MX2011004709A - Motor lineal/alternador de multiples armaduras que tiene muelle magnetico sin campos marginales y salida de energia incrementada. - Google Patents

Motor lineal/alternador de multiples armaduras que tiene muelle magnetico sin campos marginales y salida de energia incrementada.

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Abstract

Un motor lineal o alternador recíproco electromagnético que tiene por lo menos dos armaduras que se encuentran adyacentes a un eje de reciprocidad. Las armaduras tienen entrehierros que se ajustan de manera lineal a lo largo de una trayectoria del entrehierro paralela al eje. Imanes de campo oscilan dentro de la trayectoria del entrehierro. Los imanes de campo incluyen un imán de campo principal asociado con cada armadura, cada imán de campo principal tiene una polarización magnética en la misma dirección a través de la trayectoria del entrehierro. Un imán secundario proporciona una fuerza de flexión centrada y se interpone entre los imanes principales. El imán secundario se extiende en una: dirección axial desde dentro de un entrehierro de un alma de armadura hasta dentro de un entrehierro adyacente de un alma de armadura adyacente. El imán secundario se polariza de manera magnética en una dirección opuesta a la polarización de los imanes principales.

Description

MOTOR LINEAL/ALTERNADOR DE MULTIPLES ARMADURAS QUE TIENE MUELLE MAGNÉTICO SIN CAMPOS MARGINALES Y SALIDA DE ENERGÍA INCREMENTADA CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere generalmente a transductores electromagnéticos-mecánicos para excitar una carga o ser excitados por un motor primario y más particularmente se refiere a motores lineales recíprocos y alternadores lineales recíprocos.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los alternadores lineales recíprocos se utilizan para generar energía eléctrica cuando se excitan por cualquiera de una variedad de motores primarios, que incluyen motores Stirling, y los motores lineales se utilizan para excitar una variedad de cargas mecánicas cuando se energizan por una fuente de energía de CA. Como los motores de rotación, los generadores y alternadores, tales como motores lineales y alternadores lineales son esencialmente idénticos porque ambos tienen los mismos componentes básicos y la diferencia es la forma en que se conectan y operan. Por lo tanto, se denominan colectivamente como motores lineales /alternadores .
La técnica anterior incluye un motor/alternador básico del tipo ilustrado en la Figura 3 y también se describe en la Patente Estadounidense 4,602,174, la cual se incorpora en la presente para referencia y la Patente Estadounidense 4,623,808, la cual se incorpora en la presente para referencia. Aunque un motor lineal /alternador puede construirse en una variedad de configuraciones conocidas en la técnica anterior, la configuración preferida es una configuración de eje simétrico en la cual un accionador que lleva imanes permanentes oscila a lo largo de un eje de reciprocidad dentro de una armadura. Los imanes permanentes se montan en el accionador recíproco en una disposición cilindrica que es concéntrica con el eje. La parte principal del alma de armadura y la bobina o devanado de armadura se montan en una disposición cilindrica concéntrica alrededor de los imanes y se montan en un bastidor de manera que permanecen estacionarias. El resto del alma completa el circuito de flujo formado por el alma y también se monta en el bastidor estacionario en una disposición cilindrica. El resto del núcleo se separa internamente de la parte principal del alma para formar entrehierros linealmente alineados en la trayectoria de flujo de alta resistencia del alma. Los entrehierros linealmente alineados son paralelos al eje. Los imanes (o un imán circular) oscilan dentro de los entrehierros formados en el alma. La armadura puede ser una serie de armaduras individuales separadas alrededor de un círculo de la configuración cilindrica o puede ser una armadura circular con una bobina circular en una ranura circular. Similarmente, los imanes pueden ser imanes discretos colocados lado a lado en una disposición cilindrica o un imán circular. Como otra alternativa conocida en la técnica, la bobina puede devanarse alrededor de una extremidad del alma. En todas estas configuraciones alternativas, el flujo magnético de variación de tiempo en el alma induce una corriente en la bobina y la corriente en la bobina induce el flujo magnético en el alma. Estas configuraciones se ilustran y describen en las dos patentes citadas anteriormente y en la Patente Estadounidense 5,148,066 la cual se incorpora en la presente para referencia.
La Figura 3 ilustra los componentes básicos de un motor lineal /alternador de la técnica anterior. Para un motor lineal /alternador de eje simétrico, la Figura 3 es una vista en corte transversal en un plano en el cual el eje de reciprocidad 10 yace a lo largo de un eje radial. La vista en corte transversal de estos componentes básicos a lo largo del extremo radial opuesto en el mismo plano es una imagen a espejo de la Figura 3 la cual por lo tanto no se duplica.
Con referencia a la Figura 3, una armadura 12 tiene una bobina 14 de armadura asociada y un alma 16 asociada. La bobina 14 de armadura se devana en una configuración circular que es concéntrica con el eje 10. El alma 16 forma un circuito magnético de baja resistencia que consiste de una parte 18 principal en forma de U y una parte 20 restante, ambas construidas de laminaciones de hierro u otro material de alta permeabilidad como se conoce bien en la técnica. El circuito de alma tiene un par de entrehierros 22 y 24 separados que son paralelos al eje 10 de reciprocidad y se separan entre sí por una ranura 26 de devanado de armadura. Cada uno de los entrehierros 22 y 24 se define por dos caras polares opuestas que son caras polares 28 y 30 que definen el entrehierro 22 y las caras polares 32 y 34 que definen el entrehierro 24.
Los entrehierros 22 y 24 se alinean linealmente a lo largo de una trayectoria de entrehierro paralela al eje de manera que un imán de campo 36 que se asocia con la armadura 12 puede oscilar en una dirección radial dentro de los entrehierros 22 y 24. El imán de campo 36 se monta en un accionador oscilante 38 que lleva todos los imanes de manera que los imanes oscilan dentro de la trayectoria de entrehierro de los entrehierros 22 y 24. El imán de campo 36 se polariza a través de los entrehierros 22 y 24 de preferencia perpendicular a las caras polares 28-34 como se muestra por la flecha dibujada en el centro del imán 36. El accionador 38 se conecta de manera excitada en un motor principal o carga 40, dependiendo de si el motor lineal/alternador de la Figura 3 se utiliza como alternador lineal o como motor lineal. Cuando el imán 36 oscila para entrar alternativamente entre el entrehierro 22 y el entrehierro 24, el flujo magnético en el alma que resulta del imán 36 se invierte alternativamente. Debido a que la trayectoria de flujo magnético a través del alma se extiende a través de la bobina de armadura y varía con el tiempo se induce un EMF en la bobina y la corriente en la bobina genera un flujo magnético en el alma que aplica una fuerza a los imanes en la forma bien conocida por aquellos con experiencia en la técnica.
Las estructuras de motor lineal/alternador descritas en lo anterior proporcionan rendimiento adecuado para muchas aplicaciones de un motor lineal/alternador . Sin embargo, para algunas aplicaciones, es deseable que una fuerza de flexión se aplique al accionador recíproco. Por ejemplo, si el motor lineal/alternador se excita por un motor Stirling de pistón libre o excita un enfriador Stirling de pistón libre, una fuerza de flexión que se aplica en una dirección hacia el centro del accionador es deseable para mantener la posición promedio axial de tal máquina de pistón libre en una posición central seleccionada debido a que las máquinas de Stirling tienen una tendencia de que su posición media se desplaza lejos de la posición centrada nominal. Como otro ejemplo, algunas veces es deseable que el accionador de un motor lineal/alternador y su carga o motor primario oscilen en un sistema resonante, el cual requiere un muelle. Como aún otro ejemplo, si la reciprocidad del accionador y su carga o motor primario tiene un componente que es vertical, algunas veces es deseable proporcionar una fuerza de flexión centrada en el accionador para resistir la fuerza de gravedad y evitar que el accionador se mueva hacia el límite más bajo de excursión desde su posición media.
Los muelles mecánicos pueden y se han utilizado para este propósito. Sin embargo, muelles mecánicos tienen algunas características dañinas. La patente Estadounidense 5,148,066, citada en lo anterior, describe una forma de introducir una fuerza de flexión magnética en el motor lineal/alternador . Como se describe en esa patente, un par de imanes secundarios más pequeños se colocan en los lados opuestos del imán principal y se polarizan opuestamente al imán principal. Estos imanes secundarios provocan que una fuerza centrada se ejerza sobre el accionador recíproco siempre que uno de los imanes secundarios se extienda hacia fuera de entre las caras polares que definen uno de sus dos entrehierros . Debido a que la fuerza de flexión centrada se aplica al accionador sólo cuando un imán secundario se mueve fuera de un entrehierro, los imanes secundarios se extienden desde el imán principal completamente al borde exterior de sus entrehierros respectivos. De esa manera no existe ninguna zona muerta, alrededor de la posición centrada media, en la cual no existe ninguna fuerza de flexión aplicada al accionador que tienda a regresar el accionador a su posición media. La combinación de los tres imanes ilustrados y descritos en la U.S. 5,148,066 se extiende desde el borde exterior de un entrehierro hasta el borde exterior opuesto del otro entrehierro. Cuando se mueve el accionador, un imán secundario \ se desplaza fuera del entrehierro entre las caras polares y provoca una fuerza que se aplica en una dirección hacia el centro del imán y que tiene una magnitud que es proporcional a su desplazamiento fuera del entrehierro.
Sin embargo, problemas resultan del hecho de que uno de los imanes secundarios esencialmente siempre se mueve hacia fuera del entrehierro de manera que una fuerza de flexión se aplicará al accionador sin producción de energía. El propósito, objeto y característica de la presente invención es eliminar estos problemas. El primer problema es que la contribución de los imanes secundarios a la generación de energía eléctrica en un alternador o a la aplicación de una energía de excitación de motor en un motor se disminuye entre más imanes secundarios se extiendan fuera de un entrehierro en el espacio libre. La razón es que el aire tiene una muy baja permeabilidad y por consiguiente el flujo en el alma de los imanes secundarios es relativamente pequeño. El problema secundario surge debido a que la reciprocidad alternativa de los imanes secundarios desde dentro de un entrehierro hasta una posición que se extiende fuera de su entrehierro crea un campo marginal magnético de variación de tiempo fuera de las caras polares . Este campo marginal magnético alternativo se acopla a los materiales ferromagnéticos circundantes e induce corrientes turbulentas en esos materiales ferromagnéticos que producen pérdidas eléctricas resistivas. Adicionalmente, los mismos campos marginales alternativos se acoplan a conductores cercanos que interfieren con las corrientes eléctricas en esos conductores . o BREVE SUMARIO DE LA INVENCIÓN La invención es un motor lineal o alternador lineal recíproco electromagnético que tiene por lo menos dos armaduras que se encuentran adyacentes a lo largo de un eje de reciprocidad. Los imanes de campo montados en un accionador incluyen no sólo imanes de campo principales, cada imán de campo principal asociado con una armadura, sino también un imán secundario interpuesto entre los imanes principales y que se extiende en una dirección axial desde dentro de un entrehierro de un alma de armadura dentro de un entrehierro adyacente de un alma de armadura adyacente. Cada imán secundario se polariza magnéticamente en una dirección opuesta a la polarización de los imanes principales. Ningún campo marginal se crea debido a que no se desplaza ningún imán lo suficiente para extenderse fuera de los entrehierros hacia el aire durante la reciprocidad y los imanes secundarios contribuyen a la energía del alternador de motor lineal debido a que los imanes secundarios siempre oscilan dentro y fuera de los entrehierros de las almas de armadura adyacentes .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una vista diagramática en una sección radial de una modalidad preferida de la invención tomada a lo largo de cualquier extremo radial del eje de reciprocidad .
La Figura 2 es una gráfica que ilustra la fuerza centrada aplicada en la presente invención como una función de desplazamiento del accionador.
La Figura 3 es una vista diagramática en sección radial de un motor lineal/alternador de la técnica anterior.
La Figura 4 es una gráfica que ilustra un ejemplo práctico de la fuerza centrada aplicada en la presente invención como una función de desplazamiento del accionador.
La Figura 5 es una vista diagramática de corte radial de una modalidad alternativa de la invención tomada a lo largo de cualquier extremo radial del eje de reciprocidad.
Al describir la modalidad preferida de la invención, la cual se ilustra en las figuras, terminología específica se clasificará para claridad. Sin embargo, no se pretende que la invención se limite al término específico de esta forma seleccionado y se entenderá que cada término específico incluye todos los equivalentes técnicos que operan en una forma similar para lograr un propósito similar. Por ejemplo, la palabra conectada o término similar a la misma con frecuencia se utiliza. No se conectan a la conexión directa, pero incluyen conexión a través de otros elementos de circuito donde tal conexión se reconoce como siendo equivalente por aquellos con experiencia en la técnica.
DESCRIPCIÓN DETALLAD DE LA INVENCIÓN La Figura 1 ilustra los componentes de un motor lineal o alternador recíproco electromagnético que son relevantes para una modalidad de la invención. Por lo menos dos armaduras 42 y 44 se montan adyacentes entre sí a lo largo de un eje de reciprocidad en la forma de la armadura sencilla de la Figura 3. Cada armadura es similar a la armadura sencilla de la Figura pero, en la invención, existen dos o más armaduras que se montan adyacentes entre sí. Cada armadura tiene un devanado 46 y 48 de armadura asociado y un alma 50 y 52 asociada respectivamente, que forman cada uno un circuito de flujo magnético de baja resistencia. Cada circuito de flujo de cada alma tiene un par de entrehierros separados que se alinean en paralelo al eje y se separan por una ranura de devanado de armadura. La armadura 42 tiene entrehierros 54 y 56 y la armadura 44 tiene entrehierros 58 y 60 con cada entrehierro definido por dos caras polares opuestas en la forma ilustrada en la Figura 3. Los entrehierros de las armaduras adyacentes se alinean linealmente a lo largo de una trayectoria de entrehierro paralela al eje de manera que los imanes de campo pueden oscilar a lo largo de la trayectoria de entrehierro. La modalidad de la Figura 1 también tiene un accionador recíproco oscilante el cual se conecta de manera ordinaria a un motor primario o carga en la misma forma que se ilustra en la Figura 3 y oscila a lo largo de un eje de reciprocidad. El accionador y su carga o motor primario no se muestran en la Figura 1 para evitar reducir el tamaño de la Figura 1. Como es típico para un motor lineal /alternador , el motor lineal/alternador de la Figura 1 tiene una carrera de reciprocidad de diseño nominal y una posición media. La carrera en la magnitud (longitud) del movimiento recíproco del accionador, análoga al desplazamiento del punto muerto superior al punto muerto inferior de un pistón. La posición media del accionador, y por lo tanto de sus imanes de campo, es el centro entre los extremos de la reciprocidad del accionador .
Las dos armaduras 42 y 44 se describen como adyacentes, lo cual significa que se encuentran lado a lado y cerca. De preferencia, las armaduras y sus almas no se tocan entre sí en sus caras polares pero tienen un espacio pequeño entre sus caras polares. Debido a que la permeabilidad del hierro es tres veces la magnitud mayor que la permeabilidad del aire, las armaduras pueden ser, y de preferencia son, colocadas muy cerca sin mucho acoplamiento magnético de una armadura a la otra. Sin embargo, pueden hacer contacto entre sí pero esto provocará una degradación pequeña en el rendimiento que resulta del acoplamiento magnético de un alma a la otra. También pueden separarse más allá pero eso extiende sin necesidad la longitud del motor lineal /alternador . De esta manera, la distancia preferida entre los mismos es un juicio de intercambio de diseño entre la reducción de la degradación del acoplamiento magnético y la reducción de la longitud y compactación del motor lineal/alternador .
El motor lineal/alternador de la Figura 1 también tiene imanes de campo montados en el accionador para reciprocidad dentro de la trayectoria de entrehierro en la forma que el imán 36 de la Figura 3 oscila. Los imanes de campo de la Figura 1 tienen una pluralidad de imanes 62 y 64 de campo principales de los cuales cada uno se asocia con una de las armaduras. Cada uno de los imanes 62 y 64 de campo principales se extiende en una dirección axial desde dentro de un entrehierro de su alma asociada hasta dentro del otro entrehierro de su alma asociada. Los imanes 62 y 64 de campo principales tienen una polarización magnética en la misma dirección a través de la trayectoria de entrehierro como se ilustra por la dirección de las flechas mostradas en el centro de los imanes 62 y 64 de campo.
Críticamente importante para la invención es la colocación de un imán 66 secundario entre los imanes 62 y 64 principales. Como los imanes 62 y 64 principales, el imán 66 secundario también se extiende en una dirección axial y se monta de manera magnética al accionador para reciprocidad con los imanes principales dentro de la trayectoria de entrehierro. El imán 66 secundario se interpone entre los imanes 62 y 64 principales y se extiende desde dentro del entrehierro 56 de un alma dentro del entrehierro 58 adyacente del alma adyacente. De manera importante, el imán 66 secundario se polariza de manera magnética en una dirección opuesta a la polarización de los imanes 62 y 64 principales.
Para aumentar la efectividad de la invención, se prefiere diseñar la longitud de los imanes en la dirección axial de manera que tengan relaciones deseadas con la carrera de diseño nominal y las distancias a los bordes de entrehierro. Cuando el accionador se encuentra en su posición media, la distancia de cada borde axialmente opuesto de cada imán principal al borde exterior más cercano de su entrehierro asociado de preferencia es ligeramente menor que la mitad de la carrera de diseño nominal. Esto asegura que los imanes principales no oscilen fuera de sus entrehierros asociados cuando el accionador oscila dentro del límite de carrera de diseño. Esa relación evita campos marginales en los bordes exteriores de los entrehierros y confina el flujo magnético de los imanes principales a las almas donde el flujo magnético puede acoplarse a las bobinas de armadura.
También es deseable que la longitud axial de cada imán secundario sea mayor que la carrera de diseño nominal . Esa relación asegura que el borde del imán secundario tampoco se mueva fuera de un entrehierro y provoque campos marginales en el borde de entrehierro. Esa relación también asegura que la fuerza de flexión que resulta del imán secundario se mantenga en una relación lineal con el desplazamiento del accionador. Si un borde el imán secundario se mueve fuera de un entrehierro entre las caras polares, la fuerza de flexión se reduce sustancialmente y de manera no lineal.
Aunque es indeseable como se describe en lo anterior, las almas de las armaduras adyacentes pueden separarse incluyendo una distancia sustancial. Para evitar que los bordes interiores del imán secundario se muevan fuera de un entrehierro, la longitud axial de cada imán secundario debe ser ligeramente mayor que la suma de la carrera de diseño nominal y la distancia en que se separan las almas, es decir, la distancia entre las almas y sus entrehierros .
Para aumentar las variaciones de flujo con el tiempo en las almas, se prefiere que, cuando el accionador se encuentra en su posición media, cada imán principal se extienda en una dirección axial desde sustancialmente la parte media de un entrehierro y su alma asociada hasta sustancialmente la parte media del otro entrehierro de su alma asociada. Para aumentar la magnitud de la fuerza centrada aplicada al imán secundario, es preferible que cada imán secundario se extienda en una dirección axial sustancialmente a los imanes principales entre los cuales se interpone el imán secundario.
Estas relaciones se logran mejor al hacer la longitud de las caras polares que definen los entrehierros un poco más grande que la carrera de diseño nominal . Típicamente, hacer las caras polares 10% más grandes, se prefiere más.
Como se conoce bien por aquellos en el campo de ingeniería y en esta técnica, separaciones de estas relaciones preferidas pueden hacerse con el deterioro o degradación resultantes en el rendimiento. Separaciones menores, sólo tendrán un efecto menor mientras las separaciones mayores tendrán un efecto mayor.
La Figura 2 es una gráfica que ilustra la fuerza de flexión magnética centrada que se aplica al accionador en una modalidad de la invención. La fuerza de flexión es nula cuando los imanes y el accionador se centran en su posición media. El movimiento en cualquier dirección de reciprocidad provoca una fuerza de flexión centrada que es proporcional al desplazamiento del accionador y los imanes que lleva.
La Figura 4 es una gráfica similar de la fuerza de flexión para un motor lineal /alternador que tiene desplazamientos representativos XP. Solamente la mitad de la gráfica se ilustra debido a que la otra mitad tiene los mismos valores pero en la dirección opuesta, siempre hacia el centro de los imanes .
La aplicación de la invención a los motores lineales /alternadores no se limita a dos armaduras con un imán secundario como se ilustra en la Figura 1. Por ejemplo, la Figura 5 ilustra cuatro armaduras 70, 72, 74 y 76 que se apilan a lo largo del eje de reciprocidad 78. Estas armaduras cada una tiene un imán principal asociado 80, 82, 84 y 86 respectivamente, que tiene las características descritas en lo anterior. El imán secundario 90, 92 y 94 se interpone entre los imanes principales 80, 82, 84 y 86. La invención puede implementarse con dos o más armaduras adyacentes dispuestas como se describe. En cada caso, el número de imanes secundario es uno menos que el número de imanes principales . La invención no tiene imanes extremos que oscilen fuera de un entrehierro en el aire para provocar campos marginales indeseables en los extremos del grupo de armaduras adyacentes debido a que sólo imanes secundarios se encuentran entre los imanes principales.
Una característica importante de la invención es que el imán secundario (o imanes en el caso de tres o más armaduras) no sólo proporciona una fuerza de flexión hacia el centro de los imanes y el accionador, sino también contribuye a la generación de energía en un alternador o a la energía de un motor. Como se conoce por aquellos con experiencia en la técnica, la EMF generada en una bobina es proporcional al índice de cambio de flujo magnético enlazado a la bobina. Debido a que la polaridad magnética del imán secundario es opuesta a la polaridad de los imanes principales, el imán secundario siempre provoca un cambio de flujo en la misma dirección que el imán principal vecino. Por ejemplo, cuando un imán secundario se mueve en un entrehierro, el imán principal vecino se mueve fuera de ese entrehierro. De manera subsiguiente, la dirección de cambio de flujo del imán principal saliente es el mismo que la dirección del cambio de flujo que aquella que resulta del imán secundario entrante. El flujo en la dirección del imán principal disminuye y el flujo en la dirección opuesta del imán secundario incrementa, ambos al mismo tiempo.
La fuerza de flexión centrada en una modalidad de la invención no es tan fuerte como la fuerza de flexión centrada en un motor lineal/alternador en el cual el imán centrado oscila fuera del entrehierro y dentro del aire como en la invención de la U.S. 5,148,066. Sin embargo, debido a que el imán secundario de la presente invención hace una contribución significativa y sustancial a la generación de energía, la presente invención proporciona más energía de alternador o motor. La presente invención es particularmente deseable para motores/alternadores más grandes de alta energía donde se requiere mucha energía. El uso de dos armaduras más pequeñas permite la construcción de un motor/alternador que es mucho más pequeño que sólo uno grande. Por lo tanto, la presente invención también ofrece la posibilidad de diseñar un motor lineal/alternador con una relación de aspecto mejorada, particularmente una relación de aspecto que proporcione un motor/alternador que no sea tan ancho y permita que el contenedor de presión de un motor primario Stirling conectado tenga un diámetro más pequeño que reduzca la tensión sobre un contenedor de presión del motor Stirling .
Esta descripción detallada junto con las figuras se pretende principalmente como descripción de las modalidades actualmente preferidas de la invención, y no se pretende para representar la única forma en la cual la presente invención puede construirse o utilizarse. La descripción establece los diseños, funciones, medios y métodos para implementar la invención junto con las modalidades ilustradas. Se entenderá sin embargo, que las mismas funciones o equivalentes y características pueden lograrse mediante diferentes modalidades que también se pretenden para abarcase dentro del espíritu y alcance de la invención y que varias modificaciones pueden adoptarse sin apartarse de la invención o alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (9)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes: REIVINDICACIONES
1. Un motor lineal o alternador recíproco electromagnético que incluye un accionador recíproco que tiene un eje de reciprocidad, una carrera de diseño nominal y una posición media, el alternador o motor lineal caracterizado porque comprende: (a) por lo menos dos armaduras que se encuentran adyacentes a lo largo del eje, cada armadura tiene un devanado de armadura asociado y un alma asociada que forma un circuito de flujo magnético de baja resistencia, cada circuito de alma tiene un par de entrehierros separados que se alinean paralelos al eje y se separan por una ranura de devanado de armadura, cada entrehierro definido por dos caras polares opuestas, los entrehierros de las armaduras se alinean linealmente a lo largo de una trayectoria de entrehierro paralela al eje; y (b) imanes de campo montados en el accionador para reciprocidad dentro de la trayectoria de entrehierro, los imanes de campo incluyen (i) una pluralidad de imanes de campo principales, cada imán de campo principal asociado con una armadura, cada imán de campo principal se extiende en una dirección axial desde dentro de un entrehierro de su alma asociada hasta dentro del otro entrehierro de su alma asociada, los imanes de campo principales tienen una polarización magnética en la misma dirección a través de la trayectoria de entrehierro; (ii) por lo menos un imán secundario que se extiende en una dirección axial y que se monta mecánicamente para reciprocidad con los imanes principales dentro de la trayectoria de entrehierro, un imán secundario que se interpone entre los imanes principales y se extiende en una dirección axial desde dentro un entrehierro de un alma hasta dentro de un entrehierro adyacente de un alma adyacente, cada imán secundario se polariza magnéticamente en una dirección opuesta a la polarización de los imanes principales .
2. El alternador o motor lineal de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque cuando el accionador se encuentra en su posición media, la distancia de cada borde axialmente opuesto de cada imán principal hasta el borde más cercano de su entrehierro asociado es menor que la mitad de la carrera de diseño nominal de manera que los imanes principales no oscilan fuera de sus entrehierros asociados .
3. El alternador o motor lineal de conformidad con la reivindicación 2, se caracteriza porque la longitud axial de cada imán secundario es mayor que la carrera de diseño nominal .
4. El alternador o motor lineal de conformidad con la reivindicación 3, se caracteriza porque las almas de las armaduras adyacentes se separan y la longitud axial de cada imán secundario es mayor que las almas de la carrera de diseño nominal y la distancia en que se separan las almas.
5. El alternador o motor lineal de conformidad con la reivindicación 4, se caracteriza porque cuando el accionador se encuentra en su posición media, cada imán principal se extiende en una dirección axial desde sustancialmente la parte media de un entrehierro de su alma asociada hasta sustancialmente la parte media del otro entrehierro de su alma asociada y cada imán secundario se extiende en una dirección axial sustancialmente a los imanes principales entre los cuales se interpone.
6. El alternador o motor lineal de conformidad con la reivindicación 5, se caracteriza porque el número de imanes secundarios es uno menos que el número de imanes principales .
7. El alternador o motor lineal de conformidad con la reivindicación 6, se caracteriza porque existen más de dos imanes principales y armaduras apiladas a lo largo del eje.
8. El alternador o motor lineal de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque el número de imanes secundarios es uno menos que el número de imanes principales .
9. El alternador o motor lineal de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque cuando el accionador se encuentra en su posición media, cada imán principal se extiende en una dirección axial desde sus ancialmente la parte media de un entrehierro de su alma asociada hasta sustancialmente la parte media del otro entrehierro de su alma asociada y cada imán secundario se extiende en una dirección axial sustancialmente a los imanes principales entre los cuales se interpone.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8310113B2 (en) * 2008-11-04 2012-11-13 Sunpower, Inc. Multiple armature linear motor/alternator having magnetic spring with no fringe fields and increased power output
US8390137B2 (en) * 2009-10-01 2013-03-05 Mark Bryfogle Fluid-driven electrical generator
WO2014165790A1 (en) 2013-04-04 2014-10-09 L-3 Communications Cincinnati Electronics Corporation Self-centering electromagnetic transducers
KR101718039B1 (ko) * 2015-05-11 2017-03-20 엘지전자 주식회사 왕복동식 압축기
WO2017088303A1 (zh) * 2015-11-26 2017-06-01 刘远芳 动能发电装置和无线发射器及其制造方法和应用
RU2722438C2 (ru) * 2015-12-22 2020-06-01 Юйцзэнь Састейнебл Энерджи Ко., Лтд. Взаимодействующее электромагнитное устройство
KR102608386B1 (ko) 2016-06-23 2023-11-30 엘지전자 주식회사 왕복동 모터 및 이를 구비한 왕복동식 압축기
RU196382U1 (ru) * 2019-10-28 2020-02-27 Общество с ограниченной ответственностью научно-технический центр "АРГО" (ООО НТЦ "АРГО") Линейный синхронный генератор

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4870306A (en) * 1981-10-08 1989-09-26 Polaroid Corporation Method and apparatus for precisely moving a motor armature
US4602174A (en) 1983-12-01 1986-07-22 Sunpower, Inc. Electromechanical transducer particularly suitable for a linear alternator driven by a free-piston stirling engine
US4623808A (en) 1985-04-04 1986-11-18 Sunpower, Inc. Electromechanical transducer particularly suitable for a linear alternator driven by a free-piston Stirling engine
JPH03107360A (ja) * 1989-09-20 1991-05-07 Atsugi Unisia Corp 駆動装置
US5148066A (en) * 1991-08-19 1992-09-15 Sunpower, Inc. Linear generator or motor with integral magnetic spring
US5175457A (en) * 1991-10-28 1992-12-29 Mechanical Technology Incorporated Linear motor or alternator plunger configuration using variable magnetic properties for center row and outer rows of magnets
KR100367603B1 (ko) * 2000-11-20 2003-01-10 엘지전자 주식회사 멀티 윈도우형 리니어 모터
JP2004088992A (ja) * 2002-05-24 2004-03-18 Murata Mfg Co Ltd ボイスコイル型リニアアクチュエータ及びこのアクチュエータを用いた装置、並びにこのアクチュエータの製造方法
JP4022140B2 (ja) * 2002-12-25 2007-12-12 アイシン精機株式会社 リニアアクチュエータ
US7378765B2 (en) * 2004-08-09 2008-05-27 Oriental Motor Co., Ltd. Cylinder-type linear motor and moving part thereof
US20100141055A1 (en) * 2005-07-29 2010-06-10 Diamet Corporation Outer stator of reciprocating engine and reciprocating engine
US20070108850A1 (en) * 2005-11-17 2007-05-17 Tiax Llc Linear electrical machine for electric power generation or motive drive
JP4962040B2 (ja) * 2007-02-21 2012-06-27 富士電機株式会社 振動型モータ
US20080197720A1 (en) * 2007-02-21 2008-08-21 Fuji Electric Systems Co., Ltd. Vibrating-type motor
US8310113B2 (en) * 2008-11-04 2012-11-13 Sunpower, Inc. Multiple armature linear motor/alternator having magnetic spring with no fringe fields and increased power output

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