电磁发电机和使用该电磁发电机的方法与流程

本申请要求2010年12月8日提交的序号为No.61/421,000的美国临时申请的根据35 U.S.C.119（e）的权益，其全部内容作为参考明确地结合到本文中。

技术领域

本文所公开的发明构思通常涉及电磁发电机，且更特别但不作为限制地涉及一种具有干涉鼓的电磁发电机，该干涉鼓定位在一个或多个线圈组件与磁体组件之间。

背景技术：

风在历史上已经是最广泛使用的自然资源之一，以为我们的电力需求提供必需的能量。风车仍然被用来利用风能将谷物磨成粉末。帆船和风帆冲浪船使用帆来捕获风能以横跨水面行进。近来，激增的能源需求与化石燃料的减小供给相结合，已经促使电气效用公司对生产电能的替代方法有了重新的看法。

一种生产电能的替代方法包括通过风力涡轮机利用风能来驱动电磁发电机。风力涡轮机一般利用一系列固定到塔架顶端的叶片来围绕水平轴线转动轴。所述叶片具有如此的空气动力学外形，即，当风吹过叶片表面时，产生了升力以促使叶片围绕其轴线转动轴。轴一般经由变速箱连接到位于称为机舱的一结构中的电磁发电机上，机舱定位在叶片后面。变速箱将叶片的转速转换为可由发电机使用的转速，以按其所提供电力的电网合适的频率产生电力供应。机舱容纳了许多现代大容量风力涡轮机中必需的部件。除了前述变速箱和电磁发电机之外，其他部件可能包括转动风力涡轮机的偏航驱动器、例如负载平衡系统的各种控制器和可用来使发电机减速的制动器。

电磁发电机在现有技术中是众所周知的。概括地说，电磁发电机通过改变在邻近线圈中感应出电流的磁场来发电。磁场源传统上是永磁体，但是最近也已经使用了电磁体。

现有技术的装置一般使用磁场源，其邻近线圈设置以便以一小空隙分隔开两个线圈。可以在单个装置中使用若干所述磁场源和线圈对以提高效率。大部分现有技术的装置通过相对于线圈移动磁场源或者通过相对于磁场源移动线圈来运行以产生磁场波动（也称为“磁通量”或者“磁通”），并且从而在线圈中感应出电流。为此，大部分现有技术的装置使用定子和转子，定子容纳静止部件，并且转子相对于静止部件移动另一部件。

另外，存在若干现有技术的装置利用磁场阻塞装置以在线圈或者绕组内部产生磁通量以在其中感应出电流。磁场阻塞装置一般是一磁场不能通过的盘，其具有被切成齿状或者窗格状结构的磁场可通过部分。该盘设置在磁场源和线圈之间的空隙中。按如此方式转动磁通阻塞圆盘，以交替地允许轴向磁通自磁场源穿入到线圈中，或者以远离线圈重新导向轴向磁通。替代地，使磁通阻塞圆盘保持静止，并且转动线圈或者磁场源中的一个。对于所述现有技术的装置的实例请参见美国专利No.3,431,444、No.3,983,430、No.4,639,626和No.6,140,730。

所述现有技术的装置的主要缺点是磁通相对于圆盘的轴向取向，其引起了三个主要问题。第一，横跨其产生轴向磁通的表面积受圆盘半径的限制。第二，由于不同的点的角速度沿半径而变化，所以感生的电流的频率横跨圆盘半径的长度而变化。第三，圆盘的不可透磁部分被磁场源吸引，并且可透磁部分未被磁场源吸引，因为其跨过磁场源和线圈之间的空隙。该交替的吸引引起圆盘远离其旋转轴线横向地谐振，该谐振运动以下被称为“摆动”。所述摆动与圆盘的半径、磁场的强度和圆盘每分钟转动的转数（rpm或者rpms）成正比并且与圆盘的厚度成反比。为了使摆动减到最小，通过降低rpm、增大磁场源与线圈之间的空隙以容纳更厚的圆盘和/或减小圆盘的半径并从而减小横跨其产生磁通的表面积来损失效率。

因此，存在对于一种能够在较低rpm下运行并且以使由于圆盘摆动、横跨其产生磁通的较小表面积和/或空隙尺寸的效率损失最小地产生电流的高效电磁发电机的需求。本文所公开的发明构思涉及一种这样的电磁发电机及其使用方法。

技术实现要素：

在一个方面，本文所公开的发明构思涉及一种电磁发电机。所述电磁发电机包括一个或多个磁通组件，所述磁通组件具有被间隙分隔开的至少一个线圈与至少一个磁场源和具有侧壁的干涉鼓。侧壁至少部分地定位在间隙内部并且具有至少一个磁场可透过区和至少一个磁场不可透过区。干涉鼓可相对于至少一个线圈和至少一个磁场源活动，以将至少一个磁场可透过区和至少一个磁场不可透过区交替地定位在间隙内。

在另一方面，本文所公开的发明构思涉及一种适用于电能发电机中的干涉鼓。所述干涉鼓包括毂和从毂上延伸的侧壁。侧壁包括至少一个磁场可透过区和至少一个磁场不可透过区。

在又一方面，本文所公开的发明构思涉及一种方法，其包括将具有壁的心轴附连到毂上并且使干涉鼓的侧壁形成有一个或多个交替的磁场可透过区和一个或多个磁场不可透过区。

在又一方面，本文所公开的发明构思涉及一种方法，其包括使用电磁发电机来产生电能。所述电磁发电机包括(1)一个或多个磁通组件，其具有由间隙分隔开的至少一个线圈和至少一个磁场源；(2)具有侧壁的干涉鼓，该侧壁包括至少一个磁场可透过区和至少一个磁场不可透过区并且至少部分地定位在分隔开所述至少一个线圈和至少一个磁场源的间隙内。干涉鼓可在所述间隙内移动以将所述至少一个磁场可透过区和至少一个磁场不可透过区交替地定位在分隔开所述至少一个线圈和至少一个磁场源的间隙内部，以产生进入所述至少一个线圈内的磁通量，从而在所述至少一个线圈中感生电流。该方法还包括在所述至少一个线圈和电网之间建立回路，以允许电能流向电网。

在又一方面，本文所公开的发明构思涉及一种风力涡轮机，其包括具有基底及发电机安装件的塔架和附连到发电机安装件上的发电机组件。所述发电机组件包括一个或多个磁通组件，所述磁通组件具有被间隙分隔开的至少一个线圈与至少一个磁场源、和带有侧壁的干涉鼓，所述侧壁包括至少一个磁场可透过区和至少一个磁场不可透过区。侧壁至少部分可旋转地定位在分隔开所述至少一个线圈和至少一个磁场源的间隙内。风力涡轮机还包括可操作地连接到所述干涉鼓和一个或多个磁通组件中至少一个上的可旋转的螺旋桨(propeller)上。干涉鼓是可旋转的以将所述至少一个磁场可透过区和至少一个磁场不可透过区交替地定位在分隔开所述至少一个线圈和至少一个磁场源的间隙内，以产生进入所述至少一个线圈内的磁通量，从而在所述至少一个线圈中感生电流。

在又一方面，本文所公开的发明构思涉及一种风力涡轮机，包括：（1）基底；（2）连接到基底上的机舱；和（3）具有一个或多个叶片和可旋转地连接到机舱上的第一轴的螺旋桨。至少部分地设置在机舱中的电磁发电机，所述电磁发电机包括：(a)基板，其限定出具有中心的盘形表面；(b)一个或多个磁通组件，其附连到基板上并且从其上径向地延伸，所述一个或多个磁通组件具有由轴向间隙分隔开的至少一个线圈和至少一个磁场源；和，(c)干涉鼓，其具有可旋转地延伸通过基板并且可操作地连接到螺旋桨的第一轴上的第二轴和圆筒形侧壁，所述侧壁包括至少部分地定位在所述轴向间隙内的至少一个磁场可透过区和至少一个磁场不可透过区。干涉鼓可围绕所述轴旋转以将所述至少一个磁场可透过区和至少一个磁场不可透过区交替地定位在所述轴向气隙内部，以产生进入所述至少一个线圈内的径向磁通，从而在所述至少一个线圈中感生电流。

附图说明

附图中的类似附图标记表示并涉及相同的元件或功能。当在以下其详细说明中给出考虑的事项时，可以更好地理解本公开的实施。所述说明参照了所附的插图、示意图、图表、绘图和附录。在附图中：

图1是根据本文所公开的发明构思构造的风力发电机组件的局部剖开透视图。

图2是显示根据本文所公开的发明构思的电能发电机的一实施例的侧视图，为了清晰起见示出了干涉鼓的横截面。

图3A是图2中所示的电能发电机的侧视图。

图3B是沿图3A的线3B的局部详图。

图4是图2中所示的发电机的基板的顶部平面图。

图5A是图2中所示的磁通基底的底部平面图。

图5B是沿图5A的线5B-5B的剖视图。

图6是图2中所示的发电机上的磁通组件的侧视图。

图7是图2中所示的发电机上的线圈安装件的侧视图。

图8是图2中所示的发电机的磁体组件的侧视图。

图9A是图8中所示的磁体组件的滑动件的端视图。

图9B是沿图9A的线9B-9B的剖视图。

图10A是图8中所示的磁体组件的磁体托架的前视图。

图10B是沿图10A的线10B-10B截取的剖视图。

图11是图8中所示的磁体组件的磁体安装件的前视图。

图12是图2中所示的发电机的顶视图。

图13A是图2中所示的发电机的轴的支承组件的侧视图。

图13B是图13A中所示的轴的支承组件的顶部平面图。

图14A是图13A中所示的轴的支承组件的支承管的侧视图。

图14B是沿图14A的线14B-14B截取的剖视图。

图14C是沿图14A的线14C-14C截取的剖视图。

图15A是图13A中所示的筋板的端视图。

图15B是沿图15A的线15B-15B的剖视图。

图15C是图15A中所示的筋板的顶部平面图。

图16是用于制造根据本文所公开的发明构思的电能发电机的干涉鼓的方法的实施例的步骤的流程图。

图17A是根据图16中所示的流程图的步骤402附连到毂上的心轴的局部剖视图。

图17B是沿图17A的线17B的局部视图。

图18A是根据图16中所示的步骤404应用到毂和心轴上的第一层材料的局部剖视图。

图18B是图18A中所示的第一层材料的外部轴向表面的局部顶部平面图。

图19A是根据图16中所示的简图的步骤406切入被应用到毂和心轴上的第一层材料中的座部的局部剖视图。

图19B是图19A中所示的座部的外部轴向表面的局部顶部平面图。

图20A是根据图16所示的流程图的步骤408应用到第一层材料中的座部内部的第二层材料的局部剖视图。

图20B是图20A中所示的第二层材料的局部顶部平面图。

图21A是根据图16所示的流程图的步骤410应用到第一和第二层材料上的第三层材料的局部剖视图。

图21B是图21A中所示的第三层材料的外部轴向表面的局部顶部平面图。

图22A是根据图16中所示的流程图的步骤412切穿被应用到毂和心轴上的第三和第二层材料的口孔的局部剖视图。

图22B是图22A中所示的应用到毂和心轴上的第一、第二和第三层材料的外部轴向表面的局部顶部平面图。

图23A是根据图16中所示的流程图的步骤414以环氧树脂将口孔装填到第三层的高度的局部剖视图。

图23B是应用到图23A中所示的毂和心轴上的第一、第二和第三层材料的外部轴向表面的局部顶部平面图。

图24A是根据图16的流程图的步骤416切入鼓中的两个环形凹槽的局部剖视图。

图24B是图24A中所示的鼓的外部轴向表面的局部顶部平面图。

图25A是根据图16中所示的流程图的步骤418从鼓上移除心轴的局部剖视图。

图25B是从图25A中所示的鼓上移除心轴的外部轴向表面的局部顶部正视图。

图26是根据图16中所示的流程图的步骤420制造的鼓的成品的轴向外表面的局部剖视图。

图27是根据本文所公开的发明构思的电能发电机的局部侧视图，其具有许多排相互成角度地偏离的磁通组件。

图28是图27的电能发电机的局部前视图，为了清晰起见而未显示出干涉鼓组件。

具体实施方式

在详细阐明本文所公开的发明构思的至少一个实施例之前，很清楚，所述发明构思不将其应用限制于以下说明中所阐述的或者图中所图解的部件的结构和配置细节或者步骤或方法。本文所公开的发明构思能够是按不同方式实践或者执行的其他实施例。此外，很清楚，本文中所应用的措辞和术语是用于说明目的的且不应该被认为是限制。

在公开的实施例的以下详细说明中，阐述了许多细节以便提供对本文所公开的发明构思的更彻底的了解。然而，在没有所述细节的情况下实践公开内的发明构思，对本领域技术人员来说是显而易见的。在其他情况下，没有详细描述众所周知的特征以避免不必要地使说明复杂化。

如本文中所使用的，附加到附图标记上的符号“a-n”仅是用来便于简写以提及由相应附图标记所标识的元件或者特征的一个、多个和直至无限（例如，100a-n）。类似地，附图标记后的字母是用来提及可能与先前描述的标有相同附图标记的元件或者特征类似但不一定等同的的特征或元件的实施例（例如，100、100a、100b等）。所述简化符号仅用于清晰和方便目的，且无论如何不应该视为是限制本文所公开的发明构思，除非明确地陈述了相反的意思。

此外，除非明确地陈述过相反的意思，“或者”是指包括而非异或。例如，以下任何情况都满足条件Ａ或Ｂ：A是真（或者存在）且B是假（或者不存在）、A是假（或者不存在）且B是真（或者存在）和A和B都是真（或者存在）。

另外，使用“一”来描述本文的实施例的元件和部件。这仅仅是为了方便起见并且给出了发明构思的一般含义。该说明应该理解为包括一个或者至少一个，并且单数也包括复数，除非其很明显意味着别的意思。

如本文所使用的，术语“轴向”、“轴向地”及其任何变化是指基本上平行于旋转轴线或者沿与旋转轴线相同的线延伸。

如本文所使用的，术语“空隙”、“间隙”及其任何变化应该理解为包括将两个或多个物件或表面分隔开的距离，而与所述物件或表面之间是否有气体或者流体无关，除非明确地陈述了相反意思。

此外，如本文所使用的，术语“径向”、“径向地”及其任何变化意图是包括沿半径或者基本上垂直于旋转轴线的直线延伸。

最后，如本文所使用的，对“一个实施例”或者“一实施例”的任何引用是指结合被归入至少一个实施例的实施例来描述的一具体元件、特征、结构或特性。出现在说明书中不同地方的短语“在一个实施例中”不一定全都涉及相同实施例。

本文所公开的发明构思旨在一种电能发电机。概括地说，所述发电机包括一对或多对由轴向空隙分隔开的径向地定向且同心地相对设置的磁场源和线圈的静止对。在分隔开磁场源和线圈的空隙中设置干涉鼓，所述干涉鼓沿其轴向表面交替地具有磁场可透过区和磁场不可透过区。当转动干涉鼓时，交替地允许静止的磁场源和静止的线圈之间的磁场到达线圈或者远离线圈而被干涉鼓组件的交变区域改方向。所获得的径向磁通在线圈中感应出电流。

现在参见附图并且特别是参见图1，一种风力发电机的涡轮机50显示为具有支承组件54、一个或多个叶片52、轴56、发电机组件外壳58和发电机组件100。通过发电机组件外壳58的局部剖开显示出发电机组件100。发电机组件外壳58连接到支承组件54上。发电机组件外壳58也可以被称为机舱。发电机组件100定位在发电机组件外壳58内，并且轴56可以将叶片52连接到发电机组件100上。

现在参见图2-3B，发电机组件100包括基板102、一个或多个磁通组件104a及104b（为了清晰起见显示了两个）和干涉鼓组件106。为了清晰的目的，在下文中任意地按水平定向地提及基板102，并且相对于水平定向的基板102来论述磁通组件104a及104b和干涉鼓组件106的定向。然而，很清楚，这种定向标识仅涉及发电机组件100的不同部件中的一个相对于另一个的定向，并且不必涉及任何外部目标、方向或者定向。这种标识仅仅是用于清晰和方便目的，并且无论如何不被认为是限制本文所公开的发明构思。

基板102优选限定出具有中心（134，图4）的一基本上水平的盘形平坦表面（132，图4）。可以经由基底螺栓108将磁通组件104a及104b和干涉鼓组件106安装到基板102上，虽然可以使用其他安装方法。磁通组件104a和104b优选自基板102基本上竖直地延伸。磁通组件104a和104b在结构和功能上基本上是相同的，所以在下文中仅描述了磁通组件104a。磁通组件104a包括磁通基底110、线圈组件112和磁体组件114。线圈组件112和磁体组件114优选安装在磁通基底110上并且彼此相对设置。线圈组件112和磁体组件114优选按相对于基板102的中心成径向定向地设置，并且优选被轴向环形空隙116分隔开，干涉鼓组件106优选至少部分地设置在该空隙116中。虽然线圈组件112显示为比磁体组件114更靠近基板102的中心134，但是很清楚，替代地，磁体组件114可以比线圈组件112更靠近基板102的中心134设置。

发电机组件100可能包括如此安装在基板102上的六个磁通组件104a，即，磁通组件104a围绕由基板102限定出的盘形表面132（图4）对称地设置。所述六个磁通组件104a中任何两个之间的距离优选等于任何其他两个磁通组件104a之间的距离，结果形成了所述六个磁通组件104a沿基板102的盘形表面132（图4）被分隔开60°并且自其中心134（图4）处径向地延伸。然而，很清楚，在不脱离本公开的范围的情况下，对于本文所公开的发明构思，可以使用不同数量的磁通组件104a。

干涉鼓组件106优选自基板102基本上竖直地延伸。干涉鼓组件106包括轴118、轴套230、毂组件128和鼓226。轴118具有中心轴线120，并且优选通过基板102的中心134且基本上垂直于基板102地延伸。例如，可以通过轴圈122（参见图3A）来保持在基板102下面延伸的轴118的端部。轴118可以是基本上圆柱形的并且可以由任何具有足够强度和耐久性的合适材料制造，并且优选可以使用非导电和/或非铁材料以限制在发电机组件100内部感应出涡电流的可能性。轴118利用任何合适的配置连接到毂组件128上。毂组件128优选包括基本上圆筒形的毂130，或者可以包括一个、两个或更多个连接轴118和鼓226的辐条（未显示）。毂130优选基本上平行于基板102的表面132。毂130连接到轴118上。毂130可以由具有所要求强度和耐久性的任何合适材料制造，并且优选非导电的和/或非铁材料以限制在发电机组件100内部感应出涡电流的可能性。

鼓226优选具有基本上圆筒形的侧壁276。鼓226连接到毂130上。鼓226优选基本上垂直于基板102并且适合于当轴118围绕中心轴线120转动时围绕基板102的中心134转动。鼓226至少部分地设置在线圈组件112和磁体组件114之间的空隙116内部。可以如以下参照图16-26所述地来制造鼓226。

现在参见图4，基板102可以是任何合适形状，并且优选限定出为基本上平坦的基本上盘形表面132。表面132具有中心134、优选位于中心134处的口孔136、第一组口孔138和第二组口孔140。为了清晰的目的，在图4中仅提到了口孔138和140中的一些。

第一组口孔138按如此方式沿表面132设置，即，限定出半径成比例地递增的四个同心环144a-d，并且对齐以便形成分隔开大约60°的六个径向线142。

第二组口孔140可以按如此方式沿表面132设置，即，限定出两个同心环146a-b，并且设置成形成六个径向线148，所述径向线148优选自由第一组口孔138所限定的径向线142偏离大约30°。口孔138可能适合于接收基底螺栓108，以便将干涉鼓组件106和磁通组件104a固定到基板102上。基板102可以由例如以商品名Garolite G-10销售类材料的热固塑性叠层材料制成，但是可以使用例如Plexiglas^TM的丙烯酸塑料或者任何其他合适强度和耐久性的材料。基板102优选是由非导电的和/或非铁材料制成以限制在发电机组件100内部感应出涡电流的可能性。基板102的盘形表面132的直径可能优选为大约24英寸，但是很清楚，基板102的尺寸可能依据用来制造基板102的材料和/或预期发电机组件100遭遇的工作和环境变化而变化。

基板102可能在结构上起到支承发电机组件100的不同部件的作用。口孔138和140的形状、尺寸、结构和数量可能发生变化。口孔136适合于接收穿过其的轴118。基板102可能限定出外壳（未显示）的一部分以相对于环境变量保护发电机组件100。替代地，可以通过例如图1中所示的发电机组件外壳58的一单独的保护罩来完全或者部分地包装发电机组件100。很清楚，基板102可能具有任何尺寸或者形状，只要其考虑到了干涉鼓组件106、磁体组件114和线圈组件112沿基板102的表面132的同心的径向定向。

现在参见图5A-5B，磁通基底110优选是由例如以商品名Garolite G-10销售类材料的热固塑性叠层材料制成，但是可以使用合适强度和耐久性的任何材料。磁通基底110优选是由非导电的和/或非铁材料制成以限制在发电机组件100内部感应出涡电流的可能性。磁通基底110优选为大约1英寸厚，但是很清楚，磁通基底110的尺寸可能依据用来制造其的材料和/或预期发电机组件100遭遇的工作和环境变量而变化。

磁通基底110优选具有细长形状、第一端150、第二端152、凹入的中间部分154和底部156。底部156优选具有四个适合于其中通过螺纹接收四个基底螺栓108的基底口孔158，以便将磁通基底110安装到基板102上。磁通基底110的底部156可以具有基本上平坦的矩形表面以确保磁通基底110与基板102的表面132齐平地装配，以便磁通基底110自基板102的表面132基本上竖直地延伸，虽然可以使用其他结构。很清楚，磁通基底110可以通过现有技术中已知的任何合适装置附连到表面132上，例如，螺钉、铆钉、焊接、粘结剂及其组合。替代地，磁通基底110和基板102可以形成为单个零件，或者可以使用其他元件（显示）来将磁通基底110连接到基板102上。磁通基底110还可能具有切入或者形成到其第一端150和其第二端152的平坦表面中的安装口孔160。口孔160优选按基本上矩形定向地设置，并且相对于基底口孔158为基本上垂直的。口孔160起到了供将磁体组件114和线圈组件112附连到磁通基底110上的作用。

现在参见图6，磁通组件104a包括线圈组件112和磁体组件114。

线圈组件112具有线圈安装件190和线圈192。线圈192可能具有两个用于将线圈192安装到线圈安装件190上的安装口孔195。线圈安装件190具有适合于基本上与磁通基底110的口孔160对齐的口孔194。可以通过穿过口孔194和安装口孔160插入螺栓196来将线圈安装件安装到磁通基底110上。线圈安装件190还可能具有两个切入或形成在其中的安装口孔195，安装口孔195适合于与安装口孔160相对应，并且接收螺栓197以将线圈192固定到线圈安装件190上。线圈192可以是任何传统的线圈192并且可以具有任何种类或数量的绕组、芯部和/或磁极，只要线圈192能够从磁体172接收磁通量，从而迫使来自线圈192的电子流过可能在线圈192外部的电路（未显示）。

现在参见图7，线圈安装件190优选为大约0.5英寸厚，但是很清楚，线圈安装件190的尺寸可能依据用来制造其的材料和/或预期发电机组件100遭遇的工作和环境变量而变化。线圈安装件190起到了在结构上经由口孔194将线圈组件112附连到磁通基底110上的作用。线圈安装件190可以例如经由螺栓、螺母、螺钉、焊接、粘合剂或任何其他合适装置被直接附连到磁通基底110上。线圈安装件190优选可以由以商品名Garolite G-10销售类型的材料制成，但是可以使用任何适当强度和耐久性的材料，并且优选非导电的和/或非铁材料以限制在发电机组件100内部感应出涡电流的可能性。线圈安装件190可以在固定位置处安装到磁通基底110上。替代地，例如通过使用允许线圈安装件190相对于磁通基底110滑动的狭槽，线圈安装件190可以按可调整位置安装到磁通基底110上。

现在参见图8-11，磁体组件114优选具有磁体162、磁体滑动件164、磁体安装件166和可选的磁体托架198。

磁体162优选包括一对与传导磁力的棒170相连的磁体168，从而它们形成了整体式磁体172。磁体168可以是任何磁体、可以由任何合适材料制成并且可以是各向同性或者各向异性及其组合。磁体168可以具有任何强度，并且可以具有依据发电机组件100的尺寸和输出技术要求而变化的尺寸和形状。磁体168可以按限定磁体组件114和线圈组件112之间的空隙116的至少一部分的任何结构设置，并且优选与线圈组件112处于磁性连通。磁体168可以是永磁体、电磁体及其组合。磁体对168优选经由棒170连接，从而形成整体式磁体172。棒170优选是钢制的，但是可以由任何合适材料制成，只要其起到将两个磁体168连接成整体式磁体172的作用。替代地，磁体172可能包括单个磁体（未显示）。棒170可能具有通过其形成的中心口孔200，所述中心口孔200适合于接收螺栓202。棒170还可能具有适合于部分地接收接合销206的接合销口孔204。

现在参见图9A-9B，磁体组件114还包括磁体滑动件164，可选的磁体托架198可以借助于螺栓214a和214b或者通过以下将描述的其他合适装置附连到其上。磁体滑动件164优选具有两个穿过其形成的口孔216a和216b，口孔216a和216b优选其中形成有螺纹。口孔216a和216b可能适合于接收螺栓214a和214b，以便将磁体托架198固定到磁体滑动件164上。磁体滑动件164还优选具有切入或者穿过其形成的中心口孔218。中心口孔218适合于接收延伸超过磁体托架198的螺栓202的任何部分，如以下将描述的。中心口孔218可能还被设计成能接收滑动调整杆182并将其保持在其中。例如，滑动调整杆182优选是由如Plexiglas^TM的丙烯酸类塑料材料或者任何适当强度和耐久性的材料制成，并且可以使用非导电的和/或非铁材料以限制在发电机组件100内部感应出涡电流的可能性。例如，可以通过使用环氧化物、环氧树脂或者其他合适的粘合剂来将滑动调整杆182固定在中心口孔218内。滑动调整杆182优选具有螺纹端220，该螺纹端220自磁体安装件166至少部分地横向延伸，以便可以将滑动调整垫圈222和调整螺母224附连到滑动调整杆182的螺纹端220上。滑动调整垫圈222可以搁靠在磁体托架198上。可以在滑动调整杆182上插入弹簧（未显示），或者可以使用任何其他合适装置来保持滑动调整垫圈222压靠在磁体托架198上。磁体滑动件164可能还具有两个或多个穿过其形成的口孔226a和226b，所述口孔226a和226b优选基本上垂直于口孔216a和216b。

磁体滑动件164优选是由如以商品名Garolite G-10销售材料的1英寸厚的热固塑性叠层材料制成，但是可以使用例如Plexiglas^TM的丙烯酸塑料、环氧树脂或者任何合适强度和耐久性的材料，并且优选是非导电的和/或非铁材料以限制在发电机组件100内感应出涡电流的可能性。另外，磁体滑动件164可能具有任何合适的厚度、尺寸或者形状，只要磁体滑动件164能够支承磁体172，并且优选能够相对于磁通基底110和线圈组件112可滑动地调整磁体172的位置，以便调整空隙116的尺寸。可以通过分别将锁定螺栓180插过磁体安装件166的调整狭槽178a和178b并且插入到口孔226a和226b中来将磁体滑动件164安装到磁通基底110上。可以通过拧紧或者拧松调整螺母224来调整磁体滑动件164的位置，其结果形成了锁定螺栓180滑入到调整狭槽178a和178b中，以便相对于磁体安装件166和因此磁通基底110和线圈组件112来移动磁体滑动件164。为了将磁体滑动件164固定在适当的位置中，可以拧紧锁定螺栓180。

现在参见图10A-10B，可选的磁体托架198在形状上可能为大致矩形并且可能具有大致平坦表面。磁体托架198可能具有两个安装口孔212a及212b、中心口孔208和接合销口孔204。接合销口孔204可能适合于至少部分地接收接合销206，从而接合销206和螺栓202接合磁体172和磁体托架198，以便防止磁体172和磁体托架198相对于彼此转动。然而，很清楚，可以使用任何其他合适装置来将磁体172和磁体托架198固定到一起，例如许多接合销、许多螺栓、一个或多个：例如螺钉、铆钉、焊接或者粘合剂。磁体托架198还优选具有切入或者穿过其形成的一对口孔212a和212b，口孔212a和212b可能适合于分别接收螺栓214a和214b。磁体托架198优选是由铝制成的，但是很清楚，可以使用适当强度和耐久性的任何材料，并且优选非导电的和/或非铁材料以限制在发电机组件100内部感应出涡电流的可能性。磁体托架198可能具有各种形状和尺寸，只要其起到将磁体172连接到磁体滑动件164上的作用。替代地，可以省略磁体托架198，并且可以将磁体172直接连接到磁体滑动件164上。

现在参见图11，磁体安装件166在形状上优选为大致矩形，并且优选是由如以商品名Garolite G-10销售类材料的热固塑性叠层材料制成，但是可以使用例如Plexiglas^TM的丙烯酸塑料、环氧树脂或者任何合适强度和耐久性的材料，并且优选是非导电的和/或非铁材料以限制在发电机组件100内部感应出涡电流的可能性。磁体安装件166可能具有四个或更多个安装口孔174，所述安装口孔174被间隔开以基本上与磁通基底110的安装口孔160对准。可以通过相应的安装口孔174和安装口孔160插入螺栓（未显示）来将磁体安装件166安装到磁通基底110上。磁体安装件166可能还具有两个切入其中的调整狭槽178a和178b。调整狭槽178a和178b可能对应于磁体滑动件164的口孔212a和212b。调整狭槽178a和178b可能起到允许锁定螺栓180（未显示）通过调整狭槽178a与178b和口孔212a与212b插入的作用，并且允许锁定螺栓180在调整狭槽178a和178b内部滑动，以便磁体滑动件164可相对于磁体安装件166可滑动地调整。当将线圈组件112安装到磁通基底110上，将磁体滑动件164安装到磁体安装件166上时，可以通过相对于磁体安装件166滑动磁体滑动件164来调整空隙116的尺寸。一旦磁体滑动件164处于所要求的位置，则可以通过拧紧锁定螺栓180来固定磁体滑动件164。

现在参见图12-14C，干涉鼓组件106可能具有轴118、圆筒形鼓226和将鼓226连接到轴118上的毂130，以便允许当轴118被转动时鼓226转动。轴118可以容纳在轴罩230内部，该轴罩可以安装到基板102上。轴罩230可能包括支承管232、轴承124、筋板234、长筋板螺栓236a和短筋板螺栓236b。轴罩230优选借助于基底螺栓108被安装在基板102上，以使轴罩230在基板102的中心口孔136上方基本上居中，并且轴118穿过基板102的中心口孔136延伸。支承管232在形状上可能为大致圆筒形，并且可能具有切入或者穿过其形成的第一排口孔240a和第二组竖直偏离的口孔240b。口孔240a和240b具有形成于其中的螺纹并且其中适合于分别接收长筋板螺栓236a和短筋板螺栓236b。口孔240a和240b可能基本上垂直于支承管232的纵轴线。

支承管232可能还具有两个或更多个形成在其底部和顶端中的环形凹进部246。所述两个环形凹进部246可能适合于接收环形轴承124并将其保持在其中。轴承124可以与支承管232协作以可旋转地固定并容纳轴118，并且确保轴118围绕其中心轴线120平稳地旋转。口孔240可能沿支承管232的柱面在直径上对置。支承管232优选是由如以商品名Garolite G-10销售类材料的热固塑性叠层材料制成，但是可以使用例如Plexiglas^TM的丙烯酸塑料、环氧树脂或者任何合适强度和耐久性的材料，并且优选是非导电的和/或非铁材料以限制在发电机组件100内部感应出涡电流的可能性。

现在参见图15A-15C，筋板234可能具有底面250和基本上垂直于表面132的支承管表面252。底面250具有形成于其中的两个口孔254。口孔254可能具有形成于其中的螺纹，并且可能适合于接收基底螺栓108，以便将筋板234安装到基板102上。支承管表面252可能具有切入或者形成于其中的两个或更多个口孔256a和256b。口孔256可能适合于分别接收穿过其的长筋板螺栓236a和短筋板螺栓236b，以便将支承管232固定到筋板234上。可以将若干筋板234固定到支承管232上，以便使筋板234的支承管表面252按相对于基板102基本上垂直定向地支承所述支承管232。

安装到支承管232上的筋板234的数量可以少至一个，并且可以依据支承管232和筋板234的尺寸而为任何奇数或者偶数。当使用偶数个筋板234时，优选按直径上对置的位置将筋板234安装到支承管232上。当使用奇数个筋板234时，优选沿支承管232的柱面以规则间隔设置筋板234，使得任何两个筋板234之间的距离基本上和任何其他两个筋板234之间的距离相同。替代地，可以省略掉筋板234，并且可以通过现有技术中已知的任何常规装置将支承管232固定到基板102上。例如，可以将支承管232焊接到基板102上。替代地，支承管232和基板102可以形成为整体。

筋板234优选是由如以商品名Garolite G-10销售类材料的热固塑性叠层材料制成，但是可以使用例如Plexiglas^TM的丙烯酸塑料、环氧树脂或者任何合适强度和耐久性的材料，并且优选是非导电的和/或非铁材料以限制在发电机组件100内部感应出涡电流的可能性。

现在参见图16，图2中所示的制造发电机组件100的鼓226的优选方法400包括步骤402-420，以下将详细地描述所述步骤。

现在参见图17A-17B，步骤402包括将毂130附连到心轴260上。毂130显示为具有两个口孔258a和258b。口孔258a和258b优选具有形成于其中的螺纹。心轴260可能具有两个附连到其上的盘形侧部262，并且显示为通过将长螺栓266和短螺栓264分别插入到口孔258a和258b中来附连到毂130上。毂130优选为盘形并且可能具有平坦表面268和轴向表面270。优选在毂130的轴向表面270中形成环形凹进部272。环形凹进部272起到了为鼓226的圆筒形侧壁276的不同层提供结构支撑的作用。毂130可以由任何合适材料制成，例如以商品名Garolite G-10销售类材料的热固塑性叠层材料，但是可以使用例如Plexiglas^TM的丙烯酸塑料或者任何其他合适强度和耐久性的材料。毂130优选是由非导电的和/或非铁材料制成以限制在发电机组件100内部感应出涡电流的可能性。心轴260优选具有大致圆柱形外表面278。

将脱模剂或者薄膜应用到表面278上，但是不应用到毂130上。所述脱模剂或者薄膜可以是现有技术已知的任何常规的脱模剂或者薄膜，例如，石蜡基的脱模剂、水基的脱模剂、硅树脂基的脱模剂、基的脱模剂及其组合。脱模剂起到了稍后使成品的圆筒形侧壁276从心轴260分离的作用，而同时允许圆筒形侧壁276保持附连到毂130上。心轴260可以由在制造、机加工和拆卸／重新组装期间保持其形状的任何材料制成，例如，飞行器等级的铝或者其他金属以及非金属。

现在参见图18A-18B，步骤404包括将环氧基玻璃纤维的第一层280堆叠到表面278的顶部上并且放入到环形凹进部272中。第一层280优选在心轴260的表面278上为大约0.157英寸的基本上均匀厚度，并且优选在环形凹进部272上具有不同厚度。然而，很清楚，根据鼓226的尺寸和发电机组件100的预期运行变量的需要，第一层280可能具有变化的厚度和超过两个不同厚度的部分。第一层280优选是由环氧基玻璃纤维制成的，但是可以使用现有技术已知的任何其他合适材料。第一层280是鼓226的圆筒形侧壁276的最内层，并且可能起到为圆筒形侧壁276的保留层提供结构支撑的作用。

现在参见图19A-19B，步骤406包括将座部（seat）282加工到第一层280中。座部282优选具有至少部分地在环形凹进部272上并且至少部分地在表面278上延伸的宽度，并且优选具有均匀厚度（或者深度）。然而，很清楚，座部282可能具有两个或多个不同厚度或深度的区域，并且可能不在环形凹进部272上延伸。

现在参见图20A-20B，步骤408包括将磁屏蔽薄膜的第二层284包裹在第一层280周围，从而第二层284的宽度优选与座部282的宽度基本上相同。第二层284可以由例如以商标销售并在公开的美国专利申请No.11/320,744中描述过的薄膜的一磁屏蔽薄膜制成。替代地，可以使用抵抗被永久地磁化并且可以再导向磁场的任何材料来形成第二层284。在一个非限制性实例中，可以使用具有所要求机械和电磁特性的一个或多个合适的非晶态或者晶体金属合金带、薄膜或者线来组成第二层284。第二层284优选为大约0.200英寸厚，但是其厚度可以依据鼓226的尺寸、所使用磁场的强度或者发电机组件100的其他运行变量而改变。第二层284起到了形成鼓226的圆筒形侧壁276的一不可透过磁场的圆柱层284的作用。

现在参见图21A-21B，步骤410包括将环氧基的玻璃纤维的第三层286堆叠到表面278和侧表面270的顶部上，从而第三层286的宽度优选基本上等于第一层280的宽度。第三层286优选在第二层284上具有基本上均匀厚度，并且优选在第一层280上具有不同厚度。然而，很清楚，根据鼓226的尺寸和发电机组件100的预期运行变量的需要，第三层286可能具有变化的厚度和超过两个不同厚度的区域。第三层286优选是由环氧基玻璃纤维制成的，但是可以使用任何其他合适材料。第三层286优选与第一层280协作以基本上完全包裹第二层284，并且为第二层284提供结构支撑。

现在参见图22A-22B，步骤412包括在圆筒形侧壁276内形成磁场可透过口孔288。例如，可以通过基本上完全切穿第三层286和第二层284并且优选仅部分地切穿第一层280来形成口孔288。优选是，在圆筒形侧壁276上沿直轴线形成两个口孔288，所述两个口孔优选被中间区域290分隔开，在该中间区域290处，未切穿第三层286、第二层284和第一层280中的任何一层。两个口孔288还可以限定出两个其中没有层被切割的端部区域292。很清楚，可能在圆筒形侧壁276的一个或多个层中切出仅一个口孔288或者超过两个口孔288。此外，口孔288可能未延伸到第一层280中，只要口孔288基本上完全延伸通过第二层284。可以通过现有技术已知的任何装置来形成口孔288。

口孔288起到了在圆筒形侧壁276内形成磁场可透过区294的作用。例如，口孔288在形状上可以是基本上矩形并且可以具有1英寸×1.75英寸的尺寸。然而，在不脱离本文所公开的发明构思的范围的情况下，可以改变口孔288的尺寸和形状。

在通过使用分度机构使心轴260精确地转过12°之后，可以如上所述地形成第二组口孔288。优选是，在鼓226的层中切出三十对口孔288，该三十对口孔288间隔开12°，以便覆盖鼓226的圆筒形侧壁276的整个360°。口孔288的该优选的数量和定向与如下的六个磁通组件104a的优选数量有关：六个磁通组件104a围绕鼓226的圆筒形侧壁276均匀地间隔开，结果在磁通组件104a之间形成了60°的间隔。每个口孔288沿鼓226的圆筒形侧壁276限定出磁场可透过区294。由于第二层284，保留区域296为磁场不可透过区。

为了平衡磁体172在磁场不可透过区296上的引力并且避免摆动，口孔288的对数优选可以除以2和3，以便确保如此定位口孔对288，即，任何两个在直径上对置的磁通组件对104a优选同时与口孔288对准，或者同时与磁场不可透过区296对准。例如，其他合适数量的口孔对可以是：三十六（间隔开10°）、二十四（间隔开15°）、十八（间隔开20°）、十二（间隔开30°）、或者六（间隔开60°）。应当意识到，如果使用不同于六个的磁通组件104a的数量，则可以使用磁通组件104a的数量和口孔288的数量之间的不同关系。对本公开所属领域的技术人员来说，计算磁通组件104a的数量和口孔288的数量之间的关系是常规的。

很清楚，口孔288的数量随同口孔288的形状及尺寸和几对口孔288之间度数上的距离一起变化。还很清楚，在本文所公开的发明构思的某些示例性实施例中可以使用单对口孔288。

现在参见图23A-23B，步骤414包括以环氧树脂或者其他合适材料填充口孔288到优选基本上等于第三层286厚度的一厚度。很清楚，可以使用任何适当材料来代替环氧树脂。还很清楚，环氧树脂的厚度可能变化。

现在参见图24A-24B，步骤416包括沿鼓226的整个圆筒形侧壁276形成两个或更多个环形凹槽298。可以通过现有技术已知的任何方法来形成环形凹槽298。环形凹槽298优选形成有小于第三层286的厚度的深度。假如环形凹槽298没有达到第二层284，则环形凹槽298的深度可以变化。环形凹槽298优选相互平行，并且可能包含口孔288。环形凹槽298优选通过隆起的中间区域290分隔开，该隆起的中间区域290还分隔开口孔288。环形凹槽298还优选在两侧上由隆起的中间区域292形成边框。环形凹槽298可以起到为鼓226的圆筒形侧壁276提供结构支撑和强度的作用，而同时使设置在空隙116内部的圆筒形侧壁276的厚度最小。很清楚，环形凹槽298的数量可能相应于口孔288的数量而变化。还很清楚，例如，与多个环形凹槽298相反，本文所公开的发明构思的替代实施例可能没有环形凹槽298或者可能具有单个环形凹槽298。

现在参见图25A-25B，步骤418包括从鼓226移除心轴260。例如，可以移除短螺栓264和长螺栓266，并且可以使用两个螺栓300将心轴260推离鼓226。很清楚，可以通过现有技术已知的任何其他合适装置来移除心轴260。

现在参见图26，步骤420包括清理和平衡成品的鼓226。如果鼓226失去平衡，则可以在毂130内钻出一个或多个减重孔302。另外，可以倒圆设置在离毂130最远处的圆筒形侧壁276的转角。此外，例如，可以弄平或者磨光鼓226的圆筒形侧壁276。很清楚，可以通过现有技术中已知的任何其他方法来平衡鼓226，例如，喷砂、碾磨或者平衡或校正重量及其组合。

很清楚，包括鼓226的圆筒形侧壁276的层数不同于单层到四层或更多层，例如，可以改变所使用的不同层的相对位置。此外，毂130可能还包括鼓226的第一层。还很清楚，在不脱离本文所公开的发明构思的范围和精神的情况下，可以使用不同方法和材料来制造鼓226。例如，在本发明构思的某些实施例中，磁场可透过材料的某些配置可以构造成沿侧壁限定出磁场不可透过区域。

在操作中，根据本文所公开的发明构思的发电机组件100可以如下来发电：轴118优选连接到风力发电机涡轮50的轴56上。当风转动风力发电机涡轮50的叶片52时，提供机械能以转动轴118，其进而转动空隙116内部的圆筒形侧壁276以将磁体172与线圈192分隔开。当鼓226转动时，圆筒形侧壁276的交替的磁场可透过区294和磁场不可透过区296优选交替地设置在磁体172和线圈192之间。磁场可透过区294优选允许磁场穿过鼓226的圆筒形侧壁276，磁场不可透过区296再导向磁场，以便其不会穿过圆筒形侧壁276。该交变磁场产生了径向磁通，所述径向磁通在线圈192中感生电流。然后，可以允许电流流过外部电路，并且对于依照要求的可用电压和频率，可以优化其输出以供由例如整流器、变换器和变压器的设备所用。

可以由任何适当来源提供用于转动发电机组件100的轴118的机械能，例如（但未明确限制于）：水力涡轮机、蒸汽轮机、内燃机、蒸汽机、燃煤涡轮机或者水车。风力发电机涡轮50的轴56与发电机组件100的轴118之间的连接可能是直接的机械连接，或者可以使用变速箱、速度控制组件或者制动组件来将轴56连接到轴118上。还很清楚，因为设计的特性和重新配置具有多个孔口的鼓226与磁通组件的能力，该设备很好地适用于（但不限于）低rpm的情况，例如绞车或者水驱动的涡轮机，因为可以在鼓226的单次旋转中感生出超过一个磁场变化。

很清楚，本文所给出和描述的尺寸可能不适用于根据本文所公开发明构思的发电机组件100的商用实施例。使用本文所公开的发明构思制造的发电机组件100的商用实施例可能在尺寸上大很多，并且可能包括许多磁通组件104a。图27-28中示出了一种本文所公开的发明构思的示例性商用实施例。发电机组件100具有按多排310设置的许多排磁通组件104a、104b和104c，以便增加发电机组件100的输出。例如，可以定位许多个磁通组件104a、104b和104c，使得沿鼓226、两个或更多个磁通组件104a形成一排310a、两个或更多个磁通组件104b形成一排310b和两个或更多个磁通组件104c形成一排310c。为了提高效率，可以通过许多磁通组件104a、104b和104c来形成一个、两个或者超过三个这种排310a、310b和310c。如图28所示，每排310内的磁通组件104可能在角度上偏离一固定量Φ（在该实例中，偏离60°）。此外，每排310之间的磁通组件104可能在角度上偏离在该实例中为20°的固定量Θ。很清楚，Φ和Θ可以变化，并且依赖于每排310内的磁通组件104的数量和/或发电机组件100的排310的数量。

很清楚，虽然已经将永磁体描述成磁场源，但是在不脱离本文所公开的发明构思的范围和精神的情况下，电磁体、永磁体与电磁体的组合或者任何其他合适的磁场源也可以用于本文所公开的发明构思。

从以上说明可知，显然，本文所公开的发明构思很好地适合于实现所述目的并且达到了本文所提到的优点以及本文所公开的发明构思中的那些特性。虽然为了本公开的目的已经描述了本文所公开的发明构思的当前优选实施例，但是很清楚，可以进行许多改变，本领域技术人员可以轻易地想到所述改变并且在不脱离本文所公开和要求的发明构思的范围和精神的情况下实施所述改变。