[发明专利]用于轴向场旋转能量装置的系统和设备

权利要求书

1.一种轴向场旋转能量装置，包括：

转子，所述转子包括旋转轴线和磁体；

定子，所述定子与所述转子同轴，所述定子包括印刷电路板PCB，所述印刷电路板PCB具有在轴向方向上间隔开的多个PCB层，每个PCB层包括各自多个共面线圈，每个线圈具有仅两个端子以用于电连接，给定PCB层上的每个线圈在其仅两个端子之间是连续而不间断的，给定PCB层上的每个线圈与所述给定PCB层上的其他线圈完全不重叠；

其中给定PCB层上没有两个相邻线圈直接连接，而所述给定PCB层上每对相邻线圈中的所述相邻线圈通过一或多个其他PCB层上的一或多个线圈耦合在一起，从而流过给定PCB层上的给定线圈的电流在流过所述给定PCB层上的相邻线圈之前，流过另一PCB层上的至少一个线圈；以及

其中沿给定旋转方向围绕给定PCB层上的第一线圈流动的电流同样沿所述给定旋转方向围绕与所述第一线圈相邻且安置在所述给定PCB层上的第二线圈流动，从而所述第一线圈的最外面的径向迹线中的电流方向与相邻的第二线圈的最外面的径向迹线中的电流方向相反。

2.根据权利要求1所述的轴向场旋转能量装置，其中沿所述给定旋转方向围绕所述给定PCB层上的所述第一线圈流动的所述电流同样沿相同的旋转方向围绕安置在所述给定PCB层上的所有其他线圈流动。

3.根据权利要求1所述的轴向场旋转能量装置，其中所述线圈在每个层对内串联连接，其中线圈对的两个线圈不在相同的PCB层上。

4.根据权利要求3所述的轴向场旋转能量装置，其中所述层对串联连接。

5.根据权利要求3所述的轴向场旋转能量装置，其中所述层对并联连接。

6.根据权利要求3所述的轴向场旋转能量装置，其中所有串联线圈对安置在两个不同的PCB层上，且通过所述PCB上的一或多个过孔而不是所述PCB外部的连接而连接在一起。

7.根据权利要求1所述的轴向场旋转能量装置，其中每个线圈在单个PCB层上形成完整线圈，而另一PCB层上没有中间迹线。

8.根据权利要求1所述的轴向场旋转能量装置，其中每个PCB层包括PCB层表面积，每个PCB层上的所述多个线圈包括在所述PCB层表面积的75％到99％的范围内的线圈表面积。

9.根据权利要求1所述的轴向场旋转能量装置，其中每个PCB层上的所述线圈围绕所述轴线对称地间隔开，且在轴向相邻PCB层中的所述线圈相对于所述轴线彼此周向地对准以在所述轴向方向上限定线圈的对称堆叠。

10.根据权利要求1所述的轴向场旋转能量装置，其中所述定子由单个电相位组成。

11.根据权利要求1所述的轴向场旋转能量装置，其中所述定子包括至少两个电相位。

12.根据权利要求1所述的轴向场旋转能量装置，其中所述定子被实现为单个一体式面板。

13.根据权利要求1所述的轴向场旋转能量装置，其中所述定子包括围绕所述轴线耦合在一起的多个定子段，每个定子段包括各自PCB。

14.根据权利要求13所述的轴向场旋转能量装置，其中所述定子段中的每一者包含具有相同电相位的各自多个线圈。

15.根据权利要求1所述的轴向场旋转能量装置，其中所述轴向场旋转能量装置是发电机。

16.根据权利要求1所述的轴向场旋转能量装置，其中所述轴向场旋转能量装置是电动机。