双极轴向挤压永磁体电动机
阅读：895发布：2021-04-13
专利汇可以提供双极轴向挤压永磁体电动机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种系统和方法，用于通过从磁体产生导致初级功率增大的感生 电流 并且产生从 电动机 的初级线圈获得的反向电流，引导该反向电流并将反向电流引入到谐振LC 电路 中来改善电动机中的 能量 使用，反向电流作为瞬态次级过程被引入以增加电动机的整体效率。此外，该电动机产生转矩而不使用交替磁体极性，而是利用磁 挤压 ，磁挤压使用绕轴平面以双极方式布置的 永磁体 。，下面是双极轴向挤压永磁体电动机专利的具体信息内容。
1.一种双极磁挤压电动机，包括：
a.轴；
b.安装到所述轴的至少一个第一非铁转子；
c.至少两个间隔开的永磁体，基本平行于所述轴、穿过所述转子安装，相似磁极采用双极排列；
d.支承构件，绕所述转子同心地定位；
e.至少两个间隔开的基本铁芯的线圈，安装到所述支承构件并在所述轴的旋转期间与所述永磁体并置；
f.定时轮，与所述支承构件相邻地定位在所述轴上且包括霍尔效应器件；
g.控制电路，连接到所述电动机以用于当被所述定时轮激活时控制到各线圈的间歇电流，所述控制电路具有用于在所述转子的旋转期间当所述线圈中的至少一个不引导电流至其时接收来自所述线圈中的至少一个的电流的电路，所述接收电流被引导至所述控制电路以施加到所述线圈中的另外一个；以及
h.壳体，用于支承所述轴和所述支承构件。
2.如权利要求1所述的双极磁挤压电动机，其中所述线圈中的每个都包括基本“U”形的芯。
3.如权利要求1所述的双极磁挤压电动机，其中所述转子包含至少两个永磁体。
4.如权利要求1所述的双极磁挤压电动机，其中所述壳体是圆筒形的且是非铁的。
5.如权利要求1所述的双极磁挤压电动机，其中所述控制电路控制直流电流。
6.如权利要求1所述的双极磁挤压电动机，其中所述控制电路控制交流电流。
7.如权利要求2所述的双极磁挤压电动机，其中所述转子包括至少两个永磁体。
8.如权利要求2所述的双极磁挤压电动机，包含第二转子，所述第二转子如所述第一转子那样具有至少两个永磁体，磁体内面的磁极是相同极性的。
双极轴向挤压永磁体电动机
背景技术
[0002] 美国专利No.6,392,370，Bedini，Device and Method of a back EMF permanent electromagnetic motor。
[0003] 美国专利No.7,230,358，Smith，DC Resonance Motor。
[0004] 美国专利申请2009/0045690，Kerlin，DC HomopolarMotor/Generator。发明内容
[0005] 本发明包括双极磁挤压电动机(dipolar magnetic compression motor)，该电动机包括产生电流的初级线圈，该电流被引导通过定时谐振的LC电路以用于提高电动机的效率。该电流通过次级线圈组被接通和断开，而无需被存储。在另一实施例中，由经过紧邻初级线圈的区域的磁体引起的感生电流被引导至电源并被引入次级线圈组。作为这些磁体被按双极轴向方式布置的初级和次级线圈两者排斥的直接结果，电动机产生旋转转矩。
[0006] 一般地，本发明的电动机包括支承可旋转轴和安装到该轴用于随之旋转的至少一个非铁的转子盘的壳体。至少两个间隔开的永磁体穿过转子安装，相似磁极平行于该轴排列。圆筒形支承构件绕该转子同心地定位以支承铁芯线圈。至少两个铁芯线圈彼此间隔开并以轴旋转期间与转子上的永磁体并置的关系安装到该圆筒形支承构件。定时轮位于轴上，与该支承构件相邻。此外，霍尔效应器件固定在适当位置以便受该定时轮影响。
[0007] 提供用于在被霍尔效应器件激活时控制到各线圈的电流的控制电路。还提供用于在转子旋转期间当至少一个线圈不引导电流到该线圈时接收来自至少一个线圈的电流的电路。所接收的电流被引导至控制电路以用于施加到其他线圈中的至少一个。通过把从未激活线圈产生的电流引导至激活线圈，产生相当高的效率，这导致在本发明的电动机中产生更少的热。
[0008] 双极磁挤压包括相反极性的一对永磁极，它们分隔开预定距离，在分隔开预定距离的以相反极性排列的一对间歇激活的电磁极的紧邻区域中移动。这些永磁双极和间隙激活的电磁双极以相同极性排列，所以当电磁双极被激活时，它们的场相互排斥。
[0009] 当磁双极接近未激活的电磁双极时，阻抗与磁双极和电磁双极之间的距离的平方成正比地下降。电流由所述磁双极和所述未激活电磁双极之间的相互作用感生，该电流在电磁双极内保持一时段，该时段由包括电磁双极的电感和固定电容的电抗性LC电路形成的时间常数确定。
[0010] 当阻抗达到极小值时，未激活电磁双极利用由霍尔效应器件触发的控制电路在一时刻激活并持续预定时段。一旦被激活，则初级电流与保持在电抗性LC电路内的电流组合，从而排斥磁双极。随着磁双极离开，阻抗与磁双极和电磁双极之间的距离的平方成正比地上升且返回到未激活值。
[0011] 在本发明一实施例中，例如，来自未激活线圈的电流通过将其引导和滤波到谐振的具体计算点而用于增加电动机的效率。在该实施例中，电路引导和切换进入次级电路中和离开次级电路的电流。当与初级线圈的电感组合时，针对具体的时间常数选择该电路中的电容以便提供引入到次级电路中的最大电流。次级电路包括：a)磁体位置传感器和b)脉冲开关驱动器级。在另一实施例中，数字脉冲调节由附加的c)脉冲位置控制和d)脉冲宽度控制实现。这些级中的每级被优化以实现调谐的LC电路的期望谐振。
[0012] 作为把所产生的电流导向和引入次级电路的结果，在采用本发明的电动机中产生更少量的热。最佳性能受实现具有期望转矩的预定rpm下电容器和线圈之间的谐振状态的部件值的选择支配。
[0014] 因此，用相同或更小的输入功率，本发明利用双极轴向挤压与反电动势电流(这里称为“CEMF”)一起来提供更大的转矩和效率。在本发明的一个优选实施例中，线圈“芯”由叠层电工钢制成，以增大磁场的通量密度。诸如晶粒取向钢和铁复合物的其他“芯”类型预期用于进一步提高总体效率。
[0015] 本发明的电动机的各种优点包括：
[0017] ●本发明的这些电动机能用非金属组成部件制成，这能降低重量和电击危险性。在本发明的一个优选实施例中，超高分子量(UHMW)塑料用于定子和转子部件。
[0018] ●通过引入CEMF作为次级过程实现更高的能量效率。
[0020] 图1是本发明的基本双极挤压电动机的定子和转子的线圈磁体界面的分解示意图；
[0021] 图2是图1所示电动机的基本双极挤压示意图；
[0022] 图2a是线圈磁体界面的图，示出图1和2内相继的磁体位置；
[0023] 图3是使用Darlington控制电路的图1和2所示电动机的控制的示意图；
[0024] 图4是本发明的场效应晶体管(FET)驱动器电路直流电动机的示意图；
[0025] 图5是与图4所示的控制电路结合使用的调整和脉冲调节电路的示意图；
[0026] 图6是本发明的电动机的分解视图，该电动机使用具有多个永磁体的两个转子以及三个线圈；
[0028] 图8是图6所示电动机的第一转子的等距视图；
[0029] 图9是图6所示电动机的第二转子的等距视图；
[0030] 图10是与本发明的转子磁体有关的U形芯部线圈的图；
[0031] 图11是图6所示的双转子电动机的功率计性能测试的曲线图；
[0032] 图12是商业可得的常规直流电动机的功率计性能测试的曲线图；
[0033] 图13是图6所示的电动机与图12所示的商业可得的电动机的效率的曲线比较；
[0034] 图14a和14b是使用反电动势的本发明电动机(曲线14a中)和不使用这样的反电动势的相同电动机(曲线14b中)的曲线比较；
[0035] 图15是由与图1相似的电动机，利用交流输入电流的本发明另一实施例的示意图；
[0036] 图15a和15b是图15所示实施例的磁/转子构造的结构图；
[0037] 图16至18是图15所示的双极挤压电动机的等距视图，其中图16是组件的分解视图；
[0038] 图19是图15至18所示的双极轴向挤压电动机的电路板的图；以及[0039] 图20是图19所示的电动机的示意电路。
具体实施方式
[0040] 参考图1和2，示出了本发明的双极直流电动机的简化实施例。第一定子板22固定到壳体23的一端。壳体23优选由诸如PVC塑料的塑料制成。第二定子板24固定到壳体23的相反端，但面对第一定子板22。第一轴承25和第二轴承26分别居中位于第一定子板22和第二定子板24上，从而为轴27提供支承和低摩擦表面。第一轴承25和第二轴承26排列成与第一和第二定子板各自的内边缘齐平。在该实施例中，转子31安装在轴27上以便旋转且与第一定子板22和第二定子板24间隔开。转子31由非铁材料，优选UHMW塑料制成。转子31包含八个镀镍的钕圆柱磁体30，磁体30被压进绕转子31的外周边附近的等距间隔开的八个开口中。磁体30排列成它们的磁极平行于轴27。转子31通过转子固定环(未示出)固定到轴27。
[0041] 在该实施例中，使用四个线圈36。每个线圈优选由预定长度的#22冷拉丝铜漆包线制成，并围绕尼龙绕线管38紧密且均匀地分布，利用叠压铁心39增加磁导率，叠压铁心39由三百根1.500″长0.0015″直径的焊条构成。叠压铁心39居中地且固定地位于线圈
36内。
36内。
[0042] 线圈36绕第一定子板22和第二定子板24的周边基本等距地安装，两个定子板都面向穿过转子31安装的磁体30，从而磁极与磁极线圈36直接对准。到第一和第二线圈36的电连线由穿过第一和第二定子板中的开口43的线圈引线实现。
[0043] 第一半导体霍尔器件41a安装在定子的内侧并定位成面对转子31，以便在转子31旋转期间当每个磁体经过紧邻霍尔传感器41a的区域中时感测该磁体的位置。第一霍尔传感器41a的电源电压和信号输出由穿过第一定子板22且然后进入第一电路板49和第一插座连接器51的霍尔线缆68a(图2)实现。
[0044] 此外，参考图2，第二等距布置的四个线圈36安装在第二定子板26上，面对转子31上的磁体30。该第二组也沿平行平面与第一定子板正对准且面对具有一组相反磁极的磁体。第二组线圈具有与第一组线圈中的那些相同地制成的电连接。相同的第二半导体霍尔器件41b定位成面对转子31，用于在转子31旋转期间当磁体经过紧邻第二霍尔传感器
41b的区域时感测磁体的位置。类似地安装在第二定子板上的第二霍尔器件41b的第二霍尔传感器电源电压和信号输出由与第一霍尔电缆相同的霍尔器件电缆68b(图2)提供。
41b的区域时感测磁体的位置。类似地安装在第二定子板上的第二霍尔器件41b的第二霍尔传感器电源电压和信号输出由与第一霍尔电缆相同的霍尔器件电缆68b(图2)提供。
[0045] 在前述电动机的当前优选实施例中，Darlington控制器用在采用CEMF的电动机的操作中。
[0046] 参考图1，该配置的电动机达到3399RPM的峰值转速并消耗29.74瓦特的功率。初级和次级电路二者在使用CEMF的测试中都在运行，CEMF从初级谐振瞬态滤波器电路C1和R1(图3)获得，并将在下面更详细地描述。在具有和没有CEMF的使用Darlington控制器的比较测试中，观察到5.23瓦特的差异(见图14a)。还观察到通过使用CEMF，有459RPM的增加。
[0047] 下面是结合图3示出的用于图1、2和2a所示的实施例的Darlington电路的简要描述。在该图中，初级线圈36被单独示为在紧邻转子磁体30的区域中安装在定子板22上的线圈L1至L4。转子磁体30的北极在旋转期间进入紧邻霍尔器件41a的区域并触发前置驱动器晶体管1。前置驱动器晶体管1导通并触发驱动器晶体管Q1至Q4，晶体管Q1至Q4激励线圈L1至L4使电流同时通过每一线圈。流过线圈的电流产生磁体的相同极性的电磁场。磁体1、3、5和7(图2a)的响应是，沿由线圈L1至L4的布线极性确定的方向受线圈L1至L4的排斥。
[0048] 当第二转子磁体的北极进入紧邻霍尔器件41a的区域中时，该周期重复，并当转子磁体的每个接续北极进入紧邻霍尔器件41a的区域中时，该周期继续。
[0049] 在霍尔器件41a不受任何转子磁体的北极影响的时段期间，每个线圈L1至L4附近的电磁场瓦解并产生组合反电动势(CEMF)，CEMF被整流器D1至D4引导至包括C1和R1的瞬态滤波器中。
[0050] 线圈L1至L4的组合电感、瞬态滤波器C1和R1建立LCR谐振电路。瞬态CEMF被引导到为霍尔器件41b、前置驱动器晶体管2、驱动器晶体管Q5至Q8以及线圈L5至L8提供功率的次级驱动器电路中。按互补和相反的方式，但没有示出，次级线圈L5至L8安装在紧邻各个其他转子磁体的区域中，但与初级线圈L1至L4相对。转子磁体的南极进入紧邻霍尔器件41b的区域中并触发前置驱动器晶体管2。前置驱动器晶体管2导通，触发驱动器晶体管Q5到Q8，晶体管Q5到Q8激励线圈L5到L8，使电流同时通过。流过线圈的电流产生与磁体相同极性的电磁场。图2a，磁体1、3、5和7的响应是，沿线圈L5到L8的布线极性确定的方向受线圈L5到L8排斥。当第二转子磁体的南极进入紧邻霍尔器件41b的区域中时，该周期重复，当每个相继磁体的南极进入紧邻霍尔器件41b的区域内时，该周期继续。
[0051] 在霍尔器件41b不受任何磁体的南极影响的时段期间，线圈L5到L8附近的电磁场瓦解并产生组合反电动势(CEMF)，CEMF被整流器D5到D8引导到包括C2和R2的瞬态滤波器。从次级得到的CEMF保持在电路内，但不被再引入到该配置中。
[0052] 此外，当每个转子磁体接近每个相应线圈时，在驱动器“断开时间”期间在每个线圈中感生电流，以提供在电源电压之上的增大电压。当每个磁体已经远离每个线圈的中心时，线圈驱动器晶体管在由定时轮确定的时刻变成导通，以排斥转子磁体的北极和南极二者，并产生双极磁挤压。
[0053] 在本发明的另一优选实施例中，双转子双极磁挤压电动机示于图6的分解图中。在该实施例中，第一和第二转子98和107分别安装在驱动轴94上，稍微彼此隔开。驱动轴
94借助于轴承座128和130安装到端板81和88，轴承座128和130固定到相应的端板。如图6所示，四个等距间隔开的、轴向排列的镀镍的钕圆柱磁体96基本平行于轴94地位于各转子中的每一个上。轴间隔件103在轴上位于第一轴承和第一转子98之间。第一和第二转子磁体96的磁极性定位成面对彼此相对的相同磁极。定时轮105在轴94上位于第二转子107和第二轴承130之间，并由两个分开180度设置的不锈钢固定螺钉109紧固到轴以随轴94旋转。
94借助于轴承座128和130安装到端板81和88，轴承座128和130固定到相应的端板。如图6所示，四个等距间隔开的、轴向排列的镀镍的钕圆柱磁体96基本平行于轴94地位于各转子中的每一个上。轴间隔件103在轴上位于第一轴承和第一转子98之间。第一和第二转子磁体96的磁极性定位成面对彼此相对的相同磁极。定时轮105在轴94上位于第二转子107和第二轴承130之间，并由两个分开180度设置的不锈钢固定螺钉109紧固到轴以随轴94旋转。
[0054] 第一线圈113由绕“U”形叠层电工钢芯紧密缠绕的一定长度的例如#23冷拉丝铜漆包线制成，该电工钢芯由约30层0.016″厚的C4涂覆的漆包片构成(见图10)。第一线圈113通过第一内壳中的狭缝115安装，平行于轴和第一转子磁体96。类似地，两个第二“U”形线圈117(除了用预定长度的例如#20冷拉丝铜漆包线缠绕之外，与第一“U”形线圈相同)都通过切到第二内壳中的一百八十度分开的狭缝115安装，并布线成串联电路。
[0055] 第一和第二内壳两者由中心固定环119固定在一起。切进中心固定环的相反两侧中的凹槽121容纳第一“U”形线圈芯的一侧以及两个第二线圈芯中的每一个的一侧并将它们保持在适当位置。中心固定环119通过穿过外固定环孔123并且进入到第一内壳84中的不锈钢螺钉保持在适当位置。
[0056] 第一支承板被压进第一内壳的外侧中，并用穿过支承板固定孔129的四个不锈钢机械螺钉(machine screw)固定在适当位置，四个螺钉中的每一个90度分开地定位到绕第一内壳84外周边的四个螺纹孔中。支承轴的一端、第一和第二转子间隔件以及定时轮的第一轴承固定到第一支承板128的中央孔中。类似地，第二轴承固定到第二支承板130。第二支承板88被压进第二内壳的外侧并在第二支承板的支承板固定孔148上固定到适当位置，每个固定孔148定位成约90度分开并进入绕第二内壳159外周的四个螺纹孔中。第一外壳132用穿过孔133到螺纹固定孔122中的机械螺钉固定在适当位置。类似地，第二外壳90用穿过孔137并到四个螺纹固定孔124中的不锈钢机械螺钉紧固在适当位置。“U”形线圈由六个芯安装托架149牢固地固定在适当位置，托架149用12个穿过芯安装托架安装孔
151并到12个螺纹U芯固定孔中的钢机械螺钉保持在适当位置，12个螺钉中6个穿过中心固定环153，两个穿过第一外壳155，4个穿过第二外壳157。
151并到12个螺纹U芯固定孔中的钢机械螺钉保持在适当位置，12个螺钉中6个穿过中心固定环153，两个穿过第一外壳155，4个穿过第二外壳157。
[0057] 印刷电路板控制器141由黄铜螺钉87固定在第二支承板外侧的适当位置，黄铜螺钉87穿过电路板安装孔145且进入电路板固定孔139，并定位霍尔器件143以感测定时轮中的位置磁体188的位置以及将要连接的线圈的导线161。第二外壳135由不锈钢机械螺钉固定在第二内壳上方的适当位置，该不锈钢机械螺钉穿过分开90度钻出的第二外壳固定孔136并进入带螺纹的第二内壳固定孔137。此外，第一外壳被机械螺钉固定到第一内壳上方的适当位置，该机械螺钉穿过分开90度定位的第一外壳固定孔133并进入带螺纹的第一内壳固定孔135。端帽139被压进第二外壳的外侧中，并用穿过分开90度钻出的端帽安装孔141且进入带螺纹的第二外壳端帽安装孔146的不锈钢机械螺钉紧固。到印刷电路板的输入功率通过功率连接器165和功率导线147实现。
[0058] 电路描述
[0059] 参考图4、5、6、7、8、9和10，通过把来自DC电源的输入电力连接到调整器电路159来实现低电压调整，从而把5伏的调整电力提供给：霍尔器件143、初级脉冲调节器160、次级脉冲调节器161、频率到电压转换器162、初级控制逻辑电路163和次级控制逻辑电路164。初级线圈117相对于第二转子磁体107、96固定在平行位置，由此每个磁体的北极和南极同时定位在分别紧邻每个初级线圈芯柱的北极170和南极171的区域中(图15)。类似地，次级线圈113固定到与第一转子磁体98、96平行的位置中，每个磁体的北极和南极同时定位在分别紧邻次级线圈芯柱的北极和南极的区域中。
[0060] 当输入电力经由电路板141和定时轮105中的位置致动器磁体158施加到调整器159、控制和初级FET驱动电路时，霍尔器件143被触发以输出方波信号作为输入送至：初级脉冲调节器160、次级脉冲调节器161、频率到电压转换器162以及初级控制逻辑电路163。
初级控制逻辑电路向初级FET驱动电路165输出固定脉冲宽度的方波以驱动电流通过初级线圈。流过初级线圈的电流产生电磁场，该电磁场取向成与初级转子磁体极性相同。结果，初级转子磁体的响应是，受线圈的芯柱产生的电磁场排斥，从而使转子旋转。
初级控制逻辑电路向初级FET驱动电路165输出固定脉冲宽度的方波以驱动电流通过初级线圈。流过初级线圈的电流产生电磁场，该电磁场取向成与初级转子磁体极性相同。结果，初级转子磁体的响应是，受线圈的芯柱产生的电磁场排斥，从而使转子旋转。
[0061] 从初级线圈得到的CEMF作为输入被引导至次级控制逻辑电路并被输出到次级FET电路166，驱动电流流过次级线圈，产生以与第二转子磁体极性相同的方式取向的电磁场。作为该操作的结果，第二转子磁体的一种响应是，受次级线圈芯产生的电磁场排斥，从而对轴上转矩的增加产生贡献。第一转子磁体固定为大致与第二转子磁体偏移25度，但在其他例子中，转子偏移可以改变以保持峰值性能。
[0062] 在该双极磁挤压电动机中，当位置致动器磁体的两极进入紧邻霍尔器件的区域中时，该周期重复。类似地，当每个相继的位置致动器磁体的极进入紧邻霍尔器件的区域中时，转子旋转继续。当轴旋转达到由频率到电压转换器电路预先确定的速率时，稳定的脉冲宽度输入至初级控制逻辑电路，以便在维持轴转矩的同时从电源汲取最小电流，并继续如此直到输入电力被撤除或轴负载超出可用转矩。
[0063] 参考图15至20，示出了本发明的电动机的第三实施例。在该实施例中，第一安装板251固定到壳体253的一端。与第一安装板相同的第二安装板252以与第一安装板相同的方式固定到壳体253的相反端，但面对相反方向。第一轴承257安装到第一安装板的中心，以便为轴259的旋转提供支承和低摩擦表面。第一轴承被压进第一安装板的中央安装孔261中以用于支承，并通过氰基丙烯酸盐粘合剂的薄层固定在适当位置。类似地，与第一轴承相同的第二轴承258以与第一轴承相同的方式固定到第二安装板252的中央安装孔中。第一和第二轴承优选与第一和第二安装板二者的内边缘齐平。
[0064] 参考图16，其磁极平行于轴259排列的五个第一镀镍的钕圆柱磁体263被压进绕转子267周边的五个等距间隔开的孔中。此外，其磁极垂直于第一磁体和轴259排列的五个第二镀镍的钕盘状磁体269被压进绕转子267周边的五个第二等距间隔开的开口中。轴259穿过转子267的中心。转子267通过两个相同的固定环273中心定位在轴上并固定到轴，各固定环位于转子的相反两侧。轴的每端经过第一和第二轴承。五个第一叠层钢芯289中的每个固定到第一安装板中的五个凹入狭槽297的每个中。类似地，五个第二叠层钢芯
296中的每个以与第一叠层钢芯相同的方式相同但相反手性地固定在第二安装板251中。
296中的每个以与第一叠层钢芯相同的方式相同但相反手性地固定在第二安装板251中。
[0065] 安装板和芯二者都取向为面对转子。具有第一和第二芯的五个第一线圈中的每一个分布且定位在壳体中的等距间隔开的安装狭槽297中。每个第一和第二叠层钢芯以在组装时在每个第一线圈的中心内彼此交叠的方式定位。此外，五个第二线圈302中的每个被压进绕壳体周边等距间隔开且导向中心的1.045″直径的孔中，五个第二线圈302垂直于五个第一线圈中的每个并且与之等距间隔开。
[0066] 在所述五个第二线圈的每个中心内装配有第三叠层钢芯303，第三叠层钢芯用填充芯和孔之间间隙的足量硅粘合剂固定在适当位置。图19的电路板固定在第二安装板外侧。第一簧片开关305跨狭槽311准确定位以确保电路板的适当通断定时。类似地，第二簧片开关309跨狭槽305精确定位以确保SCR2的适当通断定时并被焊接到所述电路板上。
[0067] 双极交流电动机操作的描述
[0068] 参考图15到20，双极电动机的操作始于跨SCR1、SCR2、第一和第二簧片开关的阳极端子和线圈L1-L10的公共端子施加交流电流。第一转子磁体的南极(图15b)定位在紧邻第一簧片开关305的区域内，第一簧片开关305被所述第一磁体南极磁场致动。来自第一簧片开关的输出电流通过第一限流电阻器R2、第一极化二极管D1并进入SCR1的栅极端子。交流电流从电源流到SCR1的阳极端子，并以第一簧片开关的通断时间确定的时长和相位从SCR1的阴极端子输出。
[0069] 在壳体253中并绕壳体253周边定位的五个第一线圈L1-L5在电流从SCR1阴极端子流经线圈连接导线318，经第一线圈然后返回到电源，使电路闭合时，变为通电。流过第一线圈的电流从第一线圈的两端产生有北极性和南极性的电磁场。北极电磁场经紧邻第一转子磁体北极的北极叠层芯289耦合，北极叠层芯289提供抵抗所述第一磁体北极的相反力，从而沿x轴排斥转子。与第一限流电阻器R1串联连接的第一电容器C1提供瞬态储存。所述电容器和所述电阻的值被选择以实现用于SCR1的稳定化的尖峰消除。同时，南极性电磁场经紧邻第一转子磁体的南极的南极叠层芯95耦合，南极叠层芯95提供抵抗所述第一磁体南极的相反力，从而沿同一x轴排斥转子。
[0070] 在另一操作中，第一转子磁体263的南极定位在紧邻第二簧片开关309的区域内，第二簧片开关309在与所述第一磁体南极位置偏移26度处被所述第一磁体南极磁场致动。来自所述第二簧片开关的输出电流经过第二限流电阻器R4、第二极化二极管D2并进入SCR2的栅极端子。交流电流从电源进入SCR2的阳极端子，并以第二簧片开关的通断时间确定的时长和相位从其阴极端子输出。
[0071] 在壳体253中并绕壳体253周边定位的五个第二线圈L6-L10在电流从SCR2阴极端子流经线圈连接导线318，经第二线圈然后返回到电源，使电路闭合时，变为通电。流过第二线圈的电流从第二线圈的两端产生北极性和南极性的电磁场。北极性的电磁场在本示例中未被利用，但在其它示例中可被使用。从第二线圈缩灭场产生的反电动势被分流二极管D3抑制。南极性电磁场经紧邻第二转子磁体南极的叠层芯303耦合，芯303提供抵抗所述第二磁体南极的相反力，从而沿y轴排斥转子。与第二限流电阻器R3串联连接的第二电容器C2提供瞬态储存。所述电容器和电阻器的值被选择以实现用于SCR2的稳定化的尖峰消除。随着每个相继第一磁体旋转进入致动第一和第二簧片开关的位置，产生旋转转矩的该交叉轴双极方法继续进行，直到电源电力中断或超出可用转矩的负载使转子停止。在本示例中，60Hz115伏的交流电流输入导致720RPM的无负载轴旋转。
[0072] 测试数据
[0073] 用于本发明的双极交流电动机的测试数据示于下面。
[0074]
[0075]
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