CN117099290A - 用于轴向磁通电机的平面定子结构 - Google Patents

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Abstract

在一些实施方式中，两种或更多种不同类型的定子结构可以设置在轴向磁通电机的间隙内。这样的布置可以是有利的，以例如用于生产针对多种操作模式比如机械扭矩产生、机械扭矩到电能的转换和/或机械能的耗散进行优化的电机。此外，在一些实施方式中，轴向磁通电机可以包括具有布置成定位在电机的活动区域内的绕组的平面定子，并且还可以包括至少一个开关，所述至少一个开关构造成选择性地关闭，以在绕组未联接至外部电源时在绕组的相应端部之间建立电连接。

Description

用于轴向磁通电机的平面定子结构
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2021年2月17日提交的标题为“MULTI-STATORAXIAL FLUX MACHINE(多定子轴向磁通电机)”的美国临时专利申请No.63/150,129的权益。
背景技术
由多项专利、包括其全部内容通过参引并入本文中的美国专利No.7,109,625(“’625专利”)所描述的轴向磁通马达和轴向磁通发电机具有置于转子组件之间的平面印刷电路板定子组件，该转子组件支承带有交替的南北极的磁体。磁体之间的磁通与由印刷电路定子中的迹线所支持的电流密度相互作用以产生扭矩。
这种类型的电机可以作为马达或发电机运行，并且具有多个有用特性、包括作为角度的函数的扭矩可以是平滑的并且具有高质量的运动。
发明内容
提供本发明内容来以简化的形式介绍一系列构思，这些构思将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在确定关键特征或必要特征，也不旨在限制所附权利要求的范围。
在所公开的实施方式中的一些实施方式中，一种用于轴向磁通电机(其具有包括一个或更多个磁体的转子，所述一个或更多个磁体在轴向磁通电机的间隙内的活动区域中产生大体平行于转子的旋转轴线的第一磁通)的平面定子包括：至少第一端子、第二端子、第三端子和第四端子，每个端子适于连接至位于平面定子外部的电路；至少一个第一绕组，所述至少一个第一绕组布置成定位在活动区域内，所述至少一个第一绕组具有分别与第一端子和第二端子电连接的第一端部和第二端部，其中，第一端子与第二端子之间的在第一端子和第二端子未连接至电路时测量的电特性具有第一值；以及至少一个第二绕组，所述至少一个第二绕组布置成定位在活动区域内，至少一个第二绕组与至少一个第一绕组电隔离，并且具有分别与第三端子和第四端子电连接的第三端部和第四端部，其中，第三端子与第四端子之间的在第三端子和第四端子未连接至电路时测量的电特性具有与第一值显著不同的第二值。
在一些实施方式中，一种用于轴向磁通电机(其具有包括一个或更多个磁体的转子，所述一个或更多个磁体在轴向磁通电机的间隙内的活动区域中产生大体平行于转子的旋转轴线的第一磁通)的平面定子包括：第一传导片材，该第一传导片材布置成定位在活动区域内，使得在第一传导片材内产生的涡流在转子上施加阻力；以及至少第一绕组，第一绕组布置成定位在活动区域内，第一绕组具有与第一绕组的相应端部电连接的至少第一端子和第二端子。
在一些实施方式中，一种用于轴向磁通电机(其具有包括一个或更多个磁体的转子，所述一个或更多个磁体在轴向磁通电机的间隙内的活动区域中产生大体平行于转子的旋转轴线的第一磁通)的平面定子包括：至少第一绕组，第一绕组布置成定位在活动区域内，第一绕组具有与第一绕组的相应端部电连接的至少第一端子和第二端子；以及至少一个开关，所述至少一个开关构造成在第一绕组未联接至外部电源时选择性地关闭，以在第一端子与第二端子之间建立电连接。
附图说明
根据以下详细描述、所附权利要求书以及附图，本文中所公开的实施方式的目的、方面、特征和优点将变得更充分明显，在附图中，相同的附图标记标识相似或相同的元件。与附图相关联地引入说明书中的附图标记可以在说明书中没有附加描述的情况下，在一个或更多个之后的附图中重复，以便为其他特征提供上下文，并且并非每个元件都会在每个附图中标记。附图不一定是按比例的，而是重点放在图示实施方式、原理和构思上。附图不旨在限制所附权利要求的范围。
图1示出了具有平面定子的示例轴向磁通电机的内部部件的分解图；
图2示出了包括图1中所示的部件的轴向磁通电机的截面图；
图3示出了包括平面定子区段的轴向磁通电机的变型；
图4示出了具有平面定子的示例轴向磁通电机的内部部件的分解图，该平面定子根据本公开的一些实施方式构造；
图5示出了包括图6中所示的部件的轴向磁通电机的截面图；
图6示出了图4和图5中所示的轴向磁通电机的立体图，其中，轴和上部转子组件被移除，使得可以清楚地看到各个区段类型的取向；
图7示出了包括多种不同定子结构类型的平面轴向磁通电机的第一示例实现方式；
图8A图示了用于通过多个端子驱动三个绕组(或接收来自三个绕组的电力)的第一可能方案；
图8B图示了用于通过多个端子驱动三个绕组(或接收来自三个绕组的电力)的第一可能方案；
图8C图示了用于通过多个端子驱动三个绕组(或接收来自三个绕组的电力)的第一可能方案；
图9示出了包括多种不同定子结构类型的平面轴向磁通电机的第二示例实现方式；
图10示出了包括多种不同定子结构类型的平面轴向磁通电机的第三示例实现方式；
图11示出了具有新的区段构型的平面轴向磁通电机的示例，该新的区段构型可以单独地、或者与一个或更多个附加的或不同的区段结构一起被采用；
图12示出了包括多种不同定子结构类型的平面轴向磁通电机的第四示例实现方式；
图13示出了包括多种不同定子结构类型的平面轴向磁通电机的第五示例实现方式；以及
图14示出了包括多种不同定子结构类型的平面轴向磁通电机的第六示例实现方式。
具体实施方式
’625专利中所描述的电机的变型使用不形成完整环形状的定子。特别地，使用印刷电路板(PCB)制造或类似技术制成的一个或更多个平面定子区段可以设置在转子之间的间隙中。在其全部内容通过参引并入本文中的美国专利申请公布No.2020/067361(“’361公布”)中所描述的这种类型的电机可以支持角度相关的扭矩要求。在这些种类的应用中，转子的密集地安装有磁体的部分与定子区段以用于最大扭矩所需的角度对准。在’361公布中还讨论的是这样的电机的可能性，在所述电机中，定子包括一个或更多个区段，但转子在均匀地安装有磁极的方面类似于’625专利中的转子。与’625专利中所描述的电机类似的电机可以通过从各区段组装成完整的环形环来制成，而不是由整体式电路板制成电机。
本文中尤其公开的是这样的轴向磁通电机，该轴向磁通电机包括设置在转子之间的间隙内的多个定子结构，其中，定子结构中的至少两个定子结构具有不同功能(包括结构中的一个结构是引入涡流制动但是不能产生马达动作或作为发电机操作的传导片材的可能性)。这样的构型可能导致不能利用单个定子结构或多个相同定子结构来实现具有热、电和机械性能的电机。在一些实现方式中，这样的功能可以通过将各个定子区段在间隙内相对于电机的旋转轴线布置在不同的角度位置处来实现。在其他实现方式中，可以将不同定子结构布置成在间隙内至少部分地彼此重叠、比如通过将各个定子结构设置在同一印刷电路板的不同层上。
发明人还已经认识并理解的是，本文中所公开的定子结构中的特定定子结构、和/或与这些结构相关联的外部电路是自身新型的，并且当在轴向磁通电机内被采用时，允许实现新的和有利的功能。因此，如下面更详细地描述的，本文中所公开的新型定子结构中的特定定子结构不需要与根据一些实施方式的一种或更多种其他类型的定子结构一起被采用。
图1和图2分别示出了平面定子轴向磁通电机100的分解图和截面图。如图1和图2所示，平面定子102可以安置在由转子的部件建立的磁路的间隙中。如在图1中最佳地示出的，转子可以包括磁体104a、104b和支承结构106a、106b，磁体104a、104b和支承结构106a、106b一起形成可以附接至转子的轴110的一对转子组件108a、108b。如图2所示，定子102的外边缘112可以固定地紧固至壳体114(例如，通过被保持在壳体114的各个部段114a、114b之间)，而转子轴110(转子组件108a、108b附接至转子轴110)可以是能够相对于壳体114旋转的(例如，通过轴承116)。
在马达模式下，可以通过控制器118将围绕转子的旋转轴线同步旋转的电流密度施加在定子102上(图1中示出)。该电流密度与来自转子组件108a、108b的间隙中的磁通的相互作用导致电磁源的扭矩。控制器118可以操作成使得受该结构影响的能量转化是双向的，即电机可以从机械端子吸收电能并将其输送至电端子，或者电机可以将电能输送至机械端子。在适当的控制下，这种类型的电机可以模拟各种机械负荷，包括摩擦分量、转动惯量以及类似物。
图3示出了一种平面轴向磁通电机的变型，其中，定子不是环，而是区段302。以在’361公开中识别的方式生产定子可以有各种优点、包括电机可以被设计成实现更高的制造效率和/或适应在性质上是周期性的负载。这会在电机的半径较大时尤其有利。
如上所述，根据本公开的一些方面，两种或更多种不同类型的定子结构可以设置在轴向磁通电机、比如上述平面轴向磁通电机100的间隙内。这样的布置可以是有利的，以例如用于生产针对多种操作模式、比如机械扭矩产生、机械扭矩到电力的转换和/或机械能的耗散进行优化的电机。
图4和图5分别示出了这样的平面轴向磁通电机400的一个可能结构的分解图和截面图。在所图示的示例中，电机400包括相对于转子的旋转轴线成角度地彼此偏离的四个定子区段402a、402b、404a、404b。在其他实现方式中，电机400可以代替地具有附加的或更少的区段。
图6示出了图4和图5中所示的电机400的立体图，其中，轴110和上部转子组件108a被移除，使得可以清楚地看到各个区段类型的取向。如由图4和图6中的各个区段402a、402b、404a、404b上的标记所指示的，在一些实现方式中，区段中的两个区段(例如，区段402a和402b)可以是类型“A”，并且区段中的两个区段(例如，区段404a和404b)可以是类型“B”。在其他实现方式中，可以设置不同数量的各个区段类型，和/或附加区段类型(例如，一个或更多个类型“C”区段)可以与其他区段类型一起被采用。例如，在一些实现方式中，电机400可以代替地构造成具有：(1)三个类型“A”区段和一个类型“B”区段；(2)两个类型“B”区段和一个类型“A”区段；(3)一个类型“A”区段和一个类型“B”区段，(4)两个类型“A”区段、一个类型“B”区段和一个类型“C”区段等。如在图4至图6中还可以看到的，特定类型的区段可以包括一个或更多个端子406，端子406构造成使得能够实现区段上的传导迹线(例如，形成一个或更多个绕组的传导迹线)与区段外部的电路之间的连接。下面描述了可以包括这样的端子406的特定类型区段的示例。
在一些实现方式中，如在图1和图2所示的电机100的情况下，电机400的磁体104a、104b的极可以围绕转子的旋转轴线均匀分布。在其他实现方式中，如在图3所示的电机300的情况下，电机400的磁体104a、104b的极可以围绕转子的旋转轴线非均匀分布。
图7示出了平面轴向磁通电机700的第一示例实现方式，平面轴向磁通电机700包括如关于图4至图6描述的多种不同定子结构类型。类似于图6，图7中没有描绘上部转子组件108a，以使得能够清楚地看到电机700中所包括的两个示例定子区段702、704。尽管图7中仅示出了两个定子区段702、704，但是如前所述，应当理解的是，在其他实现方式中可以采用所图示类型中的一种或两种类型的一个或更多个附加定子区段和/或不同类型(比如本文中所描述的那些类型)的一个或更多个附加区段。
如图7所示，区段702和区段704可以各自包括一个或更多个绕组706。在一些实现方式中，区段702的绕组706可以与区段704的绕组706电隔离，并且具有与区段704的绕组706显著不同的电特性。在所图示的示例中，例如，区段702包括用于三个相应相的绕组706a、706b和706c，其中用于每个这样的相的绕组形成总共四个匝，而区段704包括用于三个相应相的绕组706d、706e和706f，其中，用于每个这样的相的绕组形成总共两个匝。
在其中使用“Y”构型(例如，按照图8A)将区段702的绕组706a、706b、706c连接至端子406a、406b、406c的实施方式中，在端子406a、406b、406c的每个相应对之间将看到绕组706中的两个绕组706。在其中使用“Δ(delta)”构型(例如，按照图8B)将区段702的绕组706a、706b、706c连接至端子406a、406b、406c的实施方式中，端子406a、406b、406c的每个相应对将看到一个绕组706，该绕组706与串联连接的两个其他绕组706的组合并联连接。在其中区段702的绕组706a、706b、706c连接至分离的三对端子(例如，按照图8C)的实施方式中，端子406a、406b、406c的每个相应对将仅看到绕组706中的一个绕组706。
类似地，在其中使用“Y”构型(例如，按照图8A)将区段704的绕组706d、706e、706f连接至端子406d、406e、406f的实施方式中，在端子406d、406e、406f的每个相应对之间将看到绕组706中的两个绕组706。在其中使用“Δ(delta)”构型(例如，按照图8B)将区段704的绕组706d、706e、706f连接至端子406d、406e、406f的实施方式中，端子406d、406e、406f的每个相应对将看到一个绕组706，该绕组706与串联连接的两个其他绕组706的组合并联连接。在其中区段704的绕组706d、706e、706f连接至分离的三对端子(例如，按照图8C)的实施方式中，端子406d、406e、406f的每个相应对将仅看到绕组706中的一个绕组706。
在上述端子构型中的任何端子构型中，如在给定的一组端子之间所观察到的关于转子磁体的磁通链将取决于由这些端子所观察到的绕组706的匝所扫略的区域、以及来自转子的由这些区域捕获的磁通的量。因此，利用任何这样的端子构型，由区段702的如在区段702的给定的一对端子406之间所看到的绕组706所实现的磁通链将显著不同于由区段704的如在区段704的给定的一对端子406之间所看到的绕组706所实现的磁通链。这两个定子区段702、704的绕组706的不同电特性可以允许各自的定子区段702、704构造成在显著不同的操作状态、例如显著不同的扭矩和速度下实现最佳性能。以这样的方式，可以使用相同的磁结构和组件依赖于定子区段702、704在其被设计用于的互补操作条件下进行能量转化。
如图7中所图示的，区段702可以包括可以连接至控制器118a的多个端子(例如，端子406a、406b和406c)，并且区段704可以同样包括可以连接至控制器118b的多个端子(例如，端子406d、406e和406f)。例如，控制器118a、118b可以各自包括：一组开关、例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关，以及构造成选择性地打开和控制这些开关的控制电路，以实现本文中所描述的功能。如图7还示出的，在一些实现方式中，控制器118a还可以连接至电力供应装置(或能量存储单元)708a，并且控制器118b还可以连接至电力供应装置(或能量存储单元)708b。在一些实现方式中，电力供应装置(或能量存储单元)708a可以与电力供应装置(或能量存储单元)708b分离。在其他实现方式中，电力供应装置(或能量存储单元)708a可以是与电力供应装置(或能量存储)单元708b相同的部件。
在其中控制器118a连接至电力供应装置的实现方式中，控制器118a可以选择性地使得电信号的多个相施加至区段702的绕组706a、706b和706c。类似地，在其中控制器118b连接至电力供应装置的实现方式中，控制器118b可以选择性地使得电信号的多个相施加至区段704的绕组706d、706e和706f。在其中控制器118a连接至能量存储单元的实现方式中，控制器118a可以代替地调节从绕组706a、706b和706c到能量存储单元708a的电力供应。类似地，在其中控制器118b连接至能量存储单元的实现方式中，控制器118b可以代替地调节从绕组706d、706e和706f到能量存储单元708b的电力供应。在一些这样的实现方式中，一个或更多个定子区段(例如，区段702)可以构造为包括具有第一组电特性的绕组706的马达，并且另一区段(例如，区段704)可以构造为包括具有不同的第二组电特性的绕组706的发电机。在其他实现方式中，一个或更多个定子区段(例如，区段702)可以构造为包括具有第一组电特性的绕组706的马达，并且另一区段(例如，区段704)也可以构造为马达，但是可以包括具有不同的第二组电特性的绕组706。在又一些其他实现方式中，一个或更多个定子区段(例如，区段702)可以构造为包括具有第一组电特性的绕组706的发电机，并且另一区段(例如，区段704)也可以构造为发电机，但是可以包括具有不同的第二组电特性的绕组706。
如上所述，在一些实施方式中，给定的定子结构(例如，定子区段702、704中的一个定子区段)可以包括用于多个电相的绕组706，并且可以通过位于所述定子结构上的端子406在这些绕组706与外部电路之间传递能量。例如，在图7所示的示例电机700中，定子区段702包括三个端子406a、406b和406c，这三个端子406a、406b和406c电连接至用于由定子区段702所支持的相应相的三个绕组706a、706b和706c，并且定子区段704包括三个端子406d、406e和406f，这三个端子406d、406e和406f电连接至用于由定子区段704所支持的相应相的三个绕组706d、706e和706f。
图8A至图8C图示了用于通过多个端子驱动三个绕组(即绕组W1、W2和W3)(或接收来自这三个绕组的电力)的三种可能方案。图8A和图8B所示的方案允许仅使用三个端子(即端子T1、T2和T3)来驱动用于相应相的三个绕组(即绕组W1、W2和W3)(或接收来自这三个绕组的电力)。另一方面，图8C所示的方案需要附加端子(例如，端子T1、T2、T3、T4、T5和T6)来驱动用于相应相的三个绕组(即绕组W1、W2和W3)(或接收来自这三个绕组的电力)。图8A所示的连接构型通常被称为“Y”构型。图8B所示的连接构型通常被称为“Δ(delta)”构型。上述构型中的任何构型都可以用于将图7所示的相应定子区段702、704的绕组706和端子40互连，其中，如果针对任一个这样的区段采用图8C的构型，则提供附加端子。
对于电机700(图7所示)的实现方式，其中，给定的定子区段702、704包括仅三个端子来驱动三个绕组(或接收来自这三个绕组的电力)，至少以下四种构型是可能的：(1)图8A中的绕组W1、W2和W3可以对应于用于图7所示的定子区段702的三个相的绕组706a、706b和706c，并且图8A中的端子T1、T2和T3可以对应于图7所示的定子区段702的三个端子406a、406b和406c；(2)图8A中的绕组W1、W2和W3可以对应于用于图7所示的定子区段704的三个相的绕组706d、706e和706f，并且图8A中的端子T1、T2和T3可以对应于图7所示的定子区段704的三个端子406d、406e和406f；(3)图8B中的绕组W1、W2和W3可以对应于用于图7所示的定子区段702三个相的绕组706a、706b和706c，并且图8B中的端子T1、T2和T3可以对应于图7所示的定子区段702的三个端子406a、406b和406c；或(4)图8B中的绕组W1、W2和W3可以对应于用于图7所示的定子区段704的三个相的绕组706d、706e和706f，并且图8B中的端子T1、T2和T3可以对应于图7所示的定子区段704的三个端子406d、406e和406f。
在上述构型中的任何构型中，可以理解的是，由于定子区段702、704的不同绕组构型(例如，每个绕组不同匝数)，定子区段702的端子406a、406b和406c中的任两个端子406a、406b和406c之间的在这些端子未连接至外部电路时测量的各种电特性(例如，电阻、磁通链等)的值将显著不同于定子区段704的端子406d、406e和406f中的任两个端子406d、406e和406f之间的也在这些端子未连接至外部电路时测量的相同电特性的值。如本文中所使用的，如果差异大于由于标准制造公差所预期的差异，则认为差异是“显著的”。
图9示出了平面轴向磁通电机900的第二示例实现方式，平面轴向磁通电机900包括如关于图4至图6描述的多种不同定子结构类型。尽管在图9中示出了仅两个定子区段902、904，但是如前所述，应当理解的是，在其他实现方式中可以采用所图示类型中的一种或两种类型的一个或更多个附加定子区段和/或不同类型的一个或更多个附加区段。与图7的情况相同，图9中没有描绘上部转子组件108a，以使得能够清楚地看到电机900中所包括的两个示例定子区段902、904。
如所示出的，电机900的定子区段902可以构造成类似于图7所示的定子区段702(或定子区段704)，其中，定子区段702(或定子区段704)可以具有通过一个或更多个端子406连接至控制器118的一个或更多个绕组706，并且其中，控制器118又可以连接至电力供应装置(或能量存储单元)708，从而使得区段902能够以马达模式或发电机模式操作。然而，电机900的区段904可以是定位在电机900的活动区域内的间隙中的传导片材材料(例如，铝或铜)，使得在转子旋转时可以产生涡流，从而导致在转子上产生阻力，该阻力作为转子速度的函数而增加。如本文中所使用的，术语“传导片材”意味着指代具有平面区域使得可以将涡流引入结构内的任何传导结构，并且从而旨在包括带有孔或其他不连续部的传导平面结构(例如，平面网结构)以及缺乏这种不连续部的传导平面结构、例如连续的铝片材或铜片材。
有利地，通过区段904引入的阻力可以通过适当操作控制器118而被选择性地补充或者选择性地抵消，从而允许区段902的马达行为或发电机行为对施加在电机900的转子上的阻力水平进行微调。在这样的结构中的定子区段902与定子区段904的组合可以因此作为涡流阻尼器进行操作，通过定子902的马达动作或发电机动作实现可编程的动态。在一些实现方式中，通过调节定子区段904突出到电机900的间隙中的程度，可以附加地或替代性地改变这样的阻尼器的总阻力系数。电机900可以在期望可调节阻力水平、比如对于固定的自行车或其他运动设备的场景中找到有用应用。
图10是示出了包括多种不同定子结构类型的平面轴向磁通电机1000的第三示例实现方式的部分剖切图。再次，图10中没有描绘上部转子组件108a，以使得能够清楚地看到电机1000中所包括的不同定子结构类型。如图10所示，电机1000可以包括与关于图9描述的区段902(及相关联的电路118、708)相同或类似的区段1002(及相关联的电路118、708)。因此，就控制器118的使得区段1002在马达模式或发电机模式下操作的能力而言，电机1000与电机900类似。然而，电机1000与电机900(图9所示)的不同之处在于，该电机包括传导材料(例如，铝或铜)的环形片材1004，环形片材1004在电机1000的整个活动区域、包括位于区段1002下方的区域、例如在与区段1002的绕组706不同的层上延伸。与电机900的区段904类似，当电机1000的转子旋转时，可以在电机1000的环形片材1004内产生涡流，从而导致在转子上产生阻力，该阻力作为转子速度的函数而增加。与电机900类似，通过环形传导片材1004引入的阻力可以通过适当操作控制器118而被选择性地补充或选择性地抵消，从而允许区段1002的马达行为或发电机行为对施加在电机1000的转子上的阻力水平进行微调。
尽管在图10中示出了仅一个区段1002，但是应当理解的是，在其他实现方式中可以采用一个或更多个附加定子区段1002和/或不同类型(比如本文中所描述的那些类型)的一个或更多个附加区段。
图11示出了具有新型区段构型的平面轴向磁通电机1100的示例，该新型区段构型可以单独地或者与附加的或不同的一个或更多个区段结构一起被采用。如所示出的，电机1100可以包括区段1102，区段1102包括通过两个或更多个端子1108连接至控制器1106的一个或更多个绕组1104。例如，控制器1106可以包括：一个或更多个开关、例如MOSFET开关，以及构造成选择性地打开和控制这样的开关以实现本文中所描述的功能的控制电路。如还示出的，在一些实现方式中，控制器1106还可以连接至一个或更多个耗散元件1110(例如，一个或更多个电阻器)。在一些实现方式中，控制器1106b的开关可以选择性地关闭，以便将连接至绕组1104的相应端部的一对端子1108之间的耗散元件连接。通过以这种方式将绕组1104的端部互连，转子的运动可以导致涡流通过绕组1104以及耗散元件1110循环，从而在电机1100的转子上产生阻力，该阻力作为转子速度的函数而变化，类似于上述传导片材904、1004的行为。耗散元件1110的变化值可以允许对这样的阻力的大小进行调节。因此，在一些实现方式中，控制器1106的开关可以以不同的速率被快速打开和关闭，以对端子1108之间所观察到的电阻的平均值进行调节。在一些实现方式中，可以省去耗散元件1110，并且控制器1106的开关可以代替地与端子1108直接互连，以在没有由电阻器或类似物提供的附加电力耗散的情况下实现类似的结果。
在一些实现方式中，可以在一个或更多个这样的区段1102上采用多个绕组1104，并且控制器1106可以在电连接至相应绕组1104的端部的端子对之间选择性地建立连接(直接地或者通过一个或更多个耗散元件1110)。在这样的实施方式中，通过改变为其建立这样的连接的相应绕组1104的数目，可以对施加在电机1100的转子上的阻力的量附加地或替代性地进行调节。尽管在图11中示出了仅一个区段1102，但是应当理解的是，在其他实现方式中可以采用一个或更多个附加定子区段1102和/或不同类型(比如本文中所描述的那些类型)的一个或更多个附加区段。
图12示出了平面轴向磁通电机1200的第四示例实现方式，平面轴向磁通电机1200包括如关于图4至图6描述的多种不同定子结构类型。与其他示例相同，在图12中没有描述上部转子组件108a，以使得能够清楚地看到电机1200中所包括的两个示例定子区段1202、1204。如所示出的，电机1200可以包括以下两者：(A)区段1202及相关联的电路1106、1110，区段1202及相关联的电路1106、1110与电机1100(图11所示)的区段1102及相关联的电路1106、1110类似；以及(B)定子区段1204及相关联的电路118、708，定子区段1204及相关联的电路118、708与图7所示的定子区段702(或定子区段704)类似。在一些实现方式中，定子区段1204及相关联的电路118、708可以作为马达或发电机操作，并且定子区段1202可以作为用于电机1200的转子的可控制的制动器(或其他阻力产生部件)操作。尽管在图12中示出了仅两个定子区段1202、1204，但是如前所述，应当理解的是，在其他实现方式中可以采用所图示类型中的一种或两种类型的一个或更多个附加定子区段和/或不同类型的一个或更多个附加区段。
如图12所示，区段1202和区段1204可以各自包括一个或更多个绕组706、1104。在一些实现方式中，区段1202的绕组1104可以与区段1204的绕组706电隔离，并且具有与区段1204的绕组706显著不同的电特性。在所图示的示例中，例如，区段1204包括用于三个相应相的绕组706a、706b和706c，其中，用于每个这样的相的绕组形成总共四个匝，而区段1202包括形成总共8个匝的仅一个绕组1104。
在其中使用“Y”构型(例如，按照图8A)将区段1204的绕组706a、706b、706c连接至端子406a、406b、406c的实施方式中，在端子406a、406b、406c的每个相应对之间将观察到绕组706中的两个绕组706。在其中使用“Δ(delta)”构型(例如，按照图8B)将区段1204的绕组706a、706b、706c连接至端子406a、406b、406c的实施方式中，端子406a、406b、406c的每个相应对将观察到一个绕组706，绕组706与串联连接的两个其他绕组706的组合并联连接。在其中区段1204的绕组706a、706b、706c连接至分离的三对端子(例如，按照图8C)的实施方式中，端子406a、406b、406c的每个相应对将仅观察到绕组706中的一个绕组706。
在上述端子构型中的任何端子构型中，如在给定的一组端子之间所观察到的关于转子磁体的磁通链将取决于由这些端子所观察到的绕组706的匝所扫略的区域、以及来自转子的由这些区域捕获的磁通量。因此，利用任何这样的端子构型，由区段1202的如在端子1206a、1206b之间所观察到的绕组1104所实现的磁通链将显著不同于由区段1204的如在端子406的相应对之间所观察到的绕组706所实现的磁通链。因此，两个定子区段1202、1204的绕组1104、706的不同电特性可以允许相应定子区段构造成以最佳方式执行其各自的功能(例如，马达/发电机动作和制动动作)。
以与关于图7公开的实施方式类似的方式，可以理解的是，由于定子区段1202、1204的不同绕组构型(例如，每个绕组不同匝数)，定子区段702的两个端子1206a、1206b之间的在这些端子未连接至外部电路时测量的各种电特性(例如，电阻、磁通链等)的值将显著不同于定子区段1204的端子406a、406b和406c中的任两个端子406a、406b和406c之间的也在这些端子未连接至外部电路时测量的这些相同电特性的值。
图13示出了平面轴向磁通电机1300的第五示例实现方式，平面轴向磁通电机1300包括如关于图4至图6描述的多种不同定子结构类型。再次，在图13中没有描绘上部转子组件108a，以使得能够清楚地看到电机1300中所包括的两个示例定子结构1302、1304。如所示出的，电机1300可以包括以下两者：(A)定子区段1302及相关联的电路1106、1110，定子区段1302及相关联的电路1106、1110与电机1100(图11所示)的定子区段1102及相关联的电路1106、1110类似；以及(B)定子区段1304，定子区段1304包括定位在电机1300的活动区域内的间隙中的传导片材材料(例如，铝或铜)，使得在转子旋转时可以产生涡流，从而导致在转子上产生阻力，该阻力作为转子速度的函数而增加。在一些实现方式中，定子区段1302及相关联的电路1106、1110可以操作以通过定子区段1304对施加在电机1300的转子上的阻力选择性地进行补充，从而允许对施加在电机1300的转子上的阻力水平进行微调。尽管在图13中示出了仅两个定子区段1302、1304，但是如前所述，应当理解的是，在其他实现方式中可以采用所图示类型中的一种或两种类型的一个或更多个附加定子区段和/或不同类型的一个或更多个附加区段。
图14是示出了包括多种不同定子结构类型的平面轴向磁通电机1400的第六示例实现方式的部分剖切图。再次，在图14中没有描述上部转子组件108a，以使得能够清楚地看到电机1300中所包括的两个示例定子结构1402、1404。如所示出的，电机1400可以包括以下两者：(A)定子区段1402及相关联的电路1106、1110，定子区段1402及相关联的电路1106、1110与电机1100(图11所示)的定子区段1102及相关联的电路1106、1110类似；以及(B)传导材料(例如，铝或铜)的环形片材1404，环形片材1404定位在电机1400的活动区域内的间隙中，使得在转子旋转时可以产生涡流，从而在转子上产生阻力，该阻力作为转子速度的函数而增加。
与电机1300(图13所示)类似，在一些实现方式中，定子区段1402及相关联的电路1106、1110可以操作以通过环形传导片材1404对施加在电机1300的转子上的阻力选择性地进行补充，从而允许对施加在电机1400的转子上的阻力水平进行微调。尽管在图14中示出了仅两种定子结构类型，但是如前所述，应当理解的是，在其他实现方式中可以采用所图示类型中的一种或两种类型的一个或更多个附加定子结构和/或不同类型的一个或更多个附加定子结构。
本文中所描述的各种定子设计的优点很多。就上述一些实施方式而言，可以通过将常规马达与常规阻尼器机械地组合来获得类似性能。这样的马达和阻尼器解决方案将需要热解决方案、多轴以及机械集成。使用本文中所描述的定子电机构型中的特定定子电机构型将消除这些考虑事项。
就上述其他示例实施方式而言，可以通过将可控制的涡流制动器连接在与马达相同的轴上来获得类似性能。再次，这样的解决方案将增加系统复杂性和成本。特别地，将需要用于制动特征的附加磁结构。例如，需要外部电力供应装置的电磁体或者仅在制动时使用的附加磁体。使用本文中所描述的定子电机构型中的特定定子电机构型将同样消除这些考虑事项。
就又一些上述其他示例实施方式而言，可以通过将被设计成用于不同操作状态的两个或更多个马达连接在同一轴上来获得类似性能。这样的设计将伴随各种机械挑战。使用本文中所描述的定子电机构型中的特定定子电机构型将允许马达区段共用同一磁路、转子材料和轴承。这将导致更简单、更经济的设计。
此处所描述的类型的电机的实施方式对应于多个应用领域，其中示例包括但不限于以下应用。
一种应用是在治疗设备或运动设备上。此处，电机的作用是抵抗人的作用力，以在模仿目标活动的同时，吸收作用力或将作用力中的一些作用力转化为电力。这样的活动可以包括举重的力和惯性特性、划船的阻力、与骑车相关联的可变阻力等等。模仿这些活动所需的动力可以通过例如结合有能量存储和耗散机制的常规伺服马达的反馈控制来实现。使用本文中所描述的定子电机构型中的特定定子电机构型将允许马达动作与耗散性定子元件结合在一起，其中优点包括降低整体系统成本和复杂性。
在一些实现方式中，多个马达定子结构可以附加地或替代性地在间隙中组合以满足同一电机内的广泛范围的要求。例如，被设计成用于低扭矩高速操作的马达定子区段可以与用于高扭矩低速操作的马达定子区段组合。
在一些实现方式中，一个或更多个马达/发电机区段可以附加地或替代性地与专门用于主动控制下的感应制动的区段组合。在这种情况下，例如，直接驱动式风力涡轮发电机(一个区段)可以具有在大风条件下调节涡轮速度的制动机构(制动区段)。在类似的马达应用中，制动区段可以提供紧急轴停止功能。
以下段落(P1)至(P8)描述了本文中所公开的发明构思的示例：
(P1)一种用于轴向磁通电机(其具有包括一个或更多个磁体的转子，所述一个或更多个磁体在轴向磁通电机的间隙内的活动区域中产生大体平行于转子的旋转轴线的第一磁通)的平面定子可以包括：至少第一端子、第二端子、第三端子和第四端子，每个端子适于连接至位于平面定子外部的电路；至少一个第一绕组，所述至少一个第一绕组布置成定位在活动区域内，所述至少一个第一绕组具有分别与第一端子和第二端子电连接的第一端部和第二端部，其中，第一端子与第二端子之间的在第一端子和第二端子未连接至电路时测量的电特性具有第一值；以及至少一个第二绕组，所述至少一个第二绕组布置成定位在活动区域内，所述至少一个第二绕组与所述至少一个第一绕组电隔离，并且具有分别与第三端子和第四端子电连接的第三端部和第四端部，其中，第三端子与第四端子之间的在第三端子和第四端子未连接至电路时测量的电特性具有与第一值显著不同的第二值。
(P2)平面定子可以构造为如段落(P1)中所描述的，其中，至少一个第一绕组可以设置在第一定子区段上，并且至少一个第二绕组可以设置在第二定子区段上，第二定子区段相对于旋转轴线成角度地偏离第一定子区段。
(P3)平面定子可以构造为如段落(P1)或段落(P2)中所描述的，其中，至少一个第一绕组可以包括第一绕组和至少一个附加绕组；电路可包括电源；第一绕组可以构造成支承来自电源的第一相；并且至少一个附加绕组可以构造成支成来自电源的至少一个附加相，使得由第一绕组和至少一个附加绕组的组合产生的第二磁通的峰值相对于旋转轴线遵循弧形路径。
(P4)平面定子可以构造为如段落(P1)至段落(P3)中的任一段落中所描述的，其中，电特性可以包括电阻，并且第一端子与第二端子之间的在第一端子和第二端子未连接至电路时测量的第一电阻可以比第三端子与第四端子之间的在第三端子和第四端子未连接至电路时测量的第二电阻大至少百分之五十。
(P5)平面定子可以构造为如段落(P1)至段落(P4)中的任一段落中所描述的，其中，电特性可以包括关于第一磁通的磁通链，并且在第一端子与第二端子之间所观察到的至少一个第一绕组与第一磁通之间的第一磁通链可以比在第三端子与第四端子之间所观察到的至少一个第二绕组与第一磁通之间的第二磁通链大至少百分之五十。
(P6)平面定子可以构造为如段落(P1)至段落(P5)中的任一段落中所描述的，其中，电路可以包括第一控制器，该第一控制器构造成将第一端子和第二端子选择性地联接至电源，使得在轴向磁通电机的至少第一操作模式期间，至少一个第一绕组产生大体平行于旋转轴线的第二磁通。
(P7)平面定子可以构造为如段落(P1)至段落(P6)中的任一段落中所描述的，其中，电路还可以包括第二控制器，该第二控制器构造成将第三端子和第四端子选择性地联接至电源，使得在轴向磁通电机的至少第二操作模式期间，至少一个第二绕组产生大体平行于旋转轴线的第三磁通。
(P8)平面定子可以构造为如段落(P1)至段落(P7)中的任一段落中所描述的，并且还可以包括至少一个开关，所述至少一个开关构造成选择性地关闭，以在至少一个第二绕组未联接至外部电源时在第三端子与第四端子之间建立电连接。
(P9)平面定子可以构造为如段落(P8)中所描述的，其中，至少一个开关可以构造成通过至少一个耗散元件在第三端子与第四端子之间建立电连接。
(P10)平面定子可以构造为如段落(P8)或段落(P9)中所描述的，其中，电路还可以包括第二控制器，该第二控制器构造成使得对至少一个开关进行调节，以控制第三端子与第四端子之间的时间平均传导率。
(P11)平面定子可以构造为如段落(P1)至段落(P10)中的任一段落中所描述的，其中，电路还可以包括第二控制器，该第二控制器构造成将第三端子和第四端子选择性地联接至能量存储元件，使得在轴向磁通电机的至少一个第二操作模式期间，能量存储元件接收由第二绕组响应于转子的旋转而产生的电力。
(P12)平面定子可以构造为如段落(P1)至段落(P11)中的任一段落中所描述的，其中，电路还可以包括第一控制器，该第一控制器构造成将第一端子和第二端子选择性地联接至能量存储元件，使得在轴向磁通电机的至少第一操作模式期间，能量存储元件接收由第一绕组响应于转子的旋转而产生的电力。
(P13)平面定子可以构造为如段落(P1)至段落(P12)中的任一段落中所描述的，其中，电路还可以包括第二控制器，该第二控制器构造成将第三端子和第四端子选择性地联接至能量存储元件，使得在轴向磁通电机的至少第二操作模式期间，能量存储元件接收由第二绕组响应于转子的旋转而产生的电力。
(P14)平面定子可以构造为如段落(P1)至段落(P13)中的任一段落中所描述的，并且还可以包括至少一个开关，所述至少一个开关构造成选择性关闭，以在至少一个第一绕组未联接至外部电源时在第一端子与第二端子之间建立电连接。
(P15)平面定子可以构造为如段落(P14)中所描述的，其中，至少一个开关可以构造成通过至少一个耗散元件在第一端子与第二端子之间建立电连接。
(P16)平面定子可以构造为如段落(P14)或段落(P15)中所描述的，其中，电路还可以包括第二控制器，该第二控制器构造成使得对至少一个开关进行调节，以控制第一端子与第二端子之间的时间平均传导率。
(P17)一种用于轴向磁通电机(其具有包括一个或更多个磁体的转子，所述一个或更多个磁体在轴向磁通电机的间隙内的活动区域中产生大体平行于转子的旋转轴线的第一磁通)的平面定子可以包括：第一传导片材，该第一传导片材布置成定位在活动区域内，使得在第一传导片材内产生的涡流在转子上施加阻力；以及至少第一绕组，第一绕组布置成定位在活动区域内，第一绕组具有与第一绕组的相应端部电连接的至少第一端子和第二端子。
(P18)平面定子可以构造为如段落(P17)中所描述的，并且还可以包括控制器，该控制器构造成将第一端子和第二端子选择性地联接至电源，使得在轴向磁通电机的至少第一操作模式期间，第一绕组产生大体平行于旋转轴线的第二磁通。
(P19)平面定子可以构造为如段落(P17)或段落(P18)中所描述的，并且还可以包括控制器，该控制器构造成将第一端子和第二端子选择性地联接至能量存储元件，使得在轴向磁通电机的至少第一操作模式期间，能量存储元件接收由第一绕组响应于转子的旋转而产生的电力。
(P20)平面定子可以构造为如段落(P17)至段落(P19)中的任一段落中所描述的，并且还可以包括至少一个开关，所述至少一个开关构造成选择性地关闭，以在第一绕组未联接至外部电源时在第一端子与第二端子之间建立电连接。
(P21)平面定子可以构造为如段落(P20)中所描述的，其中，至少一个开关可以构造成通过至少一个耗散元件在第一端子与第二端子之间选择性地建立电连接。
(P22)平面定子可以构造为如段落(P20)或段落(P21)中所描述的，并且还可以包括控制器，该控制器构造成使得对至少一个开关进行调节，以控制第一端子与第二端子之间的时间平均传导率。
(P23)一种用于轴向通量电机(其具有包括一个或更多个磁体的转子，所述一个或更多个磁体在轴向磁通电机的间隙内的活动区域中产生大体平行于转子的旋转轴线的第一磁通)的平面定子可以包括：至少第一绕组，第一绕组布置成定位在活动区域内，第一绕组具有与第一绕组的相应端部电连接的至少第一端子和第二端子；以及至少一个开关，所述至少一个开关构造成选择性地关闭，以在第一绕组未联接至外部电源时在第一端子与第二端子之间建立电连接。
(P24)平面定子可以构造为如段落(P23)中所描述的，其中，至少一个开关还可以构造成通过至少一个耗散部件在第一端子与第二端子之间建立电连接。
(P25)平面定子可以构造为如段落(P23)或段落(P24)中所描述的，并且可以首先包括控制器，该控制器构造成使得对至少一个开关进行调节，以控制第一端子与第二端子之间的时间平均传导率。
(P26)一种轴向磁通电机，该轴向磁通电机具有环绕旋转轴线设置的至少两个平面定子区段，其中，平面定子区段不同，并且至少一个定子区段是在适当控制下能够产生马达动作的印刷电路定子。
(P27)根据段落(P26)中所描述的电机，其中，至少一个定子区段是能够产生马达动作的印刷电路定子，并且至少一个定子区段是传导材料板。
(P28)根据段落(P27)中所描述的电机，其中，传导材料板可以径向地移进或移出间隙。
(P29)根据段落(P26)至段落(P28)中的任一段落中所描述的电机，其中，至少一个定子区段是能够产生马达动作的印刷电路定子，并且至少一个定子区段是能够在外部控制下操作的印刷电路涡流制动器。
(P30)根据段落(P26)至段落(P29)中的任一段落中所描述的电机，其中，平面定子区段是可互换的。
(P31)根据段落(P26)至段落(P30)中的任一段落中所描述的电机，其中，至少一个定子区段和至少一个传导板绕旋转轴线布置。
(P32)根据段落(P26)至段落(P31)中的任一段落中所描述的电机，其中，传导板构造并布置成能够在径向上被调节成进入间隙或离开间隙。
(P33)根据段落(P26)至段落(P32)中的任一段落中所描述的电机，其中，传导板和定子区段构造成是可互换的。
已经这样描述了至少一个实施方式的若干个方面，将理解的是，本领域技术人员将容易想到各种改型、修改和改进。这样的改型、修改和改进旨在是本公开的一部分，并且旨在落入本公开的精神和范围内。因此，上述描述和附图仅作为示例。
本公开的各个方面可以单独地、组合地或者以在前面所描述的实施方式中未具体讨论的各种布置使用，并且因此在本申请中不限于前面的描述中所提出的或附图中所图示的部件的细节和布置。例如，在一个实施方式中所描述的各方面可以以任何方式与在其他实施方式中所描述的各方面组合。
此外，所公开的方面可以实施为一种方法，已经提供了该方法的示例。作为该方法的一部分执行的动作可以以任何适当的方式排序。因此，可以构建其中以不同于所图示的顺序执行的动作的实施方式，虽然一些动作在说明性实施方式中被示出为顺序动作，但是实施方式也可以包括同时执行一些动作。
在权利要求中使用顺序术语、比如“第一”、“第二”、“第三”等来修饰权利要求元素本身并不意味着一个权利要求元素相比于另一元素的任何优先级、优先性或顺序或者执行方法的动作的时间顺序，而是仅用作标记以将具有特定名称的一个权利要求元素与具有相同名称(但使用了序数术语)的另一元件进行区分，以区分权利要求元素。
此外，本文中使用的措辞和术语用于描述的目的，并且不应当被视为限制性的。本文中“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”及其变型的使用旨在包括其后列出的项目及其等同物以及附加项目。

Claims (25)

1.一种用于轴向磁通电机的平面定子，所述轴向磁通电机具有包括一个或更多个磁体的转子，所述一个或更多个磁体在所述轴向磁通电机的间隙内的活动区域中产生大体平行于所述转子的旋转轴线的第一磁通，所述平面定子包括：
至少第一端子、第二端子、第三端子和第四端子，每个端子适于连接至位于所述平面定子外部的电路；
至少一个第一绕组，所述至少一个第一绕组布置成定位在所述活动区域内，所述至少一个第一绕组具有分别与所述第一端子和所述第二端子电连接的第一端部和第二端部，其中，所述第一端子与所述第二端子之间的在所述第一端子和所述第二端子未连接至所述电路时测量的电特性具有第一值；以及
至少一个第二绕组，所述至少一个第二绕组布置成定位在所述活动区域内，所述至少一个第二绕组与所述至少一个第一绕组电隔离，并且具有分别与所述第三端子和所述第四端子电连接的第三端部和第四端部，其中，所述第三端子与所述第四端子之间的在所述第三端子和所述第四端子未连接至所述电路时测量的电特性具有与所述第一值显著不同的第二值。
2.根据权利要求1所述的平面定子，其中：
所述至少一个第一绕组设置在第一定子区段上，并且
所述至少一个第二绕组设置在第二定子区段上，所述第二定子区段相对于所述旋转轴线成角度地偏离所述第一定子区段。
3.根据权利要求2所述的平面定子，其中：
所述至少一个第一绕组包括第一绕组和至少一个附加绕组；
所述电路包括电源；
所述第一绕组构造成支承来自所述电源的第一相；并且
所述至少一个附加绕组构造成支承来自所述电源的至少一个附加相，使得由所述第一绕组和所述至少一个附加绕组的组合产生的第二磁通的峰值相对于所述旋转轴线遵循弧形路径。
4.根据权利要求1所述的平面定子，其中，所述电特性为电阻，并且所述第一端子与所述第二端子之间的在所述第一端子和所述第二端子未连接至所述电路时测量的第一电阻比所述第三端子与所述第四端子之间的在所述第三端子和所述第四端子未连接至所述电路时测量的第二电阻大至少百分之五十。
5.根据权利要求1所述的平面定子，其中，所述电特性为关于所述第一磁通的磁通链，并且在所述第一端子与所述第二端子之间观察到的所述至少一个第一绕组与所述第一磁通之间的第一磁通链比在所述第三端子与所述第四端子之间观察到的所述至少一个第二绕组与所述第一磁通之间的第二磁通链大至少百分之五十。
6.根据权利要求1所述的平面定子，其中，所述电路包括第一控制器，所述第一控制器构造成将所述第一端子和所述第二端子选择性地联接至电源，使得在所述轴向磁通电机的至少第一操作模式期间，所述至少一个第一绕组产生大体平行于所述旋转轴线的第二磁通。
7.根据权利要求6所述的平面定子，其中，所述电路还包括第二控制器，所述第二控制器构造成将所述第三端子和所述第四端子选择性地联接至电源，使得在所述轴向磁通电机的至少第二操作模式期间，所述至少一个第二绕组产生大体平行于所述旋转轴线的第三磁通。
8.根据权利要求6所述的平面定子，所述平面定子还包括：
至少一个开关，所述至少一个开关构造成选择性地关闭，以在所述至少一个第二绕组未联接至外部电源时在所述第三端子与所述第四端子之间建立电连接。
9.根据权利要求8所述的平面定子，其中，所述至少一个开关构造成通过至少一个耗散元件在所述第三端子与所述第四端子之间建立所述电连接。
10.根据权利要求9所述的平面定子，其中，所述电路还包括第二控制器，所述第二控制器构造成使得对所述至少一个开关进行调节，以控制所述第三端子与所述第四端子之间的时间平均传导率。
11.根据权利要求6所述的平面定子，其中，所述电路还包括第二控制器，所述第二控制器构造成将所述第三端子和所述第四端子选择性地联接至能量存储元件，使得在所述轴向磁通电机的至少第二操作模式期间，所述能量存储元件接收由所述第二绕组响应于所述转子的旋转而产生的电力。
12.根据权利要求1所述的平面定子，其中，所述电路包括第一控制器，所述第一控制器构造成将所述第一端子和所述第二端子选择性地联接至能量存储元件，使得在所述轴向磁通电机的至少第一操作模式期间，所述能量存储元件接收由所述第一绕组响应于所述转子的旋转而产生的电力。
13.根据权利要求12所述的平面定子，其中，所述电路还包括第二控制器，所述第二控制器构造成将所述第三端子和所述第四端子选择性地联接至能量存储元件，使得在所述轴向磁通电机的至少第二操作模式期间，所述能量存储元件接收由所述第二绕组响应于所述转子的旋转而产生的电力。
14.根据权利要求12所述的平面定子，还包括：
至少一个开关，所述至少一个开关构造成选择性地关闭，以在所述至少一个第二绕组未联接至外部电源时在所述第三端子与第四端子之间建立电连接。
15.根据权利要求14所述的平面定子，其中，所述至少一个开关构造成通过至少一个耗散元件在所述第三端子与所述第四端子之间建立所述电连接。
16.根据权利要求15所述的平面定子，其中，所述电路还包括第二控制器，所述第二控制器构造成使得对所述至少一个开关进行调节，以控制所述第一端子与所述第二端子之间的时间平均传导率。
17.一种用于轴向磁通电机的平面定子，所述轴向磁通电机具有包括一个或更多个磁体的转子，所述一个或更多个磁体在所述轴向磁通电机的间隙内的活动区域中产生大体平行于所述转子的旋转轴线的第一磁通，所述平面定子包括：
第一传导片材，所述第一传导片材布置成定位在所述活动区域内，使得在所述第一传导片材内产生的涡流在所述转子上施加阻力；以及
至少第一绕组，所述第一绕组布置成定位在所述活动区域内，所述第一绕组具有与所述第一绕组的相应的端部电连接的至少第一端子和第二端子。
18.根据权利要求17所述的平面定子，还包括控制器，所述控制器构造成将所述第一端子和所述第二端子选择性地联接至电源，使得在所述轴向磁通电机的至少第一操作模式期间，所述第一绕组产生大体平行于所述旋转轴线的第二磁通。
19.根据权利要求17所述的平面定子，所述平面定子还包括控制器，所述控制器构造成将所述第一端子和所述第二端子选择性地联接至能量存储元件，使得在所述轴向磁通电机的至少第一操作模式期间，所述能量存储元件接收由所述第一绕组响应于所述转子的旋转而产生的电力。
20.根据权利要求17所述的平面定子，所述平面定子还包括：
至少一个开关，所述至少一个开关构造成选择性地关闭，以在所述第一绕组未联接至外部电源时在所述第一端子与所述第二端子之间建立电连接。
21.根据权利要求20所述的平面定子，其中，所述至少一个开关构造成通过至少一个耗散元件在所述第一端子与所述第二端子之间选择性地建立所述电连接。
22.根据权利要求21所述的平面定子，所述平面定子还包括控制器，所述控制器构造成使得对所述至少一个开关进行调节，以控制所述第一端子与所述第二端子之间的时间平均传导率。
23.一种用于轴向磁通电机的平面定子，所述轴向磁通电机具有包括一个或更多个磁体的转子，所述一个或更多个磁体在所述轴向磁通电机的间隙内的活动区域中产生大体平行于所述转子的旋转轴线的第一磁通，所述平面定子包括：
至少第一绕组，所述第一绕组布置成定位在所述活动区域内，所述第一绕组具有与所述第一绕组的相应的端部电连接的至少第一端子和第二端子；以及
至少一个开关，所述至少一个开关构造成选择性地关闭，以在所述第一绕组未联接至外部电源时，在所述第一端子与所述第二端子之间建立电连接。
24.根据权利要求23所述的平面定子，其中，所述至少一个开关还构造成通过至少一个耗散部件在所述第一端子与所述第二端子之间建立所述电连接。
25.根据权利要求24所述的平面定子，所述平面定子还包括控制器，所述控制器构造成使得对所述至少一个开关进行调节，以控制所述第一端子与所述第二端子之间的时间平均传导率。
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