JP2009535012A - 電気機械 - Google Patents
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Abstract
Description
2001年の磁気に関するIEEE議事録37巻、4号、2844〜2846ページ掲載のK.Atallah、D.Howeの「新規な高性能磁気歯車(A novel high−performance magnetic gear)」、 2004年のIEE議事録、電力用途、151巻、135〜143ページ掲載のK.Atallah、S.D.Calverley、D.Howeの「高性能磁気歯車の設計、分析および実現(Design, analysis and realisation of a high performance magnetic gear)」
当業者であれば、第1の磁石110および第2の磁石114が永久磁石であるならば、
例えば、2001年の磁気に関するIEEE議事録37巻、4号、2844〜2846ページ掲載のK.Atallah、D.Howeの「新規な高性能磁気歯車(A novel high−performance magnetic gear)」、および2004年のIEE議事録、電力用途、151巻、135〜143ページ掲載のK.Atallah、S.D.Calverley、D.Howeの「高性能磁気歯車の設計、分析および実現(Design, analysis and realisation of
a high performance magnetic gear)」を読めば理解することができるように、第1の回転子102および第2の回転子104の間に連動が行われるように、必要な磁気回路または磁気結合を実現するために、極片106の選択および設計方向を理解することができるだろう。上記内容は、すべての目的のための参照のために付録に記載してある。
。図の実施形態が三相巻線を使用していることに留意されたい。しかし、実施形態はこれに限定されない。例えば、二相巻線のようなある他の巻線を使用する実施形態も実行することができる。第2/外部回転子806は、連動状態で固定電機子810の極片812により、比較的高速の第1/内部回転子802と磁気的に結合している比較的低速の回転子を形成している。当業者であれば、歯車比が19:1であり、内部回転子802上の極対の数および極片の数に関連していることを理解することができるだろう。三相巻線814に電流を供給すると、高速回転子802が回転し、それにより低速回転子806も回転することを理解することができるだろう。この場合も、巻線814a〜bが、TFMに匹敵するトルク密度を有するが、遥かに高い力率を有する電気機械エネルギー変換を確立するために、第1/内部回転子802の永久磁石804に関連する第1の高調波と結合することを理解することができるだろう。
Claims (40)
- 内部可動素子および同内部可動素子に関連する複数の永久磁石を介して磁気的に連動している状態で相互作用するように配置されている外部可動素子と、
前記内部可動素子に関連する前記複数の永久磁石の磁界の基本波と磁気的に相互作用するように配置されている少なくとも前記内部可動素子の外側に配置されている巻線と、
を備える電気機械。 - 前記巻線が、前記外部回転可能素子の内側に配置される請求項1に記載の電気機械。
- 前記巻線が、前記外部回転可能素子の外側に配置される請求項1に記載の電気機械。
- 前記外部回転可能素子が、前記磁気的に連動している相互作用に影響を与えるように複数の極片を備える前記請求項1〜3の何れかに記載の電気機械。
- 前記磁気的に連動している相互作用に影響を与えるように、前記内部可動素子および外部可動素子の間に配置されている複数の極片をさらに備える請求項1〜3の何れかに記載の電気機械。
- 前記外部可動素子が、前記巻線を担持するように配置される前記請求項1〜5の何れかに記載の電気機械。
- 第1の組の永久磁石、複数の極片、および磁気的に連動している状態で配置されている第2の組の永久磁石と、
前記第1の組の永久磁石の基本波と相互作用するように配置されている巻線と、
を備える電気機械。 - 前記第1の組の永久磁石が、それと一緒に回転/並進するための第1の回転子/並進装置と関連する請求項7に記載の電気機械。
- 前記第2の組の永久磁石が、前記巻線に対して固定状態で配置される請求項7または8に記載の電気機械。
- 前記複数の極片が、前記巻線に対して固定状態で配置される請求項7〜9の何れかに記載の電気機械。
- 前記複数の極片が、それと一緒に回転/並進するための回転子/並進装置に対して固定状態で配置される請求項7〜10の何れかに記載の電気機械。
- 前記第2の複数の永久磁石が、それと一緒に回転/並進するための回転子/並進装置に対して固定状態で配置される請求項7〜11の何れかに記載の電気機械。
- 第1および第2の複数の永久磁石の非同期高調波を介して磁気的に連動している状態で相互作用するように配置されている第1の可動素子および第2の可動素子と、
前記第1の可動素子に関連する前記第1の複数の永久磁石の磁界の基本波と磁気的に相互作用するように配置されている巻線と、
を備える電気機械。 - 前記第1の可動素子が、前記第1の複数の永久磁石を支承している内部回転子または内部並進装置である請求項13に記載の電気機械。
- 前記第2の可動素子が、複数の極片を支承している外部回転子または外部並進装置である請求項13に記載の電気機械。
- 前記第2の複数の永久磁石が、前記巻線に対して固定状態で配置される請求項15に記載の電気機械。
- 前記第2の可動素子が、複数の永久磁石を備える請求項13〜16の何れかに記載の電気機械。
- 前記複数の極片が、前記巻線に対して固定状態で配置される請求項17に記載の電気機械。
- 電気機械を作動するための方法であって、
第1の可動素子と関連する磁界を変調することにより、前記電気機械の第1および第2の可動素子の間に磁気による連動相互作用を生成するステップと、
前記第1の可動素子に関連する前記磁界と相互作用を行うように配置されている巻線を付勢するステップと、
を含む方法。 - 前記付勢および前記巻線の少なくとも一方が、前記第1の可動素子に関連する前記磁界の前記第1の高調波または基本波と相互作用を行うように配置される請求項19に記載の方法。
- 少なくとも前記第2の可動素子を移動させて前記第1の可動素子の運動を誘起して、前記第1の可動素子と関連する前記磁界の第1の高調波または基本波と前記巻線との間で磁気的相互作用を行わせるステップを含む、請求項1〜16の何れかに記載の電気機械を使用して電気を発生するための方法。
- 第1の可動素子(502,504;802,804)および磁気的に連動状態で相互作用を行う第2の可動素子(506;806)と、
前記第1の可動素子(502,504;802,804)と関連する第1の複数の永久磁石(504;804)の磁界の前記第1の高調波/基本波と相互作用をするように配置されている巻線(514;814)と、
を備える電気機械。 - 前記連動相互作用を行うことができるように、前記第1の複数の永久磁石(504、510)および第2の複数の永久磁石(804,808)のうちの前記少なくとも1つのうちの前記磁界を変調するための複数の極片(508;812)を備える請求項22に記載の電気機械。
- 前記第2の可動素子(506;806)が、複数の極片(508)または複数の永久磁石(808)を備える請求項22に記載の電気機械。
- 前記第1の可動素子が、前記第2の可動素子の内側に配置される請求項22〜24の何れかに記載の電気機械。
- 前記巻線(514;814)が、第2の複数の固定永久磁石(510)または複数の極片(812)を支承する固定電機子(512;810)上に装着される請求項22〜25の何れかに記載の電気機械。
- 前記巻線が、前記第1の複数の永久磁石(504;804)の前記基本波と前記相互作用を行うために電流の供給を受けるために動作することができる請求項22〜26の何れかに記載の電気機械。
- 前記巻線が、前記第1の複数の永久磁石(504;804)の前記基本波との前記相互作用に応じて、電力を発生するために動作することができる請求項22〜27の何れかに記載の電気機械。
- 前記第1および第2の可動素子が、直線移動可能な並進装置である請求項22〜28の何れかに記載の電気機械。
- 前記第1および第2の可動素子が、回動可能な回転子である請求項22〜29の何れかに記載の電気機械。
- a.各第1の数の極対を示す永久磁石の関連する第1の組を有する第1の回転子/並進装置と、
b.前記第1および第2の数の極対が異なるように、各第2の数の極対を有する第2の組の永久磁石と、
c.前記第1および第2の組の永久磁石の間で、磁気的結合、それ故、トルク伝達を可能にする相互に一致する極対を生成するために、前記第1および第2の組の永久磁石の前記磁界を変調するように配置されている複数の極片と、
d.前記第1の回転子/並進装置の前記永久磁石の前記第1の高調波と磁気的に結合するように選択された巻線と、
を備える電気機械。 - 前記第2の組の永久磁石および多相巻線が、固定電機子上に装着される請求項31に記載の電気機械。
- 前記極片が、前記第2の可動回転子/並進装置上に装着される請求項31または32に記載の電気機械。
- 前記極片を支承している前記回転子/並進装置が、前記第1の回転子/並進装置が移動可能な速度よりも遅い速度で移動することができる請求項33に記載の電気機械。
- 前記極片および多相巻線が、固定電機子上に装着される請求項31に記載の電気機械。
- 前記第2の複数の永久磁石が、前記第2の可動回転子/並進装置上に装着される請求項31または35に記載の電気機械。
- 前記第2の複数の永久磁石を支承している前記回転子/並進装置が、前記第1の回転子/並進装置が移動可能な速度よりも遅い速度で移動することができる請求項36に記載の電気機械。
- 前記第1および第2の可動回転子および固定電機子が、円筒形状をしていて、回転軸に対して同心円状に配置され、それにより半径方向フィールド回転電気機械を形成する前記請求項1〜37の何れかに記載の電気機械。
- 前記第1および第2の可動回転子および固定電機子が、環状または円盤状の少なくとも一方の形をしていて、回転軸に沿って軸方向に配置され、それにより軸方向フィールド回転
電気機械を形成する前記請求項1〜38の何れかに記載の電気機械。 - 力率が、少なくとも0.9である前記請求項1〜39の何れかに記載の電気機械。
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