(57)【要約】  本発明は、機械エネルギーと電気エネルギーとの間で変換を行う電力変換器に関する。電動機及び発電機の本質的なシステム構成要素に対する新たな幾何学的配置を考案するために、永久磁石１４が、リング配置に又はリングの内側に配置され、それに固定して取り付けられ、上記永久磁石１４を備えたリングは、リングの周辺に沿って固定して配置される複数のコイルの巻線１６、１８の内部を通って動かされる。本発明は、永久磁石１４を加速する駆動コイル１６に、短時間かつ正確に時間制御された方法で電力が供給されること、及び／又は発電機コイル１８を使用して永久磁石１４を減速させ電力蓄積器に電力を供給することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気エネルギーと機械エネルギーとの間でエネルギーを変換するエネルギー変換方法であって、
ａ）一列に均等な間隔で取り付けられたリング状永久磁石のリング状配置であって、該永久磁石の接続軸が該リングの幾何学的配置に対して接線方向に向けられており、或る特定の所定数の駆動コイル及び／又は或る特定の所定数の発電機コイルが、該リング状配置の該リングの円周に沿って配置されている、リング状配置において、該リング状配置をその中心点を中心に移動させている間に、該永久磁石に、該コイルを通過させるステップと、
ｂ）該リングを移動させている間に所定の記録位置を用いて、上述した永久磁石の極の通過を記録するステップと、
ｃ）上述した駆動コイルを励磁するステップであって、電流はバッファーからそれぞれ取得され、それぞれの一時的な磁界は、それぞれの該駆動コイルを励磁することによって生成され、該励磁は、該永久磁石の極がそれぞれの一時的な磁界の同じ特性の極を通り過ぎる、該記録装置及び制御装置によって規定された或る特定の時点で行われる、励磁するステップと、
を特徴とする、エネルギー変換方法。
【請求項２】
電気エネルギーと機械エネルギーとの間でエネルギーを変換するエネルギー変換方法であって、
ｄ）一列に均等な間隔で取り付けられたリング状永久磁石のリング状配置であって、該永久磁石の接続軸が該リングの幾何学的配置に対して接線方向に向けられており、或る特定の所定数の駆動コイル及び／又は或る特定の所定数の発電機コイルが、該リング状配置の該リングの円周に沿って配置されている、リング状配置において、該リング状配置をその中心点を中心に移動させている間に、該永久磁石に、該コイルを通過させるステップと、
ｅ）上述した発電機コイルのうちの１つから該バッファー内に、それぞれの該永久磁石が該発電機コイルに入るか又はそこから出る時点で、誘導電流を供給するステップと、
を特徴とする、エネルギー変換方法。
【請求項３】
駆動コイル及び前記発電機コイルを備えた配置において、前記ステップａ）〜ｅ）が組み合わせて実行される、請求項１又は２に記載のエネルギー変換方法。
【請求項４】
ａ）一列に均等な間隔で取り付けられたリング状永久磁石のリング状配置であって、該永久磁石の極の接続軸が該リングの幾何学的配置に対して接線方向に向けられている、リング状配置と、
ｂ）なお、或る特定の所定数の駆動コイルが該リングの円周に沿って配置され、それにより、該リングをその中心点を中心に移動させている間、該永久磁石が該コイルを通過し、
ｃ）該リングを移動させている間、上述した永久磁石の極の通過を記録する少なくとも１つの記録装置が存在し、
ｄ）該記録装置によって定義された時点での上述した駆動コイルの特定の励磁のための装置であって、電流が、電流源から、かついずれの該永久磁石が加速されるかに基づいてそれぞれ取得され、該永久磁石が互いに機械的に結合されているため、該リング状配置全体が同様に加速される、装置と、
を特徴とするエネルギー変換装置。
【請求項５】
ａ）一列に均等な間隔で取り付けられたリング状永久磁石のリング状配置であって、該永久磁石の極の接続軸が該リングの幾何学的配置に対して接線方向に向けられている、リング状配置と、
ｂ）なお、或る特定の所定数の発電機コイルが該リングの円周に沿って配置されており、それにより、該リングをその中心点を中心に移動させている間、該永久磁石が該コイルを通過し、
ｅ）特に、上述した該発電機コイルから電流を取り出す装置であって、電流はバッファー蓄積器内に供給される、装置と、
ｆ）電流を供給することができる、電流用のバッファー貯蔵器と、
ｇ）なお、該リング状配置は、該コイルの開口部を通って、該リングの中心点を中心に同心状の動きで案内される、
を特徴とするエネルギー変換装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の特徴を具備する装置。
【請求項７】
永久磁石は、該永久磁石に永久的に取り付けられている該中空リング内に配置されている、請求項４、５又は６に記載の装置。
【請求項８】
記録装置は、円周方向のマーキングにより円を検出する光バリアを含む、請求項４、５又は６に記載の装置。
【請求項９】
駆動コイルの出力が優勢であり、該装置は電動機として動作する、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
発電機コイルの出力が優勢であり、該装置は発電機として動作する、請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
いくつかのリングが、１つの平面に同心状に配置され、ディスクを生成する、請求項４〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
いくつかのディスクが共通の中心軸で配置され、複数のリング厚さになる円柱を生成する、請求項４〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械エネルギーと電気エネルギーとの間のエネルギー変換装置に関する。最先端の技術によれば、こうした装置は、一部には電動機又は発電機と呼ばれる。電動機の原理について以下のように説明することができる。
【背景技術】
【０００２】
永久励磁の場合、（動かない）固定子（stator：ステーター）は、極片を有する永久磁石として動作する。電気励磁の場合、固定子は、励磁コイル及び／又は励磁巻線を支持する鉄心として作用する。固定子巻線に電流が流れる場合、固定子において永久磁界が発生する（エルステッドの原理）。
【０００３】
固定子の内部に回転子（rotor：ローター）が配置されており、回転子は、多くの場合、鉄心を備えたコイル（いわゆる電機子）からなり、それは、固定子の極片間の永久磁界において枢支取付されている。電機子には、分割された整流子及び摺動接点（カーボンブラシ）を介して電力が供給される。電流が回転子を流れる場合、永久磁界が同様に発生し、その時点で、それは固定子の磁界と相互作用する。したがって、電機子は、それ自体の軸を中心に回転し、同様に回転している整流子を使用して、適切なコイルを電流路に切り換える。したがって、電気エネルギーが機械エネルギーに変換される。
【０００４】
こうした電動機に整流子が取り付けられていない場合、回転子の磁界及び固定子の磁界が整流されるまで、電機子が回転することになる。電動機がこの「死点」で停止しないことを確実にするために、電機子コイル内の電流は、整流子（同様にコレクターと呼ぶ）を使用して新たなセグメント毎に切り換えられる。整流子は、非導電材料（プラスチック、空気）からなる幅の狭いストリップによって隔てられた円柱又は円形領域を生成する金属片から構成されている。電機子巻線はそれらの切片に接続されている。大部分の場合、２つのカーボンブラシは、ばねを用いて整流子に対して押圧される。それらは、電力を供給するために使用される。回転子の回転毎に、電機子巻線を通る電流の方向が変化する。流れる電流の方向によってトルクのモーメントを発生させる導体が、回転子の永久磁界に入る。回転子の永久磁界は固定されている。したがって、回転する電機子の鉄心は、うず電流を回避するために大量の金属板から構成されなければならない。
【０００５】
発電機の場合、同じ原理が適用される。唯一の相違は、機械力が外部から回転子を駆動するシャフトに加えられるということである。これにより、固定子に或る特定の電圧及び電流がもたらされる。そして、結果として得られる電気エネルギーを或る特定の目的に使用することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した電動機及び発電機の設計上の幾何学的配置は、これらの重要なエネルギー変換器のあり得る改良をマイナスに制約する。したがって、本発明の課題は、電動機及び発電機の最も重要なシステム構成要素に対して新たな幾何学的配置を導入することである。この新たな幾何学的配置は、これらの電動機及び／又は発電機の用途に特有の特別な設計レイアウトを可能にするべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
独立請求項のそれぞれの特徴を有する主題は、この課題を解決する。
【０００８】
本発明のそれぞれの主題の有利なさらなる発展形態及び改良形態を下位請求項に見ることができる。
【０００９】
要約すると、本発明は、永久磁石をリング形状に、又はリングの内側に固定配置する概念を含む。そして、永久磁石を含むこのリングは、リングの円周に沿って固定配置されている複数のコイルの巻線の内側を通って移動する。それにより、駆動コイルに対し、一時的に、経時的に正確に制御されて電力が供給される。これらのコイルは、永久磁石を加速させる。発電機コイルを使用して、永久磁石を減速させ、電流を電流蓄積器（current accumulator）に供給することができる。
【００１０】
ここで、永久磁石は、励磁されていないコイルを通過する場合、コイルに入るとき及びコイルから出るときに誘導電圧サージを発生する。後続の永久磁石は、同様にこうした電圧サージを発生する。結果としての電気エネルギーを、この配置によって生成された電気エネルギー（発電機効果）として取り出し（tap）、場合によってはさらに使用することができる。
【００１１】
逆に、永久磁石がコイルを通過し、このコイルが正確な時点で前に確定された電流で励磁される場合、そのコイルは磁界を発生する。この磁界は、対応する磁束及び対応する磁界強度並びに電束線を有するＮ極及びＳ極を含む。電流が、その時点で経時的に制御され、その後コイル内に正確に供給される場合、永久磁石のＮ極が、コイルの目下生成されたそれぞれに発生したばかりの磁界のＮ極を通過するとき、たとえばＮ極とＮ極とが互いに反発するため、反発作用が観察される。この効果を、リング内のいくつかの位置で、それぞれ異なるコイル及び永久磁石を用いて同時に発生させることができる。この効果により、永久磁石が充填されコイルが実装されているリングが駆動され、本発明による配置のそれぞれの電動機効果が確立される。
【００１２】
次の永久磁石が前に励磁されたコイル内に入る前に、コイルの磁界によって次に入る永久磁石の減速を防止するために、磁界を取り除かなければならない。この目的で、電流は、適時にそれぞれのコイルによって低減される。この結果としての誘導電圧サージを使用して、抵抗器を介してコンデンサー内に対応する電流が供給される。次に、コイルは、経時的に制御された方法で再び励磁される。これにより、連続した永久磁石に対して適切な時点で所望の反発力が生成されることが確実になる。適切な電流供給パルス制御と、リングが適切な長さの永久磁石によって適切に充填されていることとを前提として、リングにトルクのモーメントが加えられる。これには、永久磁石がリングに永久的に固定されており、かつリング内で動くことができないことが必要である。
【００１３】
そして、リングに加えられるトルクのモーメントが、電動機モーメントとして使用される。この目的で、リングは、１つ又はいくつかの機械的接続を介してそれぞれのシャフトに接続されている。
【００１４】
この原理構造を、発電機のみ若しくは電動機のみとして、又は両機能の組合せとして動作させかつ使用することができる。この目的で、適切な数の駆動コイル（モーターコイルとも呼ぶ）及び／又は適切な数の発電機コイルが、リングの円周に沿って配置されかつ適宜に作動される。駆動コイルの数及び電気エネルギーの方が優勢である場合、結果は電動機効果である。逆に、発電機が電動機より大きいエネルギー消費を確立する場合、要するに、発電機効果が達成される。言い換えれば、このレイアウト配置は、最終的に、電気エネルギーに対する発電機として動作する。
【００１５】
この電気エネルギーを、最先端技術に従ってコイルから取り出すことができる。逆に、電動機の場合、最先端技術に従って、シャフトの運動エネルギーを使用することも可能である。応用は、特に自動車用の電動機及び／又は自動車用の発電機であり、シャフトがエネルギー生成によって減速するとき、電池又は他の任意のエネルギー貯蔵器にエネルギーを供給する。
【００１６】
本発明へのプロセスに関連する主な態様によれば、電気エネルギーと機械エネルギーとの間で変換する、専ら電動機として作動するエネルギー変換方法であって、以下のステップ、すなわち、
ａ）一列に均等な間隔で取り付けられたリング状永久磁石のリング状配置であって、該永久磁石の接続軸が該リングの幾何学的配置に対して接線方向に向けられており、或る特定の所定数の駆動コイル及び／又は或る特定の所定数の発電機コイルが、該リング状配置の該リングの円周に沿って配置されている、リング状配置において、該リング状配置をその中心点を中心に移動させている間に、該永久磁石に、該コイルを通過させるステップと、
ｂ）該リングを移動させている間に所定の記録位置を用いて、上述した永久磁石の極の通過を記録するステップと、
ｃ）リング速度に応じて、多かれ少なかれ一時的に上述した駆動コイルを励磁するステップであって、電流はバッファーからそれぞれ取得され、それぞれの一時的な磁界は、それぞれの該駆動コイルを励磁することによって生成され、該励磁は、該永久磁石の極がそれぞれの一時的な磁界の同じ特性の極を通り過ぎる、該記録装置及び制御装置によって規定された或る特定の時点で行われる、ステップと、
を特徴とする、エネルギー変換方法が開示される。この結果、それぞれの永久磁石の動き、及びリング状配置全体の動きが加速される。
【００１７】
本発明の別のプロセスに関連する主な態様によれば、電気エネルギーと機械エネルギーとの間で変換する、専ら発電機として動作するエネルギー変換方法であって、以下のステップ、すなわち、
ｄ）一列に均等な間隔で取り付けられたリング状永久磁石のリング状配置であって、該永久磁石の接続軸が該リングの幾何学的配置に対して接線方向に向けられており、或る特定の所定数の駆動コイル及び／又は或る特定の所定数の発電機コイルが、該リング状配置の該リングの円周に沿って配置されている、リング状配置において、該リング状配置をその中心点を中心に移動させている間に、該永久磁石に、該コイルを通過させるステップと、
ｅ）上述した発電機コイルのうちの１つから該バッファー内に、それぞれの該永久磁石が該発電機コイルに入るか又はそこから出る時点で、誘導電流を供給するステップであって、該時点において、それぞれの永久磁石及びリング状配置が減速される、供給するステップと、
を特徴とする、エネルギー変換方法が開示される。
【００１８】
本発明の別のプロセスに関連する主な態様によれば、駆動コイル及び発電機コイルを備えた１つの配置で作動し、ステップａ）〜ｅ）を組み合わせて実行することができる、電動機及び発電機として動作するエネルギー変換方法が開示されている。
【００１９】
本発明の他の有利な態様によれば、本発明によるリングの幾何学的配置を、こうしたリングのいくつかの同心状の配置によって拡張することができる。コイルを励磁するための作動ワイヤは、リング間か、又は１つのそれぞれのリングに隣接して、共通するリング軸に対して垂直な１つの平面に配置される。このように、体積単位当たりの発電機出力及び電動機出力それぞれを増大させることができる。
【００２０】
上述したこうしたリング配置及び／又は上述した同心状のリング配置のうちのいくつかを、さらに高さが増大した円柱を形成するために一列に配置することができる。円柱の基礎領域は、１つの「ディスク」の外側リングによって覆われた領域となる。円柱の高さは、原則的に、一列に配置された個々のリング及び／又は複数のリング若しくはディスクの幅寸法の合計となる。制御機構は、個々のディスク間の隙間に同様に提供される。この手法を使用して、電力密度及び／又は電力出力がさらに増大する。
【００２１】
本発明の基本的な装置に関連する態様によれば、或る程度まで、自己推進（self-propelling）発電機及び電動機効果を特徴とするエネルギー変換装置が開示されている。この装置は、以下の属性を特徴とする。
ａ）一列に均等な間隔で取り付けられ、かつ好ましくは同じＮ／Ｓの向きを特徴とするリング状永久磁石のリング状配置であって、永久磁石の極の接続軸が、好ましくはリングの幾何学的配置に対して接線方向に向けられている、リング状配置、
ｂ）或る特定の所定数の駆動コイルと或る特定の所定数の発電機コイルとが、リングの円周に沿って配置されており、それにより、リングをその中心点を中心に移動させている間、永久磁石がコイルを通過する、
ｃ）リングを移動させている間に上述した永久磁石の極の通過を記録する少なくとも１つの記録装置が存在する、
ｄ）記録装置によって定義された時点での、上述した駆動コイルのうちの１つへの特定のエネルギーの供給のための装置であって、電流は、バッファー貯蔵器から、かつ永久磁石のいずれが加速されるかに基づいてそれぞれ取得され、永久磁石が互いに機械的に結合されているため、リング状配置全体が同様に加速される、装置、
ｅ）上述した発電機コイルのうちの１つからバッファー貯蔵器内への特定の誘導電流の供給のための装置。これにより、永久磁石が機械的に永久に結合されているため、永久磁石のうちの１つ及びリング状配置全体が減速する。それらは、たとえば、リングの適切な位置でリングに永久的に取り付けられる、
ｆ）特に電流を引き出しかつ電流を供給するために使用することができる、エネルギーバッファー貯蔵器、
ｇ）それにより、リング状配置は、コイルの内側、したがってコイル巻線によって生成される隙間を通して、リング中心点を中心として同心状に動くように送られる。
【００２２】
一列に配置された、上述した磁石は、有利には永久磁石であって電気磁石ではない。それらを、永久磁界を生成するためにまず励磁しなければならない。
【００２３】
リング状配置は、有利には、内部に永久磁石が配置される、リング状管として設計される。リング状配置は、リングが個々のコイル、したがって駆動コイル及び需要家コイル内で利用可能な内部空間に配置されることによって支持される。リングの外面と共に、コイルの貫通孔の内面に低摩擦コーティングが設けられることにより、永久磁石が反発効果によって移動するとき、可能な限り最小の摩擦が保証される。代替的に又は組み合わせて、リングを１つ又は複数の可動ローラーに取り付けることができる。
【００２４】
リングの内側の永久磁石は、リングに永久的に固定される。それらの互いに対する間隔は同様に固定されており、それは、永久磁石がリングの内側の所定の位置に取り付けられているためである。本発明による装置の主な応用の目的に応じて、駆動コイルの数が発電機コイルの数を上回るか、又はその逆である。これらのコイルの数及びこれらの数の互いに対する比は、これらのコイルの電気的レイアウトによって決まる。
【００２５】
リングが移動している間の、上述した永久磁石のうちの１つ又はいくつかの極の通過を記録する記録装置の目的は、電流が駆動コイルに供給される最適な時点を確定することである。そして、これにより、コイルは対応する永久磁界を生成し、それはこの時点で、永久磁石の通過する極に反発するように向けられる。反発作用プロセスは、駆動コイルの励磁のそれぞれの位置及び時点の同期化によって同期する。これにより最適な反発作用が保証される。
【００２６】
特定の駆動コイル励磁のための装置は、好ましくはパワートランジスタを有し、その制御電極は、上述した記録装置によって生成される電気信号を受け取る。記録装置はたとえば光バリア機構によって生成することができる信号を処理することができ、光バリア機構は、移動する永久磁石のＮ極又はＳ極が、たとえば、モーターコイルの生成された磁界のＮ極位置等、或る特定の固定されたマーカを通過するのを検出する。モーターコイルを一時的に励磁する正確な時点は、永久磁石が駆動コイル内に入るときに誘導される電圧ピークの検出と、制御の目的でのその使用法とに基づくことも可能である。
【００２７】
上述した誘導電流の特定の電流ドレインのための装置は、発電機コイルにおいて発生する電圧を引き出し、誘導電流をバッファー貯蔵器内に供給する。この場合、これは電気コンデンサーである。コンデンサーは、すべての発電機コイルからの供給電流を使用して同時に充電される。この目的のために、これらの供給装置の対応する並列回路が提供される。コンデンサーはその端部に接続される。
【００２８】
本明細書の場合のように、電流がコンデンサーから引き出されるべきである場合に、駆動コイルがパワートランジスタを介して励磁されるべきである場合、パワートランジスタのコレクター−エミッター経路は、コンデンサーとそれぞれの駆動コイルの極との間に配置される。この目的のために、駆動コイルのそれぞれの数に対して並列回路が提供されるべきである。この回路は、コンデンサーを、パワートランジスタを介してそれぞれの駆動コイルに接続する。
【００２９】
１つの単一コンデンサーの代りに、たとえば或る特定数の駆動コイル及び或る特定数の発電機コイルに対して複数のコンデンサーを設けることができる。
【００３０】
本発明の実施の例を、図面に提示し、かつ以下の説明においてより詳細に説明する。すべての図面は概略表現として意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による装置の実施の例の重要なシステム構成要素の概略表現を示す図である。
【図２】発電機コイル内に永久磁石が入ることを概略的に示す図である。
【図３】発電機コイルから永久磁石が出ることを概略的に示す図である。
【図４】駆動コイル内に永久磁石が入ることを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図面において、同じ参照符号は、同じか又は機能的に等価な構成要素を述べている。
【００３３】
図１を参照すると、実施の例によるエネルギー変換装置１０は、主に、いくつかの切換要素と共にリング状配置１２を有しており、切換要素は、リング状配置全体に対して中心に提供されるか、又は図示するコイルのそれぞれに対して、したがって駆動コイル１６（モーターコイルとも呼ばれる）及び発電機コイル１８に対して個々に提供される。
【００３４】
特に、多数の永久磁石１４が、プラスチックリング１５内に均等な間隔で配置されており、たとえば接着により所定位置に固定されている。図１では、２４個の永久磁石、６個の発電機コイル及び３個のモーターコイルが、それぞれ均等な間隔で設けられている。
【００３５】
この場合、永久磁石は、以下のおよその寸法を有している。
【００３６】
円筒状設計の、３個に分割され、直列に連続して固定された個々の磁石は、合計して長さがおよそ１５ｍｍであり、直径がおよそ２５ｍｍである。リング径はおよそ６０ｃｍになり、リング断面直径はおよそ３０ｍｍになる。
【００３７】
この実施の例では、３個の駆動コイル１６が１２０度の角距離で配置され、６個の発電機コイルが６０度の角距離で配置されており、駆動コイルは２つの発電機コイルの間に中心が置かれている。
【００３８】
１個のモーターコイル及び１個の発電機コイルそれぞれを作動するための対応する制御回路の簡略化した図を、図１の左下に示す。他のコイル用のアクチュエーターも提供されるが、図をより明確にするために、図面から省略している。
【００３９】
上述した発電機コイル１８のそれぞれに対する電気接続は以下のように実装される。
【００４０】
発電機コイル１８の電圧は、整流器２９を介して取り出され、電流は、需要家１７、電池２７及びコンデンサー２２に供給される。それにより、電気エネルギーが上述した要素内に供給される。正しい符号の、電流制限されかつ電圧制限された直流を使用して、モーターコイル１６をそれぞれ励磁するために、ファリスター（farristor）２５と共にブロッキングダイオード１９が設けられている。
【００４１】
励磁するための電流及び電圧パルスの時点及び持続時間は、光バリアと共にコントローラー２４を介して実装される。駆動コイルの特定の励磁のためのこの装置は、好ましくはパワートランジスタ（又はリレー）を有し、その制御電極は、正確な励磁時間の記録装置として上述した光バリア機構によって生成される電流信号を受け取る。記録装置は、光バリア機構によって生成することができる信号を処理することができ、光バリア機構は、移動する永久磁石のＮ極又はＳ極が、たとえばモーターコイルの生成された磁界のＮ極位置等、或る特定の固定マーカを通過するのを検出する。モーターコイルの一時的な励磁に対する正確な時点もまた、永久磁石が駆動コイル内に入るときに誘導される電圧ピークの検出と、制御の目的のその使用法とに基づくことができる。
【００４２】
市販の光バリア回路が使用される。この回路は、必要に応じた時間オフセットで出力信号を出力する。ここで、それぞれの時間遅延を調整することができる。リング速度が高くなると、本発明によるコントローラーは遅延を低減する。
【００４３】
永久磁石が均等に間隔を空けて配置され、モーターコイルが均等に間隔を空けて配置され、かつ両システム要素が同じ設計を特徴とする場合、単一制御信号を使用して、いくつかの駆動コイルを励磁することができる。これにより、制御方式が簡略化する。したがって、駆動コイル内に供給される電流のタイミングのための上述した記録装置は、簡単に利用することができ、かつ駆動コイルのすべての励磁を確実にすることができ、又は、該記録装置を、すべての駆動コイルに対して個々に設けることができる。
【００４４】
永久磁石の移動の方向における後方の極が一時的に生成された磁界を通過するとき、励磁パルスが正確な時点で発生することを確実にすることが重要である。これを図４に示す。
【００４５】
励磁パルスの適切な持続時間は、速度に応じて調整可能であり、実験を用いて容易に最適化することができる。上述した、リング速度が上昇すると共に時間遅延を低減させる制御は、２つの連続した光バリア信号の時間差に基づくことができる。
【００４６】
以下、永久磁石が移動するリング内でコイルを通過する間の、コイルの機能について説明する。
【００４７】
図２を参照すると、移動する永久磁石１４が、右から左に移動して、発電機コイル内に入ったところである（矢印参照）。永久磁石１４は、発電機コイル巻線の内側を準線形経路で通過し、再び巻線から出る（図３参照）。この結果、コイル内に誘導電圧が誘導され、経時的におよそ正弦波の特性を示す。平均持続時間は、たとえば１／１０秒になり得る。特に、誘導の強度は、発電機コイル設計及び永久磁石の強度によって決まる。
【００４８】
図４を参照すると、移動する永久磁石１４が、右から左に移動して駆動コイルを出ているところである（矢印参照）。その前に、永久磁石１４は、駆動コイルの内側を準線形経路で通過している。特に、誘導の強度は、駆動コイル設計及び永久磁石の強度によって決まる。
【００４９】
入っている間（図示せず）、コイルに誘導電圧パルスが誘導される。好ましくは、このパルスを使用して、コントローラー２４の励磁タイミングを制御することも可能である（コントローラー２４への点線を参照）。
【００５０】
駆動コイル１６の一方の極が、パワートランジスタ２１を介してコンデンサーの負極に接続されている。駆動コイルを励磁するのに厳密に正確な上述した時点において、光バリア２３は信号を発生し、それはパワートランジスタ２１につながる。
【００５１】
この瞬間に、コンデンサー２２から電荷が引き出され、駆動コイルすなわちモーターコイル１６が励磁され、磁界が生成され、それにより、厳密にこの時点で、移動する永久磁石と同じ性質（denominator）の極からの反発作用が発生し、それによって、駆動コイル１６から出るとき、永久磁石１４が強くかつ正確に反発される。
【００５２】
移動の方向、すなわちｘ方向、接線方向に関する、モーターコイルの磁界及び永久磁石１４の磁界の同じ性質の極の差は、たとえば、新たに発生した磁界の時点におけるモーターコイルのＮ極とＳ極との間の長さの差の１０％となり得る。励磁パルスの開始時、永久磁石の極は、その時点で生成されているモーターコイルの磁界の同じ性質の極に直接近接しているべきである。これにより、迅速に発生した磁界が有効になるとき、移動する磁石の同じ性質の極が、正確な時点で固定磁石の極を通過することが確実になる。したがって、最大の反発作用が発生することができ、リングが加速され、可能な限り減速が最小化する。モーターコイル内の磁界を正確にかつ高速に発生させることができるほど、加速が向上する。
【００５３】
したがって、反発した永久磁石の加速と（そのリングへの永久接続に基づく）リングの動きの加速とは、光バリア２３、パワートランジスタ２１によって具現化される経時的制御から正確にもたらされる。
【００５４】
本明細書では、本発明を、好ましい実施の例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるべきではなく、多くの方法で変更することができる。
【００５５】
有効なコイル長を、必要に応じて中間の取出しによって変更することができる。
【００５６】
特に、駆動コイルを、両（反対）方向に磁界を発生することができるように交互に接続することができる場合、永久磁石を、種々の（かつ必ずしも均一でない）Ｎ極−Ｓ極の向きに配置することができる。それにより、永久磁石の通過する極の検出及び識別を、たとえば、前のコイルにおいて誘導によって生成された電圧ピークの評価により、又は光バリアと、場合によっては、光バリアによって記録された、Ｎ極及びＳ極の種々のマーカーとを介して、すべての永久磁石に対して個々に確定することができる。コイル毎にいくつかの光バリアを有することも可能である。たとえば、１つの光バリアが、Ｓ極に近づいていることを検出し、別の光バリアが、対応するＮ極を検出する。
【００５７】
最後に、下位請求項の属性を、それらが互いに独立している限り、基本的に自由に、請求項で提供されている順序のみでなく、組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  エネルギー変換装置
１２  リング状配置
１４  永久磁石
１６  モーターコイル
１８  発電コイル
１９  一方向（freewheeling）ダイオード
２１  パワートランジスタ／リレー
２３  光バリア
２４  コントローラー
２５  ファリスター
２７  電池
２９  整流器
３０  永久磁石を有する軌道
３１  コイルの収納リング
３２  基板
３４  電束線の経路
３５  リング
３６  コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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