机将接近所提供的机械动力的99％转换为电力。然而，这是基于用于根据当前的发电机设计的使用一马力以100％的效率产生746瓦特的电力的受技术影响的公式。科学家相信超导线圈能够更有效率。超导发电机能够比传统的发电机小10倍。如果从AC或者DC发电机的电枢消除作用力或者磁性阻滞，则效率能够增加400-500％。因此，一马力能够产生最多3730瓦特。通过组合超导性和消除电力阻滞，估计结果能够获得效率上大于10倍的增涨。
每个原子都具有由带正电的质子和不带电的中子构成的原子核。带负电的电子围绕原子核旋转。在大多数原子中，电子的数目等于原子核中的质子的数目，从而没有静电荷。如果电子的数目小于质子的数目，则原子具有净的正电荷。如果电子的数目大于质子的数目，则原子具有净的负电荷。在宇宙中，是电中性的，然而在生物和物理系统内存在局部的电荷集中。这些局部集中是由于所有的电气活动。在宇宙中，不是所有的电子都包含在材料的结构中；由大量的电子是不受约束的“自由电子(electrons at large)”。这些“自由电子”与环境中的原子的外层电平衡。从这些电子池产生电流。这些电子处于大气和地面中。运动的电子构成了电流。因此，如果将来自发电机的电气压力施加到诸如铜导线的电导体，并且电路闭合，则电子将会沿着导线从负极流向正极并且最终流到地面。这些电子从一个原子到另一个原子并且获得电流。自由移动的电子是不受约束的电子或者“自由”电子。它们可以与末端设置的多米诺相比较。如果第一个被推倒，则其将下一个撞倒，以此类推。该能量移动的过程以光速发生，或者大约为每秒186000英里。连接到DC电源的导线将使得电子以类似于水流过管道的方式流过导线。这意味着任何一个电子的路径实质上能够位于导线体积内的任何地方(即，中心、中间、半径或者表面)。当在导线上施加AC电压时，将使得电子往复振动。在该振动过程中，电子将产生磁场。该磁场朝向导线的表面推动电子。随着施加的信号的频率增加，推动电子更加远离中心而向着表面。
现有的传统发电机基于下述理解：通过产生变化的或者移动的磁场将动能输入变换为电能。这是肤浅的理解。如果我们分析发电的过程，能够发现动能输入移动磁场。该改变的磁场跨过发电机的定子的线槽中的导线移动引起电流在发电机的线圈中流动。在定子的线圈中流动的电流由于线圈的物理构造和其中缠绕线圈的叠层钢而产生磁场。该新产生的磁场的强度随着从发电机输出的电力增加而增加并且大致等于磁场的原始源(即转子或者电枢)并且与其极性相反。该定子场与磁场的原始源相互作用，这最终耗散了输入到系统的动能。
因此，可能从表面上看，动能正在被转换为电能。但是实际上，动能仅引出电能，其由于发电机的设计通过沿与原始磁激发能相反的方向上作用而耗散动能输入。这是发电机的设计问题而不是发电过程所必须的。发电机设计的改变能够消除由于二次磁动势(mmf)使得自身表现为阻滞的形式的反电动势的不想要的副产物而不影响发电过程。动能的输入不再与电气输出有关。本发明针对并且处理了这些问题。更特别地，本发明涉及发电机系统的各种实施例，其中通过将磁极化的转子替换为一系列屏蔽的(例如，高导磁合金—退火75％镍、15％铁、加上铜和钼等等)磁极，该磁极被固定在定子中的每个线槽并且与其紧邻，随之每个磁体被构造为小的永磁电枢或者缠绕的感应磁性电枢。优选设计的独特设计在于通过DC电流源供电，该DC电流源通过刷和滑环或者换向器机构激活磁极线圈，从而磁极仅在未屏蔽的线槽上方旋转时激活。小的电枢机构通过放置在除了定子的线槽上的开口槽之外的屏蔽定子磁场和转子磁场之间的相互作用的定子的齿表面上的高导磁合金屏蔽与反mmf分离。另外，高导磁合金柱体完全地围绕小的电枢机构。这些圆筒仅向着定子的线槽打开。通过有效地将线槽暴露给定子感应线圈的槽上的移动磁场的传动机构来旋转屏蔽的磁性或者电磁极。在屏蔽的电磁极的情况下，通过有效地将定子的线槽暴露给感应线圈的槽上的移动磁场的传动机构来旋转屏蔽的电磁极。电枢机构的磁极仅在它们在线槽上方转动时才激活。取决于极激活顺序，能够产生交流(AC)或直流(DC)。本发明的特性允许构造具有大大地提高效率的特别是没有限制的尺寸的发电机。当与目前的发电技术相比时，该效率增加是显著的。
通常，在发电机的电机反作用中，当发电机将电流提供到负载时，负载电流产生与发电机电枢的旋转相反的力。如果导线中的电流增加，则阻滞上的反作用力增加。必须随着负载增加将更大的力施加到电枢以防止其变慢。在本发明的实施例中，可以在通过发电机的每个线槽上方的磁场屏蔽的轴上通过旋转双极或者四极磁体来减少电机反作用力。屏蔽的高导磁合金、不锈钢叠层圆筒中包含的磁体的长度与槽相同并且在本发明中，通过利用铜磁体线缠绕并且通过DC电流激活的磁极产生磁场、并且利用高导磁合金屏蔽在槽之间屏蔽定子的叠层钢。
实施例I-减少阻滞的电气三相发电机
本发明的该实施例的结构和机制将允许通过当前可用的化石燃料驱动能源以大大增加的效率产生电能，因此，将会消耗较少的化石燃料并且因此将产生较少的温室气体。
由于从系统消除了电磁阻滞使得获得了增强的效率。典型的电枢和定子被替换为叠层的钢定子，其中线槽位于外周上并且“背铁”位于内周上。支撑装置也被附着到内周上以支撑定子，从而定子的端部的平面平行于支撑装置的底部。附接到底部的支撑装置也附接电枢轴承块和支撑装置。该电枢支撑装置适当地邻近于定子槽支撑48个四极电枢机构以便于将适当的磁通传递到线槽。48个电枢机构被包含在高导磁合金(磁性屏蔽材料)圆筒中，并且屏蔽中的适当的开口槽位于定子线槽正上方。四极电磁杆组件被旋转以将交替的北极和南极能量提供到定子中的感应线圈的开口线槽中。经由刷和滑环装置或者其它集合固态机构利用DC电流激活磁极，从而仅当磁极在线槽上方经过时才被激活。高导磁合金叠层仅精确地在线槽上方开口。电枢机构仅在定子的磁极的小部分中在它们的轴上旋转。这些特征允许在旋转4极电磁电枢时只有最小的电磁阻滞。
参考附图，首先参考图1，其中示出了本发明的定子的示意性端视图，其中在线槽上描绘了48个电枢机构。叠层的钢定子11包含一系列48个槽8，其包含具有“wye”连接的三相发电机[相1(5)，相2(6)以及相3(7)]的感应线圈。通过每个磁极之间的磁性空隙的区域(北/空隙/南/空隙/北/空隙/南/空隙)分隔旋转的北—南—北—南极能量。该布置和顺序确实地模拟了标准的4极AC 3相发电机。该48个4极槽电枢被在整个360°或者48个槽上以7.5°的间隔顺序隔开。该顺序允许磁极能量以旋转的方式发送跨过8个槽中的感应线圈布线的磁通，如磁极区标记1、2、3和4所示。槽电枢9在60Hz的情况下以1800rpm旋转并且在50Hz的情况下以1500rpm旋转。这些槽电枢9以顺时针方式旋转并且磁极以逆时针方式围绕定子旋转。通过仅将磁极产生所需的电力提供到槽电枢的主换向器保持磁极之间的磁性空隙分隔。例如，在图1中，当北极电枢[5](方括号表示附图中的线槽空间中的编号)被供电时，磁极电枢[45]失去电力并且因此为任何磁场的空隙。槽电枢9的实线阴影表示电力接通并且磁极被激励并且打开，并且不同的阴影表示磁极关闭或者没有被激励。以该相同的顺序，在南极4中，在[9]失去电力时，[17]被供电。在北极3中，在[29]被供电时，[21]失去电力。在南极2中，当[41]被供电时，[33]失去电力并且该顺序继续，从而产生磁通状况以与典型的发电机相同的方式产生电力，但是电磁阻滞大大地降低。图2至48是其中槽电枢以顺时针方式从前一图旋转7.5°的顺序图。
图49是本发明的电磁槽极电枢机构的视图，其示出了磁极绕组和高导磁合金屏蔽。通过中性的电力电路将从轴18上的滑环和换向器发出的DC电力提供到磁极15、17、19和20，该轴18具有向下到中心的中空孔以容纳DC导线。轴18由包含在轴承块中的轴承组件支撑并且在每一端由支撑装置支撑。北极17和20以逆时针方向用铜磁性线缠绕。南极15和19以顺时针方向用铜磁性线缠绕。不断地经由电刷从附接到轴18的滑环提供中性区，同时经过图50的孔23的线位于轴18的中心并且附接到每个磁极绕组的中性区。DC电流引线被经由与换向器区段接触的电刷提供到四极绕组，从而在任何时候只有一个磁极被激活，并且只有在其经过包含感应线圈12的线槽13上方时才激活磁极。当电磁体15、17、19和20的头部旋转经过高导磁合金屏蔽16中的开口21时，移动跨过感应线圈12的铜磁性线的磁通线在适当的方向上推动电子，从而产生电力。定子上的高导磁合金屏蔽14和高导磁合金圆筒屏蔽16将电枢机构31的磁极与定子的磁极分离。
图50是本发明的电磁槽极31的上侧方投影的视图。通过被保持在被包含在适当的支撑装置中的轴承块中的适当的轴承机构将电磁槽极31保持为紧邻定子槽。北极17以逆时针方式缠绕以形成磁极线圈33。南极15以顺时针方式缠绕以形成磁极线圈26。北极20以逆时针方式缠绕以形成磁极线圈25。南极19以顺时针方式缠绕以形成磁极线圈35。
图51是其中电磁槽极31包含在圆筒开口36中的高导磁合金不锈钢叠层套16的上侧方投影的视图。叠层由高导磁合金层39、不锈钢层38、以及高导磁合金层37构成。槽桥40、42、43保持圆筒的整体性。进入线槽中的磁通通过槽44。
图52是本发明的实施例的示意性视图，其中在其应用中与电网相互作用。高效率发电机的支撑框架45支撑包含其中缠绕图1的三相四极定子绕组的48个线槽8的叠层钢定子11。绕组以“高WYE”接线图连接，与图66中的实施例II一样。发电机的输出通过相(1)71、相(2)70和相(3)69。三个相臂L-1、L-2和L-3可用于通过导线57、58和59连接到电网。三个相臂还与AC/DC桥式整流器72、73和74连接。在整流成DC电流后的三相电力提供给电池75、76和77。电池的地线通过导线81、82和83到达接地56。用于供电发电机的方波可变速度三相电机64通过导线65和可变速度控制器85供电，并且通过导线86接通。驱动电机64驱动滑轮62，其操作皮带82以驱动滑轮63，滑轮63驱动轴87，轴87承载换向器90，并且驱动传动机构66的齿轮机构，传动机构66驱动连接到槽极31的轴67。槽极31由通过支撑装置88和89支撑的轴承52和53支撑。通过主换向器90和电刷圈51完成槽极31的四个磁极的电气排序。通过供电接触换向器90上的环触头78的主电刷79供电的导线60供电换向器90。环触头78供电换向器90的四个部分。这四个部分61中的每一个供电八个槽极并且由覆盖四个槽极的绝缘部分分隔。四十八个槽极中的每一个都通过连接到电刷48的管线50供电，电刷48接触包含两个北极区段和两个南极区段的槽极换向器47，仅在磁极区段在线槽8上方通过时激活磁极区段。通过滑环46至电刷49并且通过导线55至中性区56完成电路。如上所述的主换向器90的设计允许通过没有被供电的四个槽极来分隔将要被供电的八个槽极的区段。从而产生每一个覆盖八个槽的两个北极和每一个覆盖八个槽的两个南极，并且上述南极和北极由不被供电的四个槽分隔，正如上面所述，并且上述南极和北极产生与通过标准的四极三相发电机转子产生的场相同的场。
在图67A至B以及68中所示的另一实施例中，腔体包含用于图67A-B和图68中所示的双极电磁杆217的轴承和容纳装置。容纳装置和磁性杆顺序地旋转，从而旋转的磁场近似旋转的电枢的效果，但是没有伴随的电磁阻滞。它们的容纳装置中的双极电磁杆通过接触附接到通过轴223驱动的轮的支撑装置上的齿轮嵌齿216经由图67B的齿轮机构218而在它们的轴线上旋转。定子铁被压入发电机外壳中。引线被连接并拉到壳体的外部。图67A-B和图68的电磁杆217在圆筒被压入定子中之前顺序地对齐。当电磁体以正确的顺序并且齿轮与嵌齿218正确地啮合时，它们通过诸如销的装置锁定在一起。圆筒然后在定子中被压入到位并且附接装置被紧固。然后去除锁定销。然后将电磁槽极支撑装置附接到圆筒插入件，同时轴被置放通过支撑装置中的轴承。将引线从图67A-B的电磁线圈221和222拉出通过图67A-B的轴223的中心中的孔洞并且离开滑环并且然后电路前进到附接到与DC电源的引线附接的电刷。滑环允许在任何时间只激活经过线槽的磁极并且允许分别交替地激活南极和北极。通过支撑装置保持电刷与滑环接触。通过将轴推动通过端框开口到达轴承中来施加端框。然后通过端孔放置螺栓并且将螺帽施加到螺栓，从而将其旋紧到适当的扭矩。
现在将考虑该实施例的构造的若干细节。图67A-B是与屏蔽装置219和220一起的双极电磁感应杆217、轴223、滑轮218和线槽204的截面的代表图。仅在南极和北极经由通过行进通过中空轴223到达图67A-B的引线224、225、224a和225a的引线中的滑环递送的DC激励电流激活磁通。电路的中性侧通过具有贯穿其360°周长的导电表面的滑环恒定地闭合。电路的电源侧通过滑环馈送图67A-B的线圈221和222，从而当旋转跨过线槽整个120°时，滑环的120°馈送北极。在滑环上存在60°的绝缘表面。在电刷激活120°北极区段之后，滑环的绝缘部分允许电路在电刷行进跨过滑环的60°绝缘区段时断开，其然后激活南极区段以当行进跨过滑环的相对激活区段时以120°将其暴露给线槽，从而对于所述南极区段闭合DC电路。通过叠层不锈钢和高导磁合金屏蔽219屏蔽除了图67A的定子槽开口213上方之外的定子和旋转电枢极之间的任何磁通相互作用。图67A-B的开口槽213允许磁通移动通过图67A-B的屏蔽槽230并且移动经过线槽中的绕组磁性线从而将电子推动通过线圈并且在感应线圈中产生电压。当感应线圈电路被闭合到负载时，电流将会流动并且因此乘以安培数的电压产生几乎没有或者没有电磁阻滞的电力。当与标准发电机相比时，该设计实现了更高的效率。
实施例II-具有减少的阻滞的电气发电机
本发明的该实施例的结构和机制将允许通过以大大增加的效率通过当前化石燃料驱动的机械能源产生电能，因此将会消耗较少的化石燃料并且因此产生较少的温室气体。本发明还允许电能的放大。
由于从系统消除了电磁阻滞而获得增强的效率。通常的电枢被替换为压入定子中的圆筒。该圆筒包含高导磁合金屏蔽的腔体，其因此容纳双极磁性杆组件，该双极磁性杆组件被旋转以将交替的北极和南极能量提供到定子中的感应线圈的开口线槽中。高导磁合金叠层的屏蔽仅精确地在线槽上方开口。因此，在旋转双极电磁杆时发生最小的阻滞。
参考附图，首先参考附图53，其中示出了本发明的定子，其包含电枢机构插入件。叠层的钢定子101包含一系列槽102，其包含线圈的上部和槽109，其包含线圈的下部。在具体的描述中，绕组是具有4组线圈并且每组3个线圈的单相。该组的第一线圈放置在槽#1和槽#4中。该组的第二线圈放置在槽#2和槽#5中。该组的第三线圈放置在槽#3和槽#6中。剩余的3个线圈组以相同的方式放置在线槽中。第一线圈组的引线104保持开放，并且变为发电机中性区。每个线圈组通过连接在每组的电力引线110到用于每组的中性区112之间而与相邻的组连接。当所有的线圈组连接在一起时组4中的电力引线105变为发电机的电力引线。不锈钢插入件103包含多个圆形前体，其完全通过紧邻叠层定子101中的每个线槽的壁。图54中的腔体117没有加盖以匹配图53的叠层定子101中的线槽开口的宽度。图54的腔体17包含图53中的双极磁性杆107的轴承和容纳装置。容纳装置和磁性杆顺序地旋转，从而旋转的磁场近似于旋转的电枢的磁性效果，但是没有电磁阻滞。它们的容纳装置中的双极磁性杆通过接触图58中附接到由图53和58的轴111驱动的图53和图58的轮133b的图58中的支撑装置133a上的齿轮嵌齿133经由图56的齿轮机构119在它们的轴线上旋转。定子铁101被压入图59的发电机外壳114中。图59的引线104和105被连接并且拉到图59的壳体114的外部。图53的磁性体107在图54的圆筒103被压入定子之前顺序地对齐。当磁性体处于正确的顺序时，齿轮133a和圆筒103通过图53的销113锁定在一起。圆筒然后被压入定子101中的位置并且图53的附接装置108被紧固。然后去除锁定销113。通过将图58的轴111推动通过图58的轴承131和135来施加图58的端框130和134，并且图58的133c用作引导件。然后将螺栓放置通过端孔132并且施加并且旋紧螺帽。
现在考虑构造的若干细节。图55是双极磁性杆容纳装置和屏蔽126的截面的代表图。通过叠层的不锈钢121、高导磁合金120和钢122屏蔽除了定子线槽开口118上方之外的磁通。磁性杆107被粘结至不锈钢容纳装置126a中。图56示出磁性杆容纳装置126a的侧向视图。开口槽105允许磁通移动通过屏蔽槽118并且移动经过线槽中的绕组磁性线，从而将电子推动通过线圈。容纳装置126a在由图56的齿轮机构119拉动的图56的轴承124上在图54和57的叠层的屏蔽126内旋转。图57示出用于磁极容纳装置的高导磁合金不锈钢屏蔽的上侧方投影，其示出了轴承架127、128和129。图60示出了以45°步进的本发明的北极磁体的180°的同步旋转。图61示出了以45°步进的本发明的南极磁体的180°的同步旋转。
图62是本发明能够用于放大来自电网的电力并且将新产生的电力返回到电网的方法的概念视图。基于先前数据估计引用的数值。经由管线169从电网166提取电力(7.46kw)以驱动10马力的电机170。该10马力的电机170通过轴171拉动25kw的发电机172。将从25kw电力输出的10.08kw反馈到电网并且将7.46经由管线173和174馈送到两个电机177和175中的每一个。发电机178和176产生额外的25kw，其每一个都经由管线167和168反馈到电网。本领域技术人员能够容易地看出，馈送到电网的电力能够被持续的扩展。一种替代方法是将转子的永磁体替换为如实施例I和临时专利申请USPTO No.61/269,755“Inductive MagneticArmatures As Components of Decreased Drag Electric Generators”中的缠绕电磁体。
图63是本发明的实施例的缠绕定子的代表视图。定子铁301包含其中缠绕12相线圈的绝缘线槽305。存在3个相，并且每个相线圈4个线圈。相线圈366(相1)、368(相2)和367(相3)被叠放并且布置为4极转子将产生120°电气角度分离的3相。叠绕组是顺时针的。除了叠绕组是逆时针的之外，图64与图63相同。图65示出与图63和64相同的3相绕组。另外，图65示出永久槽极磁性体369，其被排序为当它们在槽上方旋转时形成移动磁极。北极线370将北极磁通发送到槽4、3、2、1、48、47、46和45中。槽5、6、7和8是中性的并且南极线371覆盖了旋转的磁极将南极磁通置于线槽9、10、11、12、13、14、15和16中的区域，槽17、18、19和20是中性的。北极线372覆盖了旋转磁极将北极磁通置于线槽21、22、23、24、25、26、27和28中的区域。槽29、30、31和32是中性的，并且南极线373覆盖了旋转的磁极将南极磁通置于线槽33、34、35、36、37、38、39和40中的区域。槽41、42、43和44是中性的。
图66是本发明的实施例3相4极12线圈发电机的内部接线图的视图。该接线图被称为“高Wye”，即每个相具有串联连接的两个电路并且被称为“高Wye”连接并且产生480伏特，或者这两个电路被并行连接并且称为“低Wye”连接并且产生240伏特但是与“高Wye”的安培数比加倍，从而对于每个接线图来说，电力输出是相同的。我们现在下面将描述从电力输出引线通过电路到中性“Wye”连接的相电路。相A臂370连接到逆时针(北极)方向(从(1)进并且从(4)出)缠绕的线圈组389。输出引线376连接到在顺时针方向(从(1)进并且从(4)出)(南极)上缠绕的线圈组392。这两个线圈组377的外引线连接到在逆时针方向(北极)(从(7)进并且从(10)出)上缠绕的线圈组395。外引线378连接到在顺时针方向—南极(从(7)进并且从(10)出)上缠绕的线圈组398。外引线379将“Wye”384连接到其它2个相。
相B臂(leg)371连接到在逆时针(北极)方向(从(2)进并且从(5)出)上的线圈391。外引线380连接到在逆时针方向(南极)(从(2)进并且从(5)出)上缠绕的线圈组394。外引线381连接到在逆时针方向(北极)(从(8)进并且从(11)出)上缠绕的线圈组397。外引线382连接到在顺时针方向(南极)(从(8)进并且从(11)出)上缠绕的线圈组400。外引线383通过引线374连接到“Wye”384的一部分。
相C臂372连接到在逆时针(北极)方向(从(3)进并且从(6)出)上缠绕的线圈393。外引线385连接到在顺时针(南极)方向(从(3)进并且从(6)出)上缠绕的线圈组396。外引线386连接到在逆时针(北极)方向(从(9)进并且从(12)出)上缠绕的线圈组399。外引线387连接到在顺时针(南极)方向(从(9)进并且从(12)出)上缠绕的线圈组390。外引线388连接到形成“Wye”连接384的第三引脚的375。
利用定子中的特定间隔以及该内部接线图，当采用每个脚(shoe)上为60°并且每个脚之间为30°的4极转子并且以适当的速度旋转该转子时，产生相臂电气间隔120°的3相电力。
虽然已经描述并且示出了本发明的实施例，但是本领域技术人员将会理解的是，在不偏离本发明的情况下能够对设计或者构造的细节进行各种变化或修改。

Claims (52)

1.一种发电机，包括：
定子，其具有沿着所述定子的外表面形成的多个槽，每个槽都暴露出所述定子的感应线圈绕组；以及
转子，其具有紧邻所述定子的所述多个槽布置的多个转子构件，每个转子构件都具有形成磁极的电枢机构，所述磁极被激活并且具有磁极性，所述磁极性相对于所述多个槽旋转，并且所述转子耦接到驱动轴以旋转并且产生电流。
2.根据权利要求1的发电机，其中所述定子具有屏蔽除了所述定子的每个槽处之外的定子磁场和转子磁场之间的相互作用的屏蔽。
3.根据权利要求1或2的发电机，其中每个转子构件都具有带有开口的屏蔽，所述屏蔽用以屏蔽除了在所述转子构件的开口和所述定子的槽之间在所述转子构件的开口处发生的相互作用之外的定子磁场和转子磁场之间的相互作用。
4.根据前述权利要求中的任一项的发电机，其中所述屏蔽包括绝缘涂覆电工钢的叠层片。
5.根据权利要求4的发电机，其中所述屏蔽包括具有叠层钢的M-15或者M-19(规格29或者规格26)。
6.根据权利要求4的发电机，其中所述屏蔽包括以碳钢叠层到每个线槽之间的定子的表面的高导磁合金片作为用于将定子内的磁极与转子的磁极分离的部件之一。
7.根据权利要求6的发电机，其中所述高导磁合金片的厚度的范围为0.05至0.01英寸并且叠层的碳钢的厚度的范围为0.03至0.09。
8.根据前述权利要求中的任一项的发电机，其中所述定子是环形的。
9.根据前述权利要求中的任一项的发电机，其中槽的数目是48个线槽。
10.根据前述权利要求中的任一项的发电机，其中所述各槽位于所述定子的内径上。
11.根据权利要求1-9中的任一项的发电机，其中所述各槽位于所述定子的外径上。
12.根据前述权利要求中的任一项的发电机，其中所述定子和转子以适当的取向由支撑装置支撑。
13.根据前述权利要求中的任一项的发电机，其中将所述感应线圈缠绕到所述定子的绝缘槽中。
14.根据权利要求13的发电机，其中所述感应线圈以有序的顺序和样式连接以允许产生单相、两相、三相或者其它适当相的电力电气相。
15.根据前述权利要求中的任一项的发电机，其中所述转子构件以指定的顺序在每个定子线槽上方旋转，从而减少所述定子和所述转子的极性力的相互作用。
16.根据前述权利要求中的任一项的发电机，其中所述转子构件是管状轴并且支撑在所述轴的末端中的每一个上的轴承上，所述支撑包含在将所述转子保持为紧邻所述定子线槽的支撑装置中。
17.根据前述权利要求中的任一项的发电机，进一步包括控制器，用于排序每个转子构件中的每个电枢机构的极性以将磁极打开和关闭并且旋转极性。
18.根据权利要求17的发电机，进一步包括对所述转子排序，从而以与经典的发电机的转子相同的方式并且在没有使用在承载所述磁极的定子内部或者外部旋转的机械转子的情况下，通过环绕并且跨过定子线槽的中性非磁性区分隔所述磁极。
19.根据权利要求18的发电机，进一步包括当在48个线槽的定子中使用时，对于两极转子，将一个槽转子到下一个槽转子的取向分离15°，并且对于四极转子，将一个槽转子到下一个槽转子的取向分离7.5°。
20.根据权利要求18或19的发电机，进一步包括对转子磁极排序，使得对于三相48槽四极AC发电机，在360°样式中，八个线槽由北极磁通覆盖，之后四个槽没有磁通，之后八个槽被南极磁通覆盖，之后四个槽没有磁通，之后八个槽由北极磁通覆盖，之后四个槽没有磁通，之后八个槽被南极磁通覆盖，之后四个槽没有磁通。
21.根据权利要求18-20中的任一项的发电机，进一步包括通过连接到由诸如电机或者涡轮的驱动源驱动的主传动机构的轴驱动排序的转子。
22.根据权利要求18-21中的任一项的发电机，进一步包括将磁化槽转子紧邻所述定子的线槽放置，所述槽转子可以由永磁供电的转子或者由带有电磁转子的电磁供电的转子构成。
23.根据权利要求18-22中的任一项的发电机，进一步包括组装用于利用电刷和滑环供电两极或四极磁性转子的机构，所述电刷和滑环被排序为只有在正上方经过的磁极被电气激励并且当离开线槽时关闭，从而没有不想要的和不利的槽转子之间的相互作用。
24.根据前述权利要求中的任一项的发电机，进一步包括一机构，其用于通过固态机构或者主换向器机构排序槽转子以开启和关闭磁极以获得想要的效果。
25.根据前述权利要求中的任一项的发电机，进一步包括将转子构件布置为通过DC电池供电，所述DC电池通过整流器从发电机输出和/或电网充电。
26.根据前述权利要求中的任一项的发电机，进一步包括由方波可变速度控制器驱动的电气三相驱动电机，所述方波可变速度控制器通过DC电池供电，所述DC电池通过整流器从高效率发电机输出和/或电网再充电。
27.一种用于在发电机中产生电力的方法，包括：
布置定子，所述定子具有沿着所述定子的外表面形成的多个槽，每个槽都暴露出所述定子的感应线圈绕组；以及
定位转子，所述转子具有紧邻所述定子的多个槽布置的多个转子构件，每个转子构件都具有形成磁极的电枢机构，所述磁极被激活并且具有磁极性，所述磁极性相对于所述多个槽旋转，并且所述转子耦接到驱动轴以旋转并且产生电流。
28.根据权利要求27的方法，其中所述定子具有用以屏蔽除了所述定子的每个槽处之外的定子磁场和转子磁场之间的相互作用的屏蔽。
29.根据权利要求27或28的方法，其中每个转子构件都具有带开口的屏蔽，所述屏蔽用以屏蔽除了在所述转子构件的开口和所述定子的槽之间在所述转子构件的开口处发生的相互作用之外的定子磁场和转子磁场之间的相互作用。
30.根据权利要求27-29中的任一项的方法，其中所述屏蔽包括绝缘涂覆电工钢的叠层片。
31.根据权利要求30的方法，其中所述屏蔽包括具有叠层钢的M-15或者M-19(规格29或者规格26)。
32.根据权利要求30的方法，其中所述屏蔽包括高导磁合金片，其中将碳钢叠层到每个线槽之间的定子的表面作为用于将定子内的磁极与转子的磁极分离的组件之一。
33.根据权利要求32的方法，其中所述高导磁合金片的厚度的范围为0.05至0.01英寸并且叠层的碳钢的厚度的范围为0.03至0.09。
34.根据权利要求27-33中的任一项的方法，其中所述定子是环形的。
35.根据权利要求27-34中的任一项的方法，其中槽的数目是48个线槽。
36.根据权利要求27-35中的任一项的方法，其中所述槽位于所述定子的内径上。
37.根据权利要求27-35中的任一项的方法，其中所述槽位于所述定子的外径上。
38.根据权利要求27-37中的任一项的方法，其中所述定子和转子以适当的取向由支撑装置支撑。
39.根据权利要求27-38中的任一项的方法，其中将所述感应线圈缠绕到所述定子的绝缘槽中。
40.根据权利要求39的方法，其中所述感应线圈以有序的顺序和样式连接，以允许产生单相、两相、三相或者其它适当相的电力电气相。
41.根据权利要求27-40中的任一项的方法，其中所述转子构件以指定的顺序在每个定子线槽上方旋转，从而减少所述定子和所述转子的极性力的相互作用。
42.根据权利要求27-41中的任一项的发电机，其中所述转子构件是管状轴并且支撑在所述轴的端部中的每一个上的轴承上，所述支撑包含在将所述转子保持为紧邻所述定子线槽的支撑装置中。
43.根据权利要求27-42中的任一项的方法，进一步包括控制器，用于排序每个转子构件中的每个电枢机构的极性以将磁极打开和关闭并且旋转极性。
44.根据权利要求27-43中的任一项的方法，进一步包括对所述转子排序，从而以与经典的发电机的转子相同的方式并且在没有使用在承载所述磁极的定子内部或者外部旋转的机械转子的情况下，通过环绕并且跨过定子线槽的中性非磁性区分隔所述磁极。
45.根据权利要求27-44中的任一项的方法，进一步包括当在48个线槽定子中使用时，对于两极转子，将一个槽转子到下一个槽转子的取向分离15°，并且对于四极转子，将一个槽转子到下一个槽转子的取向分离7.5°。
46.根据权利要求44或45的方法，进一步包括对转子磁极排序，使得对于三相48槽四极AC发电机，在360°样式中，八个线槽由北极磁通覆盖，之后四个槽没有磁通，之后八个槽被南极磁通覆盖，之后四个槽没有磁通，之后八个槽由北极磁通覆盖，之后四个槽没有磁通，之后八个槽被南极磁通覆盖，之后四个槽没有磁通。
47.根据权利要求44-46中的任一项的方法，进一步包括通过连接到由诸如电机或者涡轮的驱动源驱动的主传动机构的轴驱动排序的转子。
48.根据权利要求44-47中的任一项的方法，进一步包括将磁化槽转子紧邻所述定子的线槽放置，所述槽转子可以由永磁供电的转子或者由带有电磁转子的电磁供电的转子构成。
49.根据权利要求27-48中的任一项的方法，进一步包括组装用于利用电刷和滑环供电两极或四极磁性转子的机构，所述电刷和滑环被排序为只有在正上方经过的磁极被电气激励并且当离开线槽时关闭，从而没有不想要的和不利的槽转子之间的相互作用。
50.根据权利要求27-49中的任一项的方法，进一步包括一机构，其用于通过固态机构或者主换向器机构排序槽转子以开启和关闭磁极以获得想要的效果。
51.根据权利要求27-50中的任一项的方法，进一步包括将转子构件布置为通过DC电池供电，所述DC电池通过整流器从发电机输出和/或电网充电。
52.根据权利要求27-51中的任一项的方法，进一步包括通过方波可变速度控制器驱动的电气三相驱动电机，所述方波可变速度控制器通过DC电池供电，所述DC电池通过整流器从高效率发电机输出和/或电网再充电。
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