具有增強(qiáng)的永久磁通密度的改進(jìn)DC電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求享有于2012年3月20日提交且標(biāo)題為“AnImprovedElectricMotorGenerator”，序列號(hào)為61/613,022的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的提交日期的權(quán)益，該申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容為了所有目的通過(guò)引用被結(jié)合于此。本申請(qǐng)還涉及于2013年3月20日提交且標(biāo)題為“ANIMPROVEDDCELECTRICMOTOR/GENERATORWITHENHANCEDPERMANENTMAGNETFLUXDENSITIES”的美國(guó)申請(qǐng)，該申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容也為了所有目的通過(guò)引用被結(jié)合于此。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明一般而言涉及新型改進(jìn)的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，并且尤其涉及用于從電磁電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或者從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)輸入生成電力的改進(jìn)系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：
電動(dòng)機(jī)使用電能產(chǎn)生機(jī)械能，非常典型地是通過(guò)磁場(chǎng)和載流導(dǎo)體的相互作用。通過(guò)電磁裝置把電能轉(zhuǎn)換到機(jī)械能首先是由英國(guó)科學(xué)家邁克爾·法拉第(MichaelFaraday)在1821年證明的并且隨后通過(guò)亨德里克·洛倫茲(HendrikLorentz)的工作被量化。當(dāng)諸如電子的電荷載體通過(guò)空間或者在電導(dǎo)體中移動(dòng)時(shí)，生成磁場(chǎng)。通過(guò)移動(dòng)電荷載體(電流)產(chǎn)生的磁通線的幾何形狀類似于靜電場(chǎng)中通量線的形狀。除了某些例外(尤其是鐵和鎳)，磁通量在通過(guò)大部分金屬時(shí)都只有很少影響或者沒(méi)有影響。這兩種金屬，以及包含它們的合金和混合物，被稱為鐵磁材料，因?yàn)樗鼈兗写磐ň€。最大場(chǎng)強(qiáng)度或磁通集中度的區(qū)域被稱為磁極。在傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)中，當(dāng)電流被施加時(shí)，緊緊纏繞的載流材料的中央核心(稱為轉(zhuǎn)子)產(chǎn)生磁極，轉(zhuǎn)子以高速在磁體的固定極(稱為定子)之間自旋或旋轉(zhuǎn)。中央核心通常耦合到也繞轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的軸。軸可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)器中的齒輪和輪子和/或把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)。發(fā)電機(jī)通?；谟蛇~克爾·法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)原理。法拉第發(fā)現(xiàn)，當(dāng)導(dǎo)電材料(諸如銅)移動(dòng)通過(guò)磁場(chǎng)時(shí)(或者反過(guò)來(lái))，電流將開(kāi)始流過(guò)那個(gè)材料。這種電磁效應(yīng)把電壓或電流感應(yīng)到移動(dòng)的導(dǎo)體中。目前的發(fā)電裝置(諸如旋轉(zhuǎn)交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)和線性交流發(fā)電機(jī))依賴于法拉第的發(fā)現(xiàn)來(lái)產(chǎn)生功率。實(shí)際上，旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)本質(zhì)上是非常大量的電線在非常大的磁體內(nèi)部周圍自旋。在這種情況下，電線的線圈被稱為電樞，因?yàn)樗鼈冴P(guān)于固定的磁體(稱為定子)移動(dòng)。通常，移動(dòng)的部件被稱為電樞，而固定的部件被稱為定子。如今使用的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)產(chǎn)生或利用正弦時(shí)變電壓。這種波形對(duì)這些設(shè)備的操作是固有的。在大部分常規(guī)的電動(dòng)機(jī)中，不論是線性的電動(dòng)機(jī)還是旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，都必須在正確的時(shí)間脈動(dòng)適當(dāng)極性的足夠功率，以便在每個(gè)磁極段供應(yīng)反向(或吸引)力，以產(chǎn)生特定的轉(zhuǎn)矩。在常規(guī)的電動(dòng)機(jī)中，在任何給定的時(shí)刻，只有一部分線圈磁極片有效地供應(yīng)轉(zhuǎn)矩。對(duì)于常規(guī)的電動(dòng)機(jī)，必須施加足夠量級(jí)的脈動(dòng)電流，以產(chǎn)生給定的轉(zhuǎn)矩/馬力。于是，馬力輸出和效率是設(shè)計(jì)、電氣輸入功率加損耗的函數(shù)。對(duì)于常規(guī)的發(fā)電機(jī)，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的時(shí)候產(chǎn)生電流。所生成的功率是磁通強(qiáng)度、導(dǎo)體尺寸、磁極片個(gè)數(shù)和以RPM為單位的速度的函數(shù)。但是，輸出是正弦輸出，具有與常規(guī)電動(dòng)機(jī)中所示相同的損耗。另一方面，常規(guī)的線性電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)可以被想象成被切開(kāi)并且未纏繞的典型電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)?！岸ㄗ印币杂射X或銅制成的扁平線圈軌跡的形式展開(kāi)并且被稱為線性電動(dòng)機(jī)的“一次側(cè)”?！稗D(zhuǎn)子”采取被稱為“二次側(cè)”的移動(dòng)平臺(tái)的形式。當(dāng)電流接通時(shí)，二次側(cè)滑行通過(guò)由磁場(chǎng)支持并推動(dòng)的一次側(cè)。線性發(fā)電機(jī)以相同的方式工作，但是機(jī)械能提供移動(dòng)轉(zhuǎn)子或二次側(cè)通過(guò)磁場(chǎng)的力。在傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)中，脈動(dòng)時(shí)變磁場(chǎng)產(chǎn)生不期望的效應(yīng)和損耗，即，鐵磁滯損耗、反電動(dòng)勢(shì)(Counter-EMF)、感應(yīng)反沖(kickback)、渦流、浪涌電流、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)(ripple)、熱損耗、齒槽(cogging)、電刷損耗、電刷設(shè)計(jì)中的火花(sparking)及高磨損、換向損耗以及永磁體的磁抖(magneticbuffeting)。在許多情況下，使用復(fù)雜的控制器來(lái)代替機(jī)械換向，以解決這些效應(yīng)中的一些。在利用永磁體的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)中，期望增加磁通密度來(lái)實(shí)現(xiàn)更高效的操作。如今使用的大部分永磁體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)依賴于諸如釹磁體的永磁體。這些磁體是人造磁性材料中最結(jié)實(shí)的。由于它們對(duì)工業(yè)的戰(zhàn)略價(jià)值以及高成本，因此期望在不依賴于這些磁體的材料成分的突破或者制造高密度專用磁體形狀和尺寸的情況下增加磁通密度。在電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)中，某種形式的能量驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)和/或運(yùn)動(dòng)。隨著能源變得更稀缺和昂貴，所需要的是更高效的電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，以降低能源成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
響應(yīng)于這些和其它問(wèn)題，提出了在本申請(qǐng)中公開(kāi)的各種實(shí)施例，包括通過(guò)永磁體操縱來(lái)增加磁通密度的方法和系統(tǒng)。具體而言，是利用商業(yè)可用的形狀或尺寸增加磁通密度的方法和系統(tǒng)，其中商業(yè)可用的形狀或尺寸可以基于更低成本而不是磁通密度來(lái)選擇。還描述了通過(guò)把耦合到鐵芯的一個(gè)或多個(gè)線圈移動(dòng)到具有增加磁通密度的磁體組件中來(lái)產(chǎn)生機(jī)械能或者在線圈被機(jī)械推動(dòng)通過(guò)具有增加磁通密度的磁體組件時(shí)產(chǎn)生電輸出功率的方法。在某些方面，在磁筒或磁體組件中，磁通線由永磁體或電磁體的配置產(chǎn)生并增加并且被約束在磁筒或磁體組件中，一直到在預(yù)定的位置離開(kāi)。在某些實(shí)施例中，是產(chǎn)生電壓的裝置或系統(tǒng)權(quán)利要求，例如，可以是：用于生成DC電壓的系統(tǒng)，特征在于：用于在磁筒的圓周部分周圍集中相似極化的磁通力的裝置，以產(chǎn)生包括堆疊的多個(gè)相似極化的磁通力的磁集中區(qū)域；用于把線圈段耦合到縱向軸的裝置，使得當(dāng)該縱向軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，線圈段移動(dòng)到集中區(qū)域中；用于在磁集中區(qū)域中的多個(gè)磁通力被壓縮時(shí)在線圈段中產(chǎn)生電壓的裝置；以及用于從線圈段除去電壓的裝置。還可以是以上系統(tǒng)，特征還在于：用于在磁筒的附加圓周部分周圍集中相似極化的磁通力的裝置，以產(chǎn)生包括附加堆疊的多個(gè)相似極化的磁通力的附加磁集中區(qū)域，其中該附加磁集中區(qū)域位于徑向遠(yuǎn)離所述磁集中區(qū)域；用于把附加線圈段耦合到縱向軸的裝置，使得當(dāng)該縱向軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，附加線圈段移動(dòng)到附加集中區(qū)域中；用于在磁集中區(qū)域中的多個(gè)磁通力被壓縮時(shí)在附加線圈段中產(chǎn)生附加電壓的裝置；以及用于從線圈段除去電壓的裝置。還可以是以上系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)的特征還在于：用于在位于縱向遠(yuǎn)離所述磁筒的附加磁筒的圓周部分周圍集中相似極化的磁通力的裝置，以便在附加磁筒中產(chǎn)生包括附加堆疊的多個(gè)相似極化的磁通力的附加磁集中區(qū)域；用于把位于附加筒中的附加線圈段耦合到縱向軸的裝置，使得當(dāng)該縱向軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，附加線圈段移動(dòng)到附加集中區(qū)域中；用于在附加磁集中區(qū)域中的多個(gè)磁通力被壓縮時(shí)在附加線圈段中產(chǎn)生附加電壓的裝置；以及用于從附加線圈段除去附加電壓的裝置。還可以是以上系統(tǒng)，特征還在于：用于在附加磁筒的附加圓周部分周圍集中相似極化的磁通力的裝置，以產(chǎn)生包括第二附加堆疊的多個(gè)相似極化的磁通力的第二附加磁集中區(qū)域，其中第二附加磁集中區(qū)域位于徑向遠(yuǎn)離附加磁集中區(qū)域；用于把位于附加筒中的第二附加線圈段耦合到縱向軸的裝置，使得當(dāng)該縱向軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二附加線圈段移動(dòng)到第二附加集中區(qū)域中；用于在第二附加磁集中區(qū)域中的多個(gè)磁通力被壓縮時(shí)在第二附加線圈段中產(chǎn)生第二附加電壓的裝置；以及用于從第二附加線圈段除去第二附加電壓的裝置。還可以是產(chǎn)生機(jī)械能的系統(tǒng)或裝置權(quán)利要求，例如：用于產(chǎn)生軸的徑向運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)特征在于：用于在磁筒的圓周部分周圍集中相似極化的磁通力的裝置，以產(chǎn)生包括堆疊的多個(gè)相似極化的磁通力的磁集中區(qū)域；用于把線圈段徑向移動(dòng)到該磁集中區(qū)域中的裝置；用于對(duì)線圈段施加電流以改變磁集中區(qū)域中多個(gè)磁通力的裝置；用于在線圈段上產(chǎn)生排斥磁力以便把線圈段移出磁集中區(qū)域的裝置；以及用于把線圈段耦合到縱向軸的裝置，使得，當(dāng)線圈段移出集中區(qū)域時(shí)，軸以徑向方式旋轉(zhuǎn)。還可以是以上系統(tǒng)，特征還在于：用于在磁筒的附加圓周部分周圍集中相似極化的磁通力的裝置，以產(chǎn)生包括附加堆疊的多個(gè)相似極化的磁通力的附加磁集中區(qū)域，其中該附加磁集中區(qū)域位于徑向遠(yuǎn)離所述磁集中區(qū)域；用于把附加線圈段徑向移動(dòng)到該附加磁集中區(qū)域中的裝置；用于對(duì)該附加線圈段施加附加電流以改變附加磁集中區(qū)域中多個(gè)磁通力的裝置；用于在附加線圈段上產(chǎn)生附加排斥磁力以便把附加線圈段移出附加磁集中區(qū)域的裝置；以及用于把附加線圈段耦合到縱向軸的裝置，使得，當(dāng)附加線圈段移出附加集中區(qū)域時(shí)，附加線圈段有助于徑向軸旋轉(zhuǎn)。還可以是以上系統(tǒng)，特征還在于：用于在縱向遠(yuǎn)離所述磁筒的附加磁筒的圓周部分周圍集中相似極化的磁通力的裝置，以產(chǎn)生包括附加堆疊的多個(gè)相似極化的磁通力的附加磁集中區(qū)域；用于把附加線圈段徑向移動(dòng)到該附加磁集中區(qū)域中的裝置；用于對(duì)該附加線圈段施加附加電流以改變附加磁集中區(qū)域中附加的多個(gè)磁通力的裝置；用于在附加線圈段上產(chǎn)生附加排斥磁力以便把附加線圈段移出附加磁集中區(qū)域的裝置；以及用于把附加線圈段耦合到縱向軸的裝置，使得，當(dāng)附加線圈段移出附加集中區(qū)域時(shí)，附加線圈段有助于徑向軸旋轉(zhuǎn)。還可以是以上系統(tǒng)，特征還在于：用于在附加磁筒的附加圓周部分周圍集中相似極化的磁通力的裝置，以產(chǎn)生包括第二附加堆疊的多個(gè)相似極化的磁通力的第二附加磁集中區(qū)域，其中該第二附加磁集中區(qū)域位于徑向遠(yuǎn)離所述附加磁集中區(qū)域；用于把第二附加線圈段徑向移動(dòng)到該第二附加磁集中區(qū)域中的裝置；用于對(duì)該第二附加線圈段施加第二附加電流以改變第二附加磁集中區(qū)域中多個(gè)磁通力的裝置；用于在第二附加線圈段上產(chǎn)生第二附加排斥磁力以便把第二附加線圈段移出第二附加磁集中區(qū)域的裝置；以及用于把第二附加線圈段耦合到縱向軸的裝置，使得，當(dāng)?shù)诙郊泳€圈段移出第二附加集中區(qū)域時(shí)，第二附加線圈段有助于徑向軸旋轉(zhuǎn)。還公開(kāi)了產(chǎn)生集中區(qū)域的裝置，該裝置可以包括：以上系統(tǒng)，特征還在于：用于在磁筒中定位縱向磁體的裝置，使得縱向磁體具有與軸的縱軸平行的縱軸并且縱向磁體的磁極橫穿軸的縱軸；用于在磁筒中定位第一橫向磁體的裝置，使得第一橫向磁體的磁極與軸的縱軸平行；用于在磁筒中定位第二橫向磁體的裝置，使得第二橫向磁體的磁極與軸的縱軸平行，使得相似極化的磁極全部面朝一個(gè)區(qū)域，以產(chǎn)生磁集中區(qū)域。還可以是以上系統(tǒng)，特征還在于：位于磁筒中的第一磁體，位于磁筒中的第二磁體，使得第一和第二磁體的相似極化的磁極面朝一個(gè)區(qū)域，以產(chǎn)生磁集中區(qū)域。還可以是以上系統(tǒng)，特征還在于：其中用于集中的裝置進(jìn)一步特征在于位于磁筒中的第三磁體，使得第一磁體、第二磁體和第三磁體的相似極化的磁極面朝一個(gè)區(qū)域，以產(chǎn)生磁集中區(qū)域。還可以是以上系統(tǒng)，特征還在于：其中用于集中的裝置進(jìn)一步特征在于在磁筒中定位附加磁體，使得第一磁體、第二磁體、第三磁體和附加磁體被定位成使得多個(gè)附加磁體的極化磁極面朝一個(gè)區(qū)域，以產(chǎn)生磁集中區(qū)域。還可以是以上系統(tǒng)，特征還在于：其中用于集中的裝置進(jìn)一步特征在于位于磁筒中的電磁體，以產(chǎn)生磁集中區(qū)域。還可以是以上系統(tǒng)，特征還在于：位于磁筒中的第一磁體，位于磁筒中的第二磁體，把第一磁體耦合到第二磁體并且位于第一磁體和第二磁體之間的鐵芯，纏繞在鐵芯周圍的導(dǎo)電材料，以及用于對(duì)導(dǎo)電材料施加電流以便產(chǎn)生磁集中區(qū)域的裝置。還公開(kāi)了產(chǎn)生DC電壓的方法權(quán)利要求：諸如產(chǎn)生DC電壓的方法，該方法特征在于：在磁筒的圓周部分周圍集中相似極化的磁通力，以產(chǎn)生包括堆疊的多個(gè)相似極化的磁通力的磁集中區(qū)域；把線圈段耦合到縱向軸，使得，當(dāng)該縱向軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，線圈段移動(dòng)到集中區(qū)域中；當(dāng)磁集中區(qū)域中的多個(gè)磁通力被壓縮時(shí)，在線圈段中產(chǎn)生電壓；從線圈段除去電壓。以上權(quán)利要求的方法，特征還在于：在磁筒的附加圓周部分周圍集中相似極化的磁通力，以產(chǎn)生包括附加堆疊的多個(gè)相似極化的磁通力的附加磁集中區(qū)域，其中附加磁集中區(qū)域位于徑向遠(yuǎn)離所述磁集中區(qū)域；把附加線圈段耦合到縱向軸，使得，當(dāng)該縱向軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，附加線圈段移動(dòng)到附加集中區(qū)域中；當(dāng)磁集中區(qū)域中的多個(gè)磁通力被壓縮時(shí)，在附加線圈段中產(chǎn)生附加電壓；從線圈段除去電壓。以上權(quán)利要求的方法，其中該方法特征還在于：在位于縱向遠(yuǎn)離所述磁筒的附加磁筒的圓周部分周圍集中相似極化的磁通力，以便在附加磁筒中產(chǎn)生包括附加堆疊的多個(gè)相似極化的磁通力的附加磁集中區(qū)域；把位于附加筒中的附加線圈段耦合到縱向軸，使得，當(dāng)該縱向軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，附加線圈段移動(dòng)到附加集中區(qū)域中；當(dāng)附加磁集中區(qū)域中的多個(gè)磁通力被壓縮時(shí)，在附加線圈段中產(chǎn)生附加電壓；從附加線圈段除去附加電壓。以上權(quán)利要求的方法，特征還在于：在附加磁筒的附加圓周部分周圍集中相似極化的磁通力，以產(chǎn)生包括第二附加堆疊的多個(gè)相似極化的磁通力的第二附加磁集中區(qū)域，其中第二附加磁集中區(qū)域位于徑向遠(yuǎn)離附加磁集中區(qū)域；把位于附加筒中的第二附加線圈段耦合到縱向軸，使得，當(dāng)該縱向軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二附加線圈段移動(dòng)到第二附加集中區(qū)域中；當(dāng)?shù)诙郊哟偶袇^(qū)域中的多個(gè)磁通力被壓縮時(shí)，在第二附加線圈段中產(chǎn)生第二附加電壓；從第二附加線圈段除去第二附加電壓。此外，還可以是產(chǎn)生DC機(jī)械能的方法，諸如：產(chǎn)生軸的徑向運(yùn)動(dòng)的方法，該方法特征在于：在磁筒的圓周部分周圍集中相似極化的磁通力，以產(chǎn)生包括堆疊的多個(gè)相似極化的磁通力的磁集中區(qū)域；把線圈段徑向移動(dòng)到該磁集中區(qū)域中；對(duì)線圈段施加電流以改變磁集中區(qū)域中多個(gè)磁通力；在線圈段上產(chǎn)生排斥磁力以便把線圈段移出磁集中區(qū)域；以及把線圈段耦合到縱向軸，使得，當(dāng)線圈段移出集中區(qū)域時(shí)，軸以徑向方式旋轉(zhuǎn)。以上權(quán)利要求的方法，特征還在于：在磁筒的附加圓周部分周圍集中相似極化的磁通力，以產(chǎn)生包括附加堆疊的多個(gè)相似極化的磁通力的附加磁集中區(qū)域，其中該附加磁集中區(qū)域位于徑向遠(yuǎn)離所述磁集中區(qū)域；把附加線圈段徑向移動(dòng)到該附加磁集中區(qū)域中；對(duì)該附加線圈段施加附加電流以改變附加磁集中區(qū)域中的多個(gè)磁通力；在附加線圈段上產(chǎn)生附加排斥磁力以便把附加線圈段移出附加磁集中區(qū)域；以及把附加線圈段耦合到縱向軸，使得，當(dāng)附加線圈段移出附加集中區(qū)域時(shí)，附加線圈段有助于徑向軸旋轉(zhuǎn)。以上權(quán)利要求的方法，特征還在于：在縱向遠(yuǎn)離所述磁筒的附加磁筒的圓周部分周圍集中相似極化的磁通力，以產(chǎn)生包括附加堆疊的多個(gè)相似極化的磁通力的附加磁集中區(qū)域；把附加線圈段徑向移動(dòng)到該附加磁集中區(qū)域中；對(duì)該附加線圈段施加附加電流以改變附加磁集中區(qū)域中的附加的多個(gè)磁通力；在附加線圈段上產(chǎn)生附加排斥磁力以便把附加線圈段移出附加磁集中區(qū)域；以及把附加線圈段耦合到縱向軸，使得，當(dāng)附加線圈段移出附加集中區(qū)域時(shí)，附加線圈段有助于徑向軸旋轉(zhuǎn)。以上權(quán)利要求的方法，特征還在于：在附加磁筒的附加圓周部分周圍集中相似極化的磁通力，以產(chǎn)生包括第二附加堆疊的多個(gè)相似極化的磁通力的第二附加磁集中區(qū)域，其中該第二附加磁集中區(qū)域位于徑向遠(yuǎn)離所述附加磁集中區(qū)域；把第二附加線圈段徑向移動(dòng)到該第二附加磁集中區(qū)域中；對(duì)該第二附加線圈段施加第二附加電流以改變第二附加磁集中區(qū)域中的多個(gè)磁通力；在第二附加線圈段上產(chǎn)生第二附加排斥磁力以便把第二附加線圈段移出第二附加磁集中區(qū)域；以及把第二附加線圈段耦合到縱向軸，使得，當(dāng)?shù)诙郊泳€圈段移出第二附加集中區(qū)域時(shí)，第二附加線圈段有助于徑向軸旋轉(zhuǎn)。如上，還可以是產(chǎn)生集中區(qū)域的方法：諸如以上權(quán)利要求的方法，其中集中進(jìn)一步特征在于：在磁筒中定位縱向磁體；使得縱向磁體具有與軸的縱軸平行的縱軸并且縱向磁體的磁極橫穿軸的縱軸；在磁筒中定位第一橫向磁體，使得第一橫向磁體的磁極與軸的縱軸平行；在磁筒中定位第二橫向磁體，使得第二橫向磁體的磁極與軸的縱軸平行，使得相似極化的磁極全部面朝一個(gè)區(qū)域，以產(chǎn)生磁集中區(qū)域。以上權(quán)利要求的方法，其中集中進(jìn)一步特征在于：在磁筒中定位第一磁體，在磁筒中定位第二磁體，使得第一和第二磁體的相似極化的磁極面朝一個(gè)區(qū)域，以產(chǎn)生磁集中區(qū)域。以上權(quán)利要求的方法，其中集中進(jìn)一步特征在于在磁筒中定位第三磁體，使得第一磁體、第二磁體和第三磁體的相似極化的磁極面朝一個(gè)區(qū)域，以產(chǎn)生磁集中區(qū)域。以上權(quán)利要求的方法，其中集中進(jìn)一步特征在于在磁筒中定位第四磁體，使得第一磁體、第二磁體、第三磁體和第四磁體的相似極化的磁極面朝一個(gè)區(qū)域，以產(chǎn)生磁集中區(qū)域。以上權(quán)利要求的方法，特征還在于其中集中進(jìn)一步特征在于在磁筒中定位第五磁體，使得第一磁體、第二磁體、第三磁體、第四磁體和第五磁體的相似極化的磁極面朝一個(gè)區(qū)域，以產(chǎn)生磁集中區(qū)域。以上權(quán)利要求的方法，特征還在于其中集中進(jìn)一步特征在于在磁筒中定位附加磁體，使得第一磁體的相似極化的磁極和多個(gè)附加磁體的極化磁極面朝一個(gè)區(qū)域，以產(chǎn)生磁集中區(qū)域。以上權(quán)利要求的方法，其中集中進(jìn)一步特征在于在磁筒中定位電磁體，以產(chǎn)生磁集中區(qū)域。以上權(quán)利要求的方法，其中集中進(jìn)一步特征在于：在磁筒中定位第一磁體，在磁筒中定位第二磁體，在第一磁體和第二磁體之間定位鐵芯，在鐵芯周圍定位導(dǎo)電材料，以及對(duì)導(dǎo)電材料施加電流以便產(chǎn)生磁集中區(qū)域。以上權(quán)利要求的方法，其中集中進(jìn)一步特征在于在磁筒中定位一個(gè)或多個(gè)鐵芯或相似的金屬，以幫助產(chǎn)生磁集中區(qū)域。在本文給出的某些方面當(dāng)中，非脈動(dòng)(non-pulsating)或非正弦的DC電流施加到電源端子，其中電源端子在線圈導(dǎo)體的每個(gè)長(zhǎng)度產(chǎn)生洛侖茲(Lorentz)力。這個(gè)力在轉(zhuǎn)子輪轂的整個(gè)旋轉(zhuǎn)期間持續(xù)地施加，而沒(méi)有幅度的變化或者輸出功率的中斷。沒(méi)有磁極片來(lái)提供磁吸引或排斥，因此在磁極反轉(zhuǎn)過(guò)程中沒(méi)有轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、極性反轉(zhuǎn)或功率輸出的中斷，從而產(chǎn)生比傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)更高效的輸出。當(dāng)所公開(kāi)實(shí)施例的某些方面用作發(fā)電機(jī)時(shí)，非脈動(dòng)或非正弦DC電流在電源端子產(chǎn)生。在線圈導(dǎo)體每個(gè)長(zhǎng)度并且跨所有線圈的洛侖茲力感應(yīng)出輸出電流流動(dòng)。這個(gè)輸出在轉(zhuǎn)子輪轂的整個(gè)旋轉(zhuǎn)期間持續(xù)地施加，而沒(méi)有振幅的變化或者輸出功率的中斷。沒(méi)有磁極片來(lái)提供磁吸引或排斥，這比傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)更高效地產(chǎn)生電流輸出。本公開(kāi)內(nèi)容的某些方面減小或消除了以上討論的傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的不期望效應(yīng)和損耗，包括鐵磁滯損耗、反電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)反沖、渦流、浪涌電流、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、熱損耗、齒槽、電刷損耗、電刷設(shè)計(jì)的火花和高磨損、換向損耗以及永磁體的磁抖。在結(jié)合附圖考慮時(shí)，這些和其它特征以及優(yōu)點(diǎn)將從以下具體描述得到更清晰的理解。附圖不是要代表本發(fā)明的唯一方面，指出這一點(diǎn)很重要。附圖說(shuō)明圖1是環(huán)形磁筒的橫截面圖，示出了具有鐵芯的磁筒中和周圍磁通路徑的代表性“平面”部分。圖2a是圖1環(huán)形磁筒的等軸和局部剖視圖。圖2b是圖1環(huán)形磁筒的詳細(xì)局部剖視圖，示出了在筒內(nèi)部中生成的平面磁場(chǎng)或磁通壁。圖3是轉(zhuǎn)子輪轂組件的概念性等軸視圖。圖4是轉(zhuǎn)子輪轂組件的概念性等軸視圖，其中線圈位于轉(zhuǎn)子組件上。圖5是利用轉(zhuǎn)子輪轂組件的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件的概念性橫向剖視圖，示出了電源端子和分段的單滑環(huán)(singleslipring)電刷組件配置。圖6是圖5電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件的概念性縱向剖視圖。圖7是示出線圈的一部分與滑環(huán)段之間的耦合系統(tǒng)的一種實(shí)施例的橫向剖視圖，其中滑環(huán)段可以與圖5的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)一起使用。圖8a是磁環(huán)的等軸視圖。圖8b是磁環(huán)的可替換實(shí)施例的一部分的詳細(xì)等軸視圖。圖8c是磁環(huán)的可替換實(shí)施例的一部分的詳細(xì)等軸視圖。圖8d是磁環(huán)的可替換實(shí)施例的一部分的詳細(xì)等軸視圖。圖9a是磁筒線圈組件的等軸分解視圖。圖9b是圖9a的組裝好的磁筒線圈組件的等軸視圖。圖9c是位于電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件中的圖9a的組裝好的磁筒線圈組件的縱向剖視圖。圖9d是圖9c電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件中圖9a的組裝好的磁筒線圈組件的縱向剖視圖，示出了電耦合到磁筒線圈組件各種線圈的電刷系統(tǒng)。圖10a是當(dāng)線圈段不處于通電狀態(tài)時(shí)可替換的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件的剖視圖。圖10b是當(dāng)線圈段處于通電狀態(tài)時(shí)圖10a的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件的剖視圖。圖11a是可替換的組裝好的磁筒線圈組件的等軸視圖。圖11b是位于可替換的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件中的圖10a組裝好的磁筒線圈組件的縱向等軸剖視圖。圖11c是圖10b的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件中的圖10a組裝好的磁筒線圈組件的縱向剖視圖。圖11d是圖10b的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件中的圖10a組裝好的磁筒線圈組件的縱向剖視圖，示出了電耦合到磁筒線圈組件各種線圈的電刷系統(tǒng)。圖12是位于電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件中的可替換磁筒線圈組件的縱向剖視圖。圖13a和13b示出了可以代替常規(guī)磁體在本公開(kāi)內(nèi)容中所討論的各種磁筒中使用的混合電磁體組件。具體實(shí)施方式為了簡(jiǎn)化本公開(kāi)內(nèi)容，以下描述部件、信號(hào)、消息、協(xié)議和布置的具體例子。當(dāng)然，這些僅僅是例子而且不旨在限定在權(quán)利要求中所描述的本發(fā)明。給出眾所周知的元件，但不詳細(xì)描述，以便不以不必要的細(xì)節(jié)模糊本發(fā)明。對(duì)于大部分來(lái)說(shuō)，對(duì)獲得本發(fā)明完整理解不必要的細(xì)節(jié)被略去，因?yàn)檫@種細(xì)節(jié)在相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員的技能范圍之內(nèi)。關(guān)于本文所述的控制電路、電源或用于給某些部件或元件供電的電路系統(tǒng)的細(xì)節(jié)被略去，因?yàn)檫@種細(xì)節(jié)在相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員的技能范圍之內(nèi)。當(dāng)在本公開(kāi)內(nèi)容中討論方向時(shí)，諸如上、下、頂部、底部、順時(shí)針或逆時(shí)針，這種方向意味著僅僅為所示出的圖以及為圖中的部件的朝向提供參考方向。這些方向不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為暗示在任何產(chǎn)生的發(fā)明或?qū)嶋H使用中所使用的實(shí)際方向。在任何情況下這種方向都不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是限定或暗示對(duì)權(quán)利要求的意義。如今使用的大部分電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)需要或產(chǎn)生被稱為交流(AC)的正弦時(shí)變電壓。當(dāng)使用直流時(shí)，它必須首先被反轉(zhuǎn)和脈動(dòng)，以重復(fù)AC波形來(lái)產(chǎn)生期望的電流或機(jī)械輸出。本發(fā)明的某些實(shí)施例既不產(chǎn)生也不利用交流，而是直接產(chǎn)生或利用非正弦直流，而不需要整流或換向。這導(dǎo)致交流電流損耗的消除并且導(dǎo)致輸入或輸出功率的更高效利用。但是，本發(fā)明的某些方面可以接受任何整流后的A/C電流并且因此可以對(duì)輸入電源相位調(diào)整“視而不見(jiàn)”。因而，依賴于該配置，對(duì)于輸入電力，簡(jiǎn)單整流后的單相、兩相、三相電力等等全都是可以接受的?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖1，是環(huán)形磁筒100的一種實(shí)施例的橫截面圖，示出了磁筒中或周圍的代表性平面磁通路徑101。這些是代表性的示出；實(shí)際的磁通路徑依賴于磁筒內(nèi)磁體的材料設(shè)計(jì)和具體配置。磁筒100包括外部筒壁102和內(nèi)部筒壁104。外部筒壁102和內(nèi)部筒壁104可以利用多個(gè)磁體制成。在橫向剖視圖中，諸如圖1中所示出的，可以看到外部筒壁102由多個(gè)磁體106組成，包括單個(gè)的磁體，諸如磁體106a、106b、106c等等。類似地，內(nèi)部筒壁104可以由多個(gè)磁體108組成，包括單個(gè)的磁體108a、108b等等。應(yīng)當(dāng)指出，磁體的極性中只有一個(gè)在磁筒或磁體組件中使用(或面向其中)。在某些實(shí)施例中，可以有位于外壁102和內(nèi)壁104之間的中央鐵芯110，但是，當(dāng)考慮諸如強(qiáng)度、渦流減小、冷卻通道等設(shè)計(jì)考慮時(shí)，也可以使用其它芯材料。在某些實(shí)施例中，多個(gè)磁體106和磁體108可以由任何合適的磁性材料制成，諸如：釹、亞力可(Alnico)合金、陶瓷永磁體，或者電磁體。在某些實(shí)施例中，在對(duì)應(yīng)的多個(gè)磁體中的每個(gè)磁體106a或108a具有1”×1”×1”的尺寸。磁體或電磁體的確切數(shù)量將依賴于所需的磁場(chǎng)強(qiáng)度或機(jī)械配置?；谀承┥虡I(yè)可用的磁體，所示出的實(shí)施例僅僅是布置磁體的一種方式。其它布置也是可以的——尤其是如果磁體為這個(gè)特殊目的而制造的話。當(dāng)多個(gè)磁體106和108布置到外壁102和內(nèi)壁104中以形成筒100時(shí)，磁通線101將形成特定的模式，如由圖1中所示出的磁通線以概念方式表示的。磁通線101的實(shí)際形狀、方向和朝向依賴于諸如材料成分、配置和內(nèi)部扣環(huán)的使用之類的因子。例如，來(lái)自外壁上磁體106a的磁通線112a趨于從磁體的北極以與該磁體的面垂直的方式在磁筒100周圍流動(dòng)，并且通過(guò)開(kāi)口端114流回，然后流經(jīng)鐵芯110并流回到磁體106a的包含其南極的面。類似地，來(lái)自外壁102上磁體106b的磁通線112b趨于從磁體的北極以與該磁體的面垂直的方式在磁筒100周圍流動(dòng)，并且通過(guò)開(kāi)口端114流回，然后流經(jīng)鐵芯110并流回到磁體106b的包含其南極的面。雖然為了清晰只示出了幾條磁通線112，但是多個(gè)磁體中每個(gè)相繼的磁體將產(chǎn)生相似的磁通線。因而，多個(gè)磁體106中每個(gè)相繼的磁體的磁通力趨于對(duì)多個(gè)磁體106中每個(gè)相繼的磁盤都沿著這些說(shuō)明性磁通線或模式112，直到到達(dá)位于磁筒100的開(kāi)口端114或116的磁體。位于磁筒100的相對(duì)側(cè)的磁體，諸如磁體106c，趨于從外壁102上的磁體106c生成磁通線112c，該磁通線112c趨于從磁體的北極以與該磁體的面垂直的方式在磁筒100周圍流動(dòng)，并且通過(guò)相對(duì)的開(kāi)口端116流回，然后流經(jīng)鐵芯110并流回到磁體106c的包含其南極的面。雖然為了清晰在磁筒100的相對(duì)側(cè)上只示出了幾條磁通線112，但是多個(gè)磁體中每個(gè)相繼的磁體將產(chǎn)生相似的磁通線。在某些實(shí)施例中，內(nèi)壁104也產(chǎn)生磁通線118。例如，來(lái)自內(nèi)壁104上磁體108a的磁通線118a趨于從北極以與磁體面垂直的方式流動(dòng)，經(jīng)鐵芯110在內(nèi)壁104周圍流動(dòng)并且通過(guò)內(nèi)壁104的徑向中心流回到磁體108a的包含其南極的面。類似地，來(lái)自內(nèi)壁104上磁體108b的磁通線118b趨于從北極以與磁體面垂直的方式流動(dòng)，經(jīng)鐵芯110在內(nèi)壁104周圍流動(dòng)并且通過(guò)內(nèi)壁104的徑向中心流回，然后回到磁體108b的包含其南極的面。多個(gè)磁體108中每個(gè)相繼的磁體的磁通力趨于對(duì)多個(gè)磁體108中每個(gè)相繼的磁體沿著這些說(shuō)明性磁通線或模式118，直到到達(dá)磁筒100的開(kāi)口端114或116。因而，由筒100的內(nèi)壁104的磁體產(chǎn)生的磁通具有通過(guò)磁筒的中心離開(kāi)并且返回到其位于磁筒外部上的相對(duì)的極的通暢路徑。在有些實(shí)施例中，磁通線112和118將趨于發(fā)展成堆疊效應(yīng)并且外部磁筒的配置操縱磁筒100中磁體的磁通線101，使得大部分或全部磁通線101流出筒100的開(kāi)口端114和116。在常規(guī)配置中，磁體相對(duì)的極通?？v向?qū)?zhǔn)。因而，磁場(chǎng)磁通線“擁抱”或緊緊沿著磁體的表面。因此，當(dāng)使用常規(guī)發(fā)電/用電裝備時(shí)，空隙必須通常極緊，以便能夠?qū)@些力線起作用。通過(guò)相對(duì)于筒100的中心120徑向?qū)?zhǔn)相似的磁極，磁通線112和118在它們經(jīng)過(guò)磁筒100的中心并且與磁體的表面垂直地輻射時(shí)趨于堆疊起來(lái)。這種配置允許線圈和磁筒100之間更大的容限。在某些實(shí)施例中，鐵芯110圍繞磁筒100的中心120同心放置，使得鐵芯離內(nèi)壁104徑向等距，從而產(chǎn)生如圖1中所示出的代表性磁通模式101。磁通場(chǎng)或線在其接近鐵芯時(shí)被吸到鐵芯110中并被壓縮。然后，磁通場(chǎng)可以建立能被想象為包圍鐵芯的一系列“磁通壁”，該磁通壁貫穿筒和出口點(diǎn)延伸?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2a，給出了環(huán)形磁筒100的概念性等軸視圖，具有位于磁筒中的中心鐵芯110。圖2b是環(huán)形磁筒100的詳細(xì)部分視圖，示出了結(jié)合鐵芯110在磁筒100的內(nèi)部腔體124中產(chǎn)生的平面磁場(chǎng)或磁通壁122。這些是代表性的示出；實(shí)際的磁通壁122依賴于材料設(shè)計(jì)和配置。如圖1、2a和2b中給出的筒100已經(jīng)被概念化，以說(shuō)明部分磁筒的基本磁通線或路徑，其中鐵芯同心地位于其壁的中空部分中。從實(shí)踐的角度來(lái)說(shuō)，鐵芯或轉(zhuǎn)子組件可以在磁筒100中定位鐵芯110?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3，給出了包括鐵芯132、轉(zhuǎn)子輪轂134和軸136的組件130的一種實(shí)施例的等軸視圖。鐵芯132類似于以上討論的鐵芯110。鐵芯132和轉(zhuǎn)子輪轂134利用本領(lǐng)域中已知的常規(guī)緊固方法固定到軸136。在某些實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子輪轂134可以由例如非鐵材料組成，以消除渦流的產(chǎn)生。當(dāng)與磁筒100組裝時(shí)，磁筒(圖3中未示出)的內(nèi)壁104中的橫向槽(未示出)允許鐵芯132以及轉(zhuǎn)子輪轂134的一部分延伸通過(guò)磁筒100的內(nèi)壁104并進(jìn)入內(nèi)部腔體124(見(jiàn)圖2b)。在某些實(shí)施例中，通過(guò)橫向槽的泄漏磁通可以通過(guò)在轉(zhuǎn)子輪轂134的外圍中嵌入一系列或多個(gè)磁體138來(lái)減小或消除。這多個(gè)磁體138可以與筒100(圖3中未示出)的筒磁體106類似地定向。在某些實(shí)施例中，該多個(gè)磁體138將與轉(zhuǎn)子組件130一起移動(dòng)。在其它實(shí)施例中，鐵芯132可以由兩個(gè)或多個(gè)段140a和140b組成，這些段可以固定到一起，以形成完整的環(huán)或鐵芯。這種配置可以具有允許在常規(guī)形式上建立多個(gè)線圈以隨后添加到環(huán)段的益處。圖4示出了轉(zhuǎn)子組件130的等軸視圖，其中鐵芯132包括鐵芯段140a和鐵芯段140b。單個(gè)線圈142a圍繞鐵芯段140a定位。在某些實(shí)施例中，可以有多個(gè)線圈142，如圖5中所示出的。圖5是結(jié)合磁筒100和轉(zhuǎn)子輪轂134的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件150的一種實(shí)施例的橫向橫截面圖。圖6是電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件150的縱向橫截面圖。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件150可以使用與以上討論的部件相似的部件，諸如磁筒100和轉(zhuǎn)子輪轂134。圖7是電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件150的一種實(shí)施例的橫向橫截面圖，示出了關(guān)于多個(gè)線圈142中各個(gè)線圈之間的電流路徑的附加細(xì)節(jié)。圖7中所示出的線圈串聯(lián)連接，但是串聯(lián)或并聯(lián)連接的任意組合都是可以的。附加的電刷位置可以依賴于設(shè)計(jì)需求和標(biāo)準(zhǔn)而添加。在該說(shuō)明性實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件150具有縱向軸152。在某些實(shí)施例中，縱向軸152可以由鐵或與鐵具有相似磁屬性的含鐵化合物制成。在有些實(shí)施例中，含鐵化合物或粉末可以懸浮在粘性材料(諸如絕緣液體、潤(rùn)滑劑、機(jī)油、凝膠或礦物油)當(dāng)中。在某些實(shí)施例中，可以有為磁筒100和縱向軸152提供結(jié)構(gòu)性支撐的外殼或外罩154。在某些實(shí)施例中，外罩154可以由具有所需的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的任何材料、合金或化合物形成。在某些實(shí)施例中，可以使用非鐵材料。在有些實(shí)施例中，外部軸承156(圖6)可以用來(lái)減小縱向軸152和外罩154或類似支撐結(jié)構(gòu)之間的摩擦。在某些實(shí)施例中，外罩154可以耦合到基座158，以便為外罩154提供結(jié)構(gòu)性支撐。如關(guān)于圖1、2a和2b所描述的，環(huán)形磁筒100可以包括形成外壁102的多個(gè)外部磁體106、形成內(nèi)壁104的多個(gè)內(nèi)部磁體108。此外，可以有第一側(cè)壁170和相對(duì)側(cè)壁172，它們包括多個(gè)側(cè)面外部磁體106(見(jiàn)圖5和6)。在某些實(shí)施例中，如上所討論的鐵芯132圍繞縱軸176同心定位并且在磁筒100的內(nèi)部腔體124中。如上所述，在磁筒100的內(nèi)壁104中形成的橫向槽162允許轉(zhuǎn)子輪轂134的一部分在內(nèi)部腔體124中定位。轉(zhuǎn)子輪轂134還耦合到鐵芯132，其中鐵芯132也在磁筒100的內(nèi)部腔體124中定位。多個(gè)線圈148(諸如線圈148a)圍繞鐵芯132徑向定位，以形成線圈組件182。線圈組件182中每個(gè)單個(gè)的線圈178a可以由導(dǎo)電材料(諸如銅(或類似的合金)線)制成并且可以利用本領(lǐng)域中已知的常規(guī)繞組技術(shù)構(gòu)造。在某些實(shí)施例中，單個(gè)線圈178a的形狀可以基本上是圓柱形的，圍繞線圈鐵芯(未示出)纏繞，線圈具有中心開(kāi)口，其尺寸設(shè)計(jì)成允許單個(gè)線圈142a固定到鐵芯132。雖然在圖5和7中示出了多個(gè)線圈142中特定數(shù)量的線圈，但是，依賴于電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件的功率需求，任何數(shù)量的線圈都可以用來(lái)組裝線圈組件182。在某些實(shí)施例中，如圖6和圖7中所示出的，多個(gè)滑環(huán)段184把線圈組件182中的單個(gè)線圈142a彼此串聯(lián)地電連接?？梢岳镁€圈連接、滑環(huán)和電刷注入/拾取點(diǎn)的其它配置。例如，其它實(shí)施例可以使用兩個(gè)不分段的滑環(huán)并且線圈彼此并聯(lián)連接。在有些實(shí)施例中，滑環(huán)段184經(jīng)也可在外殼154中定位的多個(gè)電刷186和188(圖6)與電流源電連通，以便向線圈組件182中的多個(gè)線圈142提供電流。在某些實(shí)施例中，電刷186可以是正電刷，而電刷188可以是負(fù)電刷。在某些實(shí)施例中，電感耦合也可以用來(lái)把功率傳送到線圈或者反之亦然。當(dāng)在“電動(dòng)機(jī)模式”中，將電力施加到電源端子190和192時(shí)，多個(gè)線圈142中的某些線圈移動(dòng)通過(guò)磁筒100并且只“看到”與以上參考圖2b討論的磁通壁類似的“磁通壁”。多個(gè)線圈142基本上不受鐵芯132內(nèi)磁通的方向的影響，因而多個(gè)線圈根據(jù)“右手規(guī)則”在整個(gè)筒100中移動(dòng)。但是，在多個(gè)線圈142中某些線圈離開(kāi)磁筒100本身并且穿過(guò)開(kāi)口段194的短時(shí)間內(nèi)，有可能它們還會(huì)有助于所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。在這個(gè)過(guò)渡時(shí)期，磁通現(xiàn)在在其到磁筒100外壁的路徑上離開(kāi)鐵芯132，其中該路徑與磁筒內(nèi)磁通力的方向相反，因而必須為多個(gè)線圈142中每個(gè)線圈都提供反轉(zhuǎn)的極性來(lái)有助于轉(zhuǎn)矩。在負(fù)電刷188的接觸區(qū)域處，電流被分到兩條路徑中，一條路徑通過(guò)磁筒100本身當(dāng)中的多個(gè)線圈返回，另一條路徑被路由通過(guò)位于開(kāi)口段194中的線圈。因而，自動(dòng)地為多個(gè)線圈142中單個(gè)線圈提供正確的極性，如圖7中所示出的。在發(fā)電機(jī)模式中，當(dāng)多個(gè)線圈142由于軸152被旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)通過(guò)磁筒100時(shí)，磁筒中的線圈只看到“磁通壁”(如參考圖2b所討論的)。它們可以不受鐵芯內(nèi)磁通方向的影響，因而線圈貫穿它們通過(guò)磁筒100的整個(gè)行程都產(chǎn)生功率。但是，在它們離開(kāi)筒100本身并且穿過(guò)開(kāi)口段194的短時(shí)間內(nèi)，也可能線圈還有助于所產(chǎn)生的功率。在線圈處于開(kāi)口段194中這個(gè)過(guò)渡時(shí)期，磁通現(xiàn)在在其到磁筒100的外壁102、104、170和172的路徑上離開(kāi)鐵芯132，但是，這個(gè)路徑在與磁筒中磁通力相反的方向。因而，線圈組件182也可以產(chǎn)生依賴于設(shè)計(jì)需求可使用的有用功率。如果期望從電路中除去開(kāi)口段線圈，則二極管整流器可以添加到每個(gè)線圈的一側(cè)，以限制電流流動(dòng)到特定的方向。如眾所周知的，幾乎所有常規(guī)磁體都具有磁極。磁極通常是磁體兩個(gè)區(qū)域中任何一個(gè)，通常指定為北和南，在磁極磁場(chǎng)或磁通密度最強(qiáng)。圖8a至8d示出了可以在磁環(huán)或磁筒中用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)磁極(諸如北或南極)的集中磁通密度的典型永磁體的組合。這種磁體可以是傳統(tǒng)的磁體、電磁體，或者本申請(qǐng)中隨后討論的電-永磁體混合體。此外，鐵、鐵粉或其它磁性材料也可以添加到筒的鐵芯區(qū)域，用于增加磁通密度和集中度(未示出)。不是使用如上所述的磁筒100，可替換的磁環(huán)或磁筒200可以由單排磁體組成，諸如圖8a中所示出的。如圖8a中所示出的，多個(gè)磁體(諸如磁體202a)的全部相同或相似的磁極(例如，南極)都面向內(nèi)。這種磁環(huán)200可以用在電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)中，但是磁場(chǎng)的強(qiáng)度或磁通場(chǎng)的密度(并且因此電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī))將主要依賴于多個(gè)磁體202中單個(gè)磁體202a的強(qiáng)度。圖8b是磁環(huán)的一部分210的等軸示出，其中每個(gè)部分210都包括磁體212和磁體214。定位磁體212和磁體214，使得磁環(huán)具有如圖8b中所示出的“V”橫截面形狀并且其中，即使各個(gè)磁體的強(qiáng)度保持相同，彼此面對(duì)的相同磁極在喉口處增加了磁場(chǎng)強(qiáng)度或磁通密度。為了本公開(kāi)內(nèi)容的目的，這種配置可以被稱為“2x”磁筒組件，其中術(shù)語(yǔ)“x”指示每磁體表面面積磁通密度的近似增加(而且不一定是所使用的磁體個(gè)數(shù))。這種配置可以在選定的磁極離開(kāi)區(qū)域211增加磁通密度大約兩倍。折疊或壓縮“V”進(jìn)一步集中磁通密度但是以更小的離開(kāi)區(qū)域211為代價(jià)。圖8c是磁環(huán)的一部分220的等軸示出，其中每個(gè)部分220都包括磁體222、磁體224和磁體226。定位磁體222、磁體224和磁體226，使得磁環(huán)具有如圖8c中所說(shuō)明的“U”橫截面形狀并且，其中即使各個(gè)磁體的強(qiáng)度保持相同，每個(gè)磁體的相同磁極面面向內(nèi)增加了磁場(chǎng)強(qiáng)度或磁通密度。為了本公開(kāi)內(nèi)容的目的，這種配置可以被稱為“3x”概念性磁筒組件。這種配置可以在選定的磁極離開(kāi)區(qū)域221增加磁通密度大約三倍。折疊或壓縮“U”(即，把磁體224朝著磁體222移動(dòng))進(jìn)一步集中磁通密度但是以更小的離開(kāi)區(qū)域221為代價(jià)。圖8d是磁環(huán)的一部分230的等軸視圖，其中每個(gè)部分230都包括磁體232、磁體234、磁體236、磁體238和磁體240(在圖8d中不可見(jiàn))。相對(duì)于磁體234定位磁體232，使得它們的相同磁極面向彼此并且相對(duì)于磁體238定位磁體236，使得它們的相同磁極面向彼此。換句話說(shuō)，磁體236至238的所有南極都面向內(nèi)。此外，磁體240位于由磁體232至238形成的“管”的背面上，以產(chǎn)生如圖8d中所示出的開(kāi)口盒子的形狀或立方體。為了本公開(kāi)內(nèi)容的目的，這種配置可以被稱為“5x”概念性磁筒組件。這種配置可以在選定的磁極離開(kāi)區(qū)域231增加磁筒密度大約五倍。折疊或壓縮該盒子區(qū)域(例如，把磁體236朝著磁體238移動(dòng))進(jìn)一步集中磁通密度但是以更小的離開(kāi)區(qū)域231為代價(jià)。為了簡(jiǎn)化和清晰，與以上所述相同或相似的那些部分或部件的描述在這里將不再重復(fù)。為了達(dá)到對(duì)可替換實(shí)施例有完整的理解，對(duì)以下描述應(yīng)當(dāng)參考前面的段落?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖9a至9d，給出了可替換實(shí)施例或3x設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)集中磁場(chǎng)或磁通線，以提高電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的效率。圖9a是磁筒線圈組件300的等軸分解視圖。圖9b是組裝好的磁筒線圈組件300的等軸視圖。圖9c是電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件350中組裝好的磁筒線圈組件300的縱向橫截面圖。圖9d是電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件350中組裝好的磁筒線圈組件300的縱向橫截面圖，示出了電耦合到磁筒線圈組件各種線圈的電刷系統(tǒng)。雖然示出了每個(gè)環(huán)形筒有四個(gè)電刷，但是電刷的實(shí)際數(shù)量依賴于眾所周知的工程設(shè)計(jì)因子，諸如磨損和載流能力?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖9a和圖9b，是增強(qiáng)磁通的環(huán)形鐵芯磁筒組件300。在有些方面，磁筒組件300的這些部件中許多都是利用如上所述增強(qiáng)的磁筒概念組裝的。應(yīng)當(dāng)指出，只有一個(gè)磁極被使用(即，北極或南極)并且貫穿磁筒300的整個(gè)長(zhǎng)度和寬度集中。在某些實(shí)施例中，導(dǎo)體纏繞的線圈組件310包括可以由鐵、鐵粉合成物或其它磁性/非磁性鐵芯材料構(gòu)成的鐵芯312。導(dǎo)電材料314(諸如銅線)圍繞鐵芯312纏繞，以形成一個(gè)或多個(gè)線圈。因而，線圈組件310可以由一個(gè)或多個(gè)線圈段組成。尤其是在無(wú)電刷設(shè)計(jì)中，通過(guò)選擇性地在串聯(lián)和并聯(lián)連接的不同組合中連接線圈段而不改變系統(tǒng)供電電壓，多個(gè)線圈段允許速度控制。出于舉例的目的，線圈組件310的某些實(shí)施例可以包括二十四(“24”)個(gè)線圈段，這允許串聯(lián)-并聯(lián)連接的多種可能組合，從而產(chǎn)生多個(gè)輸出速度或輸出功率。當(dāng)需要持續(xù)變化的速度或轉(zhuǎn)矩需求時(shí)，輸入電壓可以相應(yīng)地調(diào)整并且，如果需要，就與線圈段之間串聯(lián)-并聯(lián)連接的簡(jiǎn)單中繼或切換步進(jìn)控制相結(jié)合。線圈組件310通常是環(huán)形，這允許內(nèi)部縱向磁筒315滑過(guò)線圈組件的中心孔316。如所示出的，內(nèi)部磁筒315包括一系列或多個(gè)磁體318并且橫穿縱軸302，其中北極徑向面朝外。因此，當(dāng)組裝時(shí)，多個(gè)磁體318的北極將面向線圈組件310的鐵芯312。第一側(cè)或第一端磁環(huán)組件320定位成挨著線圈組件310。在某些實(shí)施例中，第一側(cè)磁環(huán)組件320包括布置在徑向模式中的多個(gè)磁體322，其中這多個(gè)磁體中每個(gè)磁體322a的磁極通常以并聯(lián)方式與縱軸302對(duì)準(zhǔn)。如所示出的，這多個(gè)磁體322的北極朝著鐵芯312或線圈組件310面向內(nèi)。在某些實(shí)施例中，第二側(cè)或第二端磁環(huán)組件330包括布置在徑向模式中的多個(gè)磁體332，其中該多個(gè)磁體中每個(gè)磁體332a的磁極通常以并聯(lián)方式與縱軸302對(duì)準(zhǔn)。如所示出的，該多個(gè)磁體332的北極朝著線圈組件310面向內(nèi)。當(dāng)組裝時(shí)，根據(jù)關(guān)于圖8a至圖8d的討論很顯然，線圈組件300使用3x磁通集中器設(shè)計(jì)來(lái)集中磁通力強(qiáng)度或磁場(chǎng)。圖9c是結(jié)合磁筒300的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件350的一種實(shí)施例的縱向橫截面圖。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件350可以使用與以上討論的部件相似的部件，諸如磁筒100和轉(zhuǎn)子輪轂134。在所示出的實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件350具有縱向軸352。在某些實(shí)施例中，縱向軸352可以由鐵、鋼或者與鐵具有相似磁屬性的鐵氧體化合物制成。在某些實(shí)施例中，縱向軸352可以包括鐵氧體化合物或粉末。在有些實(shí)施例中，鐵氧體化合物或粉末可以懸浮在粘性材料(諸如絕緣液體、潤(rùn)滑液、機(jī)油、凝膠或礦物油)當(dāng)中，以減小或消除渦流和磁滯。在某些實(shí)施例中，可以有為磁筒300和縱向軸352提供結(jié)構(gòu)性支撐的外殼或外罩354。在某些實(shí)施例中，外罩354可以由具有所需結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的任何材料、合金或化合物形成。在某些實(shí)施例中，可以使用非鐵質(zhì)材料。在有些實(shí)施例中，外部軸承(未示出)可以用來(lái)減小縱向軸352和外罩354或類似支撐結(jié)構(gòu)之間的摩擦。在某些實(shí)施例中，外罩354可以耦合到基座(未示出)，以便為外罩354提供結(jié)構(gòu)性支撐。如圖9c中所示出的，磁筒300可以是3x無(wú)電刷組件，其中磁體組件(例如，縱向磁筒315、第一側(cè)磁環(huán)320和第二側(cè)磁環(huán)330)充當(dāng)轉(zhuǎn)子，而環(huán)形線圈組件310固定。這種配置的優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)期望電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)輸出的連續(xù)控制時(shí)，使用其導(dǎo)體引線可以被帶到單個(gè)位置(未示出)的線圈段，允許通過(guò)簡(jiǎn)單切換串聯(lián)-并聯(lián)組合并結(jié)合改變電壓輸入進(jìn)行步進(jìn)的速度控制。連接輪轂340以常規(guī)方式把磁筒315耦合到軸302。圖9d示出了作為3x集中電刷式“側(cè)壁”電刷組件的磁筒300。這個(gè)組件可以容易地結(jié)合到在以下圖11a至11d中所示出的模塊化組件500中。在某些實(shí)施例中，模塊化組件500可以是螺栓緊固模塊化組件，在選擇不同的機(jī)制或電輸出時(shí)，該組件允許更大的靈活性，而不需要大的設(shè)計(jì)變化。工程設(shè)計(jì)需求和設(shè)計(jì)考慮將確定磁筒和線圈組件的最大數(shù)量?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖10a和10b，給出了可替換實(shí)施例或3x設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)集中磁場(chǎng)或磁通線401，以提高電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)450的效率。圖10a是電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件450中組裝好的磁筒線圈組件400的縱向橫截面圖，其中線圈段410a不處于通電狀態(tài)。圖10b是當(dāng)線圈段410a處于通電狀態(tài)時(shí)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件450的縱向橫截面圖(即，電流/電壓移動(dòng)通過(guò)導(dǎo)電材料414)。除內(nèi)部并聯(lián)磁筒315位于側(cè)面磁環(huán)組件420和430外部以外，增強(qiáng)磁通的環(huán)形鐵芯磁筒組件400類似于鐵芯磁筒組件300。在某些實(shí)施例中，導(dǎo)體纏繞的線圈組件410包括可以由鐵、鐵粉合成物或其它磁性/非磁性芯材料形成的鐵芯412，類似于以上討論的鐵芯312。類似于導(dǎo)電材料314，導(dǎo)電材料414圍繞鐵芯412纏繞，以形成一個(gè)或多個(gè)線圈或諸如線圈段410a的線圈段。因而，線圈組件410可以由如上參考線圈組件310所述的一個(gè)或多個(gè)線圈段組成。線圈組件410通常是環(huán)形的，這允許連接輪轂417把線圈組件410耦合到縱向軸452。在某些實(shí)施例中，連接輪轂可以耦合到滑環(huán)(未示出)或電刷419。如所示出的，外部磁筒415包括一系列或多個(gè)磁體418，其中北極朝著鐵芯412和縱軸402徑向面朝內(nèi)。第一側(cè)磁環(huán)組件420定位成挨著線圈組件410。在某些實(shí)施例中，第一側(cè)磁環(huán)組件420包括以徑向模式布置的多個(gè)磁體422，其中這多個(gè)磁體中每個(gè)磁體422a的磁極一般都以并聯(lián)方式與縱軸402對(duì)準(zhǔn)。如所示出的，這多個(gè)磁體422的北極朝著鐵芯412面向內(nèi)。在某些實(shí)施例中，第二側(cè)磁環(huán)組件430包括以徑向模式布置的多個(gè)磁體432，其中這多個(gè)磁體中每個(gè)磁體432a的磁極一般都以并聯(lián)方式與縱軸402對(duì)準(zhǔn)。如所示出的，這多個(gè)磁體432的北極朝著鐵芯412面向內(nèi)。在說(shuō)明性的實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件450具有縱向軸452。在某些實(shí)施例中，縱向軸452可以類似于以上討論的縱向軸352。在某些實(shí)施例中，可以有為線圈組件410和縱向軸452提供結(jié)構(gòu)性支撐的外殼或外罩454(類似于以上討論的外罩354)。在有些實(shí)施例中，外部軸承(未示出)可以用來(lái)減小縱向軸452和外罩454或類似支撐結(jié)構(gòu)之間的摩擦。如圖10a和10b中所示出的，磁筒400可以是3x無(wú)電刷組件，其中磁筒組件400(例如，外部磁環(huán)414、第一側(cè)磁環(huán)420以及第二側(cè)磁環(huán)430)充當(dāng)定子，而環(huán)形線圈組件410充當(dāng)轉(zhuǎn)子。圖10a示出了在線圈通電之前3x磁筒組件部分中的代表性磁通路徑。當(dāng)電流在線圈段410a中建立時(shí)，圖10a的永磁體磁通線401被推動(dòng)到線圈段410a之外并且在磁環(huán)和鐵芯或線圈段410a之間的剩余空間中被壓縮，如圖10b中所示出的。然后，洛侖茲力被施加到轉(zhuǎn)子上，在電動(dòng)機(jī)的情況下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)而在發(fā)電機(jī)的情況下產(chǎn)生感應(yīng)電流流動(dòng)。所施加的力或者所建立的電壓/電流流動(dòng)由洛侖茲力計(jì)算來(lái)指示。在電動(dòng)機(jī)中，力等于以特斯拉(Tesla)為單位的磁通密度乘以安培數(shù)乘以以米為單位的導(dǎo)體長(zhǎng)度。在發(fā)電機(jī)中，電壓等于以特斯拉為單位的磁通密度乘以速度乘以以米為單位的導(dǎo)體長(zhǎng)度。在本申請(qǐng)中給出的所有配置中，使用這些基本計(jì)算?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖11a至11d，給出了可替換模塊化實(shí)施例，其中每個(gè)模塊都使用集中磁場(chǎng)或磁通線的3x設(shè)計(jì)，以提高電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的效率。圖11a是組裝好的磁筒線圈組件500的等軸視圖。圖11b是電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件550中組裝好的磁筒線圈組件500的縱向等軸橫截面圖。圖11c是電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件550中組裝好的磁筒線圈組件500的縱向剖視圖。圖11d是電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件550中組裝好的磁筒線圈組件500的縱向剖視圖，示出了電耦合到磁筒線圈組件各種線圈的示例性電刷系統(tǒng)?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖11a和11b，是增強(qiáng)磁通的環(huán)形鐵芯磁筒組件500。在有些方面，磁筒500的這些部件中許多都是利用如上所述的增強(qiáng)磁筒概念組裝的。磁性組件500基本上是三個(gè)磁筒100(以上所討論過(guò)的)縱向組裝為單個(gè)筒形組件(具有如以下解釋的某些反轉(zhuǎn)的極性)并且在公共軸上。在某些實(shí)施例中，導(dǎo)體纏繞的線圈組件510a至510c包括與以上討論過(guò)的鐵芯312類似的鐵芯512a至512c。鐵芯512a至512c可以由鐵、鐵粉合成物或者其它磁性/非磁性鐵芯材料形成。導(dǎo)電材料514a至514c(諸如銅線)在鐵芯512a、鐵芯512b和鐵芯512c周圍單個(gè)地纏繞，以便為每個(gè)線圈組件510a至510c形成一個(gè)或多個(gè)線圈段。如以上討論的，每個(gè)線圈組件510a至510c中的多個(gè)線圈段都通過(guò)以串聯(lián)和并聯(lián)連接的不同組合選擇性地連接線圈段來(lái)允許速度控制，而不改變系統(tǒng)供電電壓。線圈組件510a至510c一般而言是環(huán)形形狀，這允許內(nèi)部磁筒515a至515c關(guān)于縱軸502環(huán)形定位。多個(gè)輪轂(諸如輪轂516a至516c)把縱向軸552耦合到內(nèi)部磁筒515a至515c。如所示出的，內(nèi)部磁筒515a至515c每個(gè)都包括一系列或多個(gè)磁體518，這些磁體518定位成使它們的磁極徑向與縱軸502垂直對(duì)準(zhǔn)。第一端磁環(huán)組件520定位成挨著線圈組件510a。在某些實(shí)施例中，第一端磁環(huán)組件520包括以徑向模式布置的多個(gè)磁體522，其中這多個(gè)磁體中每個(gè)磁體的磁極一般以并聯(lián)方式與縱軸502對(duì)準(zhǔn)(類似于以上討論的環(huán)形組件320)。如所示出的，這多個(gè)磁體522的北極朝著鐵芯512a面向內(nèi)。在某些實(shí)施例中，第二端磁環(huán)組件530包括以徑向模式布置的多個(gè)磁體532，其中這多個(gè)磁體中每個(gè)磁體532a的磁極一般以并聯(lián)方式與縱軸502對(duì)準(zhǔn)。如所示出的，在圖11c和11d中，這多個(gè)磁體532的北極朝著鐵芯512c面向內(nèi)。如在圖11c和11d中所示出的，磁筒500可以包括縱向彼此隔開(kāi)并且共享相同的軸552和縱軸502的三個(gè)“磁筒”500a、500b和500c。在磁筒500的實(shí)施例中，單個(gè)磁筒500a、500b和500c交替更改磁極性。例如，磁體515a的北極朝著鐵芯512a面向外。但是，磁體515b的北極遠(yuǎn)離鐵芯512b面向內(nèi)。類似地，磁體515c的北極朝著鐵芯512c面向外。如果有更多單個(gè)的磁筒添加到磁筒組件500，則這種模式將繼續(xù)。換句話說(shuō)，對(duì)于單個(gè)磁筒500a，被鐵芯512a填充的空間具有利用來(lái)自磁體522、磁體515a以及磁環(huán)524的磁體的定位的“北極”極性填充的磁力。另一方面，對(duì)于單個(gè)磁筒500b，被鐵芯512b填充的空間具有利用來(lái)自磁環(huán)524的磁體、磁體515b以及磁環(huán)526的磁體的定位的“南極”極性填充的磁力。對(duì)于單個(gè)磁筒500c，被鐵芯512c填充的空間具有利用來(lái)自磁環(huán)526的磁體、磁體515c以及磁環(huán)532的磁體的定位的“北極”極性填充的磁力。在某些實(shí)施例中，縱向軸552可以由鐵、鋼或者與鐵具有相似磁屬性的鐵氧體化合物制成。在某些實(shí)施例中，縱向軸552可以包括鐵氧體化合物或粉末。在有些實(shí)施例中，鐵氧體化合物或粉末可以懸浮在粘性材料(諸如絕緣液體、潤(rùn)滑液、機(jī)油、凝膠或礦物油)當(dāng)中，以減小或消除渦流和磁滯。在某些實(shí)施例中，可以有為磁筒500和縱向軸552提供結(jié)構(gòu)性支撐的外殼或外罩554。在某些實(shí)施例中，外罩554可以由具有所需結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的任何材料、合金或化合物形成。在某些實(shí)施例中，可以使用非鐵質(zhì)材料。在有些實(shí)施例中，外部軸承(未示出)可以用來(lái)減小縱向軸552和外罩554或類似支撐結(jié)構(gòu)之間的摩擦。在某些實(shí)施例中，外罩554可以耦合到基座(未示出)，以便為外罩554提供結(jié)構(gòu)性支撐。在這個(gè)例子中，磁筒500a至500c包括3x集中和無(wú)電刷組件，其中磁體組件(例如，磁環(huán)或磁筒515、第一側(cè)磁環(huán)520以及第二側(cè)磁體530)充當(dāng)轉(zhuǎn)子，而環(huán)形線圈組件510固定。這種配置的優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)期望電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)輸出的連續(xù)控制時(shí)，使用其導(dǎo)體引線可以被帶到單個(gè)位置(未示出)的線圈段，允許通過(guò)簡(jiǎn)單切換串聯(lián)-并聯(lián)組合并結(jié)合改變電壓輸入進(jìn)行步進(jìn)的速度控制。圖12是結(jié)合了增強(qiáng)磁通磁筒600的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件650的一種實(shí)施例的縱向橫截面圖。電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件650可以使用與以上所討論的部件類似的部件，諸如線圈組件610。在有些方面，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件650和磁筒組件600的這些部件中許多是利用如上所述的增強(qiáng)磁筒概念組裝的。在某些實(shí)施例中，導(dǎo)體纏繞的線圈組件610包括與以上討論的鐵芯312類似的鐵芯612。導(dǎo)電材料614(諸如銅線)圍繞鐵芯612纏繞，以形成一個(gè)或多個(gè)線圈段610a。線圈組件610通常是環(huán)形形狀并且可以耦合到連接輪轂或滑環(huán)組件617，而連接輪轂或滑環(huán)組件617又可以耦合到軸652。如所示出的，增強(qiáng)磁通的環(huán)形磁筒組件600包括三個(gè)U形磁筒680、682和684，其中每個(gè)U形筒的開(kāi)口端面面向鐵芯612或者線圈組件610。每個(gè)U形磁筒都包括一系列或多個(gè)磁體618，其中每個(gè)磁體的北極朝著“U”空間面向內(nèi)。因而，當(dāng)組裝時(shí)，多個(gè)磁體618的北極面向鐵芯612，以集中磁體的磁場(chǎng)。線圈組件600使用9x磁通集中器設(shè)計(jì)(三個(gè)3x集中器)。因而，組裝好的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)650具有9x的磁集中度并且使用典型的DC電刷619(雖然示出了四個(gè)，但是，依賴于工程設(shè)計(jì)因素，任何數(shù)量都可以使用)來(lái)施加或收集電流。在該具體的實(shí)施例中，環(huán)形線圈組件610充當(dāng)連接到滑環(huán)組件642的轉(zhuǎn)子。9x磁筒或磁環(huán)組件充當(dāng)定子。作用在導(dǎo)體上更大磁通密度增加了在電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)模式中的洛侖茲輸出。在所示出的實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組件650具有與以上討論的軸352類似的縱向軸652。在某些實(shí)施例中，可以有為磁筒600和縱向軸652提供結(jié)構(gòu)性支撐的外殼或外罩654。圖13a和13b示出了混合電磁體組件700，它可以結(jié)合在以上磁筒的某些方面中，以集中磁場(chǎng)。此外，鐵芯或類似的材料也可以與磁筒一起使用，以便如上所述地集中磁場(chǎng)。在某些實(shí)施例中，磁體組件700包括位于鐵芯714任何一端的至少兩個(gè)或更多個(gè)商業(yè)可用的永磁體710和712。在所示出的實(shí)施例中，筒的形狀已經(jīng)被選定，但是任何形狀都可以在任何合適的配置中構(gòu)造。圖13a示出了混合磁體組件700的概念性磁通線716。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以看到，盡管對(duì)準(zhǔn)的磁域中將有一些有助于離開(kāi)永磁體磁極面的磁通線716，但是，大部分將“泄漏”出鐵芯側(cè)壁718。圖13b示出了混合磁體組件700，具有攜帶電流的螺旋形纏繞的導(dǎo)電材料720。如所示出的，導(dǎo)體720限制并集中所有磁通線716，以對(duì)準(zhǔn)還沒(méi)有被永磁體對(duì)準(zhǔn)的任何磁域。這種添加允許更強(qiáng)磁通輸出在比常規(guī)鐵芯線圈更低的安匝(ampereturn)水平產(chǎn)生。因而，這種“混合”磁體組件還可以用來(lái)幫助以上所討論的磁筒中磁通力線的集中。概括地說(shuō)，各種所公開(kāi)實(shí)施例的某些方面可以提供以下益處：不像常規(guī)的電刷整流或PWM控制器電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)，本發(fā)明各方面中的線圈與永磁體磁場(chǎng)持續(xù)接觸并且因此產(chǎn)生不變的持續(xù)轉(zhuǎn)矩或輸出。可以不需要復(fù)雜的PWM驅(qū)動(dòng)器和控制器、換向器等等(以及關(guān)聯(lián)的損耗)，因?yàn)楸景l(fā)明的某些方面產(chǎn)生并直接利用DC電流。如果需要用于給定負(fù)載的自動(dòng)速度控制，則復(fù)雜的位置指示是不需要的。更簡(jiǎn)單的RPM指示和變化的電壓/電流關(guān)系就是全部所需的。使用磁筒/利用永磁體的單極磁體組件概念，生成在別的情況下不可能實(shí)現(xiàn)的極強(qiáng)磁場(chǎng)，而不消耗任何電力。盡管反電動(dòng)勢(shì)場(chǎng)是由任何感應(yīng)電流流動(dòng)產(chǎn)生的，但是，由于磁筒和鐵芯設(shè)計(jì)，因此對(duì)阻礙這種運(yùn)動(dòng)的線圈運(yùn)動(dòng)沒(méi)有直接影響。鐵磁滯損耗基本上被消除了，因?yàn)榭偣仓挥需F芯上兩個(gè)點(diǎn)經(jīng)歷任何磁滯損耗并且然后每次旋轉(zhuǎn)只有兩次。渦流損耗基本上被消除了，因?yàn)殍F芯不垂直于磁通線移動(dòng)。齒槽也基本上消除了，因?yàn)殍F芯力被平衡并且在所有方向都相等。幾乎沒(méi)有浪涌電流，因?yàn)椴恍枰柡屠寐鍋銎澚λ褂玫木€圈中100％銅繞組的大質(zhì)量的鐵，從而不像常規(guī)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)中那樣有浪費(fèi)的銅繞組。來(lái)自上升和折疊正弦波形的感應(yīng)反沖被消除了。就像其它DC電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)矩的反轉(zhuǎn)僅僅是輸入極性的反轉(zhuǎn)。給出以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述是為了說(shuō)明和描述。它不是詳盡的或者要把本發(fā)明限定到所公開(kāi)的精確形式。鑒于以上示教，許多組合、修改和變化都是可能的。具有互換部件的未描述的實(shí)施例仍然在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。預(yù)期本發(fā)明的范圍不是由這個(gè)具體描述而是由所附權(quán)利要求來(lái)限定的。