一種驅動轉子產生電能的裝置和方法

一種驅動轉子產生電能的裝置和方法
【專利摘要】本發明提供一種電磁發電機裝置及其使用平衡的電磁力來驅動的一個或多個飛輪轉子組件上的固定軸，并產生大量的電功率的方法。電磁發電機裝置包括附連到支撐框架，所述至少一個飛輪轉子組件的非旋轉軸，并且其經由所述非旋轉軸通過第一貫通聯接到所述飛輪轉子組件的至少一個輸入驅動板組件飛輪組件的軸承和所述輸入驅動器板組件的第二中心孔的中心的孔。
【專利說明】一種驅動轉子產生電能的裝置和方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求受益的美國專利申請序列號62/091,089，申請日期2014年12月12日，其在此引入作為參考。
技術領域
[0003]實施例本發明的一般涉及一種設備和提供來自電電流脈沖駕馭電能的方法。具體地說，該裝置涉及使用電脈沖馬達和一個電磁發電機以產生電力。
【背景技術】
[0004]—個電動馬達是一種將電能轉化為機械能的電氣機械。大多數電機通過一個電動馬達的磁場和繞組電流來產生電動機中力之間的相互作用進行操作。脈沖電機使用每個脈沖寬度調制來控制所述脈沖電機的旋轉速度。另一方面，轉換的機械能轉換成電能一般是通過電動發電機。通常，電動馬達和發電機是獨立的設備，并且用戶不能使用電動機作為發電機，或使用一臺發電機作為電動機。
[0005]傳統的飛輪的轉子系統由一個單獨的發電機耦合通常用于儲能和電力轉換和再生。它們也可用于機械地平滑電功率輸出。但是，能直接并且大量產生電力的飛輪系統還沒有被開發出來。
[0006]電磁鐵已經連同電動馬達和發電機產生并存儲電能。一個電磁鐵通常由絕緣電線纏繞在磁性鐵心的一個線圈的。鐵芯可以由鐵磁材料制成以增加產生的磁場。磁性鐵芯集中磁場的磁通量并使電磁體變為更強大的磁鐵。
[0007]電動馬達和電磁鐵的問題在于作為永久磁鐵與電磁鐵的鐵芯相互作用的轉子在電動機上產生拖力作用。該拖力使轉子難以移動或啟動。飛輪狀的電馬達或發電機通常只有一個轉子與旋轉軸，或幾個轉子該旋轉在相同的方向，這引起旋轉軸的“進動”問題。進動是在旋轉體的旋轉軸的方向的變化。進動可引起搖晃軸，這反過來又可以產生噪聲，在軸和支撐的磨粒磨損。進動也能引起轉子效率變低。因此，需要一種新的方法和裝置去使用一個飛輪電磁鐵系統來驅動的轉子上的軸以及產生大量的電能。

【發明內容】

[0008]本發明總體上提供了一種飛輪電磁鐵系統的裝置及其方法來使用平衡的電磁力來驅動于固定軸上的一個或多個轉子，并產生大量的電能。本發明的目的是提供一種新穎的飛輪式電磁鐵系統，其中支撐所述飛輪式電磁鐵系統的軸并不旋轉，而飛輪是由本身充當轉子和產生大量的電力的方式來旋轉。
[0009]在一個實施方案中，用于產生電力的電磁發電機裝置包括附連到支撐框架和至少一個飛輪轉子組件的非旋轉軸。飛輪轉子組件包括一個圓形環，圓非鐵質外框架同軸地安裝到圓形環和定位在圓形環，同軸地安裝到所述圓形環和位于的內周的圓形非鐵質內框架的外周圓形環，其中圓形非鐵質外框架包括位于向外的一種或多種外部永久磁鐵和圓形非鐵質內框架包括位于向內的一個或多個內部的永磁體。
[0010]飛輪轉子組件還包括一個圓形非鐵質板，其中圓形環，所述圓形非鐵質外框架，圓形非鐵質內框架附著到圓形非鐵質板的第一側并包圍所述圓形的外周非鐵質板塊。飛輪轉子組件還包括具有非旋轉軸穿過，軸承位于所述圓形非鐵質板的中心部分內的軸承的第一中心孔。
[0011]該電磁發電機裝置還包括至少被聯接到所述飛輪轉子組件經由所述非旋轉軸通過飛輪組件的軸承的第一中心孔穿透和的第二中心孔的一個輸入驅動板組件輸入驅動器板組件，并且其中所述輸入驅動器板組件包括徑向布置分開并附著在輸入驅動器板組件的第一側的一個或多個輸入驅動線圈組件。每個輸入驅動線圈組件包括具有第一端和第二端的鐵心，輸入驅動永久磁鐵附著在第一端鐵心，其中該鐵芯卷繞有輸入驅動線圈從所述第一端至所述第一端的輸入驅動器的永久磁鐵的第二端。
[0012]在另一個實施方案中，一個電磁發電機裝置，用于產生電功率被提供并且包括連接到支撐框架，一個或多個飛輪轉子組件的非旋轉軸，和被耦合到一個或多個輸入驅動板組件通過上述非旋轉軸通過飛輪組件的軸承和所述輸入驅動器板組件的第二中心孔的第一中心孔穿透所述飛輪轉子組件。
[0013]在又一個實施方案中，提供了一種用于產生電力的方法和包括將一個初始啟動力，旋轉的飛輪的轉子組件，觸發定位的輸入驅動器板組件上的光學傳感器開關，以及產生電流通過輸入驅動線圈組件的輸入驅動器線圈產生一個磁場。該方法還包括:通過提供從輸入驅動器線圈組件產生的磁場的吸引力來吸引位于向內隔開在圓形非鐵質內框架的內部的永久磁鐵是同軸地安裝在一個內周產生的磁通放大飛輪轉子組件的圓形環，和提供來自所述輸入驅動永久磁鐵的排斥力擊退內部永久磁鐵和平衡的磁場，其中的中性磁通間隙距離“D”被保持的第二端之間的吸引力鐵芯和所述一個飛輪轉子組件的圓形非鐵質內框架的一個內邊緣，以平衡的吸引力和排斥力，其中，所述內部永磁體和輸入驅動器永久磁鐵被定位成面對和自由通過彼此的甚至具有相同磁極性。
[0014]該方法還包括生成從輸入驅動器板組件的一個或多個輸入驅動線圈組件的受控磁通量脈沖力通過產生的電來旋轉飛輪轉子組件在不受阻礙的轉速很高，產生電能的方法，從外部永久磁鐵的磁場的位置向外隔開在圓形非鐵質外框架被同軸地安裝在飛輪轉子組件的圓形環的外周上，并通過一個電力輸出收集電能的電流組件，其具有一個或多個輸出線圈。
【附圖說明】
[0015]因此，在將本發明的上述特征可詳細理解的方式，本發明，以上簡要總結，進行更具體的描述可以參考實施方式，其中一些在附圖有說明。但應該指出的是，在所附【附圖說明】本發明的典型實施例，因此不應被認為是對其范圍的限制，因為本發明可允許其它同等有效的實施例。
[0016]圖1A展示的是根據本發明一個或多個實施例的立體圖的電磁發電機裝置。
[0017]圖1B展示的是根據本發明一些實施例的三維局部分解圖電磁發電機。
[0018]圖2展示的是飛輪的轉子組件的平面側視圖，從相對的輸入驅動器板組件的一個側面在根據本發明的一些實施例被觀看。
[0019]圖3A展示的是根據本發明的一個或多個實施例的輸入驅動線圈組件的部件的分解圖。
[0020]圖3B展示的是按照本發明的一個或多個實施例的一個側面觀察，輸入驅動器板組件的平面側視圖，從一輸入驅動板組件相對的飛輪的轉子組件中按照本發明的一個或多個實施例的一個側面觀察。
[0021]圖3C展示的是根據本發明的一個實例輸入驅動器板組件的聯接器的飛輪的轉子組件的的圓環內的示意圖。
[0022]圖3D展示的是按照本發明一個或多個實施例一個示例性輸入驅動永久磁鐵輸入驅動板組件相對于一個按照本發明的一個或多個實施例的圓形非鐵質內框架內的示例性內部永久磁鐵內的定位。
[0023]圖4展示的是一個脈沖驅動器電路根據本發明的一個或多個實施例的示意圖。
[0024]圖5展示的是電力輸出組件的根據本發明的一個或多個實施例的平面側視圖。
[0025]圖6展示的是根據本發明的一個或多個實施例的電磁發電機裝置的另一例的雙轉子型的立體示意圖。
[0026]圖7展示的是根據一些實施例的方法說明用于使用一個或多個電磁發電機設備發電的流程圖。
【具體實施方式】
[0027]本發明總體上提供了一種飛輪電磁鐵系統的裝置及其方法，以使用輸入功率的平衡的電磁力和少量的驅動一個或多個轉子上的固定軸，并產生大量的電能。本發明不是一個能量存儲系統，但目標是提供一種新的方法，以使用少量的輸入功率來驅動飛輪，以使飛輪以產生大量的電功率的情況下直接單獨發電機如在常規飛輪能量存儲系統中檢索儲存的能量。相比于常規的飛輪，本發明的實施例提供了一種新穎的飛輪式電磁鐵系統，其中支撐所述飛輪式電磁鐵系統的軸，而飛輪的其余部分旋轉，以便充當轉子以產生電力不旋轉。通過旋轉轉子以高速，電流從輸出線圈產生可以被收集，并且產生電力。
[0028]圖1A是按照本發明的一些實施方案的一個電磁發電機設備100的立體圖。的電磁發電機設備100通常包括一個飛輪轉子組件200中，輸入驅動器板組件300，輸入電源402，和一個電力輸出組件500在一個實施例中，輸入電源402被用于提供輸入功率或能量給輸入驅動器板組件300為了清楚對附圖的目的，一些電線，這顯示在圖4中，未在圖1A和圖1B所示。在另一個實施方案中，輸入驅動器板組件300所使用的電力輸出組件500以驅動飛輪轉子組件200以產生旋轉速度和產生電能，它可以被提取和輸出。
[0029]在另一個實施方案中，電磁發電機裝置100支撐在一個軸270，其在電磁發電機設備100的飛輪的轉子組件200內位于非旋轉例如，電磁的軸270發電機裝置100可以在支撐框架660或任何其他類型的合適的支撐結構的支撐。
[0030]飛輪轉子組件200通常包括一個圓環250和在圓形環250，在圖1A中未展示出的一側的一個側面的圓形非鐵質板280，但展示于圖2中的圓形的外部環250覆蓋有圓形非鐵質外框架210和圓環250的內側部分覆蓋有圓形非鐵質內框架220。在一個實施例中，飛輪轉子組件200的圓形非鐵質外框架210被定位成圓環250，并且圓形非鐵質內框架220的外周定位在圓形環250的內周。
[0031]在另一個實施方案中，圓形非鐵質外框架210被同軸地安裝到圓形環250在又一實施例中，圓形非鐵質內框架220也同軸地安裝到圓形環250在某些實施例中，圓形非鐵質外框架210可以從一個氣缸可以形成為圍繞圓形環250的圓形非鐵質外框架210可以由金屬材料制成，如鋁或任何其它合適的金屬材料的外周的形狀，并且可以具有一個直徑約5英寸至約15英寸，例如約十(10)英寸之間的“D”為約4英寸或更大，例如，。圓形非鐵質內框架220可以由金屬材料制成，如鋁或任何其它合適的金屬材料，并且可以具有一個半徑的約1.5英寸或更大的“R 2”(圖3C所示)，例如，介于約2英寸至約6英寸，例如約4.5英寸。其他大小和尺寸也可以使用。
[0032]—個實施方式提供了圓形非鐵質外框架210包括多個定位在空間上分開，向外沿飛輪轉子組件200的外周在一個示例外部永久磁鐵230，飛輪轉子組件200可以包括兩個或多個外部永久磁鐵230，如四(4)或多個外部永久磁鐵230，例如，約12個或更多的外部永久磁鐵230，或約二十四(24)或多個外部永久磁鐵230，等等。
[0033]在另一個實施方案中，圓形非鐵質內框架220被設想成包括多個空間上位置開并且向內沿飛輪轉子組件200的內周在一個示例內部的永久磁鐵240的，飛輪轉子組件200可以包括兩個或更多個內部的永久磁鐵240，如四(4)或多個內部的永久磁鐵240，例如大約六
(6)或多個內部的永久磁鐵240，大約12個或更多的內部的永久磁鐵240，或約二十四(24)或多個內部的永久磁鐵240等。
[0034]如圖1A所示，電輸出組件500被定位成鄰近所述飛輪轉子組件200的電力輸出組件500包括一個或多個輸出線圈510支撐在線圈支撐520的外部永久磁鐵的旋轉230上的飛輪的轉子組件200被用于產生在電力輸出組件500作為飛輪轉子組件的電流的軸270周圍200旋轉時，旋轉速度產生的磁通從外部永久磁鐵的切削230，導致產生和收集的電流由電輸出組件500的電電流由外部永久磁鐵在輸出線圈510中的電力輸出組件500的在該傳送230產生的輸出線圈510—個實施方案中，輸出線圈510的形狀相匹配的外部永久磁鐵230的形狀以增加由輸出線圈510收集電能的效率。
[0035]一般地，飛輪轉子組件200的圓形環250被用于給飛輪的轉子組件200提供重量，因此可以被以增加產生和/或存儲的能量的量由一個重物材料由電磁發電機設備100。例如，圓形環250可以由金屬材料制成，如鉛，不銹鋼，以及其他金屬材料，等等。在一個實例中，圓形環250可具有半徑“R1”(圖3C所示)為約2.5英寸或更大(例如，大約5英寸和10英寸之間，如5英寸)，寬度“W”的約0.25英寸或更大，(例如，約0.75英寸或更大，例如約I英寸至約3英寸)，厚度為約0.1英寸或更大的“T”型(例如，介于約0.25英寸至約I英寸)。然而，圓形環250的尺寸不是限制性的，并且可以相應地放大或縮小。
[0036]在一個實例中，所述飛輪轉子組件200的圓形非鐵質外框架210包括十八(18)個，外部永久磁鐵230，六(6)個內部的永久磁鐵240。在另一個例子中，外部永久磁鐵230的形狀是一個長方體，每個外部永久磁鐵230可以是永久磁體230是長方體并且每個外部永久磁鐵230可以是大約50毫米X 15毫米X 5毫米并具有約二千一百(2100)的近似磁力G力。圓形非鐵質外框架210被用來提供房子的外部永久磁鐵230向飛輪轉子組件200，因此可以由任何非鐵質非磁性材料制成。例如，圓形非鐵質外框架210可以由鋁制成，或任何其他合適的材料，如鉛，不銹鋼，以及其他金屬材料，等等。
[0037]另一例子是，每個內部永磁體240可以是大約15毫米X15毫米X5毫米并具有30—百(3100)G力的近似磁力。其它數目，形狀和外部永久磁鐵230和內部的永久磁鐵240的尺寸也可使用，并相應地調整。圓形非鐵質內框架220是用來提供房屋內部的永久磁鐵240在飛輪轉子組件200，因此可以由任何非鐵質非磁性材料。例如，圓形非鐵質內框架220可以由鋁制成，或任何其他合適的材料，如鉛，不銹鋼，以及其他金屬材料，等等。
[0038]圖1B是在電磁發電機設備100的立體部分分解圖，按照本發明的一些實施方案。如圖1A和IB所示，輸入驅動器板組件300被聯接到所述飛輪轉子組件200，諸如被定位以適應飛輪的轉子組件200的圓形環250的內圓周內。
[0039]在圖1B所示的例子中，輸入驅動器板組件300包括安裝板310和至少一個輸入驅動線圈組件320定位在安裝板310的一側，面對飛輪轉子組件200的一側。可以安裝在安裝板310可以改變，并且可以是兩個或更多個輸入驅動器線圈組件320(例如，四個，六個，八個或更多的輸入驅動器線圈組件320)輸入驅動線圈組件320的數目。輸入驅動器板組件300的安裝板310包括一個中心孔318，軸270可以穿過。安裝板310可具有半徑“R 3”為約2英寸或更大(圖3C所示)(例如，約2.5英寸和10英寸，如3英寸之間)。
[0040]圖2是飛輪轉子組件200的平面側視圖，從相對所述輸入驅動器板組件300的一個側面觀察如圖2所示，飛輪轉子組件200包括圓環250，圓形非鐵質板280，和一個軸承260。在一個實施例中，軸承260被定位在圓形非鐵質板280的中心部分內，并設計成允許飛輪轉子組件200的軸270周圍的自由旋轉經由中心孔268軸承260。
[0041 ]在另一實施例中，圓形環250，圓形非鐵質外框架210，并且圓形非鐵質內框架220被附連到第一側的圓形非鐵質板(即查看和圖2中所示的第一側)280.此外，該圓形環250，圓形非鐵質外框架210，并且圓形非鐵質內框架220被定位成包圍非鐵質板280的外周。
[0042]圓形非鐵質板280可具有的直徑為約5英寸或更大，例如約8英寸或更大。圓形非鐵質板280添加到飛輪轉子組件200的總質量，從而可以產生和儲存的能量。十八外部永久磁鐵230中的圓形非鐵質外框210上顯示在圖2。
[0043]在一個例子中，軸承260的外徑可以是大約兩(2)英寸和軸承260的中心孔268的內徑可以是大約一(I)英寸時的圓形環的直徑250大約是9英寸。軸承260的尺寸和徑可以相應地調整。
[0044]如圖2中所示，一個反射物體290可以定位在內部的永久磁鐵240的一個或多個表面上。反射物體290與位于毗鄰光學傳感器開關360(在圖3B中示出)位于至少一個輸入驅動器線圈組件320上。
[0045]再參照圖1B，在一個實施例中，電磁發電機設備100通過使軸270通過軸承260的飛輪轉子組件200內的中心孔268，然后通過的居中孔318組裝輸入驅動器板組件300內的安裝板310在圖1B的例子中，六(6)輸入驅動線圈組件320被安裝在安裝板310。每個輸入驅動器線圈組件320可能包括輸入驅動永久磁鐵350和輸入驅動器線圈330。在一個實施例中，飛輪轉子組件200的圓形非鐵質板280的第一側面對輸入驅動板組件300的一側，這一側具有多個輸入驅動線圈庫侖的側組件320。
[0046]圖3A示出了輸入驅動器線圈組件320的一個實例。每個輸入驅動器線圈組件320是由具有第一端和第二端的鐵芯340，其中輸入驅動永久磁鐵350被連接到第一鐵芯340另外的結束后，輸入驅動線圈330被從它的第一端至其第二端纏繞在鐵芯340。鐵芯340的長度被示為“LI”。輸入驅動器的永久磁鐵350，輸入驅動器線圈330和鐵芯340被組裝以形成電磁體構建體。在一個實例中，輸入驅動器永久磁鐵350是約15毫米X 15毫米X5毫米的尺寸，并且具有約21 100(2100)的磁力G力。作為一個例子，在鐵芯340可以是具有約50毫米的長度LI大約8毫米X 8毫米，具有30AWG導線的大約1200( 1200)繞組。
[0047]圖3B示出了輸入驅動器板組件300中，從一側輸入驅動器板組件300面對著飛輪轉子組件200在圖3的例子中，輸入驅動器板組件300包括六個(6)輸入驅動線圈組件320位于向內開的并且徑向以一角度V’。在一個實施例中，角度V’是介于零到90度。在一個實例中，角度V’是零度。在另一實例中，角度V’為45度。
[0048]在圖3B中，至少一個光學傳感器開關360被定位旁邊的至少一個輸入驅動器線圈組件320的光學傳感器，開關360感測輻射由至少一個內部永磁體的表面上的反射物體反射的290240當從輸入驅動器線圈組件320和內部的永久磁鐵240的電磁力被對準以觸發受控磁通量脈沖。
[0049]圖3C示出了飛輪的轉子組件200，其中所述輸入驅動器線圈組件320的一個示例被示為沿徑向定位在零度的角度V’與圓環250內耦合輸入驅動板組件300與內部的永久磁鐵240的一個例子。在對準的是零度，輸入驅動器線圈330被定位在“R4”的半徑與輸入驅動器線圈330的第二端的第一端的角度V’被定位在從安裝板310的半徑的中心點在該安裝板310的邊緣(關于“R3”的安裝板310的半徑)。由于鐵芯340的長度被示為“LI”，因此在零度的角度V’，R3等于LI的加R4。圓環250的半徑“R1”被調整為包括圓環250的厚度“T”和半徑“R2”的圓形非鐵質內框架220。
[0050]圖3D展示的是定位的一個實例中的至少一個輸入驅動永久磁鐵350的輸入驅動器板組件內320相對于至少一個內部的永久磁鐵240的圓形非鐵質內框架220。在一個實施方案中，在距離的半徑“R2”的圓形非鐵質內框架220和半徑“R3”的安裝板310之間有間隙距離“D”，其中D等于R2減去R3之間的“D”。在一個實例中，Rl是約5英寸，R2是約3.5英寸，和R3為約3英寸，使得D是大約0.5英寸。
[0051]在另一個實施方案中，輸入驅動器板組件300的安裝板310，以便使至少一個驅動器線圈組件320的電磁鐵力與位于飛輪轉子組件200的圓形非鐵質框架220內的至少一個內部的永久磁鐵240中的飛輪的轉子組件200的圓形非鐵質框架220之內。
[0052]在又一實施例中，飛輪轉子組件200的圓形非鐵質內框架220和對輸入驅動線圈組件的輸入驅動器板組件300的320的輸入驅動器的永久磁鐵350上的內部永久磁體240被定位成面對和相互傳遞在同一個磁極。其結果是，在輸入驅動器板組件300的每個輸入驅動器線圈組件320被調整到一個位置，其中所述內部永磁體240朝向鐵芯的驅動線圈組件320和排斥力之間的兩個相同極性產生的340的引力磁鐵240和350，可以被抵消掉。這個位置被優化，使得第二端部(與半徑R3)輸入驅動器線圈組件320的鐵芯340被保持在圓形中的從內邊緣距離“D”(與R2的半徑)所述一個飛輪轉子組件200。距離“D”的非鐵質內框架220等于R2減去R3。在一個示例中，內部的永久磁鐵240和輸入驅動器線圈330的尖端之間的距離“D”是十八分之一英寸或更大，例如或大約十六分之一英寸大，或者約0.25英寸或較大，例如大約十六分之一英寸和一英寸之間，或介于約0.25英寸至約0.5英寸，例如，大約0.375英寸之間。
[0053]不希望受理論的束縛，可以預期的是，當將電勢跨越輸入驅動線圈330的端部，一個電流流過輸入驅動器線圈330施加，并產生一個磁場，該磁場被大大的存在增強鐵芯340和輸入驅動永久磁鐵350。產生的磁場從輸入驅動器線圈組件320提供強大的力量由與內部永久磁鐵相互作用240加速或保持飛輪轉子組件200的旋轉速度。為了有效地加速或保持的紡絲速度飛輪轉子組件200中，從輸入驅動器板組件300中的脈沖的力必須被施加的飛輪的轉子組件200的旋轉的共振。在一些實施方案中，輸入驅動永久磁鐵350被連接到鐵芯340，使得輸入驅動器的永久磁鐵350在與鐵心340接觸的磁極性是相同極性的通過內部的永久磁鐵240最靠近鐵心340輸入驅動永久磁鐵350的極性抵消的通過內部的吸引永久磁鐵240向鐵芯340，從而最小化和從根本上消除了飛輪轉子組件200的旋轉阻力這使得飛輪轉子組件200易于啟動和旋轉。
[0054]圖4示出了根據本發明的一個或多個實施例的脈沖驅動器電路400的一個例子。脈沖驅動電路400電連接到輸入電源402和功能，只允許脈沖電流通過當駕駛員線圈組件320和內部的永久磁鐵240被對準。在一些實施例中，一個開關，諸如光學傳感器開關360 (例如，仙童反光光電晶體管模型QRD 1114)在圖3B中所示的，可以使用。
[0055]所述的光學傳感器開關360包括一個紅外發光二極管和并排安裝在一個外殼中的檢測器。光學傳感器開關360的工作原理是使用檢測器來檢測輻射由反射對象從紅外發光二極管發射的和反射的290。開關360被以這樣的方式定位在相同的結構的驅動器線圈組件320的光學傳感器，以允許檢測器與一個內部的永久磁鐵240探測器的表面上的反射物體290。探測器探測到由所述反射物體290反射的輻射，并觸發要施加到驅動線圈組件320的受控磁通量脈沖。
[0056]在一個實施方案中，光學傳感器開關360是電連接到脈沖驅動器電路400。在另一實施方案中，光學傳感器開關360被定位為靠近的輸入驅動器320的輸入驅動線圈組件中的至少一個板組件300。脈沖驅動器電路400可以分離或安裝到輸入驅動器板組件300的某些部分。
[0057]一般地，脈沖驅動器電路400包括一個脈沖產生電路，多個輸入驅動器線圈330的，以及輸入電力指示器。脈沖發生電路產生的電脈沖，與飛輪轉子組件200產生共鳴。電力指示符指示是否有脈沖電流通過輸入驅動器線圈330共振。脈沖驅動器電路被連接到輸入電源。
[0058]在圖4所不的實施例中，脈沖生成電路包括輸入電源402，光學傳感器開關360，一個η溝道MOSFET 410和電阻器420。在一些實施方案中，輸入功率源402是一個12V直流電池提供電源的脈沖發生電路。η溝道MOSFET 410切換跨過輸入驅動線圈330的輸入電源402電連接到輸入驅動器線圈的輸入驅動板組件300從光的輸出的輸入驅動器線圈組件320的330的電勢傳感器開關360被引導到MOSFET 410的柵極啟動脈沖信號饋送到輸入電源402的負極側被連接到η溝道MOSFET 410的源極的輸入驅動器線圈330。
[0059]電阻器420跨接在柵極和η溝道MOSFET410的源極，并且保護可能突然有電流變化的脈沖。電阻器420的電阻率可為約約10，000歐姆或更大，例如約10K歐姆。每個輸入驅動器線圈330的一個有線端被連接到輸入電源402，輸入驅動器線圈330的另一端有線的正極端子被連接到MOSFET 410的漏極。
[0060]在一些實施例中，輸入電指示器包括LED 440和電阻器450的LED 440被連接到輸入電源402的正端和LED 440的陰極的陽極連接到漏極的η溝道MOSFET 410與一個在系列千歐姆的電阻4501Ε?打開時的電位被施加到輸入驅動器線圈330。在一個替代實施例上，由電力產生的輸出功率的一部分的輸出組件500可以被用于提供輸入功率，而非使用輸入功率402(例如，一個12伏電池)。
[0061 ]圖5是電力輸出組件500的平面側視圖。在一個實施方案中，電輸出組件500被定位成鄰近所述飛輪轉子組件200的電力輸出組件500的外圓周可以包括線圈支撐520和一個或多個輸出線圈510的輸出線圈510可以用約1300繞組組成的24AWG磁導線。線圈支架520容納輸出線圈510的輸出線圈510最接近飛輪轉子組件200的表面與飛輪轉子組件200的外周面在一些實施方案中，輸出的大小位于約0.25英寸的距離線圈510是約2.5英寸X 2英寸X0.875英寸。
[0062 ]作為飛輪轉子組件的軸270周圍200的旋轉，磁通量的從在輸出線圈510中的外部永久磁鐵230中的切割產生電流在輸出線圈510。在一個實施方案中的金屬絲，幾個輸出線圈510中，可能被用來圍繞飛輪轉子組件200的周邊以增加發電。在該例子中，如圖5，三個輸出線圈510在電力輸出組件500的總輸出為35伏交流電當飛輪轉子組件200在運行約250RPM的轉速。在可替代的例子中，正由飛輪轉子組件200產生的輸出功率的一部分可以被用于在脈沖驅動電路400供電。
[0063]圖6是電磁發電機裝置700的另一個例子的按照本發明的一個或多個實施例的雙轉子型的立體示意圖。電磁發電設備700包括兩個飛輪轉子組件750的旋轉方向相反(如箭頭A繞軸270和箭頭B軸270左右)。每個飛輪轉子總成750具有定位在圓形非鐵質內框220的中央凹陷區域內自己的輸入驅動板組件300。
[0064]兩個飛輪轉子組件750可以在相反方向旋轉，以減少和基本上消除常常在單個旋轉轉子組件觀察到的陀螺效應。在軸270穿過兩個飛輪轉子組件750的中心孔并支承在支承框架680的。支撐框架680可以是垂直的臂或其他支撐機構，例如一個封裝外殼。在一個替代實施例中，正由雙轉子電動發電機裝置700所產生的總功率輸出的一部分可以被用于驅動所述脈沖驅動器電路400。
[0065]圖7是一個流程圖，根據一個或多個實施例的方法，來說明方法700使用一個或多個電磁發電機設備發電。方法700包括施加初始啟動力，旋轉的飛輪的轉子組件的可選步驟702和觸發定位的輸入驅動器板組件上的光學傳感器開關的步驟710。在初始啟動力可能手工實施，磁通脈沖，或通過一些其它的機械裝置。啟動力開始飛輪轉子組件繞一軸穿過飛輪轉子組件的中心和輸入驅動器板組件的中心。旋轉的一個或多個飛輪轉子組件可以觸發脈沖驅動電路，這又關閉一個脈沖發生電路，產生從輸入驅動器組件300的一個或多個驅動器線圈組件的受控磁通量脈沖的光學傳感器開關。
[0066]在步驟720中，電流通過輸入驅動線圈組件的輸入驅動器線圈產生，以產生磁場。驅動器的輸入線圈環繞具有第一端和第二端的鐵心，和一個輸入驅動永久磁鐵附著到鐵心的第一端。在步驟730，磁通量擴增是通過提供從輸入驅動器線圈組裝到吸引內部的永久磁鐵所產生的磁場的吸引力位于向內隔開上同軸地安裝在一個內周的圓形非鐵質內框架生成飛輪轉子組件的圓形環。此外，一個排斥力從輸入驅動永久磁鐵提供擊退內部永久磁鐵和抵消磁場的吸引力。
[0067]在步驟740，一個中性磁通間隙距離“D”被保持在鐵芯的所述第二端和所述一個飛輪轉子組件的圓形非鐵質內框架的一個內邊緣，以平衡的吸引力和排斥力之間力。在一個實施方案中，內部永久磁鐵和輸入驅動器永久磁鐵被定位成面對并經過彼此以相同磁極性。在步驟750，從生成到旋轉飛輪轉子組件以高轉速不受阻礙輸入驅動器板組件所述一個或多個輸入驅動線圈組件的受控磁通量脈沖力。旋轉的飛輪轉子組件由受控磁脈沖驅動最終會達到一個操作的旋轉速度。
[0068]在步驟760中，電功率是通過產生從外部的永久磁鐵的磁場的電流位于向外隔開上同軸地安裝在飛輪轉子組件的圓形環的外周為圓形非鐵質外框架生成的。例如，輸出電流在位于周向相鄰的所述一個或多個輸出線圈中產生，在位于圓周方向上相鄰于旋轉飛輪的轉子組件的一個或多個輸出線圈中產生。在步驟770中，電功率是通過一個具有一個或多個輸出線圈的電力輸出組件收集的。
[0069]實施例本發明提供一種飛輪式電磁鐵系統和使用飛輪型電磁鐵系統用于產生大量的電力的方法。在一個實施例中，飛輪式電磁鐵系統包括每單元安裝在一個垂直位置上的非旋轉軸I的飛輪。在另一實施例中，飛輪式電磁鐵系統包括兩個飛輪并排安裝在一個非旋轉軸，其中所述兩個飛輪可以以相同或相反的方向旋轉，并且旋轉。在一個優選的實施方案中，兩個飛輪的旋轉在相反的旋轉方向彼此以消除在旋轉飛輪的旋進的問題。
[0070]附加飛輪可以被添加到所述飛輪式電磁鐵系統包括三個，四個或安裝在單個固定地設置的和非旋轉軸，以產生更高的總電功率輸出飛輪的其它任何附加數量。例如，飛輪式電磁鐵系統可以被修改成包括兩個飛輪對多個單元，具有兩個飛輪每個飛輪一對旋轉方向相反。
[0071]因此，本發明提供了電磁發電機設備100及它們的使用平衡的電磁力來驅動的一個或多個飛輪轉子組件200上的固定軸，并產生大量的電功率的方法。電磁發電機裝置包括附連到支撐框架，所述至少一個飛輪轉子組件的非旋轉軸，并且其經由所述非旋轉軸通過第一貫通聯接到所述飛輪轉子組件的至少一個輸入驅動板組件飛輪組件的軸承和所述輸入驅動器板組件的第二中心孔的中心的孔。
[0072]雖然前述內容針對本發明，本發明的其它和進一步的實施例可以設計不脫離基本范圍的前提下，范圍由通過隨后的要求而定。
【主權項】
1.一種電磁發電機裝置，用于產生電力，其包括: 連接到支撐框架上的一個非旋轉軸； 至少一個飛輪轉子組件，包括: 一個圓形環； 一個圓形非鐵質外框架同軸地附連到圓環和位于圓環的外周； 一個圓形非鐵質內框架，同軸地安裝到所述圓形環和定位在圓形環的內周，其中所述圓形非鐵質外框架包括位于向外的一種或多種外部永久磁鐵，所述圓形非鐵質內框架包括一個或多個向內定位的內部永久磁鐵； 一個圓形非鐵質板，其中，所述圓形環，所述圓形非鐵質外框架，并且圓形非鐵質內框架附著到圓形非鐵質板的第一側并包圍所述圓形非鐵質板的外周;和 一個輸入驅動器板組件通過其非旋轉軸與其至少一個飛輪轉子組件銜接，其中，所述輸入驅動器板組件包括徑向布置分開并附著在輸入驅動器的第一側的一個或多個輸入驅動線圈組件聯接到所述一個飛輪轉子組件的至少一個輸入驅動板組件板組件，并且其中所述輸入驅動器線圈組件包括: 具有第一端和第二端的鐵心，所述鐵心被纏帶從第一端至第二端的輸入驅動器的線圈；和 附著在鐵心的第一端的一個輸入驅動器永久磁體。2.如權利要求1所述的電磁發電機設備，并包括: 輸入電源電連接到所述輸入驅動器板組件的一個或多個輸入驅動線圈組件的輸入驅動器線圈。3.如權利要求2所述的電磁發電機設備，并包括: 脈沖驅動電路電連接到輸入電源。4.如權利要求3所述的電磁發電機設備，并包括: 光學傳感器開關位于接近一個輸入驅動板組件，其中，所述光學傳感器開關電連接到所述脈沖驅動器電路的一個或多個輸入驅動器線圈組件中的一個。5.如權利要求1，其中，每個輸入驅動板組件包括六(6)輸入驅動線圈組件的電磁發電機設備。6.如權利要求1所述的電磁發電機設備，并包括: 一個支撐框架。7.根據權利要求1所述的電磁發電機設備，其中所述一個飛輪轉子組件的圓形非鐵質板的第一側面輸入驅動器板組件的第一側的電磁發電機設備。8.權利要求1所述的電磁發電機設備，其中所述一個或多個輸入驅動線圈組件附著徑向分開放在輸入驅動板組件在一個V’角，其中α從0°到90°不等的電磁發電機設備。9.權利要求8所述的電磁發電機設備，其中，V’等于0°。10.權利要求1所述的電磁發電機裝置，其中所述至少一個飛輪轉子組件的圓形非鐵質內框架和輸入驅動器上的至少一個輸入驅動板的輸入驅動線圈組件的永久磁鐵上的內部永久磁體裝配定位面對和相互傳遞在同一個磁極。11.根據權利要求1所述的電磁發電機設備，其中所述一個輸入驅動線圈組件的鐵芯的所述第二端從所述一個飛輪轉子組件的圓形非鐵質內框架的內緣保持在距離“D”。12.根據權利要求11所述的電磁發電機設備，其中該距離“D”等于一英寸的十六分之一到一英寸。13.如權利要求1所述的電磁發電機設備: 一電力輸出組件與一個或多個輸出線圈。14.一種電磁發電機裝置，用于產生電力，其包括: 連接到支撐框架上的一個非旋轉軸； 一個或多個飛輪的轉子組件，其中，一個飛輪轉子組件，包括: 一個圓形環； 一個圓形非鐵質外框架同軸地附連到圓環和位于圓環的外周； 一個圓形非鐵質內框架，同軸地安裝到所述圓形環和定位在圓形環的內周，其中所述圓形非鐵質外框架包括位于向外的一種或多種外部永久磁鐵，且所述圓形非鐵質內框架包括一個或多個向內定位的內部永久磁鐵； 一個圓形非鐵質板塊;其中所述環狀環，所述圓形非鐵質外框架與所述圓形非鐵質內框架時附著到所述圓形非鐵質板的第一側并包圍所述圓形非鐵質板的外周;和 一個軸承，具有第一中心孔，其中非旋轉軸穿過，其中軸承位于所述圓形非鐵質板的中心部分內； 一個或多個輸入驅動板組件，其中，一個輸入驅動器板組件經由所述非旋轉軸通過一個飛輪組件的軸承的第一中心孔穿透和所述一個的第二中心孔耦合到所述一個飛輪轉子組件輸入驅動器板組件，和 其中所述一個輸入驅動器板組件包括一個或徑向布置分開并附著在輸入驅動器板組件的第一側更輸入驅動線圈組件，和其中所述輸入驅動器線圈組件包括: 具有第一端和第二端的鐵心，所述鐵心被纏帶從第一端至第二端的輸入驅動器的線圈；和 附著在鐵心的第一端的輸入驅動器的永磁體。15.根據權利要求14，進一步包括電磁發電機設備: 輸入電源電連接到所述一個輸入驅動器板組件的一個或多個輸入驅動線圈組件的輸入驅動器線圈。16.根據權利要求14，進一步包括電磁發電機設備: 脈沖驅動電路電連接到輸入電源。17.根據權利要求14，其中所述一個或多個輸入驅動板組件包括二個或多個飛輪的轉子組件，以相反方向轉動。18.—種用于產生電力的方法，包括: 觸發定位的輸入驅動器板組件的光學感應開關； 產生電流通過輸入驅動線圈組件的輸入驅動器線圈產生一個磁場，其中所述驅動器輸入線圈卷繞在鐵芯上纏繞具有第一端和第二端，且其中一輸入驅動永久磁鐵附著到鐵芯的Λ-Λ-上山 提供來自輸入驅動永久磁鐵的排斥力擊退內部永久磁鐵和平衡的磁場，其中的中性磁通間隙距離“D”被保持在鐵芯的所述第二端和內邊緣之間的吸引力所述一個飛輪轉子組件的圓形非鐵質內框架以平衡的吸引力和排斥力； 通過提供從輸入驅動器線圈組裝到吸引內部的永久磁鐵所產生的磁場的吸引力位于向內隔開上同軸地安裝在飛輪的一個圓環的內周的圓形非鐵質內框架生成磁通量擴增轉子組件，其中，所述內部永磁體和輸入驅動器永久磁鐵被定位成面對并經過彼此以相同磁極性;和 產生從輸入驅動器板組件的一個或多個輸入驅動線圈組件的受控磁通量脈沖力而旋轉飛輪轉子組件以高轉速不受阻礙。19.根據權利要求18的方法，還包括: 施加初始啟動力，旋轉的飛輪的轉子組件。20.根據權利要求18的方法，還包括: 通過產生從外部的永久磁鐵的磁場的電流位于向外隔開上同軸地安裝在飛輪轉子組件的圓形環的外周為圓形非鐵質外框產生電力。21.根據權利要求18的方法，還包括: 通過一個電力輸出收集電能組件，其具有一個或多個輸出線圈。
【文檔編號】H02K7/02GK105896819SQ201510921018
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年12月11日
【發明人】馮沛恒
【申請人】馮沛恒