TWI835722B - 傳輸電力的系統 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種傳輸電力的系統。電力供應導體傳導產 生第一合成磁場的電力供應電流。電動機具有連接到電力供應導體的電力輸入端子及可運動輸出部件。發電機具有連接到可運動輸出部件的可運動輸入部件，使得可運動輸出部件引起可運動輸入部件的運動。發電機將可運動輸入部件的運動轉換為傳到電力輸出端子的電力輸出電流，其產生第二合成磁場。多個場線導件經定位以使第二合成磁場的場線與多個場線導件耦合，及形成來將場線引導成為螺旋形狀。

Description

傳輸電力的系統
本發明是關於傳輸電力的系統與方法。
現在許多裝置使用可充電電池，例如基於鋰的可充電電池。行動電話、車輛、無人飛機等在操作時通常與電力供應網斷開連接，導致其電池失去充電。然後電池必須連接到電力供應網使電池可再充電。
將完全耗盡的電池充滿通常需要至少半個小時，而且往往需要更多的時間。將電池再充電時會產生相當數量的熱，過量的熱會對電池造成損害，這會破壞電池或降低電池的預期壽命。電池充電器被設計為當電池正在再充電時，電力提供到電池的速率受到限制，以使得電池的溫度保持在可能發生損害的溫度以下。
電池充電器一般包括單相交流電電力供應導體，該單相交流電電力供應導體具有連接到牆上插座的插口。牆上插座連接到電力供應網。電池充電器包含將從電力供應網接收的交流電轉換為直流電的整流器。然後透過傳輸電路將直流電提供到電池上的正端及負端。雖然可藉由連接串聯或並聯的多個電池控制提供 給電池的電力，但可包括電力控制器來控制提供給電池的電力的量。
在設計電池充電器時，通常會考慮各種因素。例如，考慮電力供應網所供應的電壓及電力、是否包含變壓器及電池及其數量和尺寸，特別是出於使電池在充電時的溫度最小化的目的考慮。然而，對於電池為什麼升溫從來沒有令人滿意的解釋。例如，指出在封閉迴路的電壓的總和永遠等於零的歐姆定律，對於電池為什麼於再充電期間升溫並無法提供令人滿意的解釋。
熱的產生導致高溫，而使可多快地將電池充電受到限制。高溫也使可將電池充電的電壓受到限制，這意謂電池的容量減少，隨著的是電池耗盡電量前的時間相應減少。高充電溫度意謂電池的壽命(亦即電池可被再充電的次數)減少，如於「BU-806a：熱及負載如何影響電池壽命」中所述。高溫也導致爆炸危險，如於Robert Triggs的「為什麼手機有時會爆炸，以及您能做些什麼來保護自己(Why phones explode sometimes，and what you can do to protect yourself)」中所述。對被認為不可充電的電池進行再充電也是不可能的。例如，鋰電池是可充電的，但鹼性電池不可充電。如於Kathy Kattenburg的「如果沒有妥善回收，電池對環境會造成什麼影響？(What Do Batteries Do to the Environment If Not Properly Recycled？)」中所述，當鹼性電池被丟棄時，對環境產生淨負面影響。
在電池充電器領域之外，其他電力傳輸系統經常遭受無法輕易解釋的過量的熱的相同命運。例如，當後來使用目前常用的工程原理進行系統的故障分析時，並非都能解釋某些電氣火災為什麼會發生。
本發明提供一種傳輸電力的系統，包括：電力供應導體，傳導產生第一合成磁場的電力供應電流，電動機，具有連接到電力供應導體的電力輸入端子及可運動輸出部件，電動機經配置以將電力供應電流轉換為可運動輸出部件的運動，發電機，具有連接到可運動輸出部件的可運動輸入部件，使得可運動輸出部件引起可運動輸入部件的運動，及電力輸出端子，所述發電機經配置以將可運動輸入部件的運動轉換為傳到電力輸出端子的電力輸出電流，其產生與第一合成磁場非耦合的第二合成磁場，以及多個場線導件，經定位以使第二合成磁場的場線與多個場線導件耦合，其中所述多個場線導件是形成來將場線引導成螺旋形狀。
所述系統還可包括所述電力供應導體是單相交流電電力供應導體，還包括單相交流電接地導體，連接到所述單相交流電電力供應導體與所述單相交流電接地導體的速度控制器以及將所述速度控制器連接到電動機的至少一個電動機電力供應導體，其中所述速度控制器可被操作以控制可運動輸出部件的速度。
所述系統還可包括三個將速度控制器連接到電動機的三相電動機電力供應導體。
所述系統還可包括所述可運動輸出部件為旋轉輸出軸。
所述系統還可包括所述可運動輸入部件為旋轉輸入軸。
所述系統還可包括所述發電機包含線圈以及第一與第二磁鐵，其安裝就位以使所述第一磁鐵與第二磁鐵之間引起電流產生磁場，其中至少一第一組所述場線導件形成於所述第一磁鐵中。
所述系統還可包括至少一第二組所述場線導件形成於所述第二磁鐵中。
所述系統還可包括所述可運動輸入部件使所述線圈及所述磁鐵相對於彼此運動以於所述線圈中產生電流。
所述系統還可包括所述可運動輸入部件使所述線圈及所述磁鐵相對於彼此旋轉以於所述線圈中產生電流。
所述系統還可包括傳輸電路及至少一第一換向器，所述第一換向器將所述線圈的第一端連接到傳輸電路。
所述系統還可包括至少一第二換向器，所述第二換向器使所述線圈的第二端連接到所述傳輸電路，所述線圈在其第一端與第二端之間具有區段，所述區段行進通過由磁鐵引起的電流產生磁場以於線圈中產生電流。
所述系統還可包括所述第一磁鐵與第二磁鐵為第一永久磁鐵與第二永久磁鐵。
所述系統還可包括所述第一磁鐵與第二磁鐵為第一電磁鐵與第二電磁鐵，還包括連接到所述第一電磁鐵與第二電磁鐵的電磁鐵電力傳輸電路。
所述系統還可包括連接到所述電力輸出端子的傳輸電路，所述傳輸電路包括至少一第一組充電端子，第一組充電端子包括相對於彼此定位以將第一電池充電的正充電端子及負端子。
所述系統還可包括至少一第一電池，所述第一電池具有連接在所述第一組充電端子的正負充電端子之間的正負電池端子。
所述系統還可包括至少一第二組充電端子，第二組充電端子包括相對於彼此定位以將第二電池充電的正充電端子及負端子。
所述系統還可包括第二合成磁場具有圍繞電池的螺旋形狀及圍繞電池的螺旋形狀的節距與場線導件的節距相同。
所述系統還可包括所述第一合成磁場具有節距比場線導件的節距大的螺旋形狀。
本發明亦提供一種傳輸電力的方法，包括傳導產生第一合成磁場的電力供應電流，將電力供應電流轉換為可運動輸出部件的運動，將運動轉換成第二電流，所述第二電流產生與第一合成磁場非耦合的第二合成磁場以及將第二合成磁場的場線耦合到多個場線導件，所述場線導件是形成來將場線引導成為螺旋形狀。
本發明還提供一種傳輸電力的系統，包括：傳導產生第一合成磁場的電力供應電流的裝置，將電力供應電流轉換為可運動輸出部件的運動的裝置，將運動轉換成第二電流的裝置，所述第二電流產生與第一合成磁場非耦合的第二合成磁場以及將第二合成磁場的場線耦合到多個場線導件的裝置，所述場線導件是形成來將場線引導成為螺旋形狀。
10:導體
12:方向
14:磁場
16:主磁場線
18:次磁場線
20:芯
22:直徑
24:節距
26:直徑
30:單相交流電電力供應導體
32:電池
34:第一合成磁場線
36:第二合成磁場線
38:節距
40:節距
42:位置
44:芯粒
110:系統
112:第一子系統
114:第二子系統
116:第三子系統
118:單相交流電電力供應導體
120:單相交流電接地導體
122:速度控制器
124:第一、第二與第三三相電動機電力供應導體
126:電動機
128:電力輸入端子
130:旋轉輸出軸
132:可調輸入
134:旋轉輸入軸
136:發電機
138:第一換向器
140:第二換向器
142:電力傳輸電路
144:第一永久磁鐵
146:第二永久磁鐵
148:線圈
150:電流產生磁場
152:觸點
154:電刷
160:線圈的第一端
162:線圈的第二端
164:充電端子組
166:電池
168:電池端子組
170:正電池端子
172:負電池端子
174:正充電端子
176:負充電端子
180:場線導件
182:槽
184:場線導件
186:槽
190:第一合成磁場
192:節距
194:第二合成磁場
196:節距
200:直徑
202:直徑
206:電磁鐵電力傳輸電路
208:單相交流電電力供應器
210:整流器
110A:系統
144A:第一電磁鐵
146A:第二電磁鐵
166A:電池
166B:電池
194A:合併的第二合成磁場
N:北
S:南
本發明進一步通過實例方式參照隨附圖式描述，其中：圖1A及圖1B為說明當在導體上施加電壓以傳導電流時所引起的磁場線的俯視圖及透視側視圖；圖2為說明小直徑與大直徑磁場線的側視圖；圖3為說明連接到電力供應網的單相交流電電力供應導體的磁場線的螺旋形狀及圍繞正在充電的電池的磁場線的螺旋形狀的側視圖；圖4為說明當於圖3中的二個螺旋形狀試圖相互匹配時如何產生熱的側視圖；圖5為部分以方塊圖形式及部分以透視形式說明根據本發明實施例的傳輸電力的系統的圖；圖6為說明由圖5的系統所形成的第一合成磁場及第二合成磁場的螺旋形狀的側視圖； 圖7A、圖7B及圖7C為說明當相鄰的電池正在充電時的磁場的合併的側視圖、俯視圖及示意側視圖；圖8為部分以方塊圖形式及部分以端視圖(end view)形式說明根據本發明替代實施例的傳輸電力的系統的圖；以及圖9為說明以根據先前技術的充電器及根據本發明的充電器充電的電池之間的比較的圖。
圖1A及圖1B說明導體10，其以於圖1A中出紙面的方向傳送電流及於圖1B中以向上方向12傳送電流。如於圖1B中更清楚顯示的，圍繞導體10及於導體10內，磁場14被產生。
磁場14形成多個主磁場線16及次磁場線18。根據右手定則，在圖1A的視圖中，主磁場線16及次磁場線18是逆時針的。主磁場線16中的各者都位於導體10內並對應各自的芯而形成。芯20共同形成圍繞導體10形成的次磁場線18的芯。
如於圖1B中可更清楚觀察到的，次磁場線18具有圍繞導體10的螺線形式。由次磁場線18所形成的螺線在底部為南S及在頂部為北N。由次磁場線18所形成的螺線具有直徑22及節距24。
類似地，顯示於圖1A的主磁場線16中的各者在導體10內形成各自的螺線。於圖1B中，主磁場線16中的各者在底部為 南及在頂部為北。主磁場線16各具有遠小於直徑22的直徑26。主磁場線16中的各者及次磁場線18具有相同節距24。
因為電荷存在於導體10中，電流流過導體10。根據安培右手定則，電流產生磁場14。根據法拉第感應定律，磁場14感應次磁場線18。電流因此靠近導體10的表面或在導體10的表面上以螺線形式行進，及根據右手定則，於圖1A的螺線的方向為逆時針。施加在導體10上的電壓因此引起以螺線形式傳送電流的合成次磁場線18(下文中以「Rasun」表示)。Rasun的螺線磁場具有一量值。如果電流量增加或減少，Rasun的磁場的量值不改變。如圖2所示，如果合成磁場線的直徑加倍，同時節距維持相同，則Rasun的量值亦加倍。
圖3說明用於將電池32充電的單相交流電電力供應導體30。第一合成磁場線34圍繞單相交流電電力供應導體30形成及第二合成磁場線36圍繞電池32形成。第一合成磁場線34形成具有大約20公尺的節距38的螺旋形狀，而第二合成磁場線36形成具有介於1及2毫米之間的節距40的螺旋形狀。因此節距40小於節距38。
圖4說明當於圖3的第一合成磁場線34及第二合成磁場線36接觸或靠近電池32時引起的加熱效應。較長的節距38在多個位置42被切斷以使其較短。然後將芯粒44釋放到大氣中。芯粒44的這樣釋放產生熱。這樣的熱可對正在充電的電池造成損害。減少電池32內的積熱的一種方式可為減少提供來將電池32 充電的電力的量。將提供來將電池充電的電力減少將導致較長的充電時間。在鹼性電池的情況下，由於鹼性電池對熱的容忍度遠低於例如鋰電池，對鹼性電池進行充電可為完全不可能。
隨附圖式的圖5說明用於傳輸電力的系統110。在圖5的實施例中，系統110用作為電池充電器。系統110包含用於將電力轉換為機械力的第一子系統112、用於將機械力轉換為電力的第二子系統114及用於將電池充電的第三子系統116。
第一子系統112包含單相交流電電力供應導體118、單相交流電接地導體120、速度控制器122、第一、第二與第三三相電動機電力供應導體124及電動機126。
單相交流電電力供應導體118及單相交流電接地導體120連接到速度控制器122。三相電動機電力供應導體124中的各者將速度控制器122連接到電動機126的相應電力輸入端子128。速度控制器122透過單相交流電電力供應導體118接收單相交流電。速度控制器122透過三相電動機電力供應導體124將三相電力提供給電動機126。
電動機126包含連接到相應電力輸入端子128的相應線圈(未顯示)。線圈通常形成電動機126的定子。電動機126還具有帶有多個永久磁鐵的轉子(未顯示)。當將三相電力提供給電力輸入端子128及線圈時，線圈引起轉子旋轉。電動機126還具有由電動機126的轉子旋轉的旋轉輸出軸130。旋轉輸出軸130用作可運動輸出部件。當透過單相交流電電力供應導體118提供電力 時，電力通過引起旋轉輸出軸130的旋轉運動被速度控制器122及電動機126轉換為機械力。速度控制器122具有可調輸入132。操作者可調整可調輸入132以改變提供給旋轉輸出軸130的電力的量及速度。
第二子系統114包含旋轉輸入軸134、發電機136、分別的第一換向器138及第二換向器140及電力傳輸電路142。
發電機136包含分別的第一永久磁鐵144與第二永久磁鐵146及線圈148。第一永久磁鐵144與第二永久磁鐵146安裝在線圈148的相對側上。第一永久磁鐵144與第二永久磁鐵146安裝在使第一永久磁鐵144與第二永久磁鐵146之間引起電流產生磁場150的位置。
線圈148可旋轉地安裝在第一永久磁鐵144與第二永久磁鐵146之間。旋轉輸入軸134被安裝到線圈148。旋轉輸入軸134的旋轉使線圈148旋轉。當線圈148旋轉時，其區段通過電流產生磁場150。當線圈148的區段通過電流產生磁場150時，相對運動在線圈148中產生電流。
每個換向器138及140具有各自的觸點152及各自的電刷154。第一換向器138的觸點152永久地連接到線圈148的第一端160並隨之旋轉。第二換向器140的觸點152永久地連接到線圈148的第二端162並隨之旋轉。在線圈148內產生的電流是交流電。電刷154交替與觸點152的接觸以使得從線圈148傳導到傳輸電路142的電流在傳輸電路142內為脈衝直流電(DC)。
第三子系統116包含多組充電端子164及多個電池166。每個電池包含一組電池端子168，包括各自的正電池端子170及各自的負電池端子172。每組充電端子164包含各自的正充電端子174及各自的負充電端子176。每個電池166連接到傳輸電路142以使得各自的正電池端子170連接到各自的正充電端子174及各自的負電池端子172連接到各自的負充電端子176。電池166並聯連接到傳輸電路142並從傳輸電路142接收直流電電壓。
第一永久磁鐵144形成為具有第一組場線導件180。在第一永久磁鐵144內形成槽182使得槽182與各自的場線導件180交替。場線導件180及槽182以關於線圈148的旋轉軸線的徑向方向延伸。因為槽182由空氣製成，比起場線導件180內，較少磁場集中在槽182內。
類似地，形成具有由槽186交替的第二組場線導件184的第二永久磁鐵146。場線導件184及槽186以關於線圈148的旋轉軸線的徑向方向延伸。
在使用中，單相交流電電力供應導體118及單相交流電接地導體120連接到交流電源。單相交流電電力供應導體118及單相交流電接地導體120的端子通常形成在允許將導體118及120插到牆上插座內的插頭連接器上。牆上插座可例如提供220伏特交流電或110伏特交流電給速度控制器122。速度控制器122將從牆上插座接收的交流電轉換為三相交流電並透過三相電動機電力供應導體124將三相交流電提供給電動機126。當將電力提供給電 動機126時，旋轉輸出軸130旋轉。操作者可藉由調整速度控制器122的可調輸入132改變旋轉輸出軸130的旋轉速度。
電動機126的旋轉輸出軸130直接連接到發電機136的旋轉輸入軸134。電動機126的旋轉藉此引起線圈148的對應旋轉。在本實施例中，旋轉輸出軸130及旋轉輸入軸134的旋轉之間存在一對一的比例。在另一實施例中，輸電可提供不同的旋轉速度比例。
當線圈148在電流產生磁場150內旋轉時，在線圈148的區段內產生交流電。第一換向器138與第二換向器140將在線圈148內的交流電轉換為直流電並提供直流電電壓給電池166。
第一子系統112連接到電力供應網。電力供應網具有形成關於第一子系統112的導體的線圈的第一合成磁場。第一子系統112並未電連接到第二子系統114，取而代之的是透過旋轉輸出軸130及旋轉輸入軸134機械連接。因為它們是電不連接的，所以存在於第一子系統112內的第一合成磁場不會轉移到第二子系統114或干擾第二子系統114。第二子系統114形成第二合成磁場，第二合成磁場與第一子系統112的第一合成磁場不連接。由第二子系統114引起的第二合成磁場具有順著場線導件180及184的場線。場線導件180及場線導件184是形成來將場線引導成螺旋形狀。第二合成磁場的螺旋形狀的芯首先穿過線圈148的旋轉軸線且螺旋形狀圍繞線圈148同時順著場線導件180及場線導件184形成。
第二合成磁場轉移到傳輸電路142及電池166。電池166因此共享相同的第二合成磁場。此外，圍繞每個電池166的第二合成磁場的節距與從場線導件180中的一個到相鄰的場線導件180的節距相同。
圖6說明在圖5的單相交流電電力供應導體118上的第一合成磁場190。第一合成磁場190形成芯位於單相交流電電力供應導體118中心的螺旋形狀。第一合成磁場190的螺旋形狀具有大約20公尺的節距192。
圖6還說明圍繞圖5的線圈148的第二合成磁場194。第二合成磁場194具有芯與圖5的線圈148的旋轉軸線重合的螺旋形狀。第二合成磁場194具有的節距196等於從圖5的場線導件180中的一個到相鄰的場線導件180的節距。節距196通常介於1毫米與2毫米之間。應該注意的是，節距196不同於節距192且遠小於節距192。圖5的第二子系統114及第一子系統112的部件是電不連接的。如此，第一合成磁場190不影響、中斷或干擾第二合成磁場194。
圖6還顯示圍繞電池166中的一個的第二合成磁場194。第二合成磁場194具有芯對應於電池166中心線的螺旋形狀。第二合成磁場194的螺旋形狀具有與圍繞線圈148的第二合成磁場194的螺旋形狀相同的節距196。因為第二合成磁場194的節距196維持固定，所以與第三子系統116直接連接到電力供應網的情況 相比，在第二子系統114及第三子系統116內沒有熱產生或產生的熱少很多。
因為在電池的充電循環中消除或實際上消除了熱的產生，所以與電池加熱的情況相比，可能更快速地對給定電池進行充電而不引起對電池的損害。熱的消除亦意謂給定的電池亦可被充電到更高的電壓，這意謂電池的容量增加，隨著的是電池耗盡電量前的時間相應增加。熱的消除亦意謂電池的壽命(亦即電池可被再充電的次數)增加。熱的消除亦意謂由充電循環引起的爆炸危險減少。
第二合成磁場194具有圍繞線圈148的直徑200及圍繞電池166的直徑202。直徑200顯示為與直徑202相同。然而，應該注意的是，直徑202可小於或大於直徑200。如果直徑200與直徑202並不相同，因為圍繞線圈148及圍繞電池166的節距196會是相同的，所以儘管直徑200及直徑202有差異，還是非常少或沒有熱產生。
圖7A、圖7B及圖7C顯示彼此相鄰的兩個電池116A及電池116B。每個電池166A或166B具有圍繞電池166A及166B中的各自者的各自第二合成磁場194(圖7C的1)。第二合成磁場194合併形成混合的第二合成磁場194A(圖7C的2以及3)。合併的第二合成磁場194A(圖7C的3)遠大於個別的第二合成磁場194(圖7C的1)。合併的第二合成磁場194A(圖7C的3)與顯示於圖6圍繞電池166A及電池166B及圍繞線圈148的第二合成 磁場194具有相同節距。因為節距維持固定，幾乎沒有熱或沒有熱由第二合成磁場194與合併的第二合成磁場194A之間的交互作用產生。
圖8顯示根據本發明的替代實施例的系統110A。系統110A包含第一電磁鐵144A與第二電磁鐵146A及電磁鐵電力傳輸電路206。第一電磁鐵144A與第二電磁鐵146A分別取代圖5的第一永久磁鐵144與第二永久磁鐵146。電磁鐵電力傳輸電路206包含單相交流電電力供應器208及整流器210。將交流電提供給單相交流電電力供應器208。整流器201將交流電轉換為直流電並提供直流電給第一電磁鐵144A與第二電磁鐵146A。
系統110A包含分別附在第一電磁鐵144A與第二電磁鐵146A的場線導件180與場線導件184。在圖8的系統110A與圖5的系統110的場線導件180與場線導件184承做相同目的。圖8的系統110A的所有其他部件與圖5的系統110的部件相同或類似且一樣的標號表示一樣的部件。雖然未顯示，但應理解，圖8的系統110A包含的傳輸電路及第三子系統，類似於圖5的系統110的傳輸電路142及第三子系統116。
圖9顯示根據先前技術的充電器(「舊」)及根據本發明的充電器(「新」)之間的比較。相較於在舊充電器中以4.345VDC充電，以4.65VDC充電的相同電池導致較快的充電時間。相較於當使用舊充電器時的4.29V，當使用新充電器時，電池的充電是4.47V。在達到使用舊充電器充電的電池的充電電壓前，以新充電 器充電的電池持續5分鐘。以新充電器充電的電池總共比以舊充電器充電的電池持續時間長74%。
儘管已在隨附圖式中描述及顯示某些例示性實施例，但應理解這樣的實施例僅是說明性的且不限制本發明，因為技術領域中具有通常知識者可進行修改，本發明不限於所顯示及描述的具體構造及布置。
110:系統
112:第一子系統
114:第二子系統
116:第三子系統
118:單相交流電電力供應導體
120:單相交流電接地導體
122:速度控制器
124:第一、第二與第三三相電動機電力供應導體
126:電動機
128:電力輸入端子
130:旋轉輸出軸
132:可調輸入
134:旋轉輸入軸
136:發電機
138:第一換向器
140:第二換向器
142:電力傳輸電路
144:第一永久磁鐵
146:第二永久磁鐵
148:線圈
150:電流產生磁場
152:觸點
154:電刷
160:線圈的第一端
162:線圈的第二端
164:充電端子組
166:電池
168:電池端子組
170:正電池端子
172:負電池端子
174:正充電端子
176:負充電端子
180:場線導件
182:槽
184:場線導件
186:槽

Claims (17)

  1. 一種傳輸電力的系統，包括：電力供應導體，傳導產生第一合成磁場的電力供應電流；電動機，具有連接到所述電力供應導體的電力輸入端子及可運動輸出部件，所述電動機經配置以將所述電力供應電流轉換為所述可運動輸出部件的運動；發電機，具有連接到所述可運動輸出部件的可運動輸入部件，使得所述可運動輸出部件引起所述可運動輸入部件的運動、線圈、連接到所述線圈的電力輸出端子及磁鐵，其中所述可運動輸入部件的所述運動使所述線圈與所述磁鐵間圍著旋轉軸發生相對運動並產生電力輸出電流，從而將所述可運動輸入部件的所述運動轉換為傳到所述電力輸出端子的所述電力輸出電流，使得所述電力輸出電流產生與所述第一合成磁場非耦合的第二合成磁場，所述第二合成磁場作為電流產生磁場至少部分地存在於所述磁鐵內；以及多個場線導件，與所述線圈隔開且經定位以使所述第二合成磁場的場線在所述磁鐵中形成所述電流產生磁場以與所述多個場線導件耦合，其中所述多個場線導件是形成來將所述場線引導成圍繞所述旋轉軸的螺旋形狀。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中所述電力供應導體為單相交流電電力供應導體，還包括：單相交流電接地導體；速度控制器，連接到所述單相交流電電力供應導體及所述單相交流電接地導體；以及 至少一個電動機電力供應導體，將所述速度控制器連接到所述電動機，其中所述速度控制器可被操作以控制所述可運動輸出部件的速度。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的系統，還包括：三個三相電動機電力供應導體，將所述速度控制器連接到所述電動機。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中所述可運動輸出部件為旋轉輸出軸。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中所述可運動輸入部件為旋轉輸入軸。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中所述磁鐵包括：第一磁鐵與第二磁鐵，安裝就位以使所述第一磁鐵與所述第二磁鐵之間引起所述電流產生磁場，其中至少一第一組所述場線導件形成於所述第一磁鐵中。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的系統，其中至少一第二組所述場線導件形成於所述第二磁鐵中。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的系統，其中所述可運動輸入部件使所述線圈相對於所述磁鐵旋轉以於所述線圈中產生電流。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的系統，還包括：傳輸電路；以及至少一第一換向器，將所述線圈的第一端連接到所述傳輸電路。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的系統，還包括： 至少一第二換向器，將所述線圈的第二端連接到所述傳輸電路，所述線圈在其所述第一端與第二端之間具有區段，所述區段行進通過由所述磁鐵引起的電流產生磁場以於所述線圈中產生所述電流。
  11. 如申請專利範圍第6項所述的系統，其中所述第一磁鐵與所述第二磁鐵為第一永久磁鐵與第二永久磁鐵。
  12. 如申請專利範圍第6項所述的系統，其中所述第一磁鐵與所述第二磁鐵為第一電磁鐵與第二電磁鐵，還包括：電磁鐵電力傳輸電路，連接到所述第一電磁鐵與所述第二電磁鐵。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的系統，還包括：傳輸電路，連接到所述電力輸出端子，所述傳輸電路包括：至少一第一組充電端子，包括相對於彼此定位以將第一電池充電的正充電端子及負端子。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的系統，其中所述第一電池，具有連接在所述第一組充電端子的正負充電端子之間的正負電池端子。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的系統，還包括：至少一第二組充電端子，包括相對於彼此定位以將第二電池充電的正充電端子及負端子。
  16. 如申請專利範圍第13項所述的系統，其中所述第二合成磁場具有圍繞所述電池的螺旋形狀，及圍繞所述電池的所述螺旋形狀的節距與所述場線導件的節距相同。
  17. 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中所述第一合成磁場具有節距比所述場線導件的節距大的螺旋形狀。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW340992B (en) * 1996-06-26 1998-09-21 Toyota Motor Co Ltd Power output apparatus, method of controlling power output apparatus and driving system with power output apparatus incorporated therein
US5872435A (en) * 1995-09-08 1999-02-16 U.S. Philips Corporation Electrical drive arrangement
US5874797A (en) * 1996-12-10 1999-02-23 Active Power, Inc. Permanent magnet generator providing alternating current which has a selected frequency
CN101218733A (zh) * 2005-07-04 2008-07-09 佐格·奥登堡 具有无级变速的电齿轮箱
TW201004104A (en) * 2008-05-06 2010-01-16 Boon Hou Tay Electrical generator and electricity generation system
US20110040418A1 (en) * 2008-01-23 2011-02-17 Kalen Hans Method and device for controlling operation of a power supply system
JP2011060978A (ja) * 2009-09-09 2011-03-24 It Cars Co Ltd コイルの巻回方法、構造、およびこのコイルを用いて形成された装置並びに部品。
US20120025942A1 (en) * 2010-07-28 2012-02-02 General Electric Company Contactless power transfer system
JP2015100255A (ja) * 2013-11-19 2015-05-28 泰生 佐野 古典的無線電力伝送法および電界電動機

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4764743A (en) 1987-10-26 1988-08-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Permanent magnet structures for the production of transverse helical fields
JPH09294361A (ja) * 1996-02-26 1997-11-11 Osami Matsumoto 火花を発しない整流子
TWI234246B (en) 2004-08-03 2005-06-11 Ind Tech Res Inst 3-D stackable semiconductor package
JP2006344447A (ja) * 2005-06-08 2006-12-21 Kokusan Denki Co Ltd 車載用バッテリ・電気ユニット組合せ構造体
KR101508776B1 (ko) 2008-03-28 2015-04-10 에스케이이노베이션 주식회사 연속 흐름식 2중 촉매 반응 장치를 이용하여노르말-부텐으로부터 1,3-부타디엔을 제조하는 방법
EP2406975B1 (en) 2009-03-11 2013-01-23 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Setup and configuration of relay nodes
US8084909B2 (en) 2009-04-09 2011-12-27 Goodzeit Carl L Dual armature motor/generator with flux linkage
KR20110002961A (ko) * 2009-07-03 2011-01-11 김호길 휴대용 자가발전 교류 전원공급장치
TWM373022U (en) 2009-07-14 2010-01-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Electrical contact
JP6079094B2 (ja) * 2012-09-26 2017-02-15 ダイキン工業株式会社 インバータ制御装置
EP2838183A4 (en) * 2013-06-12 2016-04-20 Lg Chemical Ltd BIDIRECTIONAL POWER CONVERSION DEVICE
DE102014201268A1 (de) * 2014-01-23 2015-07-23 Alexander Artsybashev Einrichtung zur Energieumwandlung
WO2016204953A1 (en) 2015-06-16 2016-12-22 Skytran Inc. Magnetic linear drive device and system
NL2016836A (en) 2015-06-30 2017-01-17 Asml Netherlands Bv Position measurement system and lithographic apparatus

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5872435A (en) * 1995-09-08 1999-02-16 U.S. Philips Corporation Electrical drive arrangement
TW340992B (en) * 1996-06-26 1998-09-21 Toyota Motor Co Ltd Power output apparatus, method of controlling power output apparatus and driving system with power output apparatus incorporated therein
US5874797A (en) * 1996-12-10 1999-02-23 Active Power, Inc. Permanent magnet generator providing alternating current which has a selected frequency
CN101218733A (zh) * 2005-07-04 2008-07-09 佐格·奥登堡 具有无级变速的电齿轮箱
US20110040418A1 (en) * 2008-01-23 2011-02-17 Kalen Hans Method and device for controlling operation of a power supply system
TW201004104A (en) * 2008-05-06 2010-01-16 Boon Hou Tay Electrical generator and electricity generation system
JP2011060978A (ja) * 2009-09-09 2011-03-24 It Cars Co Ltd コイルの巻回方法、構造、およびこのコイルを用いて形成された装置並びに部品。
US20120025942A1 (en) * 2010-07-28 2012-02-02 General Electric Company Contactless power transfer system
JP2015100255A (ja) * 2013-11-19 2015-05-28 泰生 佐野 古典的無線電力伝送法および電界電動機

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