(57)【要約】  電気機械内の電磁抵抗を低減する方法及び装置は、磁極鉄心支持構造にて隔てられた領域に分離された内周部の周辺に配置されたワイヤスロットを有する積層固定子を備えてもよい。前記スロットは誘導巻線を含んでいる。一連の巻線横方向磁極鉄心は前記固定子の内周部の周辺に配置されてもよく、前記横方向磁極鉄心の第１端部は延設して前記領域の前記スロット内に配置される。支持構造は前記固定子の内周部と同心の円形開口部を形成して前記横方向磁極鉄心を支持する。回転子は前記横方向磁極鉄心支持構造の前記円形開口部に挿入され、支持手段により前記固定子の横方向磁極鉄心端部において支持される。複数の回転子インサートは、前記回転子の外周部に沿って離されて配置されるフリーホイーリング永久磁石インサートを有してもよい。前記回転子は、前記横方向磁極鉄心支持構造の前記円形開口部に挿入されており、前記フリーホイーリング永久磁石インサートは前記回転子の外周部に沿って穴部に挿入される。【選択図】図２５
2015534423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転速度を変更可能な可変速電気モータユニットにおける電磁抵抗を低下させる方法であり、
前記可変速度電気モータは、
磁極鉄心支持構造により隔てられたＮ個の均等間隔の領域に分離された内周部の周辺に配置されるワイヤスロットであって、誘導巻線を有するワイヤスロットを備える積層固定子と、
前記固定子の内周部の周囲に配置され、前記固定子の内周部の周囲の前記Ｎ個の領域内で離れて配置される前記スロット内に延設される第１端部を有する一連の巻線横方向磁極鉄心と、
前記横方向磁極鉄心を支持する支持構造であって、前記支持構造は前記固定子の内周部と同心の円形開口部を形成し、前記支持構造の内側のリング部に前記横方向磁極鉄心の第２端部が取り付けられ、前記横方向磁極鉄心の第２端部が前記リングの構造と同一平面をなす支持構造と、
前記横方向磁極鉄心の支持構造の前記円形開口部に挿入された回転子であって、前記固定子の横方向磁極鉄心の端部において支持手段により支持される回転子と、
フリーホイーリング永久磁石インサートを含む複数の回転子インサートであって、前記複数の回転子インサートは前記回転子の外周部に沿って離れて配置され、前記回転子は前記横方向磁極鉄心の支持構造の前記円形開口部に挿入されており、前記フリーホイーリング永久磁石インサートは前記回転子の外周部に沿った穴部に挿入されており、前記フリーホイーリング永久磁石インサートが第１磁気極性及び第２磁気極性を有する磁極部分ペアとフリーホイーリング電磁極安定化インサートとを備える複数の回転子インサートと、
前記回転子の外周部に沿った穴部に挿入された電磁回転子磁極インサートと、
通電回路とを含んでおり、
前記方法は、
Ｎ個の領域にある前記横方向磁極鉄心の巻線を順次通電する工程であって、前記Ｎ個の領域のそれぞれが通電されて移動磁界が発生し、トルクが与えられ前記回転子が回転し、前記フリーホイーリング永久磁石インサートの極部分が前記横方向磁極鉄心の第２端部と整列して回転し、前記横方向磁極鉄心と前記Ｎ個の領域のうち前記横方向磁極鉄心と対応する領域との鎖交磁束を増加し、前記横方向磁極鉄心の第１端部が前記Ｎ個の領域のうち対応する領域の固定子誘導巻線に電流の流れを誘導する工程と、
前記横方向磁極鉄心の通電と同期して、前記電磁極インサートのＮ極又はＳ極の１つを順次通電する工程とを含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記固定子は、等しい数に離れて並ぶスロット領域に分割される積層鋼板固定子を含み、前記スロット領域は、前記固定子の内周部と同心の円形開口部を形成する支持構造により支持される横方向磁極鉄心を有しており、
前記スロット領域及び前記回転子領域は、共通の中央縦軸上の共通の中心点からの半径によりＮ個の均等間隔の領域に離れて配置され、
前記フリーホイーリング永久磁石インサートが前記回転子の外周部に沿った位置に挿入され、前記横方向磁極鉄心のインサートに対する比率はＮ：１／Ｎであり、それぞれがＮ個の均等間隔の領域のうち少なくとも２つの領域からなるＮ／２個のグループを形成し、
前記Ｎ／２個のグループ内の領域のうち第１領域のそれぞれの領域の横方向磁極鉄心巻線の巻線は、第１領域の前記横方向磁極鉄心がすべて第１極性を有し、前記領域のうち第２領域の前記横方向磁極鉄心は第２極性を有して、前記極性は円周に沿って領域おきに順次交互に切り替わるように巻かれていることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記回転子は均等間隔の回転子スロットのある非鉄材にて構成され、前記均等間隔の回転子スロットは、電磁安定化インサート付きのフリーホイーリング永久磁石磁極又は電磁極インサートを有することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記横方向磁極鉄心の第２端部は前記電磁回転子磁極インサートに同期して通電され、前記横方向磁極インサートの第２端部は第１極性であり、前記電磁回転子磁極インサートは第２極性であることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記横方向磁極鉄心の第２端部は前記フリーホイーリング永久磁石磁極安定化インサートに同期して通電され、前記横方向磁極インサートの第２端部は第１極性であり、前記電磁フリーホイーリング電磁極安定化インサートは第２極性であることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記フリーホイーリング永久インサート又は前記電磁回転子磁極インサートの長手軸が前記スロット及び前記横方向磁極鉄心の奥行軸と直交して整列されるように、前記横方向磁極鉄心、前記フリーホイーリング永久磁石インサート、前記電磁フリーホイーリング永久磁石磁極安定化インサート、前記電磁回転子磁極インサートのスロットがそれぞれの長手軸に沿って軸方向に整列することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記フリーホイーリング永久磁石インサートにより生成される磁束が磁気的に直接的に前記横方向磁極鉄心の第２端部に結合されて漏れ磁束及び磁気抵抗を最小にするように前記フリーホイーリング永久磁石インサートが前記回転子内で遮蔽されることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記電磁回転子磁極インサート及び前記電磁フリーホイーリング永久磁石磁極安定化インサートにより生成される磁束が前記横方向磁極鉄心の第２端部に磁気的に直接的に結合され漏れ磁束及び磁気抵抗を最小にするように前記電磁回転子磁極インサート及び前記電磁フリーホイーリング永久磁石磁極安定化インサートが前記回転子内で遮蔽されることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記円形開口部は前記スロット及び前記横方向磁極鉄心と縦方向に整列され、前記円形開口部は前記スロットの縦方向開口部と整列され、前記横方向磁極鉄心の対応する第２端部と磁気接続することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、前記円形開口部は前記スロットの縦方向開口部と整列し、前記横方向磁極鉄心の対応する第２端部と磁気接続することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、前記前記トルクが前記回転子を回転させるよう提供される場合、前記横方向磁極鉄心の第２端部の領域のうちの第１領域との整列が保たれ、前記回転子が順次回転して前記横方向磁極鉄心の第２端部を通過する場合、移動磁界に関連した最大の磁束密度が維持されて誘導巻線に最大の電流の流れを誘導し前記回転に関連した磁気抵抗を低減させるように、前記Ｎ個の領域内の前記横方向磁極鉄心の巻線を順次通電する行程は、前記フリーホイーリング永久磁石インサートのうちの少なくとも第１フリーホイーリング永久磁石インサートを整列することをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、前記前記トルクが前記回転子を回転させるよう提供される場合、前記横方向磁極鉄心の第２端部の領域のうちの第１領域との整列が保たれ、前記回転子が順次回転して前記横方向磁極鉄心の第２端部を通過する場合、移動磁界に関連した最大の磁束密度が維持されて誘導巻線に最大の電流の流れを誘導し前記回転に関連した磁気抵抗を低減させるように、前記Ｎ個の領域内の前記横方向磁極鉄心の巻線を順次通電する行程は、前記電磁極インサートのうちの第１電磁極インサートを整列することをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、前記通電回路はＤＣ励磁回路と接続するプログラマブル論理ユニットを有し、
前記横方向磁極鉄心の巻線に順次通電する工程は、第１磁極が順次励磁されるように、前記ＤＣ励磁回路を用いて第１パルス状連続励磁電流を前記Ｎ個の領域内の前記横方向磁極鉄心に順次流す工程を含み、
前記横方向磁極鉄心の通電と同期して前記電磁極インサートのＮ極又はＳ極の１つを順次通電する工程は、前記横方向磁極鉄心の巻線を順次通電する工程と同期して第２パルス状連続励磁電流を前記電磁極インサートに順次流す工程を含み、
前記電磁極インサートのＮ極又はＳ極の１つをそれぞれの個別の領域において所定の遅延期間維持し、前記電磁極インサートが次の領域の前記横方向磁極鉄心の第２端部と整列して回転した後に前記電磁極インサートの磁極の極性を切替えることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、Ｎが１２であることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、前記回転子磁極部分がネオジムにより形成されることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法であって、前記回転子磁極部分がサマリウムコバルトにより形成されることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法であって、前記回転子磁極部分が巻線鋼鉄電磁石を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法であって、さらに前記固定子誘導巻線により生成された電力の一部を前記通電回路にフィードバックし、少なくとも部分的に可変速電気モータユニットの誘導巻線に給電する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
可変速電気モータ及び電力コージェネレーションユニット用の電磁アセンブリは、
周囲に配置された複数のスロットを有し、内側の固定子開口部を有する固定子と、
第１端部が複数のスロットのそれぞれと接続されるよう前記固定子に接続される複数の横方向磁極鉄心であって、前記前記スロット及び横方向磁極鉄心が長手及び奥行軸に沿って整列し、前記複数の巻線横方向磁極鉄心は支持構造に支持され、前記支持構造は前記内側の固定子開口部内に共通中心軸の周りに位置し、前記支持構造は支持構造開口部をその中心に有しており、巻線と前記支持構造開口部に向かう第２端部とを有する前記横方向磁極鉄心と、
前記支持構造開口部内に位置する回転子であって、複数の穴部を外周部に有し中央動力軸に接続される回転子であり、
前記穴部に挿入された複数のフリーホイーリング永久磁石インサートであって、前記複数のフリーホイーリング永久磁石インサートのそれぞれが第１磁気極性と第２磁気極性とを有する磁極部分ペアを備え、運転中は前記フリーホイーリング永久磁石インサートのそれぞれが縦軸の周りを回転し、磁気極性が前記フリーホイーリング永久磁石電磁安定化インサートにより方向付けられ安定化されるフリーホイーリング永久磁石インサートとを備えており、
前記複数の横方向磁極鉄心の巻線は順次巻かれて、運転中に移動磁界を形成しトルクを前記回転子に発生させ、前記回転子及び軸を回転させ、前記フリーホイーリング永久磁石インサートは前記横方向磁極鉄心のうち通電した横方向磁極鉄心の第２端部と整列され、前記フリーホイーリング永久磁石インサートは回転中は前記横方向磁極鉄心と整列を保ち、前記横方向磁極鉄心と前記複数のスロットのうち対応するスロット内の誘導巻線とに最大の磁束密度を与え内部に電流の流れを誘導し、
前記複数の横方向磁極鉄心の巻線は順次通電されて移動磁界を形成しトルクを前記回転子に発生させ、前記回転子及び軸を回転させ、前記電磁極インサートは回転して前記横方向磁極鉄心のうち通電した横方向磁極鉄心の第２端部と整列し、前記回転子及び磁場が回転する場合、前記電磁極インサートは前記横方向磁極鉄心のうち通電した横方向磁極鉄心の第２端部と整列を保ち、前記巻線横方向磁極鉄心と前記複数のスロットのうち対応するスロット内の誘導巻線とに最大の磁束密度を与え内部に電流の流れを誘導することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２０】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、共通の中央縦軸上の共通の中心点から出る半径線により、前記固定子、前記支持構造、前記回転子がＮ個の均等間隔の領域に分割されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２１】
請求項２０に記載の電磁アセンブリであって、Ｎが１２であることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２２】
請求項１９に記載の電磁アセンブリは、
前記横方向磁極鉄心の巻線に接続された通電回路をさらに備え、前記通電回路は、前記電磁アセンブリの回転数を変化させるように繰り返される順次的なパルスの変化率が変更されるソリッドステート通電システムからパルス状のＤＣ電流を印加することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２３】
請求項１９に記載の電磁アセンブリは、
前記電磁極インサートの巻線に接続された通電回路をさらに備え、前記通電回路は電流の流れ方向及びタイミングを制御して、前記横方向磁極鉄心にタイミングシーケンスしてＮ極とＳ極の方向をパルス毎に交互に変更する交流ＤＣパルスを生成するように構成されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２４】
請求項１９に記載の電磁アセンブリは、
前記フリーホイーリング永久磁石電磁安定化インサートの巻線に接続された通電回路をさらに備え、前記通電回路の電流の流れ方向及びタイミングが制御され、前記横方向磁極鉄心にタイミングシーケンスしてＮ極とＳ極の方向をパルス毎に交互に変更するＤＣパルスを供給することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２５】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記複数の横方向磁極鉄心のそれぞれは個々に前記複数のスロットのそれぞれの上に配置され、前記複数のスロット内に配置された前記誘導コイル巻線が、前記横方向磁極鉄心の巻線がそれぞれの磁極領域で順次及び繰り返し通電される場合に生成される高密度の磁束に曝され、前記磁気回路が磁性回転子極を通じて完成することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２６】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記複数のフリーホイーリング永久磁石インサートは、運転中に、前記磁界と同期して回転し、前記フリーホイーリング永久磁石電磁安定化インサートの巻線と前記横方向磁極鉄心とが順次通電されると、フリーホイーリング永久磁石インサートが前記横方向磁極鉄心の第２端部と整列して回転し、トルクと誘導巻線内の最大の磁束密度を提供して巻線内部に電流の流れを誘導し、前記回転子パルスと前記横方向磁極鉄心との同期したシーケンスにより前記回転子への磁気抵抗を減らすことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２７】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記複数の電磁回転子磁極インサートは、運転中に、磁界と同期した関係で回転し、前記横方向磁極鉄心の巻線が順次通電されると、前記電磁回転子磁極は前記横方向磁極鉄心の第２端部と整列して回転し、トルクを生成し最大の磁束密度を前記誘導巻線に与え、巻線内に電流の流れを誘導し、前記回転子の磁気抵抗を低減することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２８】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子穴部のそれぞれが、運転中に前記横方向磁極鉄心の第２端部と近接して配置される開口部を有することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２９】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記複数のフリーホイーリング永久磁石インサートのそれぞれが前記永久磁石インサートに関連した磁束を含む格納スリーブ内に収容されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３０】
請求項２９に記載の電磁アセンブリであって、前記格納遮蔽スリーブはミューメタル及び炭素又はその他の鋼鉄を交互に積層させて形成されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３１】
請求項１から３０のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記固定子及び前記支持構造のそれぞれが実質的に円形であることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３２】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記複数のフリーホイーリング永久磁石インサートのそれぞれが、前記フリーホイーリング永久磁石インサートの回転を支持するための１つ以上のベアリングを有する格納スリーブ内に収容されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３３】
請求項１から３２のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子磁極部分はネオジムから形成されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３４】
請求項１から３３のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子磁極部分はサマリウムコバルトから形成されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３５】
低抵抗高効率電気モータ及び通常効率発電機を用いた持続的な自己発電の方法は、
第１高効率電気モータ及び第１通常効率発電機を含む第１非化石燃料発電ユニットから、第１レベルの電力を有する第１電源を生成する工程と、
第２レベルの電力を有する前記第１電源の一部を流用して、
前記第１非化石燃料発電ユニットと、
第２高効率電気駆動モータ及び第２通常効率発電機を含む第２非化石燃料発電ユニットと、
配電網とのうちの少なくとも２つに送る工程とを含み、
前記第１及び第２高効率ユニットは１馬力の入力電力に対して７４６ワットの出力電力となる比率よりも高い変換効率係数率を有することを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項３５に記載の方法であって、
前記第１電源の少なくとも一部を電力貯蔵装置に貯蔵する工程と、
必要に応じて前記第１電源の前記貯蔵エネルギの少なくとも一部を回復したり戻したりする工程とをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項３５又は３６に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つが水素駆動システムを含むことを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項３５又は３６に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水力駆動システムであることを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項３５又は３６に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力網を含むことを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項３５又は３６に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力貯蔵装置を含むことを特徴とする方法。
【請求項４１】
請求項４０に記載の方法であって、前記電力貯蔵装置はバッテリ及びコンデンサのうち１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項４２】
請求項３５に記載の方法であって、前記第１及び第２高効率電気機械の少なくとも１つは高効率電気モータを含むことを特徴とする方法。
【請求項４３】
請求項３５に記載の方法であって、前記第１及び第２高効率電気機械の少なくとも１つは高効率電気モータコージェネレーションユニットを含むことを特徴とする方法。
【請求項４４】
請求項３５に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料高効率電気ユニットの少なくとも１つは標準効率発電機を含むことを特徴とする方法。
【請求項４５】
請求項３５に記載の方法であって、前記第１高効率（ＨＥ）発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの接続部は第１効率増幅を含み、前記第２ＨＥ発電ユニットと第３ＨＥ発電ユニットとの接続部は第２効率増幅を含むことを特徴とする方法。
【請求項４６】
第１通常効率発電機と、
通常効率発電機械に接続されて第１ＨＥ発電ユニットを形成する第１非化石燃料高効率電気駆動モータと、
前記第１ＨＥ発電ユニットと電気負荷との間の電気出力接続部と、
前記第１ＨＥ発電ユニットの前記電気出力接続部と前記第１ＨＥ発電ユニットの電気入力部との間に接続された電気フィードバック接続部とを備え、
前記電気出力接続部は第１レベルの電力を前記電気負荷に出力し、第２レベルの電力を前記第１ＨＥ発電ユニットに出力し、
前記電気負荷は、第２非化石燃料ＨＥ電気モータと第２通常効率発電機とを含む第２ＨＥ発電ユニット及び配電網のうち少なくとも１つを含み、
前記第１及び第２ＨＥ発電ユニットは、１馬力の入力電力に対して７４６ワットの出力電力となる比率よりも高い効率にて運転することを特徴とする持続的な自己発電を供給するアセンブリ。
【請求項４７】
請求項４６に記載のアセンブリは前記電気出力接続部に接続する電力貯蔵装置をさらに含み、前記前記電力貯蔵装置は第１電源の少なくとも一部を内部に貯蔵できることを特徴とするアセンブリ。
【請求項４８】
請求項４６に記載のアセンブリは、
前記電気出力接続部に接続し、第１電源の少なくとも一部を内部に貯蔵できる前記電力貯蔵装置と、
前記電力貯蔵装置及び前記第１ＨＥ発電ユニットに接続され、前記貯蔵した少なくとも一部を必要に応じて回復したり前記第１電源に戻すソリッドステートＤＣ電力励磁ユニットとをさらに備えることを特徴とするアセンブリ。
【請求項４９】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水素駆動システムを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５０】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水力駆動システムを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５１】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力網を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５２】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力貯蔵装置を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５３】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記電力貯蔵装置はバッテリ及びコンデンサのうち１つを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５４】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械のうち少なくとも１つはＨＥモータを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５５】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械のうち少なくとも１つはＨＥモータコージェネレーションユニットを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５６】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは標準効率発電機を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５７】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１ＨＥ発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの接続部は第１効率増幅に基づいて構成されることを特徴とするアセンブリ。
【請求項５８】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１ＨＥ発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの接続部は第１効率増幅に基づいて構成され、前記第２ＨＥ発電ユニットと第３ＨＥ発電ユニットとの間は第２効率増幅に基づいて構成されることを特徴とするアセンブリ。
【請求項５９】
請求項５３に記載のアセンブリであって、前記貯蔵装置はバッテリ及びコンデンサのうち少なくとも１つを含み、前記アセンブリは前記電気フィードバック接続部と前記貯蔵装置との間に接続される整流器をさらに含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項６０】
発電機における回転子の抵抗を低下させる方法は、
誘導巻線を有する第１固定子部品の外周部に沿ってスロット回転子ペアの第１構成部材を分散して配置する工程と、
固定子誘導コイルの磁極の中心から幾何学的に離れるように前記第１部材スロット回転子ペアを隔離する工程と、
誘導巻線を有する第２固定子部品の外周部に沿って分散して前記スロット回転子ペアの第２構成部材を配置する工程であって、
ＡＣ電流の場合、前記スロット回転子ペアの第１構成部材と第２構成部材は第１及び第２磁気極性を有する少なくとも１つの磁極部分ペアを有するスロット回転子を備え、
ＤＣ電流における前記スロット回転子ペアの場合、前記スロット回転子ペアの第１構成部材は一定の第１磁気極性を有し、前記スロット回転子ペアの第２構成部材は一定の第２磁気極性を有し、両方が一定の第１磁気極性及び一定の第２磁気極性とを有する工程と、
前記スロット回転子ペアは、ワイヤスロット及び遮蔽部格納部分のエリアを除く全周にわたりミューメタル円形遮蔽部により遮蔽されており、
前記第１磁気極性を有する第１構成部材の磁極部分のうちの第１磁極部分と第２磁気極性を有する第２構成部材の磁極部分のうちの第２磁極部分とが前記スロットと整列し、前記第１及び第２回転子部材の回転子への抵抗力が最小となる状態で、誘導巻線に最大の磁束密度を与え巻線内に電流の流れをもたらすように前記スロット回転子ペアの第１及び第２構成部材を同期して回転する工程とを含み、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品は前記誘導巻線を収容するスロットを有し、
前記第１固定子部品の内周部及び前記第２固定子部品の内周部は互いに隣接し、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品のスロットはその長手及び奥行軸に沿って軸方向に整列され、
前記第１及び第２構成部材の長手軸が整列したスロットの奥行軸に直交して整列するように、それぞれのスロット回転子ペアの前記第１構成部材及び前記第２構成部材はそれぞれの長手軸に沿って前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の整列したスロットと整列し、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の回転子スロットは前記固定子コイルを設置できるような開口スロットであり、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の回転子スロットは、運転段階では閉じられて３６０"の外周を積層鋼板で形成することが好ましく、
前記第１固定子及び前記第２固定子のスロットは、積層電気鋼ミューメタル遮蔽カバーを設置することで機能上は閉じられて３６０°の外周や積層鋼板トンネルを形成し、
前記積層ミューメタル遮蔽カバーはミューメタル遮蔽部に重なるように設置されることを特徴とする方法。
【請求項６１】
請求項６０に記載の方法は、前記第１及び第２構成部材により生成された磁束が前記スロット内で方向付けられ、漏れ磁束が軽減され、それゆえ前記固定子との鎖交磁束が軽減され磁気抵抗が軽減されるように、前記第１及び第２構成部材を磁気的に遮蔽する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６２】
請求項６０に記載の方法であって、前記第１構成部材を分散配置する工程及び第２構成部材を分散配置する工程は、前記第１及び第２固定子部品に備えられた鋼鉄にて囲まれ遮蔽された開口部のそれぞれに前記第１及び第２構成部材を挿入する工程をさらに含み、前記第１及び第２構成部材を部分的に遮蔽するために前記開口部のそれぞれが前記スロットと縦方向に整列され、前記ワイヤスロットの対応する縦方向開口部との磁気接続を提供するために前記開口部のそれぞれが前記スロットの縦方向開口部に対応する縦方向開口部を有することを特徴とする方法。
【請求項６３】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアが多極スロット回転子ペアを含む場合、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材を同期して回転させる工程は、前記第１及び第２構成部材との磁気結合にて生じる正味のトルクがほぼゼロになるように、前記スロットペアの前記第１及び第２構成部材をそれらの軸を中心にして、前記固定子誘導ワイヤスロットに重なるように互いに反対方向に回転させる工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６４】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアが交番単極回転子ペアを含む場合、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材を同期して回転させる工程は、前記第１及び第２構成部材との磁気結合にて生じる正味のトルクがほぼゼロになるように、前記スロットペアの前記第１及び第２構成部材をそれらの軸を中心にして、前記固定子誘導ワイヤスロットに重なるように互いに反対方向に回転させる工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６５】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアが多極回転子ペアを含む場合、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材を同期して回転させる工程は、前記第１磁気極性を有する前記第１構成部材の前記磁極部分のうちの第１磁極部分をスロットに重ねて第１方向に回転させる工程を含み、前記第２構成部材の前記磁極部分のうちの前記第２磁極部分をシーケンスさせ、前記第２磁極部分が前記第１磁気極性とは反対の前記第２磁気極性を有し、前記第２磁極部分が前記第１方向と反対の第２方向に回転可能で前記第１及び第２磁気極性の間に磁気回路、すなわち磁気結合を形成することを特徴とする方法。
【請求項６６】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアが交番単極回転子ペアを含む場合、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材を同期して回転させる工程は、前記第１磁気極性を有する第１構成部材の磁極部分のうちの第１磁極部分をスロットに重ねて第１方向に回転させる工程を含み、前記第２構成部材の磁極部分のうちの第２磁極部分を同じ速度で回転させ、前記第２磁極部分が前記第１磁気極性とは反対の前記第２磁気極性を有し、前記第２磁極部分が前記第１方向と反対の方向に回転し、前記第１及び第２磁気極性の間に磁気回路を形成することを特徴とする方法。
【請求項６７】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアが多極回転子ペアを含む場合、
記第１極部分がスロットに重なり第１方向に位置する場合、前記第１磁気極性を有する前記第１構成部材の前記磁極部分のうちの第１磁極部分の電機子に励磁電流を流し、
前記第２磁極部分が、対応する整列したスロットに重なり第２方向に位置する場合、前記第２磁気極性を有する前記第２構成部材の前記磁極部分のうちの前記第２磁極部分の電機子に励磁電流を流すことで、
前記第１回転子及び前記第２回転子を同期して駆動する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６８】
請求項６０に記載の方法は、前記スロット回転子ペアが交番単極回転子ペアを含む場合、
前記第１回転子及び前記第２回転子を同じ速度で駆動する工程であって、発生した電力の前記周波数は励磁の前記変化率及び期間により決められる工程と、
第２磁気極性を有する前記スロット回転子ペアの前記第２スロット回転子ペアの電機子に励磁電流を流すことに同期して前記スロット回転子ペアの第１スロット回転子ペアの電機子に励磁電流を流して第１極性を生成する工程とを含み、
前記極性は３６０°の外周全体で同一であることを特徴とする方法。
【請求項６９】
請求項６０に記載の方法は、前記スロット回転子が交番単極回転子を含む場合、前記回転子ペアの前記回転子を様々な速度で駆動し直流（ＤＣ）電力出力を制御する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項７０】
請求項６０に記載の方法は、前記スロット回転子が単極回転子を含む場合、６０ＨｚのＡＣ電力出力の場合は１秒間に６０回及び５０ＨｚのＡＣ電力出力の場合は１秒間に５０回のいずれかで前記回転子ペアのそれぞれの回転子の極性を変化させて、前記回転子ペアの前記回転子を様々な速度で駆動し交流電流（ＡＣ）の電力出力を制御する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項７１】
請求項６０に記載の方法は、前記第１及び第２構成部材の前記電機子に励磁電流が供給される時に生成される磁束が前記固定子ワイヤスロットに実質的に向かうように、電機子磁極の磁気遮蔽部を用いて前記第１及び第２構成部材を前記固定子磁極から遮蔽する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項７２】
請求項６０に記載の方法であって、それぞれの電力位相は別々の単一の固定子に含まれかつ生成され、所望の単相電圧及び発電能力を奏するために、それぞれの単一の固定子の前記コイルは直列又は並列で接続されることを特徴とする方法。
【請求項７３】
請求項６０又は７２に記載の方法であって、互いに１２０°の位相のずれのある電力を生成する３つの固定子のそれぞれからの中性リードが三相「Ｙ」結線と接続され、三相電力出力を生成することを特徴とする方法。
【請求項７４】
請求項６０、７２、７３の何れか１項に記載の方法であって、互いに１２０°の位相のずれのある電力を生成する２つの固定子それぞれからの中性リードが接続され、二相電力出力を生成することを特徴とする方法。
【請求項７５】
請求項６０に記載の方法であって、三相電力出力の三相すべてが同じ固定子から生成され、三相構造のそれぞれの相のすべての誘導巻線コイルが直列で接続されて、三相のそれぞれからの中性リードが接続されて「高圧Ｙ」結線を形成することを特徴とする方法。
【請求項７６】
請求項６０に記載の方法であって、三相電力出力の三相すべてが同じ固定子から生成され、三相構造のそれぞれの位相の半分の誘導巻線コイルが直列で接続されて２つの連続したグループが並列接続され、すべての中性リードが接続されて「低圧Ｙ」結線を形成することを特徴とする方法。
【請求項７７】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２スロット回転子を同期して回転させる工程は、伝達機構を用いて第１及び第２スロット回転子を回転させる工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項７８】
請求項６０〜７７のいずれか１つに記載の方法であって、前記第１及び第２スロット回転子は支持構造に支持され、前記第１及び第２スロット回転子は個別の駆動モータにより駆動されることを特徴とする方法。
【請求項７９】
請求項６０又は７８に記載の方法であって、前記第１及び第２スロット回転子を可変速度電気装置を用いて回転し個別の駆動モータを並行して回転させることを特徴とする方法。
【請求項８０】
請求項６０に記載の方法は、前記第１及び第２スロット回転子を個別の固定子磁極の中心からできるだけ大きな距離で幾何学的に離す工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項８１】
発電機用の電磁アセンブリは、
第１固定子部品及び第２固定子部品を有するデュアル固定子を備え、複数のスロットが前記第１固定子部品の外周部に配置され、第２複数のスロットが前記第２固定子部品の外周部に配置され、前記第１及び第２固定子部品の個々の内周部が近接するよう配置され、前記第１及び第２複数のスロットのそれぞれが長手及び奥行軸に沿って整列しスロットペアを形成し、前記複数のスロットそれぞれに誘導コイル巻線が備えられ、スロット回転子ペアは前記スロットペアと関連しており、前記スロット回転子ペアそれぞれが前記第１複数のスロットの一スロットと整列して配置される第１スロット回転子部材と、前記スロットペアに対応する前記第２複数のスロットの一スロットと整列して配置される第２スロット回転子部材とを有し、それぞれの回転子部材は少なくとも１つの磁極ペアを有し、前記磁極ペアの一方は第１磁気極性を有し前記磁極ペアの他方は第２磁気極性を有し、一実施形態においては、前記回転子部材は交流単極として巻かれ、交流発電用の電気極性及び磁気極性を交番するソリッドステート励磁配電盤内のゲート機構により第１極性から第２極性へと交番され、それぞれのスロット回転子部材は縦軸を中心に回転可能であり、前記スロット回転子ペアは前記スロットペアに沿って配置されて前記スロットペアに配置される前記誘導コイル巻線が前記スロット回転子ペアにより生成される磁束に曝され、
前記第１スロット回転子部材及び前記第２回転子部材は回転可能であり、前記第１スロット回転子部材に関連した第１極性を有する前記磁極の一極性の磁束が前記スロットペアの対応する第１スロットに方向づけられると、前記第２スロット回転子部材に関連した第２極性を有する磁極の一磁極の磁束が第２スロットペアの対応する第２スロットに方向づけられ、第１及び第２スロットに設置された前記誘導コイル巻線が曝されて前記誘導コイル全体を移動する磁束を増加させ、
前記スロット回転子ペアは前記固定子の電力誘導磁極から幾何学的に離れた状態で組み付けられ、前記アセンブリがさらに前記回転子の周囲に配置される磁気遮蔽部を備えており、外側鉄部の小さな部分と誘導コイルスロットとだけが前記スロット回転子ペアの磁束に曝されるように前記回転子磁極と前記固定子の誘導極との間の磁気結合が回避されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８２】
請求項８１に記載の電磁アセンブリであって、前記第１固定子部品と前記第２固定子部品との間に配置される奥側鉄部及び外側鉄部をさらに含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８３】
請求項８１に記載の電磁アセンブリであって、それぞれのスロット回転子ペアが前記固定子誘導磁極の中心から幾何学的に離れていることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８４】
請求項８１に記載の電磁アセンブリは、それぞれのスロット回転子部材用にミューメタル又はその他の磁気遮蔽部をさらに含み、
前記遮蔽部は前記固定子誘導ワイヤスロット上に位置する開口部を有することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８５】
請求項８１、８２、８３、８４のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１複数のスロットは４個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは４個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８６】
請求項８１〜８５のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１複数のスロットは８個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは８個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８７】
請求項８１〜８６のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８８】
請求項８１〜８７のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１複数のスロットは２４個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは２４個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８９】
請求項８１〜８８のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１複数のスロットは４８個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは４８個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９０】
請求項８１〜８９のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子は直径が約１２インチの交番極単極回転子であり、前記第１複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９１】
請求項８１〜９０のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子は第１磁極と第２磁極を有する直径が約１２インチの交流双極性回転子であり、前記第１固定子複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含み、前記第２複数の固定子スロットは１２個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９２】
請求項８１〜９１のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子は直径が約６インチの交番極単極性又は双極性回転子であり、前記第１複数の固定子スロットは１２個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９３】
請求項８１〜９２のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、教示された内容から逸脱することなく、前記回転子は適切な大きさ極性からなり、適切な数の前記第１複数の固定子スロットと同様に適切な数の第２複数の固定子スロットとを有することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９４】
請求項８１〜９３のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品のそれぞれは実質的に円形であるが、円形に限定されることがないことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９５】
請求項８１〜９４のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品は平面である。
【請求項９６】
請求項８１〜９５のいずれか１項に記載の電磁アセンブリは励磁回路をさらに備え、前記第１極性の磁極のうち前記第１スロット回転子部材に関連した磁極が回転されて前記スロットペアの第１スロットのスロットに重なる所定の位置に移動すると前記励磁回路は前記第１極性を有する前記第１スロット回転子部材及び前記第２極性を有する第２スロット回転子部材に励磁電流を印加して磁束及び磁気結合を形成し、前記第２極性の磁極のうち前記関連した磁極が回転されて前記スロット回転子ペアの対応する第２スロットと整列すると前記励磁回路は前記第１スロット回転子部材及び前記第２スロット回転子部材に励磁電流を印加して磁束及び磁気結合を形成し、前記励磁電流の印加がセンサにより始動されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９７】
請求項８１に記載の電磁アセンブリはプログラム可能な励磁回路をさらに備え、前記第１極性の磁極のうち前記第１スロット回転子部材に関連した磁極が回転されて前記スロットペアの第１スロットのスロットに重なる所定の位置に移動すると前記励磁回路は第１極性を有する前記第１スロット回転子部材及び前記第２極性を有する前記第２スロット回転子部材とに励磁電流を印加して磁束及び磁気結合を形成し、前記第２極性の磁極のうちの前記関連した磁極が回転されて前記スロット回転子ペアの対応する第２スロットと整列すると前記励磁回路は前記第１スロット回転子部材と前記第２スロット回転子部材とに励磁電流を印加して磁束及び磁気結合を形成し、前記励磁電流の印加はセンサ及びプログラマブル論理回路により始動される。
【請求項９８】
請求項９６又は９７に記載の電磁アセンブリであって、前記励磁回路が前記回転子極から前記励磁電流を除去すると、前記励磁電流を除去した前記回転子極に関連した消失した磁界からの電流がバッテリに送られることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９９】
請求項９６又は９７に記載の電磁アセンブリであって、前記励磁回路は前記第１及び第２スロット回転子部材に関連した整流子回路を有し、前記第１及び第２スロット回転子部材の一スロット回転子部材が回転して整列すると、前記整流子回路は前記スロット回転子部材を前記励磁電流に選択的に結合することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項１００】
低抵抗高効率（ＨＥ）電気機械を用いた持続的な自己発電の方法は、
第１ＨＥ効率電気機械と第１非化石燃料ユニットとを含む第１発電ユニットから、第１レベルの電力を有する第１電源を生成する工程と、
第２レベルの電力を有する前記第１電源のそれぞれの部分を流用して、
前記第１発電ユニットと、
第２ＨＥ電気機械及び第２非化石燃料駆動ユニットを含む第２発電ユニットと、
配電網とのうちの少なくとも２つに流す工程とを含み、
前記第１非化石燃料駆動ユニット及び前記第２ＨＥ機械はｌ馬力の入力電力に対して７４６ワットの出力電力となる比率よりも高い変換効率係数率を有することを特徴とする方法。
【請求項１０１】
請求項１００に記載の方法は、
前記第１電源の少なくとも一部を電力貯蔵装置に貯蔵する工程をさらに含み、前記貯蔵される第１電力の少なくとも一部を必要に応じて回復したり戻したりすることを特徴とする方法。
【請求項１０２】
請求項１００又は１０１に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水素駆動システムを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０３】
請求項１００又は１０１に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水力駆動システムを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０４】
請求項１００又は１０１に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは油圧駆動システムを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０５】
請求項１００又は１０１に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力網を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０６】
請求項１００又は１０１に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力貯蔵装置を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０７】
請求項４７に記載の方法であって、前記電力貯蔵装置はバッテリ及びコンデンサのうち１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０８】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械の少なくとも１つはＨＥ発電機を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０９】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械の少なくとも１つはＨＥモータを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１０】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１及び第２ＨＥ機械の少なくとも１つはＨＥモータコージェネレーションユニットを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１１】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは標準効率発電機を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１２】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは標準効率モータを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１３】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１ＨＥ発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの接続部は第１効率増幅を含み、前記ＨＥ発電ユニットと第３ＨＥ発電ユニットとの接続部は第２効率増幅を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１４】
第１低抵抗高効率（ＨＥ）電気機械と、
前記第１ＨＥ電気機械に接続されて、本発明の第１ＨＥ発電ユニットを構成する第１非化石燃料ユニットと、
前記第１ＨＥ発電ユニットと電気負荷との間の電気出力接続部と、
前記第１ＨＥ発電ユニットの前記電気出力接続部と前記第１ＨＥ発電ユニットの電気入力部との間に接続される電気フィードバック接続部とを備え、
前記電気出力接続部は第１レベルの電力を前記電気負荷に出力し、第２レベルの電力を前記第１ＨＥ発電ユニットに出力し、
前記電気負荷は、第２ＨＥ電気機械及び第２非化石燃料ユニットを備える第２ＨＥ発電ユニットと、配電網とのうち少なくとも１つを含み、
前記第１及び第２ＨＥ発電ユニットは１馬力の入力電力に対して７４６ワットの出力電力となる比率よりも高い効率にて運転することを特徴とする持続的な自己発電を提供するアセンブリ。
【請求項１１５】
請求項１１４に記載のアセンブリは前記電気出力接続部に接続された貯蔵装置をさらに備え、前記電力貯蔵装置は前記第１電源の少なくとも一部を貯蔵できることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１１６】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、
前記電気出力接続部に接続された電力貯蔵装置と、
前記電力貯蔵装置及び前記第１ＨＥ発電ユニットに接続された可変周波数駆動装置とをさらに備え、
前記電力貯蔵装置は前記第１電源の少なくとも一部を貯蔵でき、
前記可変周波数駆動装置は前記貯蔵された第１電源の少なくとも一部を必要に応じて回復したり戻したりできることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１１７】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水素駆動システムを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１１８】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水力駆動システムを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１１９】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは油圧駆動システムを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２０】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力網を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２１】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力貯蔵装置を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２２】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、前記電力貯蔵はバッテリ及びコンデンサのうち１つを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２３】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械のうち少なくとも１つはＨＥ発電機を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２４】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械の少なくとも１つはＨＥモータを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２５】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械のうち少なくとも１つはＨＥモータコージェネレーションユニットを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２６】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは標準効率発電機を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２７】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは標準効率モータを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２８】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１ＨＥ発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの間の接続部は、第１効率増幅に基づいて構成されることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２９】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１ＨＥ発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの間の接続部は第１効率増幅に基づいて構成され、前記第２ＨＥ発電ユニットと第３ＨＥ発電ユニットとの間の接続部は第２効率増幅に基づいて構成されることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１３０】
請求項１０２に記載のアセンブリであって、前記貯蔵装置はバッテリ及びコンデンサのうち少なくとも１つを含み、励磁ボードに内蔵されフィードバック接続部を形成するゲートシステムと前記貯蔵装置とをさらに備えることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１３１】
移動装置、利用地点での必要電力、電力網に給電するための高効率（ＨＥ）発電ユニットを用いた持続的な自己発電の方法は、
高効率（ＨＥ）発電機と、標準効率電気モータ又は高効率電気モータとを含む第１発電ユニットから、第１レベルの電力を有する第１電源を生成する工程と、
前記第１電源のそれぞれの部分を電動装置の電力需要、利用地点での電力需要及び／又は電力網、電力貯蔵装置のうちの少なくとも２つに流用する工程と、前記電気駆動モータを駆動し高効率発電ユニットの補助的な電力需要に給電するために貯蔵した電力の少なくとも一部を回復したり戻したりする工程とを含み、
前記第１及び第２高効率機械は１馬力の入力電力に対して７４６ワットの出力電力となる比率よりも高い変換効率係数率又は比率を有し、
前記第１及び第２機械は、高効率駆動モータ及び通常効率発電機又は、高効率駆動モータ及び高効率発電機又は、標準効率駆動モータ及び高効率発電機であることを特徴とする方法。
【請求項１３２】
請求項１３１に記載の方法は、車両のドライブトレーンに接続される駆動力を提供するために前記ＨＥ電力ユニットを前記車両内に設置する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３３】
請求項１３１又は１３２に記載の方法は、
前記車両が止められている場合に前記車両を電源電線管に接続する工程と、
ＨＥ電力ユニットを用いて発電する工程と、
前記車両が止められている場合に電力を電源電線管に供給する工程とをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３４】
請求項１３１に記載の方法は、
電車用エンジンに１つ以上の駆動力及び電力供給源を提供するために前記ＨＥ電力ユニットを電車用エンジン内に設置する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３５】
請求項１３１に記載の方法は、
船用の１つ以上の駆動力及び電力供給源を供給するために前記ＨＥ電力ユニットを船内に設置する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３６】
請求項１３２に記載の方法であって、前記車両バス又はトラックのうち１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３７】
請求項１３１に記載の方法は、
航空機に１つ以上の駆動力及び電力供給源を提供するために前記ＨＥ電力ユニットを前記航空機内に設置する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３８】
請求項１３１に記載の方法は、１つ以上の駆動力及び電力供給源を輸送用トラックに提供するために前記輸送用トラック内にＨＥ電力ユニットを設置する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３９】
発電機における回転子の抵抗を低下させる方法は、
誘導巻線を有する第１固定子部品の外周部に沿ってスロット回転子ペアの第１構成部材を分散して配置する工程と
前記固定子誘導コイルに関連した磁極の中心から固定子スロット穴部と前記回転子とが幾何学的に離れるように、固定子スロット穴部と前記回転子との第１構成部材を幾何学的に隔離する工程と、
誘導巻線を有する第２固定子部品の外周部に沿って固定子スロット穴部と前記回転子ペアとの第２構成部材を分散して配置する工程と、を備え、
前記回転子を有する穴部の前記第１構成部材及び第２構成部材は、
ＡＣ励磁電流が用いられる場合、第１及び第２磁気極性を有する少なくとも１つの磁極部分ペアを有する前記スロット回転子ペアの回転子を含み、
パルス状のＤＣ励磁電流が用いられる場合、
一定の第１磁気極性を有する前記スロット回転子ペアの第１回転子と一定の第２磁気極性を有する前記スロット回転子ペアの第２回転子とのうちの１つを備え、又は
一定の第１磁気極性を有する前記第１回転子と一定の第２磁気極性を有する前記第２回転子との両方を備え、
すべての隣接するコイルが重なりあい一方の前記誘導極が他方の前記誘導極により相殺され、それぞれのコイルの半分が第１固定子穴部において巻かれ、前記コイルの残り半分が第２穴部において巻かれ、それゆえ前記磁化された回転子を含む前記固定子穴部から誘導極を隔離するように、コイルを固定子穴部内に巻く工程であって、前記スロット回転子ペアはミューメタル遮蔽部を用いて前記奥側鉄部の背後から遮蔽されている工程と、
前記第１磁気極性を有する第１構成部材の前記磁極部分のうちの前記第１磁極部分と前記第２磁気極性を有する前記第２構成部材の前記磁極部分のうちの前記第２磁極部分とが整列し前記回転サイクルにおける適切な時間に最大の磁束密度を提供し前記適切な磁束密度が前記誘導巻線に印加されて内部に電流の流れを誘導するように、前記固定子穴部回転子ペアの前記第１及び第２構成部材を同期して回転させる工程とを含み、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品は前記誘導巻線を収容するスロットを有し、
前記第１固定子部品の内周部及び第２固定子部品の内周部は互いに隣接し、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の前記スロットは傾斜しているが実際にはその長手及び奥行軸に沿って整列し、
それぞれの固定子穴部回転子ペアの前記第１構成部材及び前記第２構成部材は前記穴部と整列し、前記第１及び第２構成部材及び前記スロットのそれぞれの長手軸に沿って前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の前記スロットに対してほぼ８〜１０°傾斜しており、そのため前記第１及び第２構成部材の前記長手軸は整列したスロットの奥行軸と整列されており、
前記固定子スロットは、パーミアンス高調波を回避するために前記回転子に対して傾斜しており、
前記固定子スロットは、固定子の長さに渡りほぼ固定子歯の幅だけ傾斜することを特徴とする方法。
【請求項１４０】
発電機用の電磁アセンブリは、
第１固定子部品と第２固定子部品とを有するデュアル固定子と、
前記第１固定子部品の外周部に設けられた複数の穴部と、
前記第２固定子部品の外周部に設けられた第２複数の穴部と、
前記第１及び第２固定子部品の個々の内周部は近接するよう配置され、
前記第１及び第２複数のスロット穴部のそれぞれは長手及び奥行軸に沿って穴部ペアを形成し、
前記複数の穴部のそれぞれが内部に誘導コイル巻線を有しており、
穴部回転子ペアは前記穴部ペアと関連しており、
前記穴部回転子ペアのそれぞれが、
前記第１複数の傾斜したスロットのうちの１つと整列して備えられた第１回転子部材と、
前記ペアに対応する前記第２複数のスロットのうち１つと整列して備えられる第２回転子部材とを有しており、
それぞれの回転子部材が少なくとも１つの磁極ペア及び／又は交流単極を有し、
一方の前記磁極ペアは第１磁気極性を有し
他方の前記磁極ペアは第２磁気極性を有しており、
一実施形態において前記回転子は交流単極として巻かれ、交流発電のために電気極性と磁気極性を交番するソリッドステート励磁配電盤内のゲート機構により第１極性から第２極性へと交番され、
前記穴部ペア内に備えられた前記誘導コイル巻線が前記回転子ペアにより生成された磁束に曝されるように、それぞれのスロット回転子部材は運転中に前記穴部ペアに沿って設けられる回転子ペアの縦軸の周りを回転することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項１４１】
発電機における回転子の抵抗を低下させる方法であって、
前記発電機は第１固定子部品と第２固定子部品とを有しており、前記第１及び第２固定子部品は長手軸に沿って整列しており、前記第１及び第２固定子部品は前記長手軸と整列した縦方向スロットを有しており、前記スロットは誘導巻線を収容するための縦方向開口部を有しており、前記方法は、
スロット回転子ペアの第１回転子であって長手軸に沿って縦方向に整列する第１回転子を誘導巻線を有する第１固定子部品の外周部に沿って分散して配置する工程と、
前記スロット回転子ペアの第２回転子を誘導巻線を有する前記第２固定子部品の外周部に沿って分散して配置する工程であって、前記スロット回転子ペアの前記第１回転子及び前記第２回転子は、
ＡＣ電流を生成するために、第１及び第２磁気極性である磁極部分ペアのうち少なくとも１つを備え、
前記第１回転子に関連した一定の第１磁気極性及び前記第２回転子に関連した一定の第２磁気極性、又は前記第１回転子及び前記第２回転子が一定の第１磁気極性と一定の第２磁気極性との両方を備える工程と、
前記第１固定子部品の前記誘導巻線に関連した磁極の幾何学的中心から前記第１回転子及び前記第２回転子を離して配置することで、磁束濃度に関連した前記誘導巻線のエリアの少なくとも一部から前記第１回転子及び前記第２回転子を隔離する工程と、
ミューメタル円筒状遮蔽部を用いて、前記スロット回転子ペアをその断面の外周全体の周りを前記スロットの前記縦方向開口部以外で遮蔽する工程と、
第１磁気極性を有する前記第１回転子の磁極部分のうち第１磁極部分と第２磁気極性を有する前記第２回転子の磁極部分のうち第２磁極部分とが前記スロットと整列し最大の磁束密度を前記誘導巻線にもたらし誘導巻線内に電流の流れを誘導し前記第１及び第２回転子両方の前記回転子への抵抗を低減できるように、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２回転子の回転を同期させる工程とを含み、
前記第１固定子部品の内周部及び第２固定子部品の内周部は互いに近接し、
前記第１固定子部品及び第２固定子部品の前記スロットは軸方向に沿って長手方向に整列され、径方向に沿って奥行き方向に整列され、
前記第１及び第２回転子の前記長手軸が前記整列したスロットの奥行き方向と直交して直交して整列となるように、それぞれのスロット回転子ペアの前記第１回転子及び前記第２回転子は、前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の整列したスロットと軸方向に沿って長手方向に整列されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示される本発明は、可変速度にてかつ様々なタイプの電力入力を用いて運転する高効率電気モータ及び発電機に関する。より具体的には、本発明は、負荷電流により生じた、電機子の回転に抗する磁気反力からの電磁抵抗を低減するための電気機械の構成部品の構造に関する。構成部品の構造として、磁極の組み立て、遮蔽部、幾何学的構成、超伝導性材料の使用、固定子及び回転子のコイル用の特殊材料が挙げられる。
【関連出願への相互参照】
【０００２】
本願は、２０１１年１２月１５日に出願された米国仮出願６１／６３０，６００号へ優先権を主張する２０１２年１２月１３日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０６９４４９号（電気モータ動力付き高効率発電機）に対する優先権を主張し、これら両方の出願は本明細書中において参考として援用される。本願はさらに、２０１２年５月１８に出願された米国仮出願６１／６８８，６６８号（タイトル：高効率可変速度可変電力入力電気モータ及び用途、２０１２年５月１８日に出願された米国仮出願６１／６８８，６６９号（タイトル：交流電流（ＡＣ）及び／又は直流電流（ＤＣ）の生成のための発電システム及び用途、及び２０１３年３月１５日に出願された米国仮出願６１／８５２，３０４号（タイトル：超伝導コイル及びグラフェンキャパシタとともに固有の固定子、回転子、巻線、遮蔽機構を効率の向上のために用いた発電システム）に対する優先権を主張する。
【背景技術】
【０００３】
発電機は、固定子と回転子との２つの主な部位により構成される。固定子は一般的に鉄又はその他の鉄の磁性材が積層されて作られており、回転子から生じる磁界がコイルを通過する時に電力が生成されるように巻かれたワイヤコイルを有する特定の奥行きの縦長のスロットを備えている。回転子は、一般に、電機子巻線を流れる電流量により磁気強度が左右されるような巻線電機子電磁石（wound armature electro-magnet）を用いた特定の磁石配置を有している。回転子が固定子内で回転すると、回転子から生じる移動磁界が固定子巻線内に電流を誘発し、いわゆる電力を生成する。
【０００４】
回転子を回転させるのに必要なエネルギは、一般に、様々な種類の駆動部（例えば、電動モータ、ディーゼル又はその他の化石燃料モータ、水蒸気タービンなど）により供給される。典型的な効率では、駆動モータにより入力されたエネルギの２０％だけが電力の生成に充てられる。
【０００５】
残りの８０％は回転子と固定子との間に生じる磁気抵抗又は制動力により消滅する。従来の発電機からの負荷に電流が流されると、発電機電機子の回転に抗する発電機導線内の負荷電流の流れにより、磁力又は制動力が生じる。発電機導線内の負荷電流が増加すると、反力に関連した抵抗が増加する。電機子が遅くならないように、負荷の増加に従いより多くの力を電機子にかける必要がある。抵抗の増加及び負荷電流の増加は、変換効率の低下につながり、最終的に発電機器を破壊する結果にもなりうる。本明細書に説明される実施形態における発電機及び構造は、これらの有害な抵抗力を取り除くように設計され構成されている。
【０００６】
上述のように、通常の電気モータは電磁抵抗のせいで大量の電力を消費する。機械的負荷が大きければ、より大きな電力が消費され、電磁抵抗が大きくなる。電気モータは今日、１馬力を作り出すごとに電力の約７４６ワットを消費するように設計されている。電磁抵抗力を除去できるのであれば、電気モータはさらに４００〜５００％効率的になると推測できる。そのため、７４６ワットが、１馬力ではなく、４〜５馬力を生み出せることになる。翻って、１５０〜１９０ワットで１馬力を生み出せることになる。
【発明の概要】
【０００７】
実施形態における電気モータ／電力コージェネレーションユニットは、電磁抵抗を除去するか低下させ、横方向のモータ磁極鉄心の両端から電力を生成する。これら横方向磁極鉄心について、「ソリッドステート回転場電力コージェネレーション装置  ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／００００３９」の出願に詳述されている。
【０００８】
より多くの負荷がモータ軸に印加されると、さらに多くの電流がモータを流れることになり、従来の電気モータ内の抵抗量を増加させる。しかし、このことは、実施形態のモータでは該当しない。横方向磁極鉄心内の電流の流れと周波数がソリッドステート励磁制御システムにより制御される。負荷電流を伝達するワイヤは、積層鋼板発電機フレームの適切なスロット内に巻かれて配置される電力コージェネレーション誘導コイルのコイルスロットに直接近接するよう配置された適切な鋳鉄の横方向磁極鉄心又は積層鋼板の横方向磁極鉄心に巻かれている。コージェネレーション誘導コイルは、１グループ当たり複数のコイルにより構成され、必要に応じて複数のグループが用いられる。巻線横方向磁極鉄心コイル（wound lateral pole iron coil）が、それぞれが通電されると、時計回り又は反時計回りにて、必要に応じてＮ極又はＳ極に順々に通電されるように巻かれた直流電流（ＤＣ）電磁極を形成している。配列方向及び回転方向は、付属するコンピュータプログラマブル論理センター及びソリッドステートコイル直流励磁システムにより制御される。このシステムは、交流電流（ＡＣ）システムよりも効率がよく柔軟性が高い。
【０００９】
巻線横方向磁極鉄心コイルは、発電誘導コイルの上部のそれぞれのスロット内に順々に通電する。これら電磁極の中心側端部は、支持手段により積層鋼板発電機に固定された非強磁性導線リングのスロット内に着座する。電磁極のこれら中心側端部はリングの内面と同一平面をなす。積層鋼板モータ／発電機フレームは、例えば、ベアリング（ボールベアリング又はローラーベアリング等）収容するエンドベルに取り付けられた円形ハウジングに覆われている。ローラーベアリングは永久磁石線材又は電磁石部材を含む非鉄電機子を支持する。この永久磁石線材又は電磁石部材は、電機子部の外半径にぴったりと近接する閉鎖穴部に効果が得られるように配置されている。電機子の永久磁石回転子又は電磁回転子に対して、約１８０°にある部材はＮ極又はＳ極に磁化され、残りの１８０°にあるものは反対の極に磁化される。
【００１０】
棒磁石又は電磁回転子部材を収容する穴部が格納手段により支えられ、ローラーベアリングにより支持されて積層ステンレス鋼ミューメタル円筒部により遮蔽されている。円筒部は、４５°の開口角度により固定子の周囲面に開口し、横方向磁極鉄心の反対の磁極との相互作用を可能としている。固定子が通電されると、時計回り又は反時計回りに順に磁界が回転し、電機子の反対の極を引き寄せる。例として示される３つの磁極鉄心が順々に１１の磁極鉄心グループと並行して通電する。そのため、５０Ｈｚ運転のシーケンスでは、３つの横方向磁極鉄心が６．６６ミリセカンド（ｍｓ）の間、繰り返し通電する。ＤＣ励磁後の５ｍｓで最大磁極強度に達し、ＤＣ励磁がひとたび終わると最大磁極強度は５ｍｓで消失する。磁極を通電すると、通電した巻線磁極鉄心に最も近い電機子が引き寄せられる。磁極鉄心は、５ｍｓで磁力の最大強度に達し、５ｍｓで磁力が消失し、磁極鉄心の磁気極性引力がなくなる。磁極が消失すると、電流を逆方向に押し返す。この消失時の電流は、ソリッドステートスイッチング回路を通じて伝達され、バッテリシステムに蓄えられる。
【００１１】
バッテリからの電力は、後のサイクルにおいて、横方向磁極鉄心コイルを励磁するのに用いられるＤＣ電力供給と共に使用される。電機子の磁性の回転極はフリーホイーリング設計により固定子磁極鉄心に反発できない。６０Ｈｚ運転のシーケンスにより、５．５５ｍｓで繰り返し通電される。しかし、これはコンピュータ制御された多速度電気モータであり、ＡＣ又はＤＣで給電されるＤＣ電源により動作する。ＡＣの場合、正しい電源を使うことで、又は電力中性線又は接地中性線と共にこれらに関連して多相の電源のそれぞれのレッグを使うことで単相、二相、三相等を使用できる。固定子極のＮ極・Ｓ極シーケンスの連続で通電すると、磁力で回転する電機子が電力を生成するのとちょうど同じように発電誘導コイル内に電力を生成する。極の連続通電により電機子も回転し、機械的動力又はモータ動力をモータ軸にもたらす。軸への負荷が増加すると、固定子コイル内の電流の流れが増加し、コージェネレーションコイル内に生成される電力量が増加する。この構成により、電磁抵抗がほとんど取り除かれるため、モータをより効率的に作動できる。
【００１２】
コージェネレーション構成部品により、誘導コイルから電力を取り除けるので、中性線や接地点への電流の流れにおけるインピーダンスが低くなる。これは、出願「ソリッドステート回転場電力コージェネレーション装置（ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／００００３９）」にて詳述されている。ユニットからのコジェネ発電の電力がソリッドステートコイルＤＣ励磁システムにフィードバックされ、このソリッドステートコイルＤＣ励磁システムにて、磁性が消失する磁極コイルからの電力が貯蔵された電力システムやバッテリとともに、固定子横方向磁極鉄心コイルを並行して励磁するのに電力が用いられる。回転子磁極は回転式の永久磁石構成部品に加え電磁構成部品により構成され、回転式の永久磁石構成部品は電磁極安定化インサートにより安定化されてもよい。
【００１３】
様々な例示的な実施形態は、高効率及び低電磁抵抗力で電力を生成できる電気機械（電気モータ、電力コージェネレーションユニット等）の側面も含み、本明細書にて論じられ説明される。したがって、電気モータ・電力コージェネレーション装置での抵抗を低減させる例示的な方法として、固定子の内周部の周りに一連の巻線横方向磁極鉄心を形成することが挙げられ、このことは、出願「ソリッドステート回転場電力コージェネレーション装置（ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／００００３９）」に十分に説明がなされている。固定子は内周部の周りに誘導巻線を収容するスロットをさらに備えてもよい。横方向磁極鉄心の第１端部が延設されスロット内に設置され、固定子の内周部と同心となる円形開口部を形成する横方向磁極鉄心支持構造により支持される。そして、横方向磁極鉄心の第２端部は円形開口部に向かって延設される。フリーホイーリング永久磁石インサートを含む固定子インサート、又は巻線電磁インサート（wound electromagnetic insert）は、横方向磁極鉄心支持構造の円形開口部に挿入された回転子の外周部に沿って分散して配置される。フリーホイーリング永久磁石インサートは回転子の外周部に沿った穴部に挿入されてもよく、それぞれが第１磁気極性及び第２磁気極性を有する磁極部分ペアを備える。磁極部分は、例えば、ネオジム、サマリウムコバルト等から作られる。横方向磁極鉄心の巻線は移動磁界を形成するために順次通電され、トルクが印加されて回転子を回転させ、横方向磁極鉄心内の磁束密度を高めるために横方向磁極鉄心の第２端部のいくつかと整列して自由に回転可能なフリーホイーリング永久磁石インサートの磁極部分を回転させる。横方向磁極鉄心の第１端部は誘導巻線内に電流の流れを誘導する。
【００１４】
固定子、支持構造、回転子が、共通の中央縦軸上の共通の中心点から出る半径線によりＮ個の均等間隔の領域に分割される。分割された領域は本明細書に説明される実施形態においては１２である。フリーホイーリング永久磁石インサートは、回転子の外周部にある位置に挿入される。領域等の分散配置に基づいて、Ｎ個の均等間隔の領域２つからなるＮ／２個のグループが形成される。前記Ｎ／２個のグループにおける領域のうちの第１領域内の横方向磁極鉄心巻線の第１横方向磁極鉄心巻線は第１横方向磁極鉄心が第１磁気極性を有するように巻かれてもよい。この領域内の横方向磁極鉄心のうち第２横方向磁極鉄心は前記Ｎ／２個のグループ内の領域にある第１極性を有する磁極鉄心巻線を備え、第２横方向磁極鉄心が第１磁気極性を有するように巻かれてもよい。フリーホイーリング永久磁石インサートの長手軸がスロット及び横方向磁極鉄心の奥行軸と直交して整列されるように、スロット、横方向磁極鉄心、フリーホイーリング永久磁石インサートはそれぞれの長手軸に沿って軸方向に整列されると理解される。
【００１５】
漏れ磁束及び磁気抵抗を最小にし、横方向磁極鉄心の第２端部への磁束結合を向上させるために、フリーホイーリング永久磁石インサートが回転子内で磁性的に遮蔽されており、生成された磁束が横方向磁極鉄心の第２端部に向かうよう方向づけられる。フリーホイーリング永久磁石インサートはスロット及び横方向磁極鉄心と縦方向に整列されて配置された回転子に設けられたそれぞれの開口部にさらに挿入されてもよい。開口部は、例えば、スロットの縦方向開口部に対応し、スロット内又は近くに設置される横方向磁極鉄心の対応する第２端部と磁気接続する。横方向磁極鉄心の巻線を順番に通電する工程は、横方向磁極鉄心の第２端部のうちの第１部分との永久磁石インサートの自発的なフリーホイーリング動作等を通じてフリーホイーリング永久磁石インサートにおける第１フリーホイーリング永久磁石インサートを整列させる工程を含み、結果、トルクがもたらされ回転子を回転させる。例えば、横方向磁極鉄心の第２端部のうちの第１部分との回転の少なくとも一部の間、フリーホイーリング永久磁石インサートのうち第１フリーホイーリング永久磁石インサートは整列を維持する。回転子が回転して横方向磁極鉄心の第２端部を通過し整列が維持されると、移動磁界に関連した最大の磁束密度も維持され、誘導巻線内に最大の電流の流れを誘導し、回転に関連した磁気抵抗を低減できる。
【００１６】
実施形態において、電気モータ及び電力コージェネレーション用の電磁アセンブリが設けられ、電磁アセンブリは、例えば、内側の固定子開口部周辺に複数のスロットを有する固定子を備える。複数の横方向磁極鉄心は固定子に接続されて、出願「ソリッドステート回転場電力コージェネレーション装置（ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／００００３９）」に説明されるように、複数の横方向磁極鉄心の第１端部が複数のスロットのうち対応するそれぞれのスロットに接続される。横方向磁極鉄心のスロットは、長手及び奥行軸に対して整列される。複数の横方向磁極鉄心は、共通中心軸上の内側の固定子開口部内に位置する支持構造により支持される。支持構造はその中心に支持構造開口部を有している。固定子と支持構造とは実質的に円形であり、そのため互いに同心に配置される。横方向磁極鉄心は巻線と、支持構造開口部に向かう第２端部とを有している。回転子は支持構造開口部内に位置してもよく、回転子の外周部に複数の穴部を有する。回転子は中心軸に接続されて、穴部に挿入された複数のフリーホイーリング永久磁石インサートを有する。それぞれの穴部は、横方向磁極鉄心の第２端部に近接して配置されうる開口部を有する。それぞれの複数のフリーホイーリング永久磁石インサートは、第１磁気極性及び第２磁気極性を有する磁極部分ペアを備える。磁極部分は、用途により、ネオジム、サマリウムコバルト等から作られる。フリーホイーリング永久磁石インサートのそれぞれは、縦軸を中心にして回転できる。実施形態において、磁極部分は巻線電機子電磁石等の電磁石である。
【００１７】
複数の横方向磁極鉄心の巻線は順次通電されて移動磁界を形成し回転子にトルクを与え、軸を回転させる。フリーホイーリング永久磁石インサートは横方向磁極鉄心のうち通電された横方向磁極鉄心の第２端部と整列して回転でき、整列を維持するよう自由に回転する。そのため、回転子や磁界が回転し複数のスロットのうち対応する複数のスロット内の横方向磁極鉄心及び誘導巻線に最大の磁束密度をもたらすことができ、そこに電流の流れを誘導できる。固定子、支持構造、回転子は共通の中央縦軸上の共通の中心点から出る半径線によりＮ個の均等間隔の領域に分割されて、横方向磁極鉄心の巻線に接続された通電回路が、交番するＮ極−Ｓ極−Ｎ極のシーケンスにより又は本明細書に説明されるコンセプトに合致する他の機能的なシーケンスによりパルス状のＤＣ電流を順々に印加する。配列方向及び回転方向はコンピュータ、プログラマブル論理センター、ソリッドステートＤＣ励磁システムにより制御される。このシステムは、交流電流（ＡＣ）システムよりも効率が高く、柔軟性が高い。固定子が通電されると、磁界が時計回り又は反時計回りに順に回転し、電機子の反対の極を引き寄せる。示される例においては、１２個の磁極鉄心グループがある。カード当たり３つのチャネルを有するあるソリッドステート励磁カードがそれぞれのグループの磁極鉄心を励磁するのに用いられる。すべての１２個の励磁カードは並行して機能する。それぞれのグループ区分にある３つの磁極鉄心が順々に、他の１１の磁極鉄心グループと並行して通電する。この連続した通電により、横方向磁極鉄心が回転子を所望の速度にて回転させる。
【００１８】
前記複数の横方向磁極鉄心のそれぞれは、それぞれの複数のスロット上に配置されてもよい。その結果、複数のスロットに配置された誘導コイル巻線が、横方向磁極鉄心の巻線が通電されるときに形成される高密度の移動磁束に曝され、フリーホイーリング永久磁石インサート及び／又は電磁インサートにより磁気回路が完成する。複数のフリーホイーリング永久磁石インサートはさらに磁界と同期して回転することができ、横方向磁極鉄心の巻線が順次通電されると、フリーホイーリング永久磁石インサートが横方向磁極鉄心の第２端部と整列して回転し、誘導巻線内に最大の磁束密度をもたらし誘導巻線内に電流の流れを誘導し、回転子の磁気抵抗を低減する。
【００１９】
実施形態において、複数のフリーホイーリング永久磁石インサートのそれぞれが、フリーホイーリング永久磁石インサートのそれぞれが形成する磁界から回転子を遮蔽する格納スリーブ内に収容されている。格納スリーブはミューメタルオーステナイト系鋼鉄及び／又は炭素鋼又はその他の同様の鋼鉄の交互の層から作られる。格納スリーブは１つ以上のベアリングを含み、格納スリーブや収容される永久磁石インサート部材の回転を支持する。
【００２０】
１つの側面において、発電機内の抵抗を低減させる方法が開示され、この方法は、幾何学的な設計を変更することや磁気遮蔽部のシステムと共に固定子コイルと関連して回転子を配置することを含む。結果として、発電機が電気負荷に接続される場合の回転子磁界と固定子の有害な磁界との相互作用が極めて小さくなる。この根源的なデザイン変更は、スロットに収容された誘導巻線を有する第１固定子部品の外周部に沿って、スロット回転子ペアの第１番号を分散して配置する工程を含む。スロット回転子ペアの第２番号は、スロットに収容された誘導巻線を有する第２固定子部品の外周部に沿って分散して配置される。第１固定子部品及び第２固定子部品のスロットは長手及び奥行きのアクセスに沿って軸方向に整列される。第２固定子部品における「外側の」周囲は、円形又はその他の適切な形状の固定子実施形態を指す場合には「内側の円周」に対応することもある。第１固定子部品の内周部及び第２固定子部品の内周部は互いに近接する。スロット回転子ペアの第１構成部材と第２構成部材は、第１及び第２磁気極性を有する巻線電機子極部分を少なくとも１つのペアを備えるスロット回転子を含む。スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材は同期して回転されて、第１磁気極性を有する第１構成部材の磁極部分のうち第１磁極部分と、第２磁気極性を有する第２構成部材の磁極部分のうち第２磁極部分がスロットと整列されて誘導巻線に最大の磁束密度をもたらし、誘導巻線に電流の流れを誘導する。それぞれのスロット回転子ペアの第１構成部材及び第２構成部材は、前記第１及び第２構成部材及びスロットのそれぞれの長手軸に沿って、第１固定子部品及び第２固定子部品の整列したスロットに整列される。その結果、前記第１及び第２構成部材の長手軸は整列したスロットの奥行軸と直交して整列される。
【００２１】
前記第１及び第２構成部材は磁気的に遮蔽されており、前記第１及び第２構成部材により生成された磁束がスロットにのみ向くように方向づけられ回転子ペアと固定子磁界との相互作用から生じる漏れ磁束及び磁気抵抗を最小限にする。第１構成部材と第２構成部材の遮蔽手段は第１及び第２固定子部品に設けられたそれぞれの開口部に挿入される。それぞれの開口部はスロットと縦方向に整列されて配置され、前記第１及び第２構成部材を部分的に遮蔽し、スロットの対応する縦方向開口部と磁気接続をし、最終的にはスロット内に配置される巻線と磁気接続をするために、スロットの縦方向開口部に対応する縦方向開口部を備えてもよい。
【００２２】
第１及び第２固定子部品の開口部はほぼ４５°〜１８０°開口部である。開口部は、固定子コイルの巻線プロセスに対応するのに必要である。第１及び第２部材回転子の遮蔽部を所定位置に配置した後、積層電気鋼遮蔽部カバーを配置することで開口部が閉じられる。この３６０°積層された遮蔽された回転子トンネルは、磁化された回転子の回転の３６０°にて同一の引力をもたらす。運転条件においては、磁性ベアリング効果がもたらされ、それゆえ磁化された回転子極と固定子鉄部との間の抵抗を取り除く。
【００２３】
スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材は互いに反対方向にそれらの軸を中心にしてスロットに重なって回転するため、前記第１及び第２構成部材間の磁極力の相互作用により生成される正味のトルクはほぼゼロとなり、特別な場合においては正味で大きなマイナストルクとなりうる。したがって、第１磁気極性を有する第１構成部材の磁極部分のうち第１磁極部分が第１方向にスロットと重なり回転する時、整列したスロット内の磁束密度を最大化するために第１磁気極性とは反対の第２磁気極性を有するように第２構成部材の磁極部分のうち第２磁極部分がシーケンスされる。磁極部分のうち第２磁極部分は前記第１方向と反対の第２方向に回転可能であり、第１及び第２磁気極性間に磁気回路を形成する。ある例における最初の角度は利用可能なモータ効果を生み出すようにタイミングを合わせてもよい。前記第１及び第２構成部材は同期して駆動してもよく、同期方法として、磁極部分のうち第１磁極部分がスロットに対して第１方向に正しく近接した位置にある瞬間に、前記第１磁気極性を有する前記第１構成部材の前記磁極部分のうちの第１磁極部分の電機子に励磁電流を流すことが挙げられる。磁極部分のうち第１磁極部分がスロットに対して第１方向に正しく近接した位置にある瞬間に、前記第１磁気極性を有する前記第１構成部材の前記磁極部分のうちの第１磁極部分の電機子の励磁電流。第２磁気極性を有する第２構成部材の磁極部分のうち第２磁極部分の電機子内の励磁電流も同様に流すことができる。交流電流（ＡＣ）は、スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材両方が適切に交番する第１及び第２磁気極性を与えられたときに生成される。ペアの第１スロット回転子ペアが第１極性のみを生成し、第２スロット回転子ペアが第２極性のみを生成する場合に、直流電流（ＤＣ）は同じスロット回転子ペアから生成される。これにより、適切な極における励磁電流の方向を変更することで、発電機をＡＣからＤＣに変更でき、この励磁電流の方向の変更は、励磁ＰＬＣ制御部のプログラムの変更でなされる。前記第１及び第２構成部材の電機子に励磁電流が供給される時に生成される磁束が実質的にスロットに向けて方向づけられるように、前記第１及び第２構成部材は遮蔽される。誘導巻線は交流電流、直流電流、単相又は三相、高圧Ｙ又は低圧Ｙで接続可能であるが、デルタ結線は禁止されていない。
【００２４】
他の例示的な側面において、第１固定子部品及び第２固定子部品を有するデュアル固定子を備えた発電機用の電磁アセンブリが提供される。スロットの第１極性は第２固定子部品の外周部に配置される。再度になるが、上述のように、閉じられた幾何学的な配置の固定子に対して、第２固定子部品の外周部は「内周」を参照することができる。第１及び第２部品の個々の内周部は近接するよう配置され、スロット間の磁気結合を向上させるために内周部の間に奥側鉄部を有する。スロットの第１及び第２極性はそれぞれが長手及び奥行軸に沿って整列されスロットペアを形成し、スロットの極性のそれぞれは、スロット内に設置された誘導コイル巻線を有する。アセンブリは、スロットペアに関連したスロット回転子ペアをさらに備える。スロット回転子ペアのそれぞれはスロットの第１極性の１つと整列して配置される第１スロット部材と、スロットペアに対応するスロットの第２極性の１つと整列して配置される第２スロット回転子部材とを有する。それぞれのスロット回転子部材は、第１磁気極性を有する磁極ペアのうち一方と第２磁気極性を有する磁極ペアのうち他方を備えた少なくとも１つの磁極ペアを有している。それぞれのスロット回転子部材は縦軸を中心に回転可能である。スロットペアに設置された誘導コイル巻線がスロット回転子ペアにより生成された磁束に曝されるように、スロット回転子ペアがスロットペアに沿って設置可能である。それぞれのスロット回転子部材はスロットに重なる開口部を有する遮蔽部を備えており、この遮蔽部は磁束をスロット内部に向けて方向付けをし外部の漏れ磁束を最小限にする。加えて、第１及び第２スロット回転子部材と第１固定子部品及び第２固定子部品の末端の歯部からの磁束から遮蔽するために遮蔽部品が設けられる。遮蔽部はミューメタルから作られる。第１スロット回転子部材に関連した第１極性を有する磁極のうちの１つの磁束がスロットペアの対応する第１スロットに方向づけられる場合、第２スロット回転子部材に関連した第２極性を有する磁極のうちの１つの磁束がスロットペアの対応する第２スロットに方向づけられ、第１及び第２スロット内に設置される誘導コイル巻線が曝されて磁束を増加させ、漏れ磁束を最小限にするように、第１スロット回転子部材及び第２スロット回転子部材は回転可能である。一実施形態において、スロットの第１極性は４８個のワイヤスロットを含むが、４８個に限定されるものではない。スロットの第２極性は４８個のワイヤスロットを含むことができるが、４８個に限定されるものではない。それぞれの第１固定子部品及び第２固定子部品は実質的に円形でもよく、第１固定子部品及び第２固定子部品はデュアル固定子の縦軸を中心に同心である。あるいは、第１固定子部品及び第２固定子部品は平面盤でもよい。他の実施形態において、スロットの第１極性は４つのワイヤスロットを含み、スロットの第２極性は４つのワイヤスロットを含む。第１固定子部品及び第２固定子部品のそれぞれが実質的に正方形をしており、ワイヤスロットは正方形の隅に位置し、第１固定子部品及び第２固定子部品はデュアル固定子の縦軸に同心である。この最後の実施形態は固定子内の起磁極から幾何学的に隔離することができ、そのため固定子と磁化された回転子間の抵抗力を大幅に低減できるため好適である。抵抗力をそれほど増加させることなく、スロットの第１極性とスロットの第２極性はそれぞれが１２個以下のワイヤスロットを備えられる。
【００２５】
スロット回転子部材に関連した第１極性を有する磁極のうち１つがスロットペアの対応する第１スロットと整列して回転するときに磁束を生成するため、また、第２スロット回転子部材に関連した第２極性を有する磁極のうち関連した磁極がスロットペアの対応する第２スロットと整列して回転するときに磁束を生成するため、励磁電流を第１スロット回転子部材及び第２スロット回転子部材に印加する励磁回路が備えられてもよい。第１スロット回転子部材に関連した第１極性を有する磁極のうちの１つがスロットペアの対応する第１スロットとの整列からずれて回転した場合、瞬間的に磁束を除去するように、また、第２スロット回転子部材に関連した第２極性を有する磁極のうち関連した磁極がスロットペアの対応する第２スロットとの整列からずれて回転する場合に瞬間的に磁束を除去するように、励磁回路はさらに第１スロット回転子部材及び第２スロット回転子部材から励磁電流を取り除いてもよい。磁束が消失して、第１及び第２スロット回転子部材からバッテリへと逆方向の電流の流れが形成される場合に生じる電流を伝達するためのダイオード回路を備えてもよい。励磁回路は、第１及び第２スロット回転子部材に関連した機械式又はソリッドステート式の整流子回路を備えてもよく、適切な部材が回転して整列したら、整流子回路は第１及び第２スロット回転子部材の１つを励磁電流に選択的に結合させてもよい。
【００２６】
様々な例示的な実施形態が本明細書にて論じられ説明され、高効率で非常に低い電磁抵抗にて電力を生成する発電機のような電気機械の側面にも関係している。抵抗の除去とその用途との関連性や超伝導体コイルの使用と用途との関連性が示され及び検討される。
【００２７】
ある一側面において、幾何学的な設計を変更することや固定子磁極と関連して回転子を配置することを含む、発電機内の抵抗を低減させる方法が開示される。その結果、発電機内の負荷電流の流れにより形成された固定子磁極が幾何学的に回転子穴部から隔離され、電磁遮蔽機能を提供し、固定子巻線内の電気負荷電流に伴う有効な固定子磁極を相殺する独特な巻線と共に、磁気遮蔽部のシステムにより遮蔽される。物理遮蔽は、回転子穴部の周りにある金属のミューメタル遮蔽部と電磁遮蔽とからなる。さらなる遮蔽機能が固定子の回転子穴部分にある独特の巻線パターンによりもたらされる。回転子磁極と潜在的な固定子磁極との磁性の相互作用をさらに低減させるには、固定子の有害な有効な磁気極性を中性化する負荷電流を流す間に、隣接する巻線に双方向の電流の流れを有する固定子巻線パターンをさらに独特なものにする。回転子を、固定子誘導巻線により形成される潜在的な固定子磁極から遮蔽したり幾何学的に隔離したりすることで、発電機が全電気負荷に接続された場合でも、回転子磁界が固定子の有害な磁界と非常に小さな鎖交磁束しか形成しないようになる。標準発電機からのこの根源的な設計変更は、スロット回転子ペアの第１構成部材を、回転子ペア穴部の内周部にあるスロットに収容された誘導巻線を有する第１固定子部品の外周部に沿って分散して配置する工程を含む。スロットは複数の軸方向に整列したスロットであり、１固定子スロット歯幅又は１スロットピッチで傾斜している。このようにスロットを傾斜させることは、回転子が回転してワイヤスロットを通過する時にスロットによりもたらされるエアギャップパーミアンス高調波を低減するために用いられる。回転子ペアの第２構成部材は、スロット回転子ペア穴部の内周部にあるスロットに収容された誘導巻線を有する第２固定子部品の外周部に沿っている。スロットは複数の軸方向に整列したスロットであり、軸から１スロット歯幅又は１スロットピッチだけ傾斜しており、回転子が磁束を回転させてワイヤスロットを通過する時に発生するエアギャップパーミアンス高調波を低減させる。第１固定子部品及び第２固定子部品のスロットは、１固定子スロット歯幅又は１スロットピッチだけ傾斜した状態で長手及び奥行きアクセスに沿って軸方向に整列される。第２固定子部品における「外側の」周囲は、円形又はその他の適切な形状の固定子実施形態を指す場合には「内側の円周」に対応することもある。第１固定子部品の「内周部」及び第２固定子部品の「内周部」は互いに隣接する。スロット回転子ペアの第１構成部材及び第２構成部材は、少なくとも１つの巻線電機子極部分を有するスロット回転子を備える。電機子極部分は、巻線電機子の回転子極部分全体を第１及び第２磁気極性間で交番させるゲート機構を有するソリッドステート励磁により励磁される。スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材は同期して回転してもよく、第１磁気極性と第２磁気極性とはスロットと整列されて誘導巻線に最大の磁束密度をもたらし、誘導巻線内に電流の流れを誘導する。それぞれのスロット回転子ペアの第１構成部材及び第２構成部材は、前記第１及び第２構成部材とスロットとのそれぞれの長手軸に沿って、第１固定子部品及び第２固定子部品の傾斜し整列したスロットと整列されており、前記第１及び第２構成部材の長手軸が整列したスロットの奥行き方向の軸と直交して整列する。
【００２８】
前記第１及び第２構成部材は磁気的に遮蔽されており、前記第１及び第２構成部材により形成された磁束は、回転子ペア及び／又は固定子磁界間で最低限の相互作用で、誘導ワイヤスロット内に方向づけられる。第１構成部材及び第２構成部材の遮蔽部は２つの手段で達成される。まず、ミューメタル遮蔽手段を効果が得られるような場所に設置し、回転子内や及び固定子磁界からの回転子磁界を隔離する。次に、独特の回転子穴部及び固定子誘導巻線が回転子と固定子との磁界間の磁束相互作用又は鎖交磁束を正味でゼロにする。
【００２９】
第１及び第２固定子部品の回転子ペア穴部開口部は固定子コイル巻線プロセスに対応するためだけに十分なものになっている。巻線プロセスが完了した後、開口部は着脱可能な積層固定子部品を設置して閉じられる。固定子スロットを傾斜することと共に、この３６０°の積層トンネルは、３６０°の回転全体において磁化された回転子と固定子鉄部との間に等しい鎖交磁束をもたらす。ある運転条件において、磁性ベアリング効果がもたらされ、磁化された回転子極と固定子鉄部との間に生じる、不規則な鎖交磁束と発生したエアギャップ高調波とによる抵抗を取り除くことができる。
【００３０】
第１及び第２極性を有するスロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材はその軸を中心にして互いに反対方向にスロットに重なるように回転し、前記第１及び第２構成部材間の磁極力（すなわち鎖交磁束）の相互作用により発生する正味のトルクはほぼゼロとなる。前記第１及び第２構成部材は同期して駆動され、この同期方法には、第１構成部材が第１方向に駆動される瞬間に、第１磁気極性を有する第１構成部材の磁極のうち第１磁極の電機子に励磁電流を流す工程を含む。第２磁気極性を有する第２構成部材の電機子にも同様に励磁電流を流す。スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材の両方に適切な交番する第１及び第２磁気極性形成されると、交流電流（ＡＣ）が生成される。ペアの第１スロット回転子が第１極性のみを生成し、第２スロット回転子ペアが第２極性のみを生成する時に、直流電流（ＤＣ）が同じスロット回転子ペアから生成される。これにより、適切な極の励磁電流の方向を変更することで、発電機をＡＣ電流からＤＣ電流へと変更できる。上記励磁電流方向の変更は、励磁ＰＬＣ（プログラマブル論理センター）制御部のプログラムの変更により達成されてもよい。誘導巻線は、ＡＣ電流、ＤＣ電流、単相又は三相、「高圧Ｙ」又は「低圧Ｙ」に接続できるが、デルタ結線は禁止されていない。生成された電力の周波数は、スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材の速度を変更することで変えてもよい。
【００３１】
他の例示的な側面において、第１固定子部品及び第２固定子部品を有するデュアル固定子を備えた発電機用の電磁アセンブリが提供される。回転子穴部の第１極性は第１固定子部品の外周部に配置される。回転子穴部の第２極性は第２固定子部品の外周部に配置される。上述のように、閉じられた幾何学的な配置の固定子に対して、第２固定子部品の外周部は「内側の」周囲部を参照することができる。第１及び第２部品の個々の内周部は近接するよう配置され、所望の寸法である奥側鉄部をそれらの間に有し、誘導ワイヤスロットを通じて磁気結合を向上させる。第１及び第２極性回転子穴部のそれぞれが長手軸に沿って配置され、スロットピッチ又はスロット歯の幅の距離だけ傾斜し、長手及び奥行軸に沿って配置された誘導ワイヤスロットを有する。スロットのそれぞれは、内部に配置された誘導コイル巻線を有する。アセンブリは回転子穴部内にスロット回転子ペアをさらに有する。それぞれのスロット回転子は、第１極を３６０°、第２極を３６０°として交番する交流磁極を有する。それぞれのスロット回転子部材は縦軸を中心にして回転可能である。スロット回転子ペアはスロットペアに沿って配置され、固定子の回転子穴部に配置された誘導コイル巻線がスロット回転子ペアにより生じた磁束に曝される。それぞれのスロット回転子部材は適切なスロットに配置された磁気遮蔽部を備えてもよく、これにより回転子穴部を固定子磁極から隔離する。遮蔽部はミューメタルから作られてもよい。
【００３２】
一実施形態において、スロットの第１極性は４つの回転子穴部に含まれ、スロットの第２極性は４つの回転子穴部に含まれる。第１固定子部品及び第２固定子部品のそれぞれは実質的に正方形をなすが、正方形に限定されることはない。回転子穴部は正方形の隅に配置され、第１固定子部品及び第２固定子部品デュアル固定子の縦軸と同心である。この最後の実施形態は、固定子内の起磁極（magnetomotive poles）から幾何学的に隔離することができ、そのため固定子と磁化された回転子間との抵抗力を大幅に低減できるため好適である。抵抗力をそれほど増加させることなく、スロットの第１極性とスロットの第２極性はそれぞれが４８個までのワイヤスロットを備えられるが、４８個に限定されるものでもない。
【００３３】
スロットの３６０°が反時計回りの方向に巻かれ、３６０°時計回りの方向に巻かれたスロットと重なるようにスロットが配線されている。そのため、誘導されたＮ極が誘導されたＳ極を相殺し、それゆえ電磁気によって誘導された潜在的な固定子磁界から回転子磁界を隔離できる。
【００３４】
一実施形態において、励磁回路が提供されてもよい。スロット回転子部材と関連した第１極性の磁極のうちの１磁極が回転してスロットペアの対応する第１スロットと整列した時に磁束を形成し、第２スロット回転子部材と関連した第２極性の磁極のうち関連した磁極が回転してスロット回転子穴部ペアの対応する第２スロット又は連続スロットと整列した時に磁束を形成するように、この励磁回路は第１スロット回転子部材及び第２スロット回転子部材に励磁電流を印加する。スロット回転子部材と関連した第１極性の磁極のうちの前記１磁極が回転して、複数のスロットペアの対応する第１スロットとの整列からずれた時に瞬間的に磁束を移動させ、第２スロット回転子部材と関連した第２極性の磁極のうち関連した磁極が回転してスロットペアの対応する第２スロットとの整列からずれた瞬間に磁束を除去するために、励磁回路は、第１スロット回転子部材及び第２スロット回転子部材から励磁電流を除去することもできる。磁束が消失して、第１及び第２スロット回転子部材からバッテリへと逆方向の電流の流れが形成される場合に生じる電流を伝達するためのダイオード回路を備えてもよい。励磁回路は、第１及び第２スロット回転子部材に関連した機械式又はソリッドステート式の整流子回路を備えてもよく、適切な部材が回転して整列したら、整流子回路は第１及び第２スロット回転子部材の１つを励磁電流に選択的に結合させてもよい。その他の実施形態において、第１スロット回転子部材及び第２スロット回転子部材の磁極又は極は一定の励磁電流を供給されてもよく、又は回転子の全円周３６０°が第１磁気極性及び第２磁気極性に交番するように通電されてもよい。
【００３５】
好適な実施形態において、回転子ペアの第１及び第２回転子の全円周３６０°の間、第１及び第２回転子は単極性（すなわちＮ極がＳ極と交番）である。単極性の回路はソリッドステートスイッチングシステムにより励磁され、このソリッドステートスイッチングシステムは回転子巻線のすべてが交互の方向に切り替え可能に、すなわち回転子全体をＮ極からＳ極へ及びＳ極からＮ極へと切り替え可能にする。この独自の設計により、プログラムＰＬＣ又は整流子回路が励磁回路を制御できる。励磁回路は励磁電流を第１スロット回転子部材及び第２スロット回転子部材に印加し、回転空間における回転子の位置に関係なく、スロット回転子部材に関連した第１極性の磁極のうち１磁極に毎秒５０回（５０Ｈｚ）又は毎秒６０回（６０Ｈｚ）で磁束を形成し、さらに第２スロット回転子部材に関連した第２極性の磁極のうち関連した磁極が励磁電流を印加されると磁束を形成し、それゆえ異なる極性の磁束を形成する。その結果、それぞれのスロットとその間にある奥側鉄部及び固定子コイルに磁気結合が生じる。この独特な実施形態により、回転子の速度により制御されるのではなく励磁回路により制御される周波数にて、どの速度においても発電機回転子を運転できる。この設計により、周波数を変更せずに回転子の速度を増減して電力出力における柔軟性がもたらされる。例えば、３，０００ｒｐｍにて作動する発電機は運転速度を６，０００ｒｐｍ以上に増加させれば、電力出力を２倍にでき、一方で、回転子コイルを一定のタイミングで励磁することで周波数を維持したまま、連続的に回転子の速度を低下させることで、所望の低い電力にまで電力を低下させることができる。電子の流れに対して非常に低い抵抗となる導線材料が用いられる場合、グラフェンがコード化されたマグネットワイヤ等の（常温超伝導体）が固定子及び回転子の両方を巻くのに用いられる場合、同じ電力入力に対しても電力出力のかなりの増加が実現できる。あるいは、超伝導体コイルを用いれば、５分の１又は１０分の１の大きさの発電機でも同じ電力出力を生成できる。
【００３６】
従来技術では様々な構成が提示されるが、どの構成も本開示にあるような磁気抵抗を減らす問題に取り組んでいない。例えば、カリーらによる米国特許出願公開第２０１１／０２２１２９８号において、テープ巻心積層回転子付きの電気装置が開示される。カリーは、磁化された部材を近接する固定子表面から遮蔽することや、外側鉄部及びワイヤスロットの小さな区分のみを回転子部材により生成される磁界に曝すということを教示していない。さらに、カリーは、誘導コイルが負荷に対して閉じている時に形成される固定子誘導磁極から回転子を幾何学的に隔離することを教示していない。さらに、カリーは、１つのコイルがＮ極に巻かれもう１つがＳ極に巻かれる２つのコイルを有するワイヤスロットことを教示していない。コイルは発電中は負荷に近いため、Ｎ極がＳ極を相殺し、Ｓ極がＮ極を相殺し、結果として固定子から電磁抵抗力を除去する。さらに、カリーは、これらの相殺する極は、固定子と回転子穴部内で３６０度の全円周の周りに巻かれる場合、中性電磁遮蔽効果を回転子の周りにもたらすことを開示していない。さらに、カリーは、３６０度の回転全体で固定子鉄部に一貫した鎖交磁束を提供できる、パルス状の単極性を交番することの好ましさは教示していない。
【００３７】
その他のシステムが従来技術に示されている。例えば、ダーラムらの米国特許第７，６０８，９６７号において、単一磁界回転子モータが開示される。しかし、ダーラムは、連続した領域の一連のＤＣ電磁石部材を並行して順次通電することで可変速電気モータの効率を向上させたり電磁抵抗を取り除いたりすることは教示していない。また、部材が、回転子の外周部に沿ったフリーホイーリング永久磁石回転子インサート又は電磁回転子インサートと相互作用することは教示していない。ダーラムは、励磁又は通電システム又は回路により制御される横方向磁極鉄心の通電に同期したＮ極・Ｓ極の通電については教示していない。さらに、ダーラムは、固定子のそれぞれの領域内の横方向磁極鉄心の巻線を連続して繰り返し通電し、それぞれの領域が並行して通電し移動磁界を形成し、回転子及び回転子磁性インサートの永久磁極又は電磁極部分を回転するために印加されるトルクを生成し、回転子磁性インサートは横方向磁極鉄心の第２端部のうちの端部と整列して回転し横方向磁極鉄心との鎖交磁束を増加し、横方向磁極鉄心の第１端部が固定子誘導巻線内の電流の流れを誘導するという、開示される発明で説明されることを教示していない。
【００３８】
その他の従来技術システムが様々な目的を達成するために存在するが、磁気抵抗を減らす問題に取り組むものはない。
【００３９】
そのため、電気モータ内の電磁抵抗を減らし効率を向上させるのと同期して、固定子極励磁システムへの給電を含む適切な用途にて使用可能な電力をコジェネ発電できる方法及び装置を提供することを目的とする。
【００４０】
電磁極を構成する方法及び装置であり、コンピュータ制御のソリッドステートＤＣ励磁システムにより適切な順序で電磁極を励磁する方法及び装置を提供することを追加の目的とする。
【００４１】
抵抗を減らし磁束結合を増加させるために、固定子システムの電磁極と整列した位置に例示的なフリーホイーリング電機子磁極を自由に動かして抵抗を低下させる例示的なフリーホイーリング電機子磁極を提供することがさらなる目的である。
【００４２】
巻線横方向磁極鉄心により励磁される例示的な誘導コイルであって、モータ／発電機が機械的エネルギを例示的なモータ軸に与えるたびに発電する例示的な誘導コイルを提供することを追加の目的とする。
【００４３】
モータコージェネレーションシステムがどのような利用可能な電源に応用できるように、極励磁ＤＣ電力供給に給電するのにＡＣ、ＤＣ及び／又はいかなる位相の電力を用いることを例示することをさらなる目的とする。
【００４４】
可変速運転を容易にする周波数励磁の方法を明らかにすることを追加の目的とする。５０Ｈｚ運転用の横方向磁極鉄心の励磁のシーケンスでは、それぞれの極を６．６６ｍｓ順次通電し、６０Ｈｚ運転用のシーケンスでは、５．５５ｍｓで順次通電する。しかし、これはコンピュータ制御の励磁システムを有する多速度モータであり、非常に小さな抵抗と、高効率と、固定子極励磁システムに並行して供給されることに使用される電力のコージェネレーションとにより可能となる幅広い運転速度となる多速度モータである。
【００４５】
高効率電気モータを用いて標準効率発電機を駆動し電力出力の正味の増加をもたらすという実施形態の使用を例示することを追加の目的とする。電力出力のさらに大きな純増加をもたらすための高効率電気モータ及び高効率発電機の使用を例示することをさらなる目的とする。
【００４６】
そのため、発電機のデュアル固定子の周囲に配置された整列したワイヤスロットに近接して回転する分散型スロット回転子ペアを提供することを目的とする。
【００４７】
スロット回転子ペアを用いて、強化した磁気回路を完成させ、最大の磁束をワイヤスロット内に設置する手段を例示することをさらなる目的とする。
【００４８】
電流（ＡＣ又はＤＣ）の周波数及び種類をコンピュータ制御の回転子励磁システムにより制御できるように、単極性／交番極性回転子ペアを使用することを例示することを追加の目的とする。
【００４９】
すべての回転子を共通の可変速駆動装置で制御する状態において、個別の三相電気モータを用いてそれぞれの回転子を駆動することを明らかにすることを追加の目的とする。
【００５０】
分極抵抗を前記積層鋼板カバーに生じることなく、均一な鋼鉄環境を提供し回転子を内包し磁性ベアリング効果を生じさせる積層電気鋼遮蔽部カバーの構成を明らかにすることをさらなる目的とする。
【００５１】
高効率発電機における幾何学的な位置関係や分散型スロット回転子ペアの遮蔽により、電磁抵抗力で消費されてしまうエネルギを電力としてリリースすることをさらなる目的とする。
【００５２】
高効率発電機を独立型の自給式電力設備の一部として使用することを例示することを追加の目的とする。
【００５３】
高効率発電機を用いて電力網に給電することを明らかにすることをさらなる目的とする。
【００５４】
高効率発電機を用いて自動車／発電設備に給電することを明らかにすることを追加の目的とする。
【００５５】
自動車ユニットが移動装置として使われていない間に、自動車／発電設備を使用して家庭、事業所、電力網に給電することを明らかにすることをさらなる目的とする。
【００５６】
高効率発電機により列車に給電する用途及び方法を明らかにすることを追加の目的とする。
【００５７】
高効率発電機を用いてボート及びその他の船舶に給電する用途及び方法を明らかにすることをさらなる目的とする。
【００５８】
高効率発電機を用いてバス及びトラックに給電する用途及び方法を明らかにすることを追加の目的とする。
【００５９】
高効率発電機を用いて飛行機及びその他の航空機に給電する用途及び方法を明らかにすることをさらなる目的とする。
【００６０】
高効率発電機の効率を試験しその効率を標準の発電機の効率と比較する試験プロトコールを明らかにすることを追加の目的とする。
【００６１】
そのため、分散型スロット回転子ペア（発電機のデュアル固定子の外周に配置された整列して傾いたワイヤスロットに近接して回転するものに限定されるわけではない）を提供することを目的とする。巻マグネットワイヤを有する大きなスロットへの狭い開口部を有する回転子穴部の３６０°に均等間隔のワイヤスロットを備えることをさらなる目的とする。この構成はパーミアンス高調波の制御に役立つ。
【００６２】
磁化された回転子と回転子穴部の固定子鉄部との間の空気スペースのパーミアンス高調波を制御するのに十分となるように、少なくともスロット間の歯の幅に等しいスロット整列における傾きを提供することを追加の目的とする。
【００６３】
スロット回転子ペアを用いて、強化した磁気回路を完成させ、最大の磁束をワイヤスロット、外側鉄部、固定子歯及び奥側鉄部に設置する手段を例示することをさらなる目的とする。
【００６４】
電流（ＡＣ又はＤＣ）の周波数及び種類をコンピュータ制御の回転子励磁システムにて制御できるように単極性の交番極性回転子ペアを用いることを例示することを追加の目的とする。
【００６５】
双極回転子又は単極回転子として機能しうるダブルシュー回転子を明らかにすることをさらなる目的とする。
【００６６】
２つの磁極片の外面の極性それぞれが、軸に近接する内側の反対の極と鎖交磁束を形成できるようにする中間の回転子遮蔽機構を明らかにすることを追加の目的とする。
【００６７】
２つのリードのみを有するきれいな、全強度単極回転子として機能するダブルシュー回転子を明らかにすることをさらなる目的とする。２つのリードは、励磁ボードのスイッチング機構によりフロート（＋−）（−＋）する。すなわち２つのリードはプラスリード及びマイナスリードに交互になる。
【００６８】
さもなければ、電磁抵抗力により消失又は消費されうるエネルギ入力を利用可能な電力としてリリースできるような固定子の機構及び設計を明らかにすることを追加の目的とする。
【００６９】
固定子固定子の重要な磁極を効果的に遮蔽したり相殺したりする独特の巻線パターンに加え、特殊な幾何学的な位置関係や分散型スロット回転子ペアの遮蔽により、回転子磁力を固定子誘導磁力から隔離する方法を明らかにすることをさらなる目的とする。
【００７０】
高効率発電機の効率を試験し、この効率を標準発電機の効率と比較する試験プロトコールを明らかにすることを追加の目的とする。
【００７１】
すべてコンピュータプログラムによって、固定子出力接続を電磁気によって変更したり、回転子の磁気極性を第１極から第１極や第２極に電磁気によって変更したりして、三相又は単相により運転可能な三相発電機を明らかにすることをさらなる目的とする。
【００７２】
電磁石スイッチングギアを介してスレーブのＰＬＣ及びソリッドステートスイッチングを有するコンピュータプログラムを用いてシステムを変更することにより、三相、単相、ＡＣ又はＤＣ及び、５０Ｈｚ、６０Ｈｚ、又は所望の他の周波数にて運転可能な三相発電機を明らかにすることを追加の目的とする。
【００７３】
教示された内容から逸脱することなく、異なる回転子穴部（固定子）を物理的に幾何学的に隔離することを明らかにすることをさらなる目的とする。
【００７４】
教示された内容から逸脱することなく、コンピュータの支援もソリッドステート励磁システムも用いずに運転できる三相発電機を明らかにすることを追加の目的とする。
【００７５】
非常に低い電気抵抗導線を用いて固定子及び回転子の両方を巻き、電気負荷への電力出力をかなり増加させることを明らかにすることをさらなる目的とする。
【００７６】
すべての回転子を共通の可変速駆動装置にて制御した状態で、個別の三相電気モータを用いてそれぞれの回転子を駆動することを明らかにすることを追加の目的とする。
【００７７】
電磁抵抗力により消費又は消失されうるエネルギをリリースする方法を明らかにすることをさらなる目的とする。このやり方は、高効率発電機における特殊な幾何学的な位置関係と分散型スロット回転子ペアの遮蔽である。
【００７８】
電子の流れに対して非常に低い抵抗となる超伝導材料を用いてユニットの固定子と回転子の両方を巻き、電力出力を大量に増加させることを明らかにすることを追加の目的とする。
【００７９】
独立型の自給式発電設備としてのユニットの機能を支援するために、書記素などの高導電性又は超伝導性の材料を用いることをさらなる目的とする。
【００８０】
高効率発電機を独立型の自給式電力設備として使用することを例示することを追加の目的とする。
【００８１】
高効率発電機を電力網の給電に用いることを明らかにすることをさらなる目的とする。
【００８２】
高効率発電機を用いて自動車／可搬式発電設備に給電することを明らかにすることを追加の目的とする。
【００８３】
自動車ユニットが移動装置として用いられていない間、自動車／発電設備を用いて家庭、事業所、電力網に給電することを明らかにすることをさらなる目的とする。
【００８４】
高効率ｙ発電機で列車に給電する用途及び方法を明らかにすることを追加の目的とする。
【００８５】
高効率発電機付きのボートやその他の水舟艇に給電する用途及び方法を明らかにすることをさらなる目的とする。
【００８６】
高効率発電機を用いてバス及びトラックに給電する用途及び方法を明らかにすることを追加の目的とする。
【００８７】
高効率発電機を用いて飛行機及びその他の航空機に給電する用途及び方法を明らかにすることをさらなる目的とする。
【００８８】
物理的に小さく軽量の発電装置により、超伝導体としてのグラフェン及び／又はその他の独自の独特な物質と、大容量コンデンサと超効率的な強磁性材料とを用いて電磁誘導を強めることを追加の目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
実施形態を十分にまたより明らかに理解するために、非限定的な例として、同様の参照番号は同様の又は対応する構成要素、領域及び部分及びを示している添付図面と関連して以下の記述を理解する。
【図１Ａ】図１Ａは、１つ以上の実施形態における、例示的な回転子格納ユニット及びエンドベルの側面図を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、１つ以上の実施形態における例示的な固定子及びリードの側面図を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、１つ以上の実施形態におけるスリップリングとベアリングレストと回転子磁性安定化コイルとを開示する例示的な回転子格納ユニットとエンドベルとの側面図を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、１つ以上の実施形態における例示的な固定子及びリードの側面図を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、１つ以上の実施形態におけるスリップリングとベアリングレストと電磁極インサートとエンドベルとを開示する例示的な回転子格納ユニットの側面図を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、１つ以上の実施形態における例示的な固定子及びリードの側面図を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、１つ以上の実施形態におけるスリップリングブラシ支持手段付きエンドベル、スリップリング、ベアリングレスト、電磁極インサートを有する例示的な回転子格納ユニットの側面図を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、１つ以上の実施形態におけるエンドベルを開示する例示的な回転子格納ユニットの側面図とスリップリングブラシ支持手段、スリップリング、ベアリングレスト、電磁極インサートの部分切取図を示す図である。
【図５】図５は、１つ以上の実施形態における例示的な固定子と、回転子及び例示的なフリーホイーリング永久磁石インサートを含む固定子インサート部と、ソリッドステートＤＣ固定子極励磁シーケンスシステムを利用可能にするための巻線及びリードを有する横方向磁極鉄心との断面端面図を示す図である。
【図６】図６は、１つ以上の実施形態における例示的な固定子と、回転子及び永久磁石安定化コイル及び例示的なフリーホイーリング永久磁石インサートを含む固定子インサート部と、ソリッドステートＤＣ固定子極励磁シーケンスシステムを利用可能にするための巻線及びリードを有する横方向磁極鉄心との断面端面図を示す図である。
【図７】図７は、１つ以上の実施形態における例示的な固定子と、回転子及び電力入力リード付きの例示的な電磁回転子磁極インサートを有する固定子インサート部と、非巻線横方向磁極鉄心（unwound lateral pole iron）との断面端面図を示す図である。
【図８】図８は、１つ以上の実施形態における例示的な固定子と、回転子及び電力入力リード付きの例示的な電磁回転子磁極インサートを有する固定子インサート部と、ソリッドステートＤＣ固定子極励磁シーケンスシステムを利用可能にするための巻線及びリードを有する横方向磁極鉄心との断面端面図を示す図である。
【図９】図９は、１つ以上の実施形態における例示的な固定子と、回転子及び電力入力リード付きの例示的な電磁回転子磁極インサートを有する固定子インサート部と、非巻線横方向磁極鉄心と、固定子発電コイルとの断面端面図を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、１つ以上の実施形態における例示的な非巻線横方向磁極鉄心の側面図を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、１つ以上の実施形態における例示的な非巻線横方向磁極鉄心の端面図を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、１つ以上の実施形態における例示的な銅マグネットワイヤ巻線横方向磁極鉄心の側面図を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、１つ以上の実施形態における例示的な銅マグネットワイヤ巻線横方向磁極鉄心の端面図を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、１つ以上の実施形態における電磁回転子極磁石安定化インサートの例示的な非巻線鉄磁極片（unwound iron pole piece）の側面図及び端面図を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、１つ以上の実施形態における電磁回転子極磁石安定化インサートの銅マグネットワイヤの例示的な巻線鉄磁極片（wound iron pole piece）の側面図及び端面図を示す図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、１つ以上の実施形態における電磁回転子磁極インサートの例示的な巻線鉄磁極片の側面図及び端面図を示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、１つ以上の実施形態における電磁回転子磁極インサートの銅マグネットワイヤの例示的な巻線鉄磁極片の側面図及び端面図を示す図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、１つ以上の実施形態における回転子の磁極穴部内にある炭素鋼とミューメタルとの積層スリーブの横方向の斜視図を示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、１つ以上の実施形態における、磁極穴部内にある、電磁回転子極磁石安定化インサートとの鎖交磁束のための開口部を有する炭素鋼とミューメタルとの積層スリーブの横方向の斜視図を示す図である。
【図１５】図１５は、１つ以上の実施形態における極磁石格納構成と鋼板とミューメタルとの積層スリーブに収容されベアリングにて支持された永久極磁石との横方向の上方斜視図を示す図である。
【図１６】図１６は、１つ以上の実施形態における回転子の周囲にある穴部内の炭素鋼とミューメタルとのスリーブに収容される極磁石及び格納構成の端面図を示す図である。
【図１７】図１７は、１つ以上の実施形態における水素製造器と接続される標準効率発電機を駆動する高効率電気モータと水素駆動標準駆動エンジンとを示す図である。
【図１８】図１８は、１つ以上の実施形態における高効率電気駆動モータ、標準効率発電機、接続されたエネルギ貯蔵装置を示す図である。
【図１９】図１９は、１つ以上の実施形態における標準効率発電機を駆動する高効率電気モータであって、送水ポンプと、貯水槽と、発電機タービンシステムの重力流とを用いる貯水システムと相互作用をする高効率電気モータを示す図である。
【図２０】図２０は、１つ以上の実施形態における電気駆動モータよりも低効率な発電機を駆動する高効率電気モータを通じて電力を増強する例示的な構造を示す図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、１つ以上の実施形態における、遮蔽された凹部に挿入されたデュアル電磁スロット回転子を有する例示的な巻線デュアル固定子機械（wound dual stator machine）を示す図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、１つ以上の実施形態における巻線デュアル固定子機械の例示的な三相巻線結線を示す図である。
【図２１Ｃ】１つ以上の代替実施形態において、図２１Ｃは例示的な巻線固定子機械（wound stator machine）を示す図である。
【図２１Ｄ】図２１Ｄは、１つ以上の代替実施形態における巻線固定子機械の例示的な三相巻線結線を示す図である。
【図２１Ｅ】図２１Ｅは、１つ以上の代替実施形態における巻線固定子機械の例示的な三相内部レース巻線を示す図である。
【図２１Ｆ】図２１Ｆは、１つ以上の代替実施形態における巻線固定子機械の例示的な三相巻線結線を示す図である。
【図２２】図２２は、極巻線、ミューメタル遮蔽部、ワイヤスロット、外側鉄部、奥側鉄部を含む例示的な双極電磁スロット回転子の２極の実施形態とＮ極とＳ極間での鎖交磁束とを示す図である。
【図２３】図２３は、極巻線と、ミューメタル遮蔽部と、導線を有するワイヤスロットと、外側鉄部と、奥側鉄部とを有する例示的な単極性交流リード電磁スロット回転子と、Ｎ極とＳ極間の鎖交磁束との２極の実施形態を示す図である。
【図２４】図２４は、積層鋼板ミューメタル遮蔽カバー付きの例示的な交流リード電磁スロット回転子の単極の実施形態を示す図であり、交流リード電磁スロット回転子は、極巻線と、ミューメタル遮蔽部と、回転子周囲の積層鋼板とを含む。
【図２５】図２５は、１つ以上の実施形態における、スロット、固定子、回転子、ミューメタル遮蔽部、ミューメタル遮蔽カバーの例示的な断面を示す図である。
【図２６】図２６は、１つ以上の実施形態における２４個のスロット固定子、回転子、ミューメタル遮蔽部、ミューメタル遮蔽カバーの断面描写を示す図である。
【図２７】図２７は、１つ以上の実施形態における単極回転子及びスリップリングを示す図である。
【図２８】図２８は、１つ以上の実施形態における例示的な固定子、固定子鉄部、回転子巻線、単極回転子、ミューメタル遮蔽部、積層鋼板ミューメタル遮蔽カバーの断面を示す図である。
【図２９】図２９は、１つ以上の実施形態における例示的な固定子、回転子駆動モータ、可変速駆動装置ユニットの端部投影図を示す図である。
【図３０】図３０は、１つ以上の実施形態における高効率発電機及び標準発電機のための例示的な制御及び試験システムを示した概略ブロック図である。
【図３１】図３１は、１つ以上の実施形態における例示的な通電回路からの励磁電流及び電圧のオシロスコープの波形を示す図である。
【図３２】図３２は、１つ以上の実施形態における例示的な高効率発電機を駆動する標準電気モータを含む、電力を増大するための例示的な構造を示す図である。
【図３３】図３３は、１つ以上の実施形態における、高効率発電機、水素製造器及び水素駆動エンジンを示す図である。
【図３４】図３４は、１つ以上の実施形態における、高効率発電機、標準効率電動モータ、接続されたエネルギ貯蔵装置を示す図である。
【図３５】図３５は、１つ以上の実施形態における高効率発電機、標準効率電動モータ、短期間貯蔵エネルギ供給装置としての窒素集積装置付き油圧システムを示す図である。
【図３６】図３６は、１つ以上の実施形態における高効率発電機、標準効率電動モータ、送水ポンプと貯水槽と発電機タービンシステム内の重力流とを用いる貯水システム、を示す図である。
【図３７】図３７は、１つ以上の実施形態における高効率発電機を駆動源として用いる自動車を示す図である。
【図３８】図３８は、１つ以上の実施形態における高効率発電機を駆動源と電力源との両方として用いる自動車を示す図である。
【図３９】図３９は、１つ以上の実施形態における高効率発電機を用いる電車用エンジンを示す図である。
【図４０】図４０は、１つ以上の実施形態における高効率発電機を用いる船舶を示す図である。
【図４１】図４１は、１つ以上の実施形態における高効率発電機を用いるバスを示す図である。
【図４２】図４２は、１つ以上の実施形態における高効率発電機を用いる航空機を示す図である。
【図４３】図４３は、１つ以上の実施形態における高効率発電機を用いる輸送用トラックを示す図である。
【図４４】図４４は、１つ以上の実施形態における例示的な構造の上方斜投影図を示す図である。
【図４５】図４５は、１つ以上の実施形態におけるワイヤスロットを形成する前のメイン固定子部品及び中央固定子部品の例示的な積層体を示す図である。
【図４６】図４６は、１つ以上の実施形態におけるワイヤスロットを形成する前のメイン固定子部品、中央固定子部品及び外側の固定子部品の例示的な積層体をさらに示す図である。
【図４７】図４７は、１つ以上の実施形態における固定子及び回転子の断面図を示す図であり、メイン固定子部品と、中央固定子部品と、傾斜固定子誘導コイルワイヤスロット及び双極回転子積層体を有する外側回転子穴隅部との例示的な積層体が含まれる。
【図４８】図４８は、例示的な単相実施形態及びその他の実施形態における、固定子及び回転子の断面図を示す図であり、メイン固定子部品と、中央固定子部品と、外側回転子穴部に配線された傾斜固定子誘導ワイヤスロット及び双極回転子積層体を有する外側回転子穴隅部との例示的な積層体が含まれる。
【図４９】図４９は、例示的な単相交流電流（ＡＣ）の実施形態及びその他の実施形態における、固定子及び回転子の断面図を示す図であり、メイン固定子部品と、中央固定子部品と、内側と外側回転子穴部にマグネットワイヤコイルを有する傾斜固定子誘導ワイヤスロット及び双極回転子積層体を有する外側回転子穴隅部との例示的な積層体が含まれる。
【図５０】図５０は、例示的な単相ＡＣの実施形態及びその他の実施形態における固定子及び回転子の断面図を示す図であり、メイン固定子部品と、中央固定子部品と、内側と外側回転子穴部内にマグネットワイヤコイルを有する傾斜固定子誘導ワイヤスロット及び双極性のマグネットワイヤ巻線を有する双極回転子積層体を備える外側回転子穴隅部との例示的な積層体が含まれる。
【図５１】図５１は、１つ以上の実施形態における固定子及び回転子の断面図を示す図であり、メイン固定子部品と、中央固定子部品と、傾斜固定子誘導ワイヤスロット付きの外側回転子穴隅部と、回転子積層体との例示的な積層体が含まれる。
【図５２】図５２は、１つ以上の実施形態における固定子及び回転子の断面図を示す図であり、メイン固定子部品と、中央固定子部品と、傾斜固定子誘導ワイヤスロット付きの外側回転子穴隅部と、運転回転子を形成する中心ミューメタル遮蔽部付きの回転子積層体との例示的な積層体が含まれる。
【図５３】図５３は、１つ以上の実施形態における固定子の一部の断面図を示す図である。
【図５４】図５４は、図５３の１つ以上の実施形態における中央固定子の断面図を示す図である。
【図５５】図５５は、１つ以上の実施形態における固定子構成部品の組み立て前の断面図を示す図である。
【図５６】図５６は、１つ以上の実施形態における組み立て済みの固定子積層体の断面図を示す図である。
【図５７】図５７は、１つ以上の実施形態における、代表的な外側の固定子巻線及びリードを含む組み立て済みの固定子積層体の断面図を示す図である。
【図５８】図５８は、１つ以上の実施形態における、内側の固定子部品、メイン積層体、外側の固定子部品、代表的な内側の固定子巻線及びリードを含む組み立て済みの固定子積層体の断面図を示す図である。
【図５９】図５９は、１つ以上の実施形態における可変速駆動装置を用いた同期運転制御における個別の駆動モータにて操作される例示的な回転子のセットを示す図である。
【図６０】図６０は、１つ以上の実施形態における回転子積層体、軸断面及びミューメタル遮蔽部回転子積層体の断面図を示す図である。
【図６１】図６１は、１つ以上の実施形態における回転子積層体の断面図をさらに示す図であり、回転子積層体、軸断面、ミューメタル遮蔽部、リードを用いた代表的な極巻線を含む。
【図６２】図６２は、１つ以上の実施形態における回転子穴部の断面図を示す図である。
【図６３】図６３は、１つ以上の実施形態における支持手段に収容された回転子穴部の断面図を示す図である。
【図６４】図６４は、１つ以上の実施形態における組み付けられた縦方向に連続した標準発電機ハウジングの側面図を示す図である。
【図６５】図６５は、１つ以上の実施形態における例示的な発電機の例示的な負荷試験システムの配置図を示す図である。
【図６６】図６６は、１つ以上の実施形態における図６５の負荷試験システムの電気配線の一部を示す図である。
【図６７】図６７は、１つ以上の実施形態における独立型高効率発電機の電気配線一部を示す図である。
【図６８】図６８は、２つの標準の単相発電機及び独立型高効率発電機の例示的な入力電力供給配線を示す図である。
【図６９】図６９は、２つの標準単相発電機及び独立型高効率発電機の例示的な出力電力配線を示す図である。
【発明の詳細な説明】
【００９０】
本明細書や簡単な概要にて論じられ説明される様々な例示的な実施形態において、例示的な高効率モータユニットは、モータ横方向磁極鉄心の反対側から発電もしながら、電磁抵抗を除去するか大幅に低減させる。様々な例示的な実施形態において、電流負荷を伝達する導線は、鋳鉄又は積層鋼板の磁極片（以後、横方向磁極鉄心という）に巻かれ、この横方向磁極鉄心は、電力コージェネレーション誘導コイルのコイルスロットに直接近接するよう配置され、この誘導コイルはモータ／発電機フレームの積層鋼板固定子のスロット内に巻かれて配置される。コージェネレーション誘導コイルは、１グループ当たり複数のコイルにて形成されてもよく、必要に応じて複数のグループが用いられる。
【００９１】
横方向磁極鉄心に巻かれたコイルは巻線電磁極を形成しており、Ｎ極に巻かれた３個以上の横方向磁極鉄心が発電誘導コイルの一部のそれぞれのスロット内で時計回り又は反時計回りで順々に通電されるようになっている。それぞれの横方向磁極鉄心が別々の導線で巻かれており、個別の磁極鉄心がソリッドステート横方向磁極鉄心励磁システムから別々に順々に通電されるようになっている。隣り合う部分に関連した横方向磁極鉄心のコイルは、逆方向に巻かれて関連した極の交互の磁界極性を形成する。Ｓ極に巻かれた横方向磁極鉄心も順々に時計回りに通電してもよい。なお、横方向磁極鉄心のそれぞれが、磁極鉄心の一端部がスロットのうちのそれぞれのスロットに設置され、機械の中心部に向かう他端部が、支持手段により積層鋼板発電機に固定された非鉄リングのスロットに設置されるように配置される（「ソリッドステート回転場電力コージェネレーション装置：ＰＣＴ／１Ｂ２０１０／００００３９」に記載のとおり）。横方向磁極鉄心の中心部に向かう端部はリングの内面と同一平面を成している。
【００９２】
他の一般的な側面において、積層鋼板発電機フレームは、ローラーベアリングやボールベアリング等を収容するエンドベルが取り付けられた円形ハウジングに覆われている。ローラーベアリングは、例えば、潤滑剤が充填された密封穴部内に取り付けられた、フリーホイーリング永久磁石インサートを含む非鉄機構を支持し、この永久磁石インサートは、軸に取り付けられた非鉄機構の外径周辺に設置されている。フリーホイーリング永久磁石インサートは、横方向磁極鉄心の分極化回路の通電に応じて順々にそして同期して調整される。フリーホイーリング磁石のこの調整機構により、フリーホイーリング永久磁石インサートと順次磁化される横方向磁極鉄心との間をより効果的に磁気結合させることができる。調整機構は、それぞれのフリーホイーリング磁石インサートから径方向に設置される巻線電磁インサート（wound electromagnetic insert）により構成され、このインサートが横方向磁極鉄心と共に同期して通電してフリーホイーリング永久磁石インサートを適切な方向に保持されるよう調整させてもよい。
【００９３】
例示的な側面において、フリーホイーリング永久磁石インサートの最初の１８０°の部分は、Ｎ極に磁化された永久磁石により構成され、残りの１８０°の部分は、Ｓ極に磁化された永久磁石により構成される。穴部（潤滑剤が充填された穴部等）は、格納手段により保持され、かつローラーベアリング等により支持されるフリーホイーリング永久磁石インサートを収容する。インサートは、炭素鋼とステンレス鋼とミューメタルとを交互に積層した遮蔽部により構成される円筒部により、さらに遮蔽される。遮蔽された円筒部は、固定子の周囲面へ４５°の開口部を有しており、横方向磁極鉄心の反対の磁極と相互作用及び磁気結合ができるようになっている。遮蔽された円筒部は、非鉄回転子の周囲面における１８０°反対側に４５°の開口部を有しており、電磁安定化インサートとフリーホイーリング永久磁石インサートとの相互作用及び磁気結合ができるようになっている。
【００９４】
個別の横方向磁極鉄心の巻線に励磁電流を流す等して固定子が電気的に活性化されると、形成された磁界が、Ｎ極として巻かれた３以上の磁極鉄心から構成される区分からＳ極に巻かれた区分へとそれぞれ順次循環し、フリーホイーリング永久磁石インサートの場合には磁界極性全体が反対の極を引き寄せるようにして１２以上のグループで順次繰り返される。安定化コイルインサートを有するフリーホイーリング磁石インサートの場合、安定化コイルは、自身と反対の極性を有する対応する横方向磁極鉄心が通電されるのと同じ瞬間に通電される。そのため、横方向磁極鉄心がＮ極を形成する場合、フリーホイーリング磁石のＳ極が横方向磁極鉄心に引き寄せられ、安定化コイルインサートにより形成されたＳ極により安定する。例示的な電磁回転子極インサートの例において、コンピュータ励磁システムでは、区分内の３個以上の横方向磁極鉄心コイルに渡るシーケンス回転のために、対応する横方向磁極鉄心のコイル極性と反対の極性の電磁回転子磁極インサートを順番に操作する。
【００９５】
コンピュータ励磁システムは、回転子がグループの最後の横方向磁極鉄心から次のグループの最初の横方向磁極鉄心へと回転するたびに電磁回転子磁極インサートの極性を切り替える。回転子がある横方向磁極鉄心領域から次の横方向磁極鉄心領域へ回転するのに１０〜１２ｍｓかかり、極性を変える時間として１０ｍｓ（ある極が消滅するのに５ｍｓ、ＤＣ励磁後に別の極のピークの極性に達するのに５ｍｓ）かかる。この連続の動作が３６０°の回転で繰り返され、それゆえ回転子を回転させ、トルク及び１分間当たりの回転数を発生させる。このようにして馬力が生成される。
馬力＝（トルク（ｆｔ＊ｌｂｓ）×ｒｐｍ）／５２５２
例えば、この例における３０００ｒｐｍのモータは横方向磁極鉄心それぞれが６．６ｍｓ毎に順々に通電される必要があり、及びこの例における３６００ｒｐｍのモータの場合には、横方向磁極鉄心それぞれが５．５５ｍｓ毎に順々に通電される必要がある。そのため、この例においては、３つの横方向磁極鉄心の区分が通電される［磁極鉄心＃１（６．６ｍｓ）＃２（６．６ｍｓ）＃３（６．６ｍｓ）＃１（６．６ｍｓ）＃２（６．６ｍｓ）＃３（６．６ｍｓ）＃１（６．６ｍｓ）など］。それぞれの区分は３つのチャネルを含む励磁ボードにより励磁される。チャネルは、例えば、６．６ｍｓ毎や５．５ｍｓ毎にて、又はモータの回転速度を変化させるための他の順序制御速度にて、順次通電する。
【００９６】
固定子及び回転子の磁極が順次変更されるため、抵抗力が最低限か又は全くない状態になる。フリーホイーリング永久磁石インサート及び電磁インサートの回転極は、例えば、あるインサートの極がコイル群の最初のＮ極に巻かれた横方向磁極鉄心の中心にちょうど重なると、次のインサートの極がグループの最初のＳ極に巻かれた横方向磁極鉄心にちょうど重なる死点となるように間隔を空けて配置されている。固定子の横方向磁極鉄心のＮ極・Ｓ極を連続で形成すると、磁力で回転する電機子が電力を生成するのとちょうど同じように発電誘導コイル内に電力を生成する。横方向磁極鉄心に連続で通電することで電機子も回転するので、機械的動力をモータ軸に生成できる。コージェネレーション構成部品は誘導コイルからの電力を取り出すため、特許「ソリッドステート回転場電力コージェネレーション装置（ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／００００３９）」に示されるように、中性線及び／又は接地への電流の流れのインピーダンスが低くできる。横方向磁極鉄心と電磁回転子磁極インサートとフリーホイーリング磁石用の電磁安定化インサートのための励磁ボードに、コジェネ発電の電力を用いて並列電源を提供してもよい。
【００９７】
上記概要は本質的には、簡潔な概要を提供する例示である。以下の明細書内の図を用いた解説により、よりよく理解できる。本明細書の図１Ａに照らして、例示的な高効率モータの基本構成部品が示される。この例においては、固定子１５は、固定子インサート４を保持し開口部７を有する穴部を備えた回転子６を収容してもよく、この開口部７は開口部７を透過する磁束との磁気結合を可能にする。固定子インサート４は、フリーホイーリング永久磁石インサート５を収容する。回転子機構は、一例の高効率モータの動力駆動軸でありうる軸８に接続されてもよい。具体的には、回転子６は固定子１５内にある（図１Ｂ参照）。固定子１５は、以降に詳述されるようにスロットと、コイルと、巻線横方向磁極鉄心とを有してもよい。軸８は、例えば、ベアリング又は同様の支持機構を収容可能なエンドベル２内の開口部１を通過するように設置されてもよい。共通中心軸８ｊ（図２Ａ）は、軸８を貫通して延設し、回転子６と固定子１５と以降に詳述される横方向磁極鉄心の支持構造との共通基準点としてもよい。このユニットは、それぞれのベルの孔３を用いてボルトで一体化してもよい。励磁入力リード１６、１７、１８（それぞれのリードは少なくとも４つの励磁回路リードを有する）と中性接地リード１９を用いて、ソリッドステートＤＣ励磁ボードからのリードを接続することで、このユニットへの入力電力が与えられる。発電コイルからの出力電力リード１３及び１４は、回転子電磁極及び／又は極安定化電磁インサート及び／又は適切な配電回路に給電する配電盤に取り付けられてもよい。
【００９８】
例としての代替実施形態が図２Ａに示される。この実施形態は、後にさらに説明されるように、回転子磁極と巻線横方向磁極鉄心との鎖交磁束を最大化する大幅に改良された方法を示す。この実施形態では、固定子１５が回転子インサート４を保持し開口部７を有する穴部を備える回転子６を収容してもよく、この開口部７は巻線横方向磁極鉄心の鎖交磁束を可能にする。回転子インサート４は、フリーホイーリング永久磁石５を収容する。適切な時間にフリーホイーリング磁石を安定化させることを目的として、またより優れた鎖交磁束のためにフリーホイーリング磁石極と巻線横方向磁極鉄心をよりよい配置にすることでトルクを向上させて、磁石安定化インサート８ｆがフリーホイーリング磁石インサートと軸の間に配置される。回転子機構が高効率モータの動力駆動軸となり得る軸８に接続されてもよい。エンドベル２のベアリング８ｉに嵌合するベアリングレスト８ｇが備えられてもよい。回転子軸８にスリップリングアセンブリ８ｋを装着してもよい。リング８ｃはリード８ｈに接続されており、リード８ｈは渦電流線材に接続されており、渦電流線材は回転子のすべての積層体を貫き１８０°の角度で互いに対向する２地点において電気接点を形成する。スリップリング８ｄは、リード線８ａに接続されており、リード線８ａは、ソリッドステート励磁配電盤内のゲート機構によりシフト又は交番するフローティング又は交流の（＋）（−）リードの一端である。スリップリング８ｅは、リード線８ｂに接続されており、リード線８ｂはリード８ａに対応するものであり、そのため、コイルリードの反対側のリードである。また、リード線８ｂもソリッドステート励磁配電盤内のゲート機構によりシフトされるフローティングする交流の（＋）（−）リードである。具体的には、回転子６は図２Ｂに示される固定子１５内に配置されてもよい。固定子１５はこれ以降に詳述されるように、スロット、コイル、巻線横方向磁極鉄心を有する。
【００９９】
追加の代替実施形態例として図３Ａに示される。この実施形態は、後にさらに説明されるように、回転子電磁極インサート８ｊと固定子の巻線横方向磁極鉄心の間の順次的な鎖交磁束を確立するための大幅に改良された方法を示す。この実施形態では、固定子１５は、固定子インサート４を保持する穴部を備えた回転子６を収容してもよく、この固定子インサート４は回転子電磁極インサート８ｊを収容する。固定子インサート４は、回転子電磁極インサート８ｊと横方向磁極鉄心の間の鎖交磁束を順次的に可能にする開口部７を備えている。回転子インサートは、回転子電磁極インサート８ｊを収容する。回転子機構高効率モータのこの実施形態における動力駆動軸となりうる軸８と接続されてもよい。エンドベル２のベアリングＢｉに嵌合するベアリングレスト８ｇが備えられてもよい。回転子軸８にスリップリングアセンブリ８ｋを装着してもよい。リング８ｃはリード８ｈに接続されており、リード８ｈは渦電流線材に接続されており、渦電流線材は回転子のすべての積層体を貫き、１８０°の位置で互いに対向する２地点において電気接点を形成する。スリップリング８ｄはリード線８ａに接続されており、このリード線は、ソリッドステート励磁配電盤内のゲート機構により交番されるフローティング又は交流の（＋）（−）リード構造の一端である。スリップリング８ｅはリード線８ｂに接続されており、リード線８ｂはリード８ａに対応するものであり、そのため、コイルリードの反対側のリードである。また、リード線８ｂも、ソリッドステート励磁配電盤内のゲート機構によりシフトされるフローティング又は交流の（＋）（−）リードである。具体的には、回転子６は図３Ｂに示される固定子１５内に配置されてもよい。固定子１５は本願の後半に詳述されるように、スロット、コイル、巻線横方向磁極鉄心を有する。
【０１００】
１つ以上の実施形態の例示的な構成部品のさらなる説明として、図４Ａはボルト機構８ｑにてエンドベル２にボルト留めされたスリップリングブラシ保持器格納手段８ｓを示す。電力ケーブル８ｌは、スリップリングブラシ保持器格納手段８ｓからのポート８ｔを介して出る。リード８ｍ（＋）（−）、８ｎ（＋）（−）、回転子渦電流アース８ｐが図４Ｂのスリップリングブラシ８ｏに取り付けられる。スリップリングブラシ８ｏは、運転モードでは、スリップリング８ｋと接触するように構成される。リード８ｐは固定子からの渦電流をアースに放電する。リード８ｍ及び８ｎは（＋）（−）と（−）（＋）とに交互に変わる。このスイッチングモードは励磁ボードにより制されるコンピュータＩ  ＰＬＣ（プログラマブル論理センター）のスイッチングゲート機構によりなされる。
【０１０１】
参考として、いくつかの例示的な実施形態回転子６（図１Ａ、図２Ａ、図３Ａ）の例示的な実施形態における、回転子電磁極インサートと回転子磁性安定化インサートとの交番極性要件を提供するスイッチは、非強磁性材により構成される。
【０１０２】
図５を参照すれば、固定子アセンブリの構成をさらに詳しく理解できる。図５は、積層固定子鉄部３１、積層された磁極鉄心３４、回転子６の断面端面図を示す。格納スリーブ４は、フリーホイーリング永久磁石インサート５を内部に収容する。積層固定子鉄部３１は、これ以降に詳述されるように、絶縁された開口ワイヤスロット２５と電気誘導コイル２９を備えてもよい。固定子３１とそれに関連した横方向磁極鉄心支持構造は、図示及び説明を目的として、領域（領域Ａ〜Ｌ等）に分割して、いくつかのスロット２５（本例の図５においては、１領域当たり３スロット）を割り当ててもよい。それぞれの領域は、特定の磁気極性にて巻かれた横方向磁極鉄心巻線を有するいくつかの横方向磁極鉄心と関連づけられた連続スロットを備えてもよい。横方向磁極鉄心を横方向磁極鉄心巻線のＤＣ電流の通電により順次的に励磁すると、移動磁界が形成される。
【０１０３】
支持部分２６により２つの領域のそれぞれに分割する。支持部分２６は横方向磁極鉄心格納リング２１に取り付けられ、横方向磁極鉄心格納リング２１を支持してもよく、この横方向磁極鉄心格納リング２１自体は、横方向磁極鉄心３４の内側の端部を支持してもよい。横方向磁極鉄心３４は、開口ワイヤスロット２５のそれぞれに、接続、収容、挿入、隣接、磁力接続等されている。横方向磁極鉄心３４の他端部が挿入されるように図示されているが、横方向磁極鉄心内で形成された磁束がスロット２５の外側鉄部と奥側鉄部に接続されて巻線２９に接続されるよう、横方向磁極鉄心の端部をスロットに重ねて配置する他の構造にしてもよいことが理解される。回転子６は軸８に設置され、上述の通りフリーホイーリング磁石インサート５を収容するよう構成された回転子インサート４を、磁気的に遮蔽された格納手段内に有している。この格納手段は、格納スリーブに収容されるローラーベアリング支持部を有しており、この格納スリーブは、ミューメタルや炭素鋼等の積層体からなり、この例においては外周部に少なくとも１つの位置に開口を有する。
【０１０４】
図６を参照すれば、代替実施形態及びその組み立てをさらに詳しく理解できる。図６では、積層固定子鉄部３１、積層された横方向磁極鉄心３４、回転子６が断面端面図にて示される。格納スリーブ４は内部にフリーホイーリング永久磁石インサート５を収容してもよい。積層固定子鉄部３１は、これ以降に詳述されるように、絶縁された開口ワイヤスロット２５と電気誘導コイル２９を備えてもよい。図示及び説明を目的として、固定子３１とそれに関連した横方向磁極鉄心支持構造を領域（領域Ａ〜Ｌ等）に分割して、いくつかのスロット２５（本例図６においては、１領域当たり３スロット）を割り当ててもよい。それぞれの領域は、特定の磁気極性にて巻かれた横方向磁極鉄心巻線を有するいくつかの横方向磁極鉄心と関連づけられた連続スロットを備えてもよい。横方向磁極鉄心を横方向磁極鉄心巻線のＤＣ電流の通電により順次的に励磁すると、移動磁界が形成される。
【０１０５】
支持部分２６により２つの領域のそれぞれに分割する。支持部分２６は横方向磁極鉄心格納リング２１に取り付けられ、横方向磁極鉄心格納リング２１を支持してもよく、この横方向磁極鉄心格納リング２１自体は、横方向磁極鉄心３４の内側の端部を支持してもよい。横方向磁極鉄心３４は、開口ワイヤスロット２５のそれぞれに、接続、収容、挿入、隣接、磁力で接続等されている。横方向磁極鉄心３４の他端が挿入されるように図示されているが、横方向磁極鉄心内で形成された磁束がスロット２５の外側鉄部と奥側鉄部に接続されて巻線２９に接続され、それにより巻線２９に電圧及び／又は電流の流れを形成するよう、横方向磁極鉄心の端部をスロットに重ねて配置する他の構造にしてもよいことが理解される。回転子６は軸８に設置され、上述の通りフリーホイーリング磁石インサート５を収容するよう構成された回転子インサート４を、磁気的に遮蔽された格納手段内に有している。この格納手段は、格納スリーブに収容されるローラーベアリング支持部を有しており、この格納スリーブは、ミューメタル及び炭素鋼等の積層体からなり、フリーホイーリング磁極と励磁した横方向磁極鉄心との磁気結合を可能にするよう外周部に開口部を有する。積層格納スリーブは第１開口部から１８０°対角にある第２開口部を有し、フリーホイーリング磁極とフリーホイーリング永久磁石安定化コイル３０間の磁束結合を可能にするように、第２開口部は積層格納スリーブの軸側にある。この状態では、例として、横方向磁極鉄心にＮ極が形成されると、隣接するフリーホイーリング磁石に近く、鉄心と整列した安定化コイルに同じ瞬間にＳ極が形成される。そのため、関係は以下の通りである。安定化コイル（Ｓ極）、横方向磁極鉄心（Ｎ極）、横方向磁極鉄心に対向するフリーホイーリング磁石（Ｓ極）、安定化コイル３０に対向するフリーホイーリング磁石（Ｎ極）となる。
【０１０６】
図７を参照すれば、代替実施形態及びその組み立てをさらに詳しく理解できる。図７において、積層固定子鉄部３１、横方向磁極鉄心３４及び回転子６が断面端面図で示される。格納スロット３２ａは、電磁回転子磁極インサート３２を収容してもよい。Ｎ極−Ｓ極の交流リードが、例として３５〜３６、３７〜３８にて示される。プログラム可能な励磁回路が図６の区分Ａ〜Ｌに示されるように区分おきにＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極などと切替える。電磁極インサートの極性は、ある区分から支持部分２６を通過して次の区分へと移るに従い極性が変化する。電磁極インサートは、１つの区分ではすべて同じ極性を保ち、この例においては３つの（ただし、３つに限定されない）横方向磁極鉄心で同じ極性を保つ。３６００ｒｐｍの回転数において、例えば、区分又は領域Ａから区分又は領域Ｂ（図６、図７、図８）への移動時間は、約１０ｍｓである。励磁された極や電磁極インサートが磁力を消失したり再び最大の磁束に到達するのにかかる時間は約１０ｍｓである。そのため、極がある区分（例えば、区分Ａ）を離れると極は磁力を失い、極が区分Ｂに到達すると反対の極性の最大の磁束に到達する。図７のこの例においては、積層固定子鉄部３１は、絶縁された開口ワイヤスロット２５と電気誘導コイル２９を備えてもよい（図８）。図示及び説明を目的として、固定子３１とそれに関連した横方向磁極鉄心支持構造を領域（領域Ａ〜Ｌ等）に分割して、いくつかのスロット２５（図７の本例においては、１領域当たり３スロット）を割り当ててもよい。それぞれの領域は、特定の磁気極性にて巻かれた横方向磁極鉄心巻線を有するいくつかの横方向磁極鉄心と関連づけられた連続スロットを備えてもよい（図７、図８）。
【０１０７】
横方向磁極鉄心が横方向磁極鉄心巻線の直流活性化により順次的に励磁されると、移動磁界が形成される。支持部分２６により２つの領域のそれぞれに分割する。支持部分２６は横方向磁極鉄心格納リング２１に取り付けられ、また横方向磁極鉄心格納リング２１を支持してもよく、この横方向磁極鉄心格納リング２１自体は、横方向磁極鉄心３４の内側の端部を支持してもよい。横方向磁極鉄心３４は、開口ワイヤスロット２５のそれぞれに、結合、収容、挿入、隣接、磁力接続等されている。横方向磁極鉄心３４の他端が挿入されるように図示されているが、横方向磁極鉄心内で形成された磁束がスロット２５の外側鉄部と奥側鉄部に接続されて巻線２９に接続され（図５、図６、図８、図９）、これにより巻線２９に電圧及び／又は電流の流れを発生させるように、横方向磁極鉄心の端部をスロットに重ねて配置する他の構造にしてもよいことが理解される。
【０１０８】
回転子６は軸８に設置され及び電磁回転子磁極インサート３２を有する。電磁極インサート３２は格納スロット３２ａに含まれる溝穴付きロック機構により所定位置に固定され、この格納スロット３２ａは、電磁回転子磁極インサート３２を収容する。電磁回転子磁極インサート３２は回転子６の周囲面と同一平面を成し、電磁回転子磁極インサート３２の広がった周囲部と横方向磁極鉄心の内側の端部との磁気結合を可能にする。それぞれの領域において、巻線横方向磁極鉄心を、回転数が３，０００ｒｐｍの場合６．６ｍｓの間、回転数が３，６００ｒｐｍの場合５．５５ｍｓの間、さらに高速、さらに低速の場合には適切な順序と進行度合いにて、順次通電する。
【０１０９】
磁極鉄心は特定の領域にて、Ｎ極かＳ極に巻かれ、例えば、領域（Ａ）はＳ極、領域（Ｂ）はＮ極、領域（Ｃ）はＳ極、領域（Ｄ）はＮ極、領域（Ｅ）はＳ極、領域（Ｆ）はＮ極、領域（Ｇ）はＳ極、領域（Ｈ）はＮ極、領域（Ｉ）はＳ極、領域（Ｊ）はＮ極、領域（Ｋ）はＳ極、領域（Ｌ）はＮ極のように交互になる。横方向磁極鉄心は、例えば１領域当たり３つの横方向磁極鉄心として、６．６ｍｓ毎又は追加の例においては他の適切な速度にて、連続して順々に通電される。領域（Ａ）では、シーケンスは以下の通りである。５１、（６．６ｍｓ）−７５２（６．６ｍｓ）−７５３（６．６ｍｓ）−７５１（６．６ｍｓ）−７など。上記の領域（Ａ）の例で説明されるシーケンスは、領域（Ａ）で同時に繰り返され、また、領域（Ｂ）、領域（Ｃ）、領域（Ｄ）、領域（Ｅ）、領域（Ｆ）、領域（Ｇ）、領域（Ｈ）、領域（Ｉ）、領域（Ｊ）、領域（Ｋ）、領域（Ｌ）とも同時に繰り返される。
【０１１０】
図８の領域（Ａ）にて５１、５２、５３を連続してＳ極を形成する例が記載されており、電磁回転子磁極インサートがソリッドステート励磁システムによりＮ極に励磁され、電磁回転子磁極インサート３２のＮ極磁束に結合した横方向磁極鉄心のＳ極磁束の連続した回転移動が回転子６に適切なトルクの回転運動をもたらし、これが回転子軸８を通じて回転モードに伝達される。図８のさらなる例として、領域（Ｂ）においてＮ１、Ｎ２、Ｎ３を連続して通電する場合、電磁回転子磁極インサートがソリッドステート励磁システムによりＳ極に励磁され、電磁回転子磁極インサート３２のＳ極に結合した横方向磁極鉄心の磁束の連続した回転移動が回転子６に特定トルクの回転運動をもたらし、これが回転子軸８を通じて回転負荷に伝達される。電磁回転子磁極インサート３２は、例えば、リード線３５、３６のリードペアや３７、３８のペアを通じて給電又は励磁される。これらのリード線のペアは、「フローティング」リードであり、１２個すべての電磁回転子磁極インサートにより用いられる。代わりに、リード線は、励磁ボードから電流が供給され、極性が（＋）−７（−）と（−）−７（＋）と交番する。
【０１１１】
図８を参照すると、例示的な実施形態とその組み立て及び機能についてさらに詳しく理解できる。図８において、積層固定子鉄部３１、横方向磁極鉄心３４（図７、図８）、回転子６が断面端面図にて示される。格納スロット３２ａ（図７に図示及び表示あり）は電磁回転子磁極インサート３２（図７）を収容してもよい。Ｎ極／Ｓ極交流リードが例として３５〜３６及び３７〜３８として示される。プログラム可能な励磁回路が、Ｎ極−７、Ｓ極−７、Ｎ極−７、Ｓ極−７等に切替え、すなわち磁極が区分Ａ〜Ｌを通過し回転して次の区分に移るに従い、極性が切り替わる。電磁極インサートの極性は、ある区分から支持部分２６を通過して次の区分へと移るに従い極性が変化する。電磁極インサートは１つの区分又は領域ではすべて同じ極性を保ち、この例では、３つの（ただし、３つに限定されない）横方向磁極鉄心で同じ極性を保つ。回転数が３，６００ｒｐｍにおいて、例えば、区分又は領域Ａから区分又は領域Ｂへの移動時間は約１０ｍｓである。電流が停止して電磁極インサートの励磁された極が磁力を消失する場合や逆方向の電流を供給し再度最大の磁束に達する場合に必要な時間は約１０ｍｓである。そのため、ある領域又は区分（例えば領域又は区分Ａ）を離れると極は磁力を失い、極が領域又は区分Ｂに到達すると反対の極性の最大の磁束に到達する。上述の例において回転子の励磁の開始時間を操作すると最大のトルク及び最小の抵抗に到達できることは当業者にとっては明らかである。
【０１１２】
図８のこの例において、積層固定子鉄部３１は、絶縁された開口ワイヤスロット２５と電気誘導コイル２９を備えてもよい。図示及び説明を目的として、固定子３１とそれに関連した横方向磁極鉄心支持構造が領域（領域Ａ〜Ｌ等）に分割され、いくつかのスロット２５（本例図８においては１領域当たり３スロット）が割り当てられてもよい。それぞれの領域が特定の磁気極性にて巻かれた横方向磁極鉄心巻線を有するいくつかの横方向磁極鉄心と関連した連続スロットを含んでもよい（図８）。横方向磁極鉄心巻線に直流を通電し横方向磁極鉄心が連続して励磁されると、移動磁界が形成される。
【０１１３】
支持部分２６により２つの領域のそれぞれに分割する。支持部分２６は横方向磁極鉄心格納リング２１に取り付けられ、また横方向磁極鉄心格納リング２１を支持してもよく、この横方向磁極鉄心格納リング２１自体は、横方向磁極鉄心３４の内側の端部を支持してもよい。横方向磁極鉄心３４は、開口ワイヤスロット２５のそれぞれに、結合、収容、挿入、近接、磁力結合等されている。横方向磁極鉄心３４の他端が挿入されるように図示されているが、横方向磁極鉄心内で形成された磁束がスロット２５の外側鉄部と奥側鉄部に結合されて巻線２９に結合され（図５、図６、図８、図９）し、これにより巻線２９に電圧及び／又は電流の流れを形成するように、横方向磁極鉄心の端部をスロットに重ねて配置する他の構造にしてもよいことが理解される。
【０１１４】
回転子６は軸８に配置され、電磁回転子磁極インサート３２を有する。電磁回転子磁極インサート３２は格納スロット３２ａ（図７）に含まれる溝穴付きロック機構により所定位置に固定され、この格納スロット３２ａが、電磁回転子磁極インサート３２を収容してもよい。電磁回転子磁極インサート３２の中心側端部は回転子６の周囲面と同一平面を成し、電磁回転子磁極インサート３２の広がった周囲部と横方向磁極鉄心の内側の端部との磁気結合を可能とする。それぞれの領域において、巻線横方向磁極鉄心は、例えば回転数が３，０００ｒｐｍの場合６．６６ｍｓの間、回転数が３，６００ｒｐｍの例の場合５．５５ｍｓの間、さらに高速、さらに低速の回転数の場合には適切なシーケンスと速度にて、順次通電する。特定の領域にて、横方向磁極鉄心はＮ極かＳ極に巻かれ、例えば、領域（Ａ）はＳ極、領域（Ｂ）はＮ極、領域（Ｃ）はＳ極、領域（Ｄ）はＮ極、領域（Ｅ）はＳ極、領域（Ｆ）はＮ極、領域（Ｇ）はＳ極、領域（Ｈ）はＮ極、領域（１）はＳ極、領域（Ｊ）はＮ極、領域（Ｋ）はＳ極、領域（Ｌ）はＮ極のように、領域間で交互になる。横方向磁極鉄心は、例えば１領域当たり３つの横方向磁極鉄心が６．６ｍｓ毎又は追加の例においては他の適切な速度にて連続して順々に通電され、領域（Ａ）においては、シーケンスが以下の通りとなる。Ｓ１、（６．６ｍｓ）−７５２（６．６ｍｓ）−７５３（６．６ｍｓ）−７５１（６．６ｍｓ）−７など。
【０１１５】
上記領域（Ａ）に対して例で説明されるシーケンスは領域（Ａ）にて同時に繰り返され、領域（Ｂ）、領域（Ｃ）、領域（Ｄ）、領域（Ｅ）、領域（Ｆ）、領域（Ｇ）、領域（Ｈ）、領域（Ｉ）、領域（Ｊ）、領域（Ｋ）、領域（Ｌ）とも同時に繰り返される。例としての図８にて、領域（Ａ）においてＳ１、５２、５３に連続してＳ極を形成する間、電磁回転子磁極インサートはソリッドステート励磁システムによりＮ極に励磁され、ソリッドステート励磁システムは回転子軸のエンドコーダーからの信号により始動される。その結果、横方向磁極鉄心領域（Ａ）の磁束の連続した回転移動が電磁回転子極インサート３２のＮ極と結合し、発生した適切なトルクにて回転子６に回転運動をもたらし、これが回転子軸８を通じて回転負荷に伝達される。図８のさらなる例として、領域（Ｂ）においてＮ１、Ｎｉ、Ｎ３に連続して通電する場合、電磁回転子磁極インサートがソリッドステート励磁システムによりＳ極に励磁される。その結果、横方向磁極鉄心の磁束の連続した回転移動が電磁回転子磁極インサート３２のＳ極に結合し回転子６に特定トルクの回転運動をもたらし、これが回転子軸８を通じて回転負荷に伝達される。電磁回転子磁極インサート３２は、例えば、リード線３５、３６のリードのペアや３７、３８のペアを通じて給電又は励磁される。例におけるこれらのリード線のペアは、「フローティング」リードであり、１２個すべての電磁回転子磁極インサートにより用いられる。代わりに、リード線は、ソリッドステート励磁配電盤から電流が供給され、例えば（＋）から（−）へ、及び（−）から（＋）へと極性を交互に切替える。
【０１１６】
図９を参照すれば、例示的な実施形態及びその組み立てと機能をさらに詳しく理解できる。図９において、断面端面図、積層固定子鉄部３１、横方向磁極鉄心３４、回転子６が示される。回転子６の格納スロット３２ａは電磁回転子磁極インサート３２を収容してもよい。Ｎ極／Ｓ極交流リードが例として３７〜３８にて示される。プログラム可能な励磁回路はＮ極７Ｓ極−？Ｎ極−？Ｓ極等に切替え、すなわち区分Ａ〜Ｌを極性が回転して通過するに従い極性が次の区分を通過する時に極性が切り替わる。電磁極インサートの極性は、ある区分から支持部分２６を通過して次の区分へと移るに従い極性が変化する。ＰＬＣ内蔵型励磁カードに信号を送る回転子エンコーダが極反転のタイミングを指示する。電磁極インサートは１つの区分ではすべて同じ極性を保ち、この例においては３つの（ただし、３つに限定されない）横方向磁極鉄心で同じ極性を保つ。回転数が３，６００ｒｐｍにおいて、例えば区分（Ａ）から区分（Ｂ）への移動時間は約１０ｍｓである。電流が停止して電磁極インサートの励磁された磁極が磁力を消失する場合や、逆方向の電流を供給し再度最大の磁束に到達する場合に必要な時間は、約１０ｍｓである。そのため、ある区分（例えば、区分（Ａ））を離れると極は磁力を失い、極が区分（Ｂ）に到達すると反対の極性の最大の磁束に到達する。
【０１１７】
図９のこの例においては、積層固定子鉄部３１は、絶縁された開口ワイヤスロット２５と電気誘導コイル２９を備えてもよい。支持部分２６により２つの領域のそれぞれに分割する。支持部分２６は横方向磁極鉄心格納リング２１に取り付けられ、また横方向磁極鉄心格納リング２１を支持してもよく、この横方向磁極鉄心格納リング２１自体は、横方向磁極鉄心３４の内側の端部を支持してもよい。横方向磁極鉄心３４は、開口ワイヤスロット２５のそれぞれに、結合、収容、挿入、隣接、磁力接続等されている。横方向磁極鉄心内で形成された磁束がスロット２５の外側鉄部と奥側鉄部に結合されて巻線２９に結合され、このことで巻線２９に電圧及び／又は電流の流れを形成するように、横方向磁極鉄心の端部をスロットに重ねて配置するような構造にしてもよい。電気誘導コイル２９は、それぞれのコイルの「出力リード」を次のコイルの「入力リード」につなげるジャンパ線３９、３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄにより直列で接続されている。例えば、「入力リード」及び「出力リード」は連続する丸数字（１）〜（１２）にて指定されている。図９に示されるように、領域Ｌ〜Ａにおいて、丸数字の（２）はジャンパ線３９により領域Ｂ〜Ｃにおける丸数字の（３）リードに接続される。すべてのコイルが残りのリード３３（＋）と３３ａ（−）と直列で接続されるまで、この接続配置を時計回りに続けてもよい。これらリード３３、３３ａを用いてソリッドステート励磁システムに並列給電してもよい。
【０１１８】
図１０Ａ、図１０Ｂを参照すれば、その組み立てと機能をさらに理解できる。図１０Ａは例示的な非巻線横方向磁極鉄心４１の側面図を示す図である。磁極鉄心である部位４５は横方向磁極鉄心格納リングに取り付けられる横部材４６による境界にて区画される。固定子取り付け手段は、４２、４３、４４で示される。この部品には溝機構が形成され、溝機構は例えば固定子３１の歯状突起エリアと嵌合してもよい（図９）。図１０Ｂは、非巻線横方向磁極鉄心４１の端面図である。
【０１１９】
図１１Ａ、図１１Ｂを参照すれば、その組み立てと機能をさらに理解できる。図１１Ａは、巻線４７が巻かれた横方向磁極鉄心４１を示し、巻線４７はＳ極を形成する場合は時計回りに巻かれ、Ｎ極を形成する場合は反時計回りに巻かれる。所望の極性を得るために、リード４７ａ、４７ｂをプラス又はマイナスのリードに通電してもよい。
【０１２０】
図１２Ａを参照すれば、その組み立てと機能をさらに理解できる。図１２Ａは、電磁回転子極磁石安定化インサート５２の、例示的な非巻線鉄磁極片の側面図及び端面図を示す図である。磁極コイルエリアである部位５０は、横部材エリア５１、４９の境界により区画される。インターロックスロット４８は、回転子６の所定位置に鉄磁極片５２を固定する。
【０１２１】
その組み立て及び機能を理解するために、図１２Ｂを参照してもよい。図１２Ｂは、電磁回転子極磁石安定化インサート５２の例示的な巻線鉄磁極片の側面図及び端面図を示す図である。巻線５３は絶縁された磁極鉄心５０に巻かれた電磁石線で作られている。コイルの境界は横部材４９及び５１により区画される。インターロックスロット４８が端面図に示される。リード５４、ＳＳは「フローティング」リードであり、Ｎ極からＳ極への切り替え及びＳ極からＮ極への切り替えのためにプラス又はマイナスになる。このスイッチング機能はソリッドステート励磁配電盤に含まれるゲート機構により制御される。
【０１２２】
その組み立て及び機能をさらに理解するために、図１３Ａを参照してもよい。図１３Ａは、電磁回転子磁極インサートＳ８の例示的な非巻線鉄磁極片の側面図及び端面図を示す図である。磁極コイルエリアである部位６０は図１３Ｂに示された横部材６１とインターロック複合体５６、５７、５９との境界により区画されている。絶縁された鉄心６に巻かれたコイル６２は２つのリード線６２ａ及び６２ｂを有する。これらリードそれぞれはＮ極からＳ極への切り替え及びＳ極からＮ極への切り替えのためにプラス又はマイナスになる。このスイッチング機能はソリッドステート励磁配電盤に含まれるゲート機構により制御され、ソリッドステート励磁配電盤を用いて電磁回転子磁極インサート５８を励磁してもよい。
【０１２３】
その組み立て及び機能を理解するために、図１４Ａを参照してもよい。図１４Ａは１つ以上の実施形態における回転子の磁極穴部に圧入される炭素鋼／ミューメタル積層スリーブの横方向の斜視図を示す図である。実施形態において、スリーブの長さは例示的な回転子の幅（本例においては８インチ等）に対応する。しかし、特定の用途によっては長さは長くても短くてもよい。この積層体は非磁性の又は磁性の炭素鋼やミューメタル等の鉄ニッケル系合金により構成される。ミューメタルはすばらしい遮蔽特性を呈するが、ミューメタルよりも遮蔽の程度が高い鋼鉄と比較して比較的柔らかい。そのため鋼鉄とミューメタルとを組み合わせた積層体は、優れた強度及び磁気遮蔽特性を呈する。磁性鋼鉄が用いられた場合、ミューメタルでも、優れた磁気遮蔽特性を呈する。図１４Ｂに示されたインサートは、回転子６積層体又は固体材料ブロックに機械加工又はレーザ切削された穴部に圧入される。図１４Ｂに示されるように、積層スリーブ６５は開口部６４、６４ａを備えており、フリーホイーリング永久磁石インサート４に関連した磁束場が横方向磁極鉄心３４等の横方向磁極鉄心の端部と妨害されずに相互作用や磁気結合できるようにしている。ベアリング支持部６３が備えられてもよく、例えば、回転子インサート４のベアリングに追加の構造支持部及びガイド部を提供するスリーブに溝として形成されてもよい。
【０１２４】
上述の積層鋼板／ミューメタルスリーブに収容される回転子インサート４の横方向斜視図が、図１５に示される。それぞれのスリーブ及びそれに関連するすべてのアセンブリが縦軸６９ｂに沿って配置され縦軸６９ｂを中心に回転してもよい。磁石格納手段４は炭素繊維やオーステナイト系鋼鉄等のような非鉄導電材料にて構成される。開口スロット又は開口部６８を介して、永久磁石６９、７１が例えば、上述のように横方向磁極鉄心の端部に曝されてもよく、また、永久磁石６９、７１が、永久磁石と磁化された横方向磁極鉄心との間に鎖交磁束を形成してもよい。永久磁石６９、７１は例えば、ネオジムや、サマリウムコバルトや、同様の品質の高エネルギ製品の磁性体により構成されてもよい。永久磁石７１は、鉄製導電薄板７０ｂにＮ極を格納手段の外面に向けた状態で接合されてもよい。永久磁石６９は、鉄製導電薄板７０ｂにＳ極を格納手段の外面に向けた状態で接合されてもよい。ミューメタルの適切な大きさの薄膜を用いて遮蔽部７０、７０ａを形成でき、これら遮蔽部７０、７０ａは永久磁石６９、薄板７０ｂ、永久磁石７１の側面に接合されてもよい。磁石支持部４を上述の積層スリーブ６５（図１４）内に取り付けてもよく、磁石支持手段４が顕著な機械抵抗なく自在に回転できるようにボールベアリング又はローラーベアリングを介して回転できるようにしてもよい。
【０１２５】
図１６は、格納手段７５に収容されるフリーホイーリング磁石インサート６９、７１を含む回転子インサート４の端面図である。格納手段７５自体は積層スリーブ６５内に収容される。回転子インサート４は、本明細書にて上記で説明されるように、回転子６の周囲に形成される穴部内に含まれてもよい。図１６では、ミューメタル円筒部６６が炭素鋼円筒部に接着剤６６ａで接着されている。積層構造体６５は接合リベット６７で固定される。
【０１２６】
図１７を参照すれば、その組み立て及び機能をさらに理解できる。図１７は、高効率電気モータ、水素製造器、水素駆動の標準の駆動エンジン、標準の発電機を示す図である。例においては、２０馬力内燃エンジン７７が標準効率発電機７６を駆動するよう構成されてよく、標準効率発電機７６自体は水素製造器８３を駆動し、そして水素製造器８３は水素を水素貯蔵タンク８２に供給し、また導管７９を介して水素エンジン７７に水素を送り込む。水素の燃焼から生成された水は導管８４を通じて貯水槽８７に流れ込み、導管８５を経て水素製造器８３に水を供給する。標準効率発電機を駆動する一連の高効率電気モータを用いて、自給の発電システムが提供される。２０馬力水素燃料内燃エンジンは、制御盤７８から操作してもよい。
【０１２７】
水素燃料内燃エンジン７７に駆動される標準効率発電機７６は、例えば１３．０５ｋＷを水素製造器８３に供給し、さらに１．８５ｋＷを電線管８０を介して１０馬力高効率電気モータ８８に供給する。１０馬力高効率電気モータ８８は、電線管９７及び変圧器９８を介して３．７６ｋＷの電力を電力網９９に供給するための７．４６ｋＷの発電機８９を駆動する。発電機８９は電線管９０を介して約１．８５ｋＷの電力を１０馬力高効率電気モータ８６へとさらに供給する。１０馬力高効率電気モータ８６は標準効率発電機９２を駆動し、標準効率発電機９２は電線管９３を介して水素製造器８３に追加の７．４６ｋＷの電力を供給する。これにより、合計で２０．５１ｋＷの電力を水素製造器８３に供給する。さらに発電機８９は、電線管９１を介して約１．８５ｋＷの電力を１０馬力高効率電気モータ９５に供給する。１０馬力高効率電気モータ９５は発電機９４を駆動し、発電機９４自体は電線管９６及び変圧器９８を介して、７．４６ｋＷの電力を電力網９９に供給する。
【０１２８】
上述の実施形態により、高効率モータを用いて標準効率発電機を駆動し、電力出力の一部を追加の高効率駆動モータに流用することでさらに電力を生成できたが、代替実施形態では、効率向上の結果として生み出された余剰電力の一部を貯蔵装置を用いて貯蔵できる。
【０１２９】
図１８を参照すればさらなる理解が得られる。図１８は、接続されたバッテリ群、コンデンサ、貯蔵装置１１０、１１１等の電気エネルギ貯蔵装置等を通じて、標準効率発電機１０６と高効率電気駆動モータ（１０８等）の例示的な相互作用を示す。本例において、高効率１０馬力電気モータ１０８は軸１０５を介して７．４６ｋＷ標準効率発電機１０６を駆動できる。発電機１０６は電線管１１２を介して、３．７６ｋＷを全波ブリッジ整流器１０９に供給する。需要レベルにより、貯蔵電力又は、貯蔵電力と変換電力との組み合わせを電線管１１４を介して可変周波数駆動装置（又は逆転）に供給する一方で、全波整流器からの直流エネルギ出力は、貯蔵装置１１０、１１１に貯蔵される。可変周波数駆動装置は電線管１１３を介して高効率モータ１０８に給電する。加えて、発電機１０６が電線管１０７を介して約１．８５ｋＷの電力を高効率電気モータ１０３に出力する。高効率電気モータ１０３は標準効率発電機１０４を駆動し、標準効率発電機１０４が電線管１０２を介して約７．４６ｋＷを電力網１００に出力する。さらに、発電機１０６は、高効率電気モータ１１６に電線管１１５を介して約１．８５ｋＷを出力する。高効率電気モータ１１６は標準効率発電機１１８を駆動し、標準効率発電機１１８は電線管１０１を介して７．４６ｋＷを電力網１００に出力する。電力網への正味の出力は、標準の低効率発電機を駆動する高効率モータからの増幅効果の結果として生じる。
【０１３０】
図１９を参照すると、さらに理解が得られる。図１９は、貯水システムと共に高効率電気駆動モータと標準効率発電機とを示す図であり、貯水システムはモータ、ポンプ、貯水槽、発電機タービンシステムを通過する重力流を用いる。給水塔貯水タンク１３２はタービン１３３に水を供給してもよく、水は、例えば静水圧にて流れる。タービン１３３は通常効率発電機１３４を駆動し、通常効率発電機１３４は５．６１ｋＷを高効率モータ及びポンプ１３８に供給し直す。このポンプはタービン１３３を通過し受水貯水槽１３８から出てきた排水を配水管１３１を介して給水塔貯水槽１３２に戻す。また、発電機１３４は残りの出力電力又は１．８５ｋＷの電力を電線管１３５を通じて１０馬力高効率電気モータ１３９に送る。電気モータ１３９は発電機１４０駆動し、発電機１４０は電線管１４１を介して７．４６ｋＷの電力を電力網に生成する。
【０１３１】
自給の７．４６ｋＷのコストにて説明用の７．４６ｋＷを電力網１１９に供給することで、様々な効率利得段に関連した増幅効果の組み合わせにより、水力発電構造は追加の自給の電気システムを永続させられると理解される。例えば、発電機１４０から７．４６ｋＷを電力網１１９に入力することを考慮すると、電動１０馬力高効率モータは、電力網１１９からの１．８５ｋＷの電力を電線管１２２を介して取得し、高効率モータ１２５に給電するのに用いる。高効率モータ１２５は、利得段を構成する７．４６ｋＷ標準効率発電機１２４を駆動する。３．７６ｋＷの電力である発生出力は電線管１２３を介して電力網１１９に戻される。発電機１２４はそれぞれ、電線管１２６を介して１．８５ｋＷの電力を高効率電気モータ１２８ａに供給し、電線管１２６を介して１．８５ｋＷの電力を高効率電気モータ１２８に供給する。電気モータ１２８ａ、１２８は、さらなる利得を構成する７．４６ｋＷ発電機１２９と７．４６ｋＷ発電機１３０とを駆動するように構成される。発電機１２９、１３０の電力出力は電線管１２０、１２１を介して電力網１１９に伝達される。
【０１３２】
図２０を参照されば、さらなる理解が得られる。図２０は、標準効率発電機を駆動する高効率電気モータを通じて電力を増幅するための例示的な構造を示す図である。１０馬力高効率モータ１４７を駆動するために、まず電力網１４２から説明用の量である約１．８５ｋＷの電力を電線管１４５（ワイヤ導線、母線等）介して取得する。モータ１４７は発電機１４９等の標準効率発電機を軸１４６を介して駆動し説明用の７．４６ｋＷの電力を生成するように構成される。例においては、２つの１０馬力高効率駆動モータ１５１と１５３のおのおのに約１．８５ｋＷが、それぞれ電線管１５０、１４８を介して発電機１４９から供給される一方で、約３．７６ｋＷの出力が発電機１４９から電力網に戻される。この３．７６ｋＷの出力が増幅効果による正味の利得を構成する。高効率電気モータ１５１自体は他の発電機を駆動して、電線管１４４を介して電力網に戻すための７．４６ｋＷのエネルギを生成する。電気モータ１５３は発電機１５４を駆動して、電線管１４３を介して電力網に戻すための７．４６ｋＷの電力を生成する。高効率電気モータ１５１、１５３を運転して標準発電機を駆動することが増幅効果のさらなる利得段を構成する。
【０１３３】
さらに、本明細書にて論じられ説明される様々な例示的な実施形態において、モータ反力は低減されるか除去されることもある。この実施形態においては、双極性、４極性、又は単極性の一連の回転可能な電磁石、電機子、回転子等がその軸に沿って固定子の凹部に配置されるか、そうでない場合は挿入されてもよい。この凹部は積層電気鋼により完全に囲まれていてもよい。正しいパターンのワイヤスロットが従来の発電機の中心部にある単一の４極回転子となるように、凹部を遮蔽して、発電機のそれぞれのワイヤスロットに重なるように配置してもよい。逆に好適な実施形態は、固定子に凹部を備え、この凹部内に回転子を挿入してもよく、固定子コイルが電気負荷に接続された時に固定子に形成される磁極の中心から回転子は幾何学的に離間している。より多くの電流が固定子コイル内を流れるからである。このように幾何学的に隔離することで、回転子と固定子磁界との相互作用を低減でき、ミューメタル遮蔽部と組み合わせることで、モータ反力又は電磁抵抗を大幅に低減又は除去できる。本実施形態では固定子の内周と固定子の外周のワイヤスロットのそれぞれがスロット回転子を備えており、例示的なデュアルスロット回転子を形成し、最大の磁束密度を得られる。また、デュアル固定子構造が提供され、回転子間に所望の磁気結合を可能にし、発電スロットを通じてワイヤスロットの導線全体にわたり所望の磁気移動を生じさせることが可能なように、固定子の外側鉄部と奥側鉄部が両方の回転子に曝されている。
【０１３４】
以下の詳細な説明により、本明細書にこれ以降図示され説明されるような実施形態の理解ができる。回転子と固定子との間に抵抗を生じさせる磁力を遮蔽したり互いに隔離させる高効率発電機が提供され、従来は磁気抵抗により消費及び／又は消失していた駆動エネルギの８０％以上を電力に変換できる。
【０１３５】
以下の説明と関連してこれから詳述される実施形態において、従来の回転子電機子と固定子は、固定子部品を外周に、また別の固定子部品を内周に有する積層電気鋼デュアル固定子により置き換えられている。それぞれの固定子部品は、一例において、４８のワイヤスロットを有しており、４８のワイヤスロットは、対応するスロット回転子ペアの個別のスロット回転子と磁気的に結合されている。内側と外側の固定子部品に対応するスロットは互いに整列しており、鉄製の奥側鉄部は固定子部品間に配置されて磁束結合を向上させることが好ましい。好適な実施形態においては、それぞれの固定子部品は、第２例において、正方形又は四角形等の隅に幾何学的に間隔をあけて配置された８個のワイヤスロットを有しており、これら８個のワイヤスロットは対応するスロット回転子ペアの個別のスロット回転子と磁気的に結合されている。内側と外側の固定子部品に対応するスロットは互いに整列しており、鉄製の奥側鉄部と外側鉄部の小さな区分とは、磁束結合を向上させるために固定子部品間に配置されることが好ましい。他の好適な実施形態において、それぞれの固定子部品は、第３例において、固定子の正方形又は四角形の隅に幾何学的に間隔をあけて配置された２４のワイヤスロットを有しており、これら２４のワイヤスロットは、対応するスロット回転子ペアの個別のスロット回転子に磁気的に結合されている。内側と外側の固定子部品と対応するスロットは互いに整列しており、鉄製の奥側鉄部と外側鉄部の小さな区分とは、磁束結合を向上させるために固定子部品間に配置されることが好まししい。
【０１３６】
スロット回転子は、例えば、２極、４極又は１つの極（単極回転子）と、ソリッドステート励磁システムにより制御されたフローティングリードとで構成されることが好ましい。回転子は、関連したスリップリング及びベアリング機構が付属した、巻線電機子極である。スロット回転子は、スロット回転子ペアのそれぞれの回転子が両スロットにおいて閉磁路を形成するように、ワイヤスロットに近接して配置される。なお、２極及び４極の場合に適切な磁束がワイヤスロットに伝達されるよう、スロット回転子ペアのうちの１つのスロット回転子が時計回りに回転しもう一方が反時計回りに回転する。回転方向は単極回転子の場合ほど重大ではないが、回転子ペアの２つの回転が逆方向であることが望ましい。
【０１３７】
スロット回転子ペアのそれぞれのスロット回転子電機子が通電され、個別の回転子アセンブリが回転し、Ｎ極及びＳ極の磁束場エネルギの交互の磁場が開口ワイヤスロットと固定子の外側鉄部に生じる。この磁束場は、外側鉄部及び奥側鉄部と磁気的に結合し、及び／又はスロット回転子ペアの他方のスロット回転子と磁気的に結合する。一方のスロット回転子の極は、スロット回転子ペアの他方のスロット回転子の対応する反対の極とともに完全な磁束回路を形成し、そのため誘導コイルを有する固定子スロット内に最大量の磁束を方向付けることができるようにスロット回転子ペアのそれぞれのスロット回転子が回転する。多極回転子の場合には磁極がワイヤスロットを通過する時にだけ磁極が得られるように、磁極は、ブラシとソリッドステート式又は機械式の整流子装置又はその他の適切な機構を用いてＤＣ電流で通電する。しかし、単極回転子の場合、Ｎ極で毎秒５０回及びＳ極で毎秒５０回（５０Ｈｚ）で磁極が通電される又は、Ｎ極で毎秒６０回及びＳ極で毎秒６０回（６０Ｈｚ）で磁極が通電される又は、その他の所望の周波数のために他の適切なタイミングにて磁極が通電される。その他の運転モードにおいては、回転子はすべてＮ極及び／又はすべてＳ極として励磁されてＤＣ電流を生成する。ミューメタル積層遮蔽部の開口部がワイヤスロットに重なるように正確に配置され、さらに外側鉄部の小さな部分が曝されるように配置されるため、集中した強力な範囲の磁束だけが外側鉄部、誘導コイル、奥側鉄部を通過する。そのため遮蔽や幾何学的な隔離により、スロット回転子の電磁抵抗が最低限のだけ又は全くない状態とすることができる。
【０１３８】
外周及び内周にあるスロットは整列されている。スロット回転子ペアのそれぞれの個別の構成部材の磁極は、内側と外側の整列したスロットに重なりそれぞれ一定の秩序の元で回転移動し、例えば、回転子ペアの一回転子のＮ極が、内側のスロットのうち一スロットに重なるように回転移動した場合、回転子ペアの他の回転子のＳ極が外側のスロットに重なるように回転移動する。そのため、デュアル回転子がシーケンスされて、デュアル回転子が内側と外側の固定子の対応するスロットにそれぞれ反対の極をあてがうことができ、それゆえ極が互いに通過する毎にＮ極とＳ極間に磁気回路を形成できる。形成された磁気回路は、内側と外側の両固定子のスロットや共通の外側鉄部、奥側鉄部に高磁束密度を発生させ、スロット誘導コイルを横切る。それゆえ電力を生成する。ＡＣ（交流電流）の例では、回転子極は対応する回転子ペアのそれぞれにおいてＮ極とＳ極と交互になり、しかし内側と外側の固定子の対応するスロットにそれぞれ反対の極をあてがえるように、デュアル回転子のシーケンスを維持する。直流電流（ＤＣ）の場合、回転子ペアはＮ極又はＳ極のいずれかの極性に保持されるが、内側と外側の固定子の対応するスロットにそれぞれ反対の極をあてがえるようにデュアル回転子のシーケンスを維持する。
【０１３９】
例示的な双極性スロット回転子において、２つの極部分のうち一方はＮ極に磁化され、他方の部分はＳ極に磁化される。一実施形態において、Ｎ極部分は１２０°の部分により構成され、Ｓ極は反対側の１２０°の部分により構成され、両極の間に６０°の中性ゾーンがそれぞれ両側にあるようにしてもよい。他の実施形態において、回転子は単極性であり、すなわち周波数サイクルの半分は回転子全体がＮ極であり、その後、電流の流れを励磁制御部により反転し、回転子全体がＳ極になる。すなわち３６０°の中でＮ極の次にＳ極が来る。極部分はミューメタル遮蔽部により遮蔽されている。スロット回転子構造のそれぞれは、巻線スロットの開口部に近接して設けられ、巻線スロットの開口部に沿って縦方向に延設する縦の円筒状穴部に収容されることが好ましい。ミューメタル遮蔽部を含むスロット回転子機構は、積層鋼板円筒部内に収容されてもよい。鋼鉄円筒部は固定子巻線を設置できるように部分的に円筒部であり、積層鋼板ミューメタル遮蔽カバーを用いて閉じられる。円筒部は開口部を有しており、この開口部は固定子ワイヤスロットの開口部に対応し、固定子ワイヤスロットの開口部と接続される。鋼鉄円筒部の長さ方向に沿った開口部は、スロット又はミューメタル遮蔽部の長さ方向に沿った開口部と整列されており、スロット回転子と、巻線スロット外側鉄部、奥側鉄部、回転子ペアの対応する回転子との間の磁気結合を可能にしている。
【０１４０】
スロット回転子は、例えば、巻線デュアル固定子の外周の周りに回転子のペアとして位置する巻線電磁電機子として形成されてもよいと理解される。異なる数のスロット回転子ペアを用いてもよく、４、８等の偶数のスロット回転子ペアであることが好ましい。これは例であり、異なる数のスロット回転子ペアを用いてもよい。従来の発電機電機子のものと同様の方法にて、一連の積層鋼板磁極片を軸に形成することで、個別のスロット回転子電機子を作成してもよい。絶縁されたワイヤを用いた従来の方法で、発電機の操作の要求に適した巻線仕様に磁極片を巻いて完成させてもよい。制御システムを介して電力を電機子に引加してもよい。
【０１４１】
スロット回転子機構の軸を駆動するために、固定子の内側及び／又は外周で、中心歯車機構を個別のスロット回転子軸の一端において用いてもよい。スロット回転子ペアとそれぞれの電機子を固定子の両側にてギア機構により同期して回転すると、従来の発電機の単一で中央で回転する電機子と比較して大幅に低下した抵抗で電力を生成できる。
【０１４２】
単極回転子の場合の他の好適な実施形態において（３６０°の表面において、単一のＮ極の次に単一のＳ極がくる）、単一の三相モータを固定子の内面及び／又は外周に重なる個別のスロット回転子軸の一端において用いることで、スロット回転子機構の軸を駆動できる。スロット回転子モータは単一の可変速駆動装置により制御される。スロット回転子ペアが固定子の両側にて同期して回転すると、従来の発電機の単一の中央で回転する電機子と比較して、大幅に低下した抵抗にて電力が生成できる。
【０１４３】
本明細書にて論じられ説明される様々な実施形態にて提供される低電磁抵抗による発電により、例えば、同じ機械又は運動エネルギの入力で電気エネルギ出力が４〜５倍の上昇という結果になった。例えば、例示的なギア機構を駆動する電気駆動モータによる１馬力の例示的な機械的入力にて、１馬力の機械的エネルギは、従来からの限界値である７４６ワットではなく約３，０００ワットを生成する。そのため、従来の１馬力電気モータ又は７４６ワットを用いる電気駆動モータのシステムがスロット回転子を駆動すると、発電機は７４６ワットの電気エネルギを消費し３，０００ワットを生成するため、追加の２，２５４ワットの使用可能なエネルギを生成している。
【０１４４】
発電のプロセスは、例えば、入力された運動エネルギが用いられて磁界を動かすプロセスとして考えられうる。生じた移動磁界が発電機の固定子誘導ワイヤスロットの導線間を移動し、発電機のコイルに電圧を発生させ、コイルが電気負荷に接続される場合には、発電機のコイル内に電流の流れを発生させる。固定子コイルを流れる電流は、コイルとコイルが巻かれた積層鋼板との物理的構造によって磁界を生じさせる。固定子鉄部に新しく形成された磁界は、発電機から入力される電力が増加するにつれて強度が増加し、磁界の元々の発生源とほぼ等しい反対の極性となる。固定子の磁界は回転子の磁界の元の発生源と相互作用し、このことでシステムへの運動エネルギ入力が消失してしまう。そのため、運動エネルギが電気エネルギに変換されたように見えるかもしれない。実際には、運動エネルギは電気エネルギを取り出しているだけであり、従来の発電機の設計によって、元の運動エネルギとは逆方向に作用することで運動エネルギを消失している。
【０１４５】
このエネルギ消失に関連した問題は、発電プロセスでの実用的な必要性というよりは、発電機設計の根本的な問題である。発電機設計を変更すれば、逆起電力（ＥＭＦ）とそれに続く起磁力とによる好ましくない副作用を発電プロセスに影響を与えずに取り除くことができる。運動エネルギの入力はもはや電気的出力に関係しなくなる。様々な実施形態において発電機システムが提供され、このシステムでは従来の磁気的に分極した発電機回転子は、それぞれのワイヤスロットに近接して取り付けられた磁極を有する一連の分散型スロット回転子により置き換えられている。磁束を隔離してスロットの方向に向けるために、スロット回転子は、誘導電流により形成された固定子磁極の中心部から離れて幾何学的に配置され、前記スロット回転子は、例えば、ミューメタルにより遮蔽されてもよい。このミューメタルは、７５％ニッケル、１５％鉄と銅、モリブデンとの焼きなましされた金属であってもよい。
【０１４６】
本明細書にて論じられ説明される実施形態に係る固定子は、ワイヤスロットを内周と外周とに有する。なお、「内側の」及び「外側の」の用語を使用することにより、円形の固定子の実施形態の説明がされることになる。デュアル固定子は円形でなくてもよく、直線状、平坦な形状、半円形状でもよいし、他の機能的な形状を有してもよく、具体的に本明細書に図示され説明される実施形態と同じ効果を有するデュアル固定子部品を有してもよいことは理解されるべきであり、強調されるべきことである。固定子が円形状ではない実施形態では、「内周」及び「外周」の用語は「第１外周部」及び「第２外周部」等の用語で置き換えられてもよい。さらに、様々な実施形態における例示的な固定子がデュアル固定子構造として本明細書に説明されるため、第１外周部及び第２外周部は、スロット回転子を有する固定子表面を備えてもよい。固定子部品の個々の内周部は直接的に又は介在部材（外側鉄部と奥側鉄部等の部品等）を介して、互いに隣接し対向してもよい。
【０１４７】
外周及び内周にあるスロットは整列している。磁極は整列したスロット両方を回転移動し、Ｎ極がある一スロットを回転して通過する場合、整列したスロット上にある極がシーケンスされ、その極はＳ極になり逆方向に回転する。それゆえ、極が互いに通過する毎にＮ極とＳ極間で磁気回路を形成する。この磁気回路は径方向の内側と外側の両スロットに非常に高い磁束密度を形成し、また、外側鉄部及び共通の奥側鉄部内にも非常に高い磁束密度を形成する。磁性体のそれぞれは巻線誘導磁気電機子（wound inductive magnetic armature）により構成される。巻線誘導磁気電機子の大きさは固定子の大きさに適合するようになっているが、これに限定されるわけではない。単極、双極又は４極である独自の設計はＤＣ電流供給器にて給電される。磁極が遮蔽されていないワイヤスロット上を回転移動する時だけ、磁極が通電されるように、ＤＣ電流供給器はブラシ及びスリップリング機構又は適切な誘導伝達機構を用いて磁極コイルを通電する。電機子機構は、電磁電機子機構を囲むミューメタル遮蔽円筒部により、逆ＥＭＦ（かつ関連した起磁力）から隔離されている。これら円筒部は固定子のワイヤスロットに対してのみ開口している。遮蔽された電磁極は伝達機構又は個別のスロット回転子モータにより回転されて、これにより、ワイヤスロットを固定子の誘導コイルのスロットに渡り高密度移動磁界に効果的にさらすことができる。電機子機構の磁極は、磁極がワイヤスロットと重なり回転移動する時のみ通電される。適切な固定子巻線と磁極の通電シーケンスにより、きれいな三相、二相、単相、直流電流を生成できる。本発電機実施形態に係る特性により、事実上大きさも用途も制限のない発電機を構成することができる。
【０１４８】
目下の用途及び明らかな用途として、利用地点電力ニーズへの独立型発電システム、独立型発電設備、変電所での電力増幅、移動装置（例えば、自動車、列車、ボート、船舶、バス、トラック、飛行機）への給電、及び使いやすい電力が必要とされるあらゆる他の用途、が挙げられる。
【０１４９】
本明細書にて論じられ説明される様々な例示的な実施形態において、簡単な概要として例示的な発電プロセスが開示され、この発電プロセスでは、高効率発電機が１馬力の機械的運動エネルギを用いて従来の電気出力限度の７４６ワットより大きな発電ができる。
【０１５０】
例示的な実施形態では、効率の新しいパラダイムが用いられる。このパラダイムでは、１馬力の運動エネルギを例示的な実施形態に係る発電機の軸に入力することで、約３，０００ワットの電気エネルギを発電機から出力でき、１馬力が３，０００ワットに等しいという発電係数につながる。運動エネルギが伝達される発電機の軸は、７４６ワットを消費する１馬力モータにて駆動される。発電機の出力からの７４６ワットがインターフェース（例えば、全波整流器バッテリインバータ（ＵＰＳ／無停電電源装置）又はその他の同様の装置又はインターフェース等）を通じて駆動モータ又はモータに戻される。例えば、正味で２，２５４ワットの利用可能な電力が生成され、これに限定されない。
【０１５１】
パラダイムシフトは、トーマス・クーンにより最初に考案された言葉であり、「科学革命の構造」のタイトルの著書は１９６２年に出版された。この言葉は科学の支配的な理論における基本的な前提事項の変化に言及するために使われる。回転機械式発電機による電気エネルギ生成に関する電流の前提は電動機械からの歴史的観測に基づいている。従来の観測は、発電機の特定の設計に基づいており、全負荷での運転において発電機の軸への運動エネルギ入力のうち２０％だけが発電に用いられているというパラダイムに結論づけられている。残りの８０％は、最適とは言えない発電機設計により作られた発電機内部の有害な競合する磁力により消失する。本特許出願及び関連する特許出願（相互参照する関連する同時係属中の出願として記述したもの）の実施形態において説明される高効率発電機は、有害な磁力による８０％の運動エネルギ損失を完全に又はほぼ完全になくすよう設計をし直してきた。全負荷において、高効率発電機は、例えば、本明細書に説明されるように、全負荷にて従来の発電機を駆動するのに必要なエネルギの約２４％を必要とする。よって、さらに効率の高いパラダイムにおいては、従来のパラダイムで必要とされるであろう運動エネルギ入力のほぼ４分の１のエネルギを用いて、同じ量のエネルギを生成することが可能である。
【０１５２】
正味の使用可能なエネルギ出力を生成するための、あるエネルギパラダイムにおいて作動する駆動モータと、この駆動モータに接続され、別のさらに高効率パラダイムで作動する発電機とは、物理の法則に違反した作動をしているわけではない。むしろ、この利得は、以下の事実に関連している。効率の低いパラダイムに基づいて駆動モータを運転し生成された電力は、物理的駆動軸を通じて発電機に運動エネルギを伝達し、この発電機はさらに高効率パラダイムで作動するため、使用可能なエネルギの量を増大できる。
【０１５３】
上記の利得は熱力学の法則に反しない。むしろ、この現象は補足的な法則が必要であることを示している。例えば、低エネルギ効率パラダイムに基づき作動する発電機駆動モータを用いてさらに高効率パラダイムに基づき作動する物理的及び／又は機械的な接続部又は逆も同様（この場合、駆動モータは発電機よりもさらに高効率パラダイムに基づき作動する）により発電機を駆動する場合、システムにより生成された入手できる使用可能なエネルギ量の増加は、駆動装置と発電機との効率の差に関連した増幅効果による結果である。利得に基づき、駆動モータは生成された余剰電力の一部により適切なインターフェースを介して給電されてもよく、残りの出力はその他の所望の目的のために使ってもよい。上述の現象では、例えば、１）通常効率駆動モータ及び高効率発電機又は２）高効率駆動モータ及び通常効率発電機などから生じるような、発電機と駆動モータの効率が異なる必要がある。
【０１５４】
本明細書で説明される発電機システムは、発電機と駆動モータとの間に設置されたエネルギ貯蔵インターフェースを必要とし、このエネルギ貯蔵インターフェースは駆動モータにエネルギを供給する。エネルギ貯蔵用の適切なシステムとして、バッテリ、コンデンサ、ガス集積装置付きの油圧システム、貯水槽／ポンプ／タービンシステム、水素駆動タービン付きの水素製造器、内燃エンジン等が挙げられる。既存の電力網と相互作用も活用できそれゆえ増幅効果を生み出せる。上記独立型発電設備での利用や電力網との相互作用に加え、その他の多くの用途があることが明らかである。
【０１５５】
本明細書で説明される発電システムは、車輪ハブ内や車軸上やドライブトレーンの他の部品における走行用モータを用いて自動車に給電するため自動車のボンネット内に搭載してもよい。自動車内に収容された発電設備は自動車の移動用の給電に使用したり及び／又は自動車の発電設備からの導線を家庭のガレージの電力供給コンセントに差し込み、家庭や電力網に給電してもよい。また、発電設備を駐車場、立体駐車場、屋内駐車場、舗道等にある他の基地に差し込み、電力網に給電するために使用してもよい。自動車発電設備はＤＣ電流に加えてＡＣ単相又は三相電流も生成できる。機能の変更は内蔵コンピュータでプログラム可能である。
【０１５６】
本明細書で説明される発電設備は、列車、ボート、船舶、バス、トラック、飛行機、その他の電力を必要とするものに給電してもよい。すべての用途は二次的な機能である電力網への給電機能を有してもよい。
【０１５７】
これからは図面を参照しながら、図２１Ａは本明細書に説明されるように合計９６個の電機子機構（又はスロット回転子とも言う）付きのデュアル積層鋼板固定子２００１を含む例示的な実施形態の端面図を示す。合計９６個の電機子機構は４８組のスロット回転子ペアを形成する。外側のスロット回転子２００２及び内側のスロット回転子２０１０で例示されるスロット回転子ペアが固定子２００１の外側の固定子レースのワイヤスロット３０と内側の固定子レースのワイヤスロット２１１６とに重なるように位置するよう示される。本実施形態において、積層鋼板固定子１の外側レーススロットは一連の４８個のスロットを有しており、４８個のスロットにはスロット回転子ペアが対応する。スロット回転子の通電と進行動作として、４つの磁極と４つの非磁性部分がデュアル固定子ユニットの周囲を回転移動する。
【０１５８】
図２１Ａを参照して、外側レーススロットは三相発電機に関連した誘導コイルを含むことがさらに理解される。図２１Ａにおいて、位相は以下の通り、第１相１２、第２相１４、第３相１３として表される。様々な位相のコイルが「低圧Ｙ」結線又は「高圧Ｙ」結線のようなＹ結線を用いて接続される。内側のレーススロットは、三相発電機の誘導コイルも有しており、第１相２０１５、第２相２０１７、第３相２０１６も「低圧Ｙ」又は「高圧Ｙ」のようなＹ結線を用いてもよい。Ｎ極−Ｓ極−Ｎ極−Ｓ極として回転するエネルギは、図２１Ａに示されるようにそれぞれの極の間の非磁性部分のエリアにて隔離されている。一実施形態において、外側レースにある４極電磁デュアルスロット回転子２００２と内側のレースにある電磁スロット回転子２０１０とだけが、ワイヤスロットを通過する毎に、オン／通電／励磁され、図は白抜きの磁極による通電のみを示している。図２１Ａに示されたデュアルスロット回転子２００２は、４極電磁スロット回転子、２極電磁回転子、単極電磁回転子のいずれであってもよい。単極は、６０Ｈｚの電流を生成する場合は毎秒６０回でＮ極に、また毎秒６０回でＳ極に駆動し、５０Ｈｚの電流を生成する場合は、毎秒５０回でＮ極に、また毎秒５０回でＳ極に駆動する。
【０１５９】
例示的なデュアル固定子とスロット回転子とのペア構成及び運転についてより理解するために、回転の瞬間における固定子とスロット回転子のそれぞれの磁性部分の説明がなされる。本明細書の以下に言及される用語は、特定のスロット回転子極がスロット付近を回転して通過する場合に、回転子極が、基礎となるワイヤスロットと全体又は部分的に整列する様々な状態を示す。それぞれのスロットには、対応するスロット番号が括弧に囲まれてスロット内に示されている（［１］〜［４８］等）。再度図２１Ａを参照して、スロット［４５］は４極の場合には、図示されるように、このスロットに最も近くにある通電又は活性化されたＮ極により覆われる。このように通電又は活性化されたことは、極の色が塗られた状態として示される。単極の好適な実施形態において、この例のようにオンになると回転子全体が着色される。反時計回りに進むと、スロット［４６］が通電された磁極により覆われ、以降のスロット［４７］、［４８］、［ｌ］、［２］、［３］、［４］でも同様である。すべての８個のワイヤスロットが通電されたスロット回転子から磁束を受け取ることが、極の着色又は陰影が塗られた状態により示される。円弧２０１８は、Ｎ極＃１の範囲を示す。図２１Ａにて反時計回りを続けると、スロット［Ｓ］、［６］、［７］、［８］を覆う回転子４は励磁されておらず、そのため、磁束を生成せず、このことが極の色が白抜きの状態又は陰のない／着色されていない状態により示される。
【０１６０】
次に、Ｓ極＃１の励磁が始まり、スロット［９］、［１０］、［１１］、［１２］、［１３］、［１４］、［１５］、［１６］を覆うスロット回転子が励磁される。このことは、極の着色効果が塗られていることで示される。円弧１９はＳ極＃１の範囲を示す。反時計回りを続けると、スロット［１７］、［１８］、［１９］、［２０］を覆うスロット回転子は励磁されなくなり、そのため磁束を生成しない。このことは、覆っている極が白抜きの輪郭状態になっていることで示される。次に、Ｎ極＃２の励磁が始まる。スロット［２１］、［２２］、［２３］、［２４］、［２５］、［２６］、［２７］、［２８］を覆う回転子が励磁される。このことは、極の着色効果又は陰影効果が塗られた状態として示される。円弧２０はＮ極＃２の範囲を示す。図２１Ａにおいて反時計回りを続けると、スロット［２９］、［３０］、［３１］、［３２］を覆う回転子が励磁されなくなり、そのため磁束を生成しなくなる。このことは、極の着色効果又は陰影効果が白抜きの状態になっていることで示される。次に、Ｓ極＃２の励磁が始まる。スロット［３３］、［３４］、［３５］、［３６］、［３７］、［３８］、［３９］、［４０］を覆う回転子が励磁される。このことは、極の着色効果又は陰影効果が塗られていることで示されている。円弧２０２１はＳ極＃２の範囲を示す。図２１Ａにおいて反時計回りを続けると、スロット［４１］、［４２］、［４３］、［４４］を覆う回転子が電気的に励磁されず及びそのため磁束を生成しなくなる。このことは、極の着色効果が白抜きの状態になっていることで示される。
【０１６１】
極回転子２００３、２００９が同期して回転を始めると、励磁されたスロット回転子の４つの範囲と固定子の外周及び内周に配置された対応する磁極のそれぞれは固定子の周囲全体のほぼ６０°を占める。これら通電範囲は、４つの非磁性区分により間をおかれており、この非磁性区分は、励磁されていないスロット回転子に対応し、それぞれが固定子の周囲の約３０°を占めている。なお、実施形態において、内側のスロット２１１６と外側のスロット２０３０上で回転移動する極が同期するように、デュアルスロット回転子は逆方向に回転する。極が所定位置にくると、極はそれと同期してオンになり一方の極からのＮ極磁束線が他方の極からのＳ極磁束線と同期し、磁気結合が２極間で完成する。磁性の円弧が固定子の外周を横切るときに発生する逆ＥＭＦによる非常に小さな抵抗を受けつつ、発生した磁束は固定子誘導コイルを励磁する。スロット回転子の回転トルクは機械ギアシステムにおける離脱力のトルクとほぼ同じ大きさである。
【０１６２】
様々なスロット回転子電機子への電流の印加を制御するために、回転を同期させ、スロット回転子電機子を通電するために様々な手段が用いられると理解される。例えば、スロット回転子がそれぞれの軸の周りを回転する時に、これと同期して、整流子構造を用いて、スロット回転子電機子に適切な時間に選択的に電流を流すことができる。あるいは、電流の印加を、コンピュータ、プロセッサ、制御部、その他の適切な論理回路により制御してもよく、スロット回転子電機子への電流の印加を制御し出力電圧と電流の制御するために電流制御を成し遂げることが理解される。そのような制御部はスロット回転子の回転速度よりも大幅に高速に修正をすることができ、整流子構造では難しかったであろう高解像度制御のレベルでの通電が可能になった。電流回収回路は、このような回転及び励磁制御回路を含む。スロット回転子の電流がオフにされると回転子の励磁場が消失し、逆方向に電流のパルスを送り、この電流はダイオード回路を通じてバッテリに戻され、スロット回転子の励磁により少量の電力だけが消費される。
【０１６３】
様々な例示的な実施形態、特に、４８スロットある実施形態において、固定子の外側レース及び内側レースにあるすべてのスロット回転子は、駆動モータ又は他の駆動装置により駆動される伝動装置により、固定された位置関係に接続される外側レーススロット回転子と内側のレーススロット回転子の同期回転により、外側レースと内側レースにある整列したワイヤスロットの全域にわたり円弧状の誘導磁束を生成できる。同期とは、どの瞬間においても、８つのスロット回転子ペアが外側レースの８つの対応するスロットにＮ極磁束の円弧を生成し、内側レースの８つの整列したスロットにＳ極磁束の円弧を生成する状態のことをいう。外側レースと内側レースにおけるスロット回転子と誘導コイルの物理的な構造は同一である。しかし、内側のスロット回転子と内側レーススロットとの回転の関係は、外側のスロット回転子と外側レーススロットとの回転の関係に比べ、例えば９０°ずれていることに注意すべきであるが、９０°に限定されることはない。
【０１６４】
さらに実施形態を参照して、例えば、図２１Ａに示されるように、外側レースの三相誘導は、内側レーススロットの三相誘導コイルと同様に巻かれるが、Ｎ極＃１（２２）は外側レースのＮ極＃１（１８）と比較して反時計回りに９０°回転することに注意すべきである。説明用として、例示的なミューメタル磁気遮蔽部２００８がスロット＃４の内側レーススロット回転子上に配置され、遮蔽部２００６がスロット＃４の外側レーススロット回転子上に置かれた状態で示されることにさらに注意すべきである。実施形態によれば、図示されてないが、内側レースと外側レースの両方の９６個の回転子それぞれの上に遮蔽部が配置されており、回転子と固定子部品との間の漏れ磁束を最小にする。
【０１６５】
前述の通り、例示的な発電機は、三相、二相、単相交流電流（ＡＣ）用にも直流電流（ＤＣ）発電用にも構成できる。本例においては、三相ＡＣ電流の実施例が示される。そのため、三相４極１２コイル発電機の外側レース巻線及び内側レース巻線用の内部の配線接続の図が図２１Ｂに示される。当業者にはすぐに理解されるように、図示された接続図は「高圧Ｙ」結線と呼ばれる。より詳しくは、「高圧Ｙ」結線においては、それぞれの相が、約４８０ボルトを生成する直列接続された２つの巻線回路を含むように構成されてもよい。あるいは、２つの巻線回路が並列接続されてもよく、これは「低圧Ｙ」結線と呼ばれる。「低圧Ｙ」構造は２４０ボルトを生成するが、電流出力は「高圧Ｙ」に比べ２倍になり、電力出力はそれぞれの接続図で同一となる。これらと同じ接続配置でも、巻線やスロット内の磁束により、他の大きさの発電機で異なる電圧を生成してもよい。この例は説明用であり、限定するものではない。
【０１６６】
外側レース巻線と内側レース巻線用の電力出力リードから回路を経由し中性「Ｙ」結線へとつながる位相回路を追うようにして、最初に外側レースに言及すると、Ａ相レッグ２０３３は、反時計回り又はＮ極（Ｎ）方向に巻かれたコイル群２０３８を有する。入力は丸数字の（１）であり、出力は丸数字の（４）である。出力導線２０６９はコイル群２０４１に接続しており、時計回り又はＳ極（Ｓ）方向に巻かれ、入力は丸数字の（１）であり出力は丸数字の（４）である。出力導線２０７２はコイル群２０４４に接続しており、反時計回りの（Ｎ）方向に巻かれており、入力は丸数字の（７）であり出力は丸数字の（１０）である。出力２０７５はコイル群２０４７に接続しており時計回りの（Ｓ）方向に巻かれており、入力は丸数字の（７）であり出力は丸数字の（１０）である。出力導線２０７８は、その他の２つの位相と接続された中央の「Ｙ」結線２０６２にてリード２０６６に接続している。
【０１６７】
Ｂ相レッグ２０３５は、入力が丸数字の（２）で出力が丸数字の（５）として反時計回り（Ｎ）に巻かれたコイル２０４０を有している。出力導線２０７１はコイル群２０４３に接続しており、コイル群２０４３は、入力が丸数字の（２）で出力が丸数字の（５）として時計回りの方向（５）に巻かれている。出力導線２０７４はコイル群２０４６に接続しており、コイル群２０４６は入力が丸数字の（８）で出力が丸数字の（１１）として反時計回りの（Ｎ）方向に巻かれている。出力導線２０７７はコイル群２０４９に接続しており、コイル群２０４９は入力が丸数字の（８）で出力が丸数字の（１１）として時計回りの（Ｓ）方向に巻かれている。出力導線２０８０はリード２０６７に接続しており、６２での「Ｙ」結線の一部を構成している。
【０１６８】
Ｃ相レッグ２０３５はコイル群２０４２に接続しており、コイル群２０４２は入力を丸数字の（３）、また出力を丸数字の（６）として反時計回りの（Ｎ）方向に巻かれている。出力導線２０７３は、コイル群２０４５に接続しており、コイル群２０４５は入力を丸数字の（３）、また出力を丸数字の（６）として、時計回りの（Ｓ）方向に巻かれている。出力導線２０７６はコイル群２０４８に接続しており、コイル群２０４８は入力を丸数字の（９）、また出力を丸数字の（１２）として反時計回りの（Ｎ）方向に巻かれている。出力導線２０７９はコイル群２０３９に接続しており、コイル群２０３９は入力を丸数字の（９）、また出力を丸数字の（１２）として時計回りの（Ｓ）方向に巻かれている。出力導線２０７０は導線２０６８に接続して、導線２０６８は「Ｙ」結線２０６２の第３レッグを形成する。
【０１６９】
ここで、内側レース巻線を参照し、相Ａ２レッグ２０３４はコイル群２０５０に接続して、コイル群２０５０は入力を丸数字の（１）また出力を丸数字の（４）として反時計回りの（Ｎ）方向に巻かれている。出力導線２０８１はコイル群２０５３に接続しており、コイル群２０５３は入力は丸数字の（１）、また出力は丸数字の（４）として、時計回りの（Ｓ）方向に巻かれている。２つのコイル群の出力導線２０８４はコイル群２０５６に接続しており、コイル群２０５６は入力を丸数字の（７）、また出力を丸数字の（１０）として反時計回りの（Ｎ）方向に巻かれている。出力導線２０８７はコイル群２０５９に接続しており、コイル群２０５９は入力を丸数字の（７）、また出力を丸数字の（１０）として時計回りの（Ｓ）方向に巻かれている。出力導線２０９０は導線２０６３に接続しており、導線２０６３は、他の２つの位相と接続された「Ｙ」結線２０６２に接続している。
【０１７０】
Ｂ２相レッグ２０３６はコイル群２０５２に接続しており、コイル群２０５２は入力を丸数字の（２）、また出力を丸数字の（５）として反時計回りの（Ｎ）方向に巻かれている。出力導線２０８３はコイル群２０５５に接続しており、コイル群２０５５は入力を丸数字の（２）、また出力を丸数字の（５）として時計回りの（Ｓ）方向に巻かれている。出力導線２０８６はコイル群２０５８に接続しており、コイル群２０５８は入力を丸数字の（８）、また出力を丸数字の（１１）として反時計回りの（Ｎ）方向に巻かれている。出力導線２０８９はコイル群２０６１に接続しており、コイル群２０６１は入力を丸数字の（８）、また出力を丸数字の（１１）として時計回りの（Ｓ）方向に巻かれている。出力導線２０９０ａは、「Ｙ」結線２０６２に接続された中性リード２０６４に接続している。
【０１７１】
Ｃ相レッグ２０３８はコイル群２０５４に接続しており、コイル群２０５４は入力を丸数字の（３）、また出力を丸数字の（６）として反時計回りの（Ｎ）方向に巻かれている。出力導線２０８５はコイル群２０５７に接続しており、コイル群２０５７は入力を丸数字の（３）、また出力を丸数字の（６）として時計回りの（Ｓ）方向に巻かれている。出力導線２０８８はコイル群２０６０に接続しており、コイル群２０６０は入力を丸数字の（９）、また出力を丸数字の（１２）として反時計回りの（Ｎ）方向に巻かれている。出力導線２０９１はコイル群２０５１に接続しており、コイル群２０５１は入力を丸数字の（９）、また出力を丸数字の（１２）として時計回りの（Ｓ）方向に巻かれている。出力リード２０８２は「Ｙ」結線２０６２の第３レッグを形成する導線２０６５に接続している。
【０１７２】
内側レース巻線と外側レース巻線を上述のように配置し内部結線を用いて、固定子とそれぞれの極が６０°の範囲をカバーし、６０°で配置された極の間の３０°区間に磁界がない例示的な４極回転磁界を、説明されている実施形態のデュアルスロット回転子に対して適切な速度で回転させると、電気的に１２０°離された位相レッグのある三相電力を生成できる。
【０１７３】
図２１Ｃに照らして、図２１Ｂに図式的に示された実際のコイル群が示される。図２１Ｃにおけるそれぞれの巻かれたコイル群のための入力と出力ワイヤは、図２１Ｂに示された数に同様に対応する。対応関係を以下のように示す。Ａ相コイル群＃１入力ワイヤ＃１（２０９２）、出力ワイヤ＃２（２０９３）；Ｃ相コイル群＃１入力ワイヤ＃３（２１１５）、出力ワイヤ＃４（２０９４）；Ｂ相コイル群＃１入力ワイヤ＃５（２０９５）、出力ワイヤ＃６（２０９６）；Ａ相コイル群＃２入力ワイヤ＃７（２０９７）、出力ワイヤ＃８（２０９８）；Ｃ相コイル群＃２入力ワイヤ＃９（２０９９）、出力ワイヤ＃１０（２１００）；Ｂ相コイル群＃２入力ワイヤ＃１１（２１０１）、出力ワイヤ＃１２（２１０２）；Ａ相コイル群＃３入力ワイヤ＃１３（２１０３）、出力ワイヤ＃１４（２１０４）；Ｃ相コイル群＃３入力ワイヤ＃１５（２１０５）、出力ワイヤ＃１６（２１０６）；Ｂ相コイル群＃３入力ワイヤ＃１７（２１０７）、出力ワイヤ＃１８（２１０８）；Ａ相コイル群＃４入力ワイヤ＃１９（２１０９）、出力ワイヤ＃２０（２１１０）；Ｃ相コイル群＃４入力ワイヤ＃２１（２１１１）、出力ワイヤ＃２２（２１１２）；Ｂ相コイル群＃４入力ワイヤ＃２３（２１１３）、出力ワイヤ＃２４（２１１４）。
【０１７４】
上記の詳細な説明は、図２１Ｂに示された内部の接続図を実施形態における巻線三相コイル（wound three phase coil）の実際の例示的なワイヤ接続図に簡単に置き換えることが可能であることが理解される。図２１Ｄに示された巻線は図２１Ｂのように三相４極巻線であり、１相あたり４つのコイル群を有し、反時計回りに重ねて巻かれている。
【０１７５】
図２１Ｄに照らして、Ａ相レッグ３０９２は、コイル群３０３８−Ａに接続しており、コイル群３０３８−Ａは入力を丸数字の（１）また出力を丸数字の（４）として反時計回りの（Ｎ）方向に巻かれる。出力導線３０９３はコイル群３０４１−Ａに接続しており、コイル群３０４１−Ａは入力を丸数字の（１）また出力を丸数字の（４）として時計回りの（Ｓ）方向に巻かれる。これら２つのコイル群３０９７の出力導線は、コイル群３０４４−Ａに接続し、コイル群３０４４−Ａは入力を丸数字の（７）、また出力を丸数字の（１０）として反時計回りの（Ｎ）方向に巻かれる。出力導線３１０４はコイル群３０４７−Ａに接続しており、コイル群３０４７−Ａは入力を丸数字の（７）、また出力を丸数字の（１０）として時計回りの（５）方向に巻かれる。出力導線３１０９は、他の２つの位相と接続する「Ｙ」結線３０６２を形成する。
【０１７６】
Ｂ相レッグ３０９５は、コイル群３０４０−Ｂに接続し、コイル群３０４０−Ｂは入力を丸数字の（２）、また出力を丸数字の（５）として反時計回りの（Ｎ）方向に巻かれる。出力導線３０９６はコイル群３０４３−Ｂに接続し、コイル群３０４３−Ｂは入力を丸数字の（２）、また出力を丸数字の（５）として時計回りの（Ｓ）方向に巻かれる。出力導線３１０１はコイル群３０４６−Ｂに接続し、コイル群３０４６−Ｂは入力を丸数字の（８）、また出力を丸数字の（１１）として反時計回りの（Ｎ）方向に巻かれる。出力導線３１０８は、コイル群３０４９−Ｂに接続し、コイル群３０４９−Ｂは入力を丸数字の（８）、また出力を丸数字の（１１）として時計回りの（Ｓ）方向に巻かれる。出力導線３１１３は「Ｙ」結線３０６２の一部に接続する。
【０１７７】
Ｃ相レッグ３０９９はコイル群３０４２−Ｃに接続し、コイル群３０４２−Ｃは入力を丸数字の（３）、また出力を丸数字の（６）として反時計回りの（Ｎ）方向に巻かれる。出力導線３１００は、コイル群３０４５−Ｃに接続し、コイル群３０４５−Ｃは入力を丸数字の（３）、また出力を丸数字の（６）として時計回りの（Ｓ）方向に巻かれる。出力導線３１０５はコイル群３０４８−Ｃに接続し、コイル群３０４８−Ｃは入力を丸数字の（９）、また出力を丸数字の（１２）として反時計回りの（Ｎ）方向に巻かれる。出力導線３１１２はコイル群３０３９−Ｃに接続し、コイル群３０３９−Ｃは入力を丸数字の（９）、また出力を丸数字の（１２）として時計回りの（Ｓ）方向に巻かれる。出力導線３１１５は「Ｙ」結線３０６２に接続している。
【０１７８】
図２１Ｅは、三相４極を時計回りに重ねて巻き、位相毎に４つのコイルを有する固定子２１１７の内部レース巻線を示す。スロット２１１６はスロット絶縁体を有し、位相コイル間にも絶縁体を有している。Ａ相コイル２１２０は青で示し、Ｃ相コイル２１１９は茶色で示し、Ｂ相コイル２１１８は赤で示す。
【０１７９】
以降の説明では４極スロット回転子が論じられるが、好適な実施形態は単極回転子である。巻線内の電流の流れ方向に応じて、回転子の表面３６０°すべてがＮ極又はＳ極となるように、単極回転子が巻かれている。単極回転子は２つのリードのみを有し、電流の流れ方向はソリッドステート励磁カード内のゲート機構により制御される。
【０１８０】
図２２は、双極性スロット回転子ペア及び固定子部分の断面を示す。積層鋼板固定子部分はデュアル固定子スロットの外周部分４１３４及び内周部分４１２４を示す。外周スロット４１３１及び内周スロット４１２５は、外周誘導巻線及び内周誘導巻線の誘導コイルを構成する導線を有する。奥側鉄部は共通の積層鋼板４１３４ａ、４１２４ａからなり、これら積層鋼板４１３４ａ、４１２４ａは外周スロット４１３１と内周スロット４１２５とに共通している。外周スロット回転子４１４１は軸４１４０の周りを回転し、軸４１４０はギアと伝達機構とにより駆動されるか、個別のスロット回転子可変速度モータにより駆動される。ＤＣ電流がスリップリングから導線４１４２を介してコイルに供給され、電流が導線４１３７からスリップリングと電源を介して戻る時に、銅ワイヤコイル４１３８によりスロット極回転子４１４１のＳ極が形成される。上記電源は、ソリッドステート励磁配電盤をシーケンス操作することで制御される。
【０１８１】
ＤＣ電流がスリップリングから導線４１４３を介してコイルに供給され、電流が導線４１３５からスリップリングと電源を介して戻る時に、銅ワイヤコイル４１３６によりスロット極回転子４１４１のＳ極が形成される。上記電源は、ソリッドステート励磁配電盤をシーケンス操作することで制御される。内周スロット回転子４１２７は軸４１１９の周りを回転し、この軸４１１９はギアと伝達機構により駆動されるか、個別のスロット回転子可変速度モータにより駆動される。ＤＣ電流がスリップリングから導線４１２９を介してコイルに供給され、電流が導線４１２３からスリップリングと電源を介して戻る時に、スロット極回転子４１２２のＳ極が銅ワイヤコイル４１２８により形成される。上記電源は、ソリッドステート励磁配電盤をシーケンス操作することで制御される。スロット極回転子４１２２のＮ極が銅ワイヤコイル４１１７により形成される。又は、ＤＣ電流がスリップリングから導線４１１８を介してコイルに供給され、電流が導線４１２０からスリップリングと電源を介して戻る。上記電源は、ソリッドステート励磁配電盤をシーケンス操作することで制御される。シーケンスシステムがデュアル回転子（一方の回転子のＮ極とデュアル固定子スロットに対向する他方の回転子のＳ極）を回転させると、磁気結合が２極間（Ｎ極＋−＋Ｓ極）で空気、外側鉄部４１３２、４１２４、奥側鉄部４１３４ａ、４１２４ａを介して形成される。この磁束４１３３、４１３０、４１２６が電子を適切な方向に押しやり、かなりの電圧を発生させる。外側鉄部と奥側鉄部は磁気結合を非常に強めるため、発電量を増大させる。回転子磁極は、外周側のミューメタル遮蔽部４１３９と内周側の遮蔽部４１２１により固定子誘導極から遮蔽かつ隔離される。
【０１８２】
図２３は、極巻線と回転子の周囲にあるミューメタル遮蔽部とを有する例示的な単極性の交流リード（Ｎ極＋−＋Ｓ極の交番）の電磁スロット回転子の２極の実施形態を示す図であり、図２３は、Ｎ極回転子とＳ極回転子間の鎖交磁束を強化して移動磁束がワイヤスロット内に含まれる導線を透過するように、外側鉄部と奥側鉄部に沿った導線を含むワイヤスロットをさらに示す図である。スロット回転子ペアの外周回転子４１５８は、ワイヤスロット４１５５に近接した軸４１４８の周りを回転し、ワイヤスロット４１５５は積層鋼板固定子外周部４１５６に含まれる。回転子４１５８は幾何学的な位置関係及びミューメタル遮蔽部４１６１により、固定子誘導極から遮蔽されている。スロット回転子ペアの内周回転子４１４６は、ワイヤスロット４１５２に近接した軸４１４８の周りを回転し、ワイヤスロット４１５２は積層鋼板固定子内周部４１５１に含まれる。単極回転子４１５８、４１４６は、最も高磁束密度となるような間隔にて単一のコイルに重ねて巻かれる。本明細書に説明されるような単極回転子は単一のコイルと２つのリード（（＋）プラスと（−）マイナスリードの交番）を用いて重ねて巻かれている。回転子が３６０°の間Ｎ極となり、その後の３６０°はＳ極となるように、ソリッドステート励磁システムが励磁サイクル毎にリードの電流の流れ方向を反転させる。そのため周波数が励磁システムにより制御され生成される電力の周波数は回転子の速度の影響を受けない。高速状態にある回転子が磁性ベアリング効果により安定するように、図２４に見られるようにミューメタル遮蔽部４１６１、４１４４が積層電気鋼鉄に囲まれることが好ましい。この積層鋼板トンネルは３６０°の回転において同一であり、磁性極性がないため、積層鋼板トンネル内で回転する回転子磁極の引力により引き起こされる抵抗が何もない。内周固定子回転子にＳ極が形成されると、外周スロット回転子にＮ極が形成される。Ｎ極とＳ極との間に発生した磁束により、外側鉄部及び共通の奥側鉄部に沿ったエアギャップを通じた磁気結合が可能になる。磁束４１５５が奥側鉄部４１５３を介して磁束４１５２と結合し、ワイヤスロット４１５４、４１５０内の導線を透過する。その結果、コイルが電気負荷に接続され電流が流れ始めると電力に変わる電圧を生成する。
【０１８３】
図２４は、固定子の外周に形成された閉じられた積層鋼板トンネルの形成を示す図である。これは、例示的な交流リード（Ｎ極＋−＋Ｓ極）電磁スロット回転子の単一の外側固定子の周回転子単一の極実施形態を示しており、積層鋼板ミューメタル遮蔽カバー付きの例示的な交流リード（Ｎ極＋−＋Ｓ極）電磁スロット回転子は、極巻線、ミューメタル遮蔽部、回転子周辺の積層鋼板を含む。積層鋼板ミューメタル遮蔽カバーは単極回転子の周りに均一な積層鋼板を形成し、磁性ベアリング効果を奏する。積層鋼板固定子部分４１７２はワイヤスロット４１７１を有しており、ワイヤスロット４１７１は誘導コイルワイヤ４１７０を有しており、誘導コイルワイヤ４１７０がスロット開口部４１６９を介してスロット置かれる。回転子４１７３は、２つのみリードを有し連続して重ねて巻かれたコイル４１４５を備えた単極回転子であり、このコイルでは、励磁カード内のスイッチング機構により、電流の流れ方向が制御される。回転子は、渦電流放電用線材４１７４、４１６４を有する。回転子は軸４１４８を中心に回転し、ギア機構又は単一の駆動可変速度モータにより回転される。回転子はミューメタル遮蔽部４１６６により囲まれ、保持線材４１６３により固定子に取り付けられた積層電気鋼ミューメタル遮蔽カバー４１６２により保持されている。
【０１８４】
図２５は、好適な実施形態における８つのスロット固定子、回転子、内側のミューメタル遮蔽カバー、外側のミューメタル遮蔽カバーの断面を示す図である。積層固定子断面４１７７は、外周回転子穴部４２２９及び内周固定子穴部４２２８を有する。外周回転子穴部は誘導ワイヤスロット４１８４を有する。内周回転子穴部は誘導ワイヤスロット４１８３を有する。回転子穴部は、遮蔽部の開口部をワイヤスロット上にして、ミューメタル遮蔽部と整列している。外周回転子穴部はミューメタル遮蔽部４１４４を有し、内周回転子穴部はミューメタル遮蔽部４１４４ａを有する。積層固定子４１７７は支持ポスト穴４１７９、空気換気穴４２３３、トーションボルト穴４１７６、ミューメタル遮蔽カバーを有する。外周ミューメタル遮蔽カバー４１６２は固定子と同じ方向に積層された積層鋼板で構成される。図２５の遮蔽部カバー４１６２の外見は固定子毎に異なるが、この違いは遮蔽部カバーを固定子に対して対比して示すためだけである。ミューメタル遮蔽カバーは保持ボルト４１６３により所定位置に保持され、保持ボルト４１６３はスロット４１７５内の固定子鉄部に取り付けられる。内周ミューメタル遮蔽カバー４１８０は固定子積層体と同じ方向に積層された積層鋼板のうちの１枚である。前記内周ミューメタル遮蔽部は、換気穴４１８１を有し、取り付け手段４１７８を介して固定子積層体４１７７に取り付けられる。積層固定子４１７７は、意図的な設計として、ミューメタル遮蔽部には覆われない機能的外側鉄部４２３２の領域をそれぞれの誘導ワイヤスロットのエリアに設けている。共通の奥側鉄部４２３１は外周回転子スロット４２２９と内周回転子スロット４２２８との間に設けられる。単極回転子のＮ極とＳ極の２つのサイクルを代表する、図２５の固定子回転子機構の機能の一例として、回転子（１）と回転子（Ｓ）は、外側鉄部、ワイヤスロット、共通の奥側鉄部に渡る鎖交磁束を形成する。同様の鎖交磁束が回転子（２）と回転子（６）との間、回転子（３）と回転子（７）との間、回転子（４）と回転子（８）との間に形成される。これら回転子が、適切な磁束密度、速度、Ｎ極−Ｓ極の励磁で、伝動装置又は個別のスロット回転子モータにより回転されると、スロット４１８４、４１８３の誘導コイルに電力が生成される。
【０１８５】
４つの固定子の外周スロット及び４つの固定子の内周スロットがある。誘導コイルは、外周コイルと内周誘導コイルに重ねて巻かれて直列で接続される。この特定の構造においては、電力出力は単相ＡＣである。別々の固定子の回転子が互いに１２０°の位相のずれのある状態で通電されそれぞれの固定子からの中性リードが一緒に接続されるような３つの固定子が用いられる場合、三相電力が生成される。回転子が同じ極性にて連続して回転される場合、ＤＣ（直流）が生成される。回転子４１８２はベアリング格納手段内の軸４１４８を中心にして回転し、８つの個別の回転子駆動モータにより回転される。この８つの個別の回転子駆動モータは、伝動装置及び駆動モータ又は共通の可変速駆動装置に駆動される。図２５に記載される構成は、固定子構成部品間の有害な鎖交磁束による電磁抵抗を完全に除去する。この固定子構成部品は、誘導コイルが電気負荷に接続された時に発生する誘導固定子極を含む。システムを駆動するのに必要な運動エネルギは負荷のない状態、負荷のある状態、様々な負荷の状態にて同じである。必要とされるエネルギは、機械機構を回すのに必要なエネルギだけである。
【０１８６】
図２６は、好適な実施形態における２４個のスロット固定子、回転子、内側のミューメタル遮蔽カバー、外側のミューメタル遮蔽カバーの断面を示す図である。積層固定子断面４１７７は外周回転子穴部４２２９及び内周回転子穴部４２２８を有する。外周回転子穴部は誘導ワイヤスロット４１８４、４１８５、４１８６を有する。内周回転子穴部は誘導ワイヤスロット４１８３、４１８７、４１８８を有する。
【０１８７】
回転子穴部は遮蔽部の開口部をワイヤスロットに重ねるようにして、ミューメタル遮蔽部と整列している。外周回転子穴部は、ミューメタル遮蔽部４１４４を有し、内周回転子穴部は、ミューメタル遮蔽部４１４４ａを有する。積層固定子４１７７は、支持ポスト穴４１７９、空気換気穴４２３０、トーションボルト穴４１７６、ミューメタル遮蔽カバーを有する。外周ミューメタル遮蔽カバー４１６２は固定子と同じ方向に積層された積層鋼板で構成される。図２６の遮蔽部カバー４１６２の外見は固定子毎に異なるが、この違いは遮蔽部カバーを固定子に対して区別しているだけである。ミューメタル遮蔽カバーは保持ボルト４１６３により所定位置に保持され、保持ボルト４１６３はスロット４１７５内の固定子鉄部に取り付けられる。
【０１８８】
内周ミューメタル遮蔽カバー４１８０は固定子積層体と同じ方向に積層された積層鋼板のうちの１枚である。前記内周ミューメタル遮蔽カバーは、換気穴４１８１を有し、取り付け手段４１７８を介して固定子積層体４１７７に取り付けられる。積層固定子４１７７は、設計として、ミューメタル遮蔽部には覆われない機能的外側鉄部４２３２の領域をそれぞれの誘導ワイヤスロットのエリアに設けている。共通の奥側鉄部４２３１は外周回転子スロット４２２９と内周回転子スロット４２２８との間に設けられる。
【０１８９】
図２６の固定子回転子機構を機能させる一例において、回転子の活性化は、図２５と比較した場合に電気的に１８０°位相がずれている。図２６のこの例では、単極回転子のＳ極−Ｎ極サイクルが逆になることを示す。回転子（１）及び回転子（５）は外側鉄部、ワイヤスロット、共通の奥側鉄部に渡り鎖交磁束を形成する。同様の鎖交磁束が回転子（２）と回転子（６）との間、回転子（３）と回転子（７）との間、回転子（４）と回転子（８）との間に発生する。これらの回転子が、適切な磁束密度、速度、Ｎ極−Ｓ極の励磁で、伝動装置又は個別のスロット回転子モータにより回転されると、スロット４１８４、４１８５、４１８６、４１８３、４１８７、４１８８の誘導コイルに電力が生成される。１２個の外周固定子スロットと１２個の内周固定子スロットがある。誘導コイルは、外周誘導コイルと内周誘導コイルに重ねて巻かれて直列で接続される。特定の構造においては、電力出力は単相ＡＣである。別々の固定子の回転子が互いに１２０°の位相のずれのある状態で通電されそれぞれの固定子からの中性リードが一緒に接続されるような３つの固定子が用いられる場合、三相電力が生成される。回転子が同じ極性にて連続して回転される場合、ＤＣ（直流）が生成される。回転子４１８２はベアリング格納手段内の軸４１４８を中心にして回転し、８つの個別の回転子駆動モータにより回転される。この８つの個別の回転子駆動モータはすべて、伝動装置及び駆動モータ又は共通の可変速駆動装置に駆動される。図２６に記載される構成は、固定子構成部品間の有害な鎖交磁束による電磁抵抗を完全に除去する。この固定子構成部品は、誘導コイルが電気負荷に接続された時に発生する誘導固定子極を含む。システムを駆動するのに必要な運動エネルギは負荷のない状態、負荷のある状態、様々な負荷の状態にて同じである。必要とされるエネルギは、機械機構を回すのに必要なエネルギだけである。
【０１９０】
図２７は、好適な実施形態における単極回転子及びスリップリングを示す図である。回転子本体４１４６は０．３４ｍｍの焼きなましされた電気鋼をレーザ切断加工したディスクにより製造される。この電気鋼は、ジグに積層され、加圧され、モータ用絶縁ワニスに浸漬されたものである。そして、軸４１４８はこの積層体に圧入される。スリップリング４１８９は軸４１４８上に配置される。渦電流線材４１６４は積層体の全長に渡り圧入されて、線材の両端にて常時固定されている。線材は導線４１６４ａを介してスリップリングに電気的に接続されている。そして、回転子は絶縁され、また絶縁された銅マグネットワイヤを用いて重ねて巻き、取り得る最長のコイル範囲で巻かれる。２つのリード４１８８がＮ／Ｓスリップリングに接続される。
【０１９１】
図２８は、好適な実施形態の１つの固定子の断面を示しており、固定子鉄部、固定子巻線、単極回転子、ミューメタル遮蔽部、ミューメタル遮蔽カバーを示している。固定子４１７７のこの断面は、幾何学や遮蔽に関する主要な論点を示し、この論点により、抵抗力がほとんどない又は全くない状態で、すなわち低プラストルクにて、発電機を運転可能となっている。この機械のトルクを適切な釣り合いで設定することが好ましい。一定の速度においては、適切な速度を（２極又は４極の場合は、適切な周波数も）維持するために、発電機軸を一定の速度で回すのに必要な馬力（ＨＰ）に関する唯一の変数は発電機軸のトルクであることに注目すべきである。しかし、単極性の場合は、周波数は励磁ボードに決定されるが、速度によっては変更されない。
【０１９２】
ＨＰ＝トルク（ＦＴ  ｌｂｓ）×速度（ｒｐｍ）／５２５２
【０１９３】
実施形態における例示的な発電機のコンピュータモデルは、この発電機は、電気的負荷のある状態、負荷のない状態、様々な負荷の状態において、軸を回すのに実質的に同じトルクを必要とすることを示す。機械力は、機械機構を回すことと、磁性回転子による固定子の回転子穴部４２２８、４２２９内の鉄心への引力を相殺することとに必要な機械抵抗（すなわちトルク）に関連している。しかし、この好適な実施形態の場合、単極回転子及び積層電気鋼ミューメタル遮蔽部がこの引力を完全に取り除く。単極回転子と同種の固定子積層鋼板の回転子穴部４２２８、４２２９と組み合わせたものが、一種の、抵抗のない磁性ベアリングとして機能する。固定子電気負荷力よりも低く非常に低い電磁抵抗をもたらす他の支配的な影響力として、固定子磁極４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄからいくらかの距離をおいて回転子を幾何学的に配置することがあげられる。このように、ミューメタル遮蔽部４１４４をすべての回転子の周りに配置することに加え、回転子磁石を固定子磁界から幾何学的に隔離することで、回転子磁力が固定子磁力から隔離されている。内側と外側のリードのペア丸数字の（１）と（２）、丸数字の（３）と（４）、丸数字の（５）と（６）、丸数字の（７）と（８）、丸数字の（９）と（１０）、丸数字の（１１）と（１２）、丸数字の（１３）と（１４）、丸数字の（１５）と（１６）に関連した固定子コイルは、重ねて巻かれ直列又並列に接続されている。図から明らかなように、内側の固定子巻線と外側の固定子巻線とがある。後述の通り、内周固定子巻線の極性は外周固定子巻線の極性とは逆である。固定子の内周と固定子の外周とで極性が異なるため、支持ポスト４１７９のエリア内に鎖交磁束が生じる。この鎖交磁束が、回転子穴部４２２９、４２２８から磁束を離すように集中させる。この設計特性は、回転子の磁極と固定子の誘導磁極との間に生じうる鎖交磁束をも低減させる。
【０１９４】
図２９は、回転子駆動モータを示す好適な固定子の上方斜投影図を示しており、この回転子駆動モータはすべて単一の可変速駆動装置により制御される。この投影図は、端部支持部材４１９０により支持された固定子４１７７を示す。誘導コイル４１９６は固定子の近位端に示される。外周回転子４１４６が示され、外周回転子ミューメタル遮蔽カバー４１６２も示されている。支持板４１９０が所定位置に保持され、トルク支持手段４１９７を介して固定子を支持する。回転子は個別のスロット回転子モータ４１９３にて所望の速度にて回転される。モータは支持フレーム４１９４により支持される。モータは導電ケーブル４１９２を介して可変速駆動装置４１９１により駆動される。
【０１９５】
図３０は、高効率発電機の制御及び試験システムの概略と標準発電機との比較とを示す。高効率発電機は、主制御装置、プログラマブル論理センター、ソリッドステート回転子励磁システムを用いるコンピュータ制御システムにより運転されている。発電機の効率は、システムへの電圧、アンペア数、ワット数が計測される電源ボックス４２１６に投入される電力入力用の壁部電源４２１３を監視することで決定される。発電機４２１０（ＨＥＧ）からの出力は、電線管４２００ａを介して発電機連結盤４２１８へと供給される。発電機連結盤内の電圧計及び電流ループはマスタ制御盤４２１７の表示画面に接続される。導線４２００は、プログラム可能なロードセル制御盤に電力を供給する。電力は、コンピュータプログラムサイクルにより又は手動によりロード制御盤（load panel）に送られる。負荷はシステムの電圧降下が起こるまで上昇する。２台の基準発電機が同じ方法にて試験される。つまり、合計の電力入力が計測され、ロードセルへの合計の電力出力が計測される。２ｋＷ単相発電機４２０５の場合、この発電機は、可変速駆動装置４１９１にて制御される三相モータ４２０６により駆動される。そして、回路が電線管４２２３を介してロードセル４１９８に対して開く時に、ロードバンク制御盤の計器類にて電力出力が計測される。壁部４２１３からの合計の電力入力が計測され、電力入力が可変速駆動装置（ＶＳＤ）４１９１に向かう途中で電源ボックスを通過する時に、この合計の電力入力が、ボルト計量器、アンペア計量器、ワット計量器により電源ボックス４２１６から記録される。
【０１９６】
２５ｋＷ単相発電機４２０８の場合、この発電機はＶＳＤ１９１により制御される三相モータ４２０７にて駆動される。そして、回路が電線管４２２３を介してロードセル４１９８に開く時に、ロードバンク制御盤の計器類により電力出力は計測される。壁部４２１３からの合計の電力入力が計測され、電力入力がＶＳＤに向かう途中で電源ボックスを通過する時に、この合計の電力入力が、ボルト計量器、ワット計量器、アンペア計量器により電源ボックス４２１６から記録される。
【０１９７】
図３０のＨＥＧ４２１０は、説明用の代表例でしかない。前述の図面に詳細が記載されているかもしれない。駆動モータ４２０９はＶＳＤにより制御され、ＶＳＤは入力シングルをＰＬＣ（プログラマブル論理センター）を介して回転子エンコーダから受け取り速度を制御する。回転子軸の端部の一方に位置する位置センサが信号を励磁制御盤に送信し、励磁制御盤は信号をソリッドステート励磁配電盤に送信する。ソリッドステート励磁配電盤は、ＤＣ電気パルスを適切な時間に巻線電気回転子のコイル（図２７）に送信するよう励磁ボードを作動させる。電力の入出力は、発電機４２０５、４２０８の場合と同様の方法で計測される。ＨＥＧへの電力は、壁部４２１３から又は無停電電源装置４２１１から供給される。
【０１９８】
図３１は、回転子コイルに給電する励磁カードのうちの２つからの励磁電流及び電圧を記録したオシロスコープを示す図である。トレース４２２４は、この図においては、回転サイクルの１８０°の区間における電圧トレースを示す。トレース４２２５は、同じ１８０°の通電角度におけるアンペア数を示す。トレース４２２６は、第２カードからの電圧を示し、トレース４２２７は、同じカードからのアンペア数を示す。
【０１９９】
図３２は、電気駆動モータよりさらに高効率な発電機を駆動する標準電気モータを用いて、電力を増大させる例示的な構造示す図である。まず、ワイヤ導線、母線等の電線管４２３１を介して、説明用の量である約７．４６ｋＷの電力を電力網４２２８から取得して、説明用の定格が１０馬力である駆動モータ４２３３へ入力する。モータ４２３３は、軸４２３２により、説明用の２５ｋＷの電力を生成するために、発電機４２３５等の高効率（ＨＥ）発電機を駆動するように構成される。この例において、発電機４２３５からの電線管４２３６、電気的４２３４を通じて２つの１０馬力駆動モータ４２３７、４２３９のそれぞれに約７．４６ｋＷが供給される一方で、発電機４２３５の約１０．０８ｋＷの出力が電力網に戻されてもよい。これらが、最初の高効率発電段階とそれに続く高効率発電段階との間の増幅効果（ＭＥ）による正味の増加分を構成している。電気モータ４２３７自体は、他のＨＥ発電機４２３８を駆動して２５ｋＷのエネルギを発電し電線管４２３０を通じて電力網に戻す。電気モータ４２３９はＨＥ発電機４２４０を駆動し２５ｋＷの電力を発電し電線管４２４１及び電線管４２２９を通じて電力網に戻す。ＨＥ発電機４２３８、４２４０の操作が増幅効果ＭＥによる第２利得段を構成する。
【０２００】
図３３は、高効率発電機ＨＥ、水素製造器、水素駆動の標準駆動エンジンを示す図である。この例において、２０馬力内燃エンジン４２４３は、ＨＥ発電機４２４２を駆動するように構成されてもよく、このＨＥ発電機４２４２自体は水素製造器４２５０を駆動し、このように効率の向上分をフィードバック利用することで自給の電力を供給する。２０馬力水素燃料内燃エンジン４２４３は制御盤４２４４を通じて運転され、水素製造器４２５０から燃料が供給され、貯蔵タンク４２４９内の貯蔵物が水素導管線４２４５を介して水素燃料内燃エンジン４２４３内に送られる。水素燃料内燃エンジン４２４３は５０ｋＷのＨＥ発電機４２４２を駆動し、５０ｋＷのＨＥ発電機４２４２は約２０ｋＷの電力を電線管４２４８を通じて水素製造器４２５０に供給し、水素製造器４２５０は、例えば、気体の水素等を水素貯蔵タンク４２４９に供給する。この水素貯蔵タンク４２４９から、水素燃料内燃式のモータ４２４３に水素が供給される。
【０２０１】
ＨＥ発電機４２４２は、電線管４２４６と変圧器４２６５を介して、２０ｋＷの電力を電力網４２６６に追加供給する。ＨＥ発電機４２４２は７．４６ｋＷの電力を電線管４２４７を介して１０馬力電気モータ４２５５に供給する。この１０馬力電気モータ４２５５は、電線管４２６４及び変圧器４２６５を介して約１０ｋＷの電力を電力網４２６６に供給する２５ｋＷのＨＥ発電機４２５６を駆動する。ＨＥ発電機４２５６は、それぞれ電線管４２５７、４２５８を介して駆動モータ４２５３、４２６２のそれぞれに約７．４６ｋＷをさらに供給する。これらが増幅効果（Ｍｅ）による正味の増加分を構成している。１０馬力駆動モータ４２５３、４２６２が２５ｋＷ発電機４２５９、４２６１を駆動し、この２５ｋＷ発電機４２５９、４２６１は、電線管４２６０と変圧器４２６５を介して、２５ｋＷの電力を電力網４２６６に供給する。これが、増幅効果（ＭＥ）による追加の増量分を構成している。ＨＥ発電機４２６１は２５ｋＷの電力を電線管４２６３と変圧器４２６５を介して電力網４２６６に送電する。
【０２０２】
上述の実施形態では、ＨＥ発電機出力の一部を流用することで電力を追加で生成できたが、代替実施形態では、貯蔵装置を用いることで、効率向上の結果として発電した余剰電力の一部を貯蔵できる。
【０２０３】
図３４は、接続されたバッテリ群、コンデンサ、貯蔵装置４２７８、４２７９等の電気エネルギ貯蔵装置等を用いた、ＨＥ発電機（ＨＥ発電機４２７４等）と標準効率の電気駆動モータ（モータ４２７６等）との例示的な相互作用を示す。本例において、電気モータ４２７６は１０馬力三相標準の誘導モータであり、この誘導モータは軸４２７３を介して２５ｋＷのＨＥ発電機４２７４を駆動する。ＨＥ発電機４２７４は電線管８０を介して全波ブリッジ整流器４２７７に１０．０８ｋＷを供給する。そして、全波整流器からの直流エネルギ出力が貯蔵装置４２７８、４２７９に保存され、貯蔵装置４２７８、４２７９は、可変周波数駆動装置４２７７ａに電線管４２８２を介して、貯蔵電力又は貯蔵電力及び変換電力の組み合わせを需要レベルに応じて供給する。可変周波数駆動装置４２７７ａは貯蔵されたＤＣ電力を矩形波ＤＣに変換できる。矩形波ＤＣはＡＣとして認識され、電線管４２８１を介して１０馬力三相モータ４２７６を駆動する。ＨＥ発電機４２７４は約７．４６ｋＷの電力を電線管４２７５、４２８３それぞれを介して１０馬力モータ４２７１、４２８４に出力する。２つの１０馬力モータ４２７１、４２８４はＨＥ発電機４２７２、４２８６を駆動し、ＨＥ発電機４２７２、４２８６はそれぞれが電線管４２７０、４２８５それぞれを介して２５ｋＷを電力網に出力するか、発電された地点での使用のために２５ｋＷを出力する。これが、増幅効果Ｍｅによる利得段を構成している。
【０２０４】
図３５は、ＨＥ発電機、標準効率電動モータ、短期間貯蔵エネルギ供給装置としての窒素集積装置付き油圧システムを示す図である。図３５は、ＨＥ発電機（ＨＥ発電機４２９３等）と、標準効率電気駆動モータと、油圧システムと、短期間貯蔵エネルギ供給装置としての窒素集積装置との間の例示的なインターフェースを示す。三相１５０ｋＷ発電機であるＨＥ発電機４２９３は、位相レッグ４２８７、４２８８、４２８９を介して１００ｋＷの電力を負荷場所に出力してもよく、又は電力網に供給してもよい。これ以降に詳述されるように、残りの電力は可変周波数駆動装置４２９８ａ及び整流器４３１４両方に戻され発電の促進に用いられてもよい。これが増幅効果（Ｍｅ）による利得段を構成する。
【０２０５】
発電機４２９３は油圧モータ４２９０により駆動されることに注目すべきである。この油圧モータ４２９０は、油圧配管４２９２を介して例えば、窒素集積装置４３０２ａを有する作動液貯蔵及び圧力タンク４３０２から加圧作動液の形状で流体動力を受け取る。窒素集積装置はＤＣモータ４３０８により駆動される圧力ポンプ４３０９により加圧され、ガス導管４３０４を介して加圧された窒素ガスを圧力タンク４３０２へ供給する。窒素集積装置４３０２ａにおける測定された圧力レベルに応じて、モータ電源回路のＤＣ電力ライン４３０９、４３１０が窒素集積装置４３０２ａの圧力スイッチ４３０３により電線管４３０５を介して開閉される。例えば、電力ライン４３０９、４３１０がオンに切り替えられると、ＤＣモータ４３０８はバッテリ４３１２から給電される。バッテリ４３１２は全波ブリッジ整流器４３１４からのリード４３０６、４３１３を介して充電され、全波ブリッジ整流器４３１４は電線管４２９５及び中性線４２９４を介して位相レッグＬｌから給電される。油圧タンク４３０２は、機械式圧力ポンプ４３００にて加圧されて油圧配管４３０１を介して注入される加圧作動液にて充填されてもよい。機械式圧力ポンプ４３００には、油圧配管４２９１を介して油圧モータ４２９０から戻り作動液が入力される。機械式圧力ポンプ４３００は可変速電気モータ４２９９により駆動されてもよく、可変速電気モータ４２９９は、ＨＥ発電機４２９３から三相電線管４２９６、４２９７、４２９８を介して導電される２０ｋＷの三相電力を用いて可変周波数駆動装置４２９８ａにより給電される。
【０２０６】
図３６は、モータポンプと、貯水槽と、発電機タービンシステム内の重力流とを用いた貯水システムと、ＨＥ発電機と、標準効率電動モータとを示す図である。給水塔貯水タンク４３２８は、例えば、静水圧にて流れる水をタービン４３２９に供給する。タービン４３２９は２５ｋＷのＨＥ発電機４３３０を駆動してもよく、この２５ｋＷのＨＥ発電機４３３０は１７．５４ｋＷの三相電力を送水ポンプ４３３３に送り返す。送水ポンプ４３３３は、タービン４３２９を通り抜けた排水を、受水貯水槽４３３４から給水塔貯水槽４３２８に配水管４３２７を介して圧送する。ＨＥ発電機４３３０は電線管４３３１を介して出力電力の残り又は７．４６ｋＷの電力を１０馬力モータ４３３５に送ってもよい。電気モータ４３３５は発電機４３３６を駆動し、発電機４３３６は２５ｋＷの電力を生成して電線管４３３７を介して電力網４３１５に送る。これが、増幅効果（Ｍｅ）による利得段を構成する。説明用の２５ｋＷを電力網４３１５に供給することで、自給の７．４６ｋＷを費やして、水力発電構造が、様々な効率利得段に関連した総計の増幅効果（Ｍｅ）により、追加の自給の電気システムを永続させることができると理解される。例えば、ＨＥ発電機４３３６からの電力網４３１５への２５ｋＷの入力を考慮すると、電気１０馬力モータ４３２１は電線管４３１８を介して７．４６ｋＷの電力を電力網４３１５から得て２５ｋＷのＨＥ発電機４３２０に給電する。これが利得段を構成する。１０．０８ｋＷの電力の発生出力が電線管４３１９を介して電力網４３１５に戻される。ＨＥ発電機４３２０は、それぞれ電線管４３２２、４３２３を介して、７．４６ｋＷの電力を電気モータ４３２４に供給し、７．４６ｋＷの電力を電気モータ４３３８に供給する。電気モータ４３２４、４３３８は２５ｋＷのＨＥ発電機４３２５及び２５ｋＷのＨＥ発電機４３２４を駆動するように構成され、これがさらなる利得段を構成する。ＨＥ発電機４３２５、４３２６の電力出力が電線管４３１６、４３１７を介して電力網４３１５に送られる。
【０２０７】
図３７は、ＨＥ（高効率）発電機を用いる自動車を示す図である。様々な実施形態におけるＨＥ発電機は、一応用例として原動力を提供するように自動車において使用されてもよいが、この応用例に限定されることはない。ＨＥ発電機はボンネット（hood又はbonnet）４３４３の下に配置されてもよく及び、トランク（trunk又はboot）４３３９を輸送用の荷物のために用いる。あるいは、ＨＥ発電機をトランク（trunk又はboot）４３３９に配置し、ボンネット（hood又はbonnet）４３４３下の部分を輸送用の荷物のために用いてもよい。ＨＥ発電機は、ドライブトレーン内の走行用モータ又は車輪４３４０、４３４２内に直接設置される走行用モータを用いて車両を駆動してもよい。
【０２０８】
図３８は、この応用例においては、ＨＥ発電機を駆動源として用いる自動車、またガレージ、商用ガレージ、路上駐車、駐車場等にあるプラグイン装置から家庭、職場及び／又は電力網に給電するためにＨＥ発電機を用いるような自動車の図である。自動車のボンネット４３４３の下に収容されたＨＥ発電機を用いる自動車であり、この自動車は、原動力を提供する走行用モータを車輪４３４９、４３４２内に有している。図３８の自動車は、ガレージ、自動車置き場等４３４８内に止められている。ＨＥ発電機が所望の用途に合わせて単相又は三相となる電力出力モードの場合は、自動車は非運転モードになる。電力導管ケーブル４３５２がコンセント４３５３に差し込まれる。導管４３５４は、家に入力する電力計４３５１に電力を送る。電力計４３５１は、電力を導管４３４９を介して家や職場等に供給し、導管４３５０を介して電力網に供給する。
【０２０９】
図３９は、移動用駆動力や列車のその他の電力需要のためのＨＥ発電機を用いた電車用エンジン装置を示す図である。現在の使われ方において、列車はディーゼルの動力を用いて発電機に給電して運転し、走行用モータ４３４７により列車が動かされる。そのため、ディーゼルエンジンとディーゼル燃料貯蔵タンクに現在占められている場所（例えば、限定されるわけではないが、図３９のエンジンのエリアで４３４５、４３４６として指定されるエリア）に発電機を設置するという変更を要するだけである。
【０２１０】
図４０は、ＨＥ発電機を用いる船舶を示す図である。図４０に示される舟艇は、例であり、これに限定されるものではない。応用例は、小舟艇、船舶、潜水艦等、すべての大きさのすべての運転モードによる船に適応可能である。図４０の船は、発電機を駆動するディーゼルエンジンが生成した電力により運転されている。ＨＥ発電機が、例えば、エリア４３４４（しかし、このエリアに限定されることはない）にあるディーゼル駆動の発電機に取って代わる。
【０２１１】
図４１は、ＨＥ発電機を使用するバス又は同様の車両を示す図である。ＨＥ発電機はエリア４３５７又は４３５５に設置される。電力は車輪４３５６内又はパワートレイン内の他の場所の走行用モータを介して移動用駆動力をもたらす。電力はバスのその他のニーズに提供される。
【０２１２】
図４２は、ＨＥ発電機を用いる航空機又は同様の飛行機械又は同様の車両を示す図である。ＨＥ発電機は、例えば、エリア４３５９（しかし、このエリアに限定されることはない）に設置される。生成された電力は電動プロペラの給電に使われたり、推力を得るためにジェット飛行機の電熱部分に供給される周囲の空気を圧縮するのに使われたりする。圧縮空気は、「熱部分」に供給される水により増大する。この「熱部分」では、圧縮空気及び水が熱部分の高熱下で膨張し、それゆえ推力が生じる。
【０２１３】
図４３は、移動用駆動力やその他の電力需要を提供するためのＨＥ発電機を用いる輸送用トラック又は同様の車両を示す図である。ＨＥ発電機を、例えば、ディーゼル又はその他の内燃エンジンに現在占有されているエリアであるボンネット４３６１の下に設置してもよい。この移動手段は例であり限定されるものではない。車両は例えば車輪又はドライブトレーン４３６２内の他の場所にある走行用モータにより駆動される。車両の残りの電力ニーズにも給電される。
【０２１４】
実施形態が説明され図示されるが、当業者が、設計や構造の詳細における多くの変形例又は変更例を本発明から逸脱することなく構成しうると考えたことを理解すべきであろう。例えば、高効率モータが、標準効率発電機を駆動するように本明細書に説明されるが、代替実施形態においては、標準効率電気モータが高効率発電機を駆動してもよく、それゆえ高効率構造の効率の向上分のために電力出力における正味の増加がもたらされる。高効率電気モータが高効率発電機を駆動する場合には、さらに大きな向上が得られるかもしれない。さらに、標準モータがＨＥ発電機を駆動するように本明細書に説明されるが、代替実施形態においては、ＨＥ電気モータが標準効率発電機を駆動してもよく、それゆえＨＥ構造の効率の向上分のために電力出力における正味の増加がもたらされる。
【０２１５】
本明細書に説明される技術には、説明されたような発電用途に加え広範な用途があることが当業者にとっては明らかである。
【０２１６】
本明細書にて論じられ説明される様々な例示的な実施形態において、実施形態における回転子の反力（すなわち電磁抵抗）は低減され除去される。本実施形態では、一連の回転可能な、双極性、４極性の又は単極性の電磁石、電機子、回転子等は診断されてもよく、そうでなければ、その軸に沿って固定子の凹部内に挿入されてもよい。固定子内では、凹部が積層電気鋼を含むスロットにより完全に囲まれていてもよい。積層電気鋼はマグネットワイヤ等のコイルにより巻かれている。好適な実施形態は固定子に凹部を有しており凹部内に回転子を挿入してもよく、この回転子は磁極の中心から幾何学的に離間している。固定子コイルが電気負荷に接続され、多くの電流が固定子コイル内を流れると、固定子に磁極が形成される。この幾何学的な増加が回転子と回転子磁界との間の相互作用を低減し、さらに、ミューメタル遮蔽部に沿った独特の巻線パターンと組み合わせることで、モータ反力又は電磁抵抗を大幅に低減し又は除去する。実施形態において、固定子鉄部の最大の誘導磁束密度が得られ、この実施形態では、固定子の内周と固定子の外周のワイヤスロットがそれぞれスロット回転子を有しており、このスロット回転子が例示的なデュアルスロット回転子ペアを構成する。また、回転子鉄部と固定子鉄部間に所望の磁気結合を可能にし、ワイヤスロットの導線全体において所望の磁気移動をもたらすために固定子の外側鉄部と奥側鉄部が両方の回転子に曝されるようなデュアル固定子構造が備えられる。
【０２１７】
以下の詳細な説明により、本明細書に以下図示され説明される実施形態が理解される。回転子と固定子間に抵抗を生じさせる磁力を遮蔽するか、相殺するか、又はそれぞれを隔離させる高効率発電機が備えられる。そのため、従来は磁気抵抗により消費及び／又は消失していた８０％以上の駆動エネルギが電力に変換される。
【０２１８】
以下の説明と関連してこれから詳述される実施形態において、従来の回転子電機子及び固定子が、外周を有する固定子部品と内周を有する固定子部品とを有する積層電気鋼デュアル固定子に置き換えられている。それぞれの固定子部品は、一例においてスロット付きの回転子穴部を有しており、この一例において、回転子穴部は正方形又は四角形等の隅に幾何学的に離間して配置され、固定子鉄部に磁力で接続される。回転子穴部の固定子鉄部は例えば１８個のワイヤスロットを有してもよく、電気負荷が発電機に加えられたときに、それぞれのスロット区分内の重ね巻きされたコイルが互いに逆方向に電流を流れるようにこのワイヤスロットが巻かれ、それゆえ固定子負荷による有害な極性形成を相殺することができる。
【０２１９】
それぞれのスロット回転子電機子が通電され個別の回転子アセンブリが回転されて、固定子の開口ワイヤスロットと外側鉄部にＮ極とＳ極の磁束場エネルギの場を交互に与える。この磁束場は固定子の外側鉄部と奥側鉄部と磁気的に結合する。磁極が連続的に又はパルス状に通電されるように、磁極は、スリップリング／ストップブラスを介して、ソリッドステート式又は機械式のコメンテータ装置又はその他の適切な機構を用いてＤＣ電流で通電する。他の運転モードでは、回転子はすべてＮ極及び／又はすべてＳ極となるように励磁されＤＣ電流を生成する。
【０２２０】
例示的な双極性固定子穴部回転子において、２つの極部分のうちの一方がＮ極に磁化され、他方の部分がＳ極に磁化される。一実施形態において、Ｎ極部分は１８０°の部分により構成され、Ｓ極は反対側の１８０°の部分により構成される。他の実施形態において、回転子は単極性であり、すなわち周波数サイクルの半分で回転子全体がＮ極となる。そのため、励磁制御部により電流の流れを反転すると、回転子全体がＳ極になる。すなわち３６０°の中でＮ極の次にＳ極が来る。極部分は奥側鉄部の奥にあるミューメタル遮蔽部により遮断されている。スロット回転子構造のそれぞれは、固定子の巻線スロットの開口部に近接して設けられ、固定子の巻線スロットの開口部に沿って横方向に延設する縦の円筒状穴部に収容されることが好ましい。ミューメタル背面遮蔽部を含むスロット回転子機構は、回転子の積層電気的スロット付きの鋼鉄円筒部内に収容されてもよい。鋼鉄円筒部は固定子巻線を設置できるように部分的に円筒状態であり、着脱可能なスロット付きの積層電気鋼固定子部品を用いて閉じられる。円筒部は固定子ワイヤスロットの開口部に対応する開口部であり、固定子ワイヤスロットの開口部と接続される開口部を有している。
【０２２１】
スロット回転子は、例えば、巻線デュアル固定子の外周の周りに回転子のペアとして位置する巻線電磁電機子又は永久磁石電機子として形成されてもよいと理解される。異なる数のスロット回転子ペアを用いてもよく、４、８等の偶数のスロット回転子ペアであることが好ましい。これは例であり、異なる数のスロット回転子ペアやペアになっていないものも用いてもよい。従来の発電機電機子のものと同様の方法にて一連の積層鋼板磁極片を軸に形成することで、個別のスロット回転子電機子を作成してもよい。従来の方法で絶縁されたワイヤを用いて発電機の操作の要求に適した巻線仕様によって、磁極片を巻いて完成させてもよい。制御システムを介して電力を電機子に引火してもよい。
【０２２２】
回転子機構の軸を駆動するために、固定子の内側の及び／又は外周に渡る個別のスロット回転子軸の一端に中心歯車機構を用いてもよい。ギア機構がスロット回転子ペアを固定子の両側にて同期して回転すると、従来の発電機の単一の中央で回転する電機子に比べ大幅に低下した抵抗にて電力が生成される。
【０２２３】
単極性回転子（３６０°表面において単一のＮ極とそれに続く単一のＳ極）の場合の他の好適な実施形態において、回転子機構の軸は、固定子の内面及び／又は外面に渡る個別のスロット回転子軸の一端の単一の三相モータを用いて駆動してもよい。スロット回転子モータは単一の可変速駆動装置により制御される。スロット回転子ペアが固定子の両側にて同期して回転すると、従来の発電機の単一の中央で回転する電機子に比べ大幅に低下した抵抗にて電力が生成される。
【０２２４】
本明細書にて論じられ説明される実施形態に係る固定子は外周はもとより内周の穴部の周囲の周りにワイヤスロットを有してもよい。「内側の」及び「外側の」の用語を使うことで、円形の固定子の実施形態に説明が言及されていることに注意すべきである。デュアル固定子は円形でなくてもよく、直線状、平坦な形状、半円形状でもよいし、他の機能的な形状を有してもよく、具体的に本明細書に図示され説明される実施形態と同じ効果を有するデュアル固定子部品（しかしこれに限定されない）を有してもよいことが理解されるべきであり、強調されるべきである。固定子が円形ではない実施形態において、「内周」及び「外周」の用語が「第１外周部」及び「第２外周部」と置き換えられてもよい。さらに、様々な実施形態における例示的な固定子がデュアル固定子構造として本明細書に説明されるため、第１外周部及び第２外周部は、スロット回転子を有する固定子表面を備えてもよい。固定子部品の個々の内周部は直接的に又は介在部材（外側鉄部と奥側鉄部等の部分等）を介して、互いに隣接し対向してもよい。
【０２２５】
図を参照すると、図４４は、一実施形態の上方斜投影図を示す。駆動モータ５００１は支持板５００２に設置されるように構成されており、支持板５００２は、回転子５０２６を開くため伝動装置５００４を介してフレーム５００３、駆動装置回転子軸５００８に取り付けられる。回転子５０２６は、ワイヤスロット５０４１を有する固定子穴部５０２１を横切り、ワイヤスロット５０４１は固定子巻線を備える。固定子５００７、５００７ａは支持ポスト５０１１により所定位置に保持され、支持ポスト５０１１はトルクボルトを有する。２つの固定子がフレーム５０１５上に支持される。固定子５００７の回転子軸がスプライン継手５００９を介して固定子５００７ａの回転子軸を駆動する。伝動装置壁部と端部支持部５０１２、５０１３、５０１４が固定子と回転子を支持する。回転子へのＤＣ電流はブラシ及びスリップリング５０２０を介して送られる。
【０２２６】
図４５を参照して、固定子誘導子ワイヤスロットのない固定子積層体の断面図が示される。メイン固定子積層体部品５００６は中央部品５０２５に接続される。回転子穴部は外側穴部５０２１及び内側穴部５０２２や、支持ポスト穴５０２３内のトルクボルト正孔５０２４をさらに含むよう示されている。図４６は、外側の積層固定子小部品５０２８を付け加えた様子を示し、積層固定子小部品５０２８は、メイン積層体５００６に取り付けられて、外側穴部５０２１を閉じる。
【０２２７】
図４７は、一実施形態の積層体を示す図である。図示された積層体は単相２８スロット発電機に使用されてもよい。スロット付きの外側積層体５０２８はメイン積層体５００６に取り付けられ、メイン積層体５００６は中心のスロット付きの積層体５０２５に取り付けられる。双極回転子積層体５０２８は回転子穴部＃１、＃２、＃３、＃４、＃５、＃６、＃７、＃８に示される。双極回転子積層体５０２８は、単相ＡＣ運転を意図している。
【０２２８】
図４８は、例えば、図４４に示されるような積層体から構成される発電機の断面を示す図である。外側回転子穴部５０２１には単相コイルが巻かれている。本実施形態及びその他の実施形態における巻線パターンは、Ｎ極とＳ極の巻線コイルを巻くことで誘導スロットのエリアにおける磁気抵抗を相殺するように構成される。例えばコイル５０３１がＮ極に巻かれ、コイル５０３２がＳ極に巻かれ、コイル５０３３がＮ極に巻かれ、コイル５０３０がＳ極に巻かれる。上述の構成では、固定子誘導磁極の中心を固定子鉄部６の回転子間の中間部に配置し、例えば、回転子から幾何学的に離れた位置であれば都合がいい。
【０２２９】
図４９は、図４７及び図４８の積層体により構成される発電機の断面を示す図である。外側回転子穴部５０２１は単相コイルが巻かれている。Ｎ極とＳ極の巻線コイルを巻くことで巻線パターンが誘導スロットのエリアにある磁気抵抗力を相殺する。コイル５０３１はＮ極に巻かれ、コイル５０３２がＳ極に巻かれ、コイル５０３３がＮ極に巻かれ、コイル５０３０がＳ極に巻かれる。内側の回転子穴部５０２２は単相コイルが巻かれる。巻線パターンはＮ極とＳ極の巻線コイルを巻くことで、誘導スロットのエリアにある磁気抵抗力を相殺する。コイル５０３４がＳ極に巻かれ、コイル５０３５がＮ極に巻かれ、コイル５０３６がＳ極に巻かれ、コイル５０３７がＮ極に巻かれる。そのため内側と外側のコイル巻線パターンが固定子の「有効な」誘導による極性形成を相殺する。この極の相殺や幾何学的な隔離は、この発電機の有効な負荷抵抗力のみを除去する。
【０２３０】
図５０は、図４８及び図４９の発電機の断面をさらに示し、双極性回転子５０２９に用いられる回転子巻線５０３８を示す。
【０２３１】
図５１は、図４８、図４９、図５０の発電機の断面をさらに示し、別の異なる回転子積層体５０３９を示す。この回転子はミューメタル遮蔽部用のスロット５０４０を有しており、このミューメタル遮蔽部は、磁束回路が軸を貫通して反対の磁極に到達して磁気回路を形成させるのではなく、磁束回路を磁極面に戻して閉じるように磁界を回転子の磁極からそらす。ミューメタル遮蔽部により軸の中間を遮蔽すると、第１極又は第２極（例えばＮ極又はＳ極）のうちの同じ極を、回転子表面の３６０°に渡り連続して有する機能的な単極回転子を使用できるようになる。
【０２３２】
図５２は、交流電力用に単極回転子が第１極性と第２極性とを交互に有する例示的な単相構造における、図５１の発電機固定子及び回転子をさらに示している。巻線は、負荷抵抗力の主要な要因である固定子の負荷誘導極性を相殺するように、図５０のように巻かれている。
【０２３３】
図５３は、発電機にて使用される場合には単相又は三相発電機又はＤＣ発電機となる一実施形態の断面図を示す。この実施形態は固定子回転子穴部当たり１８個の誘導ワイヤスロットを有する。ミューメタル遮蔽部５０４４を奥側鉄部の背部に配置すると都合がいい。図５４に示されるように、前述の外側の部品５０２８と中央部品５０２５を設置する前に固定子誘導コイルを穴部に配置する必要がある。この部品を取り付けた後、絶縁処理を施されたスロットにコイルが設置される。
【０２３４】
図５４は、誘導ワイヤスロット５０４１及びミューメタル遮蔽部５０４４とを有する固定子中央部品５０２５を示す。
【０２３５】
図５５は、３つの固定子積層体部品５００６、５０２５、５０４４を示す。固定子誘導コイルを回転子穴部内に設置する前に部品は隔離されている。コイルが所定位置に設置されると、部品５０４４は部品５００６に取り付けられる。その後、部品５０２５が部品５００６に取り付けられる。そして、絶縁処理を施されたスロットにコイルが設置されてもよい。
【０２３６】
図５６は、組み付けられてはいるが誘導巻線を有さない固定子部品を備えた図５５の固定子の図であり、誘導巻線はスロットに設置されている。ミューメタル遮蔽部５０４４は奥側鉄部の奥のきわめて重要な位置に分散している。
【０２３７】
図５７は、回転子穴部５０２１内に三相巻線を有する図５５及び図５６の固定子積層体の図である。図４９に示されるように、例えば電磁抵抗力が同じ領域にある逆方向に電流が流れるコイルにより相殺されるように巻線が巻かれている。図示された三相の例において、第１相の入力及び出力リードは、丸数字の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）を含む。第２相の入力及び出力リードは、丸数字の丸数字の（９）、（１０）、（１１）、（１２）、（１３）、（１４）、（１５）、（１６）を含む。第３相の入力及び出力リードは、丸数字の（１７）、（１８）、（１９）、（２０）、（２１）、（２２）、（２３）、（２４）を含む。上述の構造を有する例示的な発電機を双極性回転子を用い５０Ｈｚ又は６０Ｈｚにて運転してもよく、直列及び／又は並列で接続してもよい。
【０２３８】
図５８は、回転子穴部５０２２内に三相巻線を有する図１２及び図１３の固定子積層体の図である。図４９に示されるように、例えば電磁抵抗力が同じ領域にある逆方向に電流が流れるコイルにより相殺されるように巻線が巻かれている。これは三相巻線である。第１相の入力及び出力リードは、丸数字の（２５）、（２６）、（２７）、（２８）、（２９）、（３０）、（３１）、（３２）を含む。第２相の入力及び出力リードは、丸数字の（３３）、（３４）、（３５）、（３６）、（３７）、（３８）、（３９）、（４０）を含む。第３相の入力及び出力リードは、丸数字の（４１）、（４２）、（４３）、（４４）、（４５）、（４６）、（４７）、（４８）を含む。
【０２３９】
図５９は、ケーブル５０４８を介して可変速駆動装置５０４９により駆動される支持台５０４７に設置された単一の回転子駆動モータ５０４６を示す。
【０２４０】
図６０は、ミューメタル遮蔽部スロット５０４０を有する単極性／双極性回転子の積層体５０３９を示しており、ミューメタル遮蔽部スロット５０４０は、単極性として運転する場合にＮ／５相殺効果を回避するために、いずれかの極からの磁極をそらすことができる。
【０２４１】
図６１は、巻線５０３８、リード５０５５、５０５６、５０５７、５０５８、ミューメタル遮蔽部スロット５０４０を有する単極性／双極性回転子の積層体５０３９を示す。
【０２４２】
図６２は、上述の教示内容に基づいて巻線６３がまかれるように組み付けられた４つの標準固定子５０５９、５０６０、５０６１、５０６２を示す。
【０２４３】
図６３は、例示的な商業用の実施形態における発電機システムを示す。図６２の標準発電機固定子５０５９、５０６０、５０６１、５０６２は、軽量材で構成された支持フレーム７２により組み付けられ、また支持される。固定子５０５９、５０６０、５０６１、５０６２はワイヤコイル電線管５０６８、５０６９、５０７０、５０７１により反対側にある同様の電線管（図示せず）と接続され、コイルループの背面を形成する。巻線の工程ではコイルを導入できるように着脱可能部品５０６４、５０６５、５０６６、５０６７を取り外し、図４８、図４９、図５０、図５１、図５７の固定子と同様の方法で巻かれる。コイル位相のうちの１つに関連したコイルが図示されるが、残りの位相のコイルも巻かれて固定子５０５９、５０６０、５０６１、５０６２内に配置されると理解される。位相巻線が完成し、接続され、取り付けられ、浸漬され、乾燥した後に、回転子を挿入しエンドベルを取り付けてもよい。図５９に示されるもの等の個別の駆動モータがエンドベルに取り付けられてもよい。図６４に示されるように、スリップリング及びブラシは両軸の両端に回転子励磁機構の一部として接続されてもよい。図６４は、組み付け段階における、上述の教示内容に基づき巻線が巻かれる標準固定子の組み立てを示す。
【０２４４】
図６４は、いくつかの（例えば１２個）組み付けられた標準発電機ハウジングが軽量支持構造により支持される実施形態を示す。標準発電機ハウジングは固定子５０６０、５０６１、５０７３、５０７４、５０７５、５０７６として示される。電線管口５０７７、５０７８、５０７９、５０８０、５０８１、５０８２、５０８３、５０８４、５０８５、５０８６、５０８７、５０８８が設けられ、この電線管口は巻線コイル用の配線と固定子５０６０、５０６１、５０７３、５０７４、５０７５、５０７６間をまたぐコイル群とを収容し、図示しないものも有している。エンドベルを用いて回転子や軸を支持してもよい。スプライン継手５０９５、５０９６、５０９７、５０９８が個別のユニット間の軸を接続する。スリップリングとブラシ機構５０８９，５０９０、５０９１、５０９２、５０９３、５０９５とを用いて励磁電流を回転子巻線に伝達する。図示された実施形態は単極回転子を用いるため、ハウジングが１２個組み付けられたシステムにおける４つのハウジングのセットのそれぞれが、三相発電機における１つの相となる。
【０２４５】
図６５は、独立型発電設備としての運転を保証し、標準発電機との比較をするための試験プロトコールを実施するための配置図の詳細を示す。
【０２４６】
図６６は、独立型発電設備としての運転を保証し、標準発電機との比較をするための試験プロトコールを実施するための別の配置図の詳細をさらに示す。
【０２４７】
図６７は、独立型発電設備としての運転を保証し、標準発電機との比較をするための試験プロトコールを実施するための別の配置図の詳細をさらに示す。
【０２４８】
図６８は、独立型発電設備としての運転を保証し、標準発電機との比較をするための試験プロトコールを実施するための別の配置図の詳細をさらに示す。
【０２４９】
図６９は、独立型発電設備としての運転を保証し、標準発電機との比較をするための試験プロトコールを実施するための別の配置図の詳細をさらに示す。
【図１Ａ】
2015534423.tif 000003
【図１Ｂ】
2015534423.tif 000004
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
2015534423.tif 000011
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
2015534423.tif 000018
【図１１Ｂ】
2015534423.tif 000019
【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
2015534423.tif 000036
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
2015534423.tif 000039
【図２５】
2015534423.tif 000040
【図２６】
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【図２７】
2015534423.tif 000042
【図２８】
2015534423.tif 000043
【図２９】
2015534423.tif 000044
【図３０】
2015534423.tif 000045
【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
2015534423.tif 000049
【図３５】
2015534423.tif 000050
【図３６】
2015534423.tif 000051
【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
2015534423.tif 000055
【図４１】
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【図４２】
2015534423.tif 000057
【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
2015534423.tif 000060
【図４６】
2015534423.tif 000061
【図４７】
2015534423.tif 000062
【図４８】
2015534423.tif 000063
【図４９】
2015534423.tif 000064
【図５０】
2015534423.tif 000065
【図５１】
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【図５２】
2015534423.tif 000067
【図５３】
2015534423.tif 000068
【図５４】
2015534423.tif 000069
【図５５】
2015534423.tif 000070
【図５６】
2015534423.tif 000071
【図５７】
2015534423.tif 000072
【図５８】
2015534423.tif 000073
【図５９】
2015534423.tif 000074
【図６０】
2015534423.tif 000075
【図６１】
2015534423.tif 000076
【図６２】
2015534423.tif 000077
【図６３】
2015534423.tif 000078
【図６４】
2015534423.tif 000079
【図６５】
2015534423.tif 000080
【図６６】
2015534423.tif 000081
【図６７】
2015534423.tif 000082
【図６８】
2015534423.tif 000083
【図６９】
2015534423.tif 000084
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月22日(2014.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転速度を変更可能な可変速電気モータユニットにおける電磁抵抗を低下させる方法であり、
前記可変速度電気モータは、
磁極鉄心支持構造により隔てられたＮ個の均等間隔の領域に分離された内周部の周辺に配置されるワイヤスロットであって、誘導巻線を有するワイヤスロットを備える積層固定子と、
前記固定子の内周部の周囲に配置され、前記固定子の内周部の周囲の前記Ｎ個の領域内で離れて配置される前記スロット内に延設される第１端部を有する一連の巻線横方向磁極鉄心と、
前記横方向磁極鉄心を支持する支持構造であって、前記支持構造は前記固定子の内周部と同心の円形開口部を形成し、前記支持構造の内側のリング部に前記横方向磁極鉄心の第２端部が取り付けられ、前記横方向磁極鉄心の第２端部が前記リングの構造と同一平面をなす支持構造と、
前記横方向磁極鉄心の支持構造の前記円形開口部に挿入された回転子であって、前記固定子の横方向磁極鉄心の端部において支持手段により支持される回転子と、
フリーホイーリング永久磁石インサートを含む複数の回転子インサートであって、前記複数の回転子インサートは前記回転子の外周部に沿って離れて配置され、前記回転子は前記横方向磁極鉄心の支持構造の前記円形開口部に挿入されており、前記フリーホイーリング永久磁石インサートは前記回転子の外周部に沿った穴部に挿入されており、前記フリーホイーリング永久磁石インサートが第１磁気極性及び第２磁気極性を有する磁極部分ペアとフリーホイーリング電磁極安定化インサートとを備える複数の回転子インサートと、
前記回転子の外周部に沿った穴部に挿入された電磁回転子磁極インサートと、
通電回路とを含んでおり、
前記方法は、
Ｎ個の領域にある前記横方向磁極鉄心の巻線を順次通電する工程であって、前記Ｎ個の領域のそれぞれが通電されて移動磁界が発生し、トルクが与えられ前記回転子が回転し、前記フリーホイーリング永久磁石インサートの極部分が前記横方向磁極鉄心の第２端部と整列して回転し、前記横方向磁極鉄心と前記Ｎ個の領域のうち前記横方向磁極鉄心と対応する領域との鎖交磁束を増加し、前記横方向磁極鉄心の第１端部が前記Ｎ個の領域のうち対応する領域の固定子誘導巻線に電流の流れを誘導する工程と、
前記横方向磁極鉄心の通電と同期して、前記電磁極インサートのＮ極又はＳ極の１つを順次通電する工程とを含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記固定子は、等しい数に離れて並ぶスロット領域に分割される積層鋼板固定子を含み、前記スロット領域は、前記固定子の内周部と同心の円形開口部を形成する支持構造により支持される横方向磁極鉄心を有しており、
前記スロット領域及び前記回転子領域は、共通の中央縦軸上の共通の中心点からの半径によりＮ個の均等間隔の領域に離れて配置され、
前記フリーホイーリング永久磁石インサートが前記回転子の外周部に沿った位置に挿入され、前記横方向磁極鉄心のインサートに対する比率はＮ：１／Ｎであり、それぞれがＮ個の均等間隔の領域のうち少なくとも２つの領域からなるＮ／２個のグループを形成し、
前記Ｎ／２個のグループ内の領域のうち第１領域のそれぞれの領域の横方向磁極鉄心巻線の巻線は、第１領域の前記横方向磁極鉄心がすべて第１極性を有し、前記領域のうち第２領域の前記横方向磁極鉄心は第２極性を有して、前記極性は円周に沿って領域おきに順次交互に切り替わるように巻かれていることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記回転子は均等間隔の回転子スロットのある非鉄材にて構成され、前記均等間隔の回転子スロットは、電磁安定化インサート付きのフリーホイーリング永久磁石磁極又は電磁極インサートを有することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記横方向磁極鉄心の第２端部は前記電磁回転子磁極インサートに同期して通電され、前記横方向磁極インサートの第２端部は第１極性であり、前記電磁回転子磁極インサートは第２極性であることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記横方向磁極鉄心の第２端部は前記フリーホイーリング永久磁石磁極安定化インサートに同期して通電され、前記横方向磁極インサートの第２端部は第１極性であり、前記電磁フリーホイーリング電磁極安定化インサートは第２極性であることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記フリーホイーリング永久インサート又は前記電磁回転子磁極インサートの長手軸が前記スロット及び前記横方向磁極鉄心の奥行軸と直交して整列されるように、前記横方向磁極鉄心、前記フリーホイーリング永久磁石インサート、前記電磁フリーホイーリング永久磁石磁極安定化インサート、前記電磁回転子磁極インサートのスロットがそれぞれの長手軸に沿って軸方向に整列することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記フリーホイーリング永久磁石インサートにより生成される磁束が磁気的に直接的に前記横方向磁極鉄心の第２端部に結合されて漏れ磁束及び磁気抵抗を最小にするように前記フリーホイーリング永久磁石インサートが前記回転子内で遮蔽されることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記電磁回転子磁極インサート及び前記電磁フリーホイーリング永久磁石磁極安定化インサートにより生成される磁束が前記横方向磁極鉄心の第２端部に磁気的に直接的に結合され漏れ磁束及び磁気抵抗を最小にするように前記電磁回転子磁極インサート及び前記電磁フリーホイーリング永久磁石磁極安定化インサートが前記回転子内で遮蔽されることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記円形開口部は前記スロット及び前記横方向磁極鉄心と縦方向に整列され、前記円形開口部は前記スロットの縦方向開口部と整列され、前記横方向磁極鉄心の対応する第２端部と磁気接続することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、前記円形開口部は前記スロットの縦方向開口部と整列し、前記横方向磁極鉄心の対応する第２端部と磁気接続することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、前記前記トルクが前記回転子を回転させるよう提供される場合、前記横方向磁極鉄心の第２端部の領域のうちの第１領域との整列が保たれ、前記回転子が順次回転して前記横方向磁極鉄心の第２端部を通過する場合、移動磁界に関連した最大の磁束密度が維持されて誘導巻線に最大の電流の流れを誘導し前記回転に関連した磁気抵抗を低減させるように、前記Ｎ個の領域内の前記横方向磁極鉄心の巻線を順次通電する行程は、前記フリーホイーリング永久磁石インサートのうちの少なくとも第１フリーホイーリング永久磁石インサートを整列することをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、前記前記トルクが前記回転子を回転させるよう提供される場合、前記横方向磁極鉄心の第２端部の領域のうちの第１領域との整列が保たれ、前記回転子が順次回転して前記横方向磁極鉄心の第２端部を通過する場合、移動磁界に関連した最大の磁束密度が維持されて誘導巻線に最大の電流の流れを誘導し前記回転に関連した磁気抵抗を低減させるように、前記Ｎ個の領域内の前記横方向磁極鉄心の巻線を順次通電する行程は、前記電磁極インサートのうちの第１電磁極インサートを整列することをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、前記通電回路はＤＣ励磁回路と接続するプログラマブル論理ユニットを有し、
前記横方向磁極鉄心の巻線に順次通電する工程は、第１磁極が順次励磁されるように、前記ＤＣ励磁回路を用いて第１パルス状連続励磁電流を前記Ｎ個の領域内の前記横方向磁極鉄心に順次流す工程を含み、
前記横方向磁極鉄心の通電と同期して前記電磁極インサートのＮ極又はＳ極の１つを順次通電する工程は、前記横方向磁極鉄心の巻線を順次通電する工程と同期して第２パルス状連続励磁電流を前記電磁極インサートに順次流す工程を含み、
前記電磁極インサートのＮ極又はＳ極の１つをそれぞれの個別の領域において所定の遅延期間維持し、前記電磁極インサートが次の領域の前記横方向磁極鉄心の第２端部と整列して回転した後に前記電磁極インサートの磁極の極性を切替えることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、Ｎが１２であることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、前記回転子磁極部分がネオジムにより形成されることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法であって、前記回転子磁極部分がサマリウムコバルトにより形成されることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法であって、前記回転子磁極部分が巻線鋼鉄電磁石を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法であって、さらに前記固定子誘導巻線により生成された電力の一部を前記通電回路にフィードバックし、少なくとも部分的に可変速電気モータユニットの誘導巻線に給電する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
可変速電気モータ及び電力コージェネレーションユニット用の電磁アセンブリは、
周囲に配置された複数のスロットを有し、内側の固定子開口部を有する固定子と、
第１端部が複数のスロットのそれぞれと接続されるよう前記固定子に接続される複数の横方向磁極鉄心であって、前記前記スロット及び横方向磁極鉄心が長手及び奥行軸に沿って整列し、前記複数の巻線横方向磁極鉄心は支持構造に支持され、前記支持構造は前記内側の固定子開口部内に共通中心軸の周りに位置し、前記支持構造は支持構造開口部をその中心に有しており、巻線と前記支持構造開口部に向かう第２端部とを有する前記横方向磁極鉄心と、
前記支持構造開口部内に位置する回転子であって、複数の穴部を外周部に有し中央動力軸に接続される回転子であり、
前記穴部に挿入された複数のフリーホイーリング永久磁石インサートであって、前記複数のフリーホイーリング永久磁石インサートのそれぞれが第１磁気極性と第２磁気極性とを有する磁極部分ペアを備え、運転中は前記フリーホイーリング永久磁石インサートのそれぞれが縦軸の周りを回転し、磁気極性が前記フリーホイーリング永久磁石電磁安定化インサートにより方向付けられ安定化されるフリーホイーリング永久磁石インサートとを備えており、
前記複数の横方向磁極鉄心の巻線は順次巻かれて、運転中に移動磁界を形成しトルクを前記回転子に発生させ、前記回転子及び軸を回転させ、前記フリーホイーリング永久磁石インサートは前記横方向磁極鉄心のうち通電した横方向磁極鉄心の第２端部と整列され、前記フリーホイーリング永久磁石インサートは回転中は前記横方向磁極鉄心と整列を保ち、前記横方向磁極鉄心と前記複数のスロットのうち対応するスロット内の誘導巻線とに最大の磁束密度を与え内部に電流の流れを誘導し、
前記複数の横方向磁極鉄心の巻線は順次通電されて移動磁界を形成しトルクを前記回転子に発生させ、前記回転子及び軸を回転させ、前記電磁極インサートは回転して前記横方向磁極鉄心のうち通電した横方向磁極鉄心の第２端部と整列し、前記回転子及び磁場が回転する場合、前記電磁極インサートは前記横方向磁極鉄心のうち通電した横方向磁極鉄心の第２端部と整列を保ち、前記巻線横方向磁極鉄心と前記複数のスロットのうち対応するスロット内の誘導巻線とに最大の磁束密度を与え内部に電流の流れを誘導することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２０】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、共通の中央縦軸上の共通の中心点から出る半径線により、前記固定子、前記支持構造、前記回転子がＮ個の均等間隔の領域に分割されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２１】
請求項２０に記載の電磁アセンブリであって、Ｎが１２であることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２２】
請求項１９に記載の電磁アセンブリは、
前記横方向磁極鉄心の巻線に接続された通電回路をさらに備え、前記通電回路は、前記電磁アセンブリの回転数を変化させるように繰り返される順次的なパルスの変化率が変更されるソリッドステート通電システムからパルス状のＤＣ電流を印加することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２３】
請求項１９に記載の電磁アセンブリは、
前記電磁極インサートの巻線に接続された通電回路をさらに備え、前記通電回路は電流の流れ方向及びタイミングを制御して、前記横方向磁極鉄心にタイミングシーケンスしてＮ極とＳ極の方向をパルス毎に交互に変更する交流ＤＣパルスを生成するように構成されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２４】
請求項１９に記載の電磁アセンブリは、
前記フリーホイーリング永久磁石電磁安定化インサートの巻線に接続された通電回路をさらに備え、前記通電回路の電流の流れ方向及びタイミングが制御され、前記横方向磁極鉄心にタイミングシーケンスしてＮ極とＳ極の方向をパルス毎に交互に変更するＤＣパルスを供給することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２５】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記複数の横方向磁極鉄心のそれぞれは個々に前記複数のスロットのそれぞれの上に配置され、前記複数のスロット内に配置された前記誘導コイル巻線が、前記横方向磁極鉄心の巻線がそれぞれの磁極領域で順次及び繰り返し通電される場合に生成される高密度の磁束に曝され、前記磁気回路が磁性回転子極を通じて完成することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２６】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記複数のフリーホイーリング永久磁石インサートは、運転中に、前記磁界と同期して回転し、前記フリーホイーリング永久磁石電磁安定化インサートの巻線と前記横方向磁極鉄心とが順次通電されると、フリーホイーリング永久磁石インサートが前記横方向磁極鉄心の第２端部と整列して回転し、トルクと誘導巻線内の最大の磁束密度を提供して巻線内部に電流の流れを誘導し、前記回転子パルスと前記横方向磁極鉄心との同期したシーケンスにより前記回転子への磁気抵抗を減らすことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２７】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記複数の電磁回転子磁極インサートは、運転中に、磁界と同期した関係で回転し、前記横方向磁極鉄心の巻線が順次通電されると、前記電磁回転子磁極は前記横方向磁極鉄心の第２端部と整列して回転し、トルクを生成し最大の磁束密度を前記誘導巻線に与え、巻線内に電流の流れを誘導し、前記回転子の磁気抵抗を低減することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２８】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子穴部のそれぞれが、運転中に前記横方向磁極鉄心の第２端部と近接して配置される開口部を有することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２９】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記複数のフリーホイーリング永久磁石インサートのそれぞれが前記永久磁石インサートに関連した磁束を含む格納スリーブ内に収容されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３０】
請求項２９に記載の電磁アセンブリであって、前記格納遮蔽スリーブはミューメタル及び炭素又はその他の鋼鉄を交互に積層させて形成されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３１】
請求項１から３０のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記固定子及び前記支持構造のそれぞれが実質的に円形であることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３２】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記複数のフリーホイーリング永久磁石インサートのそれぞれが、前記フリーホイーリング永久磁石インサートの回転を支持するための１つ以上のベアリングを有する格納スリーブ内に収容されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３３】
請求項１から３２のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子磁極部分はネオジムから形成されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３４】
請求項１から３３のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子磁極部分はサマリウムコバルトから形成されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３５】
低磁気抵抗高効率電気駆動モータ及び低磁気抵抗高効率発電機を用いる持続的な自己発電の方法であって、前記方法は、
第１高効率発電機と前記第１高効率発電機を駆動する第１高効率電気駆動モータとを備える第１非化石燃料高効率発電ユニットから、第１レベルの電力を有する第１電源を生成する工程と、
第２レベルの電力を有する前記第１電源の一部を流用して、
前記第１非化石燃料発電ユニットと、
第２高効率発電機と前記第１高効率発電機を駆動する第２高効率電気駆動モータとを備える第２非化石燃料高効率発電ユニットと、
配電網とのうちの少なくとも２つに送る工程とを含み、
前記第１及び第２非化石燃料高効率発電ユニットは固定子及び回転子の少なくとも１つを含む構造を有し、１馬力の入力電力に対して７４６ワットの出力電力となる比率よりも高い変換効率にて入力電力を出力電力に変換するために前記構造は前記固定子及び前記回転子の少なくとも１つの磁極を隔離する幾何学的構成を有し、
前記第１及び第２非化石燃料高効率発電ユニットは前記固定子及び前記回転子の少なくとも１つの巻線構成を有しており、前記固定子及び前記回転子の少なくとも１つの前記巻線は、コイル群１つおきに互いに反対方向に巻かれるように重ねて巻かれており、それゆえ前記固定子スロットの磁気極性抵抗の影響を相殺することを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項３５に記載の方法であって、
前記第１電源の少なくとも一部を電力貯蔵装置に貯蔵する工程と、
必要に応じて前記第１電源の前記貯蔵エネルギの少なくとも一部を回復したり戻したりする工程とをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項３５又は３６に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つが水素駆動システムを含むことを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項３５又は３６に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水力駆動システムであることを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項３５又は３６に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力網を含むことを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項３５又は３６に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力貯蔵装置を含むことを特徴とする方法。
【請求項４１】
請求項４０に記載の方法であって、前記電力貯蔵装置はバッテリ及びコンデンサのうち１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項４２】
請求項３５に記載の方法であって、前記第１及び第２高効率電気機械の少なくとも１つは高効率電気モータを含むことを特徴とする方法。
【請求項４３】
請求項３５に記載の方法であって、前記第１及び第２高効率電気機械の少なくとも１つは高効率電気モータコージェネレーションユニットを含むことを特徴とする方法。
【請求項４４】
請求項３５に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料高効率電気ユニットの少なくとも１つは標準効率発電機を含むことを特徴とする方法。
【請求項４５】
請求項３５に記載の方法であって、前記第１高効率（ＨＥ）発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの接続部は第１効率増幅を含み、前記第２ＨＥ発電ユニットと第３ＨＥ発電ユニットとの接続部は第２効率増幅を含むことを特徴とする方法。
【請求項４６】
第１通常効率発電機と、
通常効率発電機械に接続されて第１ＨＥ発電ユニットを形成する第１非化石燃料高効率電気駆動モータと、
前記第１ＨＥ発電ユニットと電気負荷との間の電気出力接続部と、
前記第１ＨＥ発電ユニットの前記電気出力接続部と前記第１ＨＥ発電ユニットの電気入力部との間に接続された電気フィードバック接続部とを備え、
前記電気出力接続部は第１レベルの電力を前記電気負荷に出力し、第２レベルの電力を前記第１ＨＥ発電ユニットに出力し、
前記電気負荷は、第２非化石燃料ＨＥ電気モータと第２通常効率発電機とを含む第２ＨＥ発電ユニット及び配電網のうち少なくとも１つを含み、
前記第１及び第２ＨＥ発電ユニットは、１馬力の入力電力に対して７４６ワットの出力電力となる比率よりも高い効率にて運転することを特徴とする持続的な自己発電を供給するアセンブリ。
【請求項４７】
請求項４６に記載のアセンブリは前記電気出力接続部に接続する電力貯蔵装置をさらに含み、前記前記電力貯蔵装置は第１電源の少なくとも一部を内部に貯蔵できることを特徴とするアセンブリ。
【請求項４８】
請求項４６に記載のアセンブリは、
前記電気出力接続部に接続し、第１電源の少なくとも一部を内部に貯蔵できる前記電力貯蔵装置と、
前記電力貯蔵装置及び前記第１ＨＥ発電ユニットに接続され、前記貯蔵した少なくとも一部を必要に応じて回復したり前記第１電源に戻すソリッドステートＤＣ電力励磁ユニットとをさらに備えることを特徴とするアセンブリ。
【請求項４９】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水素駆動システムを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５０】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水力駆動システムを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５１】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力網を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５２】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力貯蔵装置を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５３】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記電力貯蔵装置はバッテリ及びコンデンサのうち１つを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５４】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械のうち少なくとも１つはＨＥモータを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５５】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械のうち少なくとも１つはＨＥモータコージェネレーションユニットを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５６】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは標準効率発電機を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５７】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１ＨＥ発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの接続部は第１効率増幅に基づいて構成されることを特徴とするアセンブリ。
【請求項５８】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１ＨＥ発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの接続部は第１効率増幅に基づいて構成され、前記第２ＨＥ発電ユニットと第３ＨＥ発電ユニットとの間は第２効率増幅に基づいて構成されることを特徴とするアセンブリ。
【請求項５９】
請求項５３に記載のアセンブリであって、前記貯蔵装置はバッテリ及びコンデンサのうち少なくとも１つを含み、前記アセンブリは前記電気フィードバック接続部と前記貯蔵装置との間に接続される整流器をさらに含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項６０】
発電機における回転子の抵抗を低下させる方法は、
誘導巻線を有する第１固定子部品の外周部に沿ってスロット回転子ペアの第１構成部材を分散して配置する工程と、
固定子誘導コイルの磁極の中心から幾何学的に離れるように前記第１部材スロット回転子ペアを隔離する工程と、
誘導巻線を有する第２固定子部品の外周部に沿って分散して前記スロット回転子ペアの第２構成部材を配置する工程であって、
ＡＣ電流の場合、前記スロット回転子ペアの第１構成部材と第２構成部材は第１及び第２磁気極性を有する少なくとも１つの磁極部分ペアを有するスロット回転子を備え、
ＤＣ電流における前記スロット回転子ペアの場合、前記スロット回転子ペアの第１構成部材は一定の第１磁気極性を有し、前記スロット回転子ペアの第２構成部材は一定の第２磁気極性を有し、両方が一定の第１磁気極性及び一定の第２磁気極性とを有する工程と、
前記スロット回転子ペアは、ワイヤスロット及び遮蔽部格納部分のエリアを除く全周にわたりミューメタル円形遮蔽部により遮蔽されており、
前記第１磁気極性を有する第１構成部材の磁極部分のうちの第１磁極部分と第２磁気極性を有する第２構成部材の磁極部分のうちの第２磁極部分とが前記スロットと整列し、前記第１及び第２回転子部材の回転子への抵抗力が最小となる状態で、誘導巻線に最大の磁束密度を与え巻線内に電流の流れをもたらすように前記スロット回転子ペアの第１及び第２構成部材を同期して回転する工程とを含み、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品は前記誘導巻線を収容するスロットを有し、
前記第１固定子部品の内周部及び前記第２固定子部品の内周部は互いに隣接し、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品のスロットはその長手及び奥行軸に沿って軸方向に整列され、
前記第１及び第２構成部材の長手軸が整列したスロットの奥行軸に直交して整列するように、それぞれのスロット回転子ペアの前記第１構成部材及び前記第２構成部材はそれぞれの長手軸に沿って前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の整列したスロットと整列し、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の回転子スロットは前記固定子コイルを設置できるような開口スロットであり、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の回転子スロットは、運転段階では閉じられて３６０"の外周を積層鋼板で形成することが好ましく、
前記第１固定子及び前記第２固定子のスロットは、積層電気鋼ミューメタル遮蔽カバーを設置することで機能上は閉じられて３６０°の外周や積層鋼板トンネルを形成し、
前記積層ミューメタル遮蔽カバーはミューメタル遮蔽部に重なるように設置されることを特徴とする方法。
【請求項６１】
請求項６０に記載の方法は、前記第１及び第２構成部材により生成された磁束が前記スロット内で方向付けられ、漏れ磁束が軽減され、それゆえ前記固定子との鎖交磁束が軽減され磁気抵抗が軽減されるように、前記第１及び第２構成部材を磁気的に遮蔽する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６２】
請求項６０に記載の方法であって、前記第１構成部材を分散配置する工程及び第２構成部材を分散配置する工程は、前記第１及び第２固定子部品に備えられた鋼鉄にて囲まれ遮蔽された開口部のそれぞれに前記第１及び第２構成部材を挿入する工程をさらに含み、前記第１及び第２構成部材を部分的に遮蔽するために前記開口部のそれぞれが前記スロットと縦方向に整列され、前記ワイヤスロットの対応する縦方向開口部との磁気接続を提供するために前記開口部のそれぞれが前記スロットの縦方向開口部に対応する縦方向開口部を有することを特徴とする方法。
【請求項６３】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアが多極スロット回転子ペアを含む場合、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材を同期して回転させる工程は、前記第１及び第２構成部材との磁気結合にて生じる正味のトルクがほぼゼロになるように、前記スロットペアの前記第１及び第２構成部材をそれらの軸を中心にして、前記固定子誘導ワイヤスロットに重なるように互いに反対方向に回転させる工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６４】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアが交番単極回転子ペアを含む場合、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材を同期して回転させる工程は、前記第１及び第２構成部材との磁気結合にて生じる正味のトルクがほぼゼロになるように、前記スロットペアの前記第１及び第２構成部材をそれらの軸を中心にして、前記固定子誘導ワイヤスロットに重なるように互いに反対方向に回転させる工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６５】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアが多極回転子ペアを含む場合、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材を同期して回転させる工程は、前記第１磁気極性を有する前記第１構成部材の前記磁極部分のうちの第１磁極部分をスロットに重ねて第１方向に回転させる工程を含み、前記第２構成部材の前記磁極部分のうちの前記第２磁極部分をシーケンスさせ、前記第２磁極部分が前記第１磁気極性とは反対の前記第２磁気極性を有し、前記第２磁極部分が前記第１方向と反対の第２方向に回転可能で前記第１及び第２磁気極性の間に磁気回路、すなわち磁気結合を形成することを特徴とする方法。
【請求項６６】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアが交番単極回転子ペアを含む場合、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材を同期して回転させる工程は、前記第１磁気極性を有する第１構成部材の磁極部分のうちの第１磁極部分をスロットに重ねて第１方向に回転させる工程を含み、前記第２構成部材の磁極部分のうちの第２磁極部分を同じ速度で回転させ、前記第２磁極部分が前記第１磁気極性とは反対の前記第２磁気極性を有し、前記第２磁極部分が前記第１方向と反対の方向に回転し、前記第１及び第２磁気極性の間に磁気回路を形成することを特徴とする方法。
【請求項６７】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアが多極回転子ペアを含む場合、
記第１極部分がスロットに重なり第１方向に位置する場合、前記第１磁気極性を有する前記第１構成部材の前記磁極部分のうちの第１磁極部分の電機子に励磁電流を流し、
前記第２磁極部分が、対応する整列したスロットに重なり第２方向に位置する場合、前記第２磁気極性を有する前記第２構成部材の前記磁極部分のうちの前記第２磁極部分の電機子に励磁電流を流すことで、
前記第１回転子及び前記第２回転子を同期して駆動する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６８】
請求項６０に記載の方法は、前記スロット回転子ペアが交番単極回転子ペアを含む場合、
前記第１回転子及び前記第２回転子を同じ速度で駆動する工程であって、発生した電力の前記周波数は励磁の前記変化率及び期間により決められる工程と、
第２磁気極性を有する前記スロット回転子ペアの前記第２スロット回転子ペアの電機子に励磁電流を流すことに同期して前記スロット回転子ペアの第１スロット回転子ペアの電機子に励磁電流を流して第１極性を生成する工程とを含み、
前記極性は３６０°の外周全体で同一であることを特徴とする方法。
【請求項６９】
請求項６０に記載の方法は、前記スロット回転子が交番単極回転子を含む場合、前記回転子ペアの前記回転子を様々な速度で駆動し直流（ＤＣ）電力出力を制御する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項７０】
請求項６０に記載の方法は、前記スロット回転子が単極回転子を含む場合、６０ＨｚのＡＣ電力出力の場合は１秒間に６０回及び５０ＨｚのＡＣ電力出力の場合は１秒間に５０回のいずれかで前記回転子ペアのそれぞれの回転子の極性を変化させて、前記回転子ペアの前記回転子を様々な速度で駆動し交流電流（ＡＣ）の電力出力を制御する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項７１】
請求項６０に記載の方法は、前記第１及び第２構成部材の前記電機子に励磁電流が供給される時に生成される磁束が前記固定子ワイヤスロットに実質的に向かうように、電機子磁極の磁気遮蔽部を用いて前記第１及び第２構成部材を前記固定子磁極から遮蔽する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項７２】
請求項６０に記載の方法であって、それぞれの電力位相は別々の単一の固定子に含まれかつ生成され、所望の単相電圧及び発電能力を奏するために、それぞれの単一の固定子の前記コイルは直列又は並列で接続されることを特徴とする方法。
【請求項７３】
請求項６０又は７２に記載の方法であって、互いに１２０°の位相のずれのある電力を生成する３つの固定子のそれぞれからの中性リードが三相「Ｙ」結線と接続され、三相電力出力を生成することを特徴とする方法。
【請求項７４】
請求項６０、７２、７３の何れか１項に記載の方法であって、互いに１２０°の位相のずれのある電力を生成する２つの固定子それぞれからの中性リードが接続され、二相電力出力を生成することを特徴とする方法。
【請求項７５】
請求項６０に記載の方法であって、三相電力出力の三相すべてが同じ固定子から生成され、三相構造のそれぞれの相のすべての誘導巻線コイルが直列で接続されて、三相のそれぞれからの中性リードが接続されて「高圧Ｙ」結線を形成することを特徴とする方法。
【請求項７６】
請求項６０に記載の方法であって、三相電力出力の三相すべてが同じ固定子から生成され、三相構造のそれぞれの位相の半分の誘導巻線コイルが直列で接続されて２つの連続したグループが並列接続され、すべての中性リードが接続されて「低圧Ｙ」結線を形成することを特徴とする方法。
【請求項７７】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２スロット回転子を同期して回転させる工程は、伝達機構を用いて第１及び第２スロット回転子を回転させる工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項７８】
請求項６０〜７７のいずれか１つに記載の方法であって、前記第１及び第２スロット回転子は支持構造に支持され、前記第１及び第２スロット回転子は個別の駆動モータにより駆動されることを特徴とする方法。
【請求項７９】
請求項６０又は７８に記載の方法であって、前記第１及び第２スロット回転子を可変速度電気装置を用いて回転し個別の駆動モータを並行して回転させることを特徴とする方法。
【請求項８０】
請求項６０に記載の方法は、前記第１及び第２スロット回転子を個別の固定子磁極の中心からできるだけ大きな距離で幾何学的に離す工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項８１】
発電機用の電磁アセンブリは、
第１固定子部品及び第２固定子部品を有するデュアル固定子を備え、複数のスロットが前記第１固定子部品の外周部に配置され、第２複数のスロットが前記第２固定子部品の外周部に配置され、前記第１及び第２固定子部品の個々の内周部が近接するよう配置され、前記第１及び第２複数のスロットのそれぞれが長手及び奥行軸に沿って整列しスロットペアを形成し、前記複数のスロットそれぞれに誘導コイル巻線が備えられ、スロット回転子ペアは前記スロットペアと関連しており、前記スロット回転子ペアそれぞれが前記第１複数のスロットの一スロットと整列して配置される第１スロット回転子部材と、前記スロットペアに対応する前記第２複数のスロットの一スロットと整列して配置される第２スロット回転子部材とを有し、それぞれの回転子部材は少なくとも１つの磁極ペアを有し、前記磁極ペアの一方は第１磁気極性を有し前記磁極ペアの他方は第２磁気極性を有し、一実施形態においては、前記回転子部材は交流単極として巻かれ、交流発電用の電気極性及び磁気極性を交番するソリッドステート励磁配電盤内のゲート機構により第１極性から第２極性へと交番され、それぞれのスロット回転子部材は縦軸を中心に回転可能であり、前記スロット回転子ペアは前記スロットペアに沿って配置されて前記スロットペアに配置される前記誘導コイル巻線が前記スロット回転子ペアにより生成される磁束に曝され、
前記第１スロット回転子部材及び前記第２回転子部材は回転可能であり、前記第１スロット回転子部材に関連した第１極性を有する前記磁極の一極性の磁束が前記スロットペアの対応する第１スロットに方向づけられると、前記第２スロット回転子部材に関連した第２極性を有する磁極の一磁極の磁束が第２スロットペアの対応する第２スロットに方向づけられ、第１及び第２スロットに設置された前記誘導コイル巻線が曝されて前記誘導コイル全体を移動する磁束を増加させ、
前記スロット回転子ペアは前記固定子の電力誘導磁極から幾何学的に離れた状態で組み付けられ、前記アセンブリがさらに前記回転子の周囲に配置される磁気遮蔽部を備えており、側面鉄部の小さな部分と誘導コイルスロットとだけが前記スロット回転子ペアの磁束に曝されるように前記回転子磁極と前記固定子の誘導極との間の磁気結合が回避されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８２】
請求項８１に記載の電磁アセンブリであって、前記第１固定子部品と前記第２固定子部品との間に配置される背面鉄部及び側面鉄部をさらに含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８３】
請求項８１に記載の電磁アセンブリであって、それぞれのスロット回転子ペアが前記固定子誘導磁極の中心から幾何学的に離れていることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８４】
請求項８１に記載の電磁アセンブリは、それぞれのスロット回転子部材用にミューメタル又はその他の磁気遮蔽部をさらに含み、
前記遮蔽部は前記固定子誘導ワイヤスロット上に位置する開口部を有することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８５】
請求項８１、８２、８３、８４のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１複数のスロットは４個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは４個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８６】
請求項８１〜８５のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１複数のスロットは８個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは８個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８７】
請求項８１〜８６のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８８】
請求項８１〜８７のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１複数のスロットは２４個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは２４個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８９】
請求項８１〜８８のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１複数のスロットは４８個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは４８個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９０】
請求項８１〜８９のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子は直径が約１２インチの交番極単極回転子であり、前記第１複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９１】
請求項８１〜９０のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子は第１磁極と第２磁極を有する直径が約１２インチの交流双極性回転子であり、前記第１固定子複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含み、前記第２複数の固定子スロットは１２個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９２】
請求項８１〜９１のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子は直径が約６インチの交番極単極性又は双極性回転子であり、前記第１複数の固定子スロットは１２個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９３】
請求項８１〜９２のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、教示された内容から逸脱することなく、前記回転子は適切な大きさ極性からなり、適切な数の前記第１複数の固定子スロットと同様に適切な数の第２複数の固定子スロットとを有することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９４】
請求項８１〜９３のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品のそれぞれは実質的に円形であるが、円形に限定されることがないことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９５】
請求項８１〜９４のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品は平面である。
【請求項９６】
請求項８１〜９５のいずれか１項に記載の電磁アセンブリは励磁回路をさらに備え、前記第１極性の磁極のうち前記第１スロット回転子部材に関連した磁極が回転されて前記スロットペアの第１スロットのスロットに重なる所定の位置に移動すると前記励磁回路は前記第１極性を有する前記第１スロット回転子部材及び前記第２極性を有する第２スロット回転子部材に励磁電流を印加して磁束及び磁気結合を形成し、前記第２極性の磁極のうち前記関連した磁極が回転されて前記スロット回転子ペアの対応する第２スロットと整列すると前記励磁回路は前記第１スロット回転子部材及び前記第２スロット回転子部材に励磁電流を印加して磁束及び磁気結合を形成し、前記励磁電流の印加がセンサにより始動されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９７】
請求項８１に記載の電磁アセンブリはプログラム可能な励磁回路をさらに備え、前記第１極性の磁極のうち前記第１スロット回転子部材に関連した磁極が回転されて前記スロットペアの第１スロットのスロットに重なる所定の位置に移動すると前記励磁回路は第１極性を有する前記第１スロット回転子部材及び前記第２極性を有する前記第２スロット回転子部材とに励磁電流を印加して磁束及び磁気結合を形成し、前記第２極性の磁極のうちの前記関連した磁極が回転されて前記スロット回転子ペアの対応する第２スロットと整列すると前記励磁回路は前記第１スロット回転子部材と前記第２スロット回転子部材とに励磁電流を印加して磁束及び磁気結合を形成し、前記励磁電流の印加はセンサ及びプログラマブル論理回路により始動される。
【請求項９８】
請求項９６又は９７に記載の電磁アセンブリであって、前記励磁回路が前記回転子極から前記励磁電流を除去すると、前記励磁電流を除去した前記回転子極に関連した消失した磁界からの電流がバッテリに送られることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９９】
請求項９６又は９７に記載の電磁アセンブリであって、前記励磁回路は前記第１及び第２スロット回転子部材に関連した整流子回路を有し、前記第１及び第２スロット回転子部材の一スロット回転子部材が回転して整列すると、前記整流子回路は前記スロット回転子部材を前記励磁電流に選択的に結合することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項１００】
低磁気抵抗高効率（ＨＥ）電気機械を用いた持続的な自己発電の方法は、
第１レベルの電力を有する第１電源を、第１低磁気抵抗ＨＥ電気機械と第１非化石燃料ユニットとを含む第１発電ユニットから生成する工程と、
第２レベルの電力を有する前記第１電源の一部を流用して、
第１発電ユニットと、
第２低磁気抵抗ＨＥ電気機械と第２非化石燃料駆動ユニットとを含む第２発電ユニットと、
配電網とのうちの少なくとも２つに流す工程とを含み、
前記第１非化石燃料駆動ユニット及び第１低抵抗ＨＥ電気機械並びに第２非化石燃料駆動ユニット及び第２ＨＥ機械は固定子と回転子との少なくとも１つを含む構造を有し、ｌ馬力の入力電力に対して７４６ワットの出力電力となる比率よりも高い入力電力から出力電力への変換効率を有するように前記構造は前記固定子及び前記回転子の少なくとも１つの磁極を隔離する幾何学的構成を有することを特徴とする方法。
【請求項１０１】
請求項１００に記載の方法は、
前記第１電源の少なくとも一部を電力貯蔵装置に貯蔵する工程をさらに含み、前記貯蔵される第１電力の少なくとも一部を必要に応じて回復したり戻したりすることを特徴とする方法。
【請求項１０２】
請求項１００又は１０１に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水素駆動システムを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０３】
請求項１００又は１０１に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水力駆動システムを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０４】
請求項１００又は１０１に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは油圧駆動システムを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０５】
請求項１００又は１０１に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力網を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０６】
請求項１００又は１０１に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力貯蔵装置を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０７】
請求項４７に記載の方法であって、前記電力貯蔵装置はバッテリ及びコンデンサのうち１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０８】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械の少なくとも１つはＨＥ発電機を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０９】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械の少なくとも１つはＨＥモータを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１０】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１及び第２ＨＥ機械の少なくとも１つはＨＥモータコージェネレーションユニットを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１１】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは標準効率発電機を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１２】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは標準効率モータを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１３】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１ＨＥ発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの接続部は第１効率増幅を含み、前記ＨＥ発電ユニットと第３ＨＥ発電ユニットとの接続部は第２効率増幅を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１４】
持続的な自己発電を提供するアセンブリは、
第１低磁気抵抗高効率（ＨＥ）発電機械と、
第１低磁気抵抗ＨＥ発電機械に接続されて第１ＨＥ発電ユニットを形成する第１非化石燃料ＨＥ電気モータユニットと、
前記第１ＨＥ発電ユニットと電気負荷との間に配置される電気出力接続部と、
前記第１ＨＥ発電ユニットの前記電気出力接続部と前記第１ＨＥ発電ユニットの第１非化石燃料ＨＥ電気モータユニットの電気入力部との間に接続される電気フィードバック接続部とを備え、
前記電気出力接続部は第１レベルの電力を前記電気負荷に出力し、第２レベルの電力を前記第１ＨＥ発電ユニットの第１非化石燃料ＨＥ電気モータユニットに流用し、
前記電気負荷は、
第２低磁気抵抗ＨＥ電気機械と第２非化石燃料ユニットとを有する第２ＨＥ発電ユニットと、
配電網とのうち少なくとも１つを含み、
前記第１及び第２ＨＥ発電ユニットは、交番極性単極回転子及び固定子を含む構造を有しており、前記構造において前記固定子及び前記回転子のうち少なくとも１つの巻線構成が一方から他方への交番極性による重ね巻線を有しており、１馬力の入力電力に対して７４６ワットの出力電力となる比率よりも高い変換効率により入力電力を出力電力に変換するために、前記交番極性重ね巻線は重ね巻線間の磁気抵抗力を相殺するように構成され、
前記第１及び第２ＨＥ発電ユニットは前記固定子及び前記回転子のうち少なくとも１つを含む構造を有し、１馬力の入力電力に対して７４６ワットの出力電力となる比率よりも高い変換効率にて運転をするために、前記構造は前記固定子及び前記回転子の少なくとも１つの磁極を隔離する幾何学的構成を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１１５】
請求項１１４に記載のアセンブリは前記電気出力接続部に接続された貯蔵装置をさらに備え、前記電力貯蔵装置は前記第１電源の少なくとも一部を貯蔵できることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１１６】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、
前記電気出力接続部に接続された電力貯蔵装置と、
前記電力貯蔵装置及び前記第１ＨＥ発電ユニットに接続された可変周波数駆動装置とをさらに備え、
前記電力貯蔵装置は前記第１電源の少なくとも一部を貯蔵でき、
前記可変周波数駆動装置は前記貯蔵された第１電源の少なくとも一部を必要に応じて回復したり戻したりできることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１１７】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水素駆動システムを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１１８】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水力駆動システムを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１１９】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは油圧駆動システムを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２０】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力網を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２１】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力貯蔵装置を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２２】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、前記電力貯蔵はバッテリ及びコンデンサのうち１つを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２３】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械のうち少なくとも１つはＨＥ発電機を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２４】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械の少なくとも１つはＨＥモータを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２５】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械のうち少なくとも１つはＨＥモータコージェネレーションユニットを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２６】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは標準効率発電機を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２７】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは標準効率モータを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２８】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１ＨＥ発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの間の接続部は、第１効率増幅に基づいて構成されることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２９】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１ＨＥ発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの間の接続部は第１効率増幅に基づいて構成され、前記第２ＨＥ発電ユニットと第３ＨＥ発電ユニットとの間の接続部は第２効率増幅に基づいて構成されることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１３０】
請求項１０２に記載のアセンブリであって、前記貯蔵装置はバッテリ及びコンデンサのうち少なくとも１つを含み、励磁ボードに内蔵されフィードバック接続部を形成するゲートシステムと前記貯蔵装置とをさらに備えることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１３１】
移動装置、利用地点での必要電力、電力網に給電するための低磁気抵抗高効率（ＨＥ）発電ユニットを用いた持続的な自己発電の方法は、
低抵抗高効率（ＨＥ）発電ユニット並びに標準効率電気駆動モータ及びＨＥ電気駆動モータのうちの１つを含む第１発電ユニットから、第１レベルの電力を有する第１電源を生成する工程と、
前記第１電源のそれぞれの部分を流用し、電動装置の電力需要、利用地点での電力需要、電力網、電力貯蔵装置のうち少なくとも２つに送る工程と、
前記標準効率電気駆動モータと、前記ＨＥ電気駆動と、前記低磁気抵抗ＨＥ発電ユニットの補助的な電力需要とのうち少なくとも１つを駆動するために流用された電力の少なくとも一部を戻す工程とを有し、
前記低磁気抵抗ＨＥ発電ユニットは、１馬力の入力電力に対して７４６ワットの出力電力となる比率よりも高い変換効率により入力電力を出力電力に変換し、
前記低磁気抵抗ＨＥ発電ユニットは、ＨＥ駆動モータ及び通常効率発電機並びにＨＥ駆動モータ及びＨＥ発電機並びに標準効率駆動モータ及びＨＥ発電機のうち１組を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３２】
請求項１３１に記載の方法は、車両のドライブトレーンに接続される駆動力を提供するために前記ＨＥ電力ユニットを前記車両内に設置する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３３】
請求項１３１又は１３２に記載の方法は、
前記車両が止められている場合に前記車両を電源電線管に接続する工程と、
ＨＥ電力ユニットを用いて発電する工程と、
前記車両が止められている場合に電力を電源電線管に供給する工程とをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３４】
請求項１３１に記載の方法は、
電車用エンジンに１つ以上の駆動力及び電力供給源を提供するために前記ＨＥ電力ユニットを電車用エンジン内に設置する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３５】
請求項１３１に記載の方法は、
船用の１つ以上の駆動力及び電力供給源を供給するために前記ＨＥ電力ユニットを船内に設置する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３６】
請求項１３２に記載の方法であって、前記車両バス又はトラックのうち１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３７】
請求項１３１に記載の方法は、
航空機に１つ以上の駆動力及び電力供給源を提供するために前記ＨＥ電力ユニットを前記航空機内に設置する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３８】
請求項１３１に記載の方法は、１つ以上の駆動力及び電力供給源を輸送用トラックに提供するために前記輸送用トラック内にＨＥ電力ユニットを設置する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３９】
発電機における回転子の抵抗を低下させる方法は、
誘導巻線を有する第１固定子部品の外周部に沿ってスロット回転子ペアの第１構成部材を分散して配置する工程と
前記固定子誘導コイルに関連した磁極の中心から固定子スロット穴部と前記回転子とが幾何学的に離れるように、固定子スロット穴部と前記回転子との第１構成部材を幾何学的に隔離する工程と、
誘導巻線を有する第２固定子部品の外周部に沿って固定子スロット穴部と前記回転子ペアとの第２構成部材を分散して配置する工程と、
前記回転子を有する穴部の前記第１構成部材及び第２構成部材は、
ＡＣ励磁電流が用いられる場合、第１及び第２磁気極性を有する少なくとも１つの磁極部分ペアを備える有する前記スロット回転子ペアの回転子を含み、
パルス状のＤＣ励磁電流が用いられる場合、
一定の第１磁気極性を有する前記スロット回転子ペアの第１回転子と一定の第２磁気極性を有する前記スロット回転子ペアの第２回転子とのうちの１つを備え、又は
一定の第１磁気極性を有する前記第１回転子と一定の第２磁気極性を有する前記第２回転子との両方を備え、
すべての隣接するコイルが重なりあい一方の前記誘導極が他方の前記誘導極により相殺され、それぞれのコイルの半分が第１固定子穴部において巻かれ、前記コイルの残り半分が第２穴部において巻かれ、それゆえ前記磁化された回転子を含む前記固定子穴部から誘導極を隔離するように、コイルを固定子穴部内に巻く工程であって、前記スロット回転子ペアはミューメタル遮蔽部を用いて前記背面鉄部の背後から遮蔽されている工程と、
前記第１磁気極性を有する第１構成部材の前記磁極部分のうちの前記第１磁極部分と前記第２磁気極性を有する前記第２構成部材の前記磁極部分のうちの前記第２磁極部分とが整列し前記回転サイクルにおける適切な時間に最大の磁束密度を提供し前記適切な磁束密度が前記誘導巻線に印加されて内部に電流の流れを誘導するように、前記固定子穴部回転子ペアの前記第１及び第２構成部材を同期して回転させる工程とを含み、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品は前記誘導巻線を収容するスロットを有し、
前記第１固定子部品の内周部及び第２固定子部品の内周部は互いに隣接し、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の前記スロットは傾斜しているが実際にはその長手及び奥行軸に沿って整列し、
それぞれの固定子穴部回転子ペアの前記第１構成部材及び前記第２構成部材は前記穴部と整列し、前記第１及び第２構成部材及び前記スロットのそれぞれの長手軸に沿って前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の前記スロットに対してほぼ８〜１０°傾斜しており、そのため前記第１及び第２構成部材の前記長手軸は整列したスロットの奥行軸と整列されており、
前記固定子スロットは、パーミアンス高調波を回避するために前記回転子に対して傾斜しており、
前記固定子スロットは、固定子の長さに渡りほぼ固定子歯の幅だけ傾斜することを特徴とする方法。
【請求項１４０】
発電機用の電磁アセンブリは、
第１固定子部品と第２固定子部品とを有するデュアル固定子と、
前記第１固定子部品の外周部に設けられた複数の穴部と、
前記第２固定子部品の外周部に設けられた第２複数の穴部と、
前記第１及び第２固定子部品の個々の内周部は近接するよう配置され、
前記第１及び第２複数のスロット穴部のそれぞれは長手及び奥行軸に沿って穴部ペアを形成し、
前記複数の穴部のそれぞれが内部に誘導コイル巻線を有しており、
穴部回転子ペアは前記穴部ペアと関連しており、
前記穴部回転子ペアのそれぞれが、
前記第１複数の傾斜したスロットのうちの１つと整列して備えられた第１回転子部材と、
前記ペアに対応する前記第２複数のスロットのうち１つと整列して備えられる第２回転子部材とを有しており、
それぞれの回転子部材が少なくとも１つの磁極ペア及び／又は交流単極を有し、
一方の前記磁極ペアは第１磁気極性を有し
他方の前記磁極ペアは第２磁気極性を有しており、
一実施形態において前記回転子は交流単極として巻かれ、交流発電のために電気極性と磁気極性を交番するソリッドステート励磁配電盤内のゲート機構により第１極性から第２極性へと交番され、
前記穴部ペア内に備えられた前記誘導コイル巻線が前記回転子ペアにより生成された磁束に曝されるように、それぞれのスロット回転子部材は運転中に前記穴部ペアに沿って設けられる回転子ペアの縦軸の周りを回転することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項１４１】
発電機における回転子の抵抗を低下させる方法であって、
前記発電機は第１固定子部品と第２固定子部品とを有しており、前記第１及び第２固定子部品は長手軸に沿って整列しており、前記第１及び第２固定子部品は前記長手軸と整列した縦方向スロットを有しており、前記スロットは誘導巻線を収容するための縦方向開口部を有しており、前記方法は、
スロット回転子ペアの第１回転子であって長手軸に沿って縦方向に整列する第１回転子を誘導巻線を有する第１固定子部品の外周部に沿って分散して配置する工程と、
前記スロット回転子ペアの第２回転子を誘導巻線を有する前記第２固定子部品の外周部に沿って分散して配置する工程であって、前記スロット回転子ペアの前記第１回転子及び前記第２回転子は、
ＡＣ電流を生成するために、第１及び第２磁気極性である磁極部分ペアのうち少なくとも１つを備え、
前記第１回転子に関連した一定の第１磁気極性及び前記第２回転子に関連した一定の第２磁気極性、又は前記第１回転子及び前記第２回転子が一定の第１磁気極性と一定の第２磁気極性との両方を備える工程と、
前記第１固定子部品の前記誘導巻線に関連した磁極の幾何学的中心から前記第１回転子及び前記第２回転子を離して配置することで、磁束濃度に関連した前記誘導巻線のエリアの少なくとも一部から前記第１回転子及び前記第２回転子を隔離する工程と、
ミューメタル円筒状遮蔽部を用いて、前記スロット回転子ペアをその断面の外周全体の周りを前記スロットの前記縦方向開口部以外で遮蔽する工程と、
第１磁気極性を有する前記第１回転子の磁極部分のうち第１磁極部分と第２磁気極性を有する前記第２回転子の磁極部分のうち第２磁極部分とが前記スロットと整列し最大の磁束密度を前記誘導巻線にもたらし誘導巻線内に電流の流れを誘導し前記第１及び第２回転子両方の前記回転子への抵抗を低減できるように、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２回転子の回転を同期させる工程とを含み、
前記第１固定子部品の内周部及び第２固定子部品の内周部は互いに近接し、
前記第１固定子部品及び第２固定子部品の前記スロットは軸方向に沿って長手方向に整列され、径方向に沿って奥行き方向に整列され、
前記第１及び第２回転子の前記長手軸が前記整列したスロットの奥行き方向と直交して直交して整列となるように、それぞれのスロット回転子ペアの前記第１回転子及び前記第２回転子は、前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の整列したスロットと軸方向に沿って長手方向に整列されることを特徴とする方法。
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月14日(2015.8.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転速度を変更可能な可変速電気モータユニットにおける電磁抵抗を低下させる方法であり、
前記可変速度電気モータは、
磁極鉄心支持構造により隔てられたＮ個の均等間隔の領域に分離された内周部の周辺に配置されるワイヤスロットであって、誘導巻線を有するワイヤスロットを備える積層固定子と、
前記固定子の内周部の周囲に配置され、前記固定子の内周部の周囲の前記Ｎ個の領域内で離れて配置される前記スロット内に延設される第１端部を有する一連の巻線横方向磁極鉄心と、
前記横方向磁極鉄心を支持する支持構造であって、前記支持構造は前記固定子の内周部と同心の円形開口部を形成し、前記支持構造の内側のリング部に前記横方向磁極鉄心の第２端部が取り付けられ、前記横方向磁極鉄心の第２端部が前記リングの構造と同一平面をなす支持構造と、
前記横方向磁極鉄心の支持構造の前記円形開口部に挿入された回転子であって、前記固定子の横方向磁極鉄心の端部において支持手段により支持される回転子と、
フリーホイーリング永久磁石インサートを含む複数の回転子インサートであって、前記複数の回転子インサートは前記回転子の外周部に沿って離れて配置され、前記回転子は前記横方向磁極鉄心の支持構造の前記円形開口部に挿入されており、前記フリーホイーリング永久磁石インサートは前記回転子の外周部に沿った穴部に挿入されており、前記フリーホイーリング永久磁石インサートが第１磁気極性及び第２磁気極性を有する磁極部分ペアとフリーホイーリング電磁極安定化インサートとを備える複数の回転子インサートと、
前記回転子の外周部に沿った穴部に挿入された電磁回転子磁極インサートと、
通電回路とを含んでおり、
前記方法は、
Ｎ個の領域にある前記横方向磁極鉄心の巻線を順次通電する工程であって、前記Ｎ個の領域のそれぞれが通電されて移動磁界が発生し、トルクが与えられ前記回転子が回転し、前記フリーホイーリング永久磁石インサートの極部分が前記横方向磁極鉄心の第２端部と整列して回転し、前記横方向磁極鉄心と前記Ｎ個の領域のうち前記横方向磁極鉄心と対応する領域との鎖交磁束を増加し、前記横方向磁極鉄心の第１端部が前記Ｎ個の領域のうち対応する領域の固定子誘導巻線に電流の流れを誘導する工程と、
前記横方向磁極鉄心の通電と同期して、前記電磁極インサートのＮ極又はＳ極の１つを順次通電する工程とを含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記固定子は、等しい数に離れて並ぶスロット領域に分割される積層鋼板固定子を含み、前記スロット領域は、前記固定子の内周部と同心の円形開口部を形成する支持構造により支持される横方向磁極鉄心を有しており、
前記スロット領域及び前記回転子領域は、共通の中央縦軸上の共通の中心点からの半径によりＮ個の均等間隔の領域に離れて配置され、
前記フリーホイーリング永久磁石インサートが前記回転子の外周部に沿った位置に挿入され、前記横方向磁極鉄心のインサートに対する比率はＮ：１／Ｎであり、それぞれがＮ個の均等間隔の領域のうち少なくとも２つの領域からなるＮ／２個のグループを形成し、
前記Ｎ／２個のグループ内の領域のうち第１領域のそれぞれの領域の横方向磁極鉄心巻線の巻線は、第１領域の前記横方向磁極鉄心がすべて第１極性を有し、前記領域のうち第２領域の前記横方向磁極鉄心は第２極性を有して、前記極性は円周に沿って領域おきに順次交互に切り替わるように巻かれていることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、前記回転子は均等間隔の回転子スロットのある非鉄材にて構成され、前記均等間隔の回転子スロットは、電磁安定化インサート付きのフリーホイーリング永久磁石磁極又は電磁極インサートを有することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記横方向磁極鉄心の第２端部は前記電磁回転子磁極インサートに同期して通電され、前記横方向磁極インサートの第２端部は第１極性であり、前記電磁回転子磁極インサートは第２極性であることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記横方向磁極鉄心の第２端部は前記フリーホイーリング永久磁石磁極安定化インサートに同期して通電され、前記横方向磁極インサートの第２端部は第１極性であり、前記電磁フリーホイーリング電磁極安定化インサートは第２極性であることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記フリーホイーリング永久インサート又は前記電磁回転子磁極インサートの長手軸が前記スロット及び前記横方向磁極鉄心の奥行軸と直交して整列されるように、前記横方向磁極鉄心、前記フリーホイーリング永久磁石インサート、前記電磁フリーホイーリング永久磁石磁極安定化インサート、前記電磁回転子磁極インサートのスロットがそれぞれの長手軸に沿って軸方向に整列することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記フリーホイーリング永久磁石インサートにより生成される磁束が磁気的に直接的に前記横方向磁極鉄心の第２端部に結合されて漏れ磁束及び磁気抵抗を最小にするように前記フリーホイーリング永久磁石インサートが前記回転子内で遮蔽されることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記電磁回転子磁極インサート及び前記電磁フリーホイーリング永久磁石磁極安定化インサートにより生成される磁束が前記横方向磁極鉄心の第２端部に磁気的に直接的に結合され漏れ磁束及び磁気抵抗を最小にするように前記電磁回転子磁極インサート及び前記電磁フリーホイーリング永久磁石磁極安定化インサートが前記回転子内で遮蔽されることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記円形開口部は前記スロット及び前記横方向磁極鉄心と縦方向に整列され、前記円形開口部は前記スロットの縦方向開口部と整列され、前記横方向磁極鉄心の対応する第２端部と磁気接続することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、前記円形開口部は前記スロットの縦方向開口部と整列し、前記横方向磁極鉄心の対応する第２端部と磁気接続することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、前記前記トルクが前記回転子を回転させるよう提供される場合、前記横方向磁極鉄心の第２端部の領域のうちの第１領域との整列が保たれ、前記回転子が順次回転して前記横方向磁極鉄心の第２端部を通過する場合、移動磁界に関連した最大の磁束密度が維持されて誘導巻線に最大の電流の流れを誘導し前記回転に関連した磁気抵抗を低減させるように、前記Ｎ個の領域内の前記横方向磁極鉄心の巻線を順次通電する行程は、前記フリーホイーリング永久磁石インサートのうちの少なくとも第１フリーホイーリング永久磁石インサートを整列することをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、前記前記トルクが前記回転子を回転させるよう提供される場合、前記横方向磁極鉄心の第２端部の領域のうちの第１領域との整列が保たれ、前記回転子が順次回転して前記横方向磁極鉄心の第２端部を通過する場合、移動磁界に関連した最大の磁束密度が維持されて誘導巻線に最大の電流の流れを誘導し前記回転に関連した磁気抵抗を低減させるように、前記Ｎ個の領域内の前記横方向磁極鉄心の巻線を順次通電する行程は、前記電磁極インサートのうちの第１電磁極インサートを整列することをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、前記通電回路はＤＣ励磁回路と接続するプログラマブル論理ユニットを有し、
前記横方向磁極鉄心の巻線に順次通電する工程は、第１磁極が順次励磁されるように、前記ＤＣ励磁回路を用いて第１パルス状連続励磁電流を前記Ｎ個の領域内の前記横方向磁極鉄心に順次流す工程を含み、
前記横方向磁極鉄心の通電と同期して前記電磁極インサートのＮ極又はＳ極の１つを順次通電する工程は、前記横方向磁極鉄心の巻線を順次通電する工程と同期して第２パルス状連続励磁電流を前記電磁極インサートに順次流す工程を含み、
前記電磁極インサートのＮ極又はＳ極の１つをそれぞれの個別の領域において所定の遅延期間維持し、前記電磁極インサートが次の領域の前記横方向磁極鉄心の第２端部と整列して回転した後に前記電磁極インサートの磁極の極性を切替えることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、Ｎが１２であることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、前記回転子磁極部分がネオジムにより形成されることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法であって、前記回転子磁極部分がサマリウムコバルトにより形成されることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法であって、前記回転子磁極部分が巻線鋼鉄電磁石を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法であって、さらに前記固定子誘導巻線により生成された電力の一部を前記通電回路にフィードバックし、少なくとも部分的に可変速電気モータユニットの誘導巻線に給電する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
可変速電気モータ及び電力コージェネレーションユニット用の電磁アセンブリは、
周囲に配置された複数のスロットを有し、内側の固定子開口部を有する固定子と、
第１端部が複数のスロットのそれぞれと接続されるよう前記固定子に接続される複数の横方向磁極鉄心であって、前記前記スロット及び横方向磁極鉄心が長手及び奥行軸に沿って整列し、前記複数の巻線横方向磁極鉄心は支持構造に支持され、前記支持構造は前記内側の固定子開口部内に共通中心軸の周りに位置し、前記支持構造は支持構造開口部をその中心に有しており、巻線と前記支持構造開口部に向かう第２端部とを有する前記横方向磁極鉄心と、
前記支持構造開口部内に位置する回転子であって、複数の穴部を外周部に有し中央動力軸に接続される回転子であり、
前記穴部に挿入された複数のフリーホイーリング永久磁石インサートであって、前記複数のフリーホイーリング永久磁石インサートのそれぞれが第１磁気極性と第２磁気極性とを有する磁極部分ペアを備え、運転中は前記フリーホイーリング永久磁石インサートのそれぞれが縦軸の周りを回転し、磁気極性が前記フリーホイーリング永久磁石電磁安定化インサートにより方向付けられ安定化されるフリーホイーリング永久磁石インサートとを備えており、
前記複数の横方向磁極鉄心の巻線は順次巻かれて、運転中に移動磁界を形成しトルクを前記回転子に発生させ、前記回転子及び軸を回転させ、前記フリーホイーリング永久磁石インサートは前記横方向磁極鉄心のうち通電した横方向磁極鉄心の第２端部と整列され、前記フリーホイーリング永久磁石インサートは回転中は前記横方向磁極鉄心と整列を保ち、前記横方向磁極鉄心と前記複数のスロットのうち対応するスロット内の誘導巻線とに最大の磁束密度を与え内部に電流の流れを誘導し、
前記複数の横方向磁極鉄心の巻線は順次通電されて移動磁界を形成しトルクを前記回転子に発生させ、前記回転子及び軸を回転させ、前記電磁極インサートは回転して前記横方向磁極鉄心のうち通電した横方向磁極鉄心の第２端部と整列し、前記回転子及び磁場が回転する場合、前記電磁極インサートは前記横方向磁極鉄心のうち通電した横方向磁極鉄心の第２端部と整列を保ち、前記巻線横方向磁極鉄心と前記複数のスロットのうち対応するスロット内の誘導巻線とに最大の磁束密度を与え内部に電流の流れを誘導することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２０】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、共通の中央縦軸上の共通の中心点から出る半径線により、前記固定子、前記支持構造、前記回転子がＮ個の均等間隔の領域に分割されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２１】
請求項２０に記載の電磁アセンブリであって、Ｎが１２であることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２２】
請求項１９に記載の電磁アセンブリは、
前記横方向磁極鉄心の巻線に接続された通電回路をさらに備え、前記通電回路は、前記電磁アセンブリの回転数を変化させるように繰り返される順次的なパルスの変化率が変更されるソリッドステート通電システムからパルス状のＤＣ電流を印加することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２３】
請求項１９に記載の電磁アセンブリは、
前記電磁極インサートの巻線に接続された通電回路をさらに備え、前記通電回路は電流の流れ方向及びタイミングを制御して、前記横方向磁極鉄心にタイミングシーケンスしてＮ極とＳ極の方向をパルス毎に交互に変更する交流ＤＣパルスを生成するように構成されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２４】
請求項１９に記載の電磁アセンブリは、
前記フリーホイーリング永久磁石電磁安定化インサートの巻線に接続された通電回路をさらに備え、前記通電回路の電流の流れ方向及びタイミングが制御され、前記横方向磁極鉄心にタイミングシーケンスしてＮ極とＳ極の方向をパルス毎に交互に変更するＤＣパルスを供給することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２５】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記複数の横方向磁極鉄心のそれぞれは個々に前記複数のスロットのそれぞれの上に配置され、前記複数のスロット内に配置された前記誘導コイル巻線が、前記横方向磁極鉄心の巻線がそれぞれの磁極領域で順次及び繰り返し通電される場合に生成される高密度の磁束に曝され、前記磁気回路が磁性回転子極を通じて完成することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２６】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記複数のフリーホイーリング永久磁石インサートは、運転中に、前記磁界と同期して回転し、前記フリーホイーリング永久磁石電磁安定化インサートの巻線と前記横方向磁極鉄心とが順次通電されると、フリーホイーリング永久磁石インサートが前記横方向磁極鉄心の第２端部と整列して回転し、トルクと誘導巻線内の最大の磁束密度を提供して巻線内部に電流の流れを誘導し、前記回転子パルスと前記横方向磁極鉄心との同期したシーケンスにより前記回転子への磁気抵抗を減らすことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２７】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記複数の電磁回転子磁極インサートは、運転中に、磁界と同期した関係で回転し、前記横方向磁極鉄心の巻線が順次通電されると、前記電磁回転子磁極は前記横方向磁極鉄心の第２端部と整列して回転し、トルクを生成し最大の磁束密度を前記誘導巻線に与え、巻線内に電流の流れを誘導し、前記回転子の磁気抵抗を低減することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２８】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子穴部のそれぞれが、運転中に前記横方向磁極鉄心の第２端部と近接して配置される開口部を有することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項２９】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記複数のフリーホイーリング永久磁石インサートのそれぞれが前記永久磁石インサートに関連した磁束を含む格納スリーブ内に収容されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３０】
請求項２９に記載の電磁アセンブリであって、前記格納遮蔽スリーブはミューメタル及び炭素又はその他の鋼鉄を交互に積層させて形成されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３１】
請求項１９から３０のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記固定子及び前記支持構造のそれぞれが実質的に円形であることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３２】
請求項１９に記載の電磁アセンブリであって、前記複数のフリーホイーリング永久磁石インサートのそれぞれが、前記フリーホイーリング永久磁石インサートの回転を支持するための１つ以上のベアリングを有する格納スリーブ内に収容されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３３】
請求項１９から３２のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子磁極部分はネオジムから形成されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３４】
請求項１９から３３のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子磁極部分はサマリウムコバルトから形成されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項３５】
低磁気抵抗高効率電気駆動モータ及び低磁気抵抗高効率発電機を用いる発電の方法であって、前記方法は、
第１高効率発電機と前記第１高効率発電機を駆動する第１高効率電気駆動モータとを備える第１非化石燃料高効率発電ユニットから、第１レベルの電力を有する第１電源を生成する工程と、
第２レベルの電力を有する前記第１電源の一部を流用して、
前記第１非化石燃料発電ユニットと、
第２高効率発電機と前記第１高効率発電機を駆動する第２高効率電気駆動モータとを備える第２非化石燃料高効率発電ユニットと、
配電網とのうちの少なくとも２つに送る工程とを含み、
前記第１及び第２非化石燃料高効率発電ユニットは固定子及び回転子の少なくとも１つを含む構造を有し、増加した変換効率にて入力電力を出力電力に変換するために前記構造は前記固定子及び前記回転子の少なくとも１つの磁極を隔離する幾何学的構成を有し、
前記第１及び第２非化石燃料高効率発電ユニットは前記固定子及び前記回転子の少なくとも１つの巻線構成を有しており、前記固定子及び前記回転子の少なくとも１つの前記巻線は、コイル群１つおきに互いに反対方向に巻かれるように重ねて巻かれており、それゆえ前記固定子スロットの磁気極性抵抗の影響を相殺することを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項３５に記載の方法であって、
前記第１電源の少なくとも一部を電力貯蔵装置に貯蔵する工程と、
必要に応じて前記第１電源の前記貯蔵エネルギの少なくとも一部を回復したり戻したりする工程とをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項３５又は３６に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つが水素駆動システムを含むことを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項３５又は３６に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水力駆動システムであることを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項３５又は３６に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力網を含むことを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項３５又は３６に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力貯蔵装置を含むことを特徴とする方法。
【請求項４１】
請求項４０に記載の方法であって、前記電力貯蔵装置はバッテリ及びコンデンサのうち１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項４２】
請求項３５に記載の方法であって、前記第１及び第２高効率電気機械の少なくとも１つは高効率電気モータを含むことを特徴とする方法。
【請求項４３】
請求項３５に記載の方法であって、前記第１及び第２高効率電気機械の少なくとも１つは高効率電気モータコージェネレーションユニットを含むことを特徴とする方法。
【請求項４４】
請求項３５に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料高効率電気ユニットの少なくとも１つは標準効率発電機を含むことを特徴とする方法。
【請求項４５】
請求項３５に記載の方法であって、前記第１高効率（ＨＥ）発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの接続部は第１効率増幅を含み、前記第２ＨＥ発電ユニットと第３ＨＥ発電ユニットとの接続部は第２効率増幅を含むことを特徴とする方法。
【請求項４６】
第１通常効率発電機と、
通常効率発電機械に接続されて第１ＨＥ発電ユニットを形成する第１非化石燃料高効率電気駆動モータと、
前記第１ＨＥ発電ユニットと電気負荷との間の電気出力接続部と、
前記第１ＨＥ発電ユニットの前記電気出力接続部と前記第１ＨＥ発電ユニットの電気入力部との間に接続された電気フィードバック接続部とを備え、
前記電気出力接続部は第１レベルの電力を前記電気負荷に出力し、第２レベルの電力を前記第１ＨＥ発電ユニットに出力し、
前記電気負荷は、第２非化石燃料ＨＥ電気モータと第２通常効率発電機とを含む第２ＨＥ発電ユニット及び配電網のうち少なくとも１つを含み、
前記第１及び第２ＨＥ発電ユニットは、増加した効率にて運転することを特徴とする発電を供給するアセンブリ。
【請求項４７】
請求項４６に記載のアセンブリは前記電気出力接続部に接続する電力貯蔵装置をさらに含み、前記前記電力貯蔵装置は第１電源の少なくとも一部を内部に貯蔵できることを特徴とするアセンブリ。
【請求項４８】
請求項４６に記載のアセンブリは、
前記電気出力接続部に接続し、第１電源の少なくとも一部を内部に貯蔵できる前記電力貯蔵装置と、
前記電力貯蔵装置及び前記第１ＨＥ発電ユニットに接続され、前記貯蔵した少なくとも一部を必要に応じて回復したり前記第１電源に戻すソリッドステートＤＣ電力励磁ユニットとをさらに備えることを特徴とするアセンブリ。
【請求項４９】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水素駆動システムを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５０】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水力駆動システムを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５１】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力網を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５２】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力貯蔵装置を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５３】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記電力貯蔵装置はバッテリ及びコンデンサのうち１つを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５４】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械のうち少なくとも１つはＨＥモータを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５５】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械のうち少なくとも１つはＨＥモータコージェネレーションユニットを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５６】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは標準効率発電機を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項５７】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１ＨＥ発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの接続部は第１効率増幅に基づいて構成されることを特徴とするアセンブリ。
【請求項５８】
請求項４６に記載のアセンブリであって、前記第１ＨＥ発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの接続部は第１効率増幅に基づいて構成され、前記第２ＨＥ発電ユニットと第３ＨＥ発電ユニットとの間は第２効率増幅に基づいて構成されることを特徴とするアセンブリ。
【請求項５９】
請求項５３に記載のアセンブリであって、前記貯蔵装置はバッテリ及びコンデンサのうち少なくとも１つを含み、前記アセンブリは前記電気フィードバック接続部と前記貯蔵装置との間に接続される整流器をさらに含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項６０】
発電機における回転子の抵抗を低下させる方法は、
誘導巻線を有する第１固定子部品の外周部に沿ってスロット回転子ペアの第１構成部材を分散して配置する工程と、
固定子誘導コイルの磁極の中心から幾何学的に離れるように前記第１部材スロット回転子ペアを隔離する工程と、
誘導巻線を有する第２固定子部品の外周部に沿って分散して前記スロット回転子ペアの第２構成部材を配置する工程であって、
ＡＣ電流の場合、前記スロット回転子ペアの第１構成部材と第２構成部材は第１及び第２磁気極性を有する少なくとも１つの磁極部分ペアを有するスロット回転子を備え、
ＤＣ電流における前記スロット回転子ペアの場合、前記スロット回転子ペアの第１構成部材は一定の第１磁気極性を有し、前記スロット回転子ペアの第２構成部材は一定の第２磁気極性を有し、両方が一定の第１磁気極性及び一定の第２磁気極性とを有する工程と、
前記スロット回転子ペアは、ワイヤスロット及び遮蔽部格納部分のエリアを除く全周にわたりミューメタル円形遮蔽部により遮蔽されており、
前記第１磁気極性を有する第１構成部材の磁極部分のうちの第１磁極部分と第２磁気極性を有する第２構成部材の磁極部分のうちの第２磁極部分とが前記スロットと整列し、前記第１及び第２回転子部材の回転子への抵抗力が最小となる状態で、誘導巻線に最大の磁束密度を与え巻線内に電流の流れをもたらすように前記スロット回転子ペアの第１及び第２構成部材を同期して回転する工程とを含み、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品は前記誘導巻線を収容するスロットを有し、
前記第１固定子部品の内周部及び前記第２固定子部品の内周部は互いに隣接し、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品のスロットはその長手及び奥行軸に沿って軸方向に整列され、
前記第１及び第２構成部材の長手軸が整列したスロットの奥行軸に直交して整列するように、それぞれのスロット回転子ペアの前記第１構成部材及び前記第２構成部材はそれぞれの長手軸に沿って前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の整列したスロットと整列し、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の回転子スロットは前記固定子コイルを設置できるような開口スロットであり、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の回転子スロットは、運転段階では閉じられて３６０°の外周を積層鋼板で形成することが好ましく、
前記第１固定子及び前記第２固定子のスロットは、積層電気鋼ミューメタル遮蔽カバーを設置することで機能上は閉じられて３６０°の外周や積層鋼板トンネルを形成し、
前記積層ミューメタル遮蔽カバーはミューメタル遮蔽部に重なるように設置されることを特徴とする方法。
【請求項６１】
請求項６０に記載の方法は、前記第１及び第２構成部材により生成された磁束が前記スロット内で方向付けられ、漏れ磁束が軽減され、それゆえ前記固定子との鎖交磁束が軽減され磁気抵抗が軽減されるように、前記第１及び第２構成部材を磁気的に遮蔽する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６２】
請求項６０に記載の方法であって、前記第１構成部材を分散配置する工程及び第２構成部材を分散配置する工程は、前記第１及び第２固定子部品に備えられた鋼鉄にて囲まれ遮蔽された開口部のそれぞれに前記第１及び第２構成部材を挿入する工程をさらに含み、前記第１及び第２構成部材を部分的に遮蔽するために前記開口部のそれぞれが前記スロットと縦方向に整列され、前記ワイヤスロットの対応する縦方向開口部との磁気接続を提供するために前記開口部のそれぞれが前記スロットの縦方向開口部に対応する縦方向開口部を有することを特徴とする方法。
【請求項６３】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアが多極スロット回転子ペアを含む場合、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材を同期して回転させる工程は、前記第１及び第２構成部材との磁気結合にて生じる正味のトルクがほぼゼロになるように、前記スロットペアの前記第１及び第２構成部材をそれらの軸を中心にして、前記固定子誘導ワイヤスロットに重なるように互いに反対方向に回転させる工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６４】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアが交番単極回転子ペアを含む場合、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材を同期して回転させる工程は、前記第１及び第２構成部材との磁気結合にて生じる正味のトルクがほぼゼロになるように、前記スロットペアの前記第１及び第２構成部材をそれらの軸を中心にして、前記固定子誘導ワイヤスロットに重なるように互いに反対方向に回転させる工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６５】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアが多極回転子ペアを含む場合、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材を同期して回転させる工程は、前記第１磁気極性を有する前記第１構成部材の前記磁極部分のうちの第１磁極部分をスロットに重ねて第１方向に回転させる工程を含み、前記第２構成部材の前記磁極部分のうちの前記第２磁極部分をシーケンスさせ、前記第２磁極部分が前記第１磁気極性とは反対の前記第２磁気極性を有し、前記第２磁極部分が前記第１方向と反対の第２方向に回転可能で前記第１及び第２磁気極性の間に磁気回路、すなわち磁気結合を形成することを特徴とする方法。
【請求項６６】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアが交番単極回転子ペアを含む場合、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２構成部材を同期して回転させる工程は、前記第１磁気極性を有する第１構成部材の磁極部分のうちの第１磁極部分をスロットに重ねて第１方向に回転させる工程を含み、前記第２構成部材の磁極部分のうちの第２磁極部分を同じ速度で回転させ、前記第２磁極部分が前記第１磁気極性とは反対の前記第２磁気極性を有し、前記第２磁極部分が前記第１方向と反対の方向に回転し、前記第１及び第２磁気極性の間に磁気回路を形成することを特徴とする方法。
【請求項６７】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアが多極回転子ペアを含む場合、
記第１極部分がスロットに重なり第１方向に位置する場合、前記第１磁気極性を有する前記第１構成部材の前記磁極部分のうちの第１磁極部分の電機子に励磁電流を流し、
前記第２磁極部分が、対応する整列したスロットに重なり第２方向に位置する場合、前記第２磁気極性を有する前記第２構成部材の前記磁極部分のうちの前記第２磁極部分の電機子に励磁電流を流すことで、
前記第１回転子及び前記第２回転子を同期して駆動する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項６８】
請求項６０に記載の方法は、前記スロット回転子ペアが交番単極回転子ペアを含む場合、
前記第１回転子及び前記第２回転子を同じ速度で駆動する工程であって、発生した電力の前記周波数は励磁の前記変化率及び期間により決められる工程と、
第２磁気極性を有する前記スロット回転子ペアの前記第２スロット回転子ペアの電機子に励磁電流を流すことに同期して前記スロット回転子ペアの第１スロット回転子ペアの電機子に励磁電流を流して第１極性を生成する工程とを含み、
前記極性は３６０°の外周全体で同一であることを特徴とする方法。
【請求項６９】
請求項６０に記載の方法は、前記スロット回転子が交番単極回転子を含む場合、前記回転子ペアの前記回転子を様々な速度で駆動し直流（ＤＣ）電力出力を制御する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項７０】
請求項６０に記載の方法は、前記スロット回転子が単極回転子を含む場合、６０ＨｚのＡＣ電力出力の場合は１秒間に６０回及び５０ＨｚのＡＣ電力出力の場合は１秒間に５０回のいずれかで前記回転子ペアのそれぞれの回転子の極性を変化させて、前記回転子ペアの前記回転子を様々な速度で駆動し交流電流（ＡＣ）の電力出力を制御する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項７１】
請求項６０に記載の方法は、前記第１及び第２構成部材の前記電機子に励磁電流が供給される時に生成される磁束が前記固定子ワイヤスロットに実質的に向かうように、電機子磁極の磁気遮蔽部を用いて前記第１及び第２構成部材を前記固定子磁極から遮蔽する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項７２】
請求項６０に記載の方法であって、それぞれの電力位相は別々の単一の固定子に含まれかつ生成され、所望の単相電圧及び発電能力を奏するために、それぞれの単一の固定子の前記コイルは直列又は並列で接続されることを特徴とする方法。
【請求項７３】
請求項６０又は７２に記載の方法であって、互いに１２０°の位相のずれのある電力を生成する３つの固定子のそれぞれからの中性リードが三相「Ｙ」結線と接続され、三相電力出力を生成することを特徴とする方法。
【請求項７４】
請求項６０、７２、７３の何れか１項に記載の方法であって、互いに１２０°の位相のずれのある電力を生成する２つの固定子それぞれからの中性リードが接続され、二相電力出力を生成することを特徴とする方法。
【請求項７５】
請求項６０に記載の方法であって、三相電力出力の三相すべてが同じ固定子から生成され、三相構造のそれぞれの相のすべての誘導巻線コイルが直列で接続されて、三相のそれぞれからの中性リードが接続されて「高圧Ｙ」結線を形成することを特徴とする方法。
【請求項７６】
請求項６０に記載の方法であって、三相電力出力の三相すべてが同じ固定子から生成され、三相構造のそれぞれの位相の半分の誘導巻線コイルが直列で接続されて２つの連続したグループが並列接続され、すべての中性リードが接続されて「低圧Ｙ」結線を形成することを特徴とする方法。
【請求項７７】
請求項６０に記載の方法であって、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２スロット回転子を同期して回転させる工程は、伝達機構を用いて第１及び第２スロット回転子を回転させる工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項７８】
請求項６０〜７７のいずれか１つに記載の方法であって、前記第１及び第２スロット回転子は支持構造に支持され、前記第１及び第２スロット回転子は個別の駆動モータにより駆動されることを特徴とする方法。
【請求項７９】
請求項６０又は７８に記載の方法であって、前記第１及び第２スロット回転子を可変速度電気装置を用いて回転し個別の駆動モータを並行して回転させることを特徴とする方法。
【請求項８０】
請求項６０に記載の方法は、前記第１及び第２スロット回転子を個別の固定子磁極の中心からできるだけ大きな距離で幾何学的に離す工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項８１】
発電機用の電磁アセンブリは、
第１固定子部品及び第２固定子部品を有するデュアル固定子を備え、複数のスロットが前記第１固定子部品の外周部に配置され、第２複数のスロットが前記第２固定子部品の外周部に配置され、前記第１及び第２固定子部品の個々の内周部が近接するよう配置され、前記第１及び第２複数のスロットのそれぞれが長手及び奥行軸に沿って整列しスロットペアを形成し、前記複数のスロットそれぞれに誘導コイル巻線が備えられ、スロット回転子ペアは前記スロットペアと関連しており、前記スロット回転子ペアそれぞれが前記第１複数のスロットの一スロットと整列して配置される第１スロット回転子部材と、前記スロットペアに対応する前記第２複数のスロットの一スロットと整列して配置される第２スロット回転子部材とを有し、それぞれの回転子部材は少なくとも１つの磁極ペアを有し、前記磁極ペアの一方は第１磁気極性を有し前記磁極ペアの他方は第２磁気極性を有し、一実施形態においては、前記回転子部材は交流単極として巻かれ、交流発電用の電気極性及び磁気極性を交番するソリッドステート励磁配電盤内のゲート機構により第１極性から第２極性へと交番され、それぞれのスロット回転子部材は縦軸を中心に回転可能であり、前記スロット回転子ペアは前記スロットペアに沿って配置されて前記スロットペアに配置される前記誘導コイル巻線が前記スロット回転子ペアにより生成される磁束に曝され、
前記第１スロット回転子部材及び前記第２回転子部材は回転可能であり、前記第１スロット回転子部材に関連した第１極性を有する前記磁極の一極性の磁束が前記スロットペアの対応する第１スロットに方向づけられると、前記第２スロット回転子部材に関連した第２極性を有する磁極の一磁極の磁束が第２スロットペアの対応する第２スロットに方向づけられ、第１及び第２スロットに設置された前記誘導コイル巻線が曝されて前記誘導コイル全体を移動する磁束を増加させ、
前記スロット回転子ペアは前記固定子の電力誘導磁極から幾何学的に離れた状態で組み付けられ、前記アセンブリがさらに前記回転子の周囲に配置される磁気遮蔽部を備えており、側面鉄部の小さな部分と誘導コイルスロットとだけが前記スロット回転子ペアの磁束に曝されるように前記回転子磁極と前記固定子の誘導極との間の磁気結合が回避されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８２】
請求項８１に記載の電磁アセンブリであって、前記第１固定子部品と前記第２固定子部品との間に配置される背面鉄部及び側面鉄部をさらに含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８３】
請求項８１に記載の電磁アセンブリであって、それぞれのスロット回転子ペアが前記固定子誘導磁極の中心から幾何学的に離れていることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８４】
請求項８１に記載の電磁アセンブリは、それぞれのスロット回転子部材用にミューメタル又はその他の磁気遮蔽部をさらに含み、
前記遮蔽部は前記固定子誘導ワイヤスロット上に位置する開口部を有することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８５】
請求項８１、８２、８３、８４のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１複数のスロットは４個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは４個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８６】
請求項８１〜８５のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１複数のスロットは８個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは８個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８７】
請求項８１〜８６のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８８】
請求項８１〜８７のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１複数のスロットは２４個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは２４個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項８９】
請求項８１〜８８のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１複数のスロットは４８個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは４８個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９０】
請求項８１〜８９のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子は直径が約１２インチの交番極単極回転子であり、前記第１複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９１】
請求項８１〜９０のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子は第１磁極と第２磁極を有する直径が約１２インチの交流双極性回転子であり、前記第１固定子複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含み、前記第２複数の固定子スロットは１２個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９２】
請求項８１〜９１のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記回転子は直径が約６インチの交番極単極性又は双極性回転子であり、前記第１複数の固定子スロットは１２個のワイヤスロットを含み、前記第２複数のスロットは１２個のワイヤスロットを含むことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９３】
請求項８１〜９２のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、教示された内容から逸脱することなく、前記回転子は適切な大きさ極性からなり、適切な数の前記第１複数の固定子スロットと同様に適切な数の第２複数の固定子スロットとを有することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９４】
請求項８１〜９３のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品のそれぞれは実質的に円形であるが、円形に限定されることがないことを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９５】
請求項８１〜９４のいずれか１項に記載の電磁アセンブリであって、前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品は平面であることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９６】
請求項８１〜９５のいずれか１項に記載の電磁アセンブリは励磁回路をさらに備え、前記第１極性の磁極のうち前記第１スロット回転子部材に関連した磁極が回転されて前記スロットペアの第１スロットのスロットに重なる所定の位置に移動すると前記励磁回路は前記第１極性を有する前記第１スロット回転子部材及び前記第２極性を有する第２スロット回転子部材に励磁電流を印加して磁束及び磁気結合を形成し、前記第２極性の磁極のうち前記関連した磁極が回転されて前記スロット回転子ペアの対応する第２スロットと整列すると前記励磁回路は前記第１スロット回転子部材及び前記第２スロット回転子部材に励磁電流を印加して磁束及び磁気結合を形成し、前記励磁電流の印加がセンサにより始動されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９７】
請求項８１に記載の電磁アセンブリはプログラム可能な励磁回路をさらに備え、前記第１極性の磁極のうち前記第１スロット回転子部材に関連した磁極が回転されて前記スロットペアの第１スロットのスロットに重なる所定の位置に移動すると前記励磁回路は第１極性を有する前記第１スロット回転子部材及び前記第２極性を有する前記第２スロット回転子部材とに励磁電流を印加して磁束及び磁気結合を形成し、前記第２極性の磁極のうちの前記関連した磁極が回転されて前記スロット回転子ペアの対応する第２スロットと整列すると前記励磁回路は前記第１スロット回転子部材と前記第２スロット回転子部材とに励磁電流を印加して磁束及び磁気結合を形成し、前記励磁電流の印加はセンサ及びプログラマブル論理回路により始動されることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９８】
請求項９６又は９７に記載の電磁アセンブリであって、前記励磁回路が前記回転子極から前記励磁電流を除去すると、前記励磁電流を除去した前記回転子極に関連した消失した磁界からの電流がバッテリに送られることを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項９９】
請求項９６又は９７に記載の電磁アセンブリであって、前記励磁回路は前記第１及び第２スロット回転子部材に関連した整流子回路を有し、前記第１及び第２スロット回転子部材の一スロット回転子部材が回転して整列すると、前記整流子回路は前記スロット回転子部材を前記励磁電流に選択的に結合することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項１００】
低磁気抵抗高効率（ＨＥ）電気機械を用いた発電の方法は、
第１レベルの電力を有する第１電源を、第１低磁気抵抗ＨＥ電気機械と第１非化石燃料ユニットとを含む第１発電ユニットから生成する工程と、
第２レベルの電力を有する前記第１電源の一部を流用して、
第１発電ユニットと、
第２低磁気抵抗ＨＥ電気機械と第２非化石燃料駆動ユニットとを含む第２発電ユニットと、
配電網とのうちの少なくとも２つに流す工程とを含み、
前記第１非化石燃料駆動ユニット及び第１低抵抗ＨＥ電気機械並びに第２非化石燃料駆動ユニット及び第２ＨＥ機械は固定子と回転子との少なくとも１つを含む構造を有し、入力電力から出力電力への変換効率を有するように前記構造は前記固定子及び前記回転子の少なくとも１つの磁極を隔離する幾何学的構成を有することを特徴とする方法。
【請求項１０１】
請求項１００に記載の方法は、
前記第１電源の少なくとも一部を電力貯蔵装置に貯蔵する工程をさらに含み、前記貯蔵される第１電力の少なくとも一部を必要に応じて回復したり戻したりすることを特徴とする方法。
【請求項１０２】
請求項１００又は１０１に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水素駆動システムを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０３】
請求項１００又は１０１に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水力駆動システムを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０４】
請求項１００又は１０１に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは油圧駆動システムを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０５】
請求項１００又は１０１に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力網を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０６】
請求項１００又は１０１に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力貯蔵装置を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０７】
請求項４７に記載の方法であって、前記電力貯蔵装置はバッテリ及びコンデンサのうち１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０８】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械の少なくとも１つはＨＥ発電機を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０９】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械の少なくとも１つはＨＥモータを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１０】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１及び第２ＨＥ機械の少なくとも１つはＨＥモータコージェネレーションユニットを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１１】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは標準効率発電機を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１２】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは標準効率モータを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１３】
請求項１００に記載の方法であって、前記第１ＨＥ発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの接続部は第１効率増幅を含み、前記ＨＥ発電ユニットと第３ＨＥ発電ユニットとの接続部は第２効率増幅を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１４】
発電を提供するアセンブリは、
第１低磁気抵抗高効率（ＨＥ）発電機械と、
第１低磁気抵抗ＨＥ発電機械に接続されて第１ＨＥ発電ユニットを形成する第１非化石燃料ＨＥ電気モータユニットと、
前記第１ＨＥ発電ユニットと電気負荷との間に配置される電気出力接続部と、
前記第１ＨＥ発電ユニットの前記電気出力接続部と前記第１ＨＥ発電ユニットの第１非化石燃料ＨＥ電気モータユニットの電気入力部との間に接続される電気フィードバック接続部とを備え、
前記電気出力接続部は第１レベルの電力を前記電気負荷に出力し、第２レベルの電力を前記第１ＨＥ発電ユニットの第１非化石燃料ＨＥ電気モータユニットに流用し、
前記電気負荷は、
第２低磁気抵抗ＨＥ電気機械と第２非化石燃料ユニットとを有する第２ＨＥ発電ユニットと、
配電網とのうち少なくとも１つを含み、
前記第１及び第２ＨＥ発電ユニットは、交番極性単極回転子及び固定子を含む構造を有しており、前記構造において前記固定子及び前記回転子のうち少なくとも１つの巻線構成が一方から他方への交番極性による重ね巻線を有しており、増加した変換効率により入力電力を出力電力に変換するために、前記交番極性重ね巻線は重ね巻線間の磁気抵抗力を相殺するように構成され、
前記第１及び第２ＨＥ発電ユニットは前記固定子及び前記回転子のうち少なくとも１つを含む構造を有し、前記増加した変換効率にて運転をするために、前記構造は前記固定子及び前記回転子の少なくとも１つの磁極を隔離する幾何学的構成を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１１５】
請求項１１４に記載のアセンブリは前記電気出力接続部に接続された貯蔵装置をさらに備え、前記電力貯蔵装置は前記第１電源の少なくとも一部を貯蔵できることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１１６】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、
前記電気出力接続部に接続された電力貯蔵装置と、
前記電力貯蔵装置及び前記第１ＨＥ発電ユニットに接続された可変周波数駆動装置とをさらに備え、
前記電力貯蔵装置は前記第１電源の少なくとも一部を貯蔵でき、
前記可変周波数駆動装置は前記貯蔵された第１電源の少なくとも一部を必要に応じて回復したり戻したりできることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１１７】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水素駆動システムを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１１８】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは水力駆動システムを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１１９】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは油圧駆動システムを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２０】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力網を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２１】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは電力貯蔵装置を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２２】
請求項１１４〜１１６に記載のアセンブリであって、前記電力貯蔵はバッテリ及びコンデンサのうち１つを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２３】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械のうち少なくとも１つはＨＥ発電機を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２４】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械の少なくとも１つはＨＥモータを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２５】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２ＨＥ電気機械のうち少なくとも１つはＨＥモータコージェネレーションユニットを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２６】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは標準効率発電機を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２７】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１及び第２非化石燃料ユニットの少なくとも１つは標準効率モータを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２８】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１ＨＥ発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの間の接続部は、第１効率増幅に基づいて構成されることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１２９】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記第１ＨＥ発電ユニットと前記第２ＨＥ発電ユニットとの間の接続部は第１効率増幅に基づいて構成され、前記第２ＨＥ発電ユニットと第３ＨＥ発電ユニットとの間の接続部は第２効率増幅に基づいて構成されることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１３０】
請求項１１４に記載のアセンブリであって、前記貯蔵装置はバッテリ及びコンデンサのうち少なくとも１つを含み、励磁ボードに内蔵されフィードバック接続部を形成するゲートシステムと前記貯蔵装置とをさらに備えることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１３１】
移動装置、利用地点での必要電力、電力網に給電するための低磁気抵抗高効率（ＨＥ）発電ユニットを用いた発電の方法は、
低抵抗高効率（ＨＥ）発電ユニット並びに標準効率電気駆動モータ及びＨＥ電気駆動モータのうちの１つを含む第１発電ユニットから、第１レベルの電力を有する第１電源を生成する工程と、
前記第１電源のそれぞれの部分を流用し、電動装置の電力需要、利用地点での電力需要、電力網、電力貯蔵装置のうち少なくとも２つに送る工程と、
前記標準効率電気駆動モータと、前記ＨＥ電気駆動と、前記低磁気抵抗ＨＥ発電ユニットの補助的な電力需要とのうち少なくとも１つを駆動するために流用された電力の少なくとも一部を戻す工程とを有し、
前記低磁気抵抗ＨＥ発電ユニットは、増加した変換効率により入力電力を出力電力に変換し、
前記低磁気抵抗ＨＥ発電ユニットは、ＨＥ駆動モータ及び通常効率発電機並びにＨＥ駆動モータ及びＨＥ発電機並びに標準効率駆動モータ及びＨＥ発電機のうち１組を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３２】
請求項１３１に記載の方法は、車両のドライブトレーンに接続される駆動力を提供するために前記ＨＥ電力ユニットを前記車両内に設置する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３３】
請求項１３１又は１３２に記載の方法は、
前記車両が止められている場合に前記車両を電源電線管に接続する工程と、
ＨＥ電力ユニットを用いて発電する工程と、
前記車両が止められている場合に電力を電源電線管に供給する工程とをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３４】
請求項１３１に記載の方法は、
電車用エンジンに１つ以上の駆動力及び電力供給源を提供するために前記ＨＥ電力ユニットを電車用エンジン内に設置する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３５】
請求項１３１に記載の方法は、
船用の１つ以上の駆動力及び電力供給源を供給するために前記ＨＥ電力ユニットを船内に設置する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３６】
請求項１３２に記載の方法であって、前記車両バス又はトラックのうち１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３７】
請求項１３１に記載の方法は、
航空機に１つ以上の駆動力及び電力供給源を提供するために前記ＨＥ電力ユニットを前記航空機内に設置する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３８】
請求項１３１に記載の方法は、１つ以上の駆動力及び電力供給源を輸送用トラックに提供するために前記輸送用トラック内にＨＥ電力ユニットを設置する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３９】
発電機における回転子の抵抗を低下させる方法は、
誘導巻線を有する第１固定子部品の外周部に沿ってスロット回転子ペアの第１構成部材を分散して配置する工程と
前記固定子誘導コイルに関連した磁極の中心から固定子スロット穴部と前記回転子とが幾何学的に離れるように、固定子スロット穴部と前記回転子との第１構成部材を幾何学的に隔離する工程と、
誘導巻線を有する第２固定子部品の外周部に沿って固定子スロット穴部と前記回転子ペアとの第２構成部材を分散して配置する工程と、
前記回転子を有する穴部の前記第１構成部材及び第２構成部材は、
ＡＣ励磁電流が用いられる場合、第１及び第２磁気極性を有する少なくとも１つの磁極部分ペアを備える前記スロット回転子ペアの回転子を含み、
パルス状のＤＣ励磁電流が用いられる場合、
一定の第１磁気極性を有する前記スロット回転子ペアの第１回転子と一定の第２磁気極性を有する前記スロット回転子ペアの第２回転子とのうちの１つを備え、又は
一定の第１磁気極性を有する前記第１回転子と一定の第２磁気極性を有する前記第２回転子との両方を備え、
すべての隣接するコイルが重なりあい一方の前記誘導極が他方の前記誘導極により相殺され、それぞれのコイルの半分が第１固定子穴部において巻かれ、前記コイルの残り半分が第２穴部において巻かれ、それゆえ前記磁化された回転子を含む前記固定子穴部から誘導極を隔離するように、コイルを固定子穴部内に巻く工程であって、前記スロット回転子ペアはミューメタル遮蔽部を用いて前記背面鉄部の背後から遮蔽されている工程と、
前記第１磁気極性を有する第１構成部材の前記磁極部分のうちの前記第１磁極部分と前記第２磁気極性を有する前記第２構成部材の前記磁極部分のうちの前記第２磁極部分とが整列し前記回転サイクルにおける適切な時間に最大の磁束密度を提供し前記適切な磁束密度が前記誘導巻線に印加されて内部に電流の流れを誘導するように、前記固定子穴部回転子ペアの前記第１及び第２構成部材を同期して回転させる工程とを含み、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品は前記誘導巻線を収容するスロットを有し、
前記第１固定子部品の内周部及び第２固定子部品の内周部は互いに隣接し、
前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の前記スロットは傾斜しているが実際にはその長手及び奥行軸に沿って整列し、
それぞれの固定子穴部回転子ペアの前記第１構成部材及び前記第２構成部材は前記穴部と整列し、前記第１及び第２構成部材及び前記スロットのそれぞれの長手軸に沿って前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の前記スロットに対してほぼ８〜１０°傾斜しており、そのため前記第１及び第２構成部材の前記長手軸は整列したスロットの奥行軸と整列されており、
前記固定子スロットは、パーミアンス高調波を回避するために前記回転子に対して傾斜しており、
前記固定子スロットは、固定子の長さに渡りほぼ固定子歯の幅だけ傾斜することを特徴とする方法。
【請求項１４０】
発電機用の電磁アセンブリは、
第１固定子部品と第２固定子部品とを有するデュアル固定子と、
前記第１固定子部品の外周部に設けられた複数の穴部と、
前記第２固定子部品の外周部に設けられた第２複数の穴部と、
前記第１及び第２固定子部品の個々の内周部は近接するよう配置され、
前記第１及び第２複数のスロット穴部のそれぞれは長手及び奥行軸に沿って穴部ペアを形成し、
前記複数の穴部のそれぞれが内部に誘導コイル巻線を有しており、
穴部回転子ペアは前記穴部ペアと関連しており、
前記穴部回転子ペアのそれぞれが、
前記第１複数の傾斜したスロットのうちの１つと整列して備えられた第１回転子部材と、
前記ペアに対応する前記第２複数のスロットのうち１つと整列して備えられる第２回転子部材とを有しており、
それぞれの回転子部材が少なくとも１つの磁極ペア及び／又は交流単極を有し、
一方の前記磁極ペアは第１磁気極性を有し
他方の前記磁極ペアは第２磁気極性を有しており、
一実施形態において前記回転子は交流単極として巻かれ、交流発電のために電気極性と磁気極性を交番するソリッドステート励磁配電盤内のゲート機構により第１極性から第２極性へと交番され、
前記穴部ペア内に備えられた前記誘導コイル巻線が前記回転子ペアにより生成された磁束に曝されるように、それぞれのスロット回転子部材は運転中に前記穴部ペアに沿って設けられる回転子ペアの縦軸の周りを回転することを特徴とする電磁アセンブリ。
【請求項１４１】
発電機における回転子の抵抗を低下させる方法であって、
前記発電機は第１固定子部品と第２固定子部品とを有しており、前記第１及び第２固定子部品は長手軸に沿って整列しており、前記第１及び第２固定子部品は前記長手軸と整列した縦方向スロットを有しており、前記スロットは誘導巻線を収容するための縦方向開口部を有しており、前記方法は、
スロット回転子ペアの第１回転子であって長手軸に沿って縦方向に整列する第１回転子を誘導巻線を有する第１固定子部品の外周部に沿って分散して配置する工程と、
前記スロット回転子ペアの第２回転子を誘導巻線を有する前記第２固定子部品の外周部に沿って分散して配置する工程であって、前記スロット回転子ペアの前記第１回転子及び前記第２回転子は、
ＡＣ電流を生成するために、第１及び第２磁気極性である磁極部分ペアのうち少なくとも１つを備え、
前記第１回転子に関連した一定の第１磁気極性及び前記第２回転子に関連した一定の第２磁気極性、又は前記第１回転子及び前記第２回転子が一定の第１磁気極性と一定の第２磁気極性との両方を備える工程と、
前記第１固定子部品の前記誘導巻線に関連した磁極の幾何学的中心から前記第１回転子及び前記第２回転子を離して配置することで、磁束濃度に関連した前記誘導巻線のエリアの少なくとも一部から前記第１回転子及び前記第２回転子を隔離する工程と、
ミューメタル円筒状遮蔽部を用いて、前記スロット回転子ペアをその断面の外周全体の周りを前記スロットの前記縦方向開口部以外で遮蔽する工程と、
第１磁気極性を有する前記第１回転子の磁極部分のうち第１磁極部分と第２磁気極性を有する前記第２回転子の磁極部分のうち第２磁極部分とが前記スロットと整列し最大の磁束密度を前記誘導巻線にもたらし誘導巻線内に電流の流れを誘導し前記第１及び第２回転子両方の前記回転子への抵抗を低減できるように、前記スロット回転子ペアの前記第１及び第２回転子の回転を同期させる工程とを含み、
前記第１固定子部品の内周部及び第２固定子部品の内周部は互いに近接し、
前記第１固定子部品及び第２固定子部品の前記スロットは軸方向に沿って長手方向に整列され、径方向に沿って奥行き方向に整列され、
前記第１及び第２回転子の前記長手軸が前記整列したスロットの奥行き方向と直交して直交して整列となるように、それぞれのスロット回転子ペアの前記第１回転子及び前記第２回転子は、前記第１固定子部品及び前記第２固定子部品の整列したスロットと軸方向に沿って長手方向に整列されることを特徴とする方法。
【国際調査報告】
2015534423.tif 000085
2015534423.tif 000086
2015534423.tif 000087
2015534423.tif 000088
2015534423.tif 000089