KR20170036059A - 플럭스 장치 - Google Patents

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노아 쥐. 뉴마크
스티븐 엠. 콜린스
모건 알. 하위드
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클리어워터 홀딩스, 엘티디.
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Abstract

플럭스 장치는 상호 인접하게 중심축 둘레에 원형으로 배치된 복수의 자석 세트들 및 복수의 코일 조립체들을 가진다. 코일 조립체들 및 자석 세트들중 어느 하나는 중심축과 정렬된 적어도 하나의 액슬에 의하여 지지되고, 코일 조립체들 및 자석 세트들중 어느 하나는 전류가 코일 조립체들에 있을 때 중심축 둘레에서 회전 움직임을 수행한다. 자석 세트들의 자기 플럭스는 장치 회전이 플럭스의 방향에 직각인 동안 축방향 및 반경 방향으로 지향된다. 각각의 자석 세트에 있는 복수개의 자석들은 복수개의 동일축으로 정렬된 액슬들중 하나 또는 다른 하나에 의해 지지됨으로써, 플럭스 장치는 전기 모터, 전기 발전기 또는 동시에 전기 모터와 전기 발전기로서 작동될 수 있다.

Description

플럭스 장치{FLUX MACHINE}
본 발명은 회전 전자기 모터 및 발전기에 관한 것이다.
자석 횡단 플럭스 장치(Magnet transverse flux machines)는 코일의 전류에 직각인(횡단하는) 자기 플럭스를 도전시키고, 길이 방향 플럭스를 가진 표준 브러쉬리스 장치(brushless machine) 보다 높은 토크 밀도(torque density)를 발생시킬 수 있다. 그러한 장치는 높은 전력 밀도를 가지고, 모터 및 발전기 양쪽으로 이용될 수 있다. 토크는 일정한 고정자 전류에서 극(pole)의 수와 함께 증가한다. 횡단 플럭스 장치에는 극의 수가 많기 때문에, 샤프트 속도가 느린 반면에 고정자 권선부에서 전류의 주파수는 높다. 그러한 장치는 3 차원 자기 회로를 가지며, 이것은 통상적으로 고정자 및 회전자 구성 요소들의 조립 및 제조를 어렵게 한다. 자기 회로를 제조하는 종래 기술의 방법은 개별적인 U 형상 자기 회로들의 형성을 필요로 한다. 예를 들어, U 형상 자기 회로는 함께 적층된 복수개의 개별적인 U 형상 라미네이션들을 포함할 수 있다. 그러한 장치들의 조립은 각각의 U 형상 자기 회로의 정확한 배치, 정렬 및 이격을 필요로 한다. 종래 기술에 공지된 다른 방법은 2 개의 3D 적층체를 구성하는 것으로서, 각각의 적층체는 자기 회로 마다 절반을 일련의 L 형상 돌출부로서 가진다. 코일 둘레에 함께 접합되었을 때, 자기 회로들은 U 형상으로 완성된다. 이러한 방법은 복잡한 3 차원 형상을 가진 적층체의 구성을 필요로 하며, 자기 회로를 적절하게 형성하도록 적층체들의 정확한 회전 정렬을 필요로 한다. 여기에 설명된 본 발명의 플럭스 장치는 제조 및 조립이 간단하고, 콤팩트하며 다른 신규한 양상 및 매우 유리한 양상을 가진다. 본 발명에 관련된 종래 기술은 다음의 표에 포함되어 있고 본원에 참고로서 포함된다.
참조 특허 출원일 공고일 출원인 제목
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본 발명의 목적은 개선된 플럭스 장치를 제공하는 것이다.
도면에는 종래 기술과 관련하여 제조 및 작동상의 장점을 가진 신규한 전자기 회전 플럭스 장치(10)가 도시되어 있다. 예를 들어, 플럭스 밀도는 상대적으로 높고, 극(pole)의 수는 극 마다의 기자력(magnetomotive force)을 감소시키지 않으면서 증가될 수 있어서, 높은 전력 밀도를 가능하게 한다. 다른 장점으로서 상대적으로 짧은 전류 경로를 가진 다수의 극들을 포함하여, 토크/중량의 높은 비율, 전력/중량의 높은 비율 및 상대적으로 낮은 구리 손실(copper losses)에 기인하는 효율 이득이 가능하다.
코일들 및 자석들의 구성은 코일 조립체들로 결합되는 4 개 이상의 방향들로부터 지향되는 자기 플럭스와 함께 발전되었다. 예를 들어, 코일들의 대향하는 측들로부터 반경 방향으로 자기 플럭스를 지향시키는 극의 면을 가지고 방위가 정해진 2 개의 자석들 및, 코일들의 대향하는 측들로부터 축방향으로 플럭스를 지향시키도록, 축방향으로 향하는 극들을 가지고 방위가 정해진 2 개의 추가적인 자석들이 있을 수 있다. 더욱이, 플럭스 장치의 회전자 운동의 확립된 원주 방향으로 향하는 벡터에 직각인 평면에서 권선 및 상기 권선내의 전류가 흐르도록, 코일들의 방위가 정해질 수 있다.
따라서, 자석들은 코일들의 상이한 측부들에 인접할 수 있지만, 모든 자기 플럭스 회로들은 추가적으로 조합된다.
여기에서 설명된 독립적인 회전자들 및 액슬들에 장착된 자석들(전자석 또는 영구 자석, 또는 이들의 조합체)로써, 상이한 주파수에서 독립적으로 작동될 수 있고, 모터 및 발전기로서 독립적으로 그리고 동시에 작동될 수 있다. 자석들 및 코일들이 그들 사이의 최소의 공기 간극으로써 인접하게 결합되어 있으면서 자석들과 코일들 사이에서의 상대적인 움직임이 회전에 의해 야기된다.
설명된 장치의 실시예들은 첨부된 도면에서 하나의 예로서 도시되며, 도면에서 동일한 참조 부호는 유사한 요소들을 지시한다.
도 1 은 다음의 상세한 설명에 따른 플럭스 장치의 사시도이다.
도 2 는 플럭스 장치의 확대 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 실시예의 외측 회전자-자석 조립체의 사시도이다.
도 4 는 본 발명의 실시예의 고정자 플레이트의 정면도이다.
도 5 는 예시적인 코일 조립체 및 자석들의 사시도이다.
도 6 내지 도 8 은 상기 코일 조립체들, 자석들, 액슬을 가진 지지 프레임들의 구성들에 대한 예시적인 개념상의 개략도이다.
도 9 는 도 6 내지 도 8 에서와 같은 다른 구성들에 대한 예시적인 기계적 개략도이다.
도 1 은 장치(10)를 도시하며 상기 장치(10)는 전체적으로 원형의 형상일 수 있고 쉬라우드(shroud, 30)와 플라이휘일 하우징(flywheel housing, 170) 사이에서 축방향으로 상대적으로 짧아서 공간 및 중량의 절감을 제공한다. 장치(10)에 대한 전기적인 연결은 표준적인 연결 박스(20)를 통하여 이루어질 수 있고, 기계적인 맞물림은 도 6 내지 도 9 에 도시된 바와 같이 중심 축(5)과 정렬된 하나 이상의 동일축 샤프트(coaxial shaft)를 통해 이루어질 수 있다.
도 2 는 실시예들에 따른 장치(10)의 몇가지 구성 요소들 및 하위 조립체를 도시하며, 그들의 상대적인 축방향 위치들을 나타낸다. 도 2 의 좌측으로부터 우측으로, 쉬라우드(30), 외측 회전자-자석 조립체(40), 팬(fan, 60), 내측 회전자-자석 조립체(70), 코일 조립체(120)를 가진 고정자 조립체(100), 회전자 허브(150), 플라이휘일(160) 및, 플라이휘일 하우징(170)이 도시되어 있다. 이들 구성 요소들은 공통 축(5) 둘레에 정렬되며, 공통 축은 장치(10)의 회전 중심이기도 하다. 실시예들에서, 외측 회전자-자석 조립체(40), 팬(60), 내측 회전자-자석 조립체(70), 회전자 허브(150) 및 플라이휘일(160)은 상호 기계적으로 접합될 수 있고 따라서 함께 회전할 수 있다. 다른 실시예들에서 이들 요소들의 일부 및 다른 요소들은 아래에 설명되고 도시되는 바와 같이 공통 축 샤프트들 둘레에서의 독립적인 회전에 적합화될 수 있다. 실시예들에서 쉬라우드(30), 고정자 조립체(100) 및 플라이휘일 하우징(170)은 회전하지 않을 수 있고, 상호 기계적으로 접합될 수 있고, 제 위치에 고정자로서 고정될 수 있다. 다른 실시예들에서, 고정자 조립체(100)는 중심 액슬(central axle) 둘레에서의 회전을 위하여 장착될 수 있는데, 권취 상(winding phases) 각각은 슬립 링 모터(slip ring motor)에서 통상적으로 발견되는 바와 같이 표준적인 회전 전기 인터페이스를 통하여 연결된다. 따라서 조립체(100)는 장치(10)의 회전자로서 기능하는 반면에, 외측 회전자-자석 조립체(40) 및 내측 회전자-자석 조립체(70)는 장치(10)의 고정자로서 기능할 수 있다. 당업자는 이러한 단순한 적합화가 어떻게 이루어지는지를 이해할 것이다.
도 3 에 예시된 바와 같이 축방향으로 정렬된 자석(46)들의 세트 및 반경 방향으로 정렬된 자석(47)들은 단일 액슬에 부착된 외측 회전자 조립체(40)의 일부로서 원형의 고정된 위치들에 유지될 수 있다. 대안으로서, 자석(46,47)들은 도 6 내지 도 9 에 도시된 바와 같이 별개의 기계적 프레임들에 의해 하나 이상의 축방향으로 정렬된 액슬들에 고정될 수 있다.
도 4 는 고정자 조립체(100)의 원형 플레이트(110)를 도시하며, 이것은 조립체(70)의 외측 플랜지(74)를 수용하기에 충분히 큰 직경의 중심 원형 개구(112)를 가질 수 있다 (도 2). 도 6 내지 도 8 에 도시된 바와 같이, 은선(115)으로 도시된 고정구들이 사용되어 코일 조립체(120)를 받침대(standoff, 114)에 고정시킬 수 있다.
도 5 는 코일 조립체(120)가 사각형일 수 있거나, 거의 사각형일 수 있거나, 곡선적(curvilinear)일 수 있거나, 타원형일 수 있거나, 또는 다른 형상일 수 있음을 나타낸다. 전기 코일(121)은 전기적인 구리 또는 알루미늄 스트립과 같이 감겨 있고 평탄하거나, 둥글거나 또는 다른 형상의 전기 도전체로 만들어질 수 있고, 코어 적층체(core stack, 122) 안에 배치될 수 있다. 코어 적층체(122)는 연철(soft iron), 라미네이트 실리콘 강철(laminated silicon steel), 절연 철 시트(insulated iron sheets), 카보닐 철(carbonyl iron), 철 분말, 페라이트(ferrite), 유리 금속(vitreous metal) 또는 다른 재료 및 구조일 수 있다. 실시예들에서, 코일 조립체(120)는 타원형, 사각형, 원형 또는 다른 적절한 형상일 수 있다. 장착된 코일 조립체(120)의 전체 완성품은 도 2 에서 받침대(114)에 고정된 것으로 도시되어 있다. 도 5 에서, 자석(46,47,76)들은 코어 적층체(122)에 인접하여 결합된 것으로 도시되어 있다. 자기 플럭스(Φ) 선들의 방향(각각의 자석에 대한 자기 플럭스의 주 성분 또는 가장 큰 성분)은 화살표로 도시되어 있다. 도 5 에서 코일 조립체(120)의 우측 가장자리를 따라서 자석이 위치되지 않은 것이 주목되어야 한다. 자기 플럭스 연계(magnetic flux linkage)를 최대화시키고 낮은 자기 저항(low reluctance)를 보장하도록 자석(46,47,76)(그리고 도 6 에 도시된 77)들은 코일 조립체(120)의 측부들에 바로 인접하여 위치된다. 자석들(46, 47, 76 또는 77) 모두 또는 임의의 것은 영구 자석 또는 전자석일 수 있는데, 모든 자석들은 전자기계 기술 분야에서 알려진 바와 같이 슬립 링(slip ring) 또는 다른 로터리 전기 인터페이스들을 이용하여 액슬들에 직접 부착된다. 비록 코일 조립체(120)들의 측부 가장자리들이 도 5 내지 도 9 에서 선형으로 도시되었을지라도, 이들 가장자리들은 비선형일 수 있으며, 자석(46,47,76,77)들의 인접한 표면들은 자석들과 코일 조립체들 사이의 공기 간극들이 최소화되도록 일치할 수 있다. 따라서, 코일 조립체(120)들은 전기 기술 분야의 당업자가 이해하는 바와 같이 사각형이 아닌 것일 수 있다. 참고 문헌 미국 특허 US 62028220 및 US 62028235 에 도시된 바와 같이, 3 개 이상의 자석들이 장치 회전 동안 코일 조립체(120)와 인접하게 결합되도록 배치될 수 있다.
도 6 은 구조 프레임(44)이 코일 조립체(120)의 4 측부 둘레에서 연장될 수 있고 자석(46,47,76,77)들을 인접한 결합 위치들에 고정시킬 수 있음을 도시한다. 구조 프레임(44)은 연속적인 원형 조립체로서 연장될 수 있거나, 또는 360 도에 걸쳐 배치된 일련의 방사상 스포크(spoke)로서 배치될 수 있으며, 각각의 코일 조립체(120)에 대하여 하나 (또는 하나 이상 또는 미만)의 상기 스포크(44)를 포함할 수 있다. 프레임(44)은 중심 축(5)과 정렬된 액슬(80)에 고정될 수 있다. 액슬(80)이 예를 들어 외부 모터에 의해 회전하면, 자석(46,47,76,77)들의 모든 세트들은 코일 조립체(120)를 통과하여 패러데이 전류(Faraday current)를 발생시킨다. 도 6 은 단일 액슬 장치(single axle machine, 10)를 도시한다.
도 7 은 구조 프레임(44)이 코일 조립체(120)들중 어느 하나의 2 개 측부 둘레에서 연장될 수 있고 자석(46, 47)들을 바람직한 위치들에 고정시킬 수 있음을 도시하며, 회전하는 동안 코일 조립체(120)들중 각각의 하나의 2 개 측부들에 인접하게 결합된 위치에 고정시킬 수 있음을 도시한다. 도 6 에 도시된 구성으로서, 프레임(44)들은 액슬(80)에 도시된 바와 같이 고정될 수 있다. 다른 구조 프레임(74)은 코일 조립체(120)의 남은 2 개의 측부들 둘레로 연장될 수 있고, 자석(76,77)들을 코일 조립체(120)들에 인접하게 결합되는 위치에 고정시킬 수 있고, 도시된 바와 같이 액슬(82)에 고정될 수 있다. 액슬(80,82)은 동일축으로 정렬될 수 있고 회전시에 서로 자유로울 수 있다. 모터 및 발전기 양쪽의 작동시에, 자석의 극성에 따라서, 액슬들은 동일하게 또는 반대로 회전할 수 있다. 모터 작동에서 액슬들은 모두 동일한 rpm 으로 회전되는 반면에, 발전기 모드에서 전기 위상 동기성(electrical phase synchrony)이 유지되는 한, 액슬은 상이한 rpm 에서 회전할 수 있다. 발전기 모드로 기능하도록 액슬을 구동시켜서 보조 전류를 입력 라인(input lines, 130)에 있는 유입 전류에 추가할 수 있는 반면에, 제 2 액슬은 입력 전류 및 보조 전류의 합에 의해 구동되는 모터 모드에서 기능한다. 도 7 은 듀얼 액슬(dual axle) 장치(10)를 도시한다.
도 8 은 3 개의 구조 프레임(44, 72, 74)이 자석(46,47,72,77A,77B)을 고정시킬 수 있음을 도시한다. 이러한 구성에서 자석(77)은 도시된 바와 같이 2 개의 자석(77A, 77B)에 의해 교체된다. 프레임(44, 72,74)들은 도시된 바와 같이 동일축의 액슬들(80,82,84)에 고정될 수 있다. 모터 작동 및 발전기 작동 양쪽에서, 자석의 극성에 따라서 액슬들은 동일하게 작동될 수 있거나 그렇지 않을 수 있다. 모터 작동에서 액슬들은 모두 동일한 rpm 에서 회전하는 반면에, 발전기 모드에서는 전기적인 위상 동기성이 유지되는 한, 액슬은 상이한 rpm 으로 회전할 수 있다. 구동되는 액슬은 발전기 모드에서 입력 라인(130)들에 있는 유입 전류로 보충 전류(supplementary current)를 추가하는 것으로 기능할 수 있는 반면에, 다른 액슬은 모터 모드에서 입력 전류 및 보충 전류의 합에 의해 구동되는 것으로 기능한다. 물론 모든 액슬들이 상이한 회전 드라이버들에 의해 구동될 수 있고 회전력을 상이한 부하(load)들에 전달할 수 있다. 자석(77)이 자석(77A)들에 의해 교체되는 방식으로, 각각의 자석(46,47,76)이 다수의 자석들로 교체될 수 있다는 점이 명백하다. 도 8 은 트리플 액슬(triple axle) 기계(10)를 도시한다.
도 9 는 액슬(82,84,86,88)들을 포함하는 4 액슬 장치를 도시하며, 여기에서 4 개의 자석(46,47,76,77)은 프레임(44,73,74,78)에 의해 4 개 액슬들중 하나에 장착될 수 있다. 마찬가지 방식으로 만약 자석(46,47,76,77)들중 각각의 하나가 도 8 에 도시된 바와 같이 2 개의 자석들에 의해 교체되어야 한다면, 모든 8 개의 자석들은 8 개의 동일축인 액슬들에 의해 지지될 수 있고, 장치(10)는 8 개의 분리된 회전 부하를 구동하도록 이용될 수 있다. 도 9 는 쿼드 액슬 장치(quad axle machine, 10)를 도시한다.
동일축(coaxial)의 통합 및 작동을 위하여, 가장 내측의 액슬을 제외한 상기 모든 액슬(axle)들은 도 6 내지 도 9 에 도시된 바와 같이 튜브형일 수 있고, 원환형 베어링(toroidal bearing)을 구비할 수 있어서, 기계 분야에서 공지된 바와 같이 회전의 독립성을 보존하면서 상호간의 동일축 위치 및 간격을 유지할 수 있다. 예를 들어 도 9 에 있는 액슬(88)과 같이, 동일축의 액슬들중 가장 외측의 액슬은 공지된 바와 같이 축(5)에 중심을 둔 위치에 모든 액슬들을 고정시키기 위하여 외부 베어링에 의해 지지될 수 있다.
도 6 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 주 성분(각각의 자석에 대한 가장 큰 성분) 또는 플럭스의 방향은 축방향이거나 또는 반경 방향일 수 있다. 장치(10)의 회전 방향은 플럭스 회로의 방위에 대하여 직교할 수 있다. 따라서, 장치(10)는 횡단 플럭스 장치(transverse flux machine)인 것으로 간주된다. 장치(10)의 고정자상에 장착된 코일 조립체(120)에 대한 법선 벡터는 rpm 의 크기 및 회전자 회전 방향을 정의하는 것으로 주목되어야 한다.
상기의 설명에서, 실시예들은 복수개의 개별적인 부분들로서 설명되었으며, 이것은 단지 예시를 위한 것이다. 따라서, 일부 추가적인 부분들이 추가될 수 있고, 일부 부분들은 변경되거나 생략될 수 있으며, 청구된 장치의 이해 및 의미를 이탈하지 않으면서 부품들의 순서가 재구성될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
산업상 이용 가능성
설명된 몇가지 실시예들은 그러한 장치들이 다음의 다양한 적용예에서 소망스럽게 된다: 육상 및 수상 차량을 위한 추진 모터, 전기 및 하이브리드 전기 차량, 수중 차량, 어뢰, 전기 헬리콥터 및 항공기의 추진 모터, 엘리베이터 추진 모터, 조수 파도 발전기, 풍력 발전기, 통합 시동기/발전기, 디젤 및 천연 개스의 발전기가 설치된 내연 기관(diesel and natural gas gen-sets) 및, 고주파수 저속 장치.
10. 플럭스 장치 20. 표준 연결 박스
30. 쉬라우드 40. 외측 회전자-자석 조립체
60. 팬 70. 내측 회전자-자석 조립체

Claims (35)

  1. 중심축 둘레에서 회전 방향으로 회전할 수 있는 적어도 하나의 회전자 및, 고정자;
    고정자 둘레에 배치된 복수의 코일 조립체들로서, 코일 조립체들 각각은 회전 방향에 직교하는 평면에 위치된 형태를 가지고, 복수의 자석 세트들 각각은 적어도 하나의 회전자 둘레에 원형으로 배치되고, 각각의 자석 세트의 자석이 상기 코일 조립체들 각각에 인접하게 있도록 위치되는, 복수의 코일 조립체들;을 포함하는 플럭스 장치로서,
    각각의 상기 복수의 코일 조립체들 및 각각의 상기 복수의 자석 세트들은 상기 중심 축과 정렬된 적어도 하나의 액슬(axle)에 의해 지지되고, 상기 적어도 하나의 액슬중 상기 적어도 하나의 둘레에서의 회전 움직임은 상기 코일 조립체들에 전류가 존재할 때 수행되고,
    복수의 자석 세트들의 자기 플럭스는 상기 회전 움직임에 직교되게 지향되고, 자석들의 상기 세트들 각각의 상기 자석들 쌍들의 동일한 자극면들(pole faces)은 서로 마주하는 위치들에 있는 것을 특징으로 하는, 플럭스 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자석 세트들은 하나의 자석과 복수의 자석들 사이에 포함되고, 상기 자석들은 영구 자석들, 전자석들 및, 영구 자석들과 전자석들의 조합중 하나인, 플럭스 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 코일 조립체들은 측부 가장자리들을 가지고, 상기 자석들은 상기 가장자리들에 일치하며, 상기 코일 조립체들과 자석들 사이의 간극들은 최소화되는, 플럭스 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 회전자는 적어도 하나의 액슬 둘레에서 회전하거나 또는 복수의 상호 동일축인(coaxial) 액슬들 둘레에서 회전하는, 플럭스 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 자석들 각각은 상기 동일축인 액슬들중 하나에 의하여 지지되는, 플럭스 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 자석들의 자기 플럭스는 축방향 및 반경 방향중 적어도 하나로 지향되는, 플럭스 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 자석 세트들의 자기 플럭스는 2 개의 반대인 축방향들 및 2 개의 반대인 반경 방향들로 지향되는, 플럭스 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 코일 조립체들은 직사각형이거나 또는 직사각형에 유사한, 플럭스 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 코일 조립체들은 타원 형상이고 자석 세트들은 곡선 형상인, 플럭스 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 자석들의 자기 플럭스는 각각의 자석의 위치에서 코일의 전류에 직각으로 지향되어, 축방향 플럭스 및 반경 방향 플럭스로 이루어지는, 플럭스 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    고정자상의 각각의 코일 조립체는 적어도 하나의 회전자중 제 1 회전자상의 3 개 자석들에 의해 둘러싸이고, 제 4 자석은 적어도 하나의 회전자중 제 2 회전자상에 위치되는, 플럭스 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 회전자중 제 2 회전자상의 제 3 자석 및, 적어도 하나의 회전자중 제 3 회전자상의 제 4 자석인, 적어도 하나의 회전자중 제 1 회전자상에서 서로 직교하는 방향으로 플럭스를 지향시키는 2 개의 자석들에 의하여 고정자상의 각각의 코일 조립체가 둘러싸이는, 플럭스 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    3 개 회전자들은 서로 독립적으로 회전할 수 있는 축들상에서 작동하는, 플럭스 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    3 개의 회전자들중 적어도 하나가 모터로서 기능할 수 있을 때, 3 개 회전자들중 적어도 하나는 발전기로서 동시에 기능할 수 있는, 플럭스 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    전기 코일은 투과 가능 코어들의 채널내에 있는, 플럭스 장치.
  16. 회전축을 가진 플럭스 장치로서, 상기 플럭스 장치는:
    복수의 전기 코일들을 가지는 회전자로서, 상기 전기 코일들중 각각의 하나는 회전축 둘레의 회전자의 회전 방향에 직교하게 위치되는 코일 형태를 가지는, 회전자;
    자석들의 복수의 세트들을 가지는 고정자로서, 자석들의 각각의 세트의 각각의 자석은 고정자의 회전 동안에 상기 전기 코일들중 각각의 하나의 일 측과 인접하게 움직이도록 위치되는, 고정자;를 포함하고,
    자석들의 상기 세트들 각각의 자석들 쌍들의 동일한 자극면들(pole faces)은 서로 마주하는 위치들에 있는 것을 특징으로 하는, 플럭스 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 자석 세트들은 하나 내지 복수개의 자석들을 포함하고, 상기 자석들은 영구 자석들, 전자석들 및, 영구 자석들과 전자석들의 조합중 하나인, 플럭스 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 코일 조립체들은 측부 가장자리들을 가지고, 상기 자석들은 상기 측부 가장자리들에 일치하며, 상기 코일 조립체들과 자석들 사이의 간극이 최소화되는, 플럭스 장치.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 자석들의 자기 플럭스는 축방향 및 반경 방향으로 지향되는, 플럭스 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 회전 움직임은 상기 자식 플럭스에 직교하는, 플럭스 장치.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 코일 조립체들은 직사각형 또는 유사 직사각형인, 플럭스 장치.
  22. 제 16 항에 있어서,
    상기 코일 조립체들은 타원 형상이고, 자석 세트들은 곡선 형상인, 플럭스 장치.
  23. 제 16 항에 있어서,
    상기 자석들의 자기 플럭스는 각각의 자석의 위치에서 코일의 전류에 직각으로 지향되고, 축방향 플럭스 및 반경 방향 플럭스로 이루어지는, 플럭스 장치.
  24. 제 16 항에 있어서,
    회전자상의 각각의 코일 조립체는 고정자상의 4 개의 자석들에 의하여 둘러싸이는, 플럭스 장치.
  25. 제 16 항에 있어서,
    전기 코일들은 투과 가능 코어들의 채널 안에 있는, 플럭스 장치.
  26. 플럭스 장치를 발전기 및 모터로서 동시에 작동시키는, 플럭스 장치의 작동 방법으로서;
    상기 플럭스 장치는 적어도 하나의 회전자 및 고정자, 적어도 하나의 고정자상에 분포된 복수의 코일 조립체들 및, 적어도 하나의 회전자상에 분포된 복수의 자석 세트들을 포함하고,
    상기 코일 조립체들 및 자석 세트들은 중심축 둘레에 상호 인접하게 원형으로 배치되고,
    상기 복수의 자석 세트들 또는 상기 복수의 코일 조립체들중 하나는 상기 중심축과 정렬된 적어도 하나의 액슬에 의해 지지되고, 전류가 상기 코일 조립체들에 존재할 때 상기 적어도 하나의 액슬 둘레의 회전 움직임이 수행되고,
    상기 복수의 자석 세트들로부터의 자기 플럭스가 상기 회전 움직임에 직교하게 지향되도록 상기 코일 조립체들 및 복수의 자석 세트들이 서로에 대하여 위치되는; 상기 플럭스 장치를 제공하는 단계; 및,
    제 2 회전자가 고정자 코일들에서의 전류에 의해 동시에 구동되는 동안, 복수의 코일 조립체들에 패러데이 전류(Faraday current)를 유도하도록 제 1 회전자를 외부에서 구동하는 단계;를 포함하는, 플럭스 장치의 작동 방법.
  27. 제 26 항에 따른 플럭스 장치의 작동 방법으로서, 영구 자석들, 전자석들 및, 영구 자석들과 전자석들의 조합중 하나로서 상기 자석 세트들의 자석들을 선택하는 단계를 포함하는, 플럭스 장치의 작동 방법.
  28. 제 26 항에 따른 플럭스 장치의 작동 방법으로서, 상기 코일 조립체들과 상기 자석들 사이의 간극들을 최소화시키도록 상기 코일 조립체들 및 상기 자석들을 배치하는 단계를 포함하는, 플럭스 장치의 작동 방법.
  29. 제 26 항에 따른 플럭스 장치의 작동 방법으로서, 상기 적어도 하나의 액슬을 복수개의 상호 동일축의 액슬들(mutually coaxial axles)로서 위치시키는 단계를 포함하는, 플럭스 장치의 작동 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 동일축의 액슬들중 하나에 의하여 상기 자석들 각각의 하나를 지지하는 단계를 포함하는, 플럭스 장치의 작동 방법.
  31. 제 26 항에 있어서,
    제 1 회전자 및 제 2 회전자가 서로에 대하여 구동되는 주파수들은 조화 기여(harmonic contributions)가 최소화되도록 고정자 코일들의 전류 흐름에 영향을 미치게끔 선택되는, 플럭스 장치의 작동 방법.
  32. 제 26 항에 있어서,
    제 2 회전자는 제 1 회전자와 같은 주파수로 구동되는, 플럭스 장치의 작동 방법.
  33. 제 26 항에 있어서,
    상기 복수의 자석 세트들로부터의 상기 자석 플럭스는 축방향 및 반경 방향중 적어도 하나로 지향되는, 플럭스 장치의 작동 방법.
  34. 제 26 항에 있어서,
    상기 회전 움직임은 상기 자기 플럭스에 직교하는, 플럭스 장치의 작동 방법.
  35. 중심축 둘레에서 회전 방향으로 회전할 수 있는 적어도 하나의 회전자 및 고정자;
    고정자 둘레에 배치된 복수의 코일 조립체들로서, 코일 조립체들 각각은 회전 방향에 직교하는 평면에 위치된 형태를 가지고, 2 개의 축방향 측부 및 2 개의 반경 방향 측부를 가지는, 복수의 코일 조립체들;
    각각의 자석 세트가 한쌍의 축방향으로 정렬된 자석들 및 한쌍의 반경 방향으로 정렬된 자석들을 포함하는, 복수의 자석 세트들로서, 각각의 자석 세트는 적어도 하나의 회전자 둘레에 원형으로 배치되고, 각각의 상기 한쌍의 반경 방향으로
    정렬된 자석들이 상기 코일 조립체들의 상기 반경 방향 측부들 각각에 인접하게 오도록 그리고 각각의 상기 한쌍의 축방향으로 정렬된 자석들이 상기 코일 조립체들의 각각의 상기 축방향 측부들에 인접하게 오도록 각각의 자석 세트가 위치되는, 복수의 자석 세트들;을 포함하고,
    각각의 상기 복수의 코일 조립체들 및 각각의 상기 복수의 자석 세트들은 상기 중심축과 정렬된 적어도 하나의 액슬(axle)에 의해 지지되고, 상기 적어도 하나의 액슬중 상기 적어도 하나 둘레에서의 회전 움직임은 상기 코일 조립체들에 전류가 존재할 때 수행되고;
    상기 자석들의 상기 축방향 쌍들의 동일한 자극면들(pole faces) 및, 상기 자석 세트들 각각의 자석들의 상기 반경 방향 쌍들의 동일 극들은 서로를 향하는 위치들에 있는 것을 특징으로 하는, 플럭스 장치.
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