CN109891728A - 电磁能量转换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁能量转换器(10)，该电磁能量转换器包括：导电线圈(20)；主磁体(30)，该主磁体处于由导电线圈(20)形成的内部空间V中；保持装置(40)，该保持装置使得主磁体能够在两个稳定平衡位置之间围绕轴线YY'旋转；第一致动器磁体(31)和第二致动器磁体(32)，该第一致动器磁体和第二致动器磁体分别面向第一端子(21)和第二端子(22)设置，第一致动器磁体(31)和第二致动器磁体(32)被布置成一旦力被施加在第一磁体(31)或第二磁体(32)中的任一个磁体上就在平行于主轴线XX'的相同方向上同时滑动。

Description

电磁能量转换器
技术领域
本发明涉及一种电磁能量转换器和/或电磁微型发电机。特别地，本发明涉及一种将在独立开关中实现的电磁转换器。
背景技术
现有技术中已知的电磁能量转换器和/或电磁微型发电机(以下称为“装置”)包括：
铁磁轭；
导电线圈，该导电线圈通过围绕铁磁轭的一部分卷绕的导线而形成；
主磁体，该主磁体与线圈偏离，与轭形成闭合磁路。
根据该配置，主磁体所产生的磁通量由铁磁轭引导通过导电线圈。
该装置的一般工作原理是基于激活通过导电线圈的磁通量的时间变化，以便在导电线圈的端子处感应到电压。
在这方面，装置还装配有机械激活系统，该机械激活系统的动作使得可以激活磁通量的时间变化。特别地，如在说明书的末尾引用的文献[1]和文献[2]中所描述，磁通量的时间变化可以由主磁体或导电线圈的位移来感应。
然而，在参考文献[1]和文献[2]中所描述的装置并不令人满意。
实际上，通过导电线圈的磁通量受限于磁损耗(换言之，由磁体产生的磁通量中不通过线圈的部分)以及铁磁轭的磁饱和，因此限制了用于在导电线圈的端子处产生电压的磁通量变化。
另外，机械激活系统需要使用诸如弹簧片或棘轮的能量释放和/或存储模块，从而允许导电线圈或主磁体快速移动，使得可以在导电线圈的端子处实现显著的电压。在这方面，想到的是，根据楞次定律，导电线圈的端子处的电压与通过所述线圈的磁通量的时间导数成比例。
例如，对于体积为大约1cm3的装置，需要持续移动大约1ms，以在导电线圈的端子处产生大约1V的电压。对于独立开关中实现的电磁能量转换器的情况下，尤其如此。
然而，能量释放和/或存储模块通常在每次使用时接触(冲撞、摩擦)磁路，因此产生可靠性和磨损问题。
本发明的目的是提出一种可能在导电线圈的端子处具有显著电压的电磁能量转换器和/或紧凑型电磁微型发电机。
本发明的另一个目的是提出一种触发控制不与磁路进行的接触例如机械接触的电磁能量转换器和/或电磁微型发电机。
本发明的另一个目的是提出一种易于实现的电磁能量转换器。
发明内容
以上陈述的目的至少部分地通过包括以下的电磁装置实现：
导电线圈，该导电线圈包括第一端子和第二端子，并且沿主轴线XX'延伸；
主磁体，该主磁体由保持装置保持在由导电线圈形成的内部空间V中，保持装置使得所述主磁体能够在分别称为第一平衡位置和第二平衡位置的两个稳定平衡位置之间围绕垂直于主轴线XX'的轴线YY'旋转移动；
第一致动器磁体和第二致动器磁体，该第一致动器磁体和第二致动器磁体分别面向第一端子和第二端子设置，每个致动器磁体的磁极性在垂直于轴线YY'的平面内，第一致动器磁体和第二致动器磁体被布置成一旦力被施加在第一磁体和第二磁体中的任一个磁体上就平行于主轴线XX'以相同的方式同时被驱动平移，第一磁体和第二磁体根据由主轴线XX'的方向所限定的方式中的任一种方式的平移用于促使主磁体分别处于第一平衡位置或第二平衡位置。
“被驱动平移”也指“滑动”。
“平移”也指“滑动”。
根据一个实施例，第一磁体的磁极性与主轴线XX'形成角度α，并且第二磁体的磁极性与主轴线XX'形成角度-α或180°+α或者180°-α。
根据一个实施例，装置包括返回装置，所述返回装置作用在第一磁体和第二磁体中的一个磁体上，使得当没有外力被施加在第一磁体和第二磁体上时，促使主磁体处于两个稳定平衡位置中的一个平衡位置，返回装置有利地包括弹簧。
根据一个实施例，第一磁体和第二磁体中的任一个磁体朝向主磁体的滑动分别受限于第一止动件和第二止动件，第一止动件和第二止动件被布置成分别防止主磁体和第一磁体之间以及主磁体和第二磁体之间的任何接触。
根据一个实施例，第一磁体、第二磁体和主磁体沿主轴线XX'对齐。
根据一个实施例，主磁体具有围绕轴线YY'的旋转对称性。
根据一个实施例，装置进一步包括第一铁磁轭和第二铁磁轭，该第一铁磁轭和第二铁磁轭相对于包括轴线YY'和主轴线XX'的平面彼此对称设置。
根据一个实施例，第一轭和第二轭均包括两个端部，该两个端部被布置成形成壳体，在壳体内保持有主磁体，壳体具有与主磁体互补的形状。
根据一个实施例，第一磁体和第二磁体被设置在滑动件中。
根据一个实施例，在第一轭与第二轭之间设置有间隔，所述间隔被布置成在第一磁体和第二磁体的滑动期间引导第一磁体和第二磁体。
根据一个实施例，该装置包括分别称为第三磁体和第四磁体的两个稳定磁体，该两个稳定磁体是固定的并且用于一旦装置空闲就将主磁体稳定在两个稳定平衡位置中的一个平衡位置处，稳定磁体以如下这样的方式来布置：根据两个平衡位置中的任何一个来稳定主磁体的稳定磁体的磁极与主磁体的磁极对齐。
根据一个实施例，第三磁体和第四磁体分别面向第一端和第二端设置，并且每个稳定磁体在不同的方向上偏离主轴线XX'，主磁体进一步被安装在包括滑动件的载体上，滑动件被布置成使得主磁体在两个平衡位置之间围绕轴线YY'的旋转移动伴随着平移移动，从而当主磁体分别处于第一平衡位置或第二平衡位置时，使得主磁体的磁极与第三磁体和第四磁体对齐。
根据一个实施例，第三磁体和第四磁体中的每一个磁极的磁极性平行于主轴线XX'并且彼此相对。
根据一个实施例，第三磁体和第四磁体分别与第二磁体和第一磁体相对。
根据一个实施例，主磁体进一步包括楔部，该楔部被设置在主磁体的磁极中的一个磁极上，并且用于当主磁体分别处于第一平衡位置或第二平衡位置时，被插入在主磁体与第三磁体或主磁极与第四磁体之间。
根据一个实施例，装置进一步包括铁磁轭，铁磁轭包括当主磁体分别处于第一平衡位置或第二平衡位置时被插入在主磁体的楔部与第三磁体或主磁体的楔部与第四磁体之间的两个轭端。
根据一个实施例，装置包括电磁能量转换器或电磁微型发电机。
本发明还涉及一种包括根据本发明的电磁装置的开关。
附图说明
参考附图，在以非限制性示例的方式给出的根据本发明的电磁装置的以下描述中，其他特征和优点将变得显而易见，在附图中：
图1是沿着根据本发明第一实施例的第一变型的电磁装置的截平面的示意图，该截平面包括主轴线XX'并且垂直于轴线YY'；
图2a和图2b是沿着根据本发明第二实施例的电磁装置的截平面的示意图，该截平面包括主轴线XX'并且垂直于轴线YY'，在图2a中，主磁体处于第一平衡位置，而在图2b中，主磁体处于第二平衡位置；
图3a和图3b是沿着根据本发明第一实施例的两个其他变型的电磁装置的截平面的示意图，该截平面包括主轴线XX'并且垂直于轴线YY'。
具体实施方式
以下详细描述的本发明实施了电磁能量转换器和/或电磁微型发电机10(下文中称为“电磁装置”)，该电磁装置包括导电线圈20，在该导电线圈20的内部空间V中容纳有主磁体30。具体地，主磁体30可能在致动器磁体的作用下进行旋转移动，以便在导电线圈20中产生磁通量的时间变化，从而在所述线圈的端子处释放电压。
在整个说明书中，将考虑两个磁体的磁极的对齐是指这两个磁体的磁极化沿着相同的轴线并以相同的方式对齐。具体地，一旦两个磁体的磁极对齐，就会在这两个磁体之间施加吸引的磁力。
通常，如图1以及图2a和图2b所示，电磁装置10包括导电线圈20，该导电线圈20沿主轴线XX'延伸并包括分别称为第一端子21和第二端子22的两个端子。
主轴线XX'是指导电线圈20的对称轴。
导电线圈20通过沿主轴线XX'卷绕例如铜线的导线来形成。导电线圈20还包括在所述线圈的两个端子处开口的内部空间V。显然，在不需要指明的情况下，铜线包括两个端子，在本说明书的其余部分中，两个端子被称为导电线圈20的端。
电磁装置10还包括主磁体30，该主磁体30被设置在导电线圈20的内部空间V中。
具体地，主磁体30由保持装置40(图2a和图2b、图3a和图3b)保持在线圈的内部空间V中。
保持装置40允许主磁体30在分别被称为第一磁体31和第二磁体32的致动器磁体的移动的作用下，在分别被称为第一平衡位置和第二平衡位置的两个稳定平衡位置之间，沿着垂直于主轴线XX'的轴线YY'旋转。
第一磁体31和第二磁体32分别面对导电线圈20的第一端子21和第二端子22设置。
第一磁体31和第二磁体32可以具有例如平行六面体形状的细长形状，并且第一磁体31和第二磁体32的磁极性可以根据该第一磁体31和第二磁体32的最大尺寸定向。换言之，在平行六面体形的磁体的情况下，极性可以根据所述磁体的长度来定向。
另外，平行六面体形状也指具有大致为平行六面体形状的磁体，并且该平行六面体形状的最小侧面为凹形形状。矩形磁体的小侧面是指尺寸较小的侧面(较小的表面)。
第一磁体31和第二磁体32可以是相同的磁体。相同是指相同的形状以及相同的磁极性。
在本申请中，磁极性也是指磁体的磁极的取向。具体地，磁极性在磁体内部将所述磁体的南极连接到所述磁体的北极。南极传统上是指磁体的磁通量进入的表面部分。相反，北极对应于磁体的磁通量离开的另一表面部分。
此外，第一磁体31和第二磁体32被布置成使得这两个磁体中的每一个的磁极性在垂直于轴线YY'的平面中，例如平行于主轴线XX'的平面中。并且，第一磁体31的磁极性和第二磁体32的磁极性可以彼此相反。换言之，第一磁体31的磁极性以与第二磁体32的磁极性相反的方式定向。应当理解的是，第一磁体31的磁极化和第二磁体32的磁极化不一定沿着主轴线XX'(换言之，第一磁体31的磁极化和第二磁体32的磁极化不一定与轴线XX'共线)。
另外，第一磁体31和第二磁体32被布置成一旦力被施加在第一磁体和第二磁体32中的任一个上，就平行于主轴线XX'以相同的方式同时滑动。
使得第一磁体31和第二磁体32能够滑动的布置可以包括滑动装置，例如，滑动件。然而，本发明并不仅限于该滑动装置，并且本领域技术人员通过其常识可以实现可能允许第一磁体31和第二磁体32滑动的任何其他设备或装置。
可以理解，在不需要指明的情况下，两个磁体中的每一个的滑动幅度在该两个磁体的滑动期间是相同的(滑动幅度是指距离)。
通过例如固定地接合第一磁体31和第二磁体32可以获得这种效果。
第一磁体31和第二磁体32根据由主轴线XX'的方向所限定的方式中的任一种的滑动用于促使主磁体30分别处于第一平衡位置和第二平衡位置。
而且，在给定第一磁体31的磁取向和第二磁体32的磁取向的情况下，清楚的是，在不需要指明的情况下，主磁体30的磁极性不平行于轴线YY'。
此外并且有利地，主磁体30的磁极性可以基本上垂直于轴线YY'，优选地，垂直于轴线YY'。
在操作中，在这种电磁装置10中，第一磁体31和第二磁体32的滑动引起处于两个稳定平衡位置中的一个平衡位置的主磁体30朝向另一个平衡位置的旋转移动。
主磁体30从其第二平衡位置到该其第一平衡位置的旋转被称为“直接循环”。
主磁体30从其第一平衡位置到其第二平衡位置的旋转被称为“间接循环”。
然后，主磁体30的旋转移动引起通过导电线圈20的磁场的时间变化，从而在导电线圈20的端子处产生非零电压。
主磁体30处于稳定平衡位置中的任一个是由所述主磁体30和致动器磁体31、32之间的相互作用的幅度决定。
换言之，如果第一磁体31比第二磁体32更靠近主磁体30，则所述主磁体30将处于第一平衡位置。
相反地，如果第二磁体32比第一磁体31更靠近主磁体30，则所述主磁体30将处于第二稳定平衡位置。
作为说明，主磁体30可以在初始时刻处于第二稳定平衡位置。换言之，第二磁体32比第一磁体31更靠近主磁体30。
在XX'方向上例如施加在第一磁体31上的机械成因的力可以开始第一磁体31和第二磁体32的滑动，使得第一磁体31靠近主磁体30并且第二磁体32远离主磁体30。
因此，在两个致动器磁体的滑动期间，第二磁体32和主磁体30之间的磁作用减小，而第一磁体31和主磁体30之间的磁作用增大，从而增加了主磁体30的磁不稳定性。
一旦由两个致动器磁体的滑动引起的磁不稳定性不再维持，则观察到主磁体30围绕轴线YY'突然旋转。
因此，在不与所述主磁体30接触的情况下引起主磁体30的旋转，事实上限制了磨损问题和可靠性问题。主磁体30的翻转使得通过线圈的磁通的方向的快速反转，并因此引起磁通量的最大时间变化。由通过导电线圈20中的磁通量变化而在导电线圈20的端子处感应的电压可以产生可以在连接到所述导电线圈20的端子的电荷中流动的电流。因此，用于使得磁体31和磁体32滑动的机械功被转换成电能。
此外，主磁体30在导电线圈20的内部空间V中的布置可以增大用于在所述导电线圈20的端子处产生电压的通量部分。然后，可以考虑更小尺寸的主磁体30。
另外，容纳在导电线圈20的内部空间V中的主磁体30使得电磁装置10更紧凑。
电磁装置10还可以包括作用在致动器磁体中的一个上的返回装置，该该返回装置被布置成使得当没有外力施加在第一磁体31和第二磁体32上时，促使主磁体30处于两个稳定平衡位置中的一个。
例如，当没有外力被施加在电磁装置10上(并且特别是在致动器磁体上)时，返回装置可以被布置成使得第二磁体32促使主磁体30处于第二稳定平衡位置。换言之，返回装置可以被布置成促使第二磁体32比第一磁体31更靠近主磁体30。根据该配置，主磁体30在空闲时处于第二平衡位置。
仍然根据该配置，如果电磁装置10已经被触发，并且如果促使主磁体30处于第一平衡位置，则应当理解，返回装置被布置成使主磁体30恢复到该主磁体30的第二平衡位置。被布置成将主磁体30恢复到该主磁体30的第二平衡位置还指的是返回装置的返回力至少足以在不依赖外部动作的情况下使得主磁体30执行间接循环。
目前而言，返回装置是特别有利的，这是因为在释放施加在第一磁体31上的力以触发主磁体30的直接循环之后，返回装置又施加用于将主磁体30重新建立在其第二平衡位置的力。
换言之，通过施加在第一磁体31上的单个动作可以触发主磁体30的直接循环和间接循环，从而可以使导电线圈20中的磁通量的时间变化加倍。
返回装置可有利地包括弹簧。
特别有利地，第一磁体31和第二磁体32中的任一个朝向主磁体30的滑动分别受限于第一止动件或第二止动件。第一止动件和第二止动件被布置成防止主磁体30分别与第一磁体31和第二磁体32之间的任何接触。
图1、图3a和图3b示出了根据本发明的电磁能量转换器10的第一特定的实施例。
根据该第一实施例的第一变型(在图1中示出)，第一磁体31、第二磁体32和主磁体30沿主轴线XX'对齐。
沿主轴线XX'对齐是指这三个磁体的磁极化与主轴线XX'共线。
目前而言，这样的布置是特别有利的，这是因为使主磁体30处于两个稳定平衡位置中的一个的致动器磁体也使所述磁体稳定在该平衡位置中(稳定在平衡位置是指特别保持)。
该稳定效果基本上是由主磁体30和致动器磁体之间的相互吸引产生的，这促使主磁体30处于两个稳定平衡位置中的一个。
由致动器磁体中的一个产生的主磁体30在稳定平衡位置中的保持效果还构成释放装置，该释放装置在转换器被触发时，允许主磁体30甚至更加激烈地旋转。
然而，值得注意的是，对于所述磁体的其他取向，也可以获得由第一磁体31和第二磁体32引起的稳定效果。
因此，图3a至图3b示出了该第一实施例的其他变型。
具体地，第一磁体31的磁极性和第二磁体32的磁极性(由图3a中的箭头A和箭头B表示)相对于主轴线XX'具有非零的角度偏差。两个磁体的磁极化形成例如180°的角度。
此外，根据该变型，磁极化有利地彼此相对。
在图3b中示出的另一变型中，第一磁体31的磁极性和第二磁体32的磁极性(由图3b中的箭头C和箭头D表示)相对于主轴线XX'具有非零的角度偏差，并且在第一磁体31和第二磁体32之间形成小于180°的角度。
第一磁体31和第二磁体32根据该第一磁体31和第二磁体32相对于主磁体30的位置的动作与第一实施例的第一变型中描述的动作相同。
以特别有利的方式，主磁体30可以具有围绕轴线YY'的旋转对称性。换言之，主磁体30可以是轴线YY'的旋转圆柱体。根据该配置，轴线YY'是静止的，并且可以有利地与导电线圈20的中心处的主轴线XX'相交。
主磁体30的保持装置40可以包括例如磁体载体。主磁体30可以装配有所述磁体的沿着轴线YY'定位的凸耳。磁体载体可以包括具有与凸耳互补的形状的腔，并且所述凸耳插入该腔中。
电磁装置10还可以包括第一铁磁轭50和第二铁磁轭50'，该第一铁磁轭和第二铁磁轭相对于包括轴线YY'和主轴线XX'的平面彼此对称设置。
两个铁磁轭中的每一个可以包括选自以下的至少一种铁磁材料：诸如纯铁的具有高饱和感应(例如，大于1.5特斯拉的饱和感应)的铁基合金、硅合金铁(FeSi)、镍合金铁(FeNi)、钴合金铁(FeCo)。这些合金还可以包括诸如Cr、P、Cu、Al的添加元素。
铁磁材料还可以包括选自以下的至少一种元素：尖晶石结构铁氧体(诸如MnZn、NiZn)。因为尖晶石结构铁氧体能够减少涡流损耗，因此尖晶石结构铁氧体由于其低导电性而特别有利。
最后，铁磁材料还可以包括选自以下的至少一种元素：以无定形或纳米结晶形式生产的金属玻璃类型的铁基合金。
第一轭50和第二轭50'可以均包括两个端部，该两个端部被布置成形成其中容纳有主磁体30的壳体。然后，清楚的是，在不需要指明的情况下，两个轭中的每一个都在主磁体30上闭合。否则，轭的两端具有间隔，永磁体位于该间隔内，使得两个轭中的每一个与磁体形成闭合磁环。
特别有利地，壳体(或腔)具有与主磁体30互补的形状。
铁磁轭可以以完全确定的宽度间隙围绕主磁体设置，以便使气隙51、51'彼此相对设置。由位于主磁体30的外表面与铁磁轭的端部中的任一个端部之间的气室形成的气隙的宽度决定了在所述磁轭中流动的磁通量的强度。决定气隙对磁通量影响的量被称为磁阻。给定的气隙宽度对应于精确的磁阻值。
主磁体30可以具有光滑的外表面，或者在另一变型中具有结构化的圆柱形外表面。在该第二种情况下，磁体的平均表面保持圆柱形，但局部上该磁体的轮廓根据确定的图案偏离平均表面。应当理解的是，对平均轮廓的偏离大于材料的粗糙度，并且通常大于气隙的大小的十分之一。
以这种方式，在磁体和轭之间形成的气室以及因此气隙的尺寸将根据磁体的角度位置而变化。可变气隙产生称为可变磁阻效应的效果，并且因此可以有利地有助于磁体的旋转速度以及磁体的稳定性。
此外应当理解的是，在不需要指明的情况下，由铁磁轭的端部形成的壳体被设置在导电线圈20的内部空间V中。具体地，如图1所示，形成导线20的导电线圈围绕每个铁磁轭的第一部分。如图1所示，每个铁磁轭的第一部分由通过气隙隔开的两个臂组成。
每个磁轭与主磁体30形成闭合磁路。换言之，每个铁磁轭允许根据闭合电路引导磁通量，并且因此限制磁漏。
特别有利地，第一铁磁轭50和第二铁磁轭50'以间隔E分隔开。所述间隔E被布置成在第一磁体和第二磁体32滑动时引导第一磁体和第二磁体32。
操作中的电磁能量转换器10允许主磁体30旋转180°。如在本发明的一般描述中所述的，添加返回装置还允许主磁体30执行直接循环和间接循环，每个循环对应于所述主磁体30围绕轴线YY'的180°旋转。
图2a和图2b示出了根据本发明的电磁能量转换器10的第二特定实施例。
根据该第二实施例，转换器包括两个固定的稳定磁体，分别称为第三磁体33和第四磁体34。两个稳定磁体用于一旦转换器空闲就将主磁体30稳定在两个平衡位置中的一个平衡位置处。
由稳定磁体中的一个稳定磁体引起的主磁体30在稳定平衡位置中的保持效果还构成释放装置，该释放装置当转换器被触发时使得主磁体30能够更加激烈地旋转。
另外，稳定磁体以如下的方式布置：该方式使得用于将主磁体30稳定在两个平衡位置中的一个平衡位置中的稳定磁体的磁极与主磁体30的磁极对齐。
有利地，第三磁体33和第四磁体34分别面对第一端子21和第二端子22。此外，每个稳定磁体在不同的方向上偏离主轴线XX'。在不同的方向上偏离主轴线XX'是指被设置在所述轴线的任一侧。
另外，根据该布置，主磁体30被安装在包括滑动件41的载体(在其他不同情况下，保持装置40)上，滑动件被布置成使得主磁体30在两个平衡位置之间围绕轴线YY'的旋转移动伴随着平移移动，从而允许当所述主磁体30分别位于第一平衡位置或第二平衡位置时，主磁体30的磁极与第三磁体33和第四磁体34对齐。
滑动件41可以是直线的或弯曲的。
主磁体30可以通过设置在所述磁体上的凸耳而被滑动件引导。
主磁体30可以具有细长形状，例如，平行六面体形状。
第三磁体33和第四磁体34中的每一个磁体的磁极可以与主轴线XX'平行并且可以彼此相对。
另外，如图2a和图2b中所表示，第三磁体33和第四磁体34可以分别与第二磁体32和第一磁体31相对。
有利地，主磁体30可以包括楔部，该楔部被设置在主磁体的端部中的一个上，并且用于在当主磁体30分别处于第一平衡位置或第二平衡位置时，被插入在主磁体30与第三磁体33或第四磁体34之间。因此，该楔部可以吸收在主磁体30的稳定期间由主磁体30经受的冲击。
楔部可以包括选自以下的至少铁磁材料：诸如纯铁的具有高饱和感应的铁基合金、硅合金铁(FeSi)、镍合金铁(FeNi)、钴合金铁(FeCo)。
这些合金还可以包含诸如Cr、P、Cu、Al的添加元素。
铁磁材料还可以包括选自以下的至少一种元素：尖晶石结构铁氧体(MnZn、NiZn)。因为尖晶石结构铁氧体能够减少涡流损耗，因此尖晶石结构铁氧体由于其低导电性而特别有利。
最后，铁磁材料还可以包括选自以下的至少一种元素：以无定形或纳米结晶形式生产的金属玻璃类型的铁基合金。
有利地，转换器还包括铁磁轭，该铁磁轭包括两个轭端60和60'，当主磁体30分别处于第一平衡位置或第二平衡位置时，该两个轭端60和60'被插入在主磁体30的楔部与第三磁体33或第四磁体34之间。
铁磁轭使得能够将主磁体30产生的磁通量引导通过导电线圈20，并因此限制磁漏。
例如，(如果主磁体30处于第二平衡位置中)通过在第一磁体31上施加力，可以开始对转换器的触发。最初由主磁体30防止第一磁体31的滑动以及因此第二磁体32的滑动，主磁体30的磁极具有与第一磁体31的磁极的方向相反的取向。在该阶段期间，第四磁体34(稳定器)将主磁体30保持在第二平衡位置，并且随着施加在第一磁体31上的力增加，系统中存储能量。一旦第一磁体31与主磁体30之间的距离减小，该能量进一步增加，直到主磁体30由于第一磁体31的靠近引起的磁不稳定性而不能被保持在第二位置中。
然后，主磁体30产生突然180°翻转，伴随着所述磁体沿着载体的滑动件的位移。
在该移动之后，主磁体30处于第二平衡位置，该主磁体的磁极与第四磁体34的磁极对齐。
主磁体30的突然翻转产生通过导电线圈20的磁通量变化，从而在所述导电线圈20的端子处释放电压。
如果电磁能量转换器10设置有返回装置(例如作用在第二磁体32上的弹簧)，则一旦施加在第一磁体31上的力被释放，主磁体30就恢复到其第二平衡位置。因此，返回装置使得磁通量的时间变化可以加倍。
可以通过在第二磁体32上施加力来从第一平衡位置获得相反的效果。
以示例的方式，主磁体30可以具有0.5特斯拉的剩余磁化强度B，并且占据导电线圈20的内部空间V的一半。导电线圈20的横截面为S＝0.1cm2，并且导电线圈包括N＝10匝。根据该布置，可以产生2*N*B*S/Δt＝10伏特的电压。如果认为形成导电线圈20的电线的电阻是R＝1Ω(欧姆)，则产生的能量是E＝e2/RΔt＝1000μJ。
主磁体30和致动器磁体可以是烧结磁体或塑性磁体。通过模塑获得的塑性磁体具有能够根据复杂形状和磁化分布以低成本制造的优点。这样的磁体对于电磁微型发电机和/或电磁能量转换器具有以下相关特性：
塑性磁体可以符合装置中可用的空间；
塑性磁体的外表面的形状和/或轮廓可以被优化以在磁体的移动期间产生可变的气隙，并因此产生提高转换器的性能的可变的磁阻效应；
塑性磁体可以优化磁化的分布，也就是说，优化连接磁体的磁极的方向，以改善磁路中磁通的流动并限制磁通损耗；
塑性磁体对冲击和诸如腐蚀的老化问题不太敏感。
塑性磁体可以通过模塑，特别是通过塑性注射技术获得。为此目的，将聚合物(例如，诸如PA的热固性聚合物)和磁性粉末(例如，SmCo)的混合物加热并以流体形式注入到模具的腔中。在注入期间，在凹槽上施加磁场，以便使磁粉定向和磁化。该部分在该配置中冷却直至凝固，并因此保持该部分的磁极化。可以制造复杂形状的多极磁体。可以在磁体上增加附加功能，以便于将磁体集成到机械系统中(例如，增加凸耳等)。
本发明还涉及一种无线和/或无电池的独立开关，该无线和/或无电池的独立开关用于提供家庭自动化功能的控制，诸如照明、卷帘的打开和关闭。
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Claims (18)

1.一种电磁装置(10)，包括：
导电线圈(20)，所述导电线圈包括第一端子(21)和第二端子(22)，并且所述导电线圈沿主轴线XX'延伸，
主磁体(30)，所述主磁体由保持装置(40)保持在由所述导电线圈(20)形成的内部空间V中，所述保持装置(40)使得所述主磁体(30)能够在分别称为第一平衡位置和第二平衡位置的两个稳定平衡位置之间围绕垂直于所述主轴线XX'的轴线YY'旋转移动，
第一致动器磁体(31)和第二致动器磁体(32)，所述第一致动器磁体和第二致动器磁体分别面向所述第一端子(21)和所述第二端子(22)设置，每个致动器磁体的磁极性在垂直于所述轴线YY'的平面内，所述第一致动器磁体(31)和所述第二致动器磁体(32)被布置成一旦力被施加在所述第一磁体(31)和所述第二磁体(32)中的任一个磁体上就平行于所述主轴线XX'以相同的方式同时被驱动平移，所述第一磁体(31)和所述第二磁体(32)根据由所述主轴线XX'的方向所限定的方式中的任一种方式的滑动用于促使所述主磁体(30)分别处于所述第一平衡位置或所述第二平衡位置。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一磁体(31)的所述磁极性与所述主轴线XX'形成角度α，并且所述第二磁体(32)的所述磁极性与所述主轴线XX'形成角度-α或180°+α或者180°-α。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述装置(10)包括返回装置，所述返回装置作用在所述第一磁体(31)和所述第二磁体(32)中的一个磁体上，使得当没有外力被施加在所述第一磁体和所述第二磁体上时，促使所述主磁体处于所述两个稳定平衡位置中的一个平衡位置，所述返回装置有利地包括弹簧。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的装置，其中，所述第一磁体和所述第二磁体中的任一个磁体朝向所述主磁体(30)的滑动分别受限于第一止动件和第二止动件，所述第一止动件和所述第二止动件被布置成分别防止所述主磁体(30)与所述第一磁体之间以及所述主磁体(30)与所述第二磁体之间的任何接触。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置，其中，所述第一磁体(31)、所述第二磁体(32)和所述主磁体(30)沿所述主轴线XX'对齐。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置，其中，所述主磁体(30)具有围绕所述轴线YY'的旋转对称性。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述装置(10)进一步包括第一铁磁轭(50)和第二铁磁轭(50')，所述第一铁磁轭和所述第二铁磁轭相对于包括所述轴线YY'和所述主轴线XX'的平面彼此对称设置。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述第一轭(50)和所述第二轭(50')均包括两个端部，所述两个端部被布置成形成壳体，在所述壳体内保持有所述主磁体(30)，所述壳体具有与所述主磁体(30)互补的形状。
9.根据权利要求6或7所述的装置，其中，所述第一磁体和所述第二磁体被设置在滑动件中。
10.根据权利要求7至9中的任一项所述的装置，其中，在所述第一轭与所述第二轭(50')之间设置有间隔，所述间隔被布置成在所述第一磁体和所述第二磁体的滑动期间引导所述第一磁体和所述第二磁体。
11.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置，其中，所述装置(10)包括分别称为第三磁体(33)和第四磁体(34)的两个稳定磁体，所述两个稳定磁体是固定的并且用于一旦所述装置(10)空闲就将所述主磁体(30)稳定在所述两个稳定平衡位置中的一个平衡位置处，所述稳定磁体以如下这样的方式来布置：根据所述两个平衡位置中的任何一个来稳定所述主磁体(30)的所述稳定磁体的磁极与所述主磁体(30)的磁极对齐。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述第三磁体(33)和所述第四磁体(34)分别面向所述第一端子和所述第二端子(22)设置，并且每个稳定磁体在不同的方向上偏离所述主轴线XX'，所述主磁体(30)进一步被安装在包括滑动件的载体上，所述滑动件被布置成使得所述主磁体(30)在所述两个平衡位置之间围绕所述轴线YY'的旋转移动伴随着平移移动，从而当所述主磁体(30)分别处于所述第一平衡位置或所述第二平衡位置时，使得所述主磁体(30)的所述磁极与所述第三磁体(33)和所述第四磁体(34)对齐。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述第三磁体(33)和所述第四磁体(34)中的每一个磁体的所述磁极性平行于所述主轴线XX'并且彼此相对。
14.根据权利要求11至13中的任一项所述的装置，其中，所述第三磁体(33)和所述第四磁体(34)分别与所述第二磁体(32)和所述第一磁体(31)相对。
15.根据权利要求11至14中的任一项所述的装置，其中，所述主磁体(30)进一步包括楔部，所述楔部被设置在所述主磁体的磁极中的一个磁极上，并且用于当所述主磁体(30)分别处于所述第一平衡位置或所述第二平衡位置时，被插入在所述主磁体(30)与所述第三磁体(33)或所述主磁体(30)与所述第四磁体(34)之间。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述装置(10)还包括铁磁轭，所述铁磁轭包括形成气隙的两个轭端，当所述主磁体(30)分别处于所述第一平衡位置或所述第二平衡位置时，所述两个轭端被插入在所述主磁体(30)的所述楔部与所述第三磁体(33)或所述主磁体(30)的所述楔部与所述第四磁体(34)之间。
17.根据权利要求1至16中的任一项所述的装置，其中，所述装置(10)是电磁能量转换器或电磁微型发电机。
18.一种开关，所述开关包括根据权利要求1至17中的任一项所述的装置(10)。
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