[其他]輕型大功率電磁轉換器

無效

• 申請號: 86108648
• 申請日: 1986-12-23
• 公開（公告）號: CN86108648A
• 公開（公告）日: 1987-09-30
• 發明（設計）人: 吉尼·A·費施爾
• 申請（專利權）人: 尤尼克自動公司
• 主分類號: H02K3/28
• 分類號: H02K3/28;H02K1/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 馮庚瑄

本發明涉及到一種電磁轉換器，具體地說，涉及到一種能用作馬達、交流發電機或發電機的輕型大功率電磁轉換器。

眾所周知，電磁轉換器可用來把電功率轉換成機械功率或把機械功率轉換成電功率。我們知道，由于這是磁性部件和導電部件之間相對運動所造成的，所以這兩種情況下產生功率的能力就使得人們把這一現象應用于例如馬達，交流發電機和發電機上。

雖然人所共知，馬達、交流發電機和發電機設備可以做得十分輕，且至少一些已知的輕型設備能在高速下運轉，但這些設備不能在高速運轉下產生大功率。例如，已知每磅重為0.6馬力的高功率密度設備可以間歇性地運轉，但這種設備在超過每磅1.0馬力的高功率密度時，就不能持續運轉了。

已知的電磁轉換器設備在運轉中還不能同時具有高轉速和高轉矩和/或不能提供足夠的效率。此外，現有的殼體結構設備沒有在電樞中采用分散排布的導體和分散狀（dispersed????phase）的磁通傳導部件，因而也就限于在低轉速，即使是在高轉矩下也只能得到低功率密度。

人們還熟知，電磁轉換器包括一個定子和一個轉子結構;這樣的一個結構可以包括位于轉子上的磁性部件（例如，見美國第3663850、3858071和4451749號專利），以及在定子上的磁性部件（例如，見美國第3102964、3312846、3602749、3729642和4114057號專利）。以前還提出了可采用兩組極靴（polar????pieces）（例如見美國第4517484號專利）。

此外，以前提出過一個殼形轉子（例如，見美國第295368、3845338和4398167號專利），以及還提出了一個雙殼形轉子結構（例如，見美國第3134037號專利）。

以前還提出了在馬達電樞組件內利用一束導線來代替單根導體（例如，見美國第497001、1227185、3014139、3128402、3538364和4321494號專利以及英國第9557號專利）。所述的這種導線用于承受高電壓和大電流和/或用于減小電流損耗、所謂的集膚效應以及由于渦流產生的發熱;這種導線與實心的和/或疊片的鐵心一起使用（例如，見美國第3014139、3128402號專利和英國第9557號專利）。

以前還提出過一種電磁轉換器，其功率重量比可達到約每磅1.0馬力（例如，見美國3275863號專利）。此外，眾所周知，可用一種氣體、流體、或一種流體和氣體的混合物冷卻馬達，以增加其承載功率的能力（例如，見美國第4128364號專利）。

雖然，至今已提出來和/或已采用各種用于電磁轉換器的結構，但是尚未發現這些轉換器（至少在其某些應用中）是完全成功的，這包括提供一種能具有大功率的輕型轉換器。

特別是，至少是部分地由于一種流行的解釋理論，即在導體中的磁場很弱，先有技術并沒有闡明需要將導體分散排布，以實現高速運轉。但是已經發現，按照慣用的說法設置的導體，在恒定電流下轉矩隨轉速增加而減小，其結果正好和通常所希望的轉矩隨轉速的增加而保持一個高值（這正是本發明所要達到的效果）相反。

本發明提供了一個改進的電磁轉換器，它的重量輕，且由于轉換器能具有高功率密度，還能進行高功率轉換。轉換器能作為一臺高效馬達、交流發電機或發電機運行。本發明的轉換器能在超過每磅1馬力的高功率密度下持續運轉。

每單位重量的高功率密度是借助于采用具有分散排布的導體的電樞組件實現的，其導體由分散狀的磁通傳導部件以一種方式分隔開，使之產生低的反（opposing）感應電流以及低的渦流，使轉換器以高效率運轉，且在高速運轉期間維持高轉矩。

在電樞相對于磁通產生部件運動時，在電樞的導電部分會形成電流（它通常稱為渦流），這些電流會導致發熱和集膚效應（總稱為渦流損耗）。但是，這些電流還產生了另一個至今還未認識到的效應;由于這些電流改變了磁通流動方式，同時起到使轉矩隨著轉速增加而減小的作用，在此把這個電流稱為反感應電流。即使當這些電流產生的損耗是可接受的，亦能發生隨著轉速的增加而使這種功率轉換的能力降低的情況;而在常規的作法中，并未提出像本發明的電磁轉換器中所實行的把導體分散的建議。

本發明的一個目的是提供一種改進的電磁轉換器。

本發明的另一個目的是提供一種輕型又具有高功率的改進的電磁轉換器，該轉換器具有高的功率密度。

本發明還有另一個目的是提供一種高效運轉的改進的電磁轉換器。

本發明還有另一個目的是提供一種具有每單位重量高功率密度的容量的改進的電磁轉換器。