电机的制作方法

本公开一般涉及电机领域，包括电动机和发电机，尤其涉及电机中产生的磁通量的控制。

背景技术：

电机实例为电动机和发动机。电动机和发电机可包括建立磁场的永磁体。电机中的其他部件与磁场接触并相对于磁场移动。磁场施加磁力到电动机的被驱动部分，并感应发电机的电枢中的电流。电动机扭矩和发电机的电力输出受永磁体尺寸和强度的限制。

永磁体，尤其是较大永磁体的成本过高。相较于电机的其他材料，例如，铁和钢，永磁体的价格昂贵。以下实施例中包括在不增加永磁体尺寸的情况下，通过改进永磁体操作以获得更强磁场的技术。

技术实现要素：

本实用新型公开了一种电机。在一个实施例中，所述电机包括：

定子，所述定子包括多个磁极；

转子，所述转子包括转子绕组以及配置成相对于所述定子旋转，并通过气隙与所述定子间隔开；以及

多个磁体，所述多个磁体牢固地安装至所述定子的多个磁通整形件，其中，所述多个磁体包括：第一磁体，所述第一磁体配置成向所述电机的第一电磁极提供磁通量，以及第二磁体，所述第二磁体配置成向所述电机的所述第一电磁极提供磁通量；

其中，所述第一磁体的磁通路径穿过所述电机的所述第一电磁极和所述电机的第二电磁极。

在一个实施例中，所述电机包括：

定子，所述定子包括至少一个磁通整形件；

转子，所述转子配置成相对于所述定子旋转以及通过气隙与所述定子间隔开；

第一磁体，所述第一磁体牢固地安装至所述至少一个磁通整形件；以及

第二磁体，所述第二磁体牢固地安装至所述定子的至少一个磁通整形件；

其中，所述第一磁体和所述第二磁体设置成通过所述气隙向所述转子提供额外通量，以及由单个磁体产生的磁通量穿过所述转子和所述定子的两个磁极；

其特征在于，所述第一磁体和所述第二磁体设置成为由所述多个磁体产生的磁通量整形，以及增加传递给所述转子的通量的密度。

附图说明

下面结合附图对示例性实施方式进行说明。

图1示出了用于电机的示例性转子；

图2示出了用于电机的示例性定子；

图3示出了用于电机的磁体的示例性曲线排列；

图4示出了图3中所示的曲线排列磁体的示例性磁通泄漏；

图5示出了用于电机的磁体的径向排列；

图6示出了图5中所示的磁体的径向排列的示例性磁通路径；

图7示出了用于电机的磁体的另一个示例性径向排列；

图8示出了图7中所示的磁体的径向排列的示例性磁通路径；

图9是图7中所示的磁体的径向排列俯视图；

图10示出了图7中所示的磁体的径向排列的支撑结构；

图11示出了具有轴向气隙的电机的磁体的另一个示例性径向排列；

图12示出了具有轴向气隙的电机的示例性线圈；

图13a、13b和13c示出了相邻磁体和磁通路径的详细视图；

图14a示出了用于磁通整形的永磁体的示例性排列；

图14b示出了交替磁极形成的电机；

图14c示出了可在单点使磁通量增大的永磁体的又一示例性排列；

图15示出了包括径向排列磁体的双轴电机；

图16示出了包括用于轴向气隙的径向排列磁体的双轴电机；

图17示出了包括磁通传感器的示例性电机；

图18a示出了包含两个绕组的示例性印刷电路板的横截面图；

图18b示出了图18a中所示印刷电路板表面上的闭合绕组的外圆周和内圆周部分；

图19示出了位于两个磁通整形件之间的示例性印刷电路板的轴向截面图；

图20示出了电机的部分的示例性附视图；

图21a示出了载流线圈相对于磁通量的第一位置；

图21b示出了载流线圈相对于磁通量的第二位置；

图22示出了示例性电机控制器；以及

图23示出了图22中所示控制器的示例性操作流程图。

具体实施方式

电机可以是包括转子和定子的转子电磁机。转子和定子位于气隙的相对侧，通过气隙存在磁场，磁通量在转子和定子之间流动。磁场可由永磁体产生。虽然也有其他的示例，但电机为电动机或发电机。发电机可称为发动机-发电机组或发电机组，发电机可包括电源(例如，发动机)和交流发电机或其他通过机械能产生电能或动力的装置。另一方面，电动机接收电能，并通过输出扭矩将电能转化为机械能。

永磁体通过磁偶极子排列产生磁动势。磁导率用来描述材料的导通磁场的能力。磁体磁阻是磁动势与磁通量之比。磁阻和磁导率取决于永磁体的材料。一些永磁体，如钕磁铁，具有较高的磁通密度或剩磁，从而可产生较强磁场。带有钕磁铁的电机的扭矩/体积比和/或扭矩/重量比可优于其他电机。扭矩/体积比是电机产生的扭矩与电机尺寸之比。扭矩/重量比是电机产生的扭矩与电机重量之比。

图1和图2示出了包括永磁体的电机示例，其中，永磁体用于发电机的励磁机。然而，永磁体可设置在主发电机或励磁机内。永磁体也可设置在转子或定子内。永磁体还可设置在电动机，而非如图所示的发电机内。

图1示出了用于电机的示例性转子总成600。转子总成600可包括励磁机电枢601、励磁线圈组件602、冷却风扇603、驱动盘604、联轴器605、转子控制器606、传感器607、转子通信装置608和转子轴承609。还可包括其他、不同的或更少的组件。

联轴器605和/或驱动盘604将转子总成600联接至原动机，如，发动机。联轴器605通过驱动盘604固定连接转子总成600和发动机。发动机转动转子总成600，使励磁机电枢601随励磁线圈组件602旋转。发动机也可使冷却风扇603转动。冷却风扇603让空气穿过励磁线圈组件602、转子控制器606和/或励磁机电枢601，使得励磁线圈组件602、转子控制器606和/或励磁机电枢601中的任何一个在电流流过绕组或其他电气元件时都可散热。

图2示出了用于电机的示例性定子总成610。定子总成610包括定子底座611、一组引线612、电枢613、端部支架614，励磁机励磁组件615和定子通信设备618。还可包括其他、不同的或更少的组件。转子总成600安装在定子总成610内。励磁机励磁组件615与励磁机电枢601对齐。定子底座611与励磁线圈组件602对齐。

励磁机电枢601包括励磁机电枢绕组，而励磁机励磁组件615包括作为磁通源的永磁体。当励磁机电枢绕组在定子总成610内旋转时，在励磁机电枢绕组中产生一个或多个电流。两条或更多条导线或其他导电接线将励磁机电枢绕组连接至励磁线圈组件602。通过励磁机电枢绕组的电流向励磁线圈组件602提供电流。

在该示例中，定子包括具有绕组的电枢613，而励磁机包括永磁体。励磁线圈组件602在定子总成610内旋转时，电枢613中产生电流。绕组613电流由引线612输送至负载。

图3示出了用于电机的磁体的示例性曲线排列。如箭头13所示，磁通量从磁体15的北极流出，然后如箭头12所示，流经转子并返回到其他磁体16的南极。磁体15和15产生的磁通路径感应穿过转子线圈或绕组的电流。转子形状大体为圆形(即，可能并非为正圆，但通常呈圆形，因此，转子的平均曲率在转子圆周的预定范围内)。磁体15和16弯曲成大致平行于转子。磁体15和16的这种弯曲形状简化了磁体安装点的加工流程，同时使得磁极内的磁通可设计成均匀分布，但气隙中的可用磁通密度限定为每个永磁体产生的最大磁通密度。

另外，图3中所示的磁体排列需要两种弧形磁体，包括：中心面向北磁体15即北极面向中心的磁体，以及中心面向南极磁体16即南极面向中心的磁体。磁体15和16围绕安装表面的内径交替有序排列，从而向在由永磁体内径限定的圆形空间内旋转的电枢提供随时间变化的磁通量。

以下实施例中说明了磁体的形状和构造，以及可能用于定子的磁通整形(铁质)材料，其中，该整形材料可在转子和定子间的气隙中提供比由永磁体自身产生的磁通密度更高的磁通密度。当转子和定子之间的气隙中的磁通量增加而不减小磁体和其他结构的尺寸时，电机功率通常可更高。在该电机为电动机的情况下，磁通密度越大，电机在给定速度下产生的转矩越大。

提高电机磁通量还可使电机产生的热量减少。热量是电机产生的必然而有害副产物。热量会损坏叠片和绕组。当磁流量得到改善(例如，磁通量增加50％)时，可减少转子绕组数量(例如，匝数下降33％)。转子绕组匝数越少，产生的热量也越少(例如，热量减少33％)。

此外，转子和定子之间的磁通量增加，使得电机尺寸可在给定的期望输出功率下减小。例如，如果额定功率为10kw的电机需要占用0.25m²，当磁场增加50％时，相同电机的占用空间可减少约33％，仅需占用约0.17m²。

图4示出了曲线排列磁体的示例性磁通泄漏。磁通泄漏14由磁体排列引起。由于中心面向北磁体15的n极非常靠近中心面向南磁体16的s极，因此，一些磁通不通过内电机铁芯(例如，励磁机电枢)中的路径在磁体间流动。不通过内电机铁芯的磁通不会产生电压或功率，因而被浪费掉。这种磁通常被称为漏磁通。漏磁通可通过增加磁体之间的间距而减少，但这需要考虑其他设计因素，例如，电机输出功率降低、尺寸增大以及装配难度增加。

图5示出了电机磁体的示例性径向排列。电机包括由气隙26分隔开的定子22和转子27。定子22包括由磁通整形构件21间隔开的磁体20。图6是图5中所示的径向排列磁体20的示例性磁通路径23的示图。可包括其他、不同的或更少的组件。

定子22配置成向转子27提供磁场，线圈在磁场中产生感应电流。定子22的形状为圆形，其包括沿定子22圆周交替有序排列的磁体20和磁通整形件21。

磁通整形件21由铁质材料制成。磁通整形件21的磁导率远大于磁体20和电机周围的空气的磁导率。磁通整形件21的磁阻远低于磁体20的磁阻。磁通整形件21为永磁体20产生的磁通量提供磁阻较低的路径，使磁通量整形以流过转子27。

径向排列的磁体20中的每个磁体的形状可以是矩形棱柱或其他三维形状。三维形磁体具有三个轴。永磁体的主轴是沿磁通线对齐的轴(例如，磁化方向)。此外，每个磁体还具有两个副轴，与主轴相互垂直。主轴可沿三维形状的最大尺寸方向设置。副轴沿三维形状的第二大尺寸方向设置。第三轴沿三维形状的最小尺寸方向设置。在图5和图6的示例中，主轴沿电机旋转的圆周方向设置。其他安装磁体20的方式是平行于电机旋转轴放置磁体20，磁体主轴沿轴向设置，以及沿相对于电机旋转轴的径向方向放置磁体20。

磁体位置可用极坐标表示，使得各磁体中的一个尺寸可在远离转子27中心的特定半径(r)以特定角度(θ)定位。

主轴可沿转子27标记，副轴标记为y轴，第三轴标记为x轴。主轴或副轴可视为延伸轴。延伸主轴或副轴，使其比第三轴长。y轴(如图5中所示)是主轴或大体上平行于转子27半径的延伸轴。术语“大体上平行”可以是指平行于转子27半径或在预定范围内(如，在5°或10°内)与转子27半径成一定角度。x轴(如图5中所示)是大体上垂直于延伸轴的副轴。术语“大体上垂直”可以是指与垂直方向垂直或在预定范围内(如，在5°或10°内)与垂直方向成一定角度。

径向排列的磁体20中的每个磁体都固定至定子22。与图3和图4中所示的磁体15和16相比，径向排列的磁体30可以以更牢固的方式连接至定子22。图3中所示的磁体15和16的磁极通常对齐。例如，一个磁体的北(n)磁极紧邻相邻磁体的南(s)磁极。磁体在这个位置上通常不会相互排斥。但是，图5和图6中所示的磁体，相同磁极相对设置。也就是说，一个磁体的n极更靠近相邻磁体的n极，即相邻磁体的s极。这使得相邻磁体20相互排斥。为了抵抗该力并使磁体保持固定，定子22和磁体20之间进行了牢固的物理连接。物理连接可包括用于将相应磁体连接到定子22的每个磁铁20的夹具或螺栓，或设计用于固定磁体20的支架。

径向排列的磁体20中的每个磁体都具有两个极，每个极具有相反的极性，如，n极和s极。每个相邻磁体在定子22的径向方向上以相反的方向设置，使得相同的磁极相对设置。对于任意两个相邻磁体20，第一磁体的第一极具有第一极性(例如，n极)并且面对具有第一极性(例如，n极)的第二磁体的第一极。同样地，对于作为第二磁体的在第一磁体的相对侧上的第三磁体，第一磁体的第二极具有第二极性(例如，s极)并且面对具有第二极性的第三磁体的第二极(例如，s极)。

磁通整形件21设置在相邻磁体20之间。每个磁通整形件21靠近并可接触相邻磁体20。每个磁通整形件21靠近并可接触相邻磁体20中具有相同极性的磁极。也就是说，对于靠近第一磁体和第二磁体的特定磁通整形件21，特定磁通整形件21靠近第一磁体的具有第一极性(例如，n极)的磁极和第二磁体的具有第一磁性(例如，n极)的磁极。两个相邻的磁通整形件21靠近两个极性不同的磁极。

磁通整形件21可形成为各种二维和三维形状。例如，磁通整形件21的形状可以是梯形、塔梯形或曲线梯形。曲线梯形可包括曲率大致平行于转子27的内表面。曲线梯形形状可由具有第一曲率半径的第一圆和具有第二曲率半径的第二圆构成，其中径向上的两条线连接第一圆和第二圆。磁通整形件21可沿第一圆到两条线中的一条线、第二圆到另一条线，然后返回第一个圆的形状形成。磁通整形件21可离散形成、组装或形成较大、统一的几何形状，后者的示例是切割或冲压一组复合钢板，以形成磁通整形件的几何形状。

磁通整形件21的形状可为环带扇形。环带扇形可以按预定角度跨设。角度可根据电机极数进行选择。电机的极数越高，预定角度越低。示例性角度包括2°、5°、12°、15°或其他度数。在一个实施例中，角度为-n(360°/极数)，其中n表示磁体20的跨度(例如，2°、4°、6°或其他度数)。

磁通整形件21的内缘可为锥状锥形，以形成切口或腔体25。锥形可以是对角线或曲线的。腔体25可位于磁通整形件21的相邻内表面之间。腔体25可减小穿过磁体20或磁通整形件21之间的漏磁量。当存在腔体25时，y轴方向上磁体20的长度可能比y轴方向上磁通整形件21的长度约小腔体25的大小。

磁通路径23的磁通线示出了磁体20到转子27并返回磁体20的磁通流量。对于任何磁体，磁通路径都从第一极(例如，n极)流向转子27并返回第二极(例如，s极)。对于任何磁通整形件21，两个磁体(一对相邻磁体)的磁通路径23都沿同一方向流动，即远离转子27或朝向转子27。例如，图6中示出了来自两个相邻磁体20的n极的磁通路径23经过由单个磁通整形件21流向转子27。对于任意一侧的相邻磁通整形件21，流向两个相邻磁体的s极的磁通路径23经过单个磁通整形件21远离转子27。因此，流经任何磁通整形件21的磁通路径23大体上都在同一方向上，并且该方向在磁通整形件21之间围绕定子27圆周交替。

电机磁极包括面向南极的磁通量或面向北极的磁通量。按照图6排列磁体20的优点在于，每个磁体都可通过其产生的磁通量向两个磁极提供磁通量，同时每个磁极都有两个磁体。因此，对于任何两个相邻的磁体20，每个磁体都与通向电机电磁极中的一个的磁通相关联(例如，提供磁通)。对于一对磁体，磁通量从磁体流到电机磁极，而对于相邻的一对磁体，磁通量从电机磁极流向磁体。磁体的磁通路径穿过电机的两个电磁极，电机电磁极的磁通路径穿过两个磁体。这种排列有利于图3和图4中所示的设计，这是因为通过电机磁极提供给气隙的总磁通量是使用相同数量的磁性材料提供的磁通量的两倍。

相同磁极的磁体20相对排列，增大了通过转子的磁通密度的强度，利用每个磁体20的侧面将叠加的磁通量驱动至转子27的公共磁极中。由于穿过磁体的低磁导率路径的长度减小，以及各磁通整形件21之间的低磁导率路径的长度减小，相对排列磁极相同的磁体20产生的磁通量可相对于图3和图4中所示排列的磁通量有所增加。

在另一个实施例中，可旋转磁体，使得磁体的径向轴与转子27的径向轴成一定角度。该角度可以在20°-50°之间或其他值。对于每对相邻的磁体20，磁铁20可相向旋转，使相同的磁极更加靠近。对于给定的一对磁体，应排列成类似于v形。磁通整形件21也可调整为v形，以适应磁体20的位置。

在本文中描述的任何实施例中，转子(例如，转子27)可包括与印刷电路板(pcb)集成的线圈。印刷电路板包括线圈或迹线，线圈或迹线响应于磁体20的相对运动而通电。线圈可设置在印刷电路板的不同线路层中。由于线圈位于印刷电路板上，因此电枢电抗(由引导磁通穿过线圈的铁芯的磁导率引起)较低，从而降低了负载下的电压降，提高了发电机效率。

除了绕组之外，印刷电路板(pcb)还可以包括其他组件。例如，发电机控制器可安装在pcb上并配置成随pcb旋转。发电机控制器可包括控制电路，例如，包括晶体管和/或二极管，和/或用于调节输入信号。发电机控制器可包括至少一个微处理器，配置成根据励磁绕组的电气特性变化来分析数据和生成励磁电流整定值的运行参数，和/或根据励磁电流分布来调整励磁电流整定值。pcb上的其他迹线可将传感器和通信硬件等其他组件连接至pcb。其他运行参数可包括发电机修改励磁机输出或发电机输出的指令。发电机控制器可基于目标值控制励磁机的输出。发电机控制器可针对一组发电机执行负载平衡、减载或其他并联功能。

励磁机绕组的形状可包括同心圆、矩形、与磁体形状匹配的梯形或其他形状。励磁机绕组可由铜或其他导电材料制成。励磁机绕组可作为迹线设置在pcb的多个线路层上。形成励磁机绕组的迹线配置成响应于定子磁体的磁场感应励磁电流。

图5和图6中所示实施例为8极电机。磁体数量决定了电机极数。极数决定了发电机的电输出频率或电动机的速度。图7是具有20个极数的电机的磁体30的另一示例性径向排列的示图。图8是图7中所示径向排列磁体的示例性磁通路径的示图。在每对相邻磁体30之间的是一种可被称作磁通整形件31的高磁导率材料。如箭头32所示，从磁体30的一个磁极流出的磁通路径通过磁通整形件31流向转子，然后如箭头33所示，通过相邻磁通整形件31返回磁体30的另一个磁极。可包括其他、不同的或更少的组件。

磁通整形件31可包括多个切口。内部切口35为磁体30提供了凹槽，并减少了相邻磁通整形件之间的漏磁。外部切口37可从磁通整形件31上移除，为磁通整形件31提供安装点，从而减轻电机的重量或减少磁通整形件31所需的材料。在图7中，切口37的形状是两个重叠的近似圆。在图8中，切口37的形状是半圆或弧形。外切口37的尺寸和形状可选择性地去除其中的一小部分，使得磁通路径中没有磁通流向转子。外部切口37的尺寸和形状可采用磁性分析工具或试错法通过测量流经磁通整形件31的磁通量来确定。

图9和图10示出了限制图7中所示径向排列磁体的方式；图9是该结构的顶视图，而图10是端视图。图7中所示的磁体30和磁通整形件31由壳体39支撑。由于定子22是弯曲的或圆柱状的，因此，图9中顶视图示出的磁体30和磁通整形件31的宽度较窄。图9示出了磁体30和磁通整形件31接触并物理连接至由非铁质材料制成的壳体39。非铁质材料的磁阻非常高(例如，比磁通整形件31高100至10000倍)且磁导率非常低(例如，磁通整形件31的1/100至1/10000)。壳体39可由铝、钛、不锈钢、塑料、陶瓷材料或任何其他低磁导率材料制成。

图11示出了具有轴向气隙的电机的磁体40的另一示例性径向排列。图12示出了具有轴向气隙的电机的示例性线圈50。在径向示例中(例如，图5-图10)，转子22和定子27之间的气隙在径向方向上。也就是说，气隙由转子22和定子27之间的半径差限定。图11和图12示出了轴向气隙。在轴向气隙电机中，气隙在轴向方向上。如图中所示的定子52，转子在平行于板面的平面上与定子52重叠。图12示出了转子的线圈50位于定子52上方的平面内。

轴向气隙电机包括围绕定子52圆周布置的磁体40。每对连续的磁体都有相同的相对布置的磁极。每对相同磁极之间都设有磁通整形件41。如箭头42所示，磁通量从磁体40的每个n极沿着流出板面的方向流向转子。如箭头43所示，磁通量沿着流入板面的方向，从转子返回到磁体40的s极。

轴向气隙电机还可在旋转绕组的相对侧上设有铁质材料。该铁质材料通过提供高磁导率路径来完成气隙第一侧上的磁通产生磁极之间的磁通回路，从而降低磁路的有效磁阻。铁质材料可转动，也可固定，从而在旋转绕组的相对侧提供第二气隙。该材料还可包括永磁体，永磁体沿可放大磁通量的方向设置，或沿与预期磁通一致的方向设置。

图13a-图13c示出了放置在旋转绕组与第一气隙56相对一侧上的示例性铁质材料54。永磁体50产生并由磁通整形件51整形的磁通沿磁通线(如，磁通线55)穿过铁质材料54。铁质材料54可减少因各种电机拓扑结构泄漏而造成的损失。

在图13a中，铁质材料54位于第二气隙57与旋转绕组相对的一侧上，如图中印刷电路板52上的迹线所示，印刷电路板通过第一气隙56与磁通整形件51分隔开。铁质材料54是固定的，并设置成使得由磁体50产生并穿过磁通整形件51的磁通流过铁质材料54，从而减少了磁路通过印刷电路板52上的旋转线圈的磁阻，增加了通过旋转线圈的磁通量。

在图13b中，铁质材料54位于第一气隙56与旋转绕组相对的一侧上，如图中线圈53所示。铁质材料54随旋转线圈53转动，并设置成使得由磁体产生并穿过磁通整形件51的磁通在对齐时选择性地流过铁质材料54，从而减少了磁路通过旋转线圈53的磁阻，增加了通过旋转线圈的磁通量。

铁质材料54也可提供低磁阻磁通路径，因此，将铁质材料视为磁通整形件也是合理的，但为了清晰起见，此处将它们分开命名。

在图13c中，铁质材料54位于第一气隙56与旋转绕组相对的一侧上，如图中线圈53所示。磁体50产生磁通(如图中磁通线55所示)，磁通经过磁通整形件51整形流过铁质材料54和线圈53。在该拓扑结构中，附近磁体50也会增加流经磁通整形件51的磁通量。铁质材料54随旋转线圈53转动，并设置成使得磁体50产生磁通。铁质材料54可配置成引导图中所示的单对磁极(如，北极和南极)，或者配置成引导多对磁极(类似于磁通整形件51的布置)。

图13c示出了永磁电机中的磁通整形件的替代用途。在该拓扑结构中，减少了永磁体设计中的重复永磁体数量。用铁质材料代替永磁体大大减少了漏磁通，如果仅简单移除磁体，由磁通整形件51代替，则会在气隙中发生磁通泄漏。虽然并未提升电机性能，但与仅简单移除磁体的设计相比，这种拓扑结构通过在较低性能成本的情况下减少设计所需的磁体50数量来显著节约了成本。

应当注意的是，图13a和图13b中所示的拓扑结构的磁体尺寸可在减少必要的磁性材料的同时，让电机提供相似的性能。由于磁体50向其两侧的磁通整形件51和两个磁体50的磁通提供磁通量，因此，达到给定磁通密度所需的总磁性材料仍然是图3和图4中所示设计所需材料的一半。

虽然图中示出了铁质材料54，但在可预期的实施例中，永磁体50和磁通整形件51可位于旋转线圈的两侧，如印刷电路板52上的迹线或线圈53所示。这类实施例可增加气隙56和57中的磁通密度(例如，3.0t)并提高电机性能。虽然这类拓扑结构可预期，但其生产成本的高低取决于磁性材料的成本，亦或无法判断成本增加与相应的性能提升之间的合理性。

图14a-图14b示出了完全由永磁体50构成的示例性电机定子。永磁体50提供全部的磁通整形功能，而空气用于传导磁通。由于电机并不依赖于铁质材料来整形磁通，因此，铁质材料的饱和磁通密度不再是限制磁通整形或集中的因素。虽然在高磁通密度下漏磁通明显增加，但在高磁通密度下电机尺寸明显减小。

图14a示出了永磁体50将磁通整形为其磁通的约3倍的示例性排列。约3倍是指2.8和3.2之间。例如，用1.1t稀土钕磁体可获得3.0t磁通。北极磁通集中于此种排列磁极的中心，并通过开口面流出。在相似布置中，只有全部反转磁体才能使电机中产生高密度南极。

图14b示出了由交替磁极形成的电机，其中，一半如图14a中所示配置，而另一半以相反的方式配置。图14b中的电机可配置高磁导率材料，将材料放置在电机的外半径和内半径周围以及电机的后面，以提供最少的磁通整形并最小化磁通边缘效应，但这种材料并不是设计必不可少的。

图14c示出了可在单点使磁通量增大的永磁体的又一示例性排列。这种配置在申请中是除电机集成外的优选应用，因为尽管并未将每个磁体配置成驱动南极和北极两个磁极，但这种配置的拓扑结构也可获得非常高的磁通密度。这些实施例的各个方面可应用于其他拓扑结构，其中，所有磁体的磁化方向都集中在一个公共位置。

图15示出了包括径向排列磁体的双轴电机。双轴机器可以是发电机或电动机。图15是发电机的示图。轴122支撑转子支架123。定子支架121由固定件支撑，该固定件为旋转转子提供参考系。固定件可以是发动机本体、滑动件或其他固定件。转子支架123随轴旋转。转子支架123支撑转子励磁装置124a和励磁机电枢设备124d。因此，转子励磁装置124a和励磁机电枢设备124d可刚性地安装在一起或一体成型。定子支架121支撑励磁机励磁装置124c和主定子设备124b。因此，励磁机励磁装置124c和主定子设备124b可相对于转子刚性地安装在同一参考系中，或者一体成型。定子侧和转子侧中的任意一个或二者可由铸铁、钢、层压硅钢或其他导磁材料制成。

励磁机气隙125a保留在励磁机励磁装置124c与励磁机电枢设备124d之间。励磁机励磁装置124c利用永磁体20和磁通整形件21在励磁机电枢设备124c中产生励磁机磁场。励磁机电枢设备124d配置为相对于励磁机励磁装置124c旋转，并且在励磁机电枢的跨励磁机气隙125a的一组线圈中施加第一时变电压。永磁体20的特性和结构可与本文中描述的其他实施例中的永磁体相似。

主气隙125b保留在转子励磁装置124a与主定子设备124b之间。主定子设备124b包括第二组线圈。转子励磁装置124a配置成由第一组线圈中的第一电流通电并产生主磁场，主磁场在主定子设备124b的跨主气隙125b的线圈中施加第二时变电压。

如图15所示，主定子设备124b和励磁机励磁装置124c位于垂直于轴122的旋转轴线的公共平面上。在一个实施例中，只有主定子设备124b和励磁机励磁装置124c位于公共平面上，其中，转子励磁装置124a和励磁机电枢设备124d位于相邻平面上。在该示例中，相邻平面包括转子励磁装置124a和励磁机电枢设备124d与主定子设备124b和励磁机励磁装置124c轴向间隔开的平面。在该实施例中，主气隙125b和励磁机气隙125a位于相邻平面或垂直于轴的公共平面上。在另一个实施例中，主定子设备124b、励磁机励磁装置124c、转子励磁装置124a和励磁机电枢设备124d位于公共平面上。在该实施例中，主气隙125b和励磁机气隙125a可平行于轴122的轴线同心对齐，其中，圆柱形励磁机气隙125a的全部或部分包含在圆柱形主气隙125b内。

图16是包括用于轴向气隙的径向排列磁体的双轴电机的示图。双轴电机可以是发电机或电动机。图16是发电机示图。轴向双轴发电机包括定子支架135和转子支架132。轴139支撑转子支架132。定子支架135附接到固定件。转子支架132随轴139旋转。转子支架132支撑转子励磁装置131a和励磁机电枢设备131d。因此，转子励磁装置131a和励磁机电枢设备131d可刚性地安装在一起或一体成型。

定子支架135支撑励磁机励磁装置131c和主定子设备131b。因此，励磁机励磁装置131c和主定子设备131刚性地安装在一起或一体成型。定子侧和转子侧中的任意一个或二者可由铸铁、退火铸铁、硅钢或其他导磁材料制成。线圈可缠绕在铁上，或者在另一实施例中，线圈可以集成在印刷电路板上。

励磁机气隙133a保留在励磁机励磁装置131c与励磁机电枢设备131d之间。励磁机励磁装置131c在励磁机气隙133a中产生励磁机磁场。励磁机励磁装置131c可包括永磁体20和磁通整形件21，在先前的实施例中，其性能和结构相似。励磁机励磁装置可只包括永磁体20，布置成产生放大的磁通量。

或者另外地，固定永磁体可按照本文中描述的性能可预期的其他排列方式布置，从而使得磁体可放大电机固定元件与旋转元件之间的磁通量。该磁通量可通过铁质材料整形，例如，铁、镍、钴及其衍生物，或者直接在气隙中产生。

励磁机电枢设备131d配置成相对于励磁机励磁装置131c旋转，并从励磁机励磁装置向励磁机气隙133a相对侧上的一组线圈施加第一时变电压。

主气隙133b保留在转子励磁装置133a与主定子设备131b之间。主定子设备131b包括第二组线圈。转子励磁装置131a配置成由第一组线圈中的第一电流通电并产生主磁场，主磁场在主气隙133b向主定子设备施131b加第二时变电压。

虽然本文附图中包含了本实用新型的具体实施例，但在可预期的实施例中，电机磁通量可增加50％以上。这种申请可包括磁通整形元件，或只利用永磁体的矫顽力整形磁通，从而使得磁通量集中在一个区域。在这些申请中，电机中的磁通量可放大更多(例如，增加300％)。在可预期的实施例中，由于铁质材料的饱和磁通量，使得在这种申请中使用铁质材料整形磁通的优势很小，因此，这种系统的拓扑结构与本文中提供的附图明显不同。图17示出了先前实施例中的电机的另一示例性实施例。磁体20a-20h围绕转子27布置。转子27可包括控制器100和一个或多个传感器320。控制器100可配置成执行一个或多个发电机控制功能，例如，修改发电机或励磁机的输出、负载平衡功能、减载功能和并联功能，这些功能将在下文中做详细描述。此外，控制器100可响应于传感器320收集到的数据来修改转子27的运行。可包括其他、不同的或更少的组件。

传感器320可包括拾波线圈。拾波线圈响应于置于磁场中的拾波线圈而产生电流。电流大小可与磁场成正比，或者随磁场的变化而波动。当拾波线圈在磁体20附近旋转时，拾波线圈上的感应电流或外加电压发生变化。电流或电压可随着拾波线圈靠近磁体20中的一个而增大，随着拾波线圈远离磁体20而减小。控制器100可从拾波线圈接收感应电流或用于指示电流的数据，并分析转子的一个或多个运行特性。转子的运行特性可以是转子的速度、转子的位置或转子的摆动。

术语“摆动(wobble)”可指转子27相对于磁体20的居中程度。术语“摆动(wobble)”可指一侧比另一侧倾斜。摆动量可沿径向或轴向测量。当转子27的一侧比转子27的另一侧更靠近磁体20时，转子27在径向上摆动。当转子27的一侧在垂直于旋转方向的方向上位移较多时，转子27在轴向上摆动。

此外，转子27的位置可基于在转子27相对侧的线圈产生的信号差异来确定(如图18a中所示)，这是因为磁通特性因漏磁路径(如，图20中所示的部分耦合的漏磁路径)而随着距离磁极的远近而发生变化。如果由底部迹线69c和69d以及内部迹线70c和70d表示的绕组产生的信号与预期信号不同，则转子未在转子槽的居中位置，其中，预期信号基于由顶部迹线69a和69b以及内部迹线70a和70b表示的绕组产生的信号。偏差可由信号差异的方向、相位或幅度确定。

图18a是包含两个绕组的示例性印刷电路板62的横截面图。第一绕组，包括：顶部迹线，顶部迹线的电流流入板面69a，离开板面69b的电流；顶部内迹线，电流流入板面70a；以及顶侧内迹线，电流离开板面70b。这些迹线形成了印刷电路62表面上的闭合绕组的外圆周和内圆周部分(如图18b所示)。顶侧内迹线70a和70b的布线方向与顶部迹线69a-b相似，但出于热量考虑，迹线布线数量更少，尺寸更大。虽然只有三根迹线由箭头指出，但迹线70a-d包括每组中的全部9根内部迹线。

图18a-图18b示出了选择性地将绕组69a-d和70a-d耦合到电机旋转励磁绕组的开关部件71a-b，如，包括但不限于绝缘栅双极晶体管、场效应晶体管和可控硅整流器。这种选择性耦合可以控制施加到交流发电机旋转磁场的电压，也可以控制电流流过印刷电路板62的哪一侧。绕组69a-b和70a-b位于印刷电路板62的上半部68a，而绕组69c-d和70c-d位于印刷电路板62的下半部68b。

图19是两个磁通整形件61之间的示例性印刷电路板62的轴向截面图。印刷电路板62包括作为印刷电路板62组件的一部分层压在一起的上半部68a和下半部68b。磁通从一个磁通整形件61流经第一气隙66、印刷电路板62和第二气隙67，然后进入另一个磁通整形件61。流经印刷电路板62的磁通也流过绕组(如印刷电路板62上的迹线所示)。

在图19中，印刷电路板配置成随电机转子转动，而磁通整形件61配置成相对于电机旋转保持静止。印刷电路板62转动，使得横截面根据电机的旋转方向移入或移出板面。当印刷电路板62旋转通过从一个磁通整形件61流向另一个磁通整形件61的磁通时，在包含绕组的电路板上的迹线中感应到电压。

图20示出了包含磁通整形件61、永磁体60和印刷电路板62的部分电机的示例性顶视图；其中，印刷电路板62包含迹线69a-b和70a-b，迹线69a-b和70a-b包括印刷电路板62上半部68a上的绕组，而迹线69c-d和70c-d包括印刷电路板62下半部68b上的绕组。磁体60产生的磁通沿磁力线65流过第一磁通整形件61、印刷电路板62、铁质材料64，然后沿相反方向流过印刷电路板62，穿过第二磁体整形件并返回磁体60。注：为了确保附图清晰可见，并不是流经磁通整形件61和铁质材料64的所有磁体60磁通都用图20中的磁力线65表示。

并不是磁体60的所有磁通都沿磁力线65流动。磁体60的一些磁通沿漏磁路径流动，如，部分耦合的漏磁路径72。流经部分耦合的漏磁路径72的磁通可穿过由印刷电路板62上的迹线组成的绕组中的一些绕组，但不会穿过由印刷电路板62上的迹线69a-d组成的所有绕组。例如，部分耦合的漏磁路径72可只穿过由印刷电路板62上半部68a上的迹线69a-b组成的绕组。

仅穿过印刷电路板62上的绕组中的一些绕组的磁通可在这些绕组中产生电压，而不会再其他绕组中产生电压。例如，部分耦合的磁通路径72可在由印刷电路板62上半部68a上的迹线69a-b组成的绕组中产生电压，而不会再由印刷电路板62下半部68b上的迹线69c-d组成的绕组中产生电压。这可导致从上半部68a和下半部68b测得的电流、电压或功率等电气特征出现差异。

当印刷电路板62靠近磁通整形件61并远离铁质材料时，更多部分耦合的漏磁路径72可穿过由印刷电路板62的迹线69a-d组成的绕组。更改穿过印刷电路板62的磁通量可改变由迹线69a-d组成的绕组上产生的信号特征，如，电压、电流、波形和功率等。通过信号特征的可预测的变化可确定印刷电路板62相对于磁通整形件61和铁质材料64的位置。

虽然示例性实施例中示出了由印刷电路板上的迹线组成的旋转绕组，但在可预期的实施例中，绕组可由围绕铁质材料或其他高磁导率材料绕成线圈的导电材料组成。虽然这种实施例的结构明显不同，但其信号检测和控制性能与示例性印刷电路板的非常相似。

图21a-图21b示出了载流线圈89相对于由磁体80产生并通过磁通整形件81a-b集中的磁通的两个不同位置。当载流线圈89相对于磁体80和磁通整形件81a-b旋转时，这些位置表示不同的时刻。

在图21a中，由于电流相对于磁通的方向，施加在载流线圈89上的正电流可对北磁通整形件81a产生吸引力。由于电流相对于磁通的方向，向载流线圈89提供反向电流可导致北磁通整形件81a产生排斥力。

在图21b中，由于电流相对于磁通的方向，施加在载流线圈89上的正电流可对北磁通整形件81a产生吸引力，而相对于南磁通整形件81b产生排斥力。由于电流相对于磁通的方向，向载流线圈89提供反向电流可导致北磁通整形件81a产生排斥力，而相对于南磁通整形件81b产生吸引力。

如果包含来自北磁通整形件81a的磁通的载流线圈89的面积与包含来自南磁通整形件81b的磁通的载流线圈89相同，则由于两个力的相互抵消，线圈上的净轴向力为0。这种情况发生在磁通量变化率达到最大值时，因此载流线圈上的感应电压达到最大值。为此，纯电阻负载(电流与电压一致)不会对电机转子产生净轴向力。

电流超前电压是指电流在电压之前达到最大值，而电流滞后电压是指电流在电压之后达到最大值。如果电流超前电压，电机可受到一般排斥力。如果电流滞后于电压，则电机可受到一般吸引力。

参照图19对转子上的力做进一步分析，位于印刷电路板62上半部68a上的绕组的吸引力反向作用于位于印刷电路板62下半部68b上的绕组的吸引力。如果电流相等、绕组相同且磁通量分布非常均匀，则力相等，不会对转子产生净力。排斥力的情况也类似，如果所有因素均相同，则不会产生净力。

事实上，磁通量在磁通整形件附近较强，而在气隙中心由于漏磁而较弱。因此，在流过线圈的电流相等的情况下，移动转子靠近左侧可导致印刷电路板62上半部68a上的线圈的吸引力或排斥力比印刷电路板62下半部68b上的线圈大。

如果线圈产生的是排斥力(超前电流)，则转子会很自然地排斥距离最近的一侧，同时使印刷电路板62两半部分68a-b上的电流保持相等。如果线圈产生的是吸引力(滞后电流)，则转子会很自然地拉向最靠近的一侧，同时使印刷电路板62两半部分68a-b上的电流保持相等。在超前电流的情况下，由于自校正，可无需有意调控电路板的位置。在滞后电流的情况下，需要动态控制以防止转子(印刷电路板62)与定子(磁通整形件61)接触。

一种用于控制转子位置的技术涉及分相控制通过印刷电路板62上半部68a的绕组的电流和通过印刷电路板62下半部68b的绕组的电流。分相控制可涉及以下中的任何一种：控制电流与对侧位置(超前/滞后)之间的关系；控制对侧电流的幅值；控制由哪侧向交流发电机旋转磁场提供电流，或其他向转子提供净力的类似方法。

图20示出了示例性控制器100。控制器可以包括处理器200、存储器201和通信接口203。通信接口203可与拾波线圈输入信号212a和212b通信，通信接口203对应于传感器320、输出设备214、输入设备204、励磁线圈控制装置216和输出控制装置218。可包括其他、不同的或更少的组件。图23是图22中用于动态控制转子27位置的控制器的示例性操作流程图。可包括其他、不同的或更少的操作流程。

在操作流程s101中，控制器100从一个或多个传感器接收数据。例如，通信接口203可从拾波线圈输入信号212a和/或212b接收数据。数据中可包含磁性传感器的电流信息。也可使用其他类型的电感传感器。数据中可包含从任意两个相邻磁体之间逸出的磁通的边缘磁通量。数据可表明磁通随时间的变化(如，d(磁通)/dt)。通信接口203是从一个或多个传感器接收数据的示例性装置。

在操作流程s103中，控制器100或处理器200可通过存储器201访问目标磁体特征。目标磁体特征可以是目标值、目标值的时间序列或目标值的位置序列。目标值可以是来自拾波线圈输入信号212a和/或212b的预期值(例如，预期平均值)。

目标值的时间序列可以是按时间排序的一系列目标值。当拾波线圈中的一个穿过磁体20a-h中的一个时，该系列值可为拾波线圈输入信号212a和/或212b的预期值。目标值的时间序列可具有对应于接近磁体20a-h中的一个的拾波线圈的斜升部分和对应于远离磁体20a-h中的一个的拾波线圈的斜降部分。

目标值的位置序列特征可对应于磁体20a-h的位置。位置序列特征可包括磁体20a的第一目标值、磁体20b的第二目标值等。控制器100可根据转子27的旋转位置同步位置序列特征值。例如，位置传感器可确定转子或转子轴的轴向位置，以及转子或转子轴的旋转位置。在另一个示例中，转子的旋转位置可用于计算轴向位置或者甚至用于控制转子的轴向位置。

目标磁体特征可基于来自拾波线圈输入信号212a和/或212b的历史数据确定。例如，控制器100可基于拾波线圈输入信号212a和/或212b之前检测到的值来生成目标值的时间序列或目标值的位置序列。目标磁体特征可以是转子72预定转数内的移动平均值(如，1000转的移动平均值)。目标磁体特征可基于所有记录值(例如，总体平均值)。

处理器200可包括模块，或者可指定包括专用控制器或集成电路，以作为从存储器201访问目标磁体特征的装置。存储器201可以是用于存储目标磁体特征的装置。

在操作流程s105中，控制器100检测来自一个或多个传感器的数据与目标磁体特征之间的偏差。例如，处理器200可将传感器320的输出与目标磁体特征进行比较。可将偏差值与预定值或值的范围进行比较，以确定数据是否偏离目标磁体特征或者偏离目标磁体特征的程度。

或者，处理器200可将拾波线圈输入信号212a与另一个拾波线圈输入信号212b进行比较。传感器320可对齐，使得最靠近磁体20a-h旋转。当传感器320中的一个的感应电流大于阈值时，控制器100可判认转子轴向偏心，其中，阈值大于传感器320中另一个的感应电流值。

控制器100可随时间分析传感器320中一个或多个的输出。在磁体20a-h之间大致居中的转子27输出重复码型的感应电流或外加电压信号。对于每次旋转，输出中可包含每个磁体20a-h的峰值。控制器100可确定最大值或峰值的平均值。当峰值中的一个偏离平均值的值超过阈值或阈值百分比时，控制器100可判认转子27大体上偏离中心。术语“大体上偏离中心”是指转子27比阈值距离更靠近磁体20a-h中的最近的一个，而不是磁体20a-h中最远的一个。

处理器200可包括模块，或者可指定包括专用控制器或集成电路，以作为检测来自一个或多个传感器的数据与目标磁体特征之间的偏差的装置。

在操作流程s107中，控制器100响应于偏差确定校正动作。当偏差小于预定阈值时，校正动作为空(即，不动作)。当偏差超过预定阈值时，校正动作可调整转子27的旋转。调整可以是指调节转子27的速度。调整可以是指调节转子27在指定方向上的位置。

处理器200可包括模块，或者可指定包括专用控制器或集成电路，以作为响应于偏差确定校正动作的装置。

在操作流程s109中，控制器100可调整一个或多个转子线圈的电流分布以补偿偏差。控制器100可指示励磁电流控制装置216调整流过转子线圈的电流。转子线圈是为发电机输出产生电流的线圈。当向转子27一侧的线圈施加更多电流时，转子27更容易被其一侧的磁体吸引，从而使转子27在该方向上移动或拉动。因此，通过控制流过转子线圈的电流来调整转子27的位置。处理器200可包括模块，或者可指定包括专用控制器或集成电路，以作为调整一个或多个转子线圈的电流分布以补偿偏差的装置。

励磁电流控制装置216激活或停用某些转子线圈，以调整转子27的位置。在一个示例中，可将转子27分为扇区。转子27可通过控制流向一个或多个扇区的电流来保持平动或减少谐振。谐振或槽谐振是将转子27振入和振出转子槽的力。

在一个示例中，通过控制流入励磁线圈的电流来最小化转子27和定子之间的气隙。例如，由于转子27的旋转偏差可利用励磁电流控制装置216精确定位转子27来控制，因此，可使用较小的气隙。此外，可在磁体20a-h或转子27上添加涂层，以防止磁体20a-h与转子27意外接触。

控制器100的其他功能可包括修改发电机或励磁机的输出、平衡负载、减载和并联功能。

控制器100可接收指示发电机或励磁机的输出的数据。输出可通过传感器320产生的感应值得到。输出可由另一个传感器(例如，发电机输出端的电压或电流传感器)检测并传送给控制器100。控制器100可修改励磁机的输出或发电机的输出。例如，控制器100可基于目标值控制励磁机的输出。当输出超过阈值时，控制器100可响应于超出阈值的输出修改发电机的目标值。

控制器100可响应于检测到的励磁机或发生器的输出来执行负载平衡或减载。控制器100可基于指示发动机负载的输出生成负载平衡指令。控制器100可生成一个用于为发电机加载或减载的开关指令。或者，可将负载平衡指令发送给一组并联发电机中的另一台发电机，以调整发电机的输出，从而在发电机之间均衡或配置负载。在一个示例中，通过提高或降低向发动机提供燃料的速率来均衡发电机负载。燃料调节可改变发电机提供的实际功率。在一个示例中，通过修改提供给交流发电机励磁绕组的电流量来均衡发电机负载。

控制器100可响应于发电机或励磁机的输出执行并联功能。例如，当负载高于阈值时，控制器100可生成并联信号。并联信号可包括让其他发电机联机的指令。该指令可使发电机关闭总线或开始运行。并联信号可包括一个时间值，使发电机同步运行。

处理器200可包括通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、模拟电路、数字电路及其组合或现在已知或以后开发的其他处理器。处理器200可以是单个设备或设备组合，例如，与网络、分布式处理或云计算有关的设备。

存储器201可以是易失性存储器或非易失性存储器。存储器201可包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、闪存、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)或其他类型存储器中的一个或多个。存储器201可从网络设备中移除，例如，安全数字(sd)存储卡。

除流入端口和流出端口外，通信接口303还可包括任何可操作接口。可操作接口可以是可发送和/或接收信号、物理通信和/或逻辑通信的接口。可操作接口可包括物理接口、电气接口和/或数据接口。

通信接口203可连接网络。网络可包括有线网络(例如，以太网)、无线网络或其组合。有线网络可以是蜂窝电话网、802.11、802.16、802.20或wimax。此外，该网络可以是公共网络(例如，因特网)、专用网络(例如，intranet)或其组合，并且可使用现有的或以后开发的各种网络协议，包括但不限于基于网络协议的tcp/ip。

虽然计算机可读介质(例如，存储器201)以单个介质表示，但术语“计算机可读介质”包括单个介质或多个介质，如，集中或分布式数据库和/或存储一组或多组指令的相关缓存和服务器。术语“计算机可读介质”还应包括能够存储、编码或携带处理器执行的一组指令或使计算机系统执行本文所公开的任何一种或多种方法或操作的任何介质。

在特定的非限制性示例性实施例中，计算机可读介质可包括固态存储器，如，存储卡或其他可存储一个或多个非易失性只读存储器的存储器包。此外，计算机可读介质可以是随机存取存储器或其他可复写易失性存储器。另外，计算机可读介质可包括磁光介质或光学介质(如，磁盘、磁带或其他存储设备)，以捕获载波信号，例如，通过传输介质传送的信号。电子邮件的数字文件附件或其他独立的信息文档或文档集可被视为分布式介质，即有形存储介质。因此，本公开被视为包括计算机可读介质或分布式介质中的任何一种或多种，以及可存储数据或指令的其他同等物和后续介质。计算机可读介质可以是包括所有有形计算机可读介质的非暂态介质。

在另一个实施例中，可构建硬件实现方法来执行本文中描述的方法中的一种或多种，如，专用集成电路、可编程逻辑阵列及其他硬件设备。包含各种实施例的装置和系统的应用程序可广泛地包括各种电子和计算机系统。本文描述的一个或多个实施例可使用两个或多个特定的互连硬件模块，或者可在模块之间并通过模块进行相关控制和数据信号通信的设备，或者作为专用集成电路的一部分来实现功能。因此，本系统包括软件、固件和硬件实现架构。

在本公开的各实施例中，本文描述的方法可由计算机系统可执行的软件程序实现。此外，在非限制性示例性实施例中，实施方式可包括分布式处理、组件/对象分布式处理和并行处理。或者，可构建虚拟计算机系统处理方式来实现本文中描述的方法中的一种或多种或功能。

例如，适合于执行计算机程序的处理器包括通用和专用微处理器二者，以及任何类型的数字计算机的任何或多个处理器。通常，处理器可接收只读存储器或随机存取存储器或两者的指令和数据。计算机的基本元件为用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储设备。通常，计算机还可包括或可操作地耦合以接收来自一个或多个用于存储数据的大容量存储设备的数据，或将数据传输到一个或多个用于存储数据的大容量存储设备(如，磁光盘或光盘)，或二者。适用于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括各种形式的非易失性存储器、介质和存储设备。举例来说，包括半导体存储设备，如，eprom、eeprom和闪存设备；磁盘，如，内部硬盘或可移动磁盘；磁光磁盘；以及cdrom和dvd-rom光盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。

本文中描述的实施例的附图用于对各种实施例的结构做一般性了解。其并非旨在对使用本文中描述的结构或方法的设备和系统的所有元件和特征进行完整描述。阅读本公开后，许多其他实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。可利用其他实施例并从本公开中衍生出其他实施例，从而在不脱离本公开范围的情况下进行结构和逻辑替换和变更。另外，附图仅为示例性的，并未按比例绘制。附图中的某些比例可被放大，而其他比例可被最小化。因此，本公开和附图应被视为说明性的而非限制性的。

虽然本说明书中包含了许多具体实施细节，但是这些不应被视为是对本实用新型的范围或所要求保护内容的范围的限制，而应视为是对本实用新型的特定实施例的特有特征的描述。本说明书中通过单独实施例描述的某些特征也可在单个实施例中组合实现。相反地，单个实施例中描述的各种特征也可通过多个实施例单独地或以任何适合的子组合形式实现。此外，尽管上面将特征描述为以某些组合的方式起作用，甚至最初也是这样要求保护的，但是在某些情况下，可从要求保护的组合中去除一个或多个特征，并且要求保护的组合可涉及子组合或子组合的变化。

在本文中，本公开的一个或多个实施例可单独地或共同地以术语“实用新型”来表示，使用术语“实用新型”仅仅是为了方便起见，而并非是为了自行地将本申请的范围限定于任何特定实用新型或实用新型构思。此外，尽管本文中已说明和描述了具体的实施例，但是应该理解，设计用于实现相同或类似目的的任何后续的设置均可代替所示的具体实施例。本公开旨在涵盖各种实施例的任何和所有的后续修改或变化。阅读本说明书后，上述实施例的组合以及本文中并未具体描述的其他实施例对本领域技术人员而言将是显而易见的。

其旨在让上面的详细描述被视为是说明性的而非限制性的，并且应当理解的是，包括所有等效物的所附权利要求旨在限定本实用新型的范围。除非另有说明，权利要求不应被限定于所描述的顺序或元件。因此，在所附权利要求及其等效物的精神和范围内的所有实施例都将作为本实用新型要求保护。