专利名称：固态旋转场电力共生单元的制作方法
技术领域：
本发明的方法和装置一般地涉及一种固态电力传输共生单元。更具体地，本发明涉及一种系统的各种实施例，在该系统中，电力由不具有移动零件的一种固态旋转场电力共生单元所产生。
背景技术：
我们生存的地球已经存在了不可知的很多年。肯定地说，人类已经在地球上几百万年。只有在过去的四百多年，人类开始破坏他们所生存和依赖的地球。人类正在使用大量的来自地球的可耗尽能量，大部分是矿物燃料。我们正在快速消耗能源、污染环境且加大全球变暖。我们需要一种替代的能量供应。除了人类仰赖于矿物燃料的环境影响之外， 经济冲击正在急剧失控。对无穷时间不破坏或没有不利地影响地球能量平衡的发电单元的需要是显而易见的。若检视所有可利用的再生能源，每一种均具有可用性、可靠性、与费用的显著问题。这样的资源有太阳能、风、水力发电、静电、地热、温差、与重力。对于电力的另一种来源的需要是存在的。因此，对于一种电力共生处理的需要是存在的。
发明内容
本发明的一个方面是一种电力共生单元，用于接收来自交流电力系统的电流的一部分并转换成可用的电力，该共生单元系包括共生单元芯，该共生单元芯具有沿着芯的外表面所形成的多个槽；以及，多个电磁极，感应发电线圈的绕组被形成在芯的槽中，槽被布置用于容纳发电线圈，其中感应线圈与电磁极被按样式连接及布置，继而以接收电流并且将电流转换为可用电力。本发明的一个方面是电力共生单元的方法，用于接收来自交流电力系统的电流的一部分并将其转换成可用的电力，该方法包含提供共生单元芯，该共生单元芯具有沿着芯的外表面所形成的多个槽；以及，布置多个电磁极，感应发电线圈的绕组被形成在芯的槽中，槽被布置用于容纳发电线圈，其中感应线圈与电磁极被按照样式连接及布置，继而以接收电流并且将电流转换为可用电力。本发明的实施例提出一种方法，将于任何交流电力系统的中性引线的电流(电子)的一部分转换为可用电力(能量)、而未负面改变该系统的主侧或电力侧的电力状态， 并且通过降低阻抗以同时达成该系统的中性和/或接地中性线部分的更有效的作用。在实施例中，芯进一步包括在该芯的外表面上的金属材料，其中该金属材料可为成形于该芯上的叠层片。该金属材料是在圆形芯上的绝缘涂层电工钢M-15或M-19(规格 29或规格26)。在实施例中，芯可包含任何数目个槽，例如36个线槽，将理解的是，可以具有多于 36个线槽或少于36个线槽，并且所述多个线槽被形成在芯的内或外半径表面上。芯定子可以由支撑装置支撑。在中性引线中接收来自交流电力系统的电流，并且感应线圈可以布置为使得它们按照顺序和样式布置，从而允许单相、2相或3相交流电的生成。此外，按照引导来自感应线圈的输出通过桥式整流器的方式而将交流电用于操作DC(直流电)设备，但是不限于此种全波整流器。芯定子可为绕制于适当、期望方向的软铁(铸铁)或叠层钢激励磁极材料，同时管线载有中性负载电流。激励磁极芯可直接邻近于感应发电线圈的线圈槽的适当部分内的感应线圈而结束。形成电磁极的绕制磁极芯可被绕制使得至少两个北极以顺时针方式而依序激发于发电线圈的上级部分的各槽。载有自该北极流出的电流的电流管线中性线可然后横越至在该发电线圈的下级部分的槽内所嵌入的电磁极。嵌入在发电线圈的下级部分的槽内的电磁极的绕组可以与发电线圈的上级部分的磁极线圈的相反方向进行绕制，使得嵌入至下级线槽内的那些磁极被绕制为南极且也以顺时针方式依序激发。激发可排序为北极-南极序列，其正如磁化旋转转子或电枢产生电力一样通过感应在发电线圈中产生电力。在电磁极芯的供电期间，三个电磁极由运用三相电流供应(AC或脉冲DC电流)的二或三个引线(线路)依序激发。激励电磁极的序列第一电磁极被激励且第二电磁极被激励60°，而不限于60°，在第二电磁极的激励后，第三电磁极稍后被激励60°，而不限于60°。在三相周期的第二个180° (电气角度)，磁极线圈可为相反极性。该依序允许在该定子中的感应线圈经历固态电枢的旋转移动磁场。在实施例中，仅可利用单相电力，电磁极的频率通过电容器组的使用而被分离。单相中性电流被馈送至电磁极#1，且电磁极#3被从与在极#1中的相同的单相设施馈送，但在进入极#3之前电流通过电容器组，使得电压与电流延迟附加相位角移位。固态、非移动、 旋转场发电机的转动电枢未遭受来自由负载所产生的磁性“反作用力”的电磁阻滞，该磁性 “反作用力”反抗在典型发电机中的电枢的旋转。本发明的实施例描述一种来自单相或三相系统的中性或接地中性线的电力共生的新方法。传输系统的中性引线转向通过该系统。载流管线环绕植入电力共生发电机的槽内的磁极铁而被绕制，使得如磁化旋转电枢产生电力一样，北极/南极依序为环绕该系统360 °而发生，且产生电力在发电线圈中。因此，本发明的实施例的主要目的是提出一种方法，其将中性引线传输电力转向通过电力共生单元以产生附加电力，而没有损失该传输电力且也没有对于中性线或接地中性线的电流的阻抗。从中性引线取得电力将实际地减少阻抗，因而允许在电力引线中的正常电流。本发明的实施例的另一个目的是揭示该方法其中电力传输系统的中性引线被使用以产生附加电力且电力引线可以或可以不旁路该系统，因此没有涉及负载且在系统中没有能量损失，只要阻抗是最小值以使得接地流通没有受到阻碍。从在系统的中性线取得电力允许中性线的更有效的作用。本发明的实施例的另一个目的是证明系统引起在中性管线内的微小阻抗。本发明的实施例的再一个目的是揭示各种实施例，这些实施例可利用基本技术以产生用于多个应用的电能。本发明的实施例的另一个目的是揭示目前所了解的发电机的叠层铁芯的各种结构与尺寸。本发明的实施例的再一个目的是揭示针对单相电力与三相电力的发电定子线圈的置放与结构。三相中性传输线路是罕见的且如果被使用，则所有三条电力引线构成一条中性线。此中性线可按照类似于单相中性线的方式被使用。本发明的实施例的另一个目的是揭示定子(集电器)的线圈的绕组方案，如关于发电机铁芯与发电极结构。本发明的实施例的再一个目的是揭示及描述本发明的发电机磁极铁的结构和作用以及关于发电效率的磁极铁的尺寸设计。本发明的实施例的另一个目的是揭示及描述用于绕制发电磁极的绕组方案和方法，磁极经系统传输中性电流，该系统自外部源通过。本发明的实施例的再一个目的是揭示及描述接线(hook-up)的依序，如同关于三相电力传输系统的二或三条引线中的各引线的频率延迟。各引线是来自将中性电流通过共生系统的电力传输系统的中性管线。该方案将针对单相与三相电力的共生而提出。此数据的应用也将被解释。本发明的实施例的再一个目的是揭示用于发电磁极的超导体线圈的优点。本发明的实施例的另一个目的是揭示针对于共生系统置放在任何电力系统内的多个机会，包括在三相发电机与电动机的外部“WYE”连接的中性侧。
为了本发明的实施例可经由非限制性的实例而完整且更清楚地了解，下文结合附图而描述，其中同样的参考符号标出类似或对应组件、区域和部分，且其中图1是用于本发明的一个实施例的叠层钢定子芯的端视图的表示；图2是图1中的叠层钢定子芯的侧视图的表示；图3是来自图1与图2的实施例的表示，含有本发明的实施例的产生极铁；图3a_;3b是本发明的一个实施例的极铁的表示，磁极产生线圈绕制于其上；图4是于图1、图2与图3中所描述的实施例的感应场的绕制线圈的表示；图5是于图1、图2与图3中所描述的实施例的感应场的绕制线圈以及产生极的绕制线圈的表示；图6是针对于图1、图2与图3中所描述的实施例的本发明的一个实施例的发电极的布线连接的表示；图6a是三相电力的各个相位的样式的表示，具有相位1到3的顺序的指示；
图7是用于本发明的第二个实施例的叠层钢定子芯的端视图的表示；图8是图7的叠层钢定子芯的侧视图的表示；图9是根据图7与图8的实施例的表示，其含有本发明的实施例的产生极铁；图10是图7、图8与图9中所描述的实施例的单相感应场的绕制线圈的表示；图11是图7、图8、图9与图10中所描述的实施例的单相感应场的绕制线圈以及发电机磁极的烧制线圈的表示；图12是针对由本发明的实施例的共生单元实现的发电的布线示意代表，以造成 (1)单相电力及(2)三相电力；图1 是说明在三相机器中的电压变化的曲线的表示，一个旋转周期产生1赫兹的交流电；图13是一种单相电力共生单元的表示，其中磁极线圈所产生的能量被从北极与
7南极能量二者收集，使得所产生的电力相较于仅自一个磁极捕捉能量的单元大于二倍，输入电力是三相发电机、电动机或以“WYE”连接所构成的其它器具的中性引线；及图14是测试第二代原型的测试电路管线的说明图。
具体实施例方式本发明的方法和装置涉及一种固态电力传输共生单元。更具体地，本发明涉及一种系统的各种实施例，其中，电力由不具有移动零件的一种固态旋转场电力共生单元所产生，因此稳定、耐用和有效率。该系统通过一种交流(AC)电力传输系统的电力中性线或接地中性线转向(diversion)通过固态电力共生单元而操作。自该传输系统的馈送或电力作用线(power hot line)没有进入装置。在通过共生单装置的转变期间，相比于如果仅是该单元之外的标准管线，载有电流的管线呈现相等或较小的阻抗。这是通过增加通过该单元的导体的尺寸使得阻抗将不是抑制因素而实现。载有电流负载的中性或接地中性线被绕制在适当的铸铁或叠层钢芯，其被置放为直接邻近于发电线圈的线圈槽，发电线圈被绕制在叠层钢的发电机框架的适当槽中。线圈每组为多个线圈形成，并且按照需要使用多组。绕制的铁磁极线圈形成电磁极，电磁极被绕制以使三或多个绕制北极的磁极以顺时针方式依序激发至发电线圈的上级部分的各槽中。载有中性电流的管线接着越过至电磁极，电磁极坐落于发电线圈的下级部分的槽中。这些磁极线圈相对于在发电线圈的上级部分的磁极线圈而沿相反方向绕制。绕制南极的磁极以顺时针方式依序激发。北极-南极序列的依序激发在发电线圈中产生电力，正如一种磁性旋转电枢产生电力一样。电磁极由使用一种三相 AC电源供应器(相A、B、与C)的二或三条引线(线路)而依序激发。因此，第一电磁极被激励且第二电磁极之后被激励60°，且第三电磁极在第二电磁极之后被激励60°。在一些应用中，仅有磁极#1与#3被使用。若仅有单相电力可利用，则流过磁极的电流的频率通过在引线2与3上的电容器组所控制。单相电流被馈至磁体#1的引线；第二单相线路被馈送通过电容器，使得在磁体#3中的电压与电流相关于磁体#1延迟90°。不同于旋转电枢式发电机，此固态、非移动式发电机没有遭受自由负载电流所产生的磁性“反作用力”的电磁阻滞，这种磁性“反作用力”反抗电枢旋转。沿着中性传输线路或者在中性或接地中性线的末端使用者位置的共生将提供显着的电力。另一个主要应用系涉及通过该单元构成一种三相发电机或三相电动机的“WYE”连接。本发明的实施例的电力共生单元由一种电力系统的中性或接地中性引线转向通过固态共生装置而操作。中性传输线主要限定于单相。三相应用主要限定于三相发电机、 电动机或其它应用的“WYE”连接的中性侧。该单元仅利用AC或脉冲DC电流工作。在单相应用中，来自该传输系统的作用线并未进入共生装置。在通过共生装置的转变期间，中性线并未遭受增大的阻抗，因为圆密尔(circular mils)与需求成比例地增大。载有电流负载的线绕制于适当的软铁(铸铁)或叠层钢芯。磁极末端被置放为直接邻近于感应发电线圈的线圈槽的适当部分内的线圈。这些发电线圈绕制于叠层钢发电机芯的适当槽中。线圈由按照需要使用的多组形成。绕制的磁极芯形成电磁极，电磁极绕制以使得在发电线圈的上级部分的各槽上，二、三、或更多个北极于顺时针方式依序激发。此载有中性线电流的管线接着越过至电磁极，该电磁极为嵌入于发线圈的下级部分的槽内。在下部发电线圈槽之内的磁极线圈相对于在发电线圈的上级部分的磁极线圈而沿相反方向绕制。这些磁极也以顺时针方式依序激发。北极-南极序列的依序的激发通过感应而产生电力于发电线圈中，正如磁化旋转电枢产生电力。三个电磁极通过使用一种三(3)相AC电源供应器的二或三条引线(线路)而依序激发。第一电磁极被激励且第二电磁极稍后被激励60°，且第三电磁极在第二电磁铁之后被激励60°。这允许感应线圈经历旋转、移动磁场，即固态电枢。针对于第二个180°周期，磁极由于AC电流周期而为相反的极性。若仅有单相电力可利用，则电磁极的频率由电容器组的操作所控制。单相电流馈入至电磁极#1，且电磁极#3通过串联的电容器组而自如同于磁极#1的相同的单相设施而被馈送出，使得电压与电流都延迟附加的相位角度移位。不同于旋转电枢，此固态、非移动、 旋转场发电机未遭受自负载电流所产生的磁性“反作用力”的电磁阻滞，这种磁性“反作用力”反抗于典型发电机的电枢的旋转。每个原子具有正电荷质子与不带电中子所构成的原子核。负电荷的电子环绕原子核运行。在大多数原子中，电子的数目等于原子核中的质子数目，使得不存在净电荷。若电子数目小于质子数目，则原子具有净正电荷。若电子数目大于质子数目，则原子具有净负电荷。在万物中存在电中性；然而，电荷的局部集中存在于整个生物与物理系统内。所有电性活动是由于此局部集中。在万物中，并非所有电子涉及在材料结构中；存在“普遍”的大量电子，与万物中的原子的外层电子平衡。电流产生自该电子库，所述电子与导体线圈的外层电子以及陆地(地面)的自由电子平衡。在运动中电子构成电流。移动电子是外层电子和 “普遍”与外层电子平衡的电子。连接至DC电源的线将致使电子流过该线，类似于水流通过管道的方式。此意指任一个电子的路径实质可在线路体积内的任何处(即中心、中间、 半径、或表面)。当高频AC电压被施加为跨过线，它将致使电子往复振动。在振动过程中， 电子将产生磁场。这些磁场推动电子朝向该线的表面。随着施加电流的频率提高，电子进一步被推动离开中心且朝向表面。在该过程中，线的中心区域变得缺乏传导的电子。随着持续提高的频率，电子云将环绕表面而形成。在此云中的电子流动类似于在超导体中的电子的流动具有对于流动的极小的电阻。本发明的实施例利用通过流动传输电力而发射的磁场以产生附加电力，当导线是适当尺寸时，没有传输电力的阻抗的任何增大，所述传输电力通过负载而放电回到中性。当超导体用于本发明的实施例的“磁极线圈”，效率及因此共生电力的总量将大为提高。一些提高的效率可通过置放该单元在含有液体(X)2或液氮而实现。本发明实施例的上述纵览将通过该单元的依序构造的详细说明且随后该装置的功能的重述而得到进一步描述。参阅附图，首先参考图1，其中具有中央孔7与开口槽3的装置的叠层圆形钢铁芯 1被说明，开口槽3被切割至适当宽度与深度以容纳电力感应线圈的线。该结构的尺寸与叠层2的厚度及芯的整体尺寸根据特定需求而变化。图2是叠层钢铁芯1的侧视图，其揭示叠层2与线槽3。图3是叠层芯1的代表图，其揭示叠层2、线圈槽、与电磁极铁4。极铁 4代表中性或接地中性线电流所通过的大规格感应管线被绕制于其上的芯。图3a-;3b表示侧视与端投射图的极铁4。中央部分(本体)43被绝缘且大规格磁铁线缠绕于适当方向且为适当匝数。沟槽fe在近端且滑动至绕组槽，使得平坦表面7滑动在线槽的内侧的槽楔形体的顶部，线槽充满绕制磁线。沟槽如滑动在线槽的二个齿部之间。绕制于极铁的线由图 3a的端件6a与7b所保持。图4表示叠层钢铁芯1，其含有槽绝缘且感应线圈5与方案3
9的线圈绕制及置放成一组，线圈#1置放于槽1与4，线圈#2置放于槽2与5，且线圈#3置放于槽3与6。线圈5如于图4所指以串联构成，5b为正或中性线且5c为负或电力引线。图5是本发明的实施例的叠层钢铁芯1的表示，铁芯1容纳放置于槽3中的感应线圈5。绕有电流管线6的极铁4自电力传输管线中性线或接地中性线而进入该系统且然后退出回到电力传输管线或至接地。图6是绕有适当尺寸的绝缘铜磁体线6的极铁4 (图3a与北)的表示，磁体线6 导通如下的电流，即，该电流来自具有外部“WYE”连接的一种三相发电机或三相电动机的电力中性线的输入的三条电力引线(相位A、相位B与相位C)。电流流动通过铜磁体线且通过“WYE”连接而构成，同时在电力共生系统内没有损失的电力。如在图6所绘的磁极电磁体被绕制，使得随着六个磁极置放于本发明的实施例中的三个感应线圈的六个槽内，上级部分的三个磁极被绕制以在槽中产生北极并且下级部分的三个磁极被绕制以在槽中产生南极。在该槽中的北极通过针对如从磁极的顶部朝下看(即离开线圈槽的端)的电流进行逆时针绕制线圈而产生。在该槽中的南极通过从磁极的顶部朝下看(即离开线圈槽的端)进行顺时针绕制线圈而产生。极性通过左手定则的使用来确定，以确定在电磁体中的极性。在各组中的感应线圈5根据三相电流的频率而产生单相交流，60周期(cycle)或50 周期。感应线圈由于移动通过其中的移动磁场而产生电力。北极在线圈的上级部分上移动而南极在线圈的下级部分上移动。此移动磁场由图6所示下述机构以一顺时针方式重复旋转。相位1电流被馈送至磁极4/1的线圈，其如从形成北极的磁极的顶部朝下看而以逆时针方式绕制。铜磁体线接着离开4/1且以绕制成4/4的线圈构成。然而，这通过如从磁极的顶部朝下看进行顺时针绕制的磁体线而形成南极。自线圈4/4的端的磁体线接着连接于相邻组的感应线圈的4/1线圈以顺时针方式移动。相C电流(其落后相位A电流为60° ) 被馈送至4/2磁极线圈，4/2磁极线圈针对如从磁极的顶部朝下看而以逆时针方式绕制。如将在图6a中所指出，三相的电力线A、B、C被利用以允许北极与南极脉冲为每秒产生60次。 三个北极被允许通过下述依序激发当相位A为正时绕制第一磁极为用于槽的北极，由负的相位C所馈送而绕制第二磁极于反方向，且如第一磁极一样绕制第三磁极，相位B峰值为正(相位A峰值为正)，相位C峰值为负，且随后相位B峰值持续且为正的。此序列接着针对下一个180°逆转且重复为每秒60次。因此，存在依序致动的NNN与SSS。铜磁体线离开线圈4/2的端且以绕制成4/5的线圈所构成。4/5的绕组通过如从磁铁极的顶部朝下看以逆时针绕制的磁体线而形成南极，因而在线槽中产生南极。自线圈4/5的端的磁体线接着连接在相邻组的感应线圈的4/2线圈，以顺时针方式移动而环绕如在图5中的绕制叠层钢发电机。相位B电流(其落后相位C电流为60° )被馈送至4/3磁极线圈，其如从磁极的顶部朝下看而以逆时针方式绕制。此逆时针绕组在线槽中感应出北极。铜磁体线离开线圈4/3的端且以绕制成4/6的线圈所构成。4/6的绕组通过从磁极的顶部朝下看以顺时针绕制的磁体线而形成南极，因而在对应的线槽中产生南极。自线圈4/6的端的铜磁体线接着与感应线圈的相邻组的4/3线圈连接，以顺时针方式环绕如在图5中的绝缘且绕制的叠层钢发电机而移动。当所有六组的感应线圈(图幻如上述方式所连接，一种旋转、交替的磁极磁性效应将持续循环向右，造成与旋转电枢式发电机的效应实质相同的发电机效应。此种共生系统没有对通过磁极线圈的电流引起附加阻抗，而在“WYE”连接的发电机、电动机或其它器具的中性线中产生额外增加的流动的电力的10%。
图7是用于本发明的第二个实施例的叠层钢定子铁芯的端视图的表示。在此实施例中，感应线圈槽置放于芯的外周边而非芯的内表面。线槽9被切割到芯8的外表面中。 图8是图7的叠层钢定子芯的侧视图的表示。叠层钢铁芯8使叠层2与电力感应线圈槽9 显露。图9是自图7与图8的实施例的表示，该实施例含有本发明的实施例的产生磁极铁 4。叠层钢芯8含有线圈槽9，该线圈槽9被切割到叠层2中。磁极铁4最终沿覆盖感应线圈的槽楔形体的顶部滑动，使得磁场的传递尽可能紧邻于感应线圈。图10是单相共生单元的绕制感应线圈的表示。感应线圈组5含有放置于绝缘槽的三个线圈。线圈#1放置于槽 1与槽4中，线圈#2放置于槽2与槽5中，线圈#3放置于槽3与槽6中。图11是在图6、 7、8、9与10中所绘的实施例的单相感应线圈的绕制线圈以及产生磁极的绕制线圈的表示。 电力产生磁极的依序如在图6中所示。图11揭示磁极铁4，其已绕有铜磁体线以形成电磁极6。磁极6已经在该装置的各个感应线圈槽的槽楔形体上滑动至糟中，一部分被描绘在图11中。磁极绕组是对于三相电力的三相引线的简单管线，如在图6中所示。在六组的每一者的三个感应线圈被串联连接，从而形成所产生的电力的中性线恥与作用线5c。图12 是对于由本发明的实施例的共生单元的三相电力产生的接线示意图。该三相由电压与电流的60°延迟所分离，所述电压与电流被馈送至对于360°周期的各正相与各负相的三个分离组的磁极磁体6。因此，三相输入的引线的操控允许产生电流的延迟。如可由图1 看出，当相位A的电流处于最大正电流时，相位C的电流稍后于60°达到最大负电流，且相位 B接在相位C后60°达到最大正电流。此现象允许于各组的三个磁极的第二个磁极的磁极绕组的引线依序和逆转的操纵，使得磁极环绕定子的周边而依序致动，如同于标准发电机的转子。此现象允许在本发明的实施例中的引线依序的操控，以允许在本固态发明中的三相电力的产生。相位A通过将来自输入电力的电流馈送至第一相位线圈组的第一磁极线圈而产生(图12)。该第一磁极被绕制，使得北极产生在感应线圈槽9中的端部。#1磁极的该磁极线圈磁体线的端部接着连接至磁极线圈#4 (图12)，使得南极产生于感应线圈槽9中的端部。此磁极线圈M的端部接着连接至下一相位1线圈组的磁极线圈#1 (图12)。此线圈#1再次以此方式绕制以在感应线圈槽中产生北极能量。此磁极线圈#1的端部接着同样连接至线圈组的磁极线圈#4，使得在感应线圈槽9中的端部产生南极。在输入的相位1引线激励磁极线圈中所有相位1磁极线圈组的磁极1和4之后；继续传输至三相发电机或三相电动机或其它器具的中性线或“WYE”连接的中性线。产生的相位1的其余磁极线圈按照与输入电力相位顺序相同的方式按照以下顺序相位A-C-B被布线。产生的相位2引线以输入电力相位顺序按照以下顺序相位C-B-A而依序馈送至磁极线圈。此顺序以120°延迟所产生的相位2引线。产生的相位3引线以输入三相电力顺序按照以下顺序相位B-A-C馈送至磁极线圈。此顺序在相位2产生引线之后以120°延迟相位3产生的引线。图13是单相电力共生单元的表示，其中磁极线圈产生的能量被收集自北极与南极能量二者，使得所生电力相较于仅捕捉来自一个磁极的能量的单元超过二倍。在图13中的装置与图U中的装置相同，除了具有第二叠层芯13之外，其中，容纳于叠层铁芯8的槽中的磁极铁4被装配至铁芯13的感应线圈槽。芯8与芯13在单个平面中并且为相同厚度。铁芯13的内周使得感应线圈槽对准铁芯8的感应线圈槽，从而使铁芯13的内周和铁芯8的外周足以允许磁极铁4具有充足工作容许度而滑动于二者的槽内。为传递北极序列至铁心13的感应线圈槽，在上级部分线圈槽中，叠层铁芯13关于叠层铁芯8逆时针旋转三个槽。内部共生单元(叠层铁芯8)的作用与图11中所述相同。外部共生单元以相同方式工作。产生的电力被收集在连接至适当负载的感应线圈5与14。此种共生技术可用于任何应用，其中交流或脉冲直流流动在中性线或流动至接地，其包括旋转三相发电机的中性线。仅为列举，一些实例是发电厂、变电所、家、工厂、商店、与电动装置。当装置结合应用至磁极产生线圈的超导体线圈而被使用时，无限量的电力可以被产生而没有燃料的附加使用。将整个单元浸入于液氮将提供超导体效应。致动共生线圈所需要的电力〔电流〕可由太阳能、水力发电、地热与风力、及矿物燃料源所提供。出自本发明的第二个实施例的测试结果本发明的第二个实施例安装瓦特/安培表于适当位置以监测电流、电压与瓦特数。该三相磁极由来自连接至负载单元的商用三相电流的三相线路提供(参阅表1)。图14是用以测试第二发电原型的测试管线的表示。数据总结于表#1且表示在二分钟期间所取得的三个稳定读数的平均值。标示于图14的读数的位置的参考符号位于在总结数据点之后的圆括号中。包括本发明的实施例的测试单元由具有接地中性线的三相商用电源所供电。接地中性线15是在三相发电机或三相电动机或其它器具的“WYE”连接的等效者，其与L-I (16)构成插头19。瓦特/安培表22插接至插头19。电力引线16接着直接通过单极、单掷式断路器25至静态负载32的馈送侧。电流接着进入接地中性线15且跨过单极、单掷式断路器33而通过插头34和瓦特/安培表35至插头36且与感应线圈组#1 的磁极1连接。自顶部向叠层钢的中央铁芯的槽9而朝下看，该绕组绕制于北极方向。该引线接着自磁极#1离开且构成在第一个线圈组中所含有的六个磁极组的磁极#4。自磁极#4 离开的引线接着构成在第二线圈组中的磁极#1，且持续此方式直到电流自第六线圈组的磁极#4离开且构成于插头36中。电流接着流过表35至插头34，至表22，至插座19且至系统的接地中性线15。相位C以相同方式馈送磁极#2并且相位B馈送磁极#3。感应场线圈14利用不足尺寸并且诸多匝的小线而绕制，以产生充足的电流。通过最大化感应场线圈5与14且最大化所有其他参数，如目前所存在的单元输出约5-10 %的通过其中的接地中性电流，估计此单元将产生15-20%的流通其中的接地中性电流。此电流相当于目前所没有使用的可利用电力。尽管本发明的实施例已经描述并说明，但本领域技术人员所将了解的是可作出在设计或结构中的细节的诸多变化或修改，而不脱离本发明。此说明书参考下列表格且由下列表格所支持。表 1接地引线电力共生单元(EPU) #2介绍磁极线圈接线I .相位引线#1负载中性线连接至磁极线圈#1，该磁极线圈#1参考内部发电感应线圈场的槽而被绕制为北极。跨接线接着自磁极线圈#1连接至磁极线圈#4，该磁极线圈 #4绕制于磁极线圈#1的相反方向。相位引线#2负载中性线连接至磁极线圈#2，磁极线圈 #2绕制于磁极线圈#1的相反方向。跨接线接着从磁极线圈#2连接至磁极线圈#5，磁极线圈#5绕制于磁极线圈#4的相反方向。相位引线#3负载中性线连接至磁极线圈#3，磁极线圈#3与磁极线圈#1相同绕制。跨接线接着连接至此3线圈组的磁极线圈#6，磁极线圈#6 与磁极线圈#4相同绕制。
(A)产生的系统电力连接至负载。
(a)内线圈负载(50)-2( 二)个60瓦特的灯泡。
(b)外线圈负载(48)-一个60特的灯泡。
(1)电流与电压
(a)自电源供应器至负载单元
相位引线安培伏特
#1(22)9. 36122. 7
#2(23)7. 29122. 8
#3(24)10. 18123. 7
(b)出自负载单元
相位引线安培伏特
#1(35)9. 3695. 3
#2(28)7. 31106. 9
#3(39)10. 11106. 0
(c)进入EPU
相位引线安培伏特
#1(36)9. 2795. 1
#2(37)7. 26106. 9
#3(38)10. 13106. 0
(d)离开EPU-中性线分为(1)公用中性线(2)接地中性线
相位引线安培(1)公用中性线(2)接地中性线#1 (15) (15a)2.806.58#2 (15) (15a)2.345.09#3 (15) (15a)3.097.13
伏特
0.1 0.1 0.1
产生电力-负载接通(On)
1权利要求
1.一种电力共生单元，用于从交流电力系统接收流动电流的一部分并将其转换成可用电力，所述共生单元包括共生单元芯，具有沿着所述芯的外表面形成的多个槽；及多个电磁极，具有感应发电线圈的绕组形成于所述芯的槽中，所述芯的槽被布置以容纳所述发电线圈，其中所述感应线圈与电磁极按样式连接和布置、继而以接收所述电流并将其转换成可用电力。
2.如权利要求1所述的共生单元，其中所述共生单元芯进一步包括在所述芯的外表面上的金属材料。
3.如权利要求2所述的共生单元，其中所述金属材料为成形于所述芯上的叠层片。
4.如权利要求2或3所述的共生单元，其中所述金属材料为绝缘涂层电工钢M-15或 M-19 (规格29或规格26)。
5.如前述权利要求中任一项所述的共生单元，其中所述芯是环形或圆形。
6.如前述权利要求中任一项所述的共生单元，其中所述芯包括36个线槽。
7.如前述权利要求中任一项所述的共生单元，其中所述芯包含在所述芯的内径表面上的多个线槽。
8.如权利要求1-6中任一项所述的共生单元，其中所述芯包含在所述芯的外径表面上的多个线槽。
9.如前述权利要求中任一项所述的共生单元，其中芯定子由支撑机构支撑。
10.如前述权利要求中任一项所述的共生单元，其中在中性引线中接收来自所述交流电力系统的流动电流。
11.如前述权利要求中任一项所述的共生单元，其中感应线圈的连接是依序并按样式的，以允许产生单相、二相、或三相电力交流电的。
12.如权利要求11所述的共生单元，其中通过路由来自感应线圈的输出经过桥式整流器或全波整流器而将交流电用以操作DC (直流)设备。
13.如前述权利要求中任一项所述的共生单元，其中芯定子系是软铁(铸铁)或叠层钢激励磁极材料，其借着载有中性负载电流的管线沿适当且期望方向绕制。
14.如前述权利要求中任一项所述的共生单元，其中激励磁极芯末端直接邻近于感应发电线圈的线圈槽的适当部分内的感应线圈。
15.如权利要求14所述的共生单元，其中形成电磁极的绕制磁极芯被绕制使得在发电线圈的上级部分的各槽上至少两个北极以顺时针方式依序激发。
16.如权利要求15所述的共生单元，其中载有从北极流出的电流的电流管线中性线接着横越至在发电线圈的下级部分的槽内所嵌入的电磁极。
17.如权利要求15所述的共生单元，其中嵌入在发电线圈的下级部分的槽内的电磁极的绕组参考在发电线圈的上级部分上的磁极线圈以相反方向来绕制，使得嵌入至下级部分线槽的磁极是南极、且以顺时针方式依序绕制并激发。
18.如权利要求17所述的共生单元，其中通过感应而在发电线圈中产生电力的北极-南极序列的依序激发正如磁化旋转转子或电枢一样产生电力。
19.如权利要求16或17所述的共生单元，其中对于电磁极铁芯的供电，三(3)个电磁极由使用三相电流供应(AC或脉冲DC电流)的二或三个引线(线路)而依序激发。
20.如权利要求19所述的共生单元，其中对于激励电磁极的序列，第一电磁极被激励， 且第二电磁极被激励60°，但不限于60°，在第二电磁极的激励后，第三电磁极稍后被激励60°，但不限于60°。
21.如权利要求20所述的共生单元，其中对于三相循环的第二个180°(电气角度)， 磁极线圈是相反的极性。
22.如权利要求20所述的共生单元，其中所述依序允许定子中的感应线圈经历固态电枢的旋转移动磁场。
23.如前述权利要求中任一项所述的共生单元，其中当仅有单相电力可利用时，电磁极的频率通过使用电容器组而被分离。
24.如权利要求23所述的共生单元，其中单相中性电流被馈送至电磁极#1，且电磁极 #3从与极#1相同的单相设施馈送，但在进入极#3之前电流通过电容器组，使得电压与电流被都延迟了附加相位角移位。
25.如前述权利要求中任一项所述的共生单元，其中固态、非移动、旋转场发电机的转动电枢没有遭受来自由负载所产生的磁性“反作用力”的电磁阻滞，所述磁性反作用力反抗典型发电机中电枢的旋转。
26.一种电力共生单元用于从交流电力系统接收流动电流的一部分并将其转换成可用电力的方法，所述方法包括设置共生单元芯，具有沿着所述芯的外表面形成的多个槽；及布置多个电磁极，具有感应发电线圈的绕组形成于所述芯的槽中，所述芯的槽被布置以容纳发电线圈，其中感应线圈与电磁极按样式连接和布置，继而以接收所述电流并将其转换成可用电力。
27.如权利要求沈所述的方法，其中所述共生单元芯进一步包括在所述芯的外表面上的金属材料。
28.如权利要求27所述的方法，其中所述金属材料为成形于所述芯上的叠层片。
29.如权利要求27或观所述的方法，其中所述金属材料为绝缘涂层电工钢M-15或 M-19 (规格29或规格26)。
30.如权利要求沈-29中任一项所述的方法，其中所述芯是环形或圆形。
31.如权利要求沈-30中任一项所述的方法，其中所述芯包括36个线槽。
32.如权利要求沈-31中任一项所述的方法，其中所述芯包含在所述芯的内径表面上的多个线槽。
33.如权利要求沈-30中任一项所述的方法，其中所述芯包含在所述芯的外径表面上的多个线槽。
34.如权利要求沈-33中任一项所述的方法，其中芯定子由支撑机构支撑。
35.如权利要求沈-34中任一项所述的方法，其中在中性引线中接收来自所述交流电力系统的流动电流。
36.如权利要求沈-35中任一项所述的方法，其中感应线圈的连接是依序并按样式的， 以允许产生单相、二相、或三相电力交流电。
37.如权利要求36所述的方法，其中通过路由来自感应线圈的输出经过桥式整流器 (全波整流器)而将交流电用以操作DC (直流)设备。
38.如权利要求沈-37中任一项所述的方法，其中所述芯定子系是软铁(铸铁)或叠层钢激励磁极材料，其借着载有中性负载电流的管线沿适当且期望方向绕制。
39.如权利要求沈-38中任一项所述的方法，其中激励磁极芯末端直接邻近于感应发电线圈的线圈槽的适当部分内的感应线圈。
40.如权利要求39所述的方法，其中形成电磁极的绕制磁极芯被绕制，使得在发电线圈的上级部分的各槽上至少两个北极以顺时针方式依序激发。
41.如权利要求40所述的方法，其中载有从北极流出的电流的电流管线中性线接着横越至在发电线圈的下级部分的槽内所嵌入的电磁极。
42.如权利要求40所述的方法，其中嵌入在发电线圈的下级部分的槽内的电磁极的绕组参考在发电线圈的上级部分上的磁极线圈以相反方向来绕制，使得嵌入至下级部分线槽的磁极是南极、且以顺时针方式依序绕制并激发。
43.如权利要求42所述的方法，其中通过感应而在发电线圈中产生电力的北极-南极序列的依序激发正如磁化旋转转子或电枢一样产生电力。
44.如权利要求41或42所述的方法，其中对于电磁极铁芯的供电，三(3)个电磁极由使用三相电流供应(AC或脉冲DC电流)的二或三个引线(线路)而依序激发。
45.如权利要求44所述的方法，其中对于激励电磁极的序列，第一电磁极被激励，且第二电磁极被激励60°，但不限于60°，在第二电磁极的激励后，第三电磁极稍后被激励 60°，但不限于60°。
46.如权利要求45所述的方法，其中对于三相循环的第二个180°(电气角度)，磁极线圈是相反的极性。
47.如权利要求45所述的方法，其中所述依序允许定子中的感应线圈经历固态电枢的旋转移动磁场。
48.如权利要求沈-47中任一项所述的方法，其中当仅有单相电力可利用时，电磁极的频率通过使用电容器组而被分离。
49.如权利要求48所述的方法，其中单相中性电流被馈送至电磁极#1，且电磁极#3从与极#1相同的单相设施馈送，但在进入极#3之前电流通过电容器组，使得电压与电流都被延迟了附加相位角移位。
50.如权利要求沈-49中任一项所述的方法，其中固态、非移动、旋转场发电机的转动电枢没有遭受来自由所述负载所产生的磁性“反作用力”的电磁阻滞，所述磁性反作用力反抗典型发电机中的电枢的旋转。
全文摘要
一种固态旋转场的电力共生单元及方法，公开了用于转换在任何交流电力系统的中性引线的一部分流动电流(电子)成为可用电力(能量)而未负面改变该系统的主侧或电力侧的电力状态，且通过降低阻抗以同时达成该系统的中性及/或接地中性部分的更有效的作用。
文档编号H01F38/18GK102272870SQ201080004402
公开日2011年12月7日 申请日期2010年1月12日 优先权日2009年1月12日
发明者罗伯特·雷·霍尔库姆 申请人:瑞戴姆蒂夫科技有限公司