(57)【要約】電気装置は、ステータに対して回転するロータを備えており、このロータは、装置が動作している期間中に、電気的、磁気的、および／または機械的な装置パラメータを検出するセンサを備えている。また、上記電気装置は、冷却制御部に接続された流体噴霧器を備えている。上記冷却制御部は、電気的、磁気的、および／または機械的な装置のパラメータの検出結果に応じて電気装置の一部に冷却用流体を噴霧するように上記流体噴霧器を動作させる。
2013526826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ部材に対して回転するように設けられたロータ部材と、
流体噴射器を有する第１冷却部と、
冷却制御部に接続された温度検出部とを備えた電気装置であって、
上記温度検出部は、当該電気装置の動作中に当該電気装置における１または複数の位置の瞬間温度を検出し、
上記冷却制御部は、検出した瞬間温度の増加に応じて当該電気装置の一部に冷却流体を噴射させるように上記流体噴射器を動作させることを特徴とする電気装置。
【請求項２】
当該電気装置の構成部材を瞬間温度の増加の検出結果とは無関係に冷却するための第２冷却部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の電気装置。
【請求項３】
上記流体噴射器によって冷却流体が噴射される当該電気装置の上記一部は、ステータ部材および／またはロータ部材であることを特徴とする請求項１に記載の電気装置。
【請求項４】
上記流体噴射器によって冷却流体が噴射される当該電気装置の上記一部は、ステータ部材とロータ部材との間の間隙部であることを特徴とする請求項１に記載の電気装置。
【請求項５】
上記流体噴射器によって冷却流体が噴射される当該電気装置の上記一部は、ステータ部材および／またはロータ部材の内部または内面であることを特徴とする請求項１に記載の電気装置。
【請求項６】
上記流体噴射器は、当該電気装置の上記一部に蒸発する冷却流体を噴射することを特徴とする請求項１に記載の電気装置。
【請求項７】
蒸発した上記冷却流体を排気するための排気手段をさらに備えていることを特徴とする請求項６に記載の電気装置。
【請求項８】
当該電気装置の上記一部に噴射された上記冷却流体を再利用するための流体循環構造をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の電気装置。
【請求項９】
上記冷却制御部に接続された予測回路をさらに備え、
上記予測回路は、当該電気装置の動作シナリオに基づいて当該電気装置の構成部材の加熱を予測し、
上記冷却制御部は、上記予測の結果に応じて冷却流体を噴射させるように上記流体噴射器を動作させることを特徴とする請求項１に記載の電気装置。
【請求項１０】
上記予測回路は、当該電気装置の動作シナリオの条件に基づいて利用可能な冷却能力を見積ることを特徴とする請求項９に記載の電気装置。
【請求項１１】
上記予測回路は、
利用可能な冷却流体の量を検出するためのセンサを用いて上記の利用可能な冷却能力を見積ることを特徴とする請求項１０に記載の電気装置。
【請求項１２】
上記予測回路は、
利用可能な上記冷却能力が当該電気装置の動作シナリオで計画されている部材の加熱を打ち消すのに不十分である場合に、当該電気装置の代替の動作シナリオを生成する機能を有していることを特徴とする請求項１１に記載の電気装置。
【請求項１３】
上記の代替の動作シナリオは、当該電気装置の負荷の制限、および／または当該電気装置の動作時間の制限を含むことを特徴とする請求項１２に記載の電気装置。
【請求項１４】
上記冷却制御部は、
回転速度、加速度、およびトルクのうちの１または複数を含む当該電気装置の動作パラメータに応じて冷却流体を当該電気装置の一部に噴射するように上記流体噴射器を動作させることを特徴とする請求項１に記載の電気装置。
【請求項１５】
上記冷却制御部は、
回転速度、加速度、およびトルクのうちの１または複数を含む当該電気装置の動作パラメータの予測結果に応じて冷却流体を当該電気装置の一部に噴射するように上記流体噴射器を動作させることを特徴とする請求項１に記載の電気装置。
【請求項１６】
上記流体噴射器は、当該電気装置に取り付けられた補給流体貯蔵器に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電気装置。
【請求項１７】
ステータ部材に対して回転するように設けられたロータ部材と、
流体噴射器を有する第１冷却部と、
上記第１冷却部に接続された冷却制御部と、
上記冷却制御部に接続された検出部とを備えた電気装置であって、
上記検出部は、当該電気装置の電気的パラメータ、磁気的パラメータ、および／または機械的パラメータを検出し、
上記冷却制御部は、上記の電気的パラメータ、磁気的パラメータ、および／または機械的パラメータの検出結果に応じて当該電気装置の一部に冷却流体を噴射させるように上記流体噴射器を動作させることを特徴とする電気装置。
【請求項１８】
上記検出部は、間隙距離、部材寸法、回転速度、加速度、およびトルクのうちの１または複数を含む当該電気装置の機械パラメータを検出することを特徴とする請求項１７に記載の電気装置。
【請求項１９】
上記検出部は、
電圧、電流、キャパシタンス、インダクタンス、抵抗値、位相、周波数透磁率、磁化率、電界強度および／または磁界強度のうちの１または複数を含む電気的パラメータおよび／または磁気的パラメータを検出することを特徴とする請求項１７に記載の電気装置。
【請求項２０】
上記検出部は、
ロータ部材および／またはステータ部材の電気的パラメータおよび／または磁気的パラメータ、および／または、ロータ部材とステータ部材との電気的パラメータおよび／または磁気的パラメータの差分を検出することを特徴とする請求項１７に記載の電気装置。
【請求項２１】
当該電気装置の構成部材を上記の電気的パラメータおよび／または機械的パラメータの検出結果とは無関係に冷却するための第２冷却部をさらに備えていることを特徴とする請求項１７に記載の電気装置。
【請求項２２】
上記流体噴射器によって冷却流体が噴射される当該電気装置の上記一部は、ステータ部材および／またはロータ部材であることを特徴とする請求項１７に記載の電気装置。
【請求項２３】
上記流体噴射器によって冷却流体が噴射される当該電気装置の上記一部は、ステータ部材とロータ部材との間の間隙部であることを特徴とする請求項１７に記載の電気装置。
【請求項２４】
上記流体噴射器によって冷却流体が噴射される当該電気装置の上記一部は、ステータ部材および／またはロータ部材の内部または内面であることを特徴とする請求項１７に記載の電気装置。
【請求項２５】
上記流体噴射器は、当該電気装置の上記一部に蒸発する冷却流体を噴射することを特徴とする請求項１７に記載の電気装置。
【請求項２６】
蒸発した上記冷却流体を排気するための排気手段をさらに備えていることを特徴とする請求項２５に記載の電気装置。
【請求項２７】
当該電気装置の上記一部に噴射された上記冷却流体を再利用するための流体循環構造をさらに備えていることを特徴とする請求項１７に記載の電気装置。
【請求項２８】
上記冷却制御部に接続された予測回路をさらに備え、
上記予測回路は、当該電気装置の動作シナリオに基づいて当該電気装置の構成部材の加熱を予測し、
上記冷却制御部は、上記予測の結果に応じて冷却流体を噴射させるように上記流体噴射器を動作させることを特徴とする請求項１７に記載の電気装置。
【請求項２９】
上記予測回路は、当該電気装置の動作シナリオに基づいて利用可能な冷却能力を見積ることを特徴とする請求項２８に記載の電気装置。
【請求項３０】
上記予測回路は、
利用可能な冷却流体の量を検出するためのセンサを用いて上記の利用可能な冷却能力を見積ることを特徴とする請求項２９に記載の電気装置。
【請求項３１】
上記予測回路は、
利用可能な上記冷却能力が当該電気装置の動作シナリオで計画されている部材の加熱を打ち消すのに不十分である場合に、当該電気装置の代替の動作シナリオを生成する機能を有していることを特徴とする請求項３０に記載の電気装置。
【請求項３２】
上記の代替の動作シナリオは、当該電気装置の負荷の制限、および／または当該電気装置の動作時間の制限を含むことを特徴とする請求項３１に記載の電気装置。
【請求項３３】
上記冷却制御部は、
当該電気装置の電気的パラメータ、磁気的パラメータ、および／または機械的パラメータの予測結果に応じて冷却流体を当該電気装置の一部に噴射するように上記流体噴射器を動作させる請求項１７に記載の電気装置。
【請求項３４】
上記流体噴射器は、当該電気装置に取り付けられた補給流体貯蔵器に接続されている請求項１７に記載の電気装置。
【請求項３５】
ステータ部材に対して回転するように設けられたロータ部材と流体噴射器を有する第１冷却部とを有する電気装置の動作期間中に当該電気装置における１または複数の位置の瞬間温度の上昇を検出し、
上記の検出した瞬間温度の増加に応じて上記電気装置の一部に冷却流体を噴射させるように上記流体噴射器を動作させることを特徴とする方法。
【請求項３６】
当該電気装置の構成部材を上記の瞬間温度の増加の検出とは無関係に冷却するための第２冷却部を配置することを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
上記流体噴射器により当該電気装置の上記一部に蒸発する冷却流体を噴射することを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
蒸発した上記冷却流体を排気するための排気手段を配置することを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
当該電気装置の上記一部に噴射された上記冷却流体を再利用することを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
上記電気装置の動作シナリオに基づいて上記電気装置の構成部材の加熱を予測し、
上記の加熱の予測結果に応じて冷却流体を噴射するように上記流体噴射器を動作させることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項４１】
上記の構成部材の加熱を予測する際、上記電気装置の動作シナリオに基づいて利用可能な冷却能力を予測し、
利用可能な上記冷却能力が当該電気装置の動作シナリオで計画されている部材の加熱を打ち消すのに不十分である場合に、当該電気装置の代替の動作シナリオを生成することを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
上記の代替の動作シナリオは、当該電気装置の負荷の制限、および／または当該電気装置の動作時間の制限を含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
ステータ部材に対して回転するように設けられたロータ部材と、流体噴射器を有する第１冷却部とを有する電気装置の動作期間中に当該電気装置の電気的パラメータ、磁気的パラメータ、および／または機械的パラメータを検出し、
上記の検出した電気的パラメータ、磁気的パラメータ、および／または機械的パラメータに応じて上記電気装置の一部に冷却流体を噴射させるように上記流体噴射器を動作させることを特徴とする方法。
【請求項４４】
上記の電気的パラメータ、磁気的パラメータ、および／または機械的パラメータとして、間隙距離、部材寸法、回転速度、加速度、およびトルクのうちの１つまたは複数を検出することを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
上記の電気的パラメータ、磁気的パラメータ、および／または機械的パラメータとして、電圧、電流、キャパシタンス、インダクタンス、抵抗値、位相、周波数、透磁率、磁化率、電界強度および／または磁界強度、ロータ部材および／またはステータ部材における回路構成の電気的パラメータおよび／または磁気的パラメータ、および／または、ロータ部材の回路構成とステータ部材の回路構成との電気的パラメータおよび／または磁気的パラメータの差分のうちの１または複数を検出することを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
上記電気装置の構成部材を上記の瞬間温度の増加の検出とは無関係に冷却するための第２冷却部を配置することを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４７】
上記流体噴射器により上記電気装置の上記一部に蒸発する冷却流体を噴射することを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４８】
蒸発した上記冷却流体を排気するための排気手段を配置することを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
上記電気装置の動作シナリオの条件に応じて上記電気装置の部材の加熱を予測し、その予測結果に応じて上記流体噴射器を動作させることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項５０】
上記電気装置の部材の加熱を予測する処理は、上記電気装置の動作シナリオに基づいて利用可能な冷却能力を見積る処理を含み、
利用可能な上記冷却能力が上記電気装置の動作シナリオで計画されている部材の加熱を打ち消すのに不十分である場合に、上記電気装置の代替の動作シナリオを生成することを特徴とする請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
上記の代替の動作シナリオは、上記電気装置の負荷の制限、および／または上記電気装置の動作時間の制限を含むことを特徴とする請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
上記の電気的パラメータ、磁気的パラメータ、および／または機械的パラメータの予測結果に応じて上記電気装置の一部に冷却流体を噴射させるように上記流体噴射器を動作させることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項５３】
上記電気装置に取り付けられた補給流体貯蔵器から上記流体噴射器に冷却流体を補給することを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔関連出願の相互参照〕
本願は、以下に列挙する特許出願（関連出願）に関連しており、それらの特許出願における最先の利用可能かつ有効な出願日の利益を主張する（例えば、関連出願の親出願、親出願の親出願、親出願の親出願の親出願などの一部または全部について、仮特許出願以外の特許出願の最も早い利用可能な優先日を主張し、あるいは、合衆国連邦法典第３５巻第１１９（ｅ）章に拠り仮特許出願の利益を主張する）。
【０００２】
関連出願、および関連出願の親出願、親出願の親出願、親出願の親出願の親出願などの一部または全部についての請求項を含む記載内容は、当該記載内容の範囲で本明細書に組み込まれる。
【０００３】
〔関連出願〕
米国特許商標庁（ＵＳＰＴＯ）の特別法の要件に関し、本願は、現在係属中である「MOTOR WITH ROTOR-MOUNTED CONTROL CIRCUITRY（ロータに搭載された制御回路を有するモータ）、発明者：RODERICK A. HYDE，JORDIN T. KARE， LOWELL L. WOOD, JR.、出願日：２０１０年５月１９日」を構成するか、あるいは現在係属中である上記出願の出願日の利益を得る権利を有する。
【０００４】
米国特許商標庁（ＵＳＰＴＯ）の特別法の要件に関し、本願は、米国特許出願１２／８０６，１４９（「MOTOR WITH ROTOR-MOUNTED CONTROL CIRCUITRY（ロータに搭載された制御回路を有するモータ）、発明者：RODERICK A. HYDE, JORDIN T. KARE, LOWELL L. WOOD, JR.、出願日：２０１０年８月６日」）の一部係属出願を構成する。
【０００５】
米国特許商標庁（ＵＳＰＴＯ）の特別法の要件に関し、本願は、米国特許出願１２／８０６，１３０（「MOTOR WITH ROTOR-MOUNTED CONTROL CIRCUITRY（ロータに搭載された制御回路を有するモータ）、発明者：RODERICK A. HYDE, JORDIN T. KARE, LOWELL L. WOOD, JR.、出願日：２０１０年８月６日」）の一部係属出願を構成する。
【０００６】
ＵＳＰＴＯは、ＵＳＰＴＯのコンピュータプログラムでは、特許出願人が、出願番号を記載し、かつ、出願が継続出願であるのか、あるいは一部継続出願であるのかを示す必要がある旨の通知を発表している（Stephen G. Kunin, Benefit of Prior-Filed Application, USPTO Official Gazette、２００３年３月１８日（http://www.uspto.gov/web/offices/com/sol/og/2003/week11/patbene.htmにおいて閲覧可能））。本願の出願人は、法令が定めるところにしたがって、優先権を主張している出願への参照について上記において具体的に記載した。出願人は、当該法令の具体的な参照の記載に関する文言が明瞭であって、米国特許出願の優先権を主張するためには、出願番号もいかなる特定（例えば「継続出願」や「一部継続出願」などの）も不要であると理解している。ただし、出願人は、ＵＳＰＴＯのコンピュータプログラムには所定のデータ入力要件があることを理解しており、したがって、出願人は上述のように本願を親出願の一部継続出願であると記載するが、このような記載は、本願がその親出願に含まれる事項に加えて何らかの新規事項を含んでいるかどうかについて、何らかの注釈および／または自認をするというように解釈されるべきではない。
【０００７】
〔背景技術〕
本発明は、電気機械装置（例えば電気モータおよび／または発電機、あるいは交流発電機）に関するものである。上記電気機械装置には、静止部材（例えばステータアッセンブリ）と、上記静止部材に対して相対的に動く非静止部材（例えばロータアッセンブリ）とを有する。回転する電気機械装置において、ロータアッセンブリは、一般に、ロータシャフトに搭載され、ステータアッセンブリに対して所定の間隙を隔てて回転するように構成されている。ステータアッセンブリとロータアッセンブリとは、当該電気機械装置の動作において磁界を生成および／または作用させるための、永久磁石、および／または、電磁石部材または電磁石回路（例えば、誘導コイル、ワイヤ巻線など）を備えていてもよい。
【０００８】
本発明は、電気機械装置の性能を改善するためのものである。
【０００９】
〔発明の概要〕
モータや発電機などの電気機械装置の性能特性を改善するための方法を提供する。
【００１０】
典型的な方法において、回転電気装置は、能動的（アクティブ）な電気制御部材あるいは調整部材を有する高性能のロータを有している。上記の能動的な電気部材（例えばトランジスタ）は、受動的（パッシブ）な電気部材（例えばレジスタ、キャパシタ、およびインダクタなど）とは区別される。また、上記の能動的な電気部材は、受動的な電気部材とは異なり、適切な条件に基づいて信号出力を増幅するものであってもよい。
【００１１】
また、上記の能動的な電気部材は、ロータアッセンブリに搭載あるいは内蔵されていてもよい。また、上記の高性能のロータは、上記の能動的な電気部材のための外部接続配線（例えばスリップリングなど）を備えていなくてもよい。また、上記のロータに搭載された能動的な電気部材は、例えば、１または複数のスイッチギア、センサ、制御回路およびメモリ、遠隔測定装置、反応的部材、および／またはエネルギ蓄積装置を有していてもよい。また、上記の高性能のロータは、電磁エネルギの形態、あるいは運動エネルギの形態（例えば電気機械的な形態）で上記の内蔵しているエネルギ蓄積装置にエネルギを蓄積させたり、当該エネルギ蓄積装置からエネルギを取り出したりする構成であってもよい。
【００１２】
また、上記のロータに搭載された能動的な電気部材が、装置の動作中に、例えばロータとステータとの相互関係を修正するための動作などを行うようにしてもよい。また、上記のロータに搭載された能動的な電気部材が、例えばモータ巻線に流す電流量を増加させたり減少させたりすることにより、ロータの回転速度を増加あるいは減少させたり位置や向きを変化させたりする制御を行えるように、少なくとも１つのモータ巻線あるいは回路に対して切替可能に接続されていてもよい。これらの能動的な電気部材を搭載した高性能のロータを用いることにより、瞬間的な能力特性（例えば、電力線を振動させることなく機械的な振動を行わせたり、突然の電源電圧の変動が生じた場合に機械的な出力をアップあるいはダウンさせたりする能力）を改善できる。
【００１３】
また、上記のロータに搭載された能動的な電気部材は、ステータに備えられる各巻線が反対極性の同様の励磁に切り替えられる前に同極性の有効に引き出された電流の複数の半波が励磁されるステータ（例えば、ダイオードおよびＳＣＲ（silicon controlled rectifier；シリコン制御整流器）などの固定物理装置を有するステータ）との協働を含めて、重大なトルクのロスを伴うことなく微小な回転速度の達成および維持することができるものであってもよい。また、上記のロータに搭載された能動的な電気部材は、ロータ巻線あるいは電流ループにおける電流のリアルタイムかつ能動的な管理を介して、ステータ巻線（およびそれらのユーティリティ配線）に逆起電力の変動や電圧の急騰が生じることを抑制することのできる構成であってもよい。本明細書に示す他の態様は、電気装置の動作期間中における部材の加熱あるいは過熱を管理するための構成に関する。冷却機構は、電気装置（例えば、モータ、発電機、同期コンデンサなど）のロータ部および／またはステータ部を冷却するために磁性流体（例えば、液体中に浮遊する微細な磁性粒子）を用いるものであってもよい。装置部材を冷却するための磁性流体を移送するために回転装置における磁界の移動を用いてもよい。
【００１４】
上記の構成に加えて、あるいは上記の構成に代えて、冷却システム／機構は、電気装置のロータ部および／またはステータ部を冷却するために熱パイプを用いる構成としてもよい。熱パイプを用いる構成では、熱パイプは、（シャフトではなく）ロータの外部における蒸発面に配置される。熱パイプ内の蒸気は、ロータボディから開口部を介してチャネルまたは容器（液体で満たされてはいない）の内部に移送され、中空のシャフトに沿って装置外部（例えばロータの外部）の凝縮面に移動する。凝縮した液体を凝縮面からロータ内の蒸発面に戻すために遠心力を用いてもよい。上記熱パイプは、上記の構成に代えて、あるいは上記の構成に加えて、凝縮した液体を凝縮面から蒸発面に戻すために、毛細管構造／灯心材構造を用いる構成としてもよい。毛細管構造／灯心材構造を備えた熱パイプは、回転停止期間中あるいは低速回転期間中に、表面張力によって液体を加熱領域（例えばロータの外面）の近傍に保持するように設計されていてもよい。冷却システム／機構において、熱を径方向に移送するための樹枝状の熱パイプを配置してもよい。上記の樹枝状の熱パイプ構造は、より太い流路に気体を流し込む縁部の近傍に配置された複数の細い流路を備えている構成であってもよい。縁部近傍に配置された「外側」熱パイプから壁部を通して「内側」熱パイプへ熱を径方向に移送する構成としてもよい。モータ／発電機／同期コンデンサにおけるロータを冷却するための熱パイプを用いる。蒸発面は（シャフトではなく）ロータの外面に配置され、上記の開口部からチャネル／容器（液体で満たされていない）に移送され、熱をロータの外部に移送するために壁部を介して軸方向に気体が移動する。
【００１５】
典型的な冷却システム／機構は、ロータボディの外部領域から内部領域に径方向に熱を移送するためにロータボディ内に配置された熱パイプを有している。上記熱パイプは、毛細管構造／灯心材構造の機能、および／または遠心力により液体を戻す。回転停止期間中／低速回転期間中に毛細管／灯心材の表面張力により、上記熱パイプの作動流体／作動液が加熱領域（ロータの外面）の近傍に保持される構成であってもよい。上記熱パイプは、径方向への移送のために樹枝状の構造を有していていもよい。上記熱パイプは、より太い流路に気体を流し込む縁部近傍に配置された複数の細い流路を備えていてもよい。上記熱パイプは、熱を径方向に移送するために他の熱パイプに熱的に接続されていてもよい。
【００１６】
他の冷却システム／機構は、熱伝導のための１または複数の流路チャネルを付加的あるいは代替的に備えていてもよい。上記の流路を介した流体（例えば気体）の移送は、「閉鎖系」（例えばロータシャフトを介した流路）であってもよく、「開放系」（例えばロータおよび／またはステータの開口部を介した流路）であってもよい。また、上記の流路を流れる流体は、気体（例えば、ヘリウム、窒素、フレオン（登録商標）など）であってもよい。
【００１７】
上記の構成に加えて、あるいは上記の構成に代えて、上記の電気装置冷却システム／機構は、熱移送処理中におけるロータ／ステータの一部あるいはコンダクタの必要に応じた補助的な冷却のために、貯蔵器に貯蔵された流体の蒸気を噴射によることによる冷却を用いる構成としてもよい。上記の補助的な冷却あるいは必要に応じた冷却は、主冷却と同時に行われてもよく、主冷却が行われていないとき、あるいは主冷却が不十分なとき（例えば、故障中、主冷却の始動期間中など）に行われてもよい。また、上記の補助的な冷却あるいは必要に応じた冷却は、主冷却機構と同じ位置で行われてもよく、異なる位置（例えば、過渡的な加熱が行われる位置、主システムからの伝導による冷却が適切でない位置）で行われてもよい。また、上記の補助的な冷却あるいは必要に応じた冷却のために、ロータ内あるいはステータ内、ロータ／ステータ間の隙間部、ステータの外面などに蒸発物質を噴射してもよい。また、上記の蒸発物質は、熱あるいは質量を回復するために再収集および再凝縮され、再冷却が行われるようにしてもよい。上記の構成に代えて、あるいは上記の構成の一部は、上記の蒸発物質を、熱を最少／ゼロにして、あるいは質量を回復して排出する構成としてもよい。また、上記の噴射される蒸発物質の量を監視および報告するようにしてもよい。また、利用可能な蒸発物質／噴射冷却剤の量に基づいて、許容可能な電気装置の動作の遷移を決定するようにしてもよい。また、上記の許容可能な動作の遷移の決定は、始動前に行われてもよく（例えば負荷ＸでＹ秒動作可能であることを決定）、装置の動作期間中に行われてもよい（例えばＹ秒以上経過後に負荷をＸまで低下させる必要があることを決定）。また、上記の蒸発を生じさせる噴射による冷却を、計画された一時的な動作イベントに先立って行ってもよい（例えば、始動に先立って行う、あるいは過負荷に先立って行うなど）。また、例えば、装置負荷の増大、あるいは装置構造のウォームアップ制限（例えば、主冷却パイプの範囲内に拡散させるのにＹ秒の加熱を要するなど）などによって一時的な加熱イベントが引き起こされてもよい。また、上記の構成に加えて、上記の蒸発を生じさせる噴射による冷却を、装置表面におけるその時点で最適な位置に冷却剤を噴射することによって行ってもよい。
【００１８】
電気装置のための冷却システム／機構は、主冷却システムによる冷却を補助するための補助冷却システムを備えていてもよい。また、上記の補助冷却システムは、主冷却システムの動作の切り替え（増強、あるいは位置の移動）を含むものであってもよく、主冷却システムの動作と分離された冷却システムであってもよい。上記の補助冷却システムは、電気装置における主冷却システムと同じ部分を冷却するものであってもよく、異なる部分（例えば、負荷が増加している期間において主冷却システムからの伝導による冷却が不適切な部分）を冷却するものであってもよい。上記の補助冷却システムは、例えば、予想される負荷の増加の前に電気装置の一部を予め冷却するように作動されるものであってもよい。また、予め冷却する処理に開始と負荷の増加開始との時間差を、負荷の増加量と負荷の増加が一時的である場合にはその持続時間とに基づいて決めてもよい。また、上記時間は予め設定された時間であってもよい。また、電気装置における負荷の増加の開始を、例えば、温度測定結果、予め冷却する処理の冷却量および冷却期間などに基づいて制御するようにしてもよい。
【００１９】
上記の補助冷却システムは、任意の好適な熱伝導機構（例えば、液体／気体／煙霧による対流冷却、相変化冷却、熱電冷却、噴射冷却、伝導冷却など）に基づく冷却を行うものであってもよい。また、上記の補助冷却システムは、非熱的な特性（例えば、負荷変化などの非熱的な検知結果）に応じたものであってもよく、熱的特性（例えば、電機装置の一部の温度変化）に応じたものであってもよい。なお、上記の熱的特性は、非熱的な特性よりも遅れて生じる場合（例えば、電気装置の稼働の激化あるいは緩慢化から遅れて電気装置の温度上昇あるいは温度低下が生じるなど）がある。負荷／可動状態の変化の検出を、出力トルクの機械的測定、モータ等における電流／電圧／電界などの電気的測定に基づいて行ってもよい。
【００２０】
〔図面の簡単な説明〕
添付する図面のうち、
図１は、本明細書に示す解決策に基づく図面であり、ロータに搭載された能動的な電気部材を含む高性能なロータを有する典型的なモータの特徴を示す概略図であり、
図２Ａおよび図２Ｂは、本明細書に示す解決法の原理に基づく図面であり、高性能なかご型ロータを有する誘導電動機の概略図であり、
図３は、本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、光学読出部に接続された検出部を有する１または複数のセンサを備えた１または複数のロータアッセンブリの概略図であり、
図４−図６は、本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、高性能なロータの使用方法の特徴を示すフロー図であり、
図７Ａ、図８Ａ、図８Ｃ、図９Ａ、図１０Ａ、および図１１Ａは、本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、典型的な電気装置冷却システム／装置の概略図であり、
図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂ、図１０Ｂ、および図１１Ｂは、本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、典型的な電気装置の構成部材を冷却するための方法の特徴を示すフロー図である。
【００２１】
これら各図面を通して、特に言及しない限り、同じ符号および文字は、図示した実施例が同様の特徴、要素、部材、あるいは位置であることを示している。
【００２２】
〔詳細な説明〕
典型的な実施例について、図面を参照しながら以下で説明する。なお、以下に示す実施例は、典型的な実施例を示したものであって、本発明はこの実施例に限定されるものではない。また、本明細書に示す解決策は、記載されている実施例以外の方法でも実施あるいは実行することができる。本明細書に示す主題の精神および範囲内で実施例の変更あるいは置換を行うことができる。
【００２３】
１つの手法として、機械的あるいは電気的な回転装置（例えばモータ、発電機、交流発電機、同期コンデンサなど）は、ロータの電磁気的および／または機械的特性を修正することによって当該装置の動作特性を修正することのできる１または複数の能動的な部材を回転部材（例えばロータ）に備えている。上記ロータは、上記モータの他の部材に配線あるいは電気的な導通により接続されていなくてもよい。上記の能動的な部材は、例えば、非線形電力装置であってもよい。また、上記の能動的な部材は、分布インダクタ、分布キャパシタ、分布抵抗器、あるいは分布慣性部材であってもよい。また、上記の能動的な部材は、例えば、起電力源、非線形反応部材あるいは非線形抵抗部材、エネルギ蓄積部材あるいはエネルギ放出部材、磁気抵抗可変部材、あるいは、上記各部材あるいは上記各部材の組み合わせについての制御装置であってもよい。また、能動的な慣性部材が、機械的に移動するロータ要素（例えばスライディングシャフトなど）、慣性モーメント変換機などを備えていてもよい。また、制御装置が、ロータとステータの巻線との間のフィードバック制御を行うものであってもよい。
【００２４】
「ロータ回路構成」あるいは「ロータに搭載された回路構成」という用語は、本明細書において、ロータ巻線、および／または電流伝導巻線あるいは電流伝導回路とも呼ばれる。一般に、「ロータ回路構成」あるいは「ロータに搭載された回路構成」という用語は、１または複数の能動的な部材（例えば、非線形電源装置、起電力源、非線形反応部材あるいは非線形抵抗部材、エネルギ蓄積部材あるいはエネルギ放出部材、磁気抵抗可変部材など）、コンダクタ（例えば、巻線、誘導ループ、誘導ワイヤ、あるいは誘導セグメントなど）、および／またはこれらの組み合わせを意味する。
【００２５】
図１は、ロータに搭載された能動部材あるいはロータに埋め込まれた能動部材を有する高性能なロータ１１０を備えた電気装置（例えばモータ１００）を示している。この電気モータ１００は、少なくとも１つの電流伝導巻線１３０を有するロータ１１０と、少なくとも１つのロータに搭載されたセンサ（ロータに埋め込まれたセンサ）１２０に反応するロータに搭載された回路構成１４０と、オプションの制御装置１５０／１５０とを備えている。
【００２６】
ロータに搭載されたセンサ１２０は、モータの動作中にモータの特性（例えば、電圧、電流、温度、回転速度／回転加速度、および／または磁界など）を検出する。上記のロータに搭載されたセンサは、例えば、少なくとも１つの巻線の電流値、電圧値、抵抗値、キャパシタ、インダクタンス、磁界および／または方向、温度、速度、回転数、回転角度および／または角速度などを検出するものであってもよい。
【００２７】
ロータに搭載されたセンサ１２０は、例えば、ＵＳ特許４７０４９０６あるいはＵＳ特許６５０４２７５に記載されている種類のものを用いることができる。ＵＳ特許４７０４９０６には、ステータ−ロータ間の間隙（エアギャップ）を測定するためのロータに搭載されたセンサが開示されている。ＵＳ特許６５０４２７５には、電流値、トルク、速度、温度、および／またはモータ内の間隙（エアギャップ）を測定するロータに搭載されたセンサが開示されている。
【００２８】
上記のロータに搭載された回路構成は、電流伝導巻線に直列あるいは並列に配置された能動的あるいは受動的な１または複数の電気装置（例えば、抵抗器、インダクタンス、キャパシタンス、電圧源、電流源など）を備えていてもよい。また、上記のロータに搭載された回路構成は、例えば、１または複数の電気スイッチ装置（例えば、トライアック、シリコン制御整流器、固体リレー、スイッチングトランジスタ、および／またはサイリスタなど）を備えていてもよい。また、上記の構成に代えて、あるいは上記の構成に加えて、ロータに搭載された回路構成は、線形電気装置（例えば、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field-effect transistor；酸化金属半導体電界効果トランジスタ）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor；絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）、バイポーラトランジスタなど）、および／または回路構成（線形領域で動作するように設定された非線形装置を有する回路構成を含む）を備えていてもよい。
【００２９】
上記のロータに搭載された回路構成は、始動トルクあるいは運転トルクを制御するためのロータ巻線のロータコンダクタ特性（例えば、インピーダンスの実成分および虚成分など）の補正、ユーティリティ主回路から受け取った始動電流あるいは運転電流の制御あるいは調整、および／またはモータ部材の最大電気機械応力の制御あるいは調整を行うように設けられていてもよい。上記構成に代えて、あるいは上記構成に加えて、上記のロータに搭載された回路構成が、磁気特性（例えば磁気抵抗）、および／または機械特性（例えば機械モーメント）を補正できるように設けられていてもよい。
【００３０】
上記のロータに搭載された回路構成は、検出したモータ特性、検出したモータ特性の履歴あるいは物理モデル、あるいは外部コマンドに応じて、電流伝導巻線の特性をモータの動作中に動的に補正するように構成されていてもよい。例えば、上記のロータに搭載された回路構成は、電流伝導巻線の電流および／またはインピーダンスを補正するように構成されていてもよい。また、上記のロータに搭載された回路構成は、電流伝導巻性の特性を、ロータ角度あるいはロータ位置、角速度および／または角加速度の関数に応じて変化させるように構成されていてもよい。また、上記のロータに搭載された回路構成は、電流伝導巻線の特性を、連続関数で変化させるように構成されていてもよい。また、上記のロータに搭載された回路構成は、電流伝導巻線の特性を、不連続な特性値の間で変化させるように構成されていてもよい。
【００３１】
電流伝導巻線の特性を変化させるための典型的なロータに搭載された回路構成は、スイッチモードレギュレータを備えていてもよい。上記のスイッチモードレギュレータは、特性周波数あるいは公称周波数（例えば、ロータの角周波数、極周波数など）よりも高い頻度で電流伝導巻線の特性を切り替えるように構成されていてもよい。したがって、電流伝導巻線の特性は、装置が動作している間に、ロータ角度あるいはロータ位置の関数に応じて変化させられる。また、電流伝導巻線の特性の実効値は、単位時間当りのスイッチングパルス数、パルス幅、および／または切り替えられる変数の振幅によって決定される。上記の公称周波数は、装置特性および／または要求される制御の程度を考慮した最適な周波数であってもよい。また、上記公称周波数は、例えば、１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、あるいは１ＭＨｚであってもよい。
【００３２】
典型的な電気モータは、少なくとも１つのロータに搭載されたセンサおよびロータに搭載された回路構成の動作を管理する制御装置を備えていてもよい。上記制御装置は、上記少なくとも１つのロータに搭載されたセンサおよびロータに搭載された回路構成の動作を管理するためのソフトウェア、ルーチン、および／またはアルゴリズムを含んでいてもよい。典型的な制御装置は、モータの動作パラメータ（例えば、始動電流、動作電流、ロータ温度、電力消費、および／またはトルク）を調整するように構成されていてもよい。
【００３３】
典型的な制御装置は、１または複数のロータに搭載された制御部、および／またはロータ外に備えられた制御部を備えていてもよい。上記のロータ外に備えられた制御部は、ロータに搭載された回路構成、少なくとも１つのロータに搭載されたセンサ、および／または１または複数のロータに搭載された制御部との間で、光学手段、無線手段、音響手段、超音波手段、誘導手段、および／または伝導手段（例えばスリップリングあるいはブラシ）を介して情報伝達を行うように構成されていてもよい。また、上記制御部は、ロータ外に備えられたセンサおよび／または外部送信源からデータ入力およびコマンドを受信するように構成されていてもよい。例えば、上記制御部は、データ（例えば、ロータの状態、条件、制御設定などに関するデータ）の受信能力あるいは送信能力を有する信号通信装置を有していてもよい。
【００３４】
高性能なロータ１１０は、モータの他の部分と配線あるいは電気的導電体を用いた接続を有していなくてもよい。また、高性能なロータ１１０は、ロータに搭載された部材あるいは装置（例えば、センサ、回路構成、制御装置、アクチュエータなど）の動作電力のためのロータに搭載されたエネルギ源（ロータに埋め込まれたエネルギ源）１５０（例えば、バッテリ、電気化学セル、起電力回収装置など）を備えていてもよい。また、上記の構成に代えて、あるいは上記の構成に加えて、ロータに搭載された部材あるいは装置は、ロータ外の電源から無線接続（例えば、誘導的接続あるいは光学的接続）を介して電力を供給される構成であってもよい。また、ロータ１１０は、上記の目的のために、例えば、誘導的接続装置（例えば変圧器など）を備えていてもよい。また、上記のロータに搭載された回路構成は、ブラシやスリップリングの複雑化を伴うことなく外部との電力および／またはデータ信号の送受信を行える構成であってもよい。
【００３５】
上記制御装置は、モータの始動前あるいはモータの始動時に（例えば、モータ逆起電力を制御あるいは調整するために）、ロータに搭載されたエネルギ源（あるいはロータに埋め込まれたエネルギ源）１５０から個々のロータ部材にエネルギを供給する構成であってもよい。上記の構成に代えて、あるいは上記の構成に加えて、上記制御装置は、エネルギ源１５０がモータの始動開始前または始動開始時にロータ外の供給源からエネルギを受け取り、受け取ったエネルギを蓄える構成であってもよい。また、上記制御装置は、トルクと負荷とを対応付けたプログラムあるいはスケジュールに基づいてエネルギ源１５０から個々のロータ部材にエネルギを供給する構成であってもよく、そのようにプログラムされていてもよい。
【００３６】
図２Ａおよび図２Ｂは、ステータ（例えば、電機子巻線を有するステータ２１８）上に配置された高性能なロータ（例えば、かご型ロータ２１０として形成されたロータ）を有する典型的な誘導発電機２００を示している。かご型ロータ２１０は、１または複数の切替可能な伝導棒（例えば縦棒２１２）およびモータの動作を制御あるいは調整するための能動的な電気部材を備えている。誘導発電機２００は、モータの各種パラメータや状態を検出あるいは監視するための、ロータ上および／またはロータ外に備えられたロータセンサー（例えばセンサ２１６）を備えている。上記の能動的な電気部材は、例えば、モータの動作中に検出されたモータのパラメータや状態に応じて伝導棒２１２を切り替えるように構成された、ロータに搭載された回路２１４、および／または制御プログラムコマンドを備えている。
【００３７】
ロータに搭載された回路構成２１４は、例えば、トランジスタ、回路、スイッチなどを備えている。上記のロータに搭載された回路構成２１４は、運転中のモータのパラメータ（例えば、始動電流、運転電流、ロータ速度および／またはトルクなど）を制御あるいは調整するために伝導棒２１２を切り替える構成であってもよい。ｍた、ロータに搭載された回路構成２１４は、運転中のモータのパラメータを、例えば、シャフト角度、磁界角度あるいは位相、モータの要求電流、および／または温度などに関する１または複数の関数に基づいて制御あるいは調整するように伝導棒を切り替える構成であってもよいい。この目的のために、ロータに搭載された回路構成２１４は、モータの運転中に伝導棒２１２を開閉するように構成されていてもよい。また、ロータに搭載された回路２１４は、モータの動作を補正あるいは調整するために（例えば、ロータに作用するトルクを補正するために）、伝導棒をロータに搭載されたエネルギ源１５０に接続する構成であってもよい。ロータに搭載されたエネルギ源１５０は、ロータ２１０上あるいはロータ２１０内に、１または複数のインダクタ、キャパシタ、1次電池および／または２次電池、および／または、他の電気化学部材を備えていてもよい。
【００３８】
ロータに搭載された回路構成２１４は、ロータの伝導体を補正することによって誘導発電機の主回路のインピーダンスを補正する構成であってもよい。また、ロータに搭載された回路構成２１４は、例えば、回路内あるいは回路外に備えられるロータの伝導体を切り替えるためのＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field-effect transistor；酸化金属半導体電界効果トランジスタ）あるいはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor；絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）スイッチを備えていてもよい。例えば、始動トルク、ユーティリティ主回路から受け取った始動電流、および／またはモータ部材に作用する最大電気機械応力などを制限あるいは調整するためにモータの起動期間中にロータの伝導体を１または複数回切り替えてもよい。
【００３９】
図３は、モータに用いられるロータアッセンブリ３００を示している。ロータアッセンブリ３００は、例えば、巻線ロータあるいはかご型ロータであってもよい。ロータアッセンブリ３００は、回転体３００（あるいはロータコア）と、１または複数のロータ上に配置されたセンサ３２０とを備えている。センサ３２０は、物理的な光学読出部３４０に接続された検出部３３０を備えている。検出部３３０は、モータの動作中にモータのパラメータを検出し、その検出値を光学読出部３４０に表示する構成であってもよい。光学読出部３４０は、例えば、ロータ３００の円筒形状の表面に配置されていてもよい。あるいは、光学読出部３４０は、ロータ３００の側面に配置されていてもよい。光学読出部３４０は、外部読出装置３５０によって光学的に読み出すことができるように構成されている。例えば、図３に示したように、光学読出部３４０はロータアッセンブリ３００が配置されたステータ（例えばステータ２１８）上に配置された外部読出装置３５０によって光学的に読み出されるように構成されている。
【００４０】
外部読出装置３５０によって読み出されたモータのパラメータの値を、例えば、モータの動作を動的に制御するため、あるいはモータ特性の履歴を記録するために、モータの制御装置に送信するようにしてもよい。
【００４１】
ロータ上に配置されたセンサ３２０としては、例えば、バッテリから電力供給されるセンサ、キャパシタから電力供給されるセンサ、誘導電力が供給されるセンサ、光学的に電力が供給されるセンサ、および／または、モータの環境あるいはモータの動作から回収した電力が供給されるセンサなどを用いることができる。センサ３２０の光学読出部３４０としては、例えば、液晶表示装置、マイクロミラー、振動ミラー／コーナーキューブ、ＬＥＤ（light emitting diode；発光ダイオード）、および／またはＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）によって起動されるフラグ、などを用いることができる。光学読出部３４０は、ロータの軸方向／径方向についての複数の位置（例えば、モータの動作期間中におけるロータアッセンブリ３１０の回転に応じた位置）に対応するモータの個々のパラメータの読み出し値を連続的に供給する構成であってもよい。上記の構成に代えて、あるいは上記の構成に加えて、光学読出部３４０は、モータのパラメータの複数の読み出し値（例えば、ロータの軸方向／径方向の個々の位置についてのモータの動作中の位置に対応する値）を供給する構成であってもよい。
【００４２】
図４，５，６は、高性能なロータの利用に関する方法４００，５００，６００の特徴を示すフロー図である。
【００４３】
方法４００は、少なくとも１つの電流伝導巻線を有するロータを備えた電機モータの動作期間中に、ロータに搭載された少なくとも１つのセンサ（４１０）を用いてモータ特性を検出する工程と、モータ特性の検出結果に応じてモータの動作期間中に上記の電流伝導巻線の特性を動的に補正する工程（４２０）とを含んでいる。上記の検出されるモータ特性は、例えば、巻線の電流、温度、ロータ速度、および／または角加速度のうちのいずれかであってもよい。ロータに搭載された回路構成を用いて電流伝導巻線の特性の補正を行ってもよい。上記のロータに搭載された回路構成は、１または複数の能動的な電気装置および／または回路を備えていてもよい。また、上記のロータに搭載された回路構成は、１または複数の電気スイッチ装置（例えば、トライアック、シリコン制御整流器、固体リレー、スイッチングトランジスタ、および／またはサイリスタなど）を備えていてもよい。また、上記の構成に代えて、あるいは上記の構成に加えて、上記のロータに搭載された回路構成は、１または複数の線形電気装置および／または回路（例えば、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field-effect transistor；酸化金属半導体電界効果トランジスタ）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor；絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）、バイポーラトランジスタなど）を備えていてもよい。また、上記のローラに搭載された回路構成は、電流伝導巻線の一部または全部に対して直列あるいは並列に配置された１または複数の能動的あるいは受動的な電気装置（例えば、抵抗器、インダクタンス、キャパシタンス、電圧源、電流源など）を備えていてもよい。また、上記のロータに搭載された回路は、スイッチモードレギュレータあるいはスイッチモード電源を備えていてもよい。また、上記のスイッチモードレギュレータは、ロータの角周波数よりも高い頻度で電流伝導巻線の特性を切り替えるものであってもよい。また、電流伝導巻線の特性の実効値は、単位時間当りのスイッチングパルス数、パルス幅、および／または切り替えられる変数の振幅によって決定されてもよい。
【００４４】
方法４００において、上記のロータに搭載された回路構成を、電流伝導巻線の電流および／またはインピーダンスを補正するために用いてもよい。上記のロータに搭載された回路構成は、電流伝導巻線の特性を、適切な時期に連続関数に応じて変化させるように構成されていてもよい。また、上記のロータに搭載された回路構成は、電流伝導巻線の特性を不連続な特性値の間で変化させるように構成されていてもよい。
【００４５】
また、方法４００において、ロータに搭載されたセンサおよびロータに搭載された回路構成の少なくとも一方の動作を管理するための制御装置を用いてもよい。上記の制御装置は、モータの動作パラメータ（例えば、始動電流、ロータ温度、電力消費、および／またはトルク）を制御あるいは調整するためのアルゴリズム、ルーチン、あるいはプログラムを有していてもよい。上記の制御装置は、ロータに搭載された制御部材および／またはロータ外に配置された制御部材を備えていてもよい。上記のロータ外に配置された制御部材は、ロータに搭載された回路構成、少なくとも１つのロータに搭載されたセンサ、および／または、１または複数のロータに搭載された制御部材と、任意の好適な手段（例えば、光学手段、無線手段、誘導手段、音響手段、および／またはブラシ接続手段）を介して情報伝達を行う。上記の制御装置は、ロータ外のセンサおよび／または外部送信源からのデータ入力およびコマンドを受信する機能を有していてもよい。
【００４６】
図５に示すように、方法５００は、伝導棒あるいは伝導回路を備えたかご型ロータを有する誘導発電機において、当該発電機の動作期間中に当該発電機の特性を検出する工程（５１０）と、当該発電機の動作期間中に、当該発電機の動作パラメータを制御あるいは調整するために、上記ロータに備えられる１または複数の伝導回路を個別に切り替える工程（５２０）とを含む。上記の制御あるいは調整される発電機のパラメータは、例えば、始動電流、ロータ速度、および／またはトルクのうちの１つであってもよい。
【００４７】
上記方法５００において、上記の伝導回路を切り替える工程は、個々の伝導棒を回路的に開閉する処理、および／または、個々の回路をロータに搭載されたエネルギ源に接続する処理を含んでいてもよい。上記のロータに搭載されたエネルギ源は、インダクタおよび／またはキャパシタ、スイッチモード電源、１次電池および／または２次電池のうちの１つ以上を含んでいてもよい。上記方法は、モータの動作期間中に、エネルギ蓄積部を再充電する工程を含んでいてもよい。また、上記の方法に加えて、あるいは上記方法に代えて、ロータの外部に備えられたエネルギ源からエネルギを受け取る工程と、受け取ったエネルギをモータの始動前にロータに搭載されたエネルギ源に蓄える工程とを含んでいてもよい。また、上記方法は、モータの始動前にロータ内に電流を流すために（例えば、モータの逆起電力を調整あるいは制御するために）、ロータに搭載されたエネルギ源から個々の部材にエネルギを供給する工程を含んでいてもよい。また、上記エネルギを、例えば、トルクと荷重との関係に応じたプログラムあるいはスケジュールに基づいてロータに搭載されたエネルギ源から個々の部材に供給するようにしてもよい。
【００４８】
上記の伝導棒を切り替える処理を、シャフト角、磁界角度あるいは磁界位相、モータ引き込み電流および／または温度検出値のうちの１または複数の関数に基づいてモータの動作パラメータを制御するために個々の回路を切り替える回路構成を配置することによって行ってもよい。上記回路構成は、例えば、ダイオード、トランジスタ、および、スイッチングモード電源あるいは他の電源を備えていてもよい。
【００４９】
図６に示すように、方法６００は、モータにロータアッセンブリを設ける工程（６１０）を含んでいる。上記ロータアッセンブリは、外部読出装置によって光学的に読み出される光学読出部に接続された検出部を有するロータ上に設けられたセンサを備えていてもよい。例えば、ロータ上に設けられた上記センサは、電池から電力が供給されるセンサ、誘導電力が供給されるセンサ、および／または光学的に電力が供給されるセンサのうちのいずれかであってもよい。上記の光学読出部は、例えば、液晶表示装置、マクロミラー、ＬＥＤ（light emitting diode；発光ダイオード），可動ミラー／コーナーキューブ、および／またはＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）によって起動されるフラッグのうちの１または複数であってもよい。方法６００は、モータの動作期間中にモータのパラメータを検出する工程（６２０）と、検出したモータのパラメータの値を上記光学読出部に表示させる工程（６３０）とを含んでいてもよい。
【００５０】
方法６００において、上記光学読出部は、上記ロータアッセンブリが当該ステータに対して回転するように設けられているステータ上あるいはその近傍に配置された外部読出装置によって光学的に読み取られるように配置されていてもよい。
【００５１】
上記光学読出部は、ロータの軸方向／径方向の複数のパラメータのそれぞれに対応するモータのパラメータの読出値を個別に表示する部分が直列あるいは並列に配置された構成であってもよい。また、上記の構成に加えて、あるいは上記の構成に代えて、上記光学読出部は、ロータの軸方向／径方向の複数のパラメータのそれぞれに対応するモータのパラメータの読出値を表示するように設けられていてもよい。
【００５２】
発明の詳細な説明では、添付した図面の参照符号を用いて説明している。図面において、特に言及しない限り、同じ符号は典型的には同様の部材を示している。発明の概要、詳細な説明、図面、および特許請求の範囲に示した実施例は、本発明を限定するものではない。本明細書に示す主題の精神あるいは範囲内で他の実施例および他の変形例を用いることができる。当業者は、システムの実行の観点から、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアにあまり違いがないところにまで技術の状態が進歩していることを理解するだろう。ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアの使用は、一般的には、コストと効率とのトレードオフに応じて選択される（ただし、常にそうではなく、ある状況下ではハードウェアを用いるかソフトウェアを用いるかが重要になる）。当業者は、本明細書に記載した処理、および／またはシステム、および／または他の技術を実行するために種々の手段（例えば、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェア）があることを理解するだろう。そして、好ましい手段は、処理、および／またはシステム、および／または他の技術を実行する内容に応じて変化することを当業者であれば理解するだろう。例えば、速度と正確さが重要な場合、主にハードウェアおよび／またはファームウェアを選択してもよい。あるいは、柔軟性が重要な場合、主にソフトウェアを選択してもよい。また、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアの組み合わせを選択してもよい。したがって、本明細書に記載した処理、および／またはシステム、および／または他の技術を実行するための手段は複数存在し、実行される内容や個々の重要度（例えば速度、柔軟性、予測可能性）によって使用される手段が選択されるべきであり、どの手段が本質的に他より優れているかということはいえない。当業者であれば、実装の視覚的観点から、視覚的に適したハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアを典型的に用いてもよいことを理解できるだろう。
【００５３】
本明細書における詳細な説明は、ブロックダイヤグラム、フローチャート、および／または実施例を介した装置および／または処理の種々の実施形態を含む。このようなブロックダイヤグラム、フローチャート、および／または実施例は、１または複数の機能および／または動作を含み、当業者であれば、このようなブロックダイヤグラム、フローチャート、および／または実施例の機能および／または動作を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはそれらの仮想的な組み合わせによって、個々におよび／または集合的に、広範囲に実行できることを理解できるであろう。１つの実施形態において、本明細書の主題のいくつかの部分を、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ；Application Specific Integrated Circuits）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡｓ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰｓ）、あるいはその他の集積された形態によって実現してもよい。しかしながら、当業者であれば、本明細書に記載した実施形態のいくつかの様相の全部または一部が、１または複数のコンピュータで動作する１または複数のコンピュータプログラム（例えば、１または複数のコンピュータシステムで動作する１または複数のプログラム）、１または複数の処理回路で動作する１または複数のコンピュータプログラム（例えば、１または複数のマイクロプロセッサで動作する１または複数のプログラム）、ファームウェア、あるいはこれらの仮想的な組み合わせとして集積回路に実装されることによって同様に実行可能であることを理解できるであろう。そして、回路構成を設計すること、および／または、ソフトウェアおよび／またはファームウェアのためのコードを記述することが本明細書に開示する技術的範囲に含まれることを当業者であれば理解できるであろう。また、当業者であれば、本明細書の主題の機構を様々な形態のプログラム製品として配布可能であること、および本明細書における実施形態は実際に配布する信号記憶媒体の種別にかかわらず適用可能であることを理解できるであろう。信号記憶媒体の例としては、特に限定されるものではないが、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、デジタルテープ、コンピュータメモリなどの記録型媒体、デジタルおよび／またはアナログ通信媒体のような転送型媒体（例えば光ファイバーケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンクなど）が含まれる。また、当業者であれば、本明細書に開示した機械的構造は典型的な構造の例にすぎず、当該構造を構築するために多様な形態あるいは材料を用いることができることを理解できるであろう。
【００５４】
一般的な意味で、当業者であれば、本明細書に示した種々の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、あるいはそれらの仮想的な組み合わせなどの幅広い電気要素を有する様々なタイプの電気機械システム、および、剛体、ばね、ねじり、水力学、電子磁気駆動装置、および／またはそれらの仮想的な組み合わせのような機械的な動きを与える幅広い部材によって個別にあるいは集合的に実現可能であることを理解できるであろう。したがって、本明細書における「電気機械システム」には、特に限定されないが、変換器（例えばアクチュエータ、モータ、圧電結晶など）と動作可能に接続された電気回路構成、少なくとも１つの個別の電気回路を有する電気回路構成、少なくとも１つの集積回路を有する電気回路構成、少なくとも１つの特定用途向け集積回路を有する電気回路構成、コンピュータプログラムによって構成された汎用のコンピュータ装置（例えば、本明細書に示したプロセスおよび／または装置の少なくとも一部を実行するコンピュータプログラム、あるいは本明細書に示したプロセスおよび／または装置の少なくとも一部を実行するマイクロプロセッサによって構成される一般的な目的のための汎用のコンピュータ）を構成する電気回路構成、メモリ装置（例えばＲＡＭ（random access memory））を形成する電気回路構成、通信装置を形成する電気回路構成（例えば、モデム、通信スイッチ、光学電気機器など）、および非電気的なアナログ装置（例えば光学的装置あるいはその他のアナログ装置）などが含まれる。また、当業者であれば、電気機械システムの例に、様々な家電システム、電動輸送システム、ファクトリオートメーションシステム、セキュリティシステム、および通信／演算システムなどの他のシステムが含まれることを理解できるであろう。また、当業者であれば、本明細書で用いられている電気機械が、特に言及しない限り、電気駆動および機械駆動の両方を有するシステムに限定されないことを理解できるであろう。
【００５５】
一般的な意味で、当業者であれば、本明細書に示した様々な形態が、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、あるいはそれらの組み合わせなどの幅広い形態で示された様々なタイプの「電気回路構成」によって個々におよび／または集合的に実装可能であることを理解できるであろう。したがって、本明細書における「電気回路構成」は、特に限定されるものではないが、少なくとも１つの個別の電気回路を有する電気回路構成、少なくとも１つの集積回路を有する電気回路構成、少なくとも１つの特定用途向け集積回路を有する電気回路構成、コンピュータプログラムによって構成された汎用のコンピュータ装置（例えば、本明細書に示したプロセスおよび／または装置の少なくとも一部を実行するコンピュータプログラム、あるいは本明細書に示したプロセスおよび／または装置の少なくとも一部を実行するマイクロプロセッサによって構成される一般的な目的のための汎用のコンピュータ）を構成する電気回路構成、メモリ装置（例えばＲＡＭ（random access memory））を形成する電気回路構成、および／または、通信装置を形成する電気回路構成（例えば、モデム、通信スイッチ、光学電気機器など）が含まれる。また、当業者であれば、本明細書に示した主題は、アナログ形態、デジタル形態、あるいはそれらの組み合わせによって実現可能であることを理解できるであろう。
【００５６】
また、当業者であれば、上記形態で装置、および／またはプロセッサ、および／またはシステムに実装しておき、その後、上記の装置、および／またはプロセッサ、および／またはシステムを技術的あるいは商業的に統合する構成も本発明の技術範囲に含まれることを理解できるであろう。すなわち、本明細書に示した装置、および／またはプロセッサ、および／またはシステムの一部を、十分な実験を経て、他の装置、および／またはプロセッサ、および／またはシステムに統合してもよい。また、当業者であれば、上記の他の装置、および／またはプロセッサ、および／またはシステムが、発電、電力の伝達あるいは配分、通信システム（例えば、ネットワークシステム、電話システム、ＩＰを用いる音声システム、有線／無線サービスなど）のための装置、および／またはプロセッサ、および／またはシステムの一部または全部を含んでいてもよいことを理解できるであろう。
【００５７】
また、当業者であれば、本明細書に記載した要素（例えばステップ）、装置、および目的、およびそれらに関する議論は、発明の概念を明瞭にするための例であり、その様々な変形例も本発明に含まれることを理解できるであろう。したがって、本明細書で示した特定の例は、本発明の一般的な代表例を示すものである。一般に、本明細書における特定の実施例は代表例を示したものであり、上記の要素（例えばステップ）、装置、および目的を含まない構成に制限するものでない。
【００５８】
当業者は、本明細書において単数形および／または複数形で示されている用語を、その内容および／または適用方法に応じて、複数から単数に、および／または単数から複数に変換することができる。様々な単数／複数の変換については明らかなので本明細書では特に説明しない。
【００５９】
本明細書に示した主題は、互いに異なる部材を他の部材内に含んでいたり、互いに異なる部材を他の部材に接続したりしている場合もある。それらの構成は、単なる例示にすぎず、同様の機能を達成することのできる様々な構成を利用可能である。概念的な意味で、要求される機能を実現できる構成であれば、いかなる構成であっても有効に「組み合わせる」ことができる。したがって、特定の機能を実現するために、要求される機能を実現するように任意の２つの部材を結合させたものを、構成や中間部材に関係なく、「組み合わせ」とみなすことができる。同様に、任意の２つの部材を要求される機能を実現できるように互いに「動作可能に接続」あるいは「動作可能に結合」したものを「動作可能な連結」とみなすことができる。動作可能な連結の具体例には、特に限定されるものではないが、物理的な結合、および／または物理的に情報交換する部材、および／または無線で情報交換可能な部材、および／または無線で情報交換する部材、および／または論理的に情報交換する部材、および／または論理的に情報交換可能な部材などが含まれる。
【００６０】
本明細書では、本明細書の主題の具体的な態様について図示および説明しているが、本明細書の示唆に基づいて本明細書の主題から逸脱しない範囲内で変更や改良が可能であり、上記の広い範囲の態様や特許請求の範囲には、真の技術思想および本明細書の主題の範囲内の全ての変更や改良が含まれることを当業者であれば理解できるであろう。また、本発明は、特許請求の範囲の記載によって定義される。また、当業者であれば、一般に、本明細書で用いられている用語、および特に特許請求の範囲（例えば請求項の本文）に記載されている用語が、一般に、「オープンターム」を意図することを理解できるであろう（例えば、「含む」という用語は「含んでいてもよい」を意味し、「有する」という用語は「少なくとも有する」を意味する）。また、当業者であれば、導入する数を特定することを意図する場合にはそれを請求項内に記載し、当該記載がない場合にはそのような意図はないことを理解できるであろう。例えば、請求項は「少なくとも１つ」や「１または複数」という導入句を含むことがある。しかしながら、このような句を使用しても、たとえ同じ請求項で「１または複数」または「少なくとも１つ」という導入句と不定冠詞「a」や「an」を用いていても、不定冠詞「a」や「an」が単数を表すことを意図するものではない（例えば、「a」および／または「an」は、「少なくとも１つ」や「１または複数」を意味するために用いることが典型的である）。同じことは、請求項の記載に用いられる定冠詞についてもいえる。また、特定の数が請求項に明記されている場合、当業者は、そのような記載が少なくともその数であることを典型的に意味することを理解するであろう（例えば、他の修飾語がなく「２個」とあれば、少なくとも２個、すなわち２個以上を意味する）。また、「Ａ、Ｂ、Ｃなどのうちの少なくとも１つ」といった表現が用いられるような例では、そのような構成は当業者であれば慣習的に理解できるであろう（例えば、「Ａ、Ｂ、Ｃのうちの少なくとも１つを有するシステム」という表現は、特に限定されないが、Ａだけを有するシステム、Ｂだけを有するシステム、Ｃだけを有するシステム、ＡとＢを有するシステム、ＡとＣを有するシステム、ＢとＣを有するシステム、および／または、ＡとＢとＣを有するシステムなどを意味する）。また、「Ａ、Ｂ、Ｃなどのうちの少なくとも１つ」といった表現が用いられるような例では、そのような構成は当業者であれば慣習的に理解できるであろう（例えば、「Ａ、Ｂ、Ｃのうちの少なくとも１つを有するシステム」という表現は、特に限定されないが、Ａだけを有するシステム、Ｂだけを有するシステム、Ｃだけを有するシステム、ＡとＢを有するシステム、ＡとＣを有するシステム、ＢとＣを有するシステム、および／または、ＡとＢとＣを有するシステムなどを意味する）。また、当業者は、明細書、請求項、あるいは図面における２以上の代替の用語を示す離接的な用語および／または句は、それらの用語の１つ、それらの用語のいずれか、あるいはそれらの用語の両方を含む可能性を考慮して理解すべきでる。例えば、「ＡまたはＢ」という表現は、「Ａ」あるいは「Ｂ」あるいは「ＡおよびＢ」を含み得る。
【００６１】
本明細書では様々な態様および実施例を示しているが、他の態様や他の実施例も当業者に明らかである。例えば、本明細書では、モータと発電機とを含む電気回転装置についての解決策を示したが、リニアモータ／ステッパモータおよびリニア発電機／ステッパ発電機などにも同じまたは同様の解決策を適用できる。
【００６２】
また、例えば、ロータに搭載されたアクチュエータあるいは電気機械装置により装置の動作期間中にロータ特性を補正してもよい。図１〜図６に示したロータに搭載された回路構成に加えて、あるいは上記回路構成に代えて、上記のロータに搭載されたアクチュエータあるいは電気機械装置を配置してもよい。上記のロータに搭載されたアクチュエータあるいは電気機械装置は、機械的構成あるいはロータの特性（例えば、ロータのモーメント配分、タービンブレードのピッチなど）を変更するための機構を含んでいてもよい。上記の機構は、例えば、カウンターウェイト、トルク制限荷重、電気機械式クラッチ、置換可能なシャフトに搭載されたロータ部材などを含んでいてもよい。
【００６３】
また、例えば、ロータに搭載された回転装置の制御部材および／またはロータ外に備えられた回転装置の制御部材が、デジタルネットワークに適したインターフェースを有していていもよい。上記のインターフェースにより、１または複数の回転装置の遠隔制御あるいは監視を広範囲に行うことができる。システムにおける各回転装置（例えば、タービンあるいは発電機）は、相互に接続されたネットワークを介して個々にアクセス可能であってもよい。本明細書の主題の他の態様は、電気装置の動作期間中の加熱を管理する部材に関する。装置部材の過熱は、装置特性に悪影響を及ぼす短期および／または長期の構造変化を生じさせる。装置部材の加熱を管理することにより、装置特性を維持あるいは改善することができる。モータ巻線のための冷却システムあるいは冷却機構は、装置の一部と密接に熱接触する少なくとも１つの冷却剤通路（例えば、巻線によって少なくとも半分がおおわれた冷却剤通路）を備えている。冷却流体は、装置の一部から熱を移送して取り除くために上記の冷却剤通路を循環する。上記冷却流体に対して、例えば、モータの内部に配置されたポンプ機構によって移動力を付与してもよい。上記ポンプ機構は、モータ構造およびモータの動作の熱あるいは電磁気から圧力勾配を取り出すものであってもよい。力調整された冷却流体を、交流励磁に直接的に関連する自由エネルギ勾配（例えば、高誘電率の誘電体あるいは強磁性流体を含む電界勾配あるいは磁界勾配）を用いて準備してもよく、非対称バルブを介して一方向流に矯正することにより準備してもよい。あるいは、冷却剤の周期的脈動流あるいは振動流、ロータ構造の熱吸い上げ式冷却（擬似遠心力による吸い上げ）、および／または蒸発相熱移送を用いて準備してもよい。上記の冷却機構は、可変構造／幾何学的熱交換／廃棄（例えば、温度変化によって駆動されるもの、あるいは、冷却流体（または冷却流体に熱的に接続された固体、液体、あるいは気体等からなる材料）の圧力（例えば蒸気圧など）の一部）によって駆動されるものであってもよい。上記の冷却機構は、ロータあるいはモータの回転部材（シャフトあるいはベアリング）の全体または一部に形成されていてもよい。それらの構造は、気体ヒートシンクを移動させる翼部材を備えていてもよい。上記の冷却機構は、通常は内包されているモータの内部構造を一時的に外部の空気流に開放する開口部に関連するアクチュエータを備えていてもよい。上記のアクチュエータは、装置および冷却システムのパラメータ（例えば、質量流量、温度変化など）に応じて選択的に開閉する構造であってもよい。上記空気流をモータの内部領域の少なくとも一部に取り入れるために、上記空気流に対してフィルタリングあるいはその他の空調処理を行ってもよい。
【００６４】
上記の冷却システム／冷却機構は、熱吸収器に移送変化材料を用いたもの（モータシステムの一部あるいは冷却システム自身の一部（選択された部分）に接触する液体（例えば水）の蒸発を用いるものを含む）であってもよい。上記の冷却システム／冷却構造は、「非常用の」あるいは「急速の」冷却を所定時間持続するため、あるいは所定の「急速」を実現するための所定量の冷却剤を収容する貯蔵器を用いるものであってもよい。センサあるいは他の装置（例えばタイマ）が、貯蔵器の充填の必要性などの、消費に応じた警告の信号出力あるいは表示を行うようにしてもよい。
【００６５】
装置部材の加熱を管理するために上記の装置に統合された本明細書に記載している冷却システム／冷却機構は、例えば、乗り物等に適用される、低電力で長時間の動作が可能な高効率特性を有しており、１０〜１０００秒程度の断続的な「バーストモード」（例えば、最大の制動力でブレーキをかける動作、および登坂のための動作など）のはるかに高い倍率（〜１０倍）の動作が可能な電気モータの小型化および／または小体積化をもたらす。
【００６６】
モータの巻線および部材から熱を除去するための典型的なシステム、装置、および技術について、図７Ａ，７Ｂ，・・・１１Ａ，および１１Ｂを参照して説明する。特に、上記の熱除去のためのシステム、装置、および技術は、モータの動作期間中にモータの巻線および部材から熱を能動的に除去するためのものである。本明細書に示す上記の能動的な熱除去システムおよび技術は、制御装置（例えば図１〜図６に示した制御装置）が搭載されたロータを有するモータに制限されるものではなく、制御装置が搭載されているロータを備えたタイプのモータ、および制御装置が搭載されていないロータを有するタイプのモータに適用できる。上記のモータの巻線から能動的に熱を除去するためのシステムおよび技術は、一部または全部が自動化されていてもよく、および／または、必要なときにだけ利用されるものであってもよい。
【００６７】
本明細書に示す冷却システム／冷却機構を備えた装置（例えば図７Ａ〜図１１Ｂ参照）は、例えば、構成部材の構造、材料特性、熱力学特性などに基づいており、十分な解析あるいは有限要素解析が適切に行なわれた、従来の電気装置の熱モデルと関連して設計および実装されてもよい。上記の従来の装置部材の加熱に関する熱モデルとしては、例えば、ウェブサイト「motor design.com/downloads/CWIEME_2009_Paper_MDL.pdf」に開示されているものと同様のものを用いることができる。このウェブ上で利用可能なモデルは、連続波の解析および断続的な熱解析の両方を行うことができるモータの熱モデルコード（モータＣＡＤ）を記述しており、（ウェブサイト「http://www.motor-design.com/cooling.php」によると）、自然状況、加圧状況、通風状況、水ジャケット（複数の配置）、水中状況、ロータおよびステータが濡れている状況、スプレー冷却、放射、伝導などの様々な熱の状況あるいは条件に応じた冷却機構のモデルを備えている。
【００６８】
図７Ａは、磁性流体を用いた対流熱伝導により電気装置７００のステータ７１０および／またはロータ７２０における１または複数の熱伝導面７５０から熱を取り除く、典型的な電気装置／モータ巻線の冷却システム７００を示している。熱伝導面７５０は、１または複数の微小流路（例えばハニカム状あるいは他の多孔構造の微小流路）を備えていてもよい。上記磁性流体は、微視的な強磁性体あるいはフェリ磁性粒子（例えば、磁鉄鉱、赤鉄鉱、あるいは他の鉄を含有する化合物）と基材流体（例えば、水、油、あるいは溶剤など）との化合物あるいはコロイド状の混合物であってもよい。
【００６９】
電気装置７００は、熱移送用の磁性流体を熱伝導面７５０への供給および熱伝導面７５０からの回収を行うための流体伝導チャネルあるいは流体伝導通路７４０を有する冷却用磁性流体回路７７０を備えている。電気装置７００は、例えば、モータ、発電機、ダイナモエレクトリック装置、交流発電機、コンデンサ、あるいはその他のタイプの電気装置であってもよい。上記の伝導通路は充填された磁性流体が動作中に再循環するに閉鎖系であってもよい。また、上記の磁性流体回路は、磁性流体貯蔵器７６０から少なくとも１つの熱伝導面７５０に通じる流体伝導路７４０を備えていてもよい。磁性流体貯蔵器７６０は、電気装置７００に応じた適切な位置に配置される。例えば、磁性流体彫像器７６０は、ステータおよび／またはロータに取り付けられたり埋め込まれたりしていてもよく、ステータおよびロータの外部の位置に配置されていてもよい。典型的な磁性流体回路は、熱伝導面７５０の１つに近接する部分を有する閉ループの流体伝導路７４０を備えていてもよい。
【００７０】
磁性流体回路７７０は、当該磁性流体回路から熱を受け取るように構成された１または複数のヒートシンクに接続されていてもよい。上記ヒートシンクは、ロータおよび／ステータの内部にあってもよく、外部にあってもよい。また、上記の磁性流体回路７７０と１または複数のヒートシンクとの接続は、液体と液体との間の熱交換、および／または液体と気体との間の熱交換のための構造を備えていてもよい。
【００７１】
磁性流体回路を介して磁性流体を移動させるための初期動力としては任意の動力を用いることができる。例えば、磁性流体回路７７０は、磁性流体を移動させるために、磁界あるいは磁界勾配を用いるものであってもよい。また、上記磁性流体回路は、装置の動作期間中に、ステータおよび／またはロータ巻線によって生成される磁界／磁界勾配を初期動力として用いるものであってもよい。また、上記の構成に加えて、あるいは上記の構成に代えて、ステータおよび／またはロータ巻線によって生成された磁界／磁界勾配に加えて、あるいはステータおよび／またはロータ巻線によって生成された磁界／磁界勾配とは別に、外部から磁界／磁界勾配を適用されるものであってもよい。また、例えば、上記の磁性流体回路は、磁性流体を移動させるためのポンプ（例えば機械式ポンプあるいは空気式ポンプ）を備えていてもよい。上記ポンプは、電気装置および磁性流体回路に応じた適切な位置に配置されていてもよい。上記ポンプは、例えば、ステータおよびロータの外部に配置されていてもよく、ステータまたはロータに埋め込まれていてもよい。電気装置７３０は、冷却用の磁性流体回路７７０に加えて、１または複数の付加的な冷却機構あるいは冷却構造を備えていてもよい。上記の付加的な冷却機構あるいは冷却構造としては、例えば、スプレー冷却構造、直接伝導冷却構造、全体が囲まれた非換気の自然対流冷却構造、全体が囲まれたファンによる対流を用いる冷却構造、通風構造、放射冷却構造、ステータ水ジャケット、ロータ水ジャケット、水中構造などを用いることができる。また、電気装置７３０は、例えば、冷却剤を高温面あるいな高温部に噴射する噴射器を備えていてもよい。
【００７２】
図７Ｂは、電気装置のロータ部分および／またはステータ部分から熱を除去あるいは移送するための典型的な方法７０を示している。方法７０は、磁性流体をロータ部分および／またはステータ部分における１または複数の熱伝導面に流す工程（７０ａ）を含む。上記熱伝導面は微小流路を備えていてもよい。ロータ部分および／またはステータ部分における熱は、伝導あるいは放射により、流れている磁性流体に熱伝導面を介して移動する。方法７０は、熱を冷却ヒートシンクあるいは冷却位置に対流によって運ぶために、加熱された磁性流体を１または複数の熱伝導面から遠ざけるように流れさす工程（７０ｂ）を含む。方法７０は、電気装置（例えば、モータ、発電機、ダイナモエレクトリック装置、交流発電機、およびコンデンサなど）に適切な形態で実装されていてもよい。上記電気装置は、例えば、磁性流体貯蔵器から少なくとも１つの熱伝導面へ通じる流体伝導路を有する構成であってもよい。上記の流体伝導路は、１または複数の熱伝導面に近接する部分を有する閉ループの流体伝導路であってもよい。また、上記の磁性流体貯蔵器は、例えば、ステータおよび／またはロータに埋め込まれていてもよく、ステータおよび／またはロータに装着されていてもよく、ステータおよびロータの外部に配置されていてもよい。また、方法７０は、上記流体伝導路を介して熱伝導面の１つに磁性流体を流し、上記熱伝導面から磁性流体を回収するように磁性流体を流す工程を含んでいてもよい。また、方法７０は、上記磁性流体伝導路を１または複数のヒートシンクに接続し、磁性流体からヒートシンクに熱を移動させるようにしてもよい。また、上記ヒートシンクは、ロータおよび／またはステータの内部にあってもよく、外部にあってもよい。また、磁性流体からヒートシンクへの伝熱は、液体と液体との間の熱交換であってもよく、液体と気体との間の熱交換であってもよい。
【００７３】
流体伝導路を介して磁性流体を流す工程（７０ａおよび７０ｂ）は、上記磁性流体をロータの回転運動に応じて受動的に流すようにしてもよく、当該磁性流体の温度依存性の透磁率により電気装置の温度に応じて受動的に流すようにしてもよく、上記流体を能動的に冷却するようにしてもよい。例えば、流体伝導路を介して磁性流体を流す工程（７０ａおよび７０ｂ）は、磁界勾配を用いることにより、あるいは磁界の変化を用いることにより、磁性流体を移動させることで実現してもよい。上記の磁界／磁界勾配は、ステータおよび／またはロータ巻線によって装置の動作期間中に生成されるものであってもよく、および／または、ステータおよび／またはロータ構造に備えられる磁性材料から得られるものであってもよい。上記の方法に代えて、あるいは上記の方法に加えて、流体伝導路を介して磁性流体を流す工程において、ポンプ（例えば空気ポンプあるいは機械ポンプ）を用いて磁性流体を移動させるようにしてもよい。上記のポンプは、ステータあるいはロータに埋め込まれていてもよく、および／または、外部に配置されていてもよい。
【００７４】
また、方法７０は、ステータ部分あるいはロータ部分から熱を除去するため、あるいはステータ部分あるいはロータ部分を冷却するための付加的な方法として、冷却剤を噴射するようにしてもよい。
【００７５】
図８Ａは、１または複数の高温部あるいは高温領域から熱を移送するために熱パイプ構造８１０を用いる典型的な電気装置８００を示している。熱パイプ構造８１０は、熱移送のための作動流体に適した熱力学（例えば、蒸発／凝縮の潜熱）を利用するものであってもよい。電気装置８００は、例えば、ロータシャフト８４０上に配置され、ステータに対して回転するように構成されたロータボディ８３０を備えていてもよい。ロータボディ８３０は、ロータシャフト８４０に近接する内部領域８３２と、ステータに近接する外部領域８３４とを備えている。熱パイプ構造８１０は、それぞれが液体蒸発領域（例えば８１４）、蒸気（蒸発した液体）の移送路（例えば８１６）、および凝縮領域（例えば８１８）を有する１または複数の密閉された熱パイプ（例えばパイプ８１２）を備えていてもよい。
【００７６】
図８Ａに示したように、熱パイプ８１２の液体蒸発領域８１４はロータボディ８３０におけるステータに近接するロータの外部領域８３４の内部あるいは外部領域８３４に近接する位置に配置されており、熱パイプ８１２の凝縮領域８１８はロータボディ８３０の外部に配置されている。熱パイプ８１２における蒸気／蒸発した気体の移送路８１６は、液体蒸発部８１４から内部領域８３２を介してシャフト８４０の方向に実質的に半径方向に延伸しており、さらに、シャフト８４０を介してロータボディ８３０の外部の凝縮領域８１８まで延伸している。蒸気／蒸発した液体の移送路８１６は、外部領域８３４から、あるいは外部領域８３４を介してロータシャフト８４０の方向に延伸する複数の樹枝状の通路８１６を備えていてもよい（図８Ｃ）。
【００７７】
熱パイプ８１０は、凝縮領域８１８から液体蒸発領域８１４へ再凝縮した液体を移動させるための戻り流路を備えていてもよい。上記の戻り流路は、蒸気／蒸発した液体の移送路８１６の内部に配置されていてもよく、外部に配置されていてもよく、移送路８１６に沿って配置されていてもよい。典型的な戻り流路は、例えば、再凝縮した液体を凝縮領域８１８から液体蒸発領域８１４に遠心力を用いて移送する構成であってもよい。また、例えば、戻りループは、再凝縮した液体を凝縮領域から液体蒸発領域に移送するために毛細管構造および／または灯心材構造８５０を有していてもよい。毛細管構造および／または灯心材構造８５０は、ロータボディ８３０が静止あるいは低速で回転しているときに、表面張力によって液体蒸発領域８１４に残っている液体を保持するように形成されていてもよい。
【００７８】
図８Ｃに示したように、熱パイプ構造８１０は、ロータボディ８３０の外側に配置された１または複数の「外側」熱パイプ８５２と、ロータボディ８３０の内側に配置された１または複数の「内側」熱パイプ８５４とを備えていてもよい。１または複数の内側熱パイプ８５４は、１または複数の外側熱パイプからロータシャフト８４０に熱を伝導させるために、１または複数の外側熱パイプ８５２に熱的に接続されている。上記の１または複数の外側熱パイプには外側領域の温度と中間温度との間で動作させるために選択された外側熱パイプ用の作動流体が入れられており、上記の１または複数の内側熱パイプには上記中間温度とロータシャフトの温度との間で動作させるために選択された内側熱パイプ用の作動流体が入れられている構成としてもよい。
【００７９】
図８Ｂは、電気装置のロータ部および／またはステータ部から熱を除去あるいは移送するための典型的な方法８０を示している。例えば、方法８０は、ロータシャフト上に、ステータに対して回転するロータボディを形成する工程（８１）を含んでいる。上記ロータボディは、ロータシャフトに近接する内部領域とステータに近接する外部領域とを有していてもよい。また、方法８０は、少なくとも一部がロータ部からロータボディに熱を移動させるように配置された熱パイプ構造を用いる工程（８２）を含んでいてもよい。上記熱パイプ構造は、熱を移送するために、液体蒸発領域、蒸気（蒸発した液体）移送路、および凝縮領域を有していてもよい。上記液体蒸発領域はロータボディ内におけるステータに近接するロータの外側領域内あるいは上記外側領域に近接する位置に配置されており、凝縮領域はロータボディの外側に配置されている構成としてもよい。蒸気（蒸発した液体）移送路は、液体蒸発領域から内部領域を通って径方向にシャフトまで延伸し、さらに、シャフトを通ってロータボディの外側の凝縮領域まで延伸していてもよい。また、蒸気移送路は、シャフトの中空部分を含んでいてもよい。方法８０は、シャフトの中空部分を通して熱を移送する工程を含んでいてもよい。また、方法８０における熱パイプ構造を用いる工程（８２）において、再凝縮された液体を凝縮領域から液体蒸発領域へ移動させるように形成された戻り流路を用いるようにしてもよい。上記の戻り流路は、再凝縮した液体を凝縮領域から液体蒸発領域に遠心力を用いて移動させる構成であってもよい。また、上記の戻り流路は、凝縮領域から液体蒸発領域に再凝縮した液体を移動させるための毛細管構造および／または灯心材構造を有していてもよい。上記の毛細管構造および／または灯心材構造は、ロータボディが静止あるいは低速で回転しているときに、表面張力によって液体蒸発領域に液体を保持するように構成されていてもよい。
【００８０】
方法８０における熱パイプ構造を用いる工程（８２）において、外側表面領域から、あるいは外側表面領域を通ってシャフトの方向へ延伸する複数の樹枝状の通路を備えた熱パイプ構造を用いるようにしてもよい。上記の樹枝状の通路は、内側領域の通路よりも断面積の小さい外側領域の通路に連結された通路を有していてもよい。
【００８１】
上記の方法に加えて、あるいは上記の方法に代えて、方法８０における熱パイプ構造を用いる工程（８２）において、ロータボディの外側に配置された１または複数の「外側」熱パイプと、ロータボディの内側に配置された１または複数の「内側」熱パイプとを用いるようにしてもよい。１または複数の内側熱パイプは、１または複数の外側熱パイプからロータシャフトに熱を伝導させるために、１または複数の外側熱パイプに熱的に接続されていてもよい。上記の１または複数の外側熱パイプには外側領域の温度と中間温度との間で動作させるために選択された外側熱パイプ用の作動流体が入れられており、上記の１または複数の内側熱パイプには上記中間温度とロータシャフトの温度との間で動作させるために選択された内側熱パイプ用の作動流体が入れられている構成としてもよい。
【００８２】
図９Ａは、電気装置における縦長のシャフト９１２に沿ってステータに対して回転するように配置されたロータボディ９１０の外部に熱を移送するための流体を用いる冷却システムを有する典型的なモータ９００を示している。熱搬送流体は、ロータボディ９１０を通る１または複数の流体搬送チャネル（例えば軸方向チャネル９２０）を通って流れる。軸方向チャネル９２０の方向あるいは方位は縦長のシャフトの軸方向に対応していてもよい。また、軸方向チャネル９２０は、縦長のシャフトに沿ってあるいは縦長のシャフト内に一体的に配置されていてもよい。また、軸方向チャネル９２０は、例えば、縦長のシャフト９１２の実質的に外側に、縦長のシャフト９１２と実質的に平行に配置されていてもよい。また、軸方向チャネル９２０は、ロータボディの熱を搬送するために冷却ガス（例えば、空気、ヘリウム、窒素、アルゴンフレオン（登録商標）、あるいはそれらの組み合わせなど）を搬送する構成であってもよい。
【００８３】
モータ／冷却システム９００は、ロータボディ９１０におけるステータに近接する位置に配置された第１端部９３２と、熱伝導壁９３６によって少なくとも１つの軸方向チャネルと分離された第２端部９３４とを有する少なくとも１つの実質的に軸と直交する熱パイプ９３０を備えていてもよい。熱パイプ９３０は、縦長のシャフト９１２の軸方向に対して実質的に直交するようにロータボディ９１０内に配置されていてもよい。少なくとも１つの実質的に直交する熱パイプ９３０は、ロータボディ９１０におけるステータに近接する部分から上記熱伝導壁を介してあるいは上記熱伝導壁を横切って軸方向チャネル９２０に熱を移動させる構成であってもよい。上記の軸方向チャネル９２０内の冷却流体は、移送した熱をロータボディの外部に搬送する。
【００８４】
一般に、少なくとも１つの実質的に直交する熱パイプ９３０は、熱伝導壁に近接する凝縮領域と、ステータ側に配置された末端の蒸発領域とを備えている。また、熱パイプ９３０は、熱パイプ構造８１０と同様、凝縮領域から液体蒸発領域に再凝縮した液体を移動させるための戻り流路を備えていてもよい。上記の戻り流路は、熱パイプ９３０内の蒸気／蒸発した液体の移送路の内部、あるいは外部、あるいは上記移送路に沿った位置に配置されていてもよい。例えば、典型的な戻り流路は、凝縮領域から液体蒸発領域へ再凝縮した液体を移動させるために遠心力を用いる構成であってもよい。また、典型的な戻り流路は、例えば、凝縮領域から液体蒸発領域へ再凝縮した液体を移動させるために、毛細管構造および／または灯心材構造（例えば灯心材構造８５０）を備えていてもよい。また、上記の毛細管構造および／または灯心材構造は、ロータボディ９１０が静止状態あるいは低速で回転しているときに、表面張力によって液体蒸発領域に液体を保持する構造であってもよい。
【００８５】
少なくとも１つの実質的に直交する熱パイプ９３０は、図８Ｃにおける熱パイプ構造８１０と同様、熱伝導壁に近接する凝縮領域に通じる樹枝状の蒸発領域容積を有していてもよい。また、少なくとも１つの実質的に直交する熱パイプ９３０は、中心側熱パイプと末端側熱パイプとを接続した構成であってもよい。末端側熱パイプの凝縮領域は中心側熱パイプの蒸発領域に熱的に接続されており、中心側熱パイプの凝縮領域は熱伝導壁に熱的に接続されている構成としてもよい。それぞれの熱パイプ（中心側熱パイプおよび末端側熱パイプ）は、それぞれの動作において予想される温度範囲および作動流体の熱力学的特性を考慮して好適に選択された、互いに異なる作動流体を有していてもよい。
【００８６】
図９Ｂは、電気装置のロータ部および／またはステータ部から熱を除去あるいは移動させるための典型的な方法９０を示している。方法９０は、縦長のシャフト周りにステータに対して回転するように形成されたロータボディを有するロータに実装された、ロータボディの外部に熱を搬送するための冷却流体を流すための少なくとも１つの実質的に軸方向のチャネルを配置する工程（９１）を含んでいてもよい。上記冷却流体は、気体および／または凝縮相成分（例えば、液体、粘土状、あるいは煙霧状）を有していてもよい。少なくとも１つの実質的に軸方向のチャネルを配置する工程（９１）において、少なくとも１つの実質的に軸方向のチャネルを、縦長のシャフト内、あるいは縦長のシャフトの外部に当該シャフトに実質的に平行に配置するようにしてもよい。少なくとも１つの実質的に軸方向のチャネルは、最適な冷却ガス（例えば、空気、ヘリウム、窒素、アルゴンフレオン（登録商標）、あるいはそれらの組み合わせ）を移動させるように構成されていてもよい。
【００８７】
方法９０は、ロータボディにおけるステータに近接する位置に配置された第１端部と、熱伝導壁によって少なくとも１つの軸方向チャネルと分離された第２端部とを有する少なくとも１つの実質的に直交する熱パイプを配置する工程（９２）をさらに含んでいてもよい。また、上記の少なくとも１つの実質的に直交する熱パイプは、ロータボディの外側に熱を除去するために、ロータボディにおけるステータに近接する部分から熱伝導壁を横切って上記の少なくとも１つの実質的に軸方向のチャネル内の冷却流体に熱を移動させる構成であってもよい。また、上記の少なくとも１つの実質的に直交する熱パイプは、熱伝導壁に近接する凝縮領域と、ステータ側に配置された末端の蒸発領域とを備えていてもよい。また、上記の少なくとも１つの実質的に直交する熱パイプは、熱伝導壁の近傍の凝縮領域に通じる樹枝状の蒸発領域容量を備えていてもよい。また、少なくとも１つの実質的に直交する熱パイプは、中心側熱パイプに接続された末端側熱パイプを備えている構成であってもよい。そのような構成では、末端側熱パイプの凝縮領域は中心側熱パイプの蒸発領域に熱的に接続され、中心側熱パイプの蒸発領域は熱伝導壁に熱的に接続される。また、末端側熱パイプと中心側熱パイプとは、互いに異なる作動流体を有している。
【００８８】
方法９０は、作動流体を凝縮領域から末端の蒸発領域に移動させるために遠心力を用いる方法、および／または、毛細管構造および／または灯心材構造を用いる方法であってもよい。また、上記の毛細管構造および／または灯心材構造は、ロータが静止状態または低速であるときに、末端の蒸発領域に作動流体を保持するように形成されていてもよい。
【００８９】
図１０Ａは、ステータ部材に対して回転するように形成されたロータ部材を有する他の典型的な電気装置１０００を示している。電気装置１０００は、当該電気装置における１または複数の高温スポットあるいは高温領域を冷却するための第１冷却構造を備えている。上記の第１冷却構造は、温度検出部１０２０と流体噴射器１０３０とに接続された冷却制御部１０１０を備えている。温度検出部１０２０は、装置の動作中に、１または複数の装置の部分の瞬間的な温度上昇を検出あるいは予測するように形成されている。また、冷却制御部１０１０は、瞬間的な温度上昇の検出結果あるいは予測結果に応じて、装置の一部に冷却流体を噴射させるように流体噴射器１０３０を動作させるように形成されている。流体噴射器１０３０は、例えば、ステータ部および／またはロータ部の一部（例えば、コンダクタあるいは巻線）に冷却流体を噴射する構成であってもよい。また、上記の噴射される部分は、ステータ部および／またはロータ部の内部あるいは内面であってもよい。また、上記の構成に加えて、あるいは上記の構成に代えて、流体噴射器１０３０がステータ部とロータ部との間隙部に冷却流体を噴射する構成としてもよい。       
【００９０】
上記の冷却流体（例えば蒸発する流体）は、電気装置１０００の外部あるいは内部に配置された流体貯蔵器から供給されるものであってもよい。また、電気装置１０００は、蒸発した冷却流体を排出するための排出構造１０５０を備えていてもよい。また、電気装置１０００は、装置の一部に噴射された冷却流体を再利用するように形成された流体再利用構造を備えていてもよい。
【００９１】
電気装置１０００は、１または複数の他の冷却構造（例えば、装置／冷却システム７００、装置／冷却システム８００、装置／冷却システム９００など）を備えていてもよい。上記の１または複数の他の冷却構造は、第１冷却装置と独立して装置の一部を冷却するものであってもよく、第１冷却装置と共に装置の一部を冷却するものであってもよい。上記の１または複数の他の冷却構造は、例えば、第１冷却構造において検出された瞬間的な温度上昇の検出結果とは無関係に装置の一部を冷却するものであってもよい。
【００９２】
電気装置１０００は、冷却制御部１０１０に接続された予測回路１０１２を任意に備えていてもよい。予測回路１０１２は、装置の動作シナリオに基づいて装置の部材の加熱を予測するように形成されていてもよい。この目的のために、予測回路１０１２は、装置の動作シナリオに基づいて装置の部材の加熱を演算あるいは予測するための適切な演算アルゴリズムおよび装置の動作モデル（例えば熱モデル）を有していてもよい。 また、予測回路１０１２は、予測回路１０１２は、装置の動作シナリオに基づいて利用可能な冷却能力を見積るように形成されていてもよい。また、電気装置１０００は、利用可能な冷却流体の量（例えば、流体貯蔵器あるいは流体供給源内の流体の量）を検出するように形成されたセンサを備えていてもよい。例えば、予測回路１０１２が、検出した利用可能な冷却流体の量に基づいて第１冷却構造の冷却能力を見積る構成としてもよい。
【００９３】
予測回路１０１２は、利用可能な冷却能力が動作シナリオに基づいて予測された部材の加熱を打ち消すのに不十分である場合に、代替の動作シナリオを生成するように形成されていてもよい。例えば、代替の動作シナリオは、装置の負荷および／または装置の動作時間を制限する処理を含んでいてもよい。
【００９４】
他の電気装置１０００あるいは改良された電気装置１０００は、温度に加えて、あるいは温度に代えて、電気的、磁気的、および／または機械的な装置パラメータを検出する検出手段を備えていてもよい。上記の検出手段は、冷却制御部（例えば冷却制御部１０１０）および流体噴射器１０３０に接続されていてもよい。また、上記の冷却制御部は、電気的、磁気的、および／または機械的な装置パラメータの検出結果に応じて装置の一部に冷却流体を噴射させるように冷却噴射器を動作させる構成であってもよい。また、上記の検出手段は、例えば、間隙距離、部材寸法、回転速度、加速度、およびトルクなどの機械パラメータ、および／または、電圧、電流、キャパシタンス、インダクタンス、抵抗値、位相、周波数透磁率、磁化率、電界強度および／または磁界強度などの電気的装置パラメータおよび／または磁気的装置パラメータを検出する構成であってもよい。上記の検出手段は、ロータ部材および／またはステータ部材の電気的パラメータおよび／または磁気的パラメータ、および／または、ロータ部材とステータ部材との電気的パラメータおよび／または磁気的パラメータの差分を検出する構成であってもよい。また、上記の検出手段は、例えば、ロータ／ステータのすべり量を検出する構成であってもよい。
【００９５】
他の電気装置１０００あるいは改良された電気装置１０００は、電気的および／または磁気的な装置パラメータの検出結果とは無関係に装置部材を冷却するための第２冷却機構を備えていてもよい。また、冷却制御部１０１０は、（例えば、予測回路１０１２と協力して）電気的、磁気的、および／または機械的な装置パラメータの予測結果に応じて装置の一部に冷却流体を噴射させるように流体噴射器を動作させる構成であってもよい。
【００９６】
図１０Ｂは、ステータ部材に対して回転するロータ部材を有する電気装置のロータ部および／またはステータ部から熱を除去あるいは移送するための典型的な方法１０を示している。方法１０は、装置の動作期間中に、１または複数の装置位置の瞬間的な温度上昇を検出する工程（１１）と、上記の瞬間的な温度上昇の検出結果に応じて装置の内部または外部に冷却流体を噴射するように流体噴射器を動作させる工程（１２）とを含む。装置における上記の冷却流体が噴射される部分は、ステータ部および／またはロータ部（例えば、コンダクタあるいは巻線）、および／または、ステータ部とロータ部との間の間隙部に対応する。方法１０は、内部または外部に備えられた貯蔵器から供給される冷却流体を用いる方法であってもよく、噴射された流体を再利用する工程を含んでいてもよい。上記の冷却流体を、蒸発する冷却流体（例えば噴射された部分の温度で蒸発するもの）の中から好適なものを選択するようにしてもよい。方法１０は、好適な排出構造を介して蒸発した流体を排出する工程を含んでいてもよい。また、上記の流体噴射器を動作させる工程（１２）は、瞬間的な温度上昇の検出結果とは無関係であるが、他の装置の動作のパラメータ（例えば、回転速度、加速度、およびトルクのうちの１または複数）に基づいて実行あるいは管理されるものであってもよい。また、方法１０は、装置部材を瞬間的な温度上昇の検出結果とは無関係に冷却するための第２冷却機構を配置する工程（１３）を含んでいてもよい。
【００９７】
他の電気装置１０００あるいは改良された電気装置１０００は、温度を検出する工程、および検出された電気的、磁気的、および／または機械的な装置のパラメータの検出結果に応じて装置の内部または外部に冷却流体を噴射させるように流体噴射器を動作させる工程に加えて、あるいは上記各工程に代えて、電気的、磁気的、および／または機械的な装置のパラメータを検出する工程を含んでいてもよい。また、検出される上記の機械的な装置のパラメータは、間隙距離、装置寸法、回転速度、加速度、およびトルクのうちの１または複数を含んでいてもよい。また、検出される上記の電気的および／または磁気的なパラメータは、電圧、電流、キャパシタンス、インダクタンス、抵抗値、位相、周波数、透磁率、磁化率、電界強度および／または磁界強度のうちの１または複数を含んでいてもよい。また、検出される上記の電気的および／または磁気的なパラメータは、ロータ回路および／またはステータ回路のパラメータ、および／または、ロータ回路とステータ回路との差分（例えば、ロータ／ステータのすべり量）であってもよい。また、上記の装置の内部または外部に冷却流体を噴射するように上記流体噴射器を動作させる工程において、電気的、磁気的、および／または機械的な装置のパラメータに応じて装置の一部に冷却流体を噴射するように流体噴射器を動作させるようにしてもよい。
【００９８】
代替または修正された方法１０は、電気的および／または機械的な装置のパラメータの検出結果とは無関係に装置部材を冷却するための第２冷却機構を配置する工程を含んでいてもよい。
【００９９】
方法１０の実施例として、装置の動作シナリオに基づいて装置部材の加熱を予測する工程、および加熱の予測結果に応じて冷却流体を噴射させるように流体噴射器を動作させる工程を含んでいてもよい。また、上記の装置部材の加熱を予測する工程は、装置の動作シナリオに基づいて利用可能な冷却能力を見積る工程を含んでいてもよい。また、上記の利用可能な冷却能力を見積る工程は、利用可能な冷却流体の量を検出するためのセンサを配置する工程を含んでいてもよい。また、方法１０は、冷却能力の見積もり結果が装置の動作シナリオに基づく装置部材の加熱の予測結果を打ち消すのに不十分である場合に、代替の装置の動作シナリオを生成する工程を含んでいてもよい。また、上記の代替の動作シナリオは、例えば、装置の負荷の制限および／または装置の動作時間の制限を含んでいてもよい。
【０１００】
図１１Ａは、ステータ部材に対して回転するように形成されたロータ部材を有する他の電気装置１１００を示している。冷却制御部１１１０および任意に備えられる予測回路１１１２に加えて、装置１１００は、それぞれ電気装置１１００における１または複数の部分を冷却するように形成された主冷却機構（例えば、システム７００、８００、９００、１０００など）と補助冷却システム（例えば、冷却機構１１２０）とを備えている。上記の補助冷却システムは、例えば、熱パイプ、熱電冷却機、冷却流体の噴射、熱伝導係数の切り替え、対流機構、および／または相変化に基づく冷却機構のうちの１または複数であってもよい。
【０１０１】
冷却制御部１１１０は、装置の動作シナリオに基づいて過熱すると予測される装置の一部の部材を冷却するように補助冷却システムを動作させるように構成されていてもよい。装置の動作シナリオにおいて過熱する上記部材は、装置の始動、負荷の増加、モータの速度の変化、および／または主冷却システムの変化に起因して温度が上昇する部材であってもよい。
【０１０２】
冷却制御部１１１０は、装置の動作シナリオの詳細に応じて装置の一部を冷却するように上記の補助冷却システムを動作させる時間を決めるように形成されていてもよい。例えば、冷却制御部１１１０が、上記の装置の動作シナリオの詳細として、装置の始動、負荷の変動、および／または装置に接続された主冷却システムの変動に応じた１または複数の時間を含んでいてもよい。また、上記の装置の動作シナリオの詳細は、将来の装置の動作の予定を含んでいてもよい。また、上記の将来の装置の動作の予定は、例えば、特定の装置動作の進行に応じて補助冷却システムを動作させるための指示を含んでいてもよい。
【０１０３】
図１１Ｂは、ステータ部材に対して回転するロータ部材を有し、主冷却機構を有する電気装置のロータ部および／またはステータ部から熱を除去あるいは移送するための典型的な方法２０を示している。方法２０は、電気装置の１または複数の部分を冷却するように形成された補助冷却システムを配置する工程（２１）と、装置の動作シナリオに基づいて過熱すると予測される装置の部分の一部を冷却するように補助冷却システムを動作させる工程（２２）とを含んでいる。上記の補助冷却システムは、例えば、熱パイプ、熱電冷却機、冷却流体の噴射、熱伝導係数の切り替え、対流機構、および／または相変化に基づく冷却機構のうちの１または複数であってもよい。また、装置の動作シナリオにおいて過熱する上記部材は、装置の始動、負荷の増加、モータの速度の変化、および／または主冷却システムの変化などに起因して温度が上昇する部材であってもよい。
【０１０４】
また、方法２０は、装置の一部を冷却するために補助冷却システムを動作させる時間を装置の動作シナリオの詳細に応じて決めるように形成された冷却制御部を配置する工程を含んでいていてもよい。上記の装置の動作シナリオの詳細は、装置の始動、負荷の変動、および／または装置に接続された主冷却システムの変動に応じた１または複数の時間を含んでいてもよい。また、上記の装置の動作シナリオの詳細は、将来の装置の動作の予定を含んでいてもよい。また、上記の将来の装置の動作の予定は、例えば、特定の装置動作の進行に応じて補助冷却システムを動作させるための指示を含んでいてもよい。
【０１０５】
また、方法２０は、時間、温度、および／または補助冷却システムによって配分される冷却能力、および／または、主冷却システムの動作および／または性能に基づいて補助冷却システムの動作を停止させる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本明細書に示す解決策に基づく図面であり、ロータに搭載された能動的な電気部材を含む高性能なロータを有する典型的なモータの特徴を示す概略図である。
【図２Ａ】本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、高性能なかご型ロータを有する誘導電動機の概略図である。
【図２Ｂ】本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、高性能なかご型ロータを有する誘導電動機の概略図である。
【図３】本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、光学読出部に接続された検出部を有する１または複数のセンサを備えた１または複数のロータアッセンブリの概略図である。
【図４】本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、高性能なロータの使用方法の特徴を示すフロー図である。
【図５】本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、高性能なロータの使用方法の特徴を示すフロー図である。
【図６】本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、高性能なロータの使用方法の特徴を示すフロー図である。
【図７Ａ】本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、典型的な電気装置冷却システム／装置の概略図である。
【図７Ｂ】本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、典型的な電気装置の構成部材を冷却するための方法の特徴を示すフロー図である。
【図８Ａ】本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、典型的な電気装置冷却システム／装置の概略図である。
【図８Ｂ】本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、典型的な電気装置の構成部材を冷却するための方法の特徴を示すフロー図である。
【図８Ｃ】本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、典型的な電気装置冷却システム／装置の概略図である。
【図９Ａ】本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、典型的な電気装置冷却システム／装置の概略図である。
【図９Ｂ】本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、典型的な電気装置の構成部材を冷却するための方法の特徴を示すフロー図である。
【図１０Ａ】本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、典型的な電気装置冷却システム／装置の概略図である。
【図１０Ｂ】本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、典型的な電気装置の構成部材を冷却するための方法の特徴を示すフロー図である。
【図１１Ａ】本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、典型的な電気装置冷却システム／装置の概略図である。
【図１１Ｂ】本明細書に示す解決策の原理に基づく図面であり、典型的な電気装置の構成部材を冷却するための方法の特徴を示すフロー図である。
【図１】
2013526826.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2013526826.tif 000009
【図７Ａ】
2013526826.tif 000010
【図７Ｂ】
2013526826.tif 000011
【図８Ａ】
2013526826.tif 000012
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
2013526826.tif 000015
【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
2013526826.tif 000017
【図１０Ｂ】
2013526826.tif 000018
【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【国際調査報告】
2013526826.tif 000021