[发明专利]磁悬浮运输系统

说明书

相关申请

本申请要求2005年8月22日递交的，标题为“MagneticallyLevitated Transport System”的第11209916号美国专利申请的国际优先权。

技术领域

笼统地说，本发明涉及电动机-发电机。具体而言，本发明涉及通过电感应工作的直流直线电磁机器。

背景技术

下文说明这里描述和希望获得专利权的装置所在领域的当前状态。

Tu等等的US 2004/0135452公开了一种平面旋转发电机，它包括用于切割磁力线感应出电流的至少一个环形线圈结构以及与螺旋线圈平行的至少一个碟形磁极结构。如果包括多个环形线圈结构和碟形磁性线圈结构，就以交替的方式排列环形线圈结构和碟形磁性线圈结构。没有给环形线圈结构和碟形磁极结构提供导磁材料。用外力转动环形线圈结构或者上述至少一个碟形磁极结构时，环形线圈结构切割穿过其中的磁力线，产生感应电流。Neal的US 2002/0135263公开了多个定子弧段，它形成用于制作马达的定子组件的环形芯子。在一个优选实施例中，电流流过缠绕环形芯子上的磁极的导线时，产生多个磁场。整块相变材料将导体基本上密封起来，使定子弧段在环形芯子内保持互相接触。还公开了使用马达的硬盘驱动器，以及构建马达和硬盘驱动器的方法。Rose的US 6803691公开了一种电机，它包括在转轴中心的导磁环形芯子，并且具有两个轴向的相对侧。线圈以环形方式缠绕在芯子上，并且沿着圆周方向顺序排列。每个线圈都包括分别在芯子的侧边径向延伸的两个引线端子。在相邻引线端子之间存在没有线圈的空间。支架具有通过桥接结构连接并且分别靠近线圈第一和第二侧边的第一和第二侧边法兰。Mohler的US 6507257公开了一种双向闭锁致动器，它包括一个输出轴，在输出轴上面固定地安装着一个或多个转子。将轴和转子安装成在导磁外壳中转动，在导磁外壳中安装有圆柱形线圈，由导磁端盖闭合。端盖上安装有定子磁极块。在一个实施例中，转子有非对称地安装的至少两个相反磁化的永久磁铁，也就是说，它们在一侧相邻，在另一侧由非磁性空隙隔开。定子磁极块具有非对称的通量传导率，并且在一个实施例中，在轴向比磁极块的其余部分厚。相互靠近能够防止转子摆向中性位置(在这个位置上，转子磁铁在轴向与磁极块的较高传导率部分对齐)。于是，以磁性方式将转子闭锁在两个位置之一，将它拉向中性位置。用相反极性的电流给线圈励磁会使转子朝它的相反闭锁位置转动，在这个位置上它被以磁性方式闭锁。Mohler的US 5337030公开了一种永久磁铁无刷扭矩致动器，它有一个电磁芯子，受到励磁的时候，这个电磁芯子能够产生拉长的环形磁通量场。在总的来说是圆柱形的线圈外面是一个外壳，在每一端有上、下端板。安装在端板上朝对方延伸的是由空气间隙将它与它的相反磁极块分隔的定子磁极块。永久磁铁转子在空气间隙中，安装在轴上，而这个轴则安装在每个端板上，并且能够转动。永久磁铁转子有至少两个永久磁铁，每个永久磁铁覆盖转子的一个弓形部分，并且具有相反的极性。在一个方向上给线圈励磁能够使磁极块磁化，从而使两个磁极块中的每一个吸引转子磁铁之一，排斥转子磁铁中的另一个，在输出轴上产生扭矩。电流反向导致扭矩反向，以及转子朝相反方向转动。公开的优选实施例具有多个单元，也就是多个定子转子定子组合和/或其中在每个定子磁极平面内有多个磁极块的一些单元。Kloosterhouse等等的US 5191255公开了一种电磁马达，它包括一个转子，转子上面沿着转子的周边安装有多个磁铁。最好是相邻的磁铁具有面向外的相反磁极。一个或多个电磁铁与转子周边相邻，因此，当转子转动的时候，安装在转子上的磁铁靠近电磁铁的磁极。驱动电路按照与转子的转动具有预定相位关系将电流提供给电磁铁，从而对于转子的基本上所有角位置，电磁铁的磁极和安装在转子上的磁铁之间的磁性吸引和排斥迫使转子朝希望的方向转动。在转子上预定角位置处安装反射材料。驱动电路包括光敏器件，光敏器件产生信号，信号的值随着器件是否收到从反射材料反射的光而改变。将信号放大来产生电磁铁的驱动电流。Westley的4623809公开了安装有磁极结构的一种步进马达，在其中每一个都有多个磁极的一对相同的定子板，与在相反方向伸出来的磁极背靠背放置，这些定子板位于一对基本相同的定子杯之间，每个定子杯都有多个磁极从后壁向内伸出，周边侧墙在向外延伸的法兰内终止。每个法兰的主面都与定子板之一上的面接触，从而保证磁路径具有低磁阻。Fawzy的4565938公开了一种机电设备，可以将它用作马达或发电机。这种设备有一个外壳，包括轴承装置用来支撑可转动的轴。提供有碟形磁铁装置，磁极的布置使得它具有交替极性，将它安装在轴上形成转子。这种设备包括至少一个第一极靴，这个第一极靴与磁铁装置接触，并且具有一部分从中径向延伸，从而给出第一极性的一个虚拟磁极室。还包括至少一个第二极靴，这个第二极靴与磁铁接触，并且有一部分从中径向延伸，从而给出另一极性的一个虚拟磁极室。环形定子安装在外壳上，上面有绕组。这个定子环绕碟形磁铁，从而使第一和第二极靴的虚拟磁极室用交替极性的圆周交替场包围所述绕组的一些部分。提供有装置用于与定子进行电接触，将这个设备用作发电机的时候用来取出电流，或者提供电流让这个设备作为马达工作。Fawzy的4459501公开了一种机电设备，可以将它用作马达或发电机，它有一个外壳，包括轴承装置用来支撑可转动的轴。一对碟形磁铁的磁极使得它们在每一个的两个面上具有相反的极性。这些磁铁面对面一起安装在轴上形成转子。这个设备包括至少一个第一极靴，这个第一极靴与每个磁铁的一个面接触，并且有一部分从中径向延伸，从而在它的优选形式中给出与所述一个面一样具有相同极性的一对虚拟磁极室。还包括至少一个第二极靴，这个第二极靴与每个磁铁的另一面接触，并且有一部分从中径向延伸，从而在它的优选形式中给出与另一面一样具有相同极性的一对虚拟磁极室。环形定子安装在外壳上，上面有绕组。这个定子环绕碟形磁铁，从而使第一和第二极靴的虚拟磁极室用交替极性的圆周交替场包围所述绕组的一些部分。将这个设备用作发电机的时候，与定子电接触的装置取出电流，或者提供电流让这个设备作为马达工作。