CN102713264A - 垂直轴可变几何风能收集系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装置，其将风的动能转换为旋转物质形式的动能(图9)，然后使用永磁发电机和电磁式发动机选择性地收集和转化旋转物质的动能成为电能(图33)。通过程序地基于实时传感器数据来改变旋转物质的物理惯性矩的机械装置最大化风的动能向旋转物质的机械动能的转换(图27A、27B)。通过基于实时感测器数据的电磁式发动机的磁场线圈电流的程序控制来最大化旋转物质动能向电能的转换。

Description

垂直轴可变几何风能收集系统
技术领域
本发明涉及用于有效地捕捉风能并且将其转换为电能的装置。
背影技术
在整个历史过程中，风已经被人类用于为碾米、为在工业过程中所使用的输送以及为运输提供电力。在来自于矿物燃料的能源供应变得较稀有且较昂贵的目前环境下，风能被越来越多地被考虑作为提供电能的替代手段。
目前，典型的风力发电机所流行的主流设计使用了籍由安装发电机和减速齿轮的发动机舱总成的传统的风力涡轮机，该风力涡轮机安装在高塔顶部，带有在由风力所驱动的旋转的水平轴线上连接原动力轴的大型涡轮叶片结构。为了使该设计可行，其设计必须是规模大的并且位于平均风速相对较高的地区。如此庞大的结构的安装成本，使这样的设计让个人或小型电力合作社望而却步。其存在有额外的费用，其与提供必要的传输基础设施有关，所述传输基础设施将这些设备的输出端连接到现有的电网中，因为这些设备通常地设置于远离电网的位置。
每当风速超过安全的最大值，由于所述涡轮叶片以及减速齿轮结构的限制，这种设计类型的设备必须被置于运转待机模式下。相反地，由于与起动相关的大的惯性力和摩擦力，在运转开始之前，这种类型的设备具有相对高的风速阈值。
与这一设计类型相关联的结构的大小已经发现会对野生动物造成危害，也使得当地的风景不够美观。此外，还存在有一些关于由涡轮高端速所产生的谐波频率有可能会危害人类和野生动物的猜测。
发明背景-目的以及优点
虽然我的发明在尺寸上可升级为接近上述风轮机设计，但是其自身倾向于更小的模块化安装，从而减少了对景观的破坏。由于我的设计有垂直旋转轴，其可以安装在现有的公用设施电杆上，从而减少架设额外结构所涉及的费用。事实上，我的发明可安装在现有的公用设施电杆装置上，这意味着它的输出功率可以直接地以最少的时间和材料花费与电网连接，从而充分利用现有的基础设施。
此外没有与我的设计相关联的减速齿轮，从而使得其在不存在有用功附带损耗的情况下效率更高，其中，有用功附带损耗是由于所用齿轮设计中固有的摩擦力而产生的。我的发明得以设计，以使得其以比其它设计的典型风速更低的风速运行，并且具有可允许比其它设计的典型风速更高的风速的特征，并且还具有当其在微风和不定向风条件下运行时，可允许电力更全面的转换的特征。
此外，在强风条件下，我的设备的坚固的结构设计使得其能够在较高的最大风速下运转，而较高的最大风速通常会阻碍其他设计的运转。
与现代电子技术和自动化生产相关的可行技术使得我设计的装置可以以普通房主和小型电力合作社可以负担得起的价格来进行大规模生产，以采购和运转它们，从而为数以百万计的人们带来负担得起的可再生的电力。
概述
本发明被设计出来以捕捉风的动能，并且将其转换为旋转物质的动能。该转换在宽范围的风速和不定向风的条件下得以尽可能高效地完成。进一步地，本装置设计为通过使用实时传感器数据作为输入标准而进行程序控制的机械装置来使得旋转物质的动能最大化。该设计最终的鉴频器为所述旋转物质的动能选择性的结果，通过使用作为输入标准的实时传感器数据来进行程序控制的电磁装置而将动能转换为电能。
附图说明
图1示出了所述设备的透视图；
图1A示出了所述设备的可替代的透视图；
图2示出了所述设备的右侧正投影视图；
图3示出了所述设备的左侧正投影视图；
图4示出了所述设备的前侧正投影视图；
图5示出了所述设备的后侧正投影视图；
图6示出了所述设备的顶部正投影视图；
图7示出了所述设备的底部正投影视图；
图8示出了定子总成的透视图；
图9示出了转子总成的透视图；
图10示出了定向挡风板总成的透视图。
图11示出了不安装发电机定子组件的定子总成的透视图。
图12示出了所述定子总成顶部的放大图。
图13示出了所述定子总成中部的放大图。
图14示出了所述发电机定子组件支撑结构的放大图
图15示出了所述定子总成的底部放大图。
图16A示出了处于安装、闭合位置的发电机定子组件的透视图。
图16B示出了处于预安装、开放位置的发电机定子组件的透视图。
图17示出了所述内转子轮毂结构的透视图。
图18示出了所述内转子轮毂结构的顶部的放大图。
图19示出了所述内转子轮毂结构中部的放大图。
图20示出了所述内转子轮毂结构底部的放大图。
图21示出了内转子组件的透视图。
图22示出了典型的具有朝向观看者的内转子轮毂连接的物质位移器组件的透视图。
图23示出了典型的具有内转子轮毂连接端特征的物质位移器组件的放大图；
图24示出了典型的具有朝向观看者的外转子轮毂连接的物质位移器组件的透视图
图25示出了典型的移除了所述物质位移器一半外侧结构的物质位移器组件的局部扩大剖视图。
图26示出了两个典型的物质位移器组件的透视图
图27A示出了典型的描绘有处于完全伸开位置的位移物质的物质位移器组件的右侧正交剖视图，
图27B示出了典型的描绘有处于完全缩回位置的位移物质的物质位移器组件的右侧正交剖视图，
图28示出了典型的物质位移机械装置的放大剖面图。
图29A示出了处于分离位置的永磁发电机(PMG)致动器机械装置的扩大剖面图。
图29B示出了处于接合位置的永磁发电机(PMG)致动器机械装置的扩大剖面图。
图30示出了所述内转子组件的前侧正投影视图。
图31A示出了处于分离位置的所述永磁发电机(PMG)致动器机械装置的放大图；
图31B示出了处于接合位置的所述永磁发电机(PMG)致动器机械装置的放大图。
图32示出了典型的电磁式发电机(EMG)转子安装轮毂的放大图。
图33示出了安装在一起的内转子组件和定子总成的透视图。
图34A示出了安装在一起的内转子组件和定子总成的部分前侧正投影视图。
图34B示出了当所述永磁发电机致动器机械装置外于分离位置时，安装在一起的内转子组件和定子总成的局部前侧正投影视图；
图34C示出了当所述永磁发电机致动器机械装置外于接合位置时，安装在一起的内转子组件和定子总成的局部前侧正投影视图；
图35示出了电力传输/外部连通集电环和检波器的放大图。
图36示出了描绘有安装物质位移器固定板前的外转子结构的透视图。
图37示出了描绘有安装有所述物质位移器固位板的外转子结构的透视图。
图38示出了所述所述外转子结构以及帆支撑结构元件的透视图。
图39示出了所述外转子结构以及装配好的帆支撑组件的透视图；
图40示出了安装有帆支撑组件/结构的外转子结构的透视图；
图41示出了典型的帆组件的透视图。
图42示出了典型的帆组件的放大图。
图43示出了安装帆支撑组件/结构和典型的帆组件的外转子结构的透视图；。
图44示出了所述外转子组件的透视图；
图45和46分别示出了带有和不带有顶部帆固定结构的外转子组件的顶部正投影视图。当经受来自于所指示的方向的风时，典型的帆位置得以示出。
图47和48分别示出了带有和不带有底部帆固定结构的外转子组件的底部正投影视图。当经受来自于所指示的方向的风时，典型的帆位置得以示出。
图49A示出了将所述外转子组件安装到所述内转子组件上的前侧正投影视图；
图49B示出了将所述转子总成和定子总成安装到一起的透视图；
图50A示出了挡风板支撑结构(WSS)的透视图；
图50B示出了定向挡风板总成的透视图；
图51示出了结构元件的A类接头的放大图。
图52示出了结构(元件的B类接头的放大图。
图53示出了挡风板支撑结构(WSS)顶部内轮毂的放大图。
图54示出了风速计组件的放大图。
图55示出了风速感测机械装置的局部放大剖视图。
图56示出了吸入结构顶部的放大图。
图57示出了挡风板支撑结构(WSS)底部内轮毂的放大图。
图58示出了所述导向挡风板总成的右侧正投影视图。
图59示出了所述吸入结构安装到定子总成上的放大图；
图60示出了所述风速计转子组件安装放大图；
图61示出了风速计电接口集电环和检波器的放大图；
图62示出了控制模块接口的功能模块示意图。
详细地说明-图1-44以及图49A-61-优选地实施方式
本设备的说明书通过依次详细地介绍了三个主要部件并示出了当逻辑机会允许时它们之间的相互连接而得以最好的说明。
图1和图1A示出了所述设备的透视图。
图2、3、4、5、6和7分别示出了所述设备的右视图、左视图、主视图、后视图、俯视图以及仰视图。
图8、9和10分别示出了定子总成101、转子总成501以及定向挡风板总成1001的透视图。
图11示出了没有安装发电机定子组件117和119的所述定子总成101的透视图。图11中所描绘的组件为所述定子总成的支撑结构102、定向挡风板总成的上轴承103、转子总成的上轴承105、转子总成的下轴承111、发电机定子支撑结构109、定向挡风板的下轴承115、吸入结构的轴承107以及电磁式发电机(EMG)的主直流电源106。所述电磁式发电机的主直流电源106包括有能够将由所述电磁式发电机产生的交流电压转换为整流、滤波以及稳压的直流电压的电子元件，所有的电子元件容置于在环境方面密封的底盘中。
图12示出了所述定子总成101顶部的放大图。定子总成的支撑结构102由刚性圆柱形结构组成，所述刚性圆柱形结构可为实心的或可为中空的，其具有足够的刚度使其能够支撑整个设备，以便当该设备在经受最大风速达到每小时75英里的水平风时，防止其任何的过度扭转或摇摆。定向挡风板总成的上轴承103和转子总成的上轴承105均得以详细地示出。这两个轴承都包括有内座圈和外座圈零件，其中，所述内座圈通过螺钉(未示出)与所述定子总成的支撑结构102连接在一起。而它们的外座圏则绕所述定子总成102的支撑结构的纵轴同心地旋转。
图13示出了没有安装发电机定子组件117和119的所述定子总成101的中部的放大图。所述发电机定子支撑结构109包括具有四条水平横杆的圆柱形轮毂，所述水平横杆在轮毂圆周的90度点位置自所述轮毂伸出。除了这四个水平横杆之外还包括有其它的自所述轮毂伸出的四条横杆，位于前述四条水平横杆略向下垂直的位置。这四条横杆向外侧且向上延伸，从而与所述水平横杆的端部连接，由此形成更加能够支承垂直负载的结构。自所述水平横杆的外侧端部伸出的为垂直杆，所述垂直杆具有一系列朝向所述定子总成的支撑结构102向内延伸的水平安装短桩。所述发电机定子支撑结构109在结构中为实心的，在构成中为整体式的，并且使用螺钉(未示出)得以固定在定子总成的支撑结构102上。所述发电机定子支撑结构109与所述定子总成的支撑结构102均为固定的。
图14示出了安装在所述发电机定子支撑结构109上或是靠近该发电机定子支撑结构109安装的组件的放大图。所述转子总成的下轴承111和定向档风板总成的下轴承115均得以详细地示出。两个下轴承均包括内座圈和外座圈零件，其中，所述内座圈通过螺钉(未示出)与所述定子总成的支撑结构102连接在一起。电力传输/外部连通检波器子总成113包括多个金属带状物，所述金属带状物通过螺钉(未示出)连接垂直安装杆，并且缠绕在所述安装杆周围，以便形成的具有缠绕带状物的自由端的紧密地线绕线圏，所述自由端具有向内的朝向所述转子总成111的下轴承的外侧周向表面的固有的弹簧弹力。所述安装杆的组成成分为电绝缘材料，该安装杆被安装到所述发电机定子支撑结构109的圆柱形轮毂顶端的接受孔中。所述电力传输/外部连通检波器子总成113的安装杆使用适当的粘合剂固定到所述发电机定子支撑结构109上。
图15示出了所述定子总成101的底部放大图。吸入结构轴承107在图中得以详细地示出。该轴承包括内座圈和外座圈零件，其中，所述内座圈通过螺钉(未示出)与所述定子总成的支撑结构102连接在一起。而其外座圏则绕所述定子总成的支撑结构102的纵轴同心地旋转
图16A示出了永磁发电机定子组件117以及电磁式发电机定子组件119的透视图。图16A示出了这些定子组件安装前的示意图。永磁发电机定子组件117以及电磁式发电机定子组件119在结构上均是由两半片体组成，所述两半片体通过铰链(未标注)连接在一起并且进一步地通过螺钉(未示出)而固定为闭合的圆形结构。
图16B示出了处于闭合位置的永磁发电机定子组件117以及电磁式发电机定子组件119的透视图。由于所述设备的部件的性质，这样的两个设备配置是必需的，该性质要求这样的两个定子组件在其它的组件之后才得以安装。所述永磁发电机定子组件117由单个的永久磁铁构成，所述永久磁铁被容置于被定形为圆盘形状的非铁磁性的衬底中。
由于永磁发电机各种的常规设计，每一个都基于特别的应用，单个磁铁的尺寸、数量以及方向在本说明书中均没有说明。唯一的要求是所述永磁发电机定子组件117中所包含的磁铁产生磁场，所述磁场将在导线线圈中感应电流，所述导线线圈包含在接近所述定子并且相对于该定子以某一相对速度运动的结构中。所述永磁发电机定子组件117使用螺钉(未视出)被安装在所述发电机定子支撑结构109顶端的成组的水平安装短桩上。所述电磁式发电机定子组件119由设置在被定形为圆盘形状的绝缘材料的衬底中的单个导线线圈构成。由于电磁式发电机各种的常规设计，每一个都基于特别的应用，单个线圈的尺寸、数量以及方向在本说明书中均没有说明。唯一的要求是当其临近于磁场源时，电流得以在这些线圈中被感应，所述磁场相对于这些线圈以某一相对速度运动。多个(在本实施例中为三个)电磁式发电机定子组件119使用螺钉(未视出)被安装在所述发电机定子支撑结构109的3组较低的水平安装短桩上。
图17示出了所述内转子轮毂结构503的透视图。所述内转子轮毂结构503由单片非导电材料构成，具有使用适合的粘合剂分别地安装在所述结构的顶部和底部的导电风速计电接口集电环505以及电力传输/外部连通集电环507。所述内转子轮毂结构503具有两组四条水平横杆，所述水平横杆在轮毂外圆周的90度点位置自所述轮毂结构伸出。除了两组水平横杆之外，还包括有另外的两组自所述轮毂结构位置伸出的横杆，位于前述四条水平横杆略向下的位置，这四条横杆向外侧且向上延伸，从而与所述水平横杆的端部连接，由此形成一个更加能够支承垂直负载的结构。在所有的前述水平横杆的端部钻有可接受螺钉(未示出)的孔。这些点被定义为内转子-外转子连接点504。在内转子轮毂结构503的核心处，其由中空圆柱体构成，所述中空圆柱体的内径使得所述内转子轮毂结构503环绕着所述定子总成的支撑结构102的外径同心地安装。
图18示出了所述内转子轮毂结构503的顶部的放大图。该图详细地示出了所述风速计电接口集电环505
图19示出了所述内转子轮毂结构503中部的放大图。该图详细地示出了多个(在本实施例中为24个)物质位移器连接托506。典型的物质位移器连接托506形成中空的水平圆柱体，该中空的水平圆柱体将接受并固定物质位移器组件(图21，附图标记509)的一端。
图20示出了所述内转子轮毂结构503底部的放大图。该图详细地示出了电力传输/外部连通集电环507以及多个(在本实施例中为4个)永磁发电机致动器离心配重外壳连接托508。该典型的永磁发电机致动器离心配重外壳连接托508形成中空的水平圆柱体，该中空的水平圆柱体将接受并固定永磁发电机致动器离心配重外壳(图21，附图标记528)的一端。
图21示出了内转子组件502的透视图。该视图详细地示出了多个(本实施例中为24个)物质位移器组件509、控制模块511、永磁发电机转子组件513、多个(本实施例中为4个，而图中示出了3个)永磁发电机致动器离心配重外壳528以及多个(本实施例中为4个)电磁式发电机转子组件515。物质位移器组件509通过插入到所述物质位移器连接托(图19，附图标记506506)而安装到所述内转子轮毂结构503上。控制模块511由安装于在环境方面密封的底盘内部的电子元件组成。所述控制模块511的底部具有通道，该通道使其与内转子轮毂结构503较低的一组水平支撑横杆相适应。所述控制模块的顶部通过控制模块安装环512和螺钉(未视出)而安装在内转子轮毂结构503上。永磁发电机转子组件513由设置在被定形为圆盘形状的非导电材料的衬底中的单个导线线圈构成。由于永磁发电机各种的常规设计，每个都基于特别的应用，单个线圈的尺寸、数量以及方向在本说明书中均没有说明。唯一的要求是当其临近于磁场源并且相对于该磁场具有某一相对速度时，电流得以在这些线圈中被感应。所述电磁式发电机转子组件515包括设置在被定形为圆盘形状的非导电、非铁磁性衬底中的单个电磁铁。由于电磁式发电机各种的常规设计，每个电磁式发电机都基于特别的应用，单个电磁铁的尺寸、数量以及方向在本说明书中均没有说明。唯一的要求是包括在所述电磁式发电机转子组件515中的电磁铁产生磁场，该磁声将在导线线圈中感应电流，所述导线线圈包括在结构中，而该结构则被设置在邻近所建立的磁场的位置并相对于所建立的磁场具有某一相对速度。
图22示出了典型的具有内转子轮毂连接端特征的物质位移器组件509的透视图。该试图详细地示出物质位移器外部结构517、物质位移器外部结构导向槽518、物质位移器电动机外罩(定子)519、物质位移器电动机转子521以及物质位移器电接口插脚522。所述物质位移器电接口插脚522方便电力向所述物质位移器电动机外罩(定子)519延伸，以及向用于物质位移器初始位置检测元件(图25，附图标记523)与所述控制模块(图21，附图标记511)之间的电信号的导管延伸。
图24示出了典型的具有朝向观看者定向的外转子轮毂连接端的物质位移器组件509的透视图。
图25示出了典型的物质位移器组件509的扩大的局部剖视图。在该视图中所述物质位移器外部结构517的上半部分被移除，以便详细地显示其内部元件。该视图详细地示出了所述物质位移器电动机外罩(定子)519、物质位移器电动机外罩导向键520、物质位移器电动机转子521、位移物质初始位置检测器523、位移物质525、位移物质导向键526以及物质位移器驱动轴527。物质位移器电动机外罩(定子)519和物质移动器电动机转子521一起形成简单的直流电动机。通过将所述导向键520啮合到所述物质位移器外部结构导向槽(图23，附图标记518)中将该电动机插入到物质位移器外部结构517中。
所述电动机外罩使用适当的粘合剂被保持在合适的位置。所述物质位移器驱动轴527使用成组的螺钉(未示出)与物质位移器电动机转子521连接在一起。所述物质位移器驱动轴527为螺纹杆，该螺纹杆在一端通过与所述物质位移器电动机转子521连接而得以支撑，而在其另外一端则通过经由所述中空的圆柱形位移物质525被螺合拧紧而得以支撑。所述位移物质525由密致材料构成，诸如铅，其被定型为带有端盖的中空的圆柱体，所述端盖具与所述物质位移器驱动轴527相同直径的螺孔和螺距。所述位移物质525通过将位移物质导向键526啮合到所述物质位移器外部结构导向槽(图23，附图标记518)而螺合到所述物质位移器驱动轴527上。所述位移物质初始位置检测器由被成形为圆盘的非导电材料构成，具有被插入到通道中并且围绕所述物质位移器外部结构517的内圆周延伸的外径，并且由适合的粘合剂而被固定在适当的位置。所述位移物质原始位置检测器523在其圆盘的中心处具有孔，以为所述物质位移器驱动轴留出间隙。安装在所述位移物质原始位置检测器523侧面的最接近的位移物质525为两个金属开关触点，当所述位移物质525的金属端盖同时接触两个开关触点时，形成一个闭合的电路回路。
图26示出了两个典型的物质位移器组件509的透视图。
图27A示出了典型的物质位移器组件509的右侧正交剖视图，其详细地示出了沿所述物质位移器驱动轴527的纵轴在完全伸展的位置上的位移物质525。
图27B示出了典型的物质位移器组件509的右侧正交剖视图，其详细地示出了沿所述物质位移器驱动轴527的纵轴在完全收缩的位置上的位移物质525。
图28示出了典型物质位移组件509的物质位移机械装置的放大剖面图。该视图详细地示出了物质位移器外部结构517、物质位移器电动机外罩(定子)519、物质位移器电动机外罩导向键520、物质位移器电动机转子521、物质位移器电接口插脚522、位移物质初始位置检测器523、位移物质导向键536以及物质位移器驱动轴527。
图29A示出了处于分离位置的永磁发电机致动器机械装置的前侧正交扩大剖面图。由于所述内转子组件502构造的固有的对称性，这一相同的说明也可用于右侧、后侧或左侧正交扩大剖面。该视图介绍了多个(在本实施例中为4个，在本视图中示出了2个)下文中所述的组件，永磁发电机致动器离心配重外罩528、永磁发电机致动器离心配重529、永磁发电机致动器离心配重止挡块530、永磁发电机(PMG)致动器离心配重滑轮531、永磁发电机致动器驱动缆绳533、永磁发电机(PMG)致动器驱动缆绳到转子连接环535、永磁发电机致动器径向定位轮537、永磁发电机致动器分离弹簧539、永磁发电机致动器转子到分离弹簧连接环540以及永磁发电机致动器分离弹簧到内转子轮毂连接环541。
典型的永磁发电机致动器离心配重外罩528由形成中空圆柱体的任何的刚性材料构成，其在邻近一侧端部的位置具有封闭的堵头。孔钻通该堵头以形成被认为是所述永磁发电机致动器离心配重止挡块530的结构。该永磁发电机致动器离心配重缆绳533穿过由所述永磁发电机致动器离心配重止挡块530所提供的钻孔中。典型的所述永磁发电机致动器离心配重529由诸如铅的密实材料构成，其形成为实心的圆柱形，它的外径是这样的，以允许其在典型的所述永磁发电机离心配重外罩528内部并沿其水平轴线不受阻碍的移动。典型的所述永磁发电机致动器离心配重滑轮531由可防止其圆周表面腐蚀的材料构成并且得以定型，从而在其圆周表面上提供V形表面以便允许所述永磁发电机驱动缆绳533的正确跟踪。
典型的永磁发电机滑轮531绕轮轴旋转，该轮轴的端部被插入到所述永磁发电机致动器离心配重外壳528的内壁中。典型的永磁发电机致动器驱动线缆533由非弹性材料构成，并且用于连接所述永磁发电机致动器离心配重529以及永磁发电机致动器驱动缆绳-转子连接环535。所述永磁发电机致动器驱动缆绳-转子连接环535由眼螺杆型元件构成，其安装轴螺合到所述永磁发电机转子513顶部的衬底中。典型的永磁发电机致动器转子到分离弹簧连接环540由眼螺杆型元件构成，其安装轴螺合到所述永磁发电机转子513底部的衬底中。典型的永磁发电机致动器分离弹簧539连接在典型的转子-分离弹簧连接环540与典型的永磁发电机致动器分离弹簧-转子轮毂连接环541之间。典型的永磁发电机致动器分离弹簧-转子轮毂连接环541由眼螺杆型元件构成，其安装轴螺合到所述内转子轮毂结构503的衬底中。
永磁发电机转子组件513更详细的检查显示出其由三个构造构成。所述永磁发电机转子组件513具有前述的主盘状结构，该主盘状结构在其中心具有孔，从所述主圆盘的内径垂直伸出的为中空的圆柱形，其具有安装在其顶部的较小的盘状结构。整个永磁发电机转子组件513环绕内转子轮毂结构503。永磁发电机转子组件513的内径是这样的：以允许所述内转子轮毂结构503的空隙，从而允许其沿着所述内部轮毂结构503的纵轴向上向下无障碍地移动。安装在所述永磁发电机转子组件513的小圆柱形结构的外圆周的90度点的为永磁发电机转子径向定位轮537。所述定位轮由导电金属构成，并且加以固定以使它们的轮轴固定在所述永磁发电机转子组件513的小圆柱形结构的壁体内。所述永磁发电机径向定位轮537的直径如下所述：允许穿入在所述内部转子轮毂结构503衬底中形成的通道中，以限制在所述永磁发电机转子组件513相对于内转子轮毂结构503的径向移动，而与所述永磁发电机转子组件513沿所述内转子轮毂结构503纵轴的位置无关。
在通道中移动的所述永磁发电机径向定位轮537由镶嵌于所述内转子轮毂结构503的衬底内的导电材料构成。所述永磁发电机转子组件513沿所述内转子轮毂结构503纵轴的移动通过所述永磁发电机致动器离心配重止挡块530而得以限制在较低的(分离的)位置。而所述永磁发电机转子组件513沿所述内转子轮毂结构503纵轴的移动通过所述永磁发电机转子组件513的顶部而限制在较高的(接合的)位置，如图29B所示，所述永磁发电机转子组件513的顶部与所述内转子轮毂结构503的较大直径的上部结构相接触。
图30示出了所述内转子组件502的前侧正交视图。
图31A示出了处于分离位置的所述永磁发电机致动器机械装置的放大图。
图31B示出了处于接合位置的所述永磁发电机致动器机械装置的放大图。
图32示出了所述内转子组件502的下部放大图。该视图详细地示出了典型的电磁式发电机(EMG)转子安装轮毂516。典型的电磁式发电机安装轮毂516由刚性材料构成，并且用于使用螺钉(未示出)将2个电磁式发电机转子组件515连接到所述内转子轮毂结构503上。
图33示出了安装在一起的内转子组件502和定子总成101的透视图。所述内转子轮毂结构503的顶部和下部分别地通过螺钉(未示出)与所述转子组件的上轴承105和所述转子组件的下轴承111相连接。
图34A示出了安装在一起的内转子组件502和定子总成101的前侧正交视图。
图34B示出了当所述永磁发电机致动器机械装置外于分离位置时，所述永磁发电机转子组件513与所述永磁发电机定子组件117之间的物理位置关系的放大图。
图34C示出了当所述永磁发电机致动器机械装置外于接合位置时，所述永磁发电机转子组件513与所述永磁发电机定子组件117之间的物理位置关系的放大图。
图35示出了以电力传输/外部连通集电环507和电力传输/外部连通检波器组件113为特征的放大图。
图36示出了所述外转子结构543的透视图以及所述物质位移器组件固位板545的安装细节。所述外转子结构543由形成中空圆柱体的刚性材料构成。所述外转子结构543具有多个(在本实施例中为24个)形成在圆柱内的孔隙，在其外侧圆周的90度点处间隔开来。在所述外转子结构543中的孔隙的尺寸是如下：其允许所述物质位移器组件(图21，附图标记509)的外端插入以穿过所述外转子结构543。所述物质位移器组件固位板545由刚性材料构成，所述刚性材料形成具有内表面的片状体，其具有与所述外转子结构543的外侧圆周相同的曲率。
图37示出了安装有所述物质位移器组件固位板545的所述外转子结构543透视图。所述物质位移器组件固位板545使用螺钉固定在所述外转子结构543上。
图38示出了所述外转子结构543以及帆支撑结构元件的透视图。该示图示出了包括所述帆支撑和固定结构的元件，以包括顶部纵向帆固定结构547、顶部径向帆固定结构549、顶部帆驱动结构551、中部帆固定结构553、底部帆驱动结构555、底部径向帆固定结构557以及底部纵向帆固定结构559。所述顶部和底部帆固定结构(分别为547和559)由刚性材料构成且被呈圆环形。而所述顶部、中部和底部帆固定结构(分别为549、553和557)由刚性材料构成且成形为圆环形，其具有多个(在本实施例中为36个)沿每个结构的中部圆周线钻透每个结构的钻孔。所述顶部和底部帆驱动结构(分别为551和555)由刚性材料构成且成形为圆环形，其具有与所述典型的齿轮相类似的包括有三角状特征的外侧圆周。
图39示出了所述外转子结构543以及顶部帆支撑组件561、中部帆固定结构553以及底部帆支撑组件563的透视图。所述顶部帆支撑组件561通过使用螺钉(未示出)连接所述顶部纵向帆固定结构547和所述顶部帆驱动结构551以及连接所述顶部纵向帆固定结构547、所述顶部径向帆固定结构549和所述顶部帆驱动结构551从而得以形成。而所述底部帆支撑组件563则是通过使用螺钉(未示出)连接所述底部纵向帆固定结构559、底部径向帆固定结构557和底部帆驱动结构555而得以形成。
所述图40示出了使用螺钉(未示出)连接有所述顶部帆支撑组件561、所述中部帆固定结构553以及所述底部帆支撑组件563的外转子结构543的透视图。
图41示出了典型的帆组件565的透视图。组成典型的帆组件565的元件包括枢转桅杆结构567、内侧帆结构569、多个(本实施例中为4个)桅杆到帆连接托架568、中部帆结构571以及外侧帆结构573。所述枢转桅杆结构567由任意的刚性材料构成，以形成杆，其使用所述桅杆到帆连接托架568和螺钉(未视图)与所述内侧帆结构569连接。所述内侧、中部和外侧帆结构(分别是569、571以及573)由刚性材料构成，形成板条。所述内侧帆结构569应该比所述中部帆结构和外侧帆结构(分别是571、573)更厚(在本实施例中是3倍)。所述枢转桅杆结构567的长度等于所述外转子结构(图，附图标记543)的长度减去某一距离，以留出操作的空隙。在本实施例中，所述空隙的距离等于所述顶部纵向帆固定结构(图，附图标记547)的厚度的4倍。所述枢转桅杆结构567的直径略小于在所述顶部、中部和底部径向固定结构(图，附图标记分别为549、553以及557)中所找到的开孔的直径，以留出其在所这开孔中自由地旋转的间隙。
图42示出了典型的帆组件565的顶部放大图。所述内侧帆结构569使用帆连接铰链570而与所述中部帆结构571连接在一起。而所述中部帆结构571则使用帆连接铰链570而与所述外侧帆结构573连接在一起。
图43示出了安装有顶部和底部帆支撑组件(分别为561和563)和中部径向帆支撑结构553的外转子结构543的透视图。其中也示出了安装有典型的帆组件565。任何典型的帆组件565借助于它的枢转桅杆结构567穿过所述顶部、中部和底部径向帆固定结构(图38，附图标记分别为549、533以及557)的插入而得以连接。所述枢转桅杆结构567借于所述顶部和底部纵向帆固定结构(图38，附图标记分别为547以及559)而纵向地限制它的移动。而所述枢转桅杆结构567借助与所述顶部和底部帆驱动结构(图，附图标记分别为551以及555)的带齿结构相接触而限制其径向地旋转。
图44示出了所述外转子组件573的透视图，其中示出了安装的所有帆组件565(在本实施例中为36个)。
图49A详细地示出了将所述外转子组件573安装到所述内转子组件502上的前侧正交视图。所述外转子组件573安装在所述内转子组件502上并且用螺钉(未示出)在内转子-外转子连接点(图17，附图标记为504处连接。
图49B示出了安装在一起的转子总成501与定子总成101的透视图。
图50A示出了挡风板支撑结构(WSS)1009的透视图。在本示图中，详细地示出了挡风板支撑结构侧向桅杆1011、挡风板支撑结构尾部纵向桅杆1013、挡风板支撑结构顶部正面纵向桅杆1015、挡风板支撑结构底部正面纵向桅杆1016、挡风板支撑结构外轮毂圆周部分1017以及挡风板支撑结构垂直支撑部件1018。所述挡风板支撑结构(WSS)1009由上述元件连接在一起以形成笼状结构。所述连接的详细情况如图51和52所示。各种挡风板支撑结构桅杆以及垂直支撑部件由形成圆柱体形状的钢性材料构成。而所述挡风板支撑结构外轮毂圆周部分1017则由形成圆柱体形状的半钢性材料构成，所述材料足够柔韧以形成如图所示的90度的弧形部分。图50A也示出了吸入结构1007。所述吸入结构1007为单独的一片刚性材料，形成漏斗状的外形，其得以接合到风道管中，所述风道管的路径中形成有90度弯管。
图50B示出了定向挡风板总成1001的透视图。在该示图中得以介绍的是定向控制结构1003以及挡风板1005。所述定向控制结构1003由形成平面表面的单片刚性材料构成，其使用螺钉(未示出)固定到挡风板支撑结构(WSS)尾部纵向桅杆1013上。所述挡风板1005由柔性材料构成，其沿着所述挡风板支撑结构(WSS)一半的外圆周展开并且使用螺钉(未示出)连接到相关联的挡风板支撑结构垂直支撑部件1018上。尽管所述挡风板1005应该足够柔韧以符合所指明的形状，但是它也应该具有足够的刚性以避免由于施加在其上的风压所引起的过度的形变。
图51示出了典型的所述挡风板支撑结构(WSS)1009元件的A类接头的放大图。该示图详细地示出了通过使用挡风板支撑结构外轮毂A类连接夹具1019而得到的连接。这一连接在全部情况下都是典型的，其中，所述挡风板支撑结构侧向桅杆1011、挡风板支撑结构外轮毂圆周部分1017以及挡风板支撑结构垂直支撑部件1018得以连接。该类型的连接也被用于连接挡风板支撑结构外轮毂圆周部分1017、挡风板支撑结构垂直支撑部件1018以及底部正面纵向桅杆1016。全部的连接都是通过将元件的一端插入到挡风板支撑结构外轮毂A类连接夹具中，并且使用螺钉(未示出)固定得以完成。所述挡风板支撑结构外轮毂A类连接夹具1019由单片刚性材料构成。
图52示出了典型的所述挡风板支撑结构(WSS)1009元件的B类接头的放大图。该示图详细地示出了通过使用挡风板支撑结构外轮毂B类连接夹具1020而得到的连接。这一连接在下面的情况下是典型的，其中，所述挡风板支撑结构尾部纵向桅杆1013、挡风板支撑结构外轮毂圆周部分1017以及挡风板支撑结构垂直支撑部件1018得以连接。该类型的连接也被用于连接挡风板支撑结构外轮毂圆周部分1017、挡风板支撑结构垂直支撑部件1018以及顶部正面纵向桅杆1015。全部的连接或是通过将元件的一端插入到挡风板支撑结构外轮毂B类连接夹具1020中(对于所述挡风板支撑结构垂直支撑部件和挡风板支撑结构外轮毂圆周部分1017而言)，或是通过贯穿所述挡风板支撑结构外轮毂B类连接夹具1020(对于所述挡风板支撑结构尾部纵向桅杆1013和挡风板支撑结构底部正面纵向桅杆1016而言)而得以完成。全部的连接都是使用螺钉(未示出)而得以固定的。所述挡风板支撑结构外轮毂B类连接夹具1020由单片刚性材料构成。
图53示出了挡风板支撑结构(WSS)顶部内轮毂1022的放大图。所述挡风板支撑结构(WSS)顶部内轮毂1022由形成圆柱体形状的单片刚性材料构成，其一端开放，而另外的一端封闭，并且具有4个一端开放的较小的圆柱体，如图所示，所述四个较小的圆柱体沿着所述顶部内轮毂1022的外圆周在其90度点的位置伸出。所述挡风板支撑结构(WSS)顶部内轮毂1022较大的圆柱体结构的内径允许其安装到所述定向档风板总成(图11，附图标记103)的上轴承上。而较小的圆柱体结构的内径允许所述挡风板支撑结构侧向桅杆1011、挡风板支撑结构尾部纵向桅杆1013以及挡风板支撑结构顶部正面纵向桅杆1015插入它们。全部的连接都是使用螺钉(未示出)而得以固定的。从所述挡风板支撑结构(WSS)顶部内轮毂1022的较大的圆柱体结构底部辐射的为支撑风速计电接口检波器组件1023的水平横杆。所述风速计电接口检波器组件1023由多条(本实施例中为4条)金属带状物构成，所述金属带状物连接垂直安装桅杆，以形成紧密缠绕的线圏，同时所缠绕带状物自由端具有向内的朝向所述挡风板支撑结构(WSS)顶部内轮毂1022的较大的圆柱结构的纵轴中心的固有的弹簧弹力。
图54示出了风速计转子组件1024的放大图。所述风速计转子组件1024由形成中心轮毂形状的单件刚性材料构成，所述中心轮毂具有向外伸出的轴，并且在该轴的外端包括有杯形结构。所述杯形结构全部面向相同的方向，以为风提供不对称的轮廓，从而推动所述杯形结构绕所述轮毂的中心做圆周运动。所述风速计转子组件1024的材料应该具有这样的密度，该密度使其能够在低至每小时5米的风速下旋转。所述风速计转子组件1024被安装在风速计支撑结构1025上，所述风速计支撑结构1025自所述挡风板支撑结构(WSS)顶部正面纵向桅杆1015的端部垂直地升起。所述风速计支撑结构1025由形成两端开放的中空圆柱体形状的刚性材料构成。所述风速计支撑结构1025被插入到所述挡风板支撑结构顶部正面纵向桅杆1015顶部所钻的孔中，并且使用适当的粘合剂加以固定。
图55示出了风速传感机械装置的局部放大剖视图。所述风速计转子组件1024的轮毂由具有矩形支座1035的中空圆柱体构成，所述矩形支座1035沿中空圆柱体内圆周在45度点的位置伸出。这些支座具有这样的长度，该长度使得其能够在所述光电传感器1033的两个传感器平面之间穿过。所述光电传感器1033使用适当的粘合剂加以安装在所述风速计支撑结构1025上。
图56示出了吸入结构1007顶部的放大图。所述吸入结构1007使用吸入结构到挡风板支撑结构安装凸缘1035安装在所述挡风板支撑结构(WSS)侧向桅杆1022、所述挡风板支撑结构底部正面纵向桅杆1016以及所述挡风板支撑结构尾部纵向桅杆1013上，并且使用螺钉(未示出)固定。
图57示出了挡风板支撑结构底部内轮毂1037的放大图。所述挡风板支撑结构底部内轮毂1037由形成两端均开放的圆柱体形状的单片刚性材料构成，其具有四个较小的一端开放的圆柱体，所述较小的圆柱体在沿较大的圆柱体的外周圆的90度点的位置处伸出。所述挡风板支撑结构底部内轮毂1037的较大的圆柱体结构的内径允许其安装到所述定向档风板总成(图11，附图标记115)的下轴承上。所述较小的圆柱体结构的内径使得所述挡风板支撑结构侧向桅杆1011、挡风板支撑结构尾部纵向桅杆1013以及挡风板支撑结构底部正面纵向桅杆1015插入其中。全部的连接都使用螺钉(未示出)而加以固定。
图58示出了所述导向挡风板总成1011的右侧正交视图。
图59示出了所述吸入结构1007底部的放大图。该视图的细节在于示出了安装连接到所述定子总成102的支撑结构上的吸入结构1007。该连接通过使用螺钉(未示出)将所述吸入结构1007安装到所述吸入结构107的轴承上得以完成。
图60详细地示出了将风速计转子组件1024安装到风速计支撑结构1025上的放大图。所述风速计转子组件1024包括风速计转子轴1038，而两个风速计转子轴承1039得以安装在该轴上。整个风速计转子组件1024得以插入到所述风速计支撑结构1025的中空空间中，并且通过所述风速计转子轴承1039的外座圈与所述风速计支撑结构1024内壁之间的摩擦而保持在适当的位置。
图61示出了风速计电接口集电环505和风速计电接口检波器组件1023的放大图。运转——图1、1A、8、9、19、21、25、27B、28、29A、29B、31B、34A、34B、34C、35、44、45、46、47、48、50B、55、58、60、61、62——优选的实施方式
起风时，定向档风板总成(图1，附图标记1001)绕定子总成(图1，附图标记101)旋转，以使得吸入结构(图58，附图标记1007)定向，使它的漏斗开口朝向风。这一动作是由风的作用力引起的，所述风作用在所述定向控制结构(图58，附图标记1003)上，以与普通的风向标相同的方式顺风地定位所述控制结构。
与上述动作同步地，起风也使得帆组件(图44，附图标记565)在所述外转子组件(图44，附图标记573)上施加旋转作用力。由于所述帆组件(图44-48，附图标记565)铰接的构造，从上方看，，它们有引起所述外转子组件(图44，附图标记573)逆时针方向旋转的倾向(图45、46)。如上所述逆时针旋转的倾向由于被定向的档风板(图50B，附图标记1005)的位置而进一步地加剧，该挡风板被定向以致于风被推进到风中的那些帆组件(图44，附图标记565)所阻挡，从而缓解与那些接触风作用力的推进帆相关联的顺时针旋转合力。进一步地，逆时针旋转作用力由穿过所述吸入结构(图58，附图标记1007)的风流产生，所述穿过所述吸入结构的风流与所述内转子组件(图21，附图标记502)的物质位移器外结构(图21，附图标记509)的叶轮叶片方向相反。
当所述转子总成(图9)达到预定的转速时，作用在所述永磁发电机(PMG)致动器离心配重上的离心力使它们从分离位置(图29A，附图标记529)向接合位置(图29B，附图标记529)移动。这导致了所述永磁发电机转子组件由分离位置(图34B，附图标记513)向接合位置(图34C，附图标记513)的移动。当所述永磁发电机转子组件(图34C，附图标记513)位于接合位置时，它与永磁发电机定子组件(图34C，附图标记117)之间的气隙足够小，以使得所述永磁发电机定子组件中所包括磁铁在所述永磁发电机转子组件中所包括的线圈中感应出电流。所述永磁发电机的延迟致动使得所述转子总成(图9)在与所述永磁发电机转子组件(图34C，附图标记513)与所述永磁发电机定子组件(图34C，附图标记117)之间的磁场的相互作用相关联的相反的作用力引入之前达到预定的转速。通过在所述永磁发电机致动前使所述旋转转子总成(图9)中存在有一定的动能，所述设备的总效率通过转子总成更快的绕起时间而得以改进。
通过所述永磁发电机(PMG)而产生的交流电压通过所述永磁发电机(PMG)转子组件(图34C，附图标记513)中的电线而得以传导至导电的永磁发电机转子径向定位轮(图31B，附图标记537)。这些定位轮与所述内转子结构(图29B，附图标记503)上所发现的导电表面(未示出)相接触。而所述交流电压则通过电线从内转子结构(图29B，附图标记503)的这些表面上被传导到控制模块(图34B，附图标记511)中。图62中的附图标记2006示出了该得以传导到所述控制模块中的交流电压，所述交流电压作为控制模块直流电源(图62，附图标记2007)的输入，同时也作为永磁发电机速度检测器回路(图62中的附图标记2002)的输入。
所述控制模块直流电源(图62中的附图标记2007)接收所述交流电压输入，随后对其进行整流、滤波并且将其稳压为直流电压。该直流电压在整个控制模块(图34B，附图标记511)中均使用并且在整个图62中被标记为Vcdc-HI和Vcdc-LO。该直流电压被用于为整个控制模块(图34B，附图标记511)中的所有逻辑装置提供电能，用于作为风速光电传感器(图55，附图标记1033)的刺激电压并且用于为物质位移器电压放大器(图62，附图标记2013、2014)以及Ipmg电流放大器(图62，附图标记2008)提供电能。
一旦所述直流电压到达预定的水平时，控制器特定用途集成电路(ASIC)(图62，附图标记2005)对其自身进行初始化，并且开始执行加电管理功能，诸如重置风速计数器(图62，附图标记2003)以及永磁发电机速度计数器(图62，附图标记2004)。而由所述控制器特定用途集成电路(ASIC)(图62，附图标记2005)所执行的另一个加电管理功能是读取所有物质位移器(图28，附图标记523)的位置信号，以判断是否所有的位移物质都处于其完全缩回的位置(图27B，附图标记525)。如果任何的位移物质没有得以完全地缩回，所述控制器特定用途集成电路(ASIC)(图62，附图标记2005)将向适当的放大器(图62，附图标记2013、2014)产生正确的极性驱动信号，以驱动所述位移物质朝向完全缩回的位置移动。
任何位移物质(图28，附图标记525)的完全缩回的位置通过驱动所述物质位移器电动机转子(图28，附图标记521)在朝向所述位移物质原始位置检测器(图28，附图标记523)的方向上移动所述位移物质(图28，附图标记525)而获得。一旦所述位移物质(图28，附图标记525)与所述位移物质原始位置检测器(图28，附图标记523)的两个电触点相接触，电路得以闭合。如同信号物质位移器位置输出，所述位移物质检测器电路源于控制模块(图21，附图标记511)并且使用导线(未示出)传输到在物质位移器连接托(图19，附图标记506)内所发现的电接头(未示出)上。信号借由将物质位移器电接头插脚(图28，附图标记522)插入到前述物质位移器连接托的接头中而得以传输至该物质位移器电接口插脚上。所述电路借由电线(未示出)从所述物质位移器电接口插脚(图28，附图标记522)延续到所述位移物质原始位置检测器(图28，附图标记523)，以通过它的导电材料提供最终的闭合电路。该电路通过折回前述路径返回到控制模块(图21，附图标记511)中，如同信号物质位移器位置读取作为输入端。由控制器ASIC(图62，附图标记2005)对加电所执行的最后一个功能是读取跨过Ipmg电流感测电阻(图62，附图标记2011)的电压值，以确保没有电流涌出所述Ipmg电流放大器(图62，附图标记2008)。如果有电流流出，来自于控制器特定用途集成电路(ASIC)(图62，附图标记2005)的信号Ipmg控制作为所述Ipmg电流放大器(图62，附图标记2008)输入端，以将它的输出调整为零。
在全部的加电功能得以完成后，所述控制器特定用途集成电路(ASIC)(图62，附图标记2005)开始监测所述风速传感器的输出(图62，附图标记2001)。直流电以及风速传感器输出信号在所述控制器特定用途集成电路(ASIC)(图62，附图标记2005)与风速光电传感器(图55，附图标记1033)之间通过电线(未示出)由控制模块(图21，附图标记511)向风速计电接口集电环(图61，附图标记505)传播。随后，电连接通过所述风速计电接口的集电环(图61，附图标记505)与所述检波器组件(图61，附图标记1023)之间的接触而得以实现。所述风速计电接口检波器组件(图61，附图标记1023)与风速光电传感器(图55，附图标记1033)之间的最终连接路径通过电线(未示出)完成，所述电线被规划为穿过挡风板支撑结构(WSS)顶部正面纵向桅杆(图60，附图标记1015)和所述风速计支撑结构(图60，附图标记1025)的中空结构。在图62中，所述风速光电传感器的输出由一串方波脉冲得以描述，其被路由给风速计数器(图62，附图标记2003)的输入。该传感器输出的频率与风速成比例，也就是风速越大，输出脉冲的频率越高。所述风速计数器(图62，附图标记2003)在所述控制器特定用途集成电路(ASIC)(图62，附图标记2005)的实时控制下得以启动、停止、输出取样以及复位。
永磁发电机(PMG)(图62，附图标记2006)的输出也被用于为永磁发电机速度检测电路(图62，附图标记2002)提供输入。该电路包括有一起形成零交叉检测器以及脉冲整形器的元件，并被设计用于接收交流电波形，并且产生输出频率与输入频率相同的方波输出。这一输出在图62中以一串方波脉冲描述，其被路由给永磁发电机速度计数器(图62，附图标记2004)的输入。而来自于永磁发电机速度检测器电路输出信号的频率与转子总成(图9，附图标记501)的旋转速度直接地成正比，也就是说转子总成旋转越快，输出脉冲的频率就越高。所述永磁发电机速度计数器在所述控制器特定用途集成电路(ASIC)(图62，附图标记2005)的实时控制下得以启动、停止、输出取样以及复位。
一旦从所述风速计数器(图62，附图标记2003)中获得风速抽样结果，所述控制器特定用途集成电路(ASIC)(图62，附图标记2005)就会使用风速平均值作为寻址对内部存储器进行存取，以获得对于该特别的风速而言的最佳的物质位移器位置轮廓数据。该最佳轮廓与所述位移物质(图25，附图标记525)的实际位置构造相比较，并且计算出δ值。如果该δ值显示所述位移物质(图25，附图标记525)的实际位置应该更加朝向所述转子总成(图9，附图标记501)的中心，则所述控制器特定用途集成电路(ASIC)(图62，附图标记2005)在适当的旋转方向上驱动物质位移器电动机转子(图25，附图标记521)必需的极中对适当的位移物质产生驱动信号，在，以使得所述物质位移器驱动轴(图25，附图标记527)朝向所期待的方向移动该位移物质(图25，附图标记525)。如果该δ值显示所述位移物质(图25，附图标记525)的实际位置应该更加远离所述转子总成(图9，附图标记501)的中心，对上述动作产生正确的极性驱动信号，以便通将位移物质(图25，附图标记525)朝向离中心更远的方向移动。所述位移物质(图25，附图标记525)的实际位置通过使用内部移位寄存器得以保留在所述控制器特定用途集成电路(ASIC)(图62，附图标记2005)中，每个位移物质对应一个内部移位寄存器，其在加电时得以初始化，并且随着随后的驱动脉冲而朝向每个物质位移器电动机外罩(定子)(图25，附图标记519)或上或下。通过使用由所述位移寄存器的值乘以由典型的位移物质的位移所表示的固定距离所得到的乘积，这导致了每个位移物质位置的瞬时接近，所述位移物质的位移由一个驱动脉冲的应用得以获得。所述驱动信号被描述为所述控制器特定用途集成电路(ASIC)的输出端(图62，附图标记2013、2014)，其中，它们分别为物质位移器驱动HI/RTN和物质位移器驱动RTN/HI的信号的输出端。
所述物质位移器驱动信号的物理连接通过电线(未视出)从所述控制模块(图21，附图标记511)路由到在所述物质位移器连接托(图19，附图标记506)中所发现的电接头(未示出)。所述物质位移器驱动信号进一步地借由将物质位移器电接口插脚(图28，附图标记522)插入到前述物质位移器连接托(图18，附图标记506)的接头中而得以传输至该物质位移器电接口插脚上。与典型的一对物质位移器驱动信号相关联的所述两个物质位移器电接口插脚物理地连接到所述物质位移器电动机外罩(定子)(图25，附图标记519)上，并且与在所述物质位移器电动机外罩(定子)中所发现的定子绕组电连接。作为上述连接的结果，来自于所述控制器特定用途集成电路(ASIC)(图62，附图标记2005)的任何的驱动脉冲都将被放大，并横跨相关的物质位移器电动机外罩(定子)(图25，附图标记519)绕组应用，其导致了施加在所述物质位移器电动机转子(图25，附图标记521)上的磁性旋转作用力，从而使得所述电动机转子旋转并且依次使得所述物质位移器驱动轴(图25，附图标记527)发生旋转。
一旦所述永磁发电机(PMG)转子组件(图34，附图标记513)的速度样本由所述永磁发电机速度计数器(图62，附图标记2004)获得，所述控制器特定用途集成电路(ASIC)(图62，附图标记2005)通过用其转速的平方值乘以其惯性矩来计算所述旋转转子总成(图9，附图标记501)的动能。所述转子总成(图9，附图标记501)的惯性矩为公知的，这是由于所述转子总成的质量为公知的常量，而该物质的几何构型也是公知的，因为所有的位移物质(图25，附图标记525)的位置通过上文中的描述也是公知的。一旦获得动能的计算结果，所述控制器特定用途集成电路(ASIC)(图62，附图标记2005)将该数值作为寻址在内存储器中使用，以获得反映最佳电路值的数据，所述最佳电流值将分别从所述Ipmg和Iemg电流放大器(图62，附图标记分别为2008和2009)的输出。该数据被用来为上述电流放大器产生输入，而它们的输出则被用于驱动与在所述电磁式发电机(EMG)转子组件(图34A，附图标记515)上所发现的电磁铁相关联的线圈。来自于两个电流放大器的输出通过将横跨所述Ipmg和Iemg的感应电阻(图62，附图标记分别为2011和2012)的电压应用于所述控制器特定用途集成电路(ASIC)(图62，附图标记2005)内部的模数转换器上并且将模数转换器生成的数字输出与存储在所述控制器特定用途集成电路(ASIC)(图62，附图标记2005)内部的存储器中的最佳数值加以进行比较的方式测得。电流放大器Ipmg和Iemg(图62，附图标记分别为2008和2009)的输入得以相应的调整，直到所测得的电流输出值等于所述最佳数值。
所述Ipmg电流放大器(图62，附图标记为2008)的输出来自于由控制模块直流电源(图62，附图标记为2007)所提供的电力。所述Iemg电流放大器(图62，附图标记为2009)的输出来自于由电磁式发电机(EMG)的主直流电源(图62，附图标记为2010)所提供的电力。所述Ipmg电流放大器(图62，附图标记为2008)的输出必须首先用于产生磁场，该磁场环绕位于所述电磁式发电机(EMG)转子组件(图34A，附图标记515)上所发现的它们各自的线圈。这一动作导致了交流电压从各自的定子绕组中产生，所述定子绕组位于所述电磁式发电机(EMG)定子组件(图34A，附图标记119)上。这些交流电压被描绘为所述电磁式发电机主直流电源(图62，附图标记为2010)的输入，所述主直流电源得以整流、滤波、稳压并输出标记为V主DC-HI和V主DC-LO的直流电压。该V主DC输出被Iemg电流放大器使用，以产生环绕它们各自线圈的磁场，该线圈位于所述电磁式发电机(EMG)转子组件(图34A，附图标记119)上。依次地，其使得交流电压从位于所述电磁式发电机(EMG)定子组件(图34A，附图标记119)上的它的各个定子绕组产生，其与已经由与Iemg电流放大器(图62，附图标记为2008)相关联的动作所产生的那些交流电压相同，并且从本质上可加入到那些如上所述的交流电压中且作为所述电磁式发电机主直流电源(图62，附图标记为2010)的输入而被应用。通过由所述永磁发电机(PMG)所产生的电压生成的电流被用于间接地迅速地传给与所述电磁式发电机(EMG)转子组件(图34A，附图标记515)相关联的电磁铁的线圈。一旦电磁式发电机开始产生交流电，所述电磁式发电机主直流电源(图62，附图标记为2010)的一部分输出可依次地被用于为所述Iemg电流放大器(图62，附图标记为2009)供电，以为位于所述电磁式发电机转子组件(图34A，附图标记515)上的相关联的电磁铁提供自持电流。那一部分不用于为所述Iemg电流放大器(图62，附图标记为2009)供电的来自于所述电磁式发电机主直流电源(图62，附图标记为2010)的电能可用于为额外的负载供电。例如，将用于产生在主要的交流电压和频率电能的逆变器，其能够与本地电网同步或用于提供独立的服务。
来自于所述电磁式发电机主直流电源(图62，附图标记为2010)的被用于为所述Iemg电流放大器(图62，附图标记为2009)供电的一部分电能通过电线(未示出)从所述电磁式发电机(EMG)主直流电源(图8，附图标记为106)传输到一对电力传输/外部连通检波器组件(图35，附图标记为113)处。所述两个导体通过所述电力传输/外部连通检波器组件(图35，附图标记为113)与相关联的电力传输/外部连通集电环(图35，附图标记为507)之间的接触得以传输。随后，电能由一对电力传输/外部连通集电环(图35，附图标记为507)通过电线(未示出)传输到所述控制模块(图34B，附图标记为511)。所述Ipmg和Iemg电流放大器(图62，附图标记分别为2008和2009)的输出通过电线(未示出)从所述控制模块(图34B，附图标记为511)路由到所述电磁式发电机(EMG)转子组件(图34A，附图标记515)
位于电力传输/外部连通检波器组件(图35，附图标记为113)的一对检波器和位于所述电力传输/外部连通集电环上的一对集电环(图35，附图标记为507)用于给从所述控制模块(图34B，附图标记为511)到安装在所述定子总成(图8，附图标记为101)上的外部插孔(未示出)的两条电线的连接提供路径。这些电线在图62中被描绘成外部COMM HI以及外部COMM LO，并且用于给外部测试和监测装置提供连接点。
尽管上面的说明书包含了非常多的说明，这些不应该被理解为对本发明保护范围的限制，其仅仅为本发明的实施方式提供了示例性说明。
因此，本发明的保护范围应该通过所附的权利要求书以及其法律的等同特征而加以确定，而不是通过所给出的实施例。
附图标记
101定子总成
102定子总成的支撑结构
103定向挡风板总成的上轴承
105转子总成的上轴承
106电磁式发电机(EMG)主直流电源
107吸入结构的轴承
109发电机定子支撑结构
111转子总成的下轴承
113电力传输/外部连通检波器组件
115定向挡风板总成的下轴承
117永磁发电机(PMG)定子组件
119电磁式发电机(EMG)定子组件
501转子总成
502内转子组件
503内转子轮毂结构
504内转子-外转子连接点
505风速计电接口集电环
506物质位移器连接托
507电力传输/外部连通集电环
508永磁发电机(PMG)致动器离心配重外罩连接托
509物质位移器组件
511控制模块
512控制模块凸缘
513永磁发电机(PMG)转子组件
515电磁式发电机(EMG)转子组件
516电磁式发电机(EMG)转子安装轮毂
517物质位移器外部结构
518物质位移器外部结构导向通道
519物质位移器电动机外罩(定子)
520物质位移器电动机外罩导向键
521物质位移器电动机转子
522物质位移器电接口插脚
523位移物质原始位置检测器
525位移物质
526位移物质导向键
527物质位移器驱动轴
528永磁发电机(PMG致动器离心配重外罩
529永磁发电机(PMG致动器离心配重
530永磁发电机(PMG致动器离心配重止挡块
531永磁发电机(PMG致动器离心配重滑轮
533永磁发电机(PMG致动器驱动绳缆
535永磁发电机(PMG致动器驱动绳缆-转子连接环
537永磁发电机(PMG致动器径向定向轮
539永磁发电机(PMG致动器分离弹簧
540永磁发电机(PMG致动器转子-分离弹簧连接环
541永磁发电机(PMG致动器分离弹簧-内转子轮毂连接环
543外转子结构
545物质位移器组件固定板
547顶部纵向帆固定结构
549顶部径向帆固定结构
551顶部帆驱动结构
553中部径向帆固定结构
555底部帆驱动结构
557底部径向帆固定结构
559底部纵向帆固定结构
561顶部帆支撑组件
563底部帆支撑组件
565帆组件
567枢转桅杆结构
568桅杆-帆连接托架
569内部帆结构
571中部帆结构
573外部帆结构
1001定向挡风板总成
1003定向控制结构
1005挡风板
1006风速计组件
1007吸入结构
1009挡风板支撑结构(WSS)
1011挡风板支撑结构(WSS)侧向桅杆
1013挡风板支撑结构(WSS)尾部纵向桅杆
1015挡风板支撑结构(WSS)顶部正面纵向桅杆
1016挡风板支撑结构(WSS)底部正面纵向桅杆
1017挡风板支撑结构(WSS)外轮毂圆周部分
1018挡风板支撑结构(WSS)垂直支撑部件
1019挡风板支撑结构(WSS)外轮毂A类连接夹具
1020挡风板支撑结构(WSS)外轮毂B类连接夹具
1022档风板支撑结构(WSS)顶部内轮毂
1023风速计电接口检波器组件
1024风速计转子组件
1025风速计支撑结构
1033光电传感器
1035光电传感器激活片
1036吸入结构-挡风板支撑结构(WSS)安装凸缘
1037挡风板支撑结构(WSS)底部内轮毂
1038风速计转子轴
1039风速计转子轴承
2001风速传感器输出
2002PMG速度检测器电路
2003风速计数器
2004PMG速度计数器
2005控制器特定用途集成电路(ASIC)
2006PMGAC输出
2007控制模块DC电源
2008Ipmg电流放大器
2009lemg电流放大器
2010EMG主DC电源
2011Ipmg电流感应电阻
2012lemg电流感应电阻
2013位移器驱动放大器HI/RTN
2014物质位移器驱动放大器RTN/HI

Claims (9)

1.一种装置，其将风中固有的动能转换为物质机械旋转形式的动能，这样，对于给定的风速来说，所述旋转物质可达到的最大角速度可通过使用机械设备而在最短的时间内获得，所述机械设备包括：
(a)固定在地面或某些固定结构上的刚性轴，而它是这样定向的：它的纵轴大致垂直，并且连接有多个圆柱形轴承，以使得所述轴承的内座圈固定在轴上，而所述轴承的外座圈能够绕所述轴的纵轴线同心地自由旋转；
(b)用作外转子的中空圆柱形结构与另一个用作内转子的直径较小的中空圆柱形结构，所述两个中空圆柱形结构通过在它们之间的用作幅条的多个径向支撑结构而得以相互连接，所述内转子通过与所述轴承的多个所述外座圈连接而与所述刚性轴连接；
(c)多个与所述外转子的外周缘连接以形成多个帆的刚性平面表面，当受到突如其来的风的冲击时，所述帆将会相切地向所述外转子施加扭矩，从而使得所述帆收集的旋转物质、圆柱体、辐条以及轴承外座圈绕所述刚性轴的纵轴旋转；
(d)挡风板支撑结构，由一对完全相同的圆形结构构成，其中每个圆形结构具有通过多个在其之间作为辐条的径向支撑结构而与内轮毂连接的外侧圆周结构，设置所述两个圆形结构，以使得由每个圆所划定的平面区域得以水平地定向，这两个结构彼此之间垂直地相距有一定的距离，并且由多个垂直支撑部件连接在一起，整个组合体形成笼形结构，其通过所述内轮毂与多个所述轴承的所述外座圈之间在沿着刚性轴的点上的连接而与所述刚性轴连接，从而使得整个组合体独立于所述旋转物质绕所述钢性轴的纵轴自由地旋转；
(e)以弧形平面结构形式呈现的挡风板，其通过多个所述垂直的支撑构件与所述挡风板支撑结构连接在一起，以使得所述挡风板的环绕范围包含有180度的圆弧，并且由与所述垂直支撑构件的纵向轴的线性尺寸相同的线性尺寸而得以垂直地划定界限；
(f)刚性表面形式呈现的定向控制结构，其被垂直定向和与所述挡风板的一条垂直边缘相连接，其在所述挡风板支撑结构圆周的外侧径向地延伸必要的长度，并且垂直于所述挡风板支撑结构的圆周，以提供必须的作用力以将所述挡风板支撑结构相对风向而言保持恒定的姿态，得以使得风压仅仅作用于面对风的所述旋转物质的二分之一正面区域，借此产生作用于所述连接的帆的不对称的作用力，使得所述旋转物质仅在一个方向上旋转；
(g)中空的圆柱形结构，形成具有与所述外转子的内径相同的内径的通道，而其长度则大致为所述通道的直径的4倍，所述通道在于长度的中点处弯曲以形成90度的弯管，所述通道的一半以它的纵向轴水平定向，而其另外一半则以它的纵向轴垂直定定，所述通道垂直部分的顶部与所述档风板支撑结构的底部通过连接到所述档风板支撑结构径向支撑结构而得以连接，所述通道的水平部分具有带有开口端的喇叭口漏斗，所述通道的水平部分通过连接到所述外座圈而与所述刚性轴连接，以使得整个通道绕所述刚性轴的纵向轴与所述档风板支撑结构同步旋转，由此，所述喇叭口漏斗的开口端总是指向风中；
(h)多个与外转子-内转子径向支撑结构相连接的刚性平面结构，以形成多个叶轮叶片，所述叶轮叶片定向，以便借由风为所述旋转物质提供扭矩的附加分量，所述风经由所述漏斗和通道重新定向，并且在其经由所述旋转物质顶端开口排出前，冲击所述涡轮叶片。
2.如权利要求1所述的多个帆，其特征在于：所述帆由单个刚性平面结构的相互连接而形成，以便形成铰链结构，由此，最大化的收集表面积被用于在所述旋转物质的旋转的一个方向中捕捉风能，而在所述旋转物质旋转的相反的方向上，所述铰链帆的外形给予了相对最小的收集表面，从而确保经由不对称的作用力，所述旋转物质将总是在一个方向上开始和维持旋转。
3.如权利要求1所述的多个帆，其特征在于：所述帆被安装于所述外转子的结构上，从而允许所述帆的连接桅杆绕它们的纵向轴通过物理限制所确定的角度径向地枢转，所述物理限制是由与所述外转子结构相接触的结构得以施加的，从而允许所述帆在枢转移动的一个方向上产生较大的扭矩，而在枢转移动的相反方向上产生较小的扭矩，从而确保在不对称的作用力的作用下，所述旋转物质仅沿一个方向旋转。
4.一种最大程度地将取自风的动能转换为电能的装置，这是通过基于来自于传感器数据的风速值，机械地控制旋转物质的惯性矩到最佳的物理位置，，以及通过基于旋转物质可用的动能值，电控制应用于电磁发电机的电磁铁的激励电流的量的手段，进而通过电能的选择性结果来实现的，，所述旋转物质可用的动能值用作所述电磁发电机的原动力，而所述动能值是数学上来源于所述旋转物质的测量出的转速的平方乘以所述旋转物质的物理惯性矩的实时计算值的乘积，所使用的装置包括：
(a)固定在地面或某些固定结构上的刚性轴，而它是这样定向的：它的纵轴大致垂直，并且连接有多个圆柱形轴承，以使得所述轴承的内座圈固定在所述轴上，而所述轴承的外座圈能够绕所述轴的纵轴线同心地自由旋转；
(b)用作外转子的中空圆柱形结构与另一个用作内转子的直径较小的中空圆柱形结构，所述两个中空圆柱形结构通过在它们之间的用作幅条的多个径向支撑结构而得以相互连接，所述内转子通过与所述轴承的多个所述外座圈连接而与所述刚性轴连接；
(c)多个与所述外转子的外周缘连接以形成多个帆的刚性平面表面，当受到突如其来的风的冲击时，所述帆将会相切地向所述外转子施加扭矩，从而使得所述帆收集的旋转物质、圆柱体、辐条、连接所述圆柱体的所有元件以及轴承外座圈绕所述刚性轴的纵轴旋转；
(d)风速测量装置，其能够提供表示这样的速度的电输出，这种电输出可兼容的作为数据处理电路的感应输入使用；
(e)能够为电路提供所必需的电能的电力供应装置，所述电路用于给感应设备提供电能以及监测它，所述电路也用于给控制电机以及电子稳压器装置的电路提供电能；
(f)多个与所述径向支撑结构连接的装置，每个装置包括物质以及机械元件，所述机械元件将所述物质定位在沿着所述径向支撑结构的纵向轴的可变的物理位置上，每个位移物质都由其单独的电动机械装置加以控制；
(g)电路元件包括：计数器、非易失存储装置、中心处理单元以及放大器，这些元件用于接收作为输入的实时风速以及位移物质位置数据，并且接着使用存储在所述非易失存储装置中预定的公式以对放大器提供必要的控制，从而向所述移动物质的电动机械装置提供相应的驱动信号以使得对于所给定的风速来说所述位移物质的位置最优化；
(h)电磁式发电机，包括安装在所述内转子上的多个盘状转子组件，以及安装在与所述刚性轴连接的定子结构上的多个盘状定子组件，所述电磁式发电机定子组件以这样的方式构造并安装，以允许在所述电磁式发电机转子组件之间的所述电磁式发电机定子组件的安装，没有对所述内转子绕所述刚性轴的纵向轴的旋转产生相应的物理干扰，每个电磁式发电机转子组件包括多个电磁铁，当电流流经它们的磁场线圏时，所述电磁铁将产生磁场，而所述每个电磁式发电机定子组件则包括多个电枢绕组，当其进行相对磁场的运动，并且邻近所述磁场时，将产生交流的电流电压；
(i)角速度测量装置，能够提供表示所述旋转物质的角速度的电输出，该输出可兼用作数据处理电路的感应输入；
(j)电路元件包括：计数器、非易失存储装置、中心处理单元、零交叉电压检测器、模数转化器以及放大器，这些元件用于接收作为输入的实时旋转物质角速度以及位移物质位置数据，接着使用存储在所述存储装置中的预定的公式以对放大器产生必要的控制，从而提供相应的驱动信号以调整穿过所述电磁式发电机中所述电磁铁的所述磁场线圈的电流量，从而优化由所述旋转物质所产生的给定数量的动能所收获的电能的量。
(k)安装在所述刚性轴上的电源，其接收由所述电磁式发电机所产生的交流电压作为输入，接着对这些输入电压进行整流、滤波以及稳压以产生作为输出的直流电压，用于为外部负载供电。
5.如权利要求4所述的风速感应装置，其中，安装所述装置，使该装置暴露于没有紊流的气流中，所述紊流是由于气流接触相关联的结构被偏移而产生的，所述装置包括：
(a)垂直定向的用作风速计支撑结构的中空圆柱形结构，连接有光电传感器，所述光电传感器包括发射某种波长光的平面表面，另一个平面表面平行于其它的平面表面，以用来检测所述光，并且能够产生与所述光的检测相对应的电信号，从而当某些实心物质传过所述发射器表面和检测器表面之间时，所术信号在量值上发生变化；
(b)垂直定向的作为风速计转子轴的中空圆柱形结构，连接有多个圆柱形轴承，以致于所述轴承的内座圈固定在轴上，而所述轴承的外座圈能够绕所述轴的纵向轴同心地自由旋转；
(c)风速计转子结构，包括一端闭合的作为所述风速计转子结构的内轮毂的中空圆柱形结构，多个杯状结构连接于所述内轮毂的外圆周上，多个用作辐条的径向支撑结构，所述杯状结构的方向是这样的，它们具有圆周地朝向相同的方向的开口，以至于当风吹过它们时，它们将给予风物理外形，从而导致不对称的作用力作用于所述风速计转子结构，所述整个风速计转子结构安装于所述风速计转子轴的顶部，以致于当该总成被插入到所述风速计支撑结构中，所述风速计转子轴以及风速计转子都绕所述风速计支撑结构的纵向轴自由旋转，并且通过将所述转子轴的所述圆柱形轴承的外座圈与所述风速计支撑结构的内圆周表面连接而固定在所述风速计支撑结构上；
(d)多个由所述风速计转子内轮毂的内周圆处伸出的矩形支座，其物理地朝向所述风速计转子轴突出，每个支座具有截面尺寸，并且垂直地位于所述风速计转子内轮毂的内侧圆周上，以致于当所述轮毂旋转时，所述支座将穿过所述光电感应器的感应器板之间，以产生电输出信号，所述电输出信号的频率表示所述风速计转子结构的旋转速度，从而，所述电输出信号可兼被用于计算风速的数据处理电路。
6.权利要求4(e)的电源装置，其中，所述电源装置包括为直流电源提供交流电压的永磁发电机，，所述永磁发电机固定在权利要求4中的内转子上，其使用包括有二极管、电容以及调压器的电路元件对所述交流电压进行整流、滤波以及稳压，以形成稳定的直流电压，被用于为电路供电，所述永磁发电机包括：
(a)安装在定子结构上的盘状定子组件，其与权利要求4的所述刚性轴相连接，所述永磁发电机定子组件包括多个永磁体；
(b)安装在权利要求4所述的内转子上的盘状转子组件，所述永磁发电机转子组件包括多个电枢绕组，当所述电枢绕组暴露在与永磁发电机定子组件相关的所述永磁铁相邻近的位置，并且相对于该永磁铁运动，将会在所述电枢绕组中感应产生交流电压，其将被用作输入提供给所述直流电源。
7.权利要求6的永磁发电机，其特征在于：所述永磁发电机的致动被推迟，直到获得预定的旋转物质的角速度值为止，所述永磁发电机的致动由机械装置实现，所述机械装置包括：
(a)安装在权利要求4中所述内转子上的盘状转子组件，其允许所述盘状转子组件沿所述内转子的纵向轴向上和向下移动，以允许所述盘状转子组件与权利要求4中所述盘状定子组件之间存在可变气隙，从而在他们之间的气隙达到预定的距离时间之前，没有磁相互作用结果产生，从而也不会发生电能的产生；
(b)用作与所述盘状转子组件的顶端连接的安装凸缘的圆柱形结构，所述安装凸缘的内径与所述盘状转子组件的内径相同，多个径向定位轮使用轮轴与所述凸缘连接在一起，或是使用所述径向定位轮的半径和所述凸缘内周圆的旋转切线连接在一起，从而，它们使得所述径向定位轮安装在相对应的垂直通道中，所述垂直通道形成于所述内转子的衬底中，从而允许所述盘状转子组件保持与所述内转子的主动连接，以限制所述盘状转子组件相对于所述内转子的径向移动，而与所述盘状转子组件相对于所述内转子的垂直移动无关；
(c)多个所述内转子连接并由所述侧转子向外发散的用作离心配重外罩的中空圆柱形结构，每一个典型的离心配重外罩包括用作离心配重的大密度材料块，所述离心配重放置于所述离心配重外罩内，从而所述离心配重可在所述离心配重外罩的范围内沿所述离心配重外罩的纵轴自由移动，所述离心配重的移动通过与所述离心配重外罩内的结构堵头的接触而在朝向所述内转子的方向上被限制，和通过使用缆绳与所述盘状转子组件连接而在远离所述内转子的方向上被限制，从而，由旋转物质所产生的离心力使得的所述离心配重远离所述内转子移动，并且通过所述盘状转子组件上的连接，使得所述盘状转子组件沿所述内转子的纵向轴向上移动直至沿所述内转子的一点，在此沿着所述内转子的外圆周具有上部结构，所述上部结构用作物理止挡块，从而限制所述盘状转子组件的进一步移动，接着，所述离心配重的移动远离所述内转子；
(d)与所述多个离心配重外罩相对应的多个滑轮，典型的滑轮具有轮轴和轮子，所述轮轴跨过所述离心配重外罩的内径水平地安装，而所述轮子绕所述轮轴旋转，所述滑轮安装在所述结构堵头与所述内转子之间，而每个典型的滑轮用作缆绳移动重新定向的点，其使用所述绳缆与所述离心配重相连接，其后穿过所述结构堵头中的开口，随后环绕由所述滑轮轮子所提供的外圆周的90度放置，随后穿过所述离心配重外罩底部的开口，并且最终地连接到所述盘状转子组件的顶部。
(e)安装多个弹簧，安装时它们的延伸轴线平行于所述内转子，所述弹簧的一端固定于所述内转子上，而其另一端则固定于所述盘状转子组件的底部，从而所述弹簧施加作用力，该作用力反向于所述盘状转子组件沿所述内转子纵向轴向上朝向所述盘状定子组件的运动，，直到通过所述旋转物质达到预定的角速度为止，所述旋转物质将产生足够的离心力以使得所述离心配重朝向所述盘状定子组件移动所述盘状转子组件，，直至预定的气隙的物理尺寸得以达到，从而能够使所述盘状定子组件与所述盘状转子组件的磁相互作用。
8.多个权利要求4(f)的装置，其特征在于：每个所述装置典型地包括容置于所述径向支撑结构的范围内的直流驱动电动机，其中，所述径向支撑结构连接所述内转子，而所述直流电动机连接螺纹轴，所述螺纹轴沿关所述径向支撑结构的纵向轴延伸，所述直流电动机由权利要求4(g)中的所述电路元件进行电控制，并且能够在任一个方向上旋转，从而将所述螺纹轴上的螺纹捕获的物质沿所述螺纹轴移动到一个位置上，从而将所述旋转物质的物理惯性矩改变为所述被捕获物质运动的最佳位置，所述被捕获的物质在朝向所述内转子的方向上由螺纹的物质加以限制，所述螺纹的物质完成了一条物理电路，该电路包括两个放置在预定位置的电接头，从而电信号得以传输到权利要求4(g)中的所述电路元件，得以在收到所述电位置信号后停止驱动所述直流电动机。
9.如权利要求4所述的角速度测量装置，其特征在于：所述角速度测量装置包括永磁发电机，由此，所述永磁发电机交流电压输入用于电路的输入，因此所述交流电压的频率表示角速度。
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