电磁发电机变换器的制造方法

电磁发电机变换器的制造方法
【专利摘要】一种电磁发电变换器包括：一个或多个通量组件，所述通量组件具有一个或多个磁场源，所述磁场源具有正极和负极以及在所述正极和所述负极之间的路径中通过的磁场；和导体，所述导体与所述一个或多个磁场源磁耦合，所述磁场源和所述导体被相对于彼此固定；分流器与动力源连接并被构造成将所述分流器移动至第一位置和第二位置，其中当所述分流器在所述第一位置和所述第二位置之间被移动时，在所述正极和所述负极之间通过的所述磁场的大小发生改变。
【专利说明】电磁发电机变换器
[0001]通过引用进行的合并
[0002]提交于2012年5月30日的序列号为61/653，269的美国临时申请，和提交于2013年3月15日的序列号为13/834，269的美国申请的整体据此通过引用被明确地合并于本文中。

【技术领域】
[0003]本文中公开的独创性概念总体上涉及电磁发电机变换器，并且更特别地但不以限制的方式涉及电能发电机，所述电能发电机具有一个或多个磁场源和与所述磁场源磁耦合的感应绕组(或导体)，磁场源和绕组相对于彼此固定不动。不同于感应绕组和磁场源相对于彼此进行移动的辅助方法被用来改变磁场源的磁场，从而在绕组中感应出电流。

【背景技术】
[0004]电磁发电机在现有技术中是公知的。概括来说，现有技术的电磁发电机通过改变磁场进行发电，磁场的改变在邻近的绕组中感应出电流。磁场源传统地为永磁体，但电磁铁也已被使用。
[0005]现有技术的装置通常使用磁场源，该磁场源被设置成邻近绕组，使得小的气隙将这二者分离开。磁场源和绕组的若干个这样的对可以在单一装置中被使用以增大效率。大多数现有技术的装置要么通过相对于绕组移动磁场源，要么通过相对于磁场源移动绕组进行工作，以便产生磁场波动(也被称作“磁通量”或“通量”)，并从而将电流感应至绕组中。为了这个目的，大多数现有技术的装置使用定子和转子，定子容纳静止的构件并且转子相对于该静止的构件移动另一个构件。
[0006]另外，已有若干现有技术的装置利用磁场阻挡装置来产生线圈内的变化的通量以进行发电。磁场阻挡装置通常是不可透磁场的圆盘，其具有以齿状或窗口状构造切出的可透磁场的部分。圆盘被设置在磁场源和绕组之间的气隙中。该通量阻挡圆盘被旋转以便交替地允许轴向通量从磁场源到绕组通过，或者将该轴向通量重定向成背离绕组。替代地，通量阻挡圆盘被保持固定不动，并且绕组或磁场源之一被旋转。对于这些现有技术的装置的实例参见美国专利 N0.3，431，444、N0.3，983，430、N0.4，639，626、和 N0.6，140，730。
[0007]然而，现有技术的装置遭受着大量的缺陷，诸如笨重的和制造起来昂贵的转子、笨重的定子、以及低效率，等等。
[0008]因此，存在对于更有效的电能发电机的需求。本文中公开的独创性概念针对的是这样的电能发电机，其具有固定的磁场源和导体，和使用不同于磁场源和导体相对于彼此进行移动的辅助方法来改变磁场源的磁场中的通量的强度或极性，并由此在导体中感应出电流。


【发明内容】

[0009]在一个方面，本文中公开的独创性概念针对的是一种电磁发电变换器，其包括:(I) 一个或多个通量组件，其具有一个或多个磁场源，所述磁场源具有正极和负极以及在所述正极和所述负极之间的路径中通过的磁场；(2)导体，其与所述一个或多个磁场源磁耦合，所述磁场源和所述导体被相对于彼此固定；(3)分流器；和(4)动力源，其与所述分流器连接并被构造成将所述分流器移动至第一位置和第二位置，其中当所述分流器在所述第一位置和所述第二位置之间被移动时，在所述正极和所述负极之间通过的所述磁场的强度发生改变。所述分流器可以是可透磁性的，并且可以包括与一个或多个不可透磁场的片段交替的一个或多个可透磁场的片段。
[0010]在另一方面，本文中公开的独创性概念针对的是一种电磁发电变换器，其包括:(I) 一个或多个通量组件，其具有一个或多个磁场源，所述磁场源具有正极和负极以及在所述正极和所述负极之间的路径中通过的磁场；(2)导体，其与所述一个或多个磁场源磁耦合，所述磁场源和所述导体被相对于彼此固定；(3)分流器，其被至少部分地定位在所述正极和所述负极之间的所述路径中，并具有第一磁导率和第二磁导率；和(4)控制器，其与所述分流器可操作地连接，并影响所述分流器的磁导率以便将所述分流器的磁导率从所述第一磁导率切换到所述第二磁导率。所述分流器可以是相对于所述磁场源固定不动的或可动的。
[0011]在又另一方面，所述本文中公开的独创性概念针对的是一种电磁发电变换器，其包括:(1) 一个或多个通量组件，其具有一个或多个磁场源，所述磁场源具有正极和负极以及在所述正极和所述负极之间的路径中通过的磁场；(2)导体，其与所述一个或多个磁场源磁耦合，所述磁场源和所述导体被相对于彼此固定；(3)磁性控制装置，其与所述磁场源可操作地连接；和(4)控制器，其与所述磁性控制装置可操作地连接，并被构造成致使所述磁性控制装置改变所述一个或多个磁场源的磁场的强度和极性中的至少一项。所述导体可以被至少部分地定位在所述正极和所述负极之间的所述路径中。所述电磁发电变换器还可以包括与所述一个或多个磁场源磁耦合的第二导体。所述一个或多个磁场源可以包括磁致伸缩材料，并且所述磁性控制装置可以被构造成向所述一个或多个磁场源施加机械力。所述一个或多个磁场源可以包括超导材料，并且所述磁性控制装置可以被构造成向所述一个或多个磁场源施加热能。所述热能可以包括光学信号。

【专利附图】

【附图说明】
[0012]附图中相似的参考编号代表和指代相同的元件或功能。本发明的各实现方式在考虑到其下列详细描述时可以很好地被理解。这些描述参考了附带的插图、图表、图线、图样、及附录。图中:
[0013]图1为根据本文中公开的独创性概念的电能发电机的示例性实施方式的截面图。
[0014]图2为根据本文中公开的独创性概念的基板的平面图。
[0015]图3为图2的基板的俯视图。
[0016]图4为根据本文中公开的独创性概念的通量组件的透视图。
[0017]图5为根据本文中公开的独创性概念的通量基部的透视图。
[0018]图6为图5的通量基部的平面图。
[0019]图7为图5的通量基部的仰视图。
[0020]图8为图5的通量基部的侧视图。
[0021]图9为根据本文中公开的独创性概念的鼓组件的局部截面图。
[0022]图10为根据本文中公开的独创性概念的轴支撑组件的平面图。
[0023]图11为图10的轴支撑组件的俯视图。
[0024]图12为根据本文中公开的独创性概念的轴支撑管的平面图。
[0025]图13为沿着图12的线13-13的截面图。
[0026]图14为沿着图12的线14-14的截面图。
[0027]图15为根据本文中公开的独创性概念的角板的端视图。
[0028]图16为沿着图15的线16-16的截面图。
[0029]图17为图15的角板的俯视图。
[0030]图18为根据本文中公开的独创性概念的鼓的透视图。
[0031]图19为根据本文中公开的独创性概念的发电机的透视图。
[0032]图20为图19的发电机的另一透视图。
[0033]图21为根据本文中公开的独创性概念的电磁发电变换器的示例性实施方式的示意图。
[0034]图22为根据本文中公开的独创性概念的电磁发电变换器的另一示例性实施方式的示意图。
[0035]图23为根据本文中公开的独创性概念的电磁发电变换器的又另一示例性实施方式的示意图。

【具体实施方式】
[0036]在详细解释本文中公开的独创性概念的至少一个实施方式之前，将被理解的是，这些独创性概念并不在它们的应用中被限制到在下列描述中阐明的或者在附图中示出的各构件的构造与布置或步骤或方法的细节。本文中公开的独创性概念能够具有其它的实施方式或者能够以各种方式被实施或被执行。而且，将被理解的是，本文中采用的措辞和术语是用于描述的目的并且不应被视为限制。
[0037]在对本发明的各实施方式的下列详细描述中，许多具体细节被阐明以便提供对本文中公开的独创性概念的更全面的理解。然而，对于本领域的技术人员而言将明显的是，本文中公开的独创性概念可以在没有这些具体细节的情况下被实施。在其它情况下，公知的特征没有被详细描述以避免使本发明不必要地复杂化。
[0038]当在本文中使用时，附加至参考编号的符号“a-n”只是作为方便的速记法来引用由相应的参考编号(例如，100a-n)确定的元件或特征中的一个、或多于一个、以及直到无穷多个。类似地，跟在参考编号后面的字母意在引用与在前描述的带有相同的参考编号的元件或特征(例如，100，100a，100b，等)可以相似但不必相同的特征或元件的实施方式。这些速记符号仅被用于清楚和便利的目的，并且不应被解释成以任何方式限制本文中公开的独创性概念，除非有意思相反的明确说明。
[0039]此外，除非有意思相反的明确说明，“或”指的是包含性的或而不是排除性的或。例如，条件A或B由下列任一项来满足:A为真的(或者存在)并且B为假的(或者不存在)，A为假的(或者不存在)并且B为真的(或者存在)，以及A和B都为真的(或者存在)。
[0040]另外，采用“一”或“一个”来描述各实施方式的元件和构件。这样做只是为了便利和给出这些独创性概念的一般含义。这种描述应当被理解成包括一个或至少一个，并且单数形式也包括复数形式，除非很明显其被表示另外的意思。
[0041]当在本文中使用时，术语“轴向的”、“轴向地”、及其任何变形意在包括大致平行于旋转轴线、或沿着与旋转轴线相同的大体的线或方向延伸。此外，当在本文中使用时，术语“径向的”、“径向地”、及其任何变形意在包括大致沿着半径、或大致垂直于旋转轴线或中心的线延伸。
[0042]当在本文中使用时，术语“气隙”、“间隙”、及其任何变形将被理解成包括将两个或多个物体或表面分离开的距离，不管空气或流体在这些物体或表面之间存在还是不存在，除非有意思相反的明确说明。
[0043]当在本文中使用时，修饰词“大约”和“大致”不仅意在包括被修饰的精确的量、取向、量、值、程度，而且意在包括例如由于测量误差、制造公差、施加在构件或结构上的应力、以及它们的组合导致的一些小的变动。
[0044]最后，当在本文中使用时，对“一个实施方式”或“实施方式”的任何提及所表示的意思是，结合该实施方式描述的特定的元件、特征、结构、或特性被包括在至少一个实施方式中。短语“在一个实施方式中”在说明书中不同位置中的出现不必全部指同一实施方式。
[0045]本文中公开的独创性概念针对的是电能发电机。概括地，根据本文中公开的独创性概念的各示例性实施方式的发电机可以包括组件、一个或多个通量组件、和动力源。该组件具有与一个或多个不可透磁场的片段交替的一个或多个可透磁场的片段，该组件被导引并且可移动通过预定的行进路径。该一个或多个通量组件具有:一个或多个磁场源，其具有至少部分地延伸到预定的行进路径中的磁场；和绕组，其与一个或多个磁场源磁耦合。该动力源被连接至该组件以用于将该组件移动通过预定的行进路径，由此该组件的一个或多个可透磁场的片段和一个或多个不可透磁场的片段通过预定的行进路径的移动使绕组和在绕组中感应出电流的一个或多个磁场源之间的磁性耦合发生改变。术语“可透磁的”，“可透磁场的”，“不可透磁的”，“不可透磁场的”等等意在指代形成“可透的”和“不可透的”片段的材料之间在磁导率的量值方面的差别。
[0046]在替代的实施方式中，该一个或多个通量组件可移动通过预定的行进路径，而不是该组件或者是除了该组件以外。在本实施方式中，一个或多个通量组件被导引并且可移动，使得通量组件和磁场行进通过该预定的行进路径。具有与一个或多个不可透磁场的片段交替的一个或多个可透磁场的片段的该组件被定位，使得行进通过预定的行进路径的磁场至少部分地与一个或多个可透磁场的片段和一个或多个不可透磁场的片段交叉。动力源被连接至一个或多个通量组件以用于使一个或多个通量组件和磁场移动通过预定的行进路径。
[0047]在本文中描述的各实例中，具有与一个或多个不可透磁场的片段交替的一个或多个可透磁场的片段的该组件被称作“鼓组件。”然而，应被理解的是，该组件可以具有不同于鼓形状的形状。例如，该组件可以是直线形状的组件、椭圆形状的组件、正方形或箱形的组件、矩形形状的组件、或柔性组件，该柔性组件可以由导向装置确定形状使得该柔性组件可以被导引通过具有任何合适形状的预定路径。例如，该柔性组件可以呈具有可透磁场的片段和不可透磁场的片段的交替部分的传送带形式。
[0048]现在参照附图并特别参照图1，根据本文中公开的独创性概念的发电机100的示例性实施方式被示出为具有基板102、附装至基板102的一个或多个通量组件104、以及由基板102支撑并且可围绕所述一个或多个通量组件104旋转和/或邻近于所述一个或多个通量组件104的鼓组件106。所述一个或多个通量组件104可以在鼓组件106的内侧和/或外侧。例如，一个或多个通量组件104及鼓组件106可以经由基部螺栓108被附装至基板102或被安装到基板102上，尽管也可以使用其它安装方法，诸如焊接、螺钉、接头、粘合剂、托架、垫片、角板、及它们的组合。例如，一个或多个可透磁场的或不可透磁场的构件(未示出)可以被定位在所述一个或多个通量组件104与基板102之间，或被用来连接所述一个或多个通量组件104与基板102，所述构件诸如间隔件、嵌入件、垫片、可调安装托架105、垫圈、夹钳、及它们的组合。
[0049]在本文中公开的独创性概念的一些实施方式中，发电机100还可以具有可选的保护性外壳(未示出)，其适于保护发电机100的各构件免受例如水、灰尘、碎肩、损害(tampering)、及其它环境因素。保护性外壳(未示出)可以被实施为任何常规的发电机外壳，并且例如可以由塑料、金属、合金、非金属、和其它合适的材料以及它们的组合构成。例如，保护性外壳的实现可以依所用的材料和/或预期将由发电机100遭遇的操作性及环境性变量而变。
[0050]现在参照图2-3，基板102可以限定出具有中心112的大致水平的圆盘形平坦表面110。将被理解的是，在本文中公开的独创性概念的一些示例性实施方式中，表面110可以具有如将被得益于本发明的本领域的技术人员所理解的任何期望的形状、曲率、和尺寸。
[0051]表面110可以具有被与中心112同轴地定位的中央开口 114，和被定位在离中心112第一距离处的一个或多个孔口 116。中央开口 114可以适于接纳如将在下面描述的穿过其的鼓组件106的轴。基板102的表面110在直径方面可以是大约24英寸，但将被理解的是，基板102的尺寸可以依制造基板102所用的材料和/或预期将由发电机100遭遇的操作性及环境性变量而变。
[0052]例如，一个或多个孔口 116可以沿着表面110以使得限定出一个或多个同心的环118的方式进行布置，并且可以被排列以便形成沿着表面110分隔开大约60度、或大约72度的一条或多条径向线120。在一些示例性实施方式中，一个或多个孔口 116可以适于接纳一个或多个基部螺栓108，以便使鼓组件106和/或一个或多个通量组件104固定至基板102，如将在下面描述的那样。将被理解的是，一个或多个孔口 116的形状、大小、组织、布置、和数量可以改变。
[0053]基板102可以由热固性塑料层压材料构成，诸如以Garolite G-1O为名称销售的那类材料，但诸如Plexiglas?的丙烯酸塑料，或具有合适强度和耐久性的任何其它材料都可以被使用。基板102可以由非导电性的和/或非铁的材料构成，以便限制在发电机100内被感应出的涡电流的电势。
[0054]基板102可以起在结构上支撑发电机100的各个构件的作用。基板102可以限定出保护发电机100免受环境变量的外壳(未不出)的一部分。例如，替代地，发电机100可以由单独的保护性外壳(未示出)完全地或部分地包围。应被理解的是，基板102可以具有任何大小或形状，只要其允许一个或多个通量组件104的放置和结构支撑(诸如与鼓组件106的同心同轴的定向相邻近)即可。
[0055]出于清楚的目的，基板102在下文中可以被任意地参考为被水平定向，并且一个或多个通量组件104及鼓组件106的定向可以相对于被水平定向的基板102进行论述。然而，将被理解的是，这种定向指定仅指发电机100的各个构件彼此间的定向，并且不必然涉及任何外部对象、位置、方向、或定向。这种指定仅被用于清楚和便利的目的，并且不被视作以任何方式限制本文中公开的独创性概念。
[0056]现在参照图4，一个或多个通量组件104包括通量基部122、及与绕组126磁親合的第一磁场源124a和第二磁场源124b，使得单元式磁场源124由通量基部122、第一磁场源124a、第二磁场源124b、和绕组126形成。在本文中公开的独创性概念的一些示例性实施方式中，单元式磁场源124可以起永磁体的作用。
[0057]现在参照图5-9，通量基部122被示出为大致是U形的并具有底臂128、顶臂130、和连接部分132。底臂128、顶臂130、和连接部分132彼此间可以进行磁耦合或连接。
[0058]底臂128可以具有适于与一个或多个孔口 116对准、并适于以螺纹方式接纳位于其中的一个或多个基部螺栓108的一个或多个基部孔口 134，以便将通量基部122安装到基板102上。通量基部122的底臂128可以具有大致平坦的矩形表面以保证通量基部122与基板102的表面110齐平地安装，使得通量基部122从基板102的表面110大致竖直地延伸，尽管其它构造也可以被使用。例如，将被理解的是，通量基部122可以通过本领域中已知的任何合适的手段被附装至表面110，这些手段诸如螺钉、铆钉、焊接、粘合剂、可调安装托架、支撑件、及它们的组合。在本文中公开的独创性概念的一些示例性实施方式中，可选的可调安装托架105 (图1)可以被实施以便将一个或多个通量组件104附装至基板102，使得一个或多个通量组件104的位置可以相对于基板102被调整，以提高、降低、或以其它方式调整一个或多个通量组件104相对于鼓组件106的位置。例如，可调安装托架105 (图1)可以通过将锁定(lockdown)螺栓插入调整槽缝中而被调整，所述槽缝在锁定螺栓被松开时允许可调安装托架滑动，并且在锁定螺栓被上紧时将可调安装托架105固定在任何期望的位置中。例如逆着弹簧(未示出)偏压通量基部122的调整杆(未示出)，可以被实施，以便在上紧锁定螺栓之前在任何期望的位置中移动通量基部122。在本文中公开的独创性概念的其它实施方式中，例如，可调安装托架105(图1)可以是增量式可调整的，诸如通过将可调安装托架105固定在一个或多个相邻的孔口 116中。将被理解的是，在一些示例性实施方式中，一个或多个通量组件104可以是经由可调安装托架105而相对于基板102可调的，并且在一些示例性实施方式中，通量基部122可以是经由可调安装托架而相对于一个或多个通量组件104可调的，而一个或多个通量组件104相对于基板102被维持大致固定，以及这些实施方式的组合也是可以的。例如，由可调安装托架105提供的可调整性可以被用来调整如将在下面描述的将一个或多个通量组件104与鼓组件106分开的气隙136的大小。
[0059]替代地，通量基部122和基板102可以被形成为单一件，或者另一元件(未示出)可以被用来将通量基部122连接至基板102。
[0060]在其它示例性实施方式中，通量基部122可以被实现为单元式U形磁场源124，并且底臂128、顶臂130、和连接部分132同样可以被合并至该单元式U形磁场源124中。
[0061]例如，通量基部122有利地由导磁材料诸如叠层钢形成，以形成具有由第一磁场源124a、第二磁场源124b、和绕组126共享的共同磁芯的单元式磁场源，如将在本文中下面进行描述的。在一些不例性实施方式中，第一磁场源124a或第二磁场源124b可以被省略。
[0062]通量基部122被示出为是大致U形的并且可以是大约I英寸厚，但将被理解的是，通量基部122的尺寸例如可以依制造其所使用的材料和/或预期将由发电机100遭遇的操作性及环境性变量而改变。
[0063]绕组126可以被缠绕、或被安装在通量基部122的底臂128、顶臂130、和连接部分132中的一个或多个周围，并且可以被实施为电流能够由磁场感应至其中的任何常规的绕组126。例如，绕组126可以具有任何类型或数量的线圈、芯体、和/或极，只要绕组126能够接收来自第一磁场源124a和第二磁场源124b的磁通量，使得绕组126中的一个或多个电子能够被迫流过可以在绕组126之外的电路(未示出)即可。
[0064]例如，第一磁场源124a可以被磁耦合至底臂128并且第二磁场源124b可以被磁耦合至顶臂130。例如，第一磁场源124a和第二磁场源124b可以以任何合适的方式与底臂128和顶臂130进行磁耦合，这些方式诸如螺栓、螺钉、接头、焊接、托架、夹钳、粘合剂、熔合、压配、模制、钎焊、及它们的组合。此外，例如，一个或多个可透磁场的构件，诸如托架、支架、间隔件、分流器、绕组、垫片、角板、垫圈、及它们的组合，可以被用来将第一磁场源124a磁耦合至底臂128和/或将第二磁场源124b磁耦合至顶臂130。
[0065]第一磁场源124a可以表现为例如单元式磁场源124的通量基部122的北极或南极，并且第二磁场源124b可以表现为相反的相应南极或北极。
[0066]例如，第一磁场源124a和第二磁场源124b可以被定向成使得第一磁场源124a和第二磁场源124b沿着垂直于表面110并从中心112径向偏移的线被对齐。例如，第一磁场源124a和第二磁场源124b可以相对于表面110以如下方式被定向:第一磁场源124a可以表现为单元式磁场源124的北极且相对较为靠近表面110，并且第二磁场源124b可以表现为单元式磁场源124的南极且相对较远离表面110，从而导致单元式磁场源124的各极在竖直地远离表面110的方向上的N-S布置。例如，替代地，第一磁场源124a可以表现为单元式磁场源124的南极并且第二磁场源124b可以表现为单元式磁场源124的北极，从而导致单元式磁场源124的各极在竖直地远离表面110的方向上的S-N布置。如将被本领域的技术人员所理解的，通量线离开南极(例如，第一磁场源124a)并穿过磁场源124行进到第二磁场源124b，在该处通量线穿过气隙行进到南极(例如，第一磁场源124a)，从而以完成磁回路。
[0067]例如，第一磁场源124a和第二磁场源124b可以被实施为任何永磁体或电磁铁，并且可以由任何合适的材料(诸如各向同性的或各向异性的，以及它们的组合)制成。第一磁场源124a和第二磁场源124b可以具有任何强度，并且可以具有依发电机100的大小和输出需求而改变的大小和形状。例如，第一磁场源124a和第二磁场源124b可以以符合于限定出一个或多个通量组件104与鼓组件106之间的气隙136 (图1)的至少一部分的任何构造被布置，并且可以经由通量基部122而与绕组126处于磁连通。例如，第一磁场源124a的暴露表面138a和第二磁场源124b的暴露表面138b可以具有轻微的曲度，使得气隙136的大小可以被最小化。磁场有利地在暴露表面138b和暴露表面138b之间延伸，使得鼓146的至少一部分被定位至延伸于单元式磁场源124的暴露表面138a和暴露表面138b之间的磁场中，如将在下面描述的。
[0068]例如，作为替代，一个或多个通量组件104可以包括多于两个磁场源124a_n，或者可以具有单元式磁场源124，所述单元式磁场源形成绕组126的磁芯。
[0069]在一些示例性实施方式中，发电机100可以包括被安装到基板102上的五个通量组件104，使得这五个通量组件104围绕由基板102限定的圆盘形表面110被对称地设置。例如，五个通量组件104中的任何两个之间的距离可以大致等于任何其它两个通量组件104之间的距离，从而导致五个通量组件104沿着基板102的圆盘形表面110被分离开大约63.3°并且从基板102的中心112径向地延伸。将被理解的是，例如，这五个通量组件104中的任何两个之间的距离可以不同于任何其它两个通量组件104之间的距离，从而导致五个通量组件围绕圆盘形表面110被非对称地设置。在其它示例性实施方式中，发电机100可以包括被安装到基板102上的六个通量组件104，使得这些通量组件104围绕由基板102限定的圆盘形表面110被对称地设置。例如，六个通量组件104中的任何两个之间的距离可以大致等于任何其它两个通量组件104之间的距离，从而导致六个通量组件104沿着基板102的圆盘形表面110被分离开大约60°并且从基板102的中心112径向地延伸。然而，将被理解的，在不偏离本文中公开的独创性概念的范围的情况下，不同数量的通量组件104可以与本文中公开的独创性概念一起被使用。
[0070]例如，如将被得益于本发明的本领域的技术人员意识到的是，任何数量的通量组件104可以与本文中公开的独创性概念一起被实施，并且这些通量组件104可以沿着圆盘形表面110在任何方向上被定向，并且可以围绕圆盘形表面110被对称地或非对称地进行布置。
[0071 ] 现在参照图9，鼓组件106可以从基板102大致竖直地延伸。鼓组件106可以具有动力源139，其在此被示出和描述为包括轴140、轴外壳142、毂144、和鼓146。动力源139也可以以其它方式被实现。
[0072]轴140可以具有中心轴线148，并且可以与基板102大致垂直地且通过基板102的中心112延伸。例如，轴或动力源139的端部150可以部分地在基板102的表面110下面延伸，并且轴140的端部152可以部分地在基板102的表面110上面延伸且可以被连接到毂144。然而，将被理解的是，在本文中公开的独创性概念的一些示例性实施方式中，轴140的端部150可以不在基板102的表面110下面延伸。
[0073]例如，轴140可以以任何常规的方式被附装至基板102，诸如通过由轴环154保持。轴140在形状上可以是大致圆柱形的，且其可以由具有足够强度和耐久性的任何合适的材料制成，并且有利地可以使用用于限制在发电机100内被感应出的涡电流的电势的非导电性和/或非铁的材料。例如，轴140的端部152可以利用任何合适的装置连接到毂144，这些合适的装置诸如焊接、接头、托架、角板、螺栓、夹钳、及它们的组合。例如，替代地，轴140和毂144可以被形成为单元式本体。
[0074]现在参照图10-14，轴140可以被容纳在轴外壳156内，该轴外壳可以被安装到基板102上。轴外壳156可以包括支承管158、轴承160、一个或多个角板162、一个或多个长角板螺栓164、及一个或多个短角板螺栓166。轴外壳156有利地经由基部螺栓108被安装到基板102上，使得轴外壳156大致居中地在基板102的中央开口 114上方，且轴140延伸穿过基板102的中央开口 114。例如，支承管158在形状上可以是大致圆柱形的，并且其可以具有穿过支承管切削出或以其它方式形成的第一排孔口 168和竖直偏移的第二组孔口170。孔口 168和170可以具有形成至其中的螺纹并且可以适于分别在其中接纳长角板螺栓164和短角板螺栓166。孔口 168和170可以大致垂直于支承管158的纵向轴线。
[0075]支承管158还可以具有形成在其底端和顶端中的两个或多个环形凹部172。两个或多个环形凹部172可以适于在其中接纳和保持环形轴承160。轴承160可以与支承管158协作以便可旋转地固定和容纳轴140，并且可以起导向和保证轴140围绕其中心轴线148的平稳旋转的作用。各孔口 170可以沿着支承管158的圆柱形表面在直径上被相反地设置。支承管158可以由热固性塑料层压材料构成，诸如以Garolite G-10为名称销售的那类材料，但在本文中公开的独创性概念的一些示例性实施方式中，诸如Plexiglas?的丙烯酸塑料、环氧树脂、或具有合适的强度和耐久性的任何材料，以及有利地用来限制在发电机100内被感应出的涡电流的电势的非导电性和/或非铁的材料，也可以被使用。
[0076]现在参照图15-17，角板162的示例性实施方式可以具有底表面174和大致垂直于表面110的支承管表面176。底表面174可以具有形成于其中的一个或多个孔口 178。例如，一个或多个孔口 178可以具有形成于其中的螺纹，并且可以适于接纳基部螺栓108以便将角板162安装到基板102上。支承管表面176可以具有被切削或以其它方式形成于其中的两个或多个孔口 180和182。孔口 180和182可以适于分别地接纳穿过其的一个或多个长角板螺栓164和一个或多个短角板螺栓166，以便将支承管158固定至角板162。若干角板162可以被固定至支承管158以便使各角板162的支承管表面176以相对于基板102大致垂直的取向支撑该支承管158。
[0077]安装至支承管158的角板162的数量可以低至一个，并且取决于支承管158和角板162的大小，该数量可以是任何奇数或偶数。例如，当偶数个角板162被使用时，各角板162可以在直径上相反的位置中被安装在支承管158上。例如，当奇数个角板162被使用时，各角板162可以沿着支承管158的圆柱形表面以规则的间隔被设置，使得任意两个角板162之间的距离与任意其它两个角板162之间的距离大致相同。例如，替代地，一个或多个角板162可以被省略并且支承管158可以通过任何常规手段被固定至基板102，诸如通过焊接、托架、垫片、焊接、支撑件、及它们的组合。例如，支承管158可以被焊接到基板102。替代地，在本文中公开的独创性概念的一些示例性实施方式中，支承管158和基板102可以被形成为单元式本体。
[0078]—个或多个角板162可以由热固性塑料层压材料构成，诸如以Garolite G_10为名称销售的那类材料，但诸如Plexiglas?的丙烯酸塑料、环氧树脂、或具有合适强度和耐久性的任何材料，以及有利地用来限制在发电机100内被感应出的涡电流的电势的非导电性和/或非铁的材料，可以被使用。
[0079]现在参照图18，毂144可以是大致圆柱形的毂144，或者可以包括连接轴140和鼓146的一个、两个、或多个辐条(未示出)。毂144可以大致平行于基板102的表面110。毂144连接到轴140。毂144可以由具有期望的强度和耐久性的任何合适的材料、以及有利地用来限制在发电机100内被感应出的涡电流的电势的非导电性和/或非铁的材料制成。
[0080]鼓146可以具有大致圆柱形的侧壁184。鼓146可以被连接至毂144。鼓146可以通过轴140被支撑在基板102上方，使得鼓146的侧壁184大致垂直于基板102、并适合于当轴140被围绕中心轴线148旋转时围绕基板102的中心112旋转。鼓146被确定大小使得侧壁184由气隙136从一个或多个磁场源124a_b的暴露表面138a_b分离开。例如，气隙136可以被调整，诸如通过经由可调安装托架105 (图1)、或经由任何常规的调整机构(包括但不限于调整轨)可滑动地调整一个或多个通量组件104相对于侧壁184的位置。例如，将被理解的是，可调安装托架105(图1)可以允许调整一个或多个通量组件104相对于基板102的位置，和/或可以维持一个或多个通量组件104的位置相对于基板102大致固定不动而调整一个或多个通量组件104的磁场源124a和124b相对于基板102和侧壁184的位置。例如，在本文中公开的独创性概念的其它实施方式中，一个或多个通量组件104的位置可以相对于基板102被维持大致固定不动，并且鼓组件106或侧壁184的位置可以是可调的，使得将侧壁184和一个或多个磁场源124a-b分离开的气隙136可以根据需要被调整。可调安装托架105可以允许三维可调整性，使得通量基部122的位置可以相对于侧壁184在三维中被调整，例如，诸如调整气隙136的大小，调整通量基部122相对于基板102的上升，调整通量基部122相对于基板102的倾斜、偏转、倾向、角度和取向，以及它们的任何期望的组合。
[0081]侧壁184可以具有与一个或多个不可透磁场的片段188交替的一个或多个可透磁场的片段186。交替的一个或多个可透磁场的片段186和一个或多个不可透磁场的片段188可以通过将可透磁场的材料的一个或多个片段或条嵌入、并入、或以其它方式附装至侧壁184中而被实现，使得可透磁场的材料的一个或多个片段或条与基板102的表面110大致垂直地被定向。交替的一个或多个可透磁场的片段186和一个或多个不可透磁场的片段188可以被嵌入至侧壁184中以力图最大化跨越气隙136的磁导。实际上，交替的一个或多个可透磁场的片段186和一个或多个不可透磁场的片段188相对于一个或多个通量组件104的运动交替地关闭和扩大气隙136以产生通量差异，该通量差异在绕组126中感应出电流。可透磁场的材料的一个或多个片段或条例如可以被构造为叠层钢嵌入件，并且可以具有大致等于第一磁场源124a和第二磁场源124b的暴露表面138a和138b的宽度的宽度。将被理解的是，在本文中公开的独创性概念的一些示例性实施方式中，可透磁场的材料的一个或多个片段或条可以具有大于、或小于该暴露表面138a和138b的宽度的宽度。在一些示例性实施方式中，第一可透磁场的片段186可以具有第一宽度和长度，并且第二可透磁场的片段186可以具有第二宽度和长度。例如，第一宽度可以大致等于、或不同于第二宽度，并且第二长度可以大致等于、或不同于第二长度。
[0082]例如，一个或多个可透磁场的片段186被一个或多个不可透磁场的片段188分离开，不可透磁场的片段188可以由任何合适的不可透磁场的材料构成，诸如塑料或Garolite G_10。如将被本领域的技术人员意识到的那样，一个或多个不可透磁场的片段188可以具有大致等于、或不同于一个或多个可透磁场的片段186的宽度的宽度。在一些示例性实施方式中，第一不可透磁场的片段188可以具有第一宽度和长度，并且第二不可透磁场的片段188可以具有第二宽度和长度。例如，第一宽度可以大致等于、或不同于第二宽度，并且第二长度可以大致等于、或不同于第二长度。
[0083]一个或多个可透磁的片段186和一个或多个不可透磁的片段188的数量、大小、长度、宽度、和取向可以依发电机100的操作变量而改变。例如，在使用六个通量组件104的实施方式中，十八个交替的可透磁的片段186和十八个不可透磁的片段188可以被实施。此夕卜，例如，一个或多个可透磁的片段186和一个或多个不可透磁的片段188的数量和大小可以与一个或多个通量组件104的数量和布置进行协调，使得由第一磁场源124a和第二磁场源124b施加到鼓146上的齿槽转矩或启动转矩被最小化或被平衡，使得其穿过鼓146大致抵消。
[0084]现在参照图19-20，操作中，根据本文中公开的独创性概念的发电机100可以按如下方式发电:例如，轴140可以被连接至任何合适的机械能源，诸如由风驱动的螺旋桨、或由蒸汽驱动的涡轮。在任何情况下，机械能可以被提供以便使轴140旋转，轴140又使鼓146的圆柱形侧壁184旋转并致使一个或多个可透磁的片段186和一个或多个不可透磁的片段188移动通过预定的行进路径，该行进路径在本例中可以是圆形形状的行进路径。侧壁184的交替的一个或多个可透磁场的片段186和一个或多个不可透磁场的片段188可以替代地被设置成邻近第一磁场源124a的暴露表面138a和第二磁场源124b的暴露表面138b，使得侧壁184由气隙136从第一和第二磁场源124a-b分离开。一个或多个可透磁场的片段186使磁场分流，这允许相对地较强的磁场到达第一磁场源124a和/或第二磁场源124b，并且一个或多个不可透磁场的片段188不使磁场分流，使得相对地较弱的磁场到达第一磁场源124a和/或第二磁场源124b。磁场源124可以产生连续的通量，然而，一个或多个可透磁场的片段186和一个或多个不可透磁场的片段188跨越第一磁场源124a和/或第二磁场源124b的运动在绕组126内产生不同的通量，这将电流感应到绕组126中。电流然后可以被允许流过外部电路，并且可以具有针对其计划中的用途而通过诸如整流器、反相器、和变压器等装置进行优化的输出，以用于所需要的可用电压和频率。
[0085]例如，用来使发电机100的轴140旋转的机械能可以供应自任何合适的机械能源，诸如，但明确地不限于:风轮机、水轮机、汽轮机、内燃机、蒸汽机、燃煤轮机(coal turbine)或水车。发电机100的轴140和机械能源之间的操作性连接可以是直接的机械连接，或替代地，齿轮箱、速度控制组件、或制动器组件可以被用来将机械能源连接至轴140。
[0086]将被理解的是，在本文中公开的独创性概念的一些示例性实施方式中，机械能源可以不被连接至轴140，而是替代地可以被连接至毂144，使得旋转运动可以经由毂148而被赋予鼓146，如得益于本发明的本领域的技术人员将理解的那样。在这种情况下，毂144为该动力源139。如得益于本发明的本领域的技术人员将理解的，根据本文中公开的独创性概念，任何期望的机构或装置都可以被实现为动力源139，只要该动力源139能够使可透磁场的片段186和不可透磁场的片段188移动跨越第一磁场源124a和/或第二磁场源124b的磁场即可。
[0087]还应当被理解的是，由于该设计的本性和根据本文中公开的独创性概念的发电机100的实施方式的重构能力从而使得鼓146具有多个交替的片段186和188以及多个通量组件104，发电机100可以适合于但不限于低转速环境，诸如风力或水力驱动的涡轮机，因为多于一个磁场变化可以在鼓146的单一旋转中被感应。此外，例如，根据本文中公开的独创性概念的发电机100可以在高转速环境中、在中转速环境中、或在变转速环境中、以及在它们的组合中被实现。
[0088]将被理解的是，本文中给出和描述的尺寸可能不适合于根据本文中公开的独创性概念的发电机100的商用实施方式。利用本文中公开的独创性概念建造的发电机100的商用实施方式可能在尺寸上大得多，并且很可能包括大量的通量组件104。
[0089]将被进一步理解的是，尽管永磁体已被描述为该磁场源，但电磁铁、永磁体和电磁铁的组合、或任何其它合适的磁场源也可以与本文中公开的独创性概念一起被使用而不偏离该概念的范围和主旨。
[0090]现在参照图21，其中示出的是根据本文中公开的独创性概念的电磁发电变换器190的不例性实施方式。电磁发电变换器190包括一个或多个通量组件192、导体194、分流器196、和动力源198。
[0091]一个或多个通量组件192具有一个或多个磁场源200，所述磁场源200具有至少一个正极202和至少一个负极204以及在正极202和负极204之间的路径206中通过的磁场。
[0092]将被理解的是，尽管磁场源200被示出为马蹄形磁体，但该磁场源可以具有任何期望的形状，包括但不限于棒形、马蹄形、环形、杆形、矩形、不规则形、或它们的组合。磁场源200可以是永磁体类型的磁场源200，或者电磁体类型的磁场源200。在一些示例性实施方式中，磁场源200可以具有多个正极202和/或多个负极204。此外，磁场源200的磁场可以具有任何期望的强度。
[0093]路径206可以具有任何期望的形状和大小，并且可以由磁场源200导引，只要分流器196可以通过动力源198被至少部分地或大致完全地定位在路径206中即可，如将在下面描述的。
[0094]导体194与一个或多个磁场源200磁親合，磁场源200和导体194被相对于彼此固定或大致固定(例如，导体194和磁场源200不相对于彼此移动，尽管导体194和磁场源200可以相对于另一物体移动)。例如，导体194可以被实现为电流可以被磁场感应到其中的任何期望的感应导体，诸如线、金属、软磁材料、绕组、线圈、磁性合金、磁性金属、或它们的组合。尽管导体194被示出为被围绕磁场源200的一部分进行定位，但在一些示例性实施方式中，导体194可以从磁场源200分离开一段距离，只要导体194与磁场源200磁耦合(例如，导体194的至少一部分被定位在磁场源200的磁场中)即可。例如，在一些实施方式中，导体194可以被至少部分地或大致完全地定位在路径206中，如得益于本发明的本领域的技术人员将意识到的那样。
[0095]例如，分流器196可以被实现为可以在第一位置P1和第二位置P2之间被移动的、并且具有高于空气或真空的磁导率的磁导率的任何材料、物体、元件、或本体，使得在正极202和负极204之间通过的磁场的强度在分流器196在第一位置P1和第二位置P2之间被移动和/或被移动至路径206中时发生改变。
[0096]例如，分流器196可以具有任何期望的尺寸和形状，只要分流器196可通过动力源198至少部分地或大致完全地定位在路径206中即可。分流器196可以是至少部分地或大致完全地可定位在路径206中在第一位置P1中和/或在第二位置P2中。例如，在一些实施方式中，分流器196可以在分流器196处于第一位置P1中时被部分地定位在路径206中，并且可以在分流器196处于第二位置P2中时被大致完全地定位在路径206中，或反之亦然。作为另一实例，分流器196可以在分流器196处于第一位置P1中时在第一程度上被至少部分地定位在路径206中，并且可以在分流器196处于第二位置P2中时在第二程度上被至少部分地定位在路径206中，其中第一程度和第二程度彼此不同，使得在正极202和负极204之间通过的磁场的强度在分流器196在第一位置P1和第二位置P2之间被移动时发生改变。在一些示例性实施方式中，多于一个分流器196可以被实现，诸如两个分流器196 (例如，由同一个动力源198，或由两个或多个动力源198进行移动)、多于两个分流器196、或多个分流器196。
[0097]动力源198与分流器196可操作地连接，并被构造成使分流器196在第一位置P1和第二位置P2之间移动，使得在正极202和负极204之间通过的磁场的大小在分流器196在第一位置P1和第二位置P2之间被移动时发生改变。
[0098]动力源198可以被实现为如下的任何期望的装置或设备，所述装置或设备被构造成使分流器196在第一位置P1和第二位置P2之间以任何方式和以任何速度和/或频率移动，诸如通过使分流器196在第一位置P1和第二位置P2之间滑动、旋转、往复运动、枢转、振荡、或其它方式运动，以及它们的组合。
[0099]在一些示例性实施方式中，动力源198可以机械地、液压地、气动地、电磁地、电力地、流体地、或以任何其它期望的方式与分流器196可操作地连接，以便使分流器196在第一位置P1和第二位置P2之间移动。在一些示例性实施方式中，当分流器196在第一位置P1中或在第二位置P2中通过动力源198被移动时，分流器196可以被带至与磁场源200接触，使得分流器196与磁场源200的正极202和/或负极204接触。在一些示例性实施方式中，动力源198和分流器196可以被形成为单元式构件。此外，在一些实施方式中，例如，两个或多个动力源198可以被实现以便移动单一分流器196，或者两个或多个分流器196。
[0100]电磁发电变换器190可以通过启动、驱动、或以其它方式使用动力源198而运行，以便使分流器196在第一位置P1和第二位置P2之间移动，使得通过路径206和/或正极202和负极204之间的磁场的强度在分流器196在第一位置P1和第二位置P2之间被移动时发生改变。分流器196在第一位置P1和第二位置P2之间移动的频率可以是任何期望的频率，并且该移动的速度可以是任何期望的速度。由分流器196在第一位置P1和第二位置P2之间的移动导致的变化的磁场在导体194中感应出电流，该电流可以被允许流过外部电路。该电流可以被滤波、被放大、被修整(condit1ned)、被转换成直流或交流电流、或者以如将被得益于本发明的本领域的技术人员所意识到的其它方式被处理。在一些示例性实施方式中，导体194可以与动力源198电连接使得来自导体194的电流可以被用来至少部分地为动力源198供能。
[0101]在此参照图1-20所描述的发电机(一个或多个)是电磁发电变换器190的示例性实现方式。
[0102]现在参照图22，在其中示出的是根据本文中公开的独创性概念的电磁发电变换器210的示例性实施方式。电磁发电变换器210可以包括一个或多个通量组件212、导体214、分流器216、和控制器218。
[0103]通量组件212具有一个或多个磁场源220，所述磁场源220具有正极222和负极224以及在正极222和负极224之间的路径226中通过的磁场。通量组件212可以与如上所述的通量组件192大致类似地被实现和起作用。
[0104]例如，磁场源220可以与磁场源200类似地被实现和起作用。
[0105]导体214与一个或多个磁场源220磁親合。磁场源220和导体214相对于彼此被固定。例如，导体214可以与导体194大致类似地、或与之不同地被实现和起作用。
[0106]分流器216被至少部分地或大致完全地定位在磁场的路径226中，或以其它方式与磁场源220磁耦合，并且具有可调的、可切换的、或可变的磁导率，例如，该磁导率可由控制器218在第一磁导率和第二磁导率之间选择性地调节。第一磁导率和第二磁导率是彼此不同的，使得在正极222和负极224之间通过的磁场的强度在分流器216的磁导率被切换时发生改变。分流器216可以是相对于磁场源220固定不动的，或者可以是相对于磁场源220可动的。例如，在一些实施方式中分流器216可以与分流器196类似地被实现，并且可以通过动力源诸如动力源198而在第一位置和第二位置之间可动，如将被得益于本发明的本领域的技术人员所意识到的。
[0107]在一些示例性实施方式中，分流器216可以与磁场源220相接触，诸如通过与正极222和/或负极224相接触，而在一些实施方式中，分流器216可以被定位在路径226中并从磁场源220间隔开一段距离。
[0108]控制器218可以被实现为如下任何合适的装置或设备:所述装置或设备被构造成影响分流器216的磁导率以便将分流器216的磁导率从第一磁导率调整或切换到第二磁导率，使得通过正极222和负极224之间和/或路径226的磁场的强度发生改变。在一些示例性实施方式中，控制器218可以通过电的、电磁的、热的、声的、机械的、气动的、液压的、或任何其它的手段或力量来切换分流器216的磁导率，如本领域的技术人员将容易意识到的那样。
[0109]例如，控制器218可以通过下列方式切换分流器216的磁导率:升高或降低分流器216的温度，施加压力至分流器216，从分流器216去除压力，施加电流或电势至分流器216、或从分流器216去除电流或电势，施加磁场至分流器216、或从分流器216去除磁场，对分流器216施加或去除声能或光能，对分流器216施加或去除机械力(例如，压缩的、扭曲的、拉伸的、或它们的组合)，向或从分流器216供应或去除化学制品或物质，以及任何其它合适的方式。
[0110]在示例性实施方式中，分流器216可以由磁致伸缩材料构成或可以包括磁致伸缩材料，诸如钴、Terfenol-D (Ter为镇，Fe为铁，N0L为海军军械实验室(Naval OrdnanceLaboratory)，并且D为镝)、非晶磁性金属或合金(例如，以商标Metglas销售的材料)、或它们的组合，并且控制器218可以向分流器216施加动能或机械能以便利用逆磁致伸缩的效应(或Villari效应)在第一和第二磁导率之间切换分流器216的磁导率。在一些示例性实施方式中，Matteucci效应(在受到转矩时磁致伸缩材料的磁化率的螺旋状各向异性的产生)和/或Wiedemann效应(在受到螺旋状磁场时磁致伸缩的材料的扭曲)也可以被控制器218所使用来切换分流器216的磁导率。
[0111]在一些示例性实施方式中，分流器216可以由顺磁性或超顺磁性材料构成或者可以包括顺磁性或超顺磁性材料，在这种情况下控制器218可以对分流器216施加或去除外部磁场来切换分流器216的磁导率。在其中分流器216可以由高温或低温超导材料构成或者可以包括高温或低温超导材料的示例性实施方式中，控制器218可以升高或降低分流器216的温度来切换分流器216的磁导率。
[0112]电磁发电变换器210可以如下地进行工作。控制器218可以被操作以便改变或切换分流器216的磁导率，使得在正极222和负极224之间通过的磁场的量级发生改变。例如，控制器218可以以任何期望的频率切换分流器216磁导率。变化的磁场在导体214中感应出电流，该电流可以被允许流过外部电路。该电流可以被滤波、被放大、被修整、被转换成直流或交流电流、或者以如得益于本发明的本领域的技术人员将意识到的其它方式被处理。在一些示例性实施方式中，导体214可以与控制器218电连接，使得来自导体214的电流可以被用来至少部分地向控制器218供能。
[0113]现在参照图23，电磁发电变换器230在其中被示出。电磁发电变换器230可以包括一个或多个通量组件232、导体234、磁性控制装置236、和控制器238。
[0114]一个或多个通量组件232可以具有一个或多个磁场源240，所述磁场源240具有正极242和负极244以及在正极242和负极244之间的路径246中通过的磁场。
[0115]例如，磁场源240可以由任何期望的磁性材料构成，诸如镧系类型的材料、永磁体、电磁铁、软磁材料、磁性金属和合金、以及它们的组合，只要磁场源240的磁场的强度和/或极性中的至少一项可以通过磁性控制装置236被改变即可。例如，磁场源240可以包括磁致伸缩材料或可以由磁致伸缩材料构成，诸如钴、Terfenol-D (Ter为镇，Fe为铁，N0L为海军军械实验室(Naval Ordnance Laboratory)，并且D为镝)、非晶磁性金属或合金(例如，以商标Metglas销售的材料)、或它们的组合，并且磁性控制装置236可以向磁场源240施加动能来改变其磁场的强度和/或极性。在一些示例性实施方式中，磁场源240可以由顺磁性或超顺磁性材料构成或者可以包括顺磁性或超顺磁性材料，在这种情况下磁性控制装置236可以对磁场源240施加或去除外部磁场以改变其磁场的强度和/或极性。在其中磁场源240包括高温或低温超导材料或者由高温或低温超导材料构成的一些示例性实施方式中，磁性控制装置236可以升高或降低磁场源240的温度(例如，通过使激光器248脉动来使激光束250照耀到其上)来改变其磁场的强度和/或极性。
[0116]导体234与一个或多个磁场源240磁親合，磁场源240和导体243被相对于彼此固定。在图23中示出的实施方式中，第一导体234被示出为被定位在路径246中，并且第二导体234被示出为与磁场源240连接以便与其处于磁连通。将被理解的是，在一些示例性实施方式中，仅单一导体234可以被实现，不论此导体234是被至少部分地定位在路径246中、是与磁场源240物理连接、还是以其它方式与磁场源240磁耦合。此外，在一些示例性实施方式中多于两个、或多个导体234可以被实现。
[0117]磁性控制装置236可操作地与磁场源240且与控制器238连接。磁性控制装置236可以使用任何合适的介质(诸如光，热，声，或振动)以便如上面所述地改变磁场源240的磁场的强度和/或极性。
[0118]控制器238被构造成影响磁性控制装置236以便如上面所述地改变磁场源240的磁场的强度和/或极性中的至少一项。在一些示例性实施方式中，控制器238和磁性控制装置236可以被实现为单一组件或构件。
[0119]电磁发电变换器230可以如下地进行工作。控制器238和磁性控制装置236可以被操作以便改变磁场源240的磁场的极性和/或强度中的至少一项，这种改变可以间歇地、连续地、或以任何期望频率周期地进行。磁场源240的变化的磁场在导体234中感应出电流，该电流可以被允许流过外部电路。该电流可以被滤波、被放大、被修整、被转换成直流或交流电流、或者以如得益于本发明的本领域的技术人员将意识到的其它方式被处理。在一些示例性实施方式中，导体234可以与控制器238和/或磁性控制装置236电连接使得来自导体234的电流可以被用来至少部分地向控制器238和/或磁性控制装置236供能。如将被本领域的技术人员意识到的，在不偏离本文中公开的独创性概念的宽泛范围的情况下，可以在本文中所描述的各个构件、元件和组件的结构与操作方面或在本文中所描述的方法的步骤或步骤次序方面做出改变。
[0120]从以上的描述中明确的是，本文中公开的独创性概念很好地适合于实现各目标并获得在此所提及的以及在本文中公开的独创性概念中所固有的那些优点。尽管本文中公开的独创性概念的目前优选的实施方式已出于本发明的目的而被描述，但将被理解的是，将容易浮现在本领域的技术人员的脑海中、并且在本文中所公开和要求保护的独创性概念的范围和覆盖中被实现的大量改变可以被做出。
【权利要求】
1.电磁发电变换器，其包括: 一个或多个通量组件，其具有一个或多个磁场源，所述磁场源具有正极和负极以及在所述正极和所述负极之间的路径中通过的磁场； 导体，其与所述一个或多个磁场源磁耦合，所述磁场源和所述导体被相对于彼此固定; 分流器；和 动力源，其与所述分流器可操作地连接并被构造成将所述分流器移动至第一位置和第二位置，其中当所述分流器在所述第一位置和所述第二位置之间被移动时，在所述正极和所述负极之间通过的所述磁场的强度发生改变。
2.如权利要求1所述的电磁发电变换器，其中所述分流器是可透磁性的。
3.如权利要求1或2所述的电磁发电变换器，其中所述分流器包括与一个或多个不可透磁场的片段交替的一个或多个可透磁场的片段。
4.如权利要求1或2所述的电磁发电变换器，其中所述分流器在所述第一位置和所述第二位置之间的预定路径中被导引。
5.电磁发电变换器，其包括: 一个或多个通量组件，其具有一个或多个磁场源，所述磁场源具有正极和负极以及在所述正极和所述负极之间的路径中通过的磁场； 导体，其与所述一个或多个磁场源磁耦合，所述磁场源和所述导体被相对于彼此固定; 分流器，其被至少部分地定位在所述正极和所述负极之间的所述路径中，并具有第一磁导率和第二磁导率；和 控制器，其与所述分流器可操作地连接，并影响所述分流器的磁导率以便将所述分流器的磁导率从所述第一磁导率切换到所述第二磁导率。
6.如权利要求5所述的电磁发电变换器，其中所述分流器相对于所述一个或多个磁场源大致固定不动。
7.如权利要求5所述的电磁发电变换器，其中所述分流器相对于所述一个或多个磁场源可动。
8.电磁发电变换器，其包括: 一个或多个通量组件，其具有一个或多个磁场源，所述磁场源具有正极和负极以及在所述正极和所述负极之间的路径中通过的磁场； 导体，其与所述一个或多个磁场源磁耦合，所述磁场源和所述导体被相对于彼此固定; 磁性控制装置，其与所述磁场源可操作地连接；和 控制器，其与所述磁性控制装置可操作地连接，并被构造成致使所述磁性控制装置改变所述一个或多个磁场源的磁场的强度和极性中的至少一项。
9.如权利要求8所述的电磁发电变换器，其中所述导体被至少部分地定位在所述正极和所述负极之间的所述路径中。
10.如权利要求8或9所述的电磁发电变换器，其还包括与所述一个或多个磁场源磁耦合的第二导体。
11.如权利要求8或9所述的电磁发电变换器，其中所述一个或多个磁场源包括磁致伸缩材料，并且其中所述磁性控制装置被构造成向所述一个或多个磁场源施加机械力。
12.如权利要求8或9所述的电磁发电变换器，其中所述一个或多个磁场源包括超导材料，并且其中所述磁性控制装置被构造成向所述一个或多个磁场源施加热能。
13.如权利要求12所述的电磁发电变换器，其中所述热能包括光学信号。
【文档编号】H02K35/02GK104508960SQ201380040159
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年5月29日 优先权日:2012年5月30日
【发明者】C·E·科普兰, B·法希米 申请人:普罗图特斯有限公司