无刷的反向旋转电气设备及系统

申请号 CN201180033259.0 申请日 2011-05-03 公开(公告)号 CN103069699A 公开(公告)日 2013-04-24
申请人 兰德尔·威沙特; 发明人 兰德尔·威沙特;
摘要 本 发明 公开了一种无刷反向旋转电气设备、 电动机 、 轮毂 电动机,以及相关的车辆,包括无刷反向旋转电动机,其有着反向旋转的电枢和固定片组件,反向旋转的电枢和固定片输球 驱动器 ,关联到一辆车上,一个速度 开关 的控制装置,以及便携式的电 力 供应。
权利要求

1.一种提高电气设备工作效率的方法,其特征在于,包括:
a、选择一个反向旋转的电气设备,其中,所述设备包括:
i、当在轴的第一方向操作时,外旋转部分进行旋转;
ii、当外旋转部分在轴的第二方向操作,即第一方向的反向时,内旋转部分进行旋转;
iii、电传导线圈被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;
iv、磁被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;
v、一种电气控制系统;和
vi、连接所述线圈和电气控制系统间的电气符号的方式;
b、使用所述反向旋转的电气设备比传统的电气设备更能提高电气设备的效率。
2.如权利要求1所述的提高工作效率的方法,其特征在于,所述设备被配置为一个反向旋转的发生器。
3.如权利要求1所述的提高工作效率的方法,其特征在于,所述设备被配置为一个反向旋转的发动机
4.一种提高电动机相关联的能源要求工作生产系统的工作效率的方法,其特征在于,包括:
a、选择一个反向旋转的电动机,其中,所述反向旋转的电动机包括:
i、内旋转部分;
ii、外旋转部分;
iii、当电流输入到所述反向旋转发电机时产生所述内选择部分和外旋转部分的反向旋转的电磁方式;
iv、第一驱动输出意味着连接到所述内旋转部分;
v、第二驱动输出意味着连接到所述外旋转部分;和
vi、使用第一和第二驱动的方法来输出的方式;
b、通过使用包含代替标准系统中使用传统发电机的反向旋转电动机相关联的能源要求工作生产的系统来提高效率。
5.一种无刷反向旋转电气设备,包括:
a、当在轴的第一方向操作时,外旋转部分进行旋转;
b、当外旋转部分在轴的第二方向操作,即第一方向的反向时,内旋转部分进行旋转;
c、电传导线圈被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;
d、磁铁被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;
e、一种电气控制系统;和
f、连接所述线圈和电气控制系统间的电气符号的无刷方式。
6.如权利要求5所述的无刷反向旋转电气设备,其特征在于,所述设备被配置为一个反向旋转的发生器。
7.如权利要求5所述的无刷反向旋转电气设备,其特征在于,所述设备被配置为一个反向旋转的发动机。
8.一种无刷反向旋转发电机,包括:
a、当在轴的第一方向操作时,外旋转部分进行旋转;
b、当外旋转部分在轴的第二方向操作,即第一方向的反向时,内旋转部分进行旋转;
c、电传导线圈被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;
d、磁铁被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;
e、第一输出驱动意味着耦合到所述外旋转部分;
f、第二输出驱动意味着耦合到所述内旋转部分;
g、一种电气控制系统;和
h、连接所述线圈和电气控制系统间的电气符号的无刷方式。
9.如权利要求8所述的无刷反向旋转电动机,其特征在于,所述电传导线圈被安装到所述内旋转部分,所述磁铁被安装到所述外旋转部分。
10.如权利要求8所述的无刷反向旋转电动机,其特征在于,所述电气控制系统包括一种旋转计时的方法,所述方法是利用从霍尔效应传感器方法和反电动势的方法组成的组中选取提供电流到所述线圈的技术。
11.一种无刷反向旋转的电气轮毂电机,其特征在于,包括:
a、当在第一方向操作时,外旋转部分进行旋转;
b、当外旋转部分在第二方向操作,即第一方向的反向时,内旋转部分进行旋转;
c、所述外旋转部分和所述内旋转部分在反方向旋转的轴;
d、电传导线圈被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;
e、磁铁被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;
f、第一输出驱动意味着耦合到所述外旋转部分;
g、第二输出驱动意味着耦合到所述内旋转部分;
h、一种电气控制系统;和
i、连接所述线圈和电气控制系统间的电气符号的无刷方式。
12.如权利要求11所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机,其特征在于,所述外旋转部分延伸到轮子周边。
13.如权利要求11所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机,其特征在于,所述电传导线圈被安装到所述内旋转部分,所述磁铁被安装到所述外旋转部分。
14.如权利要求11所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机,其特征在于,所述无刷电信的方式就是从导电轴承和无刷电接触组件组成的团体中挑选。
15.如权利要求11所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机,其特征在于,所述电气控制系统包括一种旋转计时的方法,所述方法是利用从霍尔效应传感器方法和反电动势的方法组成的组中选取提供电流到所述线圈的技术。
16.一种无刷反向旋转电动机的工具车,其特征在于,包括:
a、一种无刷反向旋转电动机,包括:
i、当在轴的第一方向操作时,外旋转部分进行旋转;
ii、当在轴的第二方向操作,即第一方向的反向时,内旋转部分进行旋转;
iii、电传导线圈被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;
iv、磁铁被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;
v、第一输出驱动意味着耦合到所述外旋转部分;
vi、第二输出驱动意味着耦合到所述内旋转部分;
vii、一种电气控制系统;和
viii、连接所述线圈和电气控制系统间的电气符号的无刷方式;
b、安装在所述车辆的所述无刷反向旋转电动机用于驱动所述车辆,所述第一和第二输出驱动用来驱动所述车辆的至少一个轮子;和
c、所述车辆安装了电瓶,并且与所述无刷反向旋转电动机相通电。
17.如权利要求16所述的无刷反向旋转电动机的工具车,其特征在于,所述电传导线圈被安装在所述内旋转部分,所述磁铁被安装到所述外旋转部分。
18.如权利要求16所述的无刷反向旋转电动机的工具车,其特征在于,所述电气控制系统包括一种旋转计时的方法,所述方法是利用从霍尔效应传感器方法和反电动势的方法组成的组中选取提供电流到所述线圈的技术。
19.一种无刷反向旋转的电气轮毂电机的工具车,其特征在于,包括:
a、一种无刷反向旋转的电气轮毂电机,其中,包括:
i、当在第一方向操作时,外旋转部分进行旋转;
ii、当外旋转部分在第二方向操作,即第一方向的反向时,内旋转部分进行旋转;
iii、所述外旋转部分和所述内旋转部分在反方向旋转的轴;
iv、电传导线圈被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;
v、磁铁被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;
vi、第一输出驱动意味着耦合到所述外旋转部分;
vii、第二输出驱动意味着耦合到所述内旋转部分;
viii、一种电气控制系统;和
ix、连接所述线圈和电气控制系统间的电气符号的无刷方式;
b、安装在所述车辆的所述无刷反向旋转电动机用于驱动所述车辆,所述第一和第二输出驱动用来驱动所述车辆的至少一个轮子;和
c、所述车辆安装了电瓶,并且与所述无刷反向旋转电动机相通电。
20.如权利要求19所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机的工具车,其特征在于,所述外旋转部分延伸到轮子周边。
21.如权利要求19所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机的工具车,其特征在于,所述电传导线圈被安装到所述内旋转部分,所述磁铁被安装到所述外旋转部分。
22.如权利要求19所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机的工具车,其特征在于,所述无刷电信的方式就是从导电轴承和无刷电接触组件组成的团体中挑选。
23.如权利要求19所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机的工具车,其特征在于,所述第一输出驱动与第二输出驱动各自驱动所述工具车上相同方向的一个单独的轮子。
24.如权利要求19所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机的工具车,其特征在于,所述第一输出驱动与第二输出驱动互相结合来共同驱动所述工具车上相同方向的相同轮子。

说明书全文

无刷的反向旋转电气设备及系统

[0001] 相关应用的交叉引用
[0002] 本申请要求于2010年5月26日提交美国专利局,申请号是12/800,949的美国专利申请优先权,于2010年5月5日提交的美国的临时专利申请号是61/343,859。本申请及其优先权是2009年9月8日提交的美国专利申请号为12/584,557的专利共同审理中的一个延续部分,是2009年5月1日提交的美国专利申请号为12/387,413的专利共同审理中的一个延续部分,其优先权来自2008年5月2日提交的申请号为61/126,320和2008年8月1日提交申请号为61/137,681的美国临时专利申请。本申请的优先权来自2010年2月16号提交的申请号为61/338,236和2010年2月19日提交的申请号为61/338,540的美国临时的专利申请。所有的国外申请通过引用结合在本申请中。

技术领域

[0003] 本发明涉及一种被配置为发动机或发电机的增强工作效率的反向旋转的电气设备。特别地,本发明包括一种无刷反向旋转DC/AC电动机或设备,一种无刷轮毂发动机,和一种用在电和混合驱动汽车的几乎任何配置的包含无刷发动机的系统,包括轮式车辆,优选的自行车、三轮车、踏板车、摩托车、轮椅、个人移动设备、汽车、卡车和其他类似车辆。此外,车、飞机、直升机等其他类似的车辆和系统,其中包括机械、电气、机电设备和组件利用电动机作为它们组成的一部分,将受益于将本发明应用到它们的业务中去。
[0004] 更具体地,在电动机的实施例中,本发明利用了在操作时,使包含电枢或内旋转部分和固定片或外旋转部分两者呈反向旋转的无刷反向旋转DC/AC电动机。一般地,发电机是由两片反向旋转的输出驱动组成的分离电机(根据要求,可能被安装在一个系统上)或被安装在选定车轮中央,其中,该电枢输出驱动方式是从轮毂电机的电枢附属延伸到该车辆的同一个轮子或第二个轮子,轮子和轮胎从本发明的轮毂电机的固定片延伸。例如,一辆自行车上,该无刷反向旋转轮毂发动机可能在该前轮轮毂或后轮轮毂上。对于轮毂电机及其相关的驱动系统而言,前轮通常是首选的,因为大多数的链轮在后轴退出,且限制了自由的空间。如上所述,电枢(内旋转部分)和固定片(外旋转部分)在旋转,反方向上,在操作和访问扭转元件通常丢失上产生最小化的热量,通过利用传统的电机,即将固定片固定在电机壳上,电机是旋转的(或电机是固定的,固定片是旋转的等其他等效配置)。

背景技术

[0005] 对于传统有刷的DC电动机而言,电机壳的外面/周围是固定的,壳内的固定片/场磁也是一样。通常,固定片都是贴在壳上的。在操作过程中,内部电枢/转子附属在轴或轮轴上(在专业电动机的一些版本中,转子可能被称为电枢)。因此,当电流作用在发电机上时,电枢轴/轮轴会从固定的电机壳和旋转延伸(电枢/转子伴随着固定的固定片/磁场旋转)。在有刷的电动机上,物理刷被要求通过换向器接口将电流从外部资源传输到转子上,脉冲电流来代替电枢线圈的磁极,因此,生成转动动力来转动电枢。传统有刷发电机有着悠久的历史,其中的一个版本被建立在www.sparkmuseum.com/MTORS.HTM。
[0006] 对于传统的无刷DC电动机而言,电机壳的外面/周围是固定的,固定片也是一样。通常,固定片都是贴在壳上的。在操作过程中,内部电枢/转子附属在轴或轮轴上。因此,当电流作用在发电机上时,电枢轴/轮轴会从固定的电机壳和旋转延伸(电枢/转子伴随着固定的固定片/磁场旋转)。在无刷的电动机上,物理刷不被要求将电流从外部资源传输到转子上。无刷电动机的配置许可这种设计,即利用永磁体贴在固定片上或,通常情况下,永磁体被关联在电枢上,且磁场线圈被放置在固定的固定片内。明显地,无刷电动机不会用无论刷去换流;反而,被通过标准技术来进行电子整流。为了产生旋转运动,适当的脉冲电流被发送到线圈,且定时通过合并的方式如标准霍尔效应传感器/线圈,反电动势,等效的方式。无刷DC电动机相比于有刷电动机有着很多的优势。
[0007] 即使极其有限数量的专业反向旋转有刷DC电动机已经被公开(如下文),需要强调的是,还没有参考文献被引用、建议、提示、教、或暗示一种反向旋转DC电动机,当保持外部控制和功率元素的连续电接触时,通过在电枢(内旋转部分)和固定片(外旋转部分)物理旋转在相反的方向上应用无刷技术的操作。
[0008] 反向旋转DC电动机的专利已经在美国专利申请号是2,431,255,2,456,993和2,462,182的专利所公开。该公开的电动机被应用于鱼雷推进系统中,同轴螺旋桨的相反方向上装配一些单独的螺旋桨来保证鱼雷前进的方向。明显地,鉴于其在破坏上的一击中地,这样的发动机的运行寿命是极其有限的。当固定片旋转时(通常固定片是不旋转的,因此一个常数弹性意味着或弹簧只是强迫一个刷向内和向旋转中心,从而与换向器所需的电子通信,但固定片的旋转导致刷子从换向器),为了消除必要的离心/向心影响换向器刷接触打破创造,该设备包括一个放射状整流器和连接刷定向平行旋转轴。径向换向器/刷的设计是十分复杂的,不容易被伪造,且造价高昂。
[0009] 一种应用于鱼雷的无刷DC电动机已经在美国专利申请号是3,738,270的专利所公开。当在水中瞄准目标时,为了保证稳定,相对的旋转螺旋桨是有益的。该设计利用一个固定的固定片围绕两个在反方向旋转的独立电枢来驱动相应方向上的相关螺旋桨。
[0010] 美国专利申请号是4,056,746的专利提出了一种反向选择电动机特别类似于上述提到的设计('270)。一种径向换向器/刷的设计也同样利用了上述设备的操作。反向旋转电动机益处的一项有趣的分析指出:1)增加电枢的字段切割速度来提高发电机的输出功率;2)使最小化字段崩溃;3)维护电枢的速率是兼容产生的离心力的容量。对于上述的电动机能够更有效的在使用更少能源,产生更多的输入输出工作是没有讨论、建议、暗示或指导的。需要强调的是研究发现反向旋转电动机这项发明能够大大地提高工作的效率。
[0011] 美国专利申请号是4,259,604的专利涉及了一种DC回转机械。该申请中的换向器/刷设计很简单,且不用生成高转速的操作。典型地,发电机被用在机器上,如录音机,VTR,以及类似需要低转速的设备。换向器是标准的圆柱型设计,和电刷联系在一起以对抗换向器条。
[0012] 美国专利申请号是4,375,047的专利提出了一种力矩补偿电动机。该设备包括2个电动机,要么串联在一起,要么并联在一起。电枢附在轴上,被用于输出功率。固定片的旋转,但只被附着到支承轴承,通过简单地旋转来消除内部扭矩,而不是输出功率。本发明利用旋转的电枢和旋转的固定片来生成功率。该专利一个关键的困难在于电气连接并未被描述或讨论,除了提到“电动机控制是众所周知的,但并不是本发明的组成部分”根本不是真正的、有效的声明。数据显示只有来自没有细节连接到外部功率和防治措施的励磁线圈的截电线。当电动机组件的反向旋转是设备操作的部分,电力通信的方式是及其重要的,并且是极难实现的。很明显的,参考“众所周知”意味着某种秘密刷/换向器配置(鉴于1983年的发行日期)或仅仅是理论和非启用发明是相关的。
[0013] 美国专利申请号是4,645,963的专利描述了一种转场式电动机。在该设备中,非常类似于上述的′O47,此外,电枢附在轴上用于输出功率。固定片的旋转,但只附着在支承轴承上,通过简单地旋转来消除内部扭矩,而不是输出功率。此外,本发明利用旋转的电枢和旋转的固定片来生成功率
[0014] 美国专利申请号是5,067,932的专利公开了一种双输入电动机,该电动机上的两个电枢在一起或在相反方向旋转在固定的/固定外的固定片上。该固定片生硬地贴在悬挂部分或其他的固定的锚上。
[0015] 美国专利申请号是5,089,734的专利公开了一种双回转AC发电机。本发明基本披露了在逆向运转的电动机,成为了一种磁场和电枢都在相反方向旋转的发电机。很不幸地,该设备接收或发送电力的方式未被涉及,也没有任何关于内部电子组件的描述。美国专利公开号是2006/0163963的专利公开了一种对转发电机。此外,放射状地处理组磁盘被用于换向器/刷的设计。在这种情况下,滑环有着相当大的直径(目的是降低热量的产生),并且通过恒力以持续的方式连接电刷,无视转速。此外,该发电机被用于在相对缓慢的RPM情形下的或手动曲柄来输出动力,不像本发明似的可以运行在较低到较高的RPM标准下。

发明内容

[0016] 本发明实施例的目的一提供了一种无刷反向旋转DC/AC电气设备,该电气设备可以配置为发电机或电动机。本发明实施例的目的二是为轮式车辆(如自行车、三轮车、四轮车、电动轮椅、个人移动设备、机动车、卡车)提供一种无刷反向旋转电动机和系统,电枢在第一方向旋转,固定片在第二方向旋转,一个常见的中心轴,该相反的旋转链接到适当的配置输出来驱动一个常见的轮或车的至少一侧的两个轮子向着相同的方向前进。
[0017] 本发明实施例的目的三是通过接近通常败给保持固定片或电枢在固定位置的固定电机的扭转动力提高无刷反向旋转电动机的效率。
[0018] 本发明实施例的另一目的是提高无刷反向旋转DC/AC电气设备的效率通过接近通常败给固定锚定支架的扭转动力,通过允许固定片和电枢自由旋转,其中电枢和附加电枢输出意味着在一个方向旋转,并且固定片在一个常见中心轴的反方向上旋转,必要地电气接触是通过至少一个导电的含油脂的轴承装配或等价的非刷电接触组装。
[0019] 本发明实施例的另一目的是提高无刷反向旋转电动轮毂电机的效率,通过限制产生的热量,应用在两轮摩托车上,且通过接近通常败给固定电机的扭转动力,通过获得一个轮子和轮胎到旋转的固定片/外旋转部分和中央轴到旋转电枢/内旋转部分的旋转,允许成对的固定片到电枢装配旋转自由地与电枢连接轴以一个方向旋转,车轮相连接的固定片在反方向旋转,连接着车轴相连接的电枢在车轮方向或至少在车辆的另一车轮方向旋转,以便两个车轮在相同方向旋转。
[0020] 本发明实施例另一目的是公开了一种无刷反向旋转电动机和操作系统,对于包含在相反方向旋转的内旋转部分和外旋转部分的两轮摩托车,其中,在外电源、控制元件、必要地内部控制元件和线圈间必要的电气连接通过至少导电轴承或等价无数电气间必要地电气连接。
[0021] 本发明实施例的另一目的是提出了一种将轮毂电动机改变成无刷反向旋转DC/AC电动机的改装自行车,包括在轮毂电机内有在相反方向旋转的内旋转部分和外旋转部分,其中,在外电源、控制系统、必要地内部控制系统和线圈间有必要的电气连接,通过至少一个导电轴承或等价的非刷电接触组装,第一驱动输出耦合到外旋转部分动力的第一轮,第二驱动输出耦合到内旋转部分的第一轮或第二轮。
[0022] 被配置为电动机或发电机的一种无刷反向旋转DC/AC电气设备披露了一种新颖的配置。更具体地说,本发明实施例包括一种无刷反向旋转DC/AC电动机及其推进系统,应用在轮式车辆上。该电动机利用任何一个单独的电动机来做为轮毂电动机的反向旋转输出的方式。包括车辆改编轮毂电机系统是电源、控制方式、选择的轮毂,并且无刷反向旋转轮毂电机的两个主要部分配对旋转:1)一半电枢或内旋转部分;2)一半固定片或外旋转部分,在操作过程中,上述两种都可以在相反方向自由旋转(除非传统的电动机中的固定片是固定的并且一般接触在机壳上)。轴与电枢连接并扩展,固定片固定连接在相同的轴上,该轴旋转耦合到同一轮上或多轮车上的至少一个轮上。合适的转动轴承组件都包含在周围的外壳用来为轴/电枢和固定片支撑转动配件,包括至少一个导电轴承装配在无刷反向旋转电机的内部和外部或等价的非刷电接触组装间传输电流。该无刷反向旋转电机包含一个电子控制方式,即通过换向的磁场电脉冲来生成旋转的驱动力(记住,在传统的无刷电动机中,固定片是固定的,且不旋转)。
[0023] 无论是无刷反向旋转电机还是轮毂电动机都是以动力生成的方式来驱动所纳入的多轮车辆的。作为例子的目的只是,但并不局限于,一辆自行车被描述为多轮车辆,且安装有轮毂电动机。该轮毂电动机在前轮或后轮,然而,为了便于安装和制造简单,下述是前轮改装后的自行车的具体阐述,当然对于后轮改装后的自行车也在本发明的保护范围内。轮毂电机通过辐条或等价物安装在前轮轮胎的周围,以保证直接作用在前叉上或通过框架的周围。轮毂电动机从自行车安装的电池系统来获取电流,该系统包括必要的线和控制器开关、转速器等)。轮毂电动机的外旋转部分(固定片)延伸到前轮和轮胎。来自旋转的内旋转部分(电枢)的转动功率要么是通过下述描述的返回到前轮,要么通过后轮传动机构到后轮。更好地,后轮驱动机构包括前链轮固定在旋转前轴,从前链轮到后轮有一个或多个链运行,允许前叉引导改装后的自行车。旋转电枢的力量耦合到没有操干扰的轮子。下述实施例只是优选实施例,但并不限于,改装前轮的自行车被认为是,清晰地,轴的旋转方向和前轮的旋转方向是相反的,并且,配对的反向旋转动作转化为一个共同的旋转方向也纳入修改后的自行车。
[0024] 本发明进一步的对象和方面带来下述的规范,然而,该描述只是本发明的优选实施例,但并不限制于这些实施例。附图说明
[0025] 本发明中下述附图的目的是通过附图,可以更好的理解本发明的方案。
[0026] 图1所示为本发明实施例一所提供的无刷反向旋转电动机的切面图。
[0027] 图2所示为本发明提供的图1中的视图2-2的俯视图,并且示出了机壳内的反向旋转电枢和固定片。
[0028] 图3所示为本发明实施例二提供的无刷反向旋转轮毂电动机的切面图。
[0029] 图4所示为本发明实施例中图3的电线传导轴承的局部放大图。
[0030] 图5所示为本发明实施例二所提供的通过固定片的旋转来驱动前轮,通过电枢旋转来驱动后轮的相关后链动的应用了无刷反向旋转轮毂电动机的改装自行车的左视图。
[0031] 图6A所示为本发明实施例二提供的通过固定片的旋转来驱动前轮,通过电枢旋转来驱动后轮的相关后链动的应用了无刷反向旋转轮毂电动机的改装自行车前轮的特写左视图。
[0032] 图6B所示为本发明实施例二提供的通过固定片的旋转来驱动前轮,通过电枢旋转来驱动后轮的相关后链动的应用了无刷反向旋转轮毂电动机的改装自行车后轮的特写左视图。
[0033] 图7A所示为本发明实施例三提供的轮毂电动机的电枢的回转运动耦合到固定片的回转运动,且包括导电轴承和电绝缘壁垒的从外向内提供输出功率的切视图。
[0034] 图7B所示为本发明实施例四提供的电枢的回转运动耦合到同轮上接收固定片回转运动(如图7A所述的方法),以及至少一种无刷电机的视图(和图7A不同的方法)。
[0035] 图7C所示为本发明实施例中的无刷电触组装与图7B所示的轮毂发电机有关的视图。
[0036] 图7D所示为本发明实施例二提供的无刷点电触组装视图。
[0037] 图7E所示为本发明实施例二提供的无刷电接触组装视图。
[0038] 图8所示为本发明实施例提供的如图14-16所示的电枢旋转输出到相同轮子的方式的右视图。
[0039] 图9所示为本发明实施例提供的如图14-16所示的电枢旋转输出到相同轮子的方式的前视图。
[0040] 图10所示为本发明实施例提供的如图14-16所示的电枢旋转输出到相同轮子的方式的前剖视图。
[0041] 图11所示为本发明实施例提供的如图14-16所示的电枢旋转输出到相同轮子的方式的分解图。
[0042] 图12所示为本发明实施例提供的如图14-16所示的电枢旋转输出到相同轮子的方式的分解图,为了清晰起见,两个啮合传动齿轮从另一个横向被取代。
[0043] 图13所示为本发明实施例提供的电枢旋转输出到相同的轮子的动力方式以驱动改装的自行车的局部视图。
[0044] 图14所示为本发明实施例四提供的通过无刷反向旋转轮毂电动机的固定片的旋转和电枢的旋转来驱动前轮的左视图。
[0045] 图15所示为图14所示的电枢旋转输出到相同轮子的驱动方式的前轮改装自行车的左视局部图。
[0046] 图16所示为图14所示的为了电枢旋转输出到相同轮子驱动方式的右侧固定架的前轮改装自行车的右视局部图。
[0047] 图17所示为本发明实施例五提供的无刷反向旋转轮毂电动机的切面图。
[0048] 图18所示为本发明实施例六提供的无刷反向旋转轮毂电动机的切面图。

具体实施方式

[0049] 更确切地说,为了便于说明本发明,图1和2指出了本发明实施例的目的,对于电动机的广义版本,图3-18提供了电动机的轮毂场景。毫无疑问的,该装置及系统随着配置和离开基础概念的部分细节被披露。
[0050] 更具体地参照附图,图1和图2显示了本发明实施例的目的。此外,毫无疑问的,该装置会随着配置和离开基础概念的部分细节被披露。
[0051] 一般地,本发明实施例是一种无刷反向旋转电气DC/AC电动机(图3-18尤其涉及该电动机在轮毂上)。此外,仅供说明本发明的用途,但并不只是这些实施方式。公开了一种无刷反向旋转DC电动机,但该技术同样可以应用于配置一种无刷反向旋转AC电动机,发电机上(通过空气、水的运动来产生动力,就像旋转在内外旋转部分在相反方向上)。
[0052] 参考图1和图2,无刷反向旋转DC/AC电动机5包括防护电动机壳10,其可能是由合适的材料制造。在壳10内是分离体积15(类似的分离体积16被建立在固定片20内),在其内固定安装着固定片或外旋转部分20。固定片轴或驱动轴25挨着固定片20。保护固定片20的内衬是永磁铁21(等效电磁铁可能代替永磁体,被认为在所披露的范围内)。需要强调的是,在该示范装置中,永磁体(或等效电磁铁)与固定片或外旋转部分有关,并且,磁场线圈在电枢或外旋转分别,但永磁体可能会定位在电枢上,且线在固定片上或如上所述,电磁铁可能代替永磁体的位置。
[0053] 固定片20上安装的是电枢或内旋转部分30,其附属于空心电枢轴或电枢驱动轴35。位于电枢外周长附近的是线圈或电磁组31。为了允许电枢30和固定片20(反向旋转到另一个)旋转,包括合适的轴承装配。轴承组件40和45被安装在壳10内。轴承组件40允许电枢轴35旋转在壳10内,且允许固定片轴25旋转在壳10内。轴承组件50和55被安装在固定片20内,允许电枢30和电枢轴35在固定片20内旋转。
[0054] 当无刷电动机5运转时,电枢30和固定片20在反方向旋转,在传统方式中,带来当前的线圈31是不可能的。因此,一个或多个绝缘轴承60和65被安装包围着电枢轴35(每一个都能携带期望的或当前的电信号)。每个轴承40,45,50,55,60和65充满了导电的油脂。(从众多公开易得到的供应商,例如:酷放大器电导润滑公司或工程导电材料有限公司)。每个轴承60和65来自电枢轴35,是电绝缘,他们被安装通过合适的圆柱形绝缘体。此外,来自邻居组件轴承60和65是电绝缘的通过合适的绝缘体70,72和74。
[0055] 电气连接系统包括电绝缘线路(传统的金属芯和电绝缘外层涂料)。电源一直是由合适的电源78提供。通常也会用DC供电的电池。AC电源合适的配置标准方法和该AC控制的驱动和运行传统的反向旋转AC电动机进行合理的调整和雇佣的设备。电源通过电线79接到外壳,外控制器也是通过电线80接到该外壳。通常,电线81运行到分割点并分成电线82和83。电线83从分割点上的电线81继续到外部速度开关控制器90。外部速度开关控制器90是启动和关闭电动机的,并且控制运行速度。电线82从分割点上的电线81继续通过壳10上的孔径连接内部的控制器91。
[0056] 内部控制器91传送协调所需的电被要求去操作合适的脉冲电流,脉冲时间检测手段(例如:利用霍效应传感器、反电动势的技术的方法),以及其它所需操作的电枢绕组31。内部控制器91被固定在壳10的内表面,但其它等效位置被认为是披露的领域,包括附件到轴承60、65和绕组31间的旋转电枢30。各种商业供应公司出售合适的控制单元
91,包括:“无刷电动机车速控制器通过PC USB接口,BAC281P模型”,“高功率的无刷反向旋转电机控制器,BAC281P模型”,和一些其他的可接受的来自中国金色电动机公司(www.goidenmotor.com)的类型,且做一些生意在美国和克斯的产品国际公司(www.maxxprod.com)。
[0057] 通过电线92将电流从内部控制器91到导电轴承60,然后通过连接到轴承60的电线93,穿过相关绝缘子66,到达绕组66,来驱动绕组31。在内部控制器91和霍尔效应传感器或传感器96间的通信通过电线94到导电轴承65,然后通过电线95,连接到轴承65穿过相关绝缘子67,到达传感器96。
[0058] 此外,每一根电线93和95渗透筒形绝缘套66和67,分别与每个轴承60和65的导电零件通电。导电油脂允许每个轴承60和65的内部能够自由旋转,当导电到轴承60和65固定的外部。轴承60和65分别通过电线92和94连接到内部控制器91。
[0059] 通过图2本发明的切面图,可以更好的理解无刷电机的反向旋转。两个反向的箭头表明了该固定片20的反向旋转方向,与其相关的磁铁21,电枢30,和相关联的绕组31。
[0060] 如上面提到的设备,可能被利用到电动机或发电机上。本发明实施例集中描述在电动机的应用程序,但发电机的应用程序同样被考虑到本发明的保护范围内。例如,无刷电气设备包括在第一方向旋转操作时旋转的外旋转部分,以及在与第一方向相反的方向选择操作时旋转的内旋转部分,一个关于内、外选择部分旋转在相反方向旋转的轴,电传导绕组和磁铁(永磁铁或电磁铁)都被纳入到发电机的至少一个旋转部分中,一个电子控制系统,以及连接绕组和电子控制系统间的电信号的无刷方式。
[0061] 一种电动机系统,本发明可能被应用在需求从DC/AC电动机提供电的大量设备中,尤其是,无刷反向旋转电动机可能被安装到一辆车子的轮子上或存在于等效配置/装置,仍然在本发明实施例的保护范围内。尤其是,图3-18中所示的轮毂电动机。
[0062] 如图3所示,无刷反向旋转轮毂电机205包括固定片或外旋转部分220。保护固定片220内衬的是永磁体221。需要强调的是,在该示范实施例中,永磁体与固定片或外旋转部分有关,绕组在电枢或内旋转部分上,但是永磁体可能被放置在电枢上,绕组在固定片上,或用电磁铁代替永磁体。
[0063] 安装在固定片220上的是电枢或内旋转部分230,其附属于一个空心轴或电枢驱动轴235。位于电枢外周长最近的是绕组或电磁铁231。轴到叉盖236和237被放置在每一个轴235的末尾,并包含轴承组件240和245(都充满了导电油脂的接电目的,从众多公共供应商轻易得到的,例如:酷放大器电导润滑公司或工程导电材料有限公司)。此外,盒的外盖236和237被通过螺母238和239固定在自行车的前叉上(示范实施例的前叉)。为了允许电枢230和固定片220(反向旋转到另一侧)的额外旋转要求,轴承组件250和255(都充满了导电油脂的接电目的)促进固定片220旋转在电枢轴235上。
[0064] 附着在电枢轴235上的是链轮243,其的链附着传输电枢230的旋转动力到其他轮子上。需要强调的是,链轮被应用在本优选实施例中。然而,用于传输电枢动力到其他轮子的链轮和链机制的等效方式也在本发明实施例的保护范围中,包括带子、电缆、齿轮等,以及类似的能量存储设备(弹性方式等)来延迟传输旋转动力到其他轮子。
[0065] 当无刷电动机205在运行中,电枢230和固定片220都在反向旋转,非常可能的是提供电流到任何传统方式中的绕组231。因此,一个或多个轴绝缘的轴承260和265被安装围绕着电枢轴235(每一个都携带有所需的信号或电流,通常也被用于驱动绕组,以及与霍尔效应传感器的交流)。每一个轴承260和265都充满了导电油脂(从众多公共供应商轻易得到的,例如:酷放大器电导润滑公司或工程导电材料有限公司)。每一个轴承260和265都是从电枢轴开始绝缘的,被安装在合适的圆柱形绝缘体261和266上。此外,相邻组件内的轴承260和265通过合适的绝缘体267,268和269绝缘。
[0066] 轮毂电动机的电气连接装置包括电绝缘线路(传统的金属核心和电绝缘外层涂料)。电流一直由电源278提供(铅蓄电池镍镉电池等)。电池通过电线279连接到自行车框架,同样通过电线280连接到外部控制器。通常,电线281到分割点分成2根电线282和283。电线283从分割点上的电线281继续到外部速度开关控制器290。外部速度开关控制器290是启动和关闭电动机的,并且控制运行速度。电线282从分割点上的电线281继续通过导电轴承260和绝缘子261连接到内部控制器291通过电线285。速度开关控制器
290通过电线284连接到导电轴承265,穿过绝缘子266和电线286到达内部控制器291。
从控制器291出去的电流通过电线293到达绕组231。
[0067] 内部控制器291传送协调所需的电被要求去操作合适的脉冲电流,脉冲时间检测手段296(例如:利用霍耳效应传感器、反电动势的技术的方法),以及其它所需操作的电枢绕组231,通过电线295连接到控制器291。内部控制器291被固定在电枢上。各种商业供应公司出售合适的控制单元291,包括:“无刷电动机车速控制器通过PC USB接口,BAC281P模型”,“高功率的无刷反向旋转电机控制器,BAC281P模型”,和一些其他的可接受的来自中国金色电动机公司(www.goidenmotor.com)的类型,且做一些生意在美国和马克斯的产品国际公司(www.maxxprod.com)。
[0068] 此外,每一根电线285和286渗透筒形绝缘套261和266,分别与每个轴承260和265的导电零件通电。导电油脂允许每个轴承260和265的内部能够自由旋转,当导电到轴承260和265固定的外部。轴承260和265分别通过电线285和286连接到内部控制器
291。
[0069] 图4跟具体的所示为本发明实施例的轮毂的扩大部分。电线285和286穿过绝缘子261和266连接到导电轴承260和265。
[0070] 如果需要的话,外部控制器290可能被固定在一个位置或单独的分布在改装自行车上(例如:自行车把手上有一个开关,速度控制器在把手的另一侧)。
[0071] 此外,电池或电池组278通常包括在设备上。电池或电池组278通过电线279和281连接到该系统的电气元件上。通常的,正极281连接到外部控制器290,负极279连接到自行车框架、轴等的合适位置,例如接地。
[0072] 图3清晰的显示出,固定片或外旋转部分220与外轮支架270连接,延伸到车条、外轮沿,车胎。
[0073] 再次,所述前轮包括直接连接到改装自行车前叉的无刷反向旋转电机,穿过中心轴235,但后轮上的位置也包括在本发明实施例的保护范围内。
[0074] 图5、6A和6B显示了一辆经过轮毂电动机1000改装的标准自行车。该轮毂电动机1005通过自行车的前叉1007被安装在前轮1006上。该轮毂电动机的轴到叉盖1036被通过自行车左边的轴到叉盖1036固定在前叉1007上(等效连接存在于自行车的右侧)。附着在电枢轴235上的是链轮1043,该链轮与第一传动链1010配合,直到包含双链轮装配的万向节1015。第二传动链1020传输经过链条张力的方式1025包括两个渠道,一个指向后轮1035的链,以及其它指向前轮1006的链。在操作时,链条张力方法1026用于保持传递链条长度从一个分成另一个来保证链的松动。第二传动链1020拧沿着该方式循环到后轮1035的链轮1030。需要强调的是,如果配置合理,可以通过一个长链来代替如图5、6A、6B中所示的两个分开的链条。
[0075] 适当附加到自行车框架1008上的是电池组1078。连接线1050从电池组1078内或沿着该框架1008传输到速度开关控制器1090,还到达轮毂电动机1005。在操作时,可能会利用连接到该系统上的电压/电流计1055来追踪电压和安培。通常,第二传动链1020通过链罩(未显示)的覆盖来保护骑手。
[0076] 图7A和7B所示为本发明第三、四实施例提供的轮毂电动机,图7C、7D、7E所示是随着无刷电动连接的配置,可能被采用在第四实施例中(尤其是图7B和7C所示)或其它实施例来代替导电轴承去驱动控制固定的电线。
[0077] 特别地,图7A所示为无刷反向旋转轮毂电动机705,包括固定片或外旋转部分720。保护固定片720内衬的是永磁体721。需要强调的是,在该示范实施例中,永磁体与固定片或外旋转部分有关,绕组在电枢或内旋转部分上,但是永磁体可能被放置在电枢上,绕组在固定片上,或用电磁铁代替永磁体。
[0078] 安装在固定片720上的是电枢或内旋转部分730,其附属于一个空心轴或电枢驱动轴735。位于电枢外周长最近的是绕组或电磁铁731。
[0079] 轴到叉盖741和741被放置在每一个轴735的末尾,并包含轴承组件740和745(都充满了导电油脂的接电目的,从众多公共供应商轻易得到的,例如:酷放大器电导润滑公司或工程导电材料有限公司)。为了允许电枢730和固定片720(反向旋转到另一侧)的额外旋转要求,轴承组件750和755(都充满了导电油脂的接电目的)促进固定片720旋转在电枢轴735上。
[0080] 附着在电枢轴735上的是反转装配746,取走电枢轴735的旋转输出,并且将其转变到固定片720的旋转部分,因此应用相同的旋转力到相同的轮子上。图8-13阐释了反转装配746,并且需要强调的是,等效配置也在本发明实施例的保护范围内。电枢轴735连接到接收装置747,啮合齿轮748延伸到上层链条部分749,通过连接链751转到低层链条部分743。低层链条部分743通过圆柱部分744被固定在固定片上以驱动固定片。最后的结果就是电枢的转动方向已经被调节到匹配固定片的方向,以便旋转动力能够耦合到驱动相同方向的车辆。反转装配746有外盖752,用以保护里面的齿轮。该配置通过上层安装支架752被安装在自行车上,固定在叉杆和孔径751匹配到叉子的末端,通常会接收到标准车轮的非旋转的轴。
[0081] 与其它的实施例,电枢730和固定片720都在反向旋转,当无刷轮毂电机705在运行时,在任何传统方式中,提供电流到绕组731是不可能的。因此,一个或多个轴绝缘的轴承760和765被安装围绕着电枢轴735(每一个都携带有所需的信号或电流,通常也被用于驱动绕组,以及与霍尔效应传感器的交流)。每一个轴承760和765都充满了导电油脂(从众多公共供应商轻易得到的,例如:酷放大器电导润滑公司或工程导电材料有限公司)。每一个轴承760和765都是从电枢轴开始绝缘的,被安装在合适的圆柱形绝缘体761和766上。此外,相邻组件内的轴承260和265通过合适的绝缘体767,768和769绝缘。
[0082] 轮毂电动机的电气连接装置包括电绝缘线路(传统的金属核心和电绝缘外层涂料)。电流一直由电源778提供(铅蓄电池、镍镉电池等)。电池通过电线779连接到自行车框架,同样通过电线780连接到外部控制器。通常,电线781到分割点分成2根电线782和783。电线783从分割点上的电线781继续到外部速度开关控制器790。外部速度开关控制器790是启动和关闭电动机的,并且控制运行速度。电线782从分割点上的电线781继续通过导电轴承760和绝缘子761连接到内部控制器791通过电线785。速度开关控制器
790通过电线784连接到导电轴承765,穿过绝缘子766和电线786到达内部控制器791。
从控制器791出去的电流通过电线793到达绕组731。
[0083] 内部控制器791传送协调所需的电被要求去操作合适的脉冲电流,脉冲时间检测手段796(例如:利用霍耳效应传感器、反电动势的技术的方法),以及其它所需操作的电枢绕组731,通过电线795连接到控制器791。内部控制器791被固定在电枢上。各种商业供应公司出售合适的控制单元791,包括:“无刷电动机车速控制器通过PC USB接口,BAC281P模型”,“高功率的无刷反向旋转电机控制器,BAC281P模型”,和一些其他的可接受的来自中国金色电动机公司(www.goidenmotor.com)的类型,且做一些生意在美国和马克斯的产品国际公司(www.maxxprod.com)。
[0084] 此外,每一根电线785和786渗透筒形绝缘套761和766,分别与每个轴承760和765的导电零件通电。导电油脂允许每个轴承760和765的内部能够自由旋转,当导电到轴承760和265固定的外部。轴承760和765分别通过电线785和786连接到内部控制器
791。
[0085] 如果需要的话,外部控制器790可能被固定在一个位置或单独的分布在改装自行车上(例如:自行车把手上有一个开关,速度控制器在把手的另一侧)。
[0086] 此外,电池或电池组778通常包括在设备上。电池或电池组778通过电线779和781连接到该系统的电气元件上。通常的,正极781连接到外部控制器790,负极779连接到自行车框架、轴等的合适位置,例如接地。
[0087] 图7清晰的显示出,固定片或外旋转部分720与外轮支架770连接,延伸到车条、外轮沿,车胎。
[0088] 再次,所述前轮包括直接连接到改装自行车前叉的无刷反向旋转电机,穿过中心轴735,但后轮上的位置也包括在本发明实施例的保护范围内。
[0089] 图7B描绘了本发明实施例四利用与上述图7A所示的相同的反转装配。然而,本发明实施例四提供了一种无刷电导电组装800来代替绝缘导电轴承来导电,应用在其他的实施例中。图7B用了与图7A相同的组件数字除了主要包括。如在图7A中,电枢轴735在图7B中是735'。因此,实施例三和四的作用是非常相似的,除了电力通信组件。电源线782'和控制线784'进入空心电枢轴735′通过无刷电导电组装800。装配800被安装在空心电枢轴735'的两端。内部电线785'和786'配合到该装配800上,继续到内部控制器791',以与图7中的实施例三相同的方式。
[0090] 无刷电导电组装800存在于一些等效装置内,如图7C、7D、7E。优选的,图7C被应用在实施例四中(图7B),但图7D和7E的实施例可能接受被图7C中的实施例所替代。对于这三个版本的空心电枢轴是被指定的835。在所有版本中,电绝缘套管801插入到轴835内。在图7C的版本中,导电缸802(之类的)插入到电绝缘套管801中。导电销806被安装在导电缸802内。导电销806通常所持有通过合适的弹性方式,尺寸大小简单旋转在导电缸802内,随着轴835的旋转,因此,维持内线811和外线812间的电气连接。
[0091] 以类似的方式,图“7D”和“7E”版本维持内线811和外线812间的电气连接,通过安装在电绝缘套管801的非旋转导电杆803或804上。图“7D”中,外线812连接到指定接触部分807,旋转到杆80的表面。图“7E”的外线812连接到平底接触部分808,旋转到杆804的末端。很明显的,图“7D”和“7E”中,合并了一种合适的方法来保持适当接触位置的接触部分807或808(未显示)。
[0092] 图14、15和16所示为一辆经过轮毂电动机2000改装的标准自行车,其中,该轮毂电动机如图7B所示,然而,需要强调的是,图7A中本发明实施例同样适合作为图17的实施例所需要描述的细节。该轮毂电动机2705(图7B所示的轮毂电动机)被安装在自行车的前轮2706通过自行车的前叉2707的孔径2751,紧固螺栓/螺母,框架2741。电线2782向着反转装配2746内的空心电枢轴,然后到达内部控制器。该轮毂电动机2705(图16所示)通过安装框架2742的合适孔径被安装在自行车的另一侧,通过紧固螺栓/螺母和叉托架2753固定。电线2784趋向于空心电枢轴到达内部控制器。
[0093] 适当附加到自行车框架2008上的是电池组2078。连接线2050从电池组2078内或沿着该框架2008传输到速度开关控制器2090,还到达轮毂电动机2705。在操作时,可能会利用连接到该系统上的电压/电流计1055来追踪电压和安培(未显示,但相当于图5所示的)。
[0094] 图17显示了五分之一个体现的发明,一个rotational-reversal齿轮组包括。结果是,如体现在无花果所示。16相反的旋转输出的固定片和电枢交配回到同一轮。无刷轮毂电机的旋转505包括一个固定片或外部旋转部分520。担保的内衬的固定片520永久磁铁521。它强调的是,在这个示范装置永久磁铁与固定片或外部旋转部件和绕组的电枢或内旋转部分,但永磁体可定位在电枢和固定片上的线圈或电磁铁可替代的永久磁铁在任何位置。
[0095] 安装在固定片520电枢或内旋转部件530连接到一个空心轴或传动轴电枢535电枢。位于近因外围的电磁铁电枢绕组或531。axle-to-fork帽536和537是位于两端的轴535和含有轴承组件540和545(既充满导电油脂接地的目的和随时可从众多供应商如:cool-amp conducto-lube公司或工程的导电材料,公司)。此外,部分外盖536和537紧固螺母538和539的自行车叉(前叉在模范的描写)。允许附加旋转的电枢固定片530和520(反向旋转彼此),轴承组件550和555(既充满导电油脂接地的目的)促进固定片520旋转的电枢轴535。
[0096] 连接到电枢轴535、挡臂543与齿轮599安装在一个支持598个部分连接到帽536。齿轮597延伸,从中央部分的固定片520和网格与齿轮599。当电枢轴525旋转产生的旋转通过齿轮599和齿轮扭转旋转轮在同一方向的597固定片520旋转,从而耦合反向旋转电枢固定片530和520为一个共同的旋转方向。各种等效配置(如行星齿轮组件等)被认为是领域内的这种披露。一个模范的行星齿轮装配将有599多个齿轮。大小不同的齿轮可能产生预期的减速比。
[0097] 由于转子530和固定片520旋转方向相反的主题时,无刷电机505的工作,这是不可能提供电流的绕组531在任何传统的方式。因此,一个或多个axle-insulated轴承560和565是安装和包围电枢轴535(每个人携带所需的信号或电流,通常是一个电源的绕组和一个沟通与霍尔效应传感器)。每个轴承560和565充满导电油脂(再次,随时可从众多供应商如:cool-ampconducto-lube公司或工程的导电材料,公司)。每个轴承560和565是电气绝缘从电枢轴535,所安装的圆柱形绝缘体,适用于561和566。此外,轴承560和565是电气绝缘从周边组件通过适当的绝缘体567,568,和569。
[0098] 电气连接为主题的轮毂电机包括电气绝缘电线(再次,传统金属芯和绝缘外涂层)。电力供应是由一个适当的电池578,现在已知的或以后开发的(铅酸,镍镉,等)。电池接地到自行车框架通过导线579,如外部控制器通过导线580。通常,电源线581分一点,分为582和583。583继续从线581,在分裂点,到外面的速度关闭控制器590。外部速度关闭控制器590是可接受的标准配置为激活和失活的电机和控制其工作速度。电源线582继续从线581,在分裂点,并连接通过导电轴承560和绝缘561里/内部控制器591通过导线585。在速度/控制器590连接线584导电轴承565和通过绝缘体566和586的内部控制
591。电源的绕组531从控制器591通过导线593。
[0099] 内部控制器591发送和协调必要的权力运作所需的电枢绕组531用适当的脉冲电流,脉冲时间的检测手段(例如:596个霍尔效应传感器技术,反电势,等)连接到控制器591通过导线595。内部控制591为固定在电枢530。再次,各种商业供应公司出售适合无刷控制单位591个,包括:“无刷电机巡航控制器——通过可编程电脑端口,模型bac281磷,“高功率无刷电机控制器,模型hpc100b,”和其他一些可以接受的模式从金汽车公司中国和美国做生意(www.goldenmotor.com)和产品,公司(www.maxxprod.com)。
[0100] 再次,每线585和586穿透圆柱形绝缘体561和566,分别与队友的导电部分的每一个轴承560和565,分别为。导电润滑脂,允许自由旋转的每个部分的轴承560和565同时传输电力到固定部分外,每个轴承560和565。再次,轴承560和565是电气连接通过585和586,分别,对内部控制591。
[0101] 外部控制器590可以合并和坐落在一个物理位置或分为单独的物理位置上的修改,如果需要的话(例如:一个开关一侧的自行车的车把和速度控制器的另一边的把手)。
[0102] 再次,电池或电池组578通常包括权力主体装置。电池或电池组578连接到电子元件的主题系统通过579和581。经常,积极连接581运行的外部控制器590和579负连接到适当的位置,车辆的框架,轴,或类似,接地。
[0103] 为清楚地看到在图17,固定片或外部旋转部分520是连续的外部支持570,延伸到连接辐条,外轮辋,轮胎。
[0104] 再次,它指出,前轮,包含受无刷旋转电机,直接连接到前叉的主题修改自行车由中央轴535,但后轮的位置也被认为是领域内的这种披露。
[0105] 图18显示了六分之一个体现的发明,一个不导电的轴承是必要的,例如,在图3中显示的体现。在第六个体现主体旋转无刷轮毂电机605包括一个固定片620或外部旋转部分620。担保的内部李宁的固定片620永久磁铁621。它强调的是,在这个示范装置永久磁铁与固定片或外部旋转部件和绕组的电枢或内旋转部分,但永磁体可定位在电枢和固定片上的线圈或电磁铁可替代的永久磁铁在任何位置。
[0106] 安装在固定片620电枢或内旋转部件630连接到一个空心轴或传动轴电枢635电枢。位于近因外围的电磁铁电枢绕组或631。轴到车叉安装支架647和648是位于两端的轴635和含有轴承组件640和645(既充满导电油脂接地的目的和随时可从众多供应商如:cool-amp conducto-lube公司或工程的导电材料,公司)。然而,作为反对以体现,如图3所示,轴承组件645为服务支持附件支架647和电气通信与外部控制器的内部控制器690和
691,从而产生一个整体的运动配置,只需较少的比图3所示的体现。因此,轴承装配645是电气绝缘从附近的部分周围的绝缘体646。允许附加旋转的电枢固定片630和620(反向旋转彼此),轴承组件650和655(既充满导电油脂接地的目的)促进固定片620旋转的电枢轴635。
[0107] 连接到空心电枢轴635链轮643上链连接,通过电枢630旋转力的其他车轮(这是强调,“少轴承”第六个体现可能被用来与其他体现(电枢rotation-reversal方法)披露其中电枢旋转扭转耦合回来在同一轮包含主题电机)。它强调的是,链轮643是利用这个模范的描述;然而,等效方法和链结构传输电枢运动到另一个车轮的设想是领域内的这种披露,包括带,电缆,齿轮,等,可纳入能源储存装置(弹性手段,弹簧,和类似)延迟传输旋转力的另一轮。
[0108] 再次,由于转子630和固定片620旋转方向相反的主题时,无刷电机605的工作,这是不可能提供电流的绕组631在任何传统的方式。因此,一个或多个axle-insulated轴承660和645是安装和包围电枢轴635(每个人携带所需的信号或电流,通常是一个电源的绕组和一个沟通与霍尔效应传感器和轴承645还提供自行车支撑和安装方法)。每个轴承660和645充满导电油脂(再次,随时可从众多供应商如:cool-amp conducto-lube公司或工程的导电材料,公司)。每个轴承660和645是电气绝缘从电枢轴635,在安装它们,通过适当的圆柱形绝缘体661和气缸/绝缘体646,分别。此外,轴承660和645是电气绝缘从周边组件通过适当的绝缘体667和668。
[0109] 电气连接为主题的轮毂电机包括电气绝缘电线(再次,传统金属芯和绝缘外涂层)。电力供应是由一个适当的电池678,现在已知的或以后开发的(铅酸,镍镉,等)。电池接地到自行车框架通过导线679,如外部控制器通过导线680。通常,电源线681分一点,分为682和683。683继续从线681,在分裂点,到外面/外部速度关闭控制器/690。外部速度关闭控制器/690是可接受的标准配置为激活和失活的电机和控制其工作速度。电源线682继续从线681,在分裂点,并连接通过导电轴承660和通过绝缘体661的内/内部控制器691通过导线685。在速度/控制器690连接线684导电轴承645和通过绝缘体646和
686的内部控制691。电源的绕组631从控制器691通过导线693。
[0110] 内部控制器691发送和协调必要的权力运作所需的电枢绕组631用适当的脉冲电流,脉冲时间的检测手段(例如:696个霍尔效应传感器技术,反电势,等)连接到控制器691通过导线695。内部控制691为固定在电枢630。再次,各种商业供应公司出售适合无刷控制单位691个,包括:“无刷电机巡航控制器——通过可编程电脑端口,模型bac281磷,“高功率无刷电机控制器,模型hpc100b,”和其他一些可以接受的模式从金汽车公司中国和美国做生意(www.goidenmoto.com)和最大的产品,公司(www.maxxprod.com)。
[0111] 再次,每线685和686穿透圆柱形绝缘体661和646,分别与队友的导电部分的每一个轴承660和645,分别为。导电润滑脂,允许自由旋转的每个部分的轴承660和645同时传输电力到固定部分外,每个轴承660和645。再次,轴承660和645是电气连接通过685和686,分别,对内部控制691。
[0112] 再次,外部控制器690可以合并和坐落在一个物理位置或分为单独的物理位置上的修改,如果需要的话(例如:一个开关一侧的自行车的车把和速度控制器的另一边的把手)。
[0113] 再次,电池或电池组678通常包括权力主体装置。电池或电池组678连接到电子元件的主题系统通过679和681。经常,积极连接681运行的外部控制器690和679负连接到适当的位置,车辆的框架,轴,或类似,接地。
[0114] 为清楚地看到在图18,固定片或外部旋转部分620是连续的外部支持670,延伸到连接辐条,外轮辋,轮胎。
[0115] 再次,它指出,前轮,包含受无刷旋转电机,直接连接到前叉的主题修改自行车由中央轴635,但后轮的位置也被认为是领域内的这种披露。
[0116] 测试船曳电机正反转电机改进能源使用效率
[0117] 一个明尼苏达州亚厄勒克特拉30舷外马达(产品的约翰逊外,公司的拉辛,威斯康星州)被用来作为比较标准电机。这是一个“曳电机用于渔船。一个相同的运动进行了改进与主体技术。一系列的对照试验两国电机进行。除本发明修改的厄勒克特拉30电机,所有已知的和相关的变量保持不变。标准大30汽车平均使用348瓦在29安培,而subject-modified厄勒克特拉30的平均能源使用的228瓦在19安培。修改厄勒克特拉30马达需要更少的能源将输入比标准厄勒克特拉30电机等效的输出工作。
[0118] 测试的反旋转电机改良踏板车能量使用效率
[0119] 两个常用电动滑板车雇用了一系列并排测试。一种滑板车是一个标准的滑板车,利用一个标准/传统电机。其他滑板车是一个修改的主题的技术标准/传统运动转换成旋转运动。结果列于表1。
[0120] 检测无刷旋转车轮轮毂电机自行车能源使用效率
[0121] 试验进行了确定的主题的发明是更有效和更强大的加速和爬山能力比非改性或标准轮毂电机驱动的自行车。结果列于表2。
[0122] 据认为,大大增加总英里一次充电的电池是因为,除其他因素,主体的电机运行在降低热水平。一路放大器由主体旋转的轮毂电机是大约一半的安培制定的标准轮毂电机。标准轮毂电机似乎失去能量,相对于主体旋转的轮毂电机,通过产生浪费的热量。
[0123] 因此,本发明大大提高效率的任何机械,电气,机电系统,利用这一主题旋转的电动机/发电机作为其配置,在其所有的体现。鉴于小增加效率,通常与电动机/发电机改性,提高效率,产生的发明是巨大的。大量增加的效率是非常值得注意的,特别是在这些天的供应减少化石燃料,和,毫不夸张地说,地方的发明为“改进”类以前没有见过的领域中的电动机/发电机设计。
[0124] 因此,在考虑上述具体体现,等效体现,相当适应,使用方法,和详细的支持,这个问题的发明包括,由于其突发和戏剧性的增加业务的好处传统的电机有只有一个旋转的部分或甚至brush-containing,但根本不同配置刷-含旋转部件电机的方法提高效率的几乎所有的电气设备,需要一个汽车或发电机。这个问题的方法的步骤包括选择一个反旋转电气设备。该仪器包括一个旋转的部分,旋转操作过程中在第一方向的轴,内旋转的部分,在操作过程中在外部旋转部分在一次对轴的方向是相反的第一个方向导电绕组,纳入至少有一个旋转的部分,在该装置中,磁体纳入至少一个旋转的部分,在设备,电气控制系统,并转化为电信号之间的绕组和电气控制系统。这种旋转电气设备是用来提高效率的电气设备在传统的电气设备。该设备被配置为一个旋转的发电机或电动机。
[0125] 更具体地说,一个电动马达的效率相关的能源生产系统requiring-work会增加使用,包括步骤:选择旋转电机系统。该系统可以是任何机械,电气,机电组件的集合,包括一个电动马达,包括,但不限于:电动/混合动力车辆,加热/空调的应用,计算机系统,发电设备,以及,从字面上看,成千上万的其他等效系统。
[0126] 旋转电机,采用大量适用的系统包括一个旋转的部分,一个旋转的部分外,电磁手段创造相对转动,内、外旋转部分表示说,当电流输入到说,旋转电机,第一个驱动器输出连接到所说的内旋转的部分,一个二驱动输出方式连接到旋转的部分外,并利用所述第一和第驱动装置产生的输出工作。旋转电机是利用相关的能源requiring-work生产系统,提高了系统的效率包括反旋转电机代替标准的系统,采用了传统的电机。
[0127] 此外,本发明包括无刷旋转电气装置有一个旋转的部分,旋转操作过程中在第一方向的轴,内旋转的部分,在操作过程中在外部旋转部分在一次对轴的方向是相反的第一个方向导电绕组,纳入至少一个在旋转部分在该装置中,磁体纳入至少一个旋转的部分,在设备,电气控制系统,无刷手段交流电气信号绕组之间和电气控制系统。此外,该仪器是配置为一个发电机或电动机。
[0128] 此外,当本发明被配置为一个运动主题的发明包括无刷旋转电机,包括一个旋转的部分,旋转操作过程中在第一方向的轴,内旋转的部分,在操作过程中在外部旋转部分在一次对轴的方向是相反的第一个方向导电绕组,纳入至少有一个旋转的部分,在该装置中,磁体纳入至少一个旋转的部分,在该装置中,第一个输出驱动方式耦合到旋转的部分外,二输出驱动方式耦合到内旋转部分,电气控制系统,无刷交流的方式电气信号之间的绕组和电气控制系统。通常,该导电绕组安装在内部旋转部件和磁体(永久性或电磁)被安装到外部旋转部分。此外,通常的电气控制系统包括一个旋转定时方法提供电流的线圈,利用技术选自霍尔效应传感器方法和反电势的方法。
[0129] 此外,当本发明被配置为一个运动主题的发明包括无刷旋转电机轮毂电机有一个旋转的部分,在操作过程中的第一个方向,一个内旋转部分旋转操作时在外部旋转部分在另一个方向是相反的第一个方向,轴约它的外部和内部旋转部分旋转方向相反,导电绕组纳入至少一个旋转的部分,在该装置中,磁体纳入至少一个旋转的部分,在该装置中,第一个输出驱动方式耦合到旋转的部分外,二输出驱动方式耦合到内旋转部分,一个电子控制系统,无刷手段交流电气信号绕组之间和电气控制系统。与主题的轮毂电机的旋转部分延伸到周围的车轮。通常,该导电绕组安装在内部旋转部件和磁体(永久性或电磁)被安装到外部旋转部分。最好,无刷电子通信手段选自导电轴承和无刷电触点组件。此外,电气控制系统包括一个旋转定时方法提供电流的线圈,利用技术选自霍尔效应传感器方法和反电势的方法。
[0130] 此外,由本发明是一种无刷旋转电机改装的车辆,包括一个无刷旋转电机有一个旋转的部分,旋转操作过程中在第一方向的轴,内旋转的部分,在操作过程中另一个关于轴的方向是相反的第一个方向,导电绕组纳入至少一个旋转的部分,在该装置中,磁体纳入至少一个旋转的部分,在该装置中,第一个输出驱动方式耦合到旋转的部分外,二输出驱动方式耦合到内旋转部分,电气控制系统,无刷交流的方式之间的电子信号绕组与电气控制系统。包括汽车,无刷旋转电机安装到车辆,其中第一及第二输出驱动方式至少有一个车轮的车辆,和电池安装在汽车和电气通信与无刷旋转电机。通常,该导电绕组安装在内部旋转部件和磁体(永久性或电磁)被安装到外部旋转部分。最好,电气控制系统包括一个旋转定时方法提供电流的线圈,利用技术选自霍尔效应传感器方法和反电势的方法。
[0131] 另外本发明是一种无刷旋转电机轮毂电机改装的车辆有一个无刷旋转的电动轮毂电机,包括一个旋转的部分,在操作过程中的第一个方向,一个内旋转部分旋转操作时在外部旋转部分在另一个方向是相反的第一个方向,一个轴的外部和内旋转部分旋转方向相反,导电绕组纳入至少一个旋转的部分,在该装置中,磁体(永久或电磁铁)纳入至少一个旋转的部分,在该装置中,第一个输出驱动方式耦合到旋转的部分外,二输出驱动手段耦合内旋转部分,电气控制系统,无刷手段交流电气信号绕组之间和电气控制系统。此外,包括汽车,无刷旋转电机安装到车辆,其中第一及第二输出驱动方式至少有一个车轮的车辆,和电池安装在汽车和电气通信与无刷旋转电机。最好是,外部旋转部分延伸到周围的车轮。通常,该导电绕组安装在内部旋转部件和磁体(永久性或电磁)被安装到外部旋转部分。最好,无刷电子通信手段选自导电轴承和无刷电触点组件。这取决于所选的配置,输出的第一个驱动器的手段和输出驱动器的手段,每个驱动一个单独的车轮的车辆在一个共同的方向或在第一个输出驱动器的手段和输出驱动方式,双方对彼此的车辆上的驱动轮在一个共同的方向。
[0132] 从上述说明它,本发明可以体现在各种形式,其中包括但不限于以下:
[0133] 1、一种提高电气设备工作效率的方法,其特征在于,包括:(a)选择一个反向旋转的电气设备,其中,所述设备包括:(i)当在轴的第一方向操作时,外旋转部分进行旋转;(ii)当外旋转部分在轴的第二方向操作,即第一方向的反向时,内旋转部分进行旋转;(iii)电传导线圈被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;(iv)磁铁被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;(v)一种电气控制系统;和(vi)连接所述线圈和电气控制系统间的电气符号的方式;(b)使用所述反向旋转的电气设备比传统的电气设备更能提高电气设备的效率。
[0134] 2、如实施例1所述的提高工作效率的方法,其特征在于,所述设备被配置为一个反向旋转的发生器。
[0135] 3、如实施例1所述的提高工作效率的方法,其特征在于,所述设备被配置为一个反向旋转的发动机。
[0136] 4、一种提高电动机相关联的能源要求工作生产系统的工作效率的方法,其特征在于,包括:(a)选择一个反向旋转的电动机,其中,所述反向旋转的电动机包括:(i)内旋转部分;(ii)外旋转部分;(iii)当电流输入到所述反向旋转发电机时产生所述内选择部分和外旋转部分的反向旋转的电磁方式;(iv)第一驱动输出意味着连接到所述内旋转部分;(v)第二驱动输出意味着连接到所述外旋转部分;和(vi)使用第一和第二驱动的方法来输出的方式;(b)通过使用包含代替标准系统中使用传统发电机的反向旋转电动机相关联的能源要求工作生产的系统来提高效率。
[0137] 5、一种无刷反向旋转电气设备,包括:(a)当在轴的第一方向操作时,外旋转部分进行旋转;(b)当外旋转部分在轴的第二方向操作,即第一方向的反向时,内旋转部分进行旋转;(c)电传导线圈被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;(d)磁铁被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;(e)一种电气控制系统;和(f)连接所述线圈和电气控制系统间的电气符号的无刷方式。
[0138] 6、如实施例5所述的无刷反向旋转电气设备,其特征在于,所述设备被配置为一个反向旋转的发生器。
[0139] 7、如实施例5所述的无刷反向旋转电气设备,其特征在于,所述设备被配置为一个反向旋转的发动机。
[0140] 8、一种无刷反向旋转发电机,包括:(a)当在轴的第一方向操作时,外旋转部分进行旋转;(b)当外旋转部分在轴的第二方向操作,即第一方向的反向时,内旋转部分进行旋转;(c)电传导线圈被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;(d)磁铁被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;(e)第一输出驱动意味着耦合到所述外旋转部分;(f)第二输出驱动意味着耦合到所述内旋转部分;(g)一种电气控制系统;和(h)连接所述线圈和电气控制系统间的电气符号的无刷方式。
[0141] 9、如实施例8所述的无刷反向旋转电动机,其特征在于,所述电传导线圈被安装到所述内旋转部分,所述磁铁被安装到所述外旋转部分。
[0142] 10、如实施例8所述的无刷反向旋转电动机,其特征在于,所述电气控制系统包括一种旋转计时的方法,所述方法是利用从霍尔效应传感器方法和反电动势的方法组成的组中选取提供电流到所述线圈的技术。
[0143] 11、一种无刷反向旋转的电气轮毂电机,其特征在于,包括:(a)当在第一方向操作时,外旋转部分进行旋转;(b)当外旋转部分在第二方向操作,即第一方向的反向时,内旋转部分进行旋转;(c)所述外旋转部分和所述内旋转部分在反方向旋转的轴;(d)电传导线圈被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;(e)磁铁被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;(f)第一输出驱动意味着耦合到所述外旋转部分;(g)第二输出驱动意味着耦合到所述内旋转部分;(h)一种电气控制系统;和(i)连接所述线圈和电气控制系统间的电气符号的无刷方式。
[0144] 12、如实施例11所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机,其特征在于,所述外旋转部分延伸到轮子周边。
[0145] 13、如实施例11所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机,其特征在于,所述电传导线圈被安装到所述内旋转部分,所述磁铁被安装到所述外旋转部分。
[0146] 14、如实施例11所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机,其特征在于,所述无刷电信的方式就是从导电轴承和无刷电接触组件组成的团体中挑选。
[0147] 15、如实施例11所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机,其特征在于,所述电气控制系统包括一种旋转计时的方法,所述方法是利用从霍尔效应传感器方法和反电动势的方法组成的组中选取提供电流到所述线圈的技术。
[0148] 16、一种无刷反向旋转电动机的工具车,其特征在于,包括:(a)一种无刷反向旋转电动机,包括:(i)当在轴的第一方向操作时,外旋转部分进行旋转;(ii)当在轴的第二方向操作,即第一方向的反向时,内旋转部分进行旋转;(iii)电传导线圈被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;(iv)磁铁被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;(v)第一输出驱动意味着耦合到所述外旋转部分;(vi)第二输出驱动意味着耦合到所述内旋转部分;(vii)一种电气控制系统;和(viii)连接所述线圈和电气控制系统间的电气符号的无刷方式;(b)安装在所述车辆的所述无刷反向旋转电动机用于驱动所述车辆,所述第一和第二输出驱动用来驱动所述车辆的至少一个轮子;和(c)所述车辆安装了电瓶,并且与所述无刷反向旋转电动机相通电。
[0149] 17、如实施例16所述的无刷反向旋转电动机的工具车,其特征在于,所述电传导线圈被安装在所述内旋转部分,所述磁铁被安装到所述外旋转部分。
[0150] 18、如实施例16所述的无刷反向旋转电动机的工具车,其特征在于,所述电气控制系统包括一种旋转计时的方法,所述方法是利用从霍尔效应传感器方法和反电动势的方法组成的组中选取提供电流到所述线圈的技术。
[0151] 19、一种无刷反向旋转的电气轮毂电机的工具车,其特征在于,包括:(a)一种无刷反向旋转的电气轮毂电机,其中,包括:(i)当在第一方向操作时,外旋转部分进行旋转;(ii)当外旋转部分在第二方向操作,即第一方向的反向时,内旋转部分进行旋转;(iii)所述外旋转部分和所述内旋转部分在反方向旋转的轴;(iv)电传导线圈被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;(v)磁铁被安装到所述设备的至少一个旋转部分中;(vi)第一输出驱动意味着耦合到所述外旋转部分;(vii)第二输出驱动意味着耦合到所述内旋转部分;(viii)一种电气控制系统;和(ix)连接所述线圈和电气控制系统间的电气符号的无刷方式;(b)安装在所述车辆的所述无刷反向旋转电动机用于驱动所述车辆,所述第一和第二输出驱动用来驱动所述车辆的至少一个轮子;和(c)所述车辆安装了电瓶,并且与所述无刷反向旋转电动机相通电。
[0152] 20、如实施例19所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机的工具车,其特征在于,所述外旋转部分延伸到轮子周边。
[0153] 21、如实施例19所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机的工具车,其特征在于,所述电传导线圈被安装到所述内旋转部分,所述磁铁被安装到所述外旋转部分。
[0154] 22、如实施例19所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机的工具车,其特征在于,所述无刷电信的方式就是从导电轴承和无刷电接触组件组成的团体中挑选。
[0155] 23、如实施例19所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机的工具车,其特征在于,所述第一输出驱动与第二输出驱动各自驱动所述工具车上相同方向的一个单独的轮子。
[0156] 24、如实施例19所述的无刷反向旋转的电气轮毂电机的工具车,其特征在于,所述第一输出驱动与第二输出驱动互相结合来共同驱动所述工具车上相同方向的相同轮子。
[0157] 尽管上述描述包含了很多细节,但并不能被认为限制了本发明的保护范围,其中的附图只是本发明实施例的优选实施例。因此,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。所有的结构和效果等价于上述实施例中所指出的常规技术的那些公知的手段都能通过本发明实施例及权利要求书清晰的体现。此外,对于提出的设备或方法来解决本发明实施例所要解决的技术问题是非必要的。而且,任何在本发明实施例中所公开的内容被其他人所公开,都将造成索赔。没有权利要求元件会被35U.S.C.112,第6段所公开解释,除非该元件使用其是“手段”。
[0158] 表1:脚踏车上的反向旋转电动机与标准电机的比较
[0159]
[0160] 表2:自行车中的无刷反向旋转轮毂电动机与标准电机的比较
[0161]
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