CN105896819A - 一种驱动转子产生电能的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁发电机装置及其使用平衡的电磁力来驱动的一个或多个飞轮转子组件上的固定轴，并产生大量的电功率的方法。电磁发电机装置包括附连到支撑框架，所述至少一个飞轮转子组件的非旋转轴，并且其经由所述非旋转轴通过第一贯通联接到所述飞轮转子组件的至少一个输入驱动板组件飞轮组件的轴承和所述输入驱动器板组件的第二中心孔的中心的孔。

Description

一种驱动转子产生电能的装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求受益的美国专利申请序列号62/091,089，申请日期2014年12月12日，其在此引入作为参考。

技术领域

实施例本发明的一般涉及一种设备和提供来自电电流脉冲驾驭电能的方法。具体地说，该装置涉及使用电脉冲马达和一个电磁发电机以产生电力。

背景技术

一个电动马达是一种将电能转化为机械能的电气机械。大多数电机通过一个电动马达的磁场和绕组电流来产生电动机中力之间的相互作用进行操作。脉冲电机使用每个脉冲宽度调制来控制所述脉冲电机的旋转速度。另一方面，转换的机械能转换成电能一般是通过电动发电机。通常，电动马达和发电机是独立的设备，并且用户不能使用电动机作为发电机，或使用一台发电机作为电动机。

传统的飞轮的转子系统由一个单独的发电机耦合通常用于储能和电力转换和再生。它们也可用于机械地平滑电功率输出。但是，能直接并且大量产生电力的飞轮系统还没有被开发出来。

电磁铁已经连同电动马达和发电机产生并存储电能。一个电磁铁通常由绝缘电线缠绕在磁性铁心的一个线圈的。铁芯可以由铁磁材料制成以增加产生的磁场。磁性铁芯集中磁场的磁通量并使电磁体变为更强大的磁铁。

电动马达和电磁铁的问题在于作为永久磁铁与电磁铁的铁芯相互作用的转子在电动机上产生拖力作用。该拖力使转子难以移动或启动。飞轮状的电马达或发电机通常只有一个转子与旋转轴，或几个转子该旋转在相同的方向，这引起旋转轴的“进动”问题。进动是在旋转体的旋转轴的方向的变化。进动可引起摇晃轴，这反过来又可以产生噪声，在轴和支撑的磨粒磨损。进动也能引起转子效率变低。因此，需要一种新的方法和装置去使用一个飞轮电磁铁系统来驱动的转子上的轴以及产生大量的电能。

发明内容

本发明总体上提供了一种飞轮电磁铁系统的装置及其方法来使用平衡的电磁力来驱动于固定轴上的一个或多个转子，并产生大量的电能。本发明的目的是提供一种新颖的飞轮式电磁铁系统，其中支撑所述飞轮式电磁铁系统的轴并不旋转，而飞轮是由本身充当转子和产生大量的电力的方式来旋转。

在一个实施方案中，用于产生电力的电磁发电机装置包括附连到支撑框架和至少一个飞轮转子组件的非旋转轴。飞轮转子组件包括一个圆形环，圆非铁质外框架同轴地安装到圆形环和定位在圆形环，同轴地安装到所述圆形环和位于的内周的圆形非铁质内框架的外周圆形环，其中圆形非铁质外框架包括位于向外的一种或多种外部永久磁铁和圆形非铁质内框架包括位于向内的一个或多个内部的永磁体。

飞轮转子组件还包括一个圆形非铁质板，其中圆形环，所述圆形非铁质外框架，圆形非铁质内框架附着到圆形非铁质板的第一侧并包围所述圆形的外周非铁质板块。飞轮转子组件还包括具有非旋转轴穿过，轴承位于所述圆形非铁质板的中心部分内的轴承的第一中心孔。

该电磁发电机装置还包括至少被联接到所述飞轮转子组件经由所述非旋转轴通过飞轮组件的轴承的第一中心孔穿透和的第二中心孔的一个输入驱动板组件输入驱动器板组件，并且其中所述输入驱动器板组件包括径向布置分开并附着在输入驱动器板组件的第一侧的一个或多个输入驱动线圈组件。每个输入驱动线圈组件包括具有第一端和第二端的铁心，输入驱动永久磁铁附着在第一端铁心，其中该铁芯卷绕有输入驱动线圈从所述第一端至所述第一端的输入驱动器的永久磁铁的第二端。

在另一个实施方案中，一个电磁发电机装置，用于产生电功率被提供并且包括连接到支撑框架，一个或多个飞轮转子组件的非旋转轴，和被耦合到一个或多个输入驱动板组件通过上述非旋转轴通过飞轮组件的轴承和所述输入驱动器板组件的第二中心孔的第一中心孔穿透所述飞轮转子组件。

在又一个实施方案中，提供了一种用于产生电力的方法和包括将一个初始启动力，旋转的飞轮的转子组件，触发定位的输入驱动器板组件上的光学传感器开关，以及产生电流通过输入驱动线圈组件的输入驱动器线圈产生一个磁场。该方法还包括：通过提供从输入驱动器线圈组件产生的磁场的吸引力来吸引位于向内隔开在圆形非铁质内框架的内部的永久磁铁是同轴地安装在一个内周产生的磁通放大飞轮转子组件的圆形环，和提供来自所述输入驱动永久磁铁的排斥力击退内部永久磁铁和平衡的磁场，其中的中性磁通间隙距离“D”被保持的第二端之间的吸引力铁芯和所述一个飞轮转子组件的圆形非铁质内框架的一个内边缘，以平衡的吸引力和排斥力，其中，所述内部永磁体和输入驱动器永久磁铁被定位成面对和自由通过彼此的甚至具有相同磁极性。

该方法还包括生成从输入驱动器板组件的一个或多个输入驱动线圈组件的受控磁通量脉冲力通过产生的电来旋转飞轮转子组件在不受阻碍的转速很高，产生电能的方法，从外部永久磁铁的磁场的位置向外隔开在圆形非铁质外框架被同轴地安装在飞轮转子组件的圆形环的外周上，并通过一个电力输出收集电能的电流组件，其具有一个或多个输出线圈。

附图说明

因此，在将本发明的上述特征可详细理解的方式，本发明，以上简要总结，进行更具体的描述可以参考实施方式，其中一些在附图有说明。但应该指出的是，在所附附图说明本发明的典型实施例，因此不应被认为是对其范围的限制，因为本发明可允许其它同等有效的实施例。

图1A展示的是根据本发明一个或多个实施例的立体图的电磁发电机装置。

图1B展示的是根据本发明一些实施例的三维局部分解图电磁发电机。

图2展示的是飞轮的转子组件的平面侧视图，从相对的输入驱动器板组件的一个侧面在根据本发明的一些实施例被观看。

图3A展示的是根据本发明的一个或多个实施例的输入驱动线圈组件的部件的分解图。

图3B展示的是按照本发明的一个或多个实施例的一个侧面观察，输入驱动器板组件的平面侧视图，从一输入驱动板组件相对的飞轮的转子组件中按照本发明的一个或多个实施例的一个侧面观察。

图3C展示的是根据本发明的一个实例输入驱动器板组件的联接器的飞轮的转子组件的的圆环内的示意图。

图3D展示的是按照本发明一个或多个实施例一个示例性输入驱动永久磁铁输入驱动板组件相对于一个按照本发明的一个或多个实施例的圆形非铁质内框架内的示例性内部永久磁铁内的定位。

图4展示的是一个脉冲驱动器电路根据本发明的一个或多个实施例的示意图。

图5展示的是电力输出组件的根据本发明的一个或多个实施例的平面侧视图。

图6展示的是根据本发明的一个或多个实施例的电磁发电机装置的另一例的双转子型的立体示意图。

图7展示的是根据一些实施例的方法说明用于使用一个或多个电磁发电机设备发电的流程图。

具体实施方式

本发明总体上提供了一种飞轮电磁铁系统的装置及其方法，以使用输入功率的平衡的电磁力和少量的驱动一个或多个转子上的固定轴，并产生大量的电能。本发明不是一个能量存储系统，但目标是提供一种新的方法，以使用少量的输入功率来驱动飞轮，以使飞轮以产生大量的电功率的情况下直接单独发电机如在常规飞轮能量存储系统中检索储存的能量。相比于常规的飞轮，本发明的实施例提供了一种新颖的飞轮式电磁铁系统，其中支撑所述飞轮式电磁铁系统的轴，而飞轮的其余部分旋转，以便充当转子以产生电力不旋转。通过旋转转子以高速，电流从输出线圈产生可以被收集，并且产生电力。

图1A是按照本发明的一些实施方案的一个电磁发电机设备100的立体图。的电磁发电机设备100通常包括一个飞轮转子组件200中，输入驱动器板组件300，输入电源402，和一个电力输出组件500在一个实施例中，输入电源402被用于提供输入功率或能量给输入驱动器板组件300为了清楚对附图的目的，一些电线，这显示在图4中，未在图1A和图1B所示。在另一个实施方案中，输入驱动器板组件300所使用的电力输出组件500以驱动飞轮转子组件200以产生旋转速度和产生电能，它可以被提取和输出。

在另一个实施方案中，电磁发电机装置100支撑在一个轴270，其在电磁发电机设备100的飞轮的转子组件200内位于非旋转例如，电磁的轴270发电机装置100可以在支撑框架660或任何其他类型的合适的支撑结构的支撑。

飞轮转子组件200通常包括一个圆环250和在圆形环250，在图1A中未展示出的一侧的一个侧面的圆形非铁质板280，但展示于图2中的圆形的外部环250覆盖有圆形非铁质外框架210和圆环250的内侧部分覆盖有圆形非铁质内框架220。在一个实施例中，飞轮转子组件200的圆形非铁质外框架210被定位成圆环250，并且圆形非铁质内框架220的外周定位在圆形环250的内周。

在另一个实施方案中，圆形非铁质外框架210被同轴地安装到圆形环250在又一实施例中，圆形非铁质内框架220也同轴地安装到圆形环250在某些实施例中，圆形非铁质外框架210可以从一个气缸可以形成为围绕圆形环250的圆形非铁质外框架210可以由金属材料制成，如铝或任何其它合适的金属材料的外周的形状，并且可以具有一个直径约5英寸至约15英寸，例如约十(10)英寸之间的“D”为约4英寸或更大，例如，。圆形非铁质内框架220可以由金属材料制成，如铝或任何其它合适的金属材料，并且可以具有一个半径的约1.5英寸或更大的“R 2”(图3C所示)，例如，介于约2英寸至约6英寸，例如约4.5英寸。其他大小和尺寸也可以使用。

一个实施方式提供了圆形非铁质外框架210包括多个定位在空间上分开，向外沿飞轮转子组件200的外周在一个示例外部永久磁铁230，飞轮转子组件200可以包括两个或多个外部永久磁铁230，如四(4)或多个外部永久磁铁230，例如，约12个或更多的外部永久磁铁230，或约二十四(24)或多个外部永久磁铁230，等等。

在另一个实施方案中，圆形非铁质内框架220被设想成包括多个空间上位置开并且向内沿飞轮转子组件200的内周在一个示例内部的永久磁铁240的，飞轮转子组件200可以包括两个或更多个内部的永久磁铁240，如四(4)或多个内部的永久磁铁240，例如大约六(6)或多个内部的永久磁铁240，大约12个或更多的内部的永久磁铁240，或约二十四(24)或多个内部的永久磁铁240等。

如图1A所示，电输出组件500被定位成邻近所述飞轮转子组件200的电力输出组件500包括一个或多个输出线圈510支撑在线圈支撑520的外部永久磁铁的旋转230上的飞轮的转子组件200被用于产生在电力输出组件500作为飞轮转子组件的电流的轴270周围200旋转时，旋转速度产生的磁通从外部永久磁铁的切削230，导致产生和收集的电流由电输出组件500的电电流由外部永久磁铁在输出线圈510中的电力输出组件500的在该传送230产生的输出线圈510一个实施方案中，输出线圈510的形状相匹配的外部永久磁铁230的形状以增加由输出线圈510收集电能的效率。

一般地，飞轮转子组件200的圆形环250被用于给飞轮的转子组件200提供重量，因此可以被以增加产生和/或存储的能量的量由一个重物材料由电磁发电机设备100。例如，圆形环250可以由金属材料制成，如铅，不锈钢，以及其他金属材料，等等。在一个实例中，圆形环250可具有半径“R1”(图3C所示)为约2.5英寸或更大(例如，大约5英寸和10英寸之间，如5英寸)，宽度“W”的约0.25英寸或更大，(例如，约0.75英寸或更大，例如约1英寸至约3英寸)，厚度为约0.1英寸或更大的“T”型(例如，介于约0.25英寸至约1英寸)。然而，圆形环250的尺寸不是限制性的，并且可以相应地放大或缩小。

在一个实例中，所述飞轮转子组件200的圆形非铁质外框架210包括十八(18)个，外部永久磁铁230，六(6)个内部的永久磁铁240。在另一个例子中，外部永久磁铁230的形状是一个长方体，每个外部永久磁铁230可以是永久磁体230是长方体并且每个外部永久磁铁230可以是大约50毫米×15毫米×5毫米并具有约二千一百(2100)的近似磁力G力。圆形非铁质外框架210被用来提供房子的外部永久磁铁230向飞轮转子组件200，因此可以由任何非铁质非磁性材料制成。例如，圆形非铁质外框架210可以由铝制成，或任何其他合适的材料，如铅，不锈钢，以及其他金属材料，等等。

另一例子是，每个内部永磁体240可以是大约15毫米×15毫米×5毫米并具有30一百(3100)G力的近似磁力。其它数目，形状和外部永久磁铁230和内部的永久磁铁240的尺寸也可使用，并相应地调整。圆形非铁质内框架220是用来提供房屋内部的永久磁铁240在飞轮转子组件200，因此可以由任何非铁质非磁性材料。例如，圆形非铁质内框架220可以由铝制成，或任何其他合适的材料，如铅，不锈钢，以及其他金属材料，等等。

图1B是在电磁发电机设备100的立体部分分解图，按照本发明的一些实施方案。如图1A和1B所示，输入驱动器板组件300被联接到所述飞轮转子组件200，诸如被定位以适应飞轮的转子组件200的圆形环250的内圆周内。

在图1B所示的例子中，输入驱动器板组件300包括安装板310和至少一个输入驱动线圈组件320定位在安装板310的一侧，面对飞轮转子组件200的一侧。可以安装在安装板310可以改变，并且可以是两个或更多个输入驱动器线圈组件320(例如，四个，六个，八个或更多的输入驱动器线圈组件320)输入驱动线圈组件320的数目。输入驱动器板组件300的安装板310包括一个中心孔318，轴270可以穿过。安装板310可具有半径“R 3”为约2英寸或更大(图3C所示)(例如，约2.5英寸和10英寸，如3英寸之间)。

图2是飞轮转子组件200的平面侧视图，从相对所述输入驱动器板组件300的一个侧面观察如图2所示，飞轮转子组件200包括圆环250，圆形非铁质板280，和一个轴承260。在一个实施例中，轴承260被定位在圆形非铁质板280的中心部分内，并设计成允许飞轮转子组件200的轴270周围的自由旋转经由中心孔268轴承260。

在另一实施例中，圆形环250，圆形非铁质外框架210，并且圆形非铁质内框架220被附连到第一侧的圆形非铁质板(即查看和图2中所示的第一侧)280.此外，该圆形环250，圆形非铁质外框架210，并且圆形非铁质内框架220被定位成包围非铁质板280的外周。

圆形非铁质板280可具有的直径为约5英寸或更大，例如约8英寸或更大。圆形非铁质板280添加到飞轮转子组件200的总质量，从而可以产生和储存的能量。十八外部永久磁铁230中的圆形非铁质外框210上显示在图2。

在一个例子中，轴承260的外径可以是大约两(2)英寸和轴承260的中心孔268的内径可以是大约一(1)英寸时的圆形环的直径250大约是9英寸。轴承260的尺寸和径可以相应地调整。

如图2中所示，一个反射物体290可以定位在内部的永久磁铁240的一个或多个表面上。反射物体290与位于毗邻光学传感器开关360(在图3B中示出)位于至少一个输入驱动器线圈组件320上。

再参照图1B，在一个实施例中，电磁发电机设备100通过使轴270通过轴承260的飞轮转子组件200内的中心孔268，然后通过的居中孔318组装输入驱动器板组件300内的安装板310在图1B的例子中，六(6)输入驱动线圈组件320被安装在安装板310。每个输入驱动器线圈组件320可能包括输入驱动永久磁铁350和输入驱动器线圈330。在一个实施例中，飞轮转子组件200的圆形非铁质板280的第一侧面对输入驱动板组件300的一侧，这一侧具有多个输入驱动线圈库仑的侧组件320。

图3A示出了输入驱动器线圈组件320的一个实例。每个输入驱动器线圈组件320是由具有第一端和第二端的铁芯340，其中输入驱动永久磁铁350被连接到第一铁芯340另外的结束后，输入驱动线圈330被从它的第一端至其第二端缠绕在铁芯340。铁芯340的长度被示为“L1”。输入驱动器的永久磁铁350，输入驱动器线圈330和铁芯340被组装以形成电磁体构建体。在一个实例中，输入驱动器永久磁铁350是约15毫米×15毫米×5毫米的尺寸，并且具有约21 100(2100)的磁力G力。作为一个例子，在铁芯340可以是具有约50毫米的长度L1大约8毫米×8毫米，具有30AWG导线的大约1200(1200)绕组。

图3B示出了输入驱动器板组件300中，从一侧输入驱动器板组件300面对着飞轮转子组件200在图3的例子中，输入驱动器板组件300包括六个(6)输入驱动线圈组件320位于向内开的并且径向以一角度“α”。在一个实施例中，角度“α”是介于零到90度。在一个实例中，角度“α”是零度。在另一实例中，角度“α”为45度。

在图3B中，至少一个光学传感器开关360被定位旁边的至少一个输入驱动器线圈组件320的光学传感器，开关360感测辐射由至少一个内部永磁体的表面上的反射物体反射的290240当从输入驱动器线圈组件320和内部的永久磁铁240的电磁力被对准以触发受控磁通量脉冲。

图3C示出了飞轮的转子组件200，其中所述输入驱动器线圈组件320的一个示例被示为沿径向定位在零度的角度“α”与圆环250内耦合输入驱动板组件300与内部的永久磁铁240的一个例子。在对准的是零度，输入驱动器线圈330被定位在“R4”的半径与输入驱动器线圈330的第二端的第一端的角度“α”被定位在从安装板310的半径的中心点在该安装板310的边缘(关于“R3”的安装板310的半径)。由于铁芯340的长度被示为“L1”，因此在零度的角度“α”，R3等于L1的加R4。圆环250的半径“R1”被调整为包括圆环250的厚度“T”和半径“R2”的圆形非铁质内框架220。

图3D展示的是定位的一个实例中的至少一个输入驱动永久磁铁350的输入驱动器板组件内320相对于至少一个内部的永久磁铁240的圆形非铁质内框架220。在一个实施方案中，在距离的半径“R2”的圆形非铁质内框架220和半径“R3”的安装板310之间有间隙距离“D”，其中D等于R2减去R3之间的“D”。在一个实例中，R1是约5英寸，R2是约3.5英寸，和R3为约3英寸，使得D是大约0.5英寸。

在另一个实施方案中，输入驱动器板组件300的安装板310，以便使至少一个驱动器线圈组件320的电磁铁力与位于飞轮转子组件200的圆形非铁质框架220内的至少一个内部的永久磁铁240中的飞轮的转子组件200的圆形非铁质框架220之内。

在又一实施例中，飞轮转子组件200的圆形非铁质内框架220和对输入驱动线圈组件的输入驱动器板组件300的320的输入驱动器的永久磁铁350上的内部永久磁体240被定位成面对和相互传递在同一个磁极。其结果是，在输入驱动器板组件300的每个输入驱动器线圈组件320被调整到一个位置，其中所述内部永磁体240朝向铁芯的驱动线圈组件320和排斥力之间的两个相同极性产生的340的引力磁铁240和350，可以被抵消掉。这个位置被优化，使得第二端部(与半径R3)输入驱动器线圈组件320的铁芯340被保持在圆形中的从内边缘距离“D”(与R2的半径)所述一个飞轮转子组件200。距离“D”的非铁质内框架220等于R2减去R3。在一个示例中，内部的永久磁铁240和输入驱动器线圈330的尖端之间的距离“D”是十八分之一英寸或更大，例如或大约十六分之一英寸大，或者约0.25英寸或较大，例如大约十六分之一英寸和一英寸之间，或介于约0.25英寸至约0.5英寸，例如，大约0.375英寸之间。

不希望受理论的束缚，可以预期的是，当将电势跨越输入驱动线圈330的端部，一个电流流过输入驱动器线圈330施加，并产生一个磁场，该磁场被大大的存在增强铁芯340和输入驱动永久磁铁350。产生的磁场从输入驱动器线圈组件320提供强大的力量由与内部永久磁铁相互作用240加速或保持飞轮转子组件200的旋转速度。为了有效地加速或保持的纺丝速度飞轮转子组件200中，从输入驱动器板组件300中的脉冲的力必须被施加的飞轮的转子组件200的旋转的共振。在一些实施方案中，输入驱动永久磁铁350被连接到铁芯340，使得输入驱动器的永久磁铁350在与铁心340接触的磁极性是相同极性的通过内部的永久磁铁240最靠近铁心340输入驱动永久磁铁350的极性抵消的通过内部的吸引永久磁铁240向铁芯340，从而最小化和从根本上消除了飞轮转子组件200的旋转阻力这使得飞轮转子组件200易于启动和旋转。

图4示出了根据本发明的一个或多个实施例的脉冲驱动器电路400的一个例子。脉冲驱动电路400电连接到输入电源402和功能，只允许脉冲电流通过当驾驶员线圈组件320和内部的永久磁铁240被对准。在一些实施例中，一个开关，诸如光学传感器开关360(例如，仙童反光光电晶体管模型QRD 1114)在图3B中所示的，可以使用。

所述的光学传感器开关360包括一个红外发光二极管和并排安装在一个外壳中的检测器。光学传感器开关360的工作原理是使用检测器来检测辐射由反射对象从红外发光二极管发射的和反射的290。开关360被以这样的方式定位在相同的结构的驱动器线圈组件320的光学传感器，以允许检测器与一个内部的永久磁铁240探测器的表面上的反射物体290。探测器探测到由所述反射物体290反射的辐射，并触发要施加到驱动线圈组件320的受控磁通量脉冲。

在一个实施方案中，光学传感器开关360是电连接到脉冲驱动器电路400。在另一实施方案中，光学传感器开关360被定位为靠近的输入驱动器320的输入驱动线圈组件中的至少一个板组件300。脉冲驱动器电路400可以分离或安装到输入驱动器板组件300的某些部分。

一般地，脉冲驱动器电路400包括一个脉冲产生电路，多个输入驱动器线圈330的，以及输入电力指示器。脉冲发生电路产生的电脉冲，与飞轮转子组件200产生共鸣。电力指示符指示是否有脉冲电流通过输入驱动器线圈330共振。脉冲驱动器电路被连接到输入电源。

在图4所示的实施例中，脉冲生成电路包括输入电源402，光学传感器开关360，一个n沟道MOSFET 410和电阻器420。在一些实施方案中，输入功率源402是一个12V直流电池提供电源的脉冲发生电路。n沟道MOSFET 410切换跨过输入驱动线圈330的输入电源402电连接到输入驱动器线圈的输入驱动板组件300从光的输出的输入驱动器线圈组件320的330的电势传感器开关360被引导到MOSFET 410的栅极启动脉冲信号馈送到输入电源402的负极侧被连接到n沟道MOSFET 410的源极的输入驱动器线圈330。

电阻器420跨接在栅极和n沟道MOSFET 410的源极，并且保护可能突然有电流变化的脉冲。电阻器420的电阻率可为约约10,000欧姆或更大，例如约100K欧姆。每个输入驱动器线圈330的一个有线端被连接到输入电源402，输入驱动器线圈330的另一端有线的正极端子被连接到MOSFET 410的漏极。

在一些实施例中，输入电指示器包括LED 440和电阻器450的LED 440被连接到输入电源402的正端和LED 440的阴极的阳极连接到漏极的n沟道MOSFET410与一个在系列千欧姆的电阻450。LED打开时的电位被施加到输入驱动器线圈330。在一个替代实施例上，由电力产生的输出功率的一部分的输出组件500可以被用于提供输入功率，而非使用输入功率402(例如，一个12伏电池)。

图5是电力输出组件500的平面侧视图。在一个实施方案中，电输出组件500被定位成邻近所述飞轮转子组件200的电力输出组件500的外圆周可以包括线圈支撑520和一个或多个输出线圈510的输出线圈510可以用约1300绕组组成的24AWG磁导线。线圈支架520容纳输出线圈510的输出线圈510最接近飞轮转子组件200的表面与飞轮转子组件200的外周面在一些实施方案中，输出的大小位于约0.25英寸的距离线圈510是约2.5英寸×2英寸×0.875英寸。

作为飞轮转子组件的轴270周围200的旋转，磁通量的从在输出线圈510中的外部永久磁铁230中的切割产生电流在输出线圈510。在一个实施方案中的金属丝，几个输出线圈510中，可能被用来围绕飞轮转子组件200的周边以增加发电。在该例子中，如图5，三个输出线圈510在电力输出组件500的总输出为35伏交流电当飞轮转子组件200在运行约250RPM的转速。在可替代的例子中，正由飞轮转子组件200产生的输出功率的一部分可以被用于在脉冲驱动电路400供电。

图6是电磁发电机装置700的另一个例子的按照本发明的一个或多个实施例的双转子型的立体示意图。电磁发电设备700包括两个飞轮转子组件750的旋转方向相反(如箭头A绕轴270和箭头B轴270左右)。每个飞轮转子总成750具有定位在圆形非铁质内框220的中央凹陷区域内自己的输入驱动板组件300。

两个飞轮转子组件750可以在相反方向旋转，以减少和基本上消除常常在单个旋转转子组件观察到的陀螺效应。在轴270穿过两个飞轮转子组件750的中心孔并支承在支承框架680的。支撑框架680可以是垂直的臂或其他支撑机构，例如一个封装外壳。在一个替代实施例中，正由双转子电动发电机装置700所产生的总功率输出的一部分可以被用于驱动所述脉冲驱动器电路400。

图7是一个流程图，根据一个或多个实施例的方法，来说明方法700使用一个或多个电磁发电机设备发电。方法700包括施加初始启动力，旋转的飞轮的转子组件的可选步骤702和触发定位的输入驱动器板组件上的光学传感器开关的步骤710。在初始启动力可能手工实施，磁通脉冲，或通过一些其它的机械装置。启动力开始飞轮转子组件绕一轴穿过飞轮转子组件的中心和输入驱动器板组件的中心。旋转的一个或多个飞轮转子组件可以触发脉冲驱动电路，这又关闭一个脉冲发生电路，产生从输入驱动器组件300的一个或多个驱动器线圈组件的受控磁通量脉冲的光学传感器开关。

在步骤720中，电流通过输入驱动线圈组件的输入驱动器线圈产生，以产生磁场。驱动器的输入线圈环绕具有第一端和第二端的铁心，和一个输入驱动永久磁铁附着到铁心的第一端。在步骤730，磁通量扩增是通过提供从输入驱动器线圈组装到吸引内部的永久磁铁所产生的磁场的吸引力位于向内隔开上同轴地安装在一个内周的圆形非铁质内框架生成飞轮转子组件的圆形环。此外，一个排斥力从输入驱动永久磁铁提供击退内部永久磁铁和抵消磁场的吸引力。

在步骤740，一个中性磁通间隙距离“D”被保持在铁芯的所述第二端和所述一个飞轮转子组件的圆形非铁质内框架的一个内边缘，以平衡的吸引力和排斥力之间力。在一个实施方案中，内部永久磁铁和输入驱动器永久磁铁被定位成面对并经过彼此以相同磁极性。在步骤750，从生成到旋转飞轮转子组件以高转速不受阻碍输入驱动器板组件所述一个或多个输入驱动线圈组件的受控磁通量脉冲力。旋转的飞轮转子组件由受控磁脉冲驱动最终会达到一个操作的旋转速度。

在步骤760中，电功率是通过产生从外部的永久磁铁的磁场的电流位于向外隔开上同轴地安装在飞轮转子组件的圆形环的外周为圆形非铁质外框架生成的。例如，输出电流在位于周向相邻的所述一个或多个输出线圈中产生，在位于圆周方向上相邻于旋转飞轮的转子组件的一个或多个输出线圈中产生。在步骤770中，电功率是通过一个具有一个或多个输出线圈的电力输出组件收集的。

实施例本发明提供一种飞轮式电磁铁系统和使用飞轮型电磁铁系统用于产生大量的电力的方法。在一个实施例中，飞轮式电磁铁系统包括每单元安装在一个垂直位置上的非旋转轴1的飞轮。在另一实施例中，飞轮式电磁铁系统包括两个飞轮并排安装在一个非旋转轴，其中所述两个飞轮可以以相同或相反的方向旋转，并且旋转。在一个优选的实施方案中，两个飞轮的旋转在相反的旋转方向彼此以消除在旋转飞轮的旋进的问题。

附加飞轮可以被添加到所述飞轮式电磁铁系统包括三个，四个或安装在单个固定地设置的和非旋转轴，以产生更高的总电功率输出飞轮的其它任何附加数量。例如，飞轮式电磁铁系统可以被修改成包括两个飞轮对多个单元，具有两个飞轮每个飞轮一对旋转方向相反。

因此，本发明提供了电磁发电机设备100及它们的使用平衡的电磁力来驱动的一个或多个飞轮转子组件200上的固定轴，并产生大量的电功率的方法。电磁发电机装置包括附连到支撑框架，所述至少一个飞轮转子组件的非旋转轴，并且其经由所述非旋转轴通过第一贯通联接到所述飞轮转子组件的至少一个输入驱动板组件飞轮组件的轴承和所述输入驱动器板组件的第二中心孔的中心的孔。

虽然前述内容针对本发明，本发明的其它和进一步的实施例可以设计不脱离基本范围的前提下，范围由通过随后的要求而定。

Claims (21)

1.一种电磁发电机装置，用于产生电力，其包括：

连接到支撑框架上的一个非旋转轴；

至少一个飞轮转子组件，包括：

一个圆形环；

一个圆形非铁质外框架同轴地附连到圆环和位于圆环的外周；

一个圆形非铁质内框架，同轴地安装到所述圆形环和定位在圆形环的内周，其中所述圆形非铁质外框架包括位于向外的一种或多种外部永久磁铁，所述圆形非铁质内框架包括一个或多个向内定位的内部永久磁铁；

一个圆形非铁质板，其中，所述圆形环，所述圆形非铁质外框架，并且圆形非铁质内框架附着到圆形非铁质板的第一侧并包围所述圆形非铁质板的外周；和

一个输入驱动器板组件通过其非旋转轴与其至少一个飞轮转子组件衔接，其中，所述输入驱动器板组件包括径向布置分开并附着在输入驱动器的第一侧的一个或多个输入驱动线圈组件联接到所述一个飞轮转子组件的至少一个输入驱动板组件板组件，并且其中所述输入驱动器线圈组件包括：

具有第一端和第二端的铁心，所述铁心被缠带从第一端至第二端的输入驱动器的线圈；和

附着在铁心的第一端的一个输入驱动器永久磁体。

2.如权利要求1所述的电磁发电机设备，并包括：

输入电源电连接到所述输入驱动器板组件的一个或多个输入驱动线圈组件的输入驱动器线圈。

3.如权利要求2所述的电磁发电机设备，并包括：

脉冲驱动电路电连接到输入电源。

4.如权利要求3所述的电磁发电机设备，并包括：

光学传感器开关位于接近一个输入驱动板组件，其中，所述光学传感器开关电连接到所述脉冲驱动器电路的一个或多个输入驱动器线圈组件中的一个。

5.如权利要求1，其中，每个输入驱动板组件包括六(6)输入驱动线圈组件的电磁发电机设备。

6.如权利要求1所述的电磁发电机设备，并包括：

一个支撑框架。

7.根据权利要求1所述的电磁发电机设备，其中所述一个飞轮转子组件的圆形非铁质板的第一侧面输入驱动器板组件的第一侧的电磁发电机设备。

8.权利要求1所述的电磁发电机设备，其中所述一个或多个输入驱动线圈组件附着径向分开放在输入驱动板组件在一个“α”角，其中α从0°到90°不等的电磁发电机设备。

9.权利要求8所述的电磁发电机设备，其中，“α”等于0°。

10.权利要求1所述的电磁发电机装置，其中所述至少一个飞轮转子组件的圆形非铁质内框架和输入驱动器上的至少一个输入驱动板的输入驱动线圈组件的永久磁铁上的内部永久磁体装配定位面对和相互传递在同一个磁极。

11.根据权利要求1所述的电磁发电机设备，其中所述一个输入驱动线圈组件的铁芯的所述第二端从所述一个飞轮转子组件的圆形非铁质内框架的内缘保持在距离“D”。

12.根据权利要求11所述的电磁发电机设备，其中该距离“D”等于一英寸的十六分之一到一英寸。

13.如权利要求1所述的电磁发电机设备：

一电力输出组件与一个或多个输出线圈。

14.一种电磁发电机装置，用于产生电力，其包括：

连接到支撑框架上的一个非旋转轴；

一个或多个飞轮的转子组件，其中，一个飞轮转子组件，包括：

一个圆形环；

一个圆形非铁质外框架同轴地附连到圆环和位于圆环的外周；

一个圆形非铁质内框架，同轴地安装到所述圆形环和定位在圆形环的内周，其中所述圆形非铁质外框架包括位于向外的一种或多种外部永久磁铁，且所述圆形非铁质内框架包括一个或多个向内定位的内部永久磁铁；

一个圆形非铁质板块；其中所述环状环，所述圆形非铁质外框架与所述圆形非铁质内框架时附着到所述圆形非铁质板的第一侧并包围所述圆形非铁质板的外周；和

一个轴承，具有第一中心孔，其中非旋转轴穿过，其中轴承位于所述圆形非铁质板的中心部分内；

一个或多个输入驱动板组件，其中，一个输入驱动器板组件经由所述非旋转轴通过一个飞轮组件的轴承的第一中心孔穿透和所述一个的第二中心孔耦合到所述一个飞轮转子组件输入驱动器板组件，和

其中所述一个输入驱动器板组件包括一个或径向布置分开并附着在输入驱动器板组件的第一侧更输入驱动线圈组件，和

其中所述输入驱动器线圈组件包括：

具有第一端和第二端的铁心，所述铁心被缠带从第一端至第二端的输入驱动器的线圈；和

附着在铁心的第一端的输入驱动器的永磁体。

15.根据权利要求14，进一步包括电磁发电机设备：

输入电源电连接到所述一个输入驱动器板组件的一个或多个输入驱动线圈组件的输入驱动器线圈。

16.根据权利要求14，进一步包括电磁发电机设备：

脉冲驱动电路电连接到输入电源。

17.根据权利要求14，其中所述一个或多个输入驱动板组件包括二个或多个飞轮的转子组件，以相反方向转动。

18.一种用于产生电力的方法，包括：

触发定位的输入驱动器板组件的光学感应开关；

产生电流通过输入驱动线圈组件的输入驱动器线圈产生一个磁场，其中所述驱动器输入线圈卷绕在铁芯上缠绕具有第一端和第二端，且其中一输入驱动永久磁铁附着到铁芯的第一端；

提供来自输入驱动永久磁铁的排斥力击退内部永久磁铁和平衡的磁场，其中的中性磁通间隙距离“D”被保持在铁芯的所述第二端和内边缘之间的吸引力所述一个飞轮转子组件的圆形非铁质内框架以平衡的吸引力和排斥力；

通过提供从输入驱动器线圈组装到吸引内部的永久磁铁所产生的磁场的吸引力位于向内隔开上同轴地安装在飞轮的一个圆环的内周的圆形非铁质内框架生成磁通量扩增转子组件，其中，所述内部永磁体和输入驱动器永久磁铁被定位成面对并经过彼此以相同磁极性；和

产生从输入驱动器板组件的一个或多个输入驱动线圈组件的受控磁通量脉冲力而旋转飞轮转子组件以高转速不受阻碍。

19.根据权利要求18的方法，还包括：

施加初始启动力，旋转的飞轮的转子组件。

20.根据权利要求18的方法，还包括：

通过产生从外部的永久磁铁的磁场的电流位于向外隔开上同轴地安装在飞轮转子组件的圆形环的外周为圆形非铁质外框产生电力。

21.根据权利要求18的方法，还包括：

通过一个电力输出收集电能组件，其具有一个或多个输出线圈。