CN107612264A - 电动机构造 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动机构造，其具有一个或一个以上的磁列组、一个或一个以上的线圈列组及一感应开关组，各磁列组具有至少一第一磁性件及至少一第二磁性件，两者间具有一磁隙，各线圈列组具有至少一感应线圈件，各感应线圈件的线圈长度大于等于四分之一任一磁性件的长度、且小于等于四分之三任一磁性件的长度，各感应线圈件的导磁体长度大于等于任一磁性件长度加上相邻磁隙宽度、且小于等于任一磁性件长度加上相邻磁隙宽度再加上同组线圈长度，并配合感应开关组令线圈与电源间有给电与断电的选择，借此，可利用延伸导磁体跨越磁隙的设计，能消除磁阻，并增加磁助力，可有效降低输入的电能，并提升输出机械能。

Description

电动机构造

技术领域

本发明涉及一种电动机构造。

背景技术

一般电动机主要利用电磁原理来产生高速旋转，其由可相对旋转运动的一定子与一转子所构成，以圈式电动机为例，其中定子的内缘设有多个线圈，而转子的外缘设有多个对应线圈的磁性件，通过对线圈的给电使线圈被磁化，进而与转子的磁性件产生相斥与相吸的磁力作用，从而驱动转子高速旋转。

而现有电动机在运作时，采用间歇性给电方式，撷取需要的磁作用力，以驱动该转子，但受到其线圈与磁性件高磁通量及高切割数的影响，在暂停给电的期间，线圈仍然会受到惯性相对运动中的磁性件的导磁切割，而产生感应电动势及磁应力现象，因此该电动机需要较大的输入功率，如此将造成高的能源需求，且在相同的功率输入下，现有的电动机的输出动力效能不佳。

换言之，如能降低或避免电动机在给电时的发电现象，使其感应电动势变小，则电动机即可用较小的输入功率来驱动，达到节能的目的，同时如果可以进一步降低运转时的磁阻力、且增加其驱动时的磁助力，则可提高其输出的动力，而如何解决前述问题，为业界所亟待开发。

鉴于此，本发明人乃针对前述现有电动机于运转时所面临的问题进行深入探讨，并借由多年从事相关产业的研发经验，积极寻求解决之道，经不断努力的研究与试作，终于成功的开发出一种电动机构造，借以克服现有电动机因不良结构所产生的困扰与不便。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种降低驱动时的输入功率，进而能达到节能的电动机构造。

本发明的另一主要目的在于提供一种产生全磁助力，以排除磁阻力，以增进运转时的速率，能有效提高输出动力的电动机构造。

基于此，本发明主要通过下述的技术手段，来实现上述目的。

一种电动机构造，其包括一磁列组、一线圈列组及一感应开关组，该磁列组与该线圈列组产生相对运动；该磁列组沿运动方向排列至少一第一磁性件及至少一第二磁性件，各第一、二磁性件的长度相等，且各第一、二磁性件呈运动方向充磁，相邻的第一、二磁性件的磁极呈同极相邻，且相邻的第一、二磁性件或第二、一磁性件间具有一等宽的磁隙；该线圈列组具有至少一同一轴线且相互间隔的感应线圈件，各感应线圈件分别具有一导磁体及一绕设于导磁体的线圈，且各感应线圈件的线圈分别连接一正向给电或逆向给电的电源，各感应线圈件的线圈长度大于等于四分之一任一磁性件的长度、且小于等于四分之三任一磁性件的长度，各感应线圈件的导磁体长度大于等于任一磁性件长度加上相邻磁隙宽度、且小于等于任一磁性件长度加上相邻磁隙宽度再加上同组线圈长度；该感应开关组包含设于磁列组的二给电检知器、二断电检知器及设于线圈列组的一导通感应器与一切断感应器，各给电检知器分设于该第一、二磁性件中，依运动方向相对进入该感应线圈件的磁极端面，而各断电检知器分设于该第一、二磁性件中，依运动方向相对离开该感应线圈件的磁极端面，该导通感应器设于该感应线圈件的线圈中，相对运动方向离开该磁列组的端部，而该切断感应器设于该感应线圈件的线圈中，相对运动方向进入该磁列组的端部。

进一步，该线圈列组的感应线圈件的线圈长度等于四分之二任一磁性件的长度，而导磁体长度任一磁性件长度加上相邻磁隙宽度。

一种电动机构造，其包括至少二个磁列组、至少一线圈列组及至少一感应开关组，各磁列组与各线圈列组同步产生相对运动；各磁列组相间隔设置，且各线圈列组相对磁列组间间隔有一等距，各磁列组沿运动方向排列至少一第一磁性件及至少一第二磁性件，各第一、二磁性件的长度相等，且各第一、二磁性件呈运动方向充磁，相邻的第一、二磁性件的磁极呈同极相邻，相对的第一、二磁性件的磁极呈同极相对，且相邻的第一、二磁性件或第二、一磁性件间具有一等宽的磁隙；而各线圈列组设于相对磁列组之间，且磁列组相对线圈列组间间隔有一等距，各线圈列组具有至少一同一轴线且相互间隔的感应线圈件，各感应线圈件分别具有一导磁体及一绕设于导磁体的线圈，且各感应线圈件的线圈分别连接一正向给电或逆向给电的电源，各感应线圈件的线圈长度大于等于四分之一任一磁性件的长度、且小于等于四分之三任一磁性件的长度，各感应线圈件的导磁体长度大于等于任一磁性件长度加上相邻磁隙宽度、且小于等于任一磁性件长度加上相邻磁隙宽度再加上同组线圈长度；各感应开关组包含设于磁列组的至少二给电检知器、至少二断电检知器及设于线圈列组的至少一导通感应器与至少一切断感应器，其中各给电检知器分设于各第一、二磁性件中，依运动方向相对进入各感应线圈件的磁极端面，而各断电检知器分设于各第一、二磁性件中，依运动方向相对离开各感应线圈件的磁极端面，各导通感应器分设于各感应线圈件的线圈中，相对运动方向离开各磁列组的端部，而各切断感应器分设于各感应线圈件的线圈中，相对运动方向进入各磁列组的端部。

较佳的，各相对的线圈列组的感应线圈件和与其对应的磁列组的相邻磁性件同一位置排列，以提高同一时间点的磁助力。

较佳的，各相对的线圈列组的感应线圈件和与其对应的磁列组的相邻磁性件的位置呈错位排列，使磁列组被持续作用推动，有效提高运动方向的惯性力。

较佳的，各线圈列组的感应线圈件的线圈长度等于四分之二任一磁性件的长度，而感应线圈件的导磁体长度任一磁性件长度加上相邻磁隙宽度。

本发明电动机构造通过其线圈列组的感应线圈件中导磁体的特殊长度设计，使其让导磁体跨越磁隙，再配合感应开关组的正逆向给电，故其磁作用时能形成全磁助力、并排除磁阻力，以增进运转时的速率，能有效提高输出动力，且于不发电、无感应电动势时给电，从而可降低线圈列组给电驱动时的输入功率，进而能使电动机达到小耗能、大动力之效，故能大幅增进其附加价值，并提高其经济效益。

附图说明

图1A为本发明电动机构造较佳实施例的架构示意图，表示线圈的最短长度。

图1B为本发明电动机构造较佳实施例的架构示意图，表示线圈的最长长度。

图2A为本发明电动机构造较佳实施例的另一架构示意图，表示导磁体的最短长度。

图2B为本发明电动机构造较佳实施例的另一架构示意图，表示导磁体的最长长度。

图3A为本发明电动机构造较佳实施例的动作示意图，供说明由S极移向N极的状态(一)。

图3B为本发明电动机构造较佳实施例的动作示意图，供说明由S极移向N极的状态(二)。

图4A为本发明电动机构造较佳实施例的另一动作示意图，供说明由N极移向S极的状态(一)。

图4B为本发明电动机构造较佳实施例的另一动作示意图，供说明由N极移向S极的状态(二)。

图5为本发明电动机构造另一较佳实施例的架构示意图，供说明其盘式矩阵化的状态。

【符号说明】

磁列组 10 第一磁性件 11

第二磁性件 12 磁隙 15

线圈列组 20 感应线圈件 21

导磁体 22 线圈 25

电源 28 感应开关组 30

给电检知器 31 断电检知器 32

导通感应器 35 切断感应器 36 。

具体实施方式

本发明为一种电动机构造，随附图例示的本发明的具体实施例及其构件中，所有关于前与后、左与右、顶部与底部、上部与下部、以及水平与垂直的参考，仅用于方便进行描述，并非限制本发明，亦非将其构件限制于任何位置或空间方向。图式与说明书中所指定的尺寸，当可在不离开本发明的申请专利范围内，根据本发明的具体实施例的设计与需求而进行变化。

而本发明的电动机构造的构成，如图1A及图1B所示，其由一组或一组以上的磁列组（10）、一组或一组以上的线圈列组（20）及一组或一组以上的感应开关组（30）所组成，各磁列组（10）与各线圈列组（20）可被分别定义为作为转子或定子，可同步产生相对运动。

而关于本发明较佳实施例的详细构成，则请参看图1A及图1B、图2A及图2B所显示，各磁列组（10）相间隔设置，且各线圈列组（20）相对磁列组（10）间间隔有一等距【两组或两组以上时请参照图5所示】，各磁列组（10）沿运动方向排列的至少一第一磁性件（11）及至少一第二磁性件（12），各第一、二磁性件（11、12）的长度相等，且各第一、二磁性件（11、12）呈运动方向充磁，相邻的第一、二磁性件（11、12）或第二、一磁性件（12、11）的磁极呈同极相邻，例如N极对应N极【如图1A及图1B、图2A及图2B、图3A及图3B所示】或S极对应S极【如图4A及图4B所示】，且相邻的第一、二磁性件（11、12）或第二、一磁性件（12、11）间具有一等宽的磁隙（15）。

而各线圈列组（20）设于相对磁列组（10）之间，且各磁列组（10）相对线圈列组（20）间间隔有一等距【两组或两组以上时请参照图5所示】，各线圈列组（20）分别具有至少一同一轴线且相互间隔的感应线圈件（21），各感应线圈件（21）分别具有一导磁体（22）及一绕设于导磁体（22）的线圈（25），且该线圈（25）并连接一电源（28），该电源（28）可以是正向给电或逆向给电，使线圈列组（20）于连通电源（28）时可以激磁，而相对磁列组（10）产生使两者相对运动的磁力，再者各感应线圈件（21）的线圈（25a）长度大于等于四分之一任一磁性件（11、12）的长度【如图1A所示】、且线圈（25b）的长度小于等于四分之三任一磁性件（11、12）的长度【如图1B所示】，而本发明线圈（25）的最佳长度为等于四分之二任一磁性件（11、12）长度。另各感应线圈件（21）的导磁体（22a）长度大于等于任一磁性件（11、12）长度加上相邻磁隙（15）宽度【如图2A所示】、且导磁体（22b）的长度小于等于任一磁性件（11、12）长度加上相邻磁隙（15）宽度再加上同组线圈（25）长度【如图2B所示】，而本发明导磁体（22）的最佳长度为任一磁性件（11、12）长度加上相邻磁隙（15）宽度。

至于，所述感应开关组（30）包含设于磁列组（10）的至少一给电检知器（31）、至少一断电检知器（32）及设于线圈列组（20）的至少一导通感应器（35）与至少一切断感应器（36），供控制线圈列组（20）的线圈（25）与电源（28）间是否连通。其中各给电检知器（31）设于各第一、二磁性件（11、12）中,依运动方向相对进入各感应线圈件（21）的磁极端面，而断电检知器（32）设于各第一、二磁性件（11、12）中,依运动方向相对离开各感应线圈件（21）的磁极端面，再者各导通感应器（35）设于各感应线圈件（21）的线圈（25）中,相对运动方向离开各磁列组（10）的端部，而切断感应器（36）设于各感应线圈件（21）的线圈（25）中,相对运动方向进入各磁列组（10）的端部，感应线圈件（21）上的导通感应器（35）于检知第一、二磁性件（11、12）的给电检知器（31）时，可使电源（28）对该感应线圈件（21）的线圈（25）连通给电，因产生激磁作用而磁化【如图3A及图3B、图4A】，至于各切断感应器（36）于检测到第一、二磁性件（11、12）的断电检知器（32）时，可使该感应线圈件（21）的线圈（25）不与电源（28）连通，形成不给电状态【如图3A及图3B、图4B】，且给电激磁形成电磁铁而产生磁应力作用的区段为非各感应线圈件（21）的线圈（25）位于磁隙（15）间因切割产生发电状况时，故可有效降低感应电动势的现象。

借此，组构成一可降低输入功率、且提高输出动力的电动机构造。

至于本发明电动机构造较佳实施例于实际动作时，则如图3A及图3B、图4A及图4B所示，当各磁列组（10）与各线圈列组（20）产生相对运动，例如本发明以磁列组（10）作为转子由右向左位移、而线圈列组（20）作为定子不动时。

当感应开关组（30）于磁列组（10）的第一磁性件（11）【如图3A所示】或第二磁性件（12）【如图4A所示】上相对运动方向进入端的给电检知器（31）与线圈列组（20）上相对运动方向离开端的导通感应器（35）检知时，该线圈列组（20）的电源（28）对线圈（25）分别逆向给电与正向给电，使各感应线圈件（21）的导磁体（22）磁化产生对应磁极，各线圈列组（20）的感应线圈件（21）受导磁体（22）上线圈（25）电流方向影响，当其第一磁性件（11）以S极进入对应感应线圈件（21）时，则该感应线圈件（21）于运动方向进入端的磁极呈N极、而离开端的磁极呈S极【如图3A所示】。而当其第二磁性件（12）以N极进入该感应线圈件（21），则该感应线圈件（21）于运动方向进入端的磁极呈S极、而离开端的磁极呈N极【如图4A所示】。再加上此时该感应线圈件（21）的导磁体（22）相对运动方向进入端的位置位于下一个相邻的第二磁性件（12）或第一磁性件（11），因此可令线圈列组（20）的该感应线圈件（21）于相对运动方向离开端的磁极与该对应的第一磁性件（11）或第二磁性件（12）磁极呈同极相斥状【如图3A的S极对S极或图4A的N极对N极】，而相对运动方向形成一股相斥的推力，同时线圈列组（20）的该感应线圈件（21）的导磁体（22）于相对运动方向进入端的磁极与该对应的第一或二磁性件（11、12）及下一个相邻第二或一磁性件（12、11）的磁极亦呈同极相斥状【如图3A的N极对N极或图4A的S极对S极】，使其于相对运动方向形成另一股相斥的推力，从而令线圈列组（20）与磁列组（10）相对运动方向形成全顺推的磁助力，可有效提高转速，进而提升输出动力。

反之，该磁列组（10）与该线圈列组（20）继续相对运动，当感应开关组（30）于磁列组（10）原检知给电的第一、二磁性件（11、12）上的断电检知器（32）于检知线圈列组（20）的该感应线圈件（21）线圈（25）上的切断感应器（36）时【如图3B或图4B】，则线圈列组（20）的线圈（25）切断电源（28），使线圈列组（20）的感应线圈件（21）不形成作用磁场，避免该感应线圈件（21）因磁化产生不利的对应磁极，不致使线圈列组（20）于相对运动方向离开端的磁极与该对应的磁性件（11）N磁极或磁性件（12）S磁极呈异极相吸回拉状【如图3B的相对磁性件（11）N极或图4B的相对磁性件（12）S极】、而该感应线圈件（21）于相对运动方向离开端的磁极与该对应的第一或二磁性件（11、12）的下一个相邻第二或一磁性件（12、11）的S或N磁极呈同极相斥状【如图3B的相对磁性件（12）S极或图4B的相对磁性件（11）N极】，如此可回避产生有害于运动方向的磁阻力，避免影响转速，降低输出动力。

且由于磁列组（10）的各第一、二磁性件（11、12）的磁极轴线与运动方向呈平行状，避免线圈列组（20）的感应线圈件（21）的线圈（25）被切割，可令线圈（25）于磁性件（11、12）长度范围内不致切割发电，使几近无感应电动势，从而可降低线圈列组（20）给电驱动时的输入功率，达到节能的目的。

另，本发明的另一较佳实施例，则如图5所示，该实施例呈盘式的矩阵化电动机，其于两两相对的磁列组（10）间设有一线圈列组（20），各可同步位移的对向磁列组（10）的第一、二磁性件（11、12）呈相同大小、且位置相对状，且两两相对的磁列组（10）的第一、二磁性件（11、12）以同极磁极相对排列，且各相对线圈列组（20）的感应线圈件（21）对应磁列组（10）第一、二磁性件（11、12）的位置呈错位排列，使磁列组（10）能被持续作用推动，可有效提高运动方向的惯性力。

Claims (6)

1.一种电动机构造，其特征在于，包括一磁列组、一线圈列组及一感应开关组，该磁列组与该线圈列组产生相对运动；

该磁列组沿运动方向排列至少一第一磁性件及至少一第二磁性件，各第一、二磁性件的长度相等，且各第一、二磁性件呈运动方向充磁，相邻的第一、二磁性件的磁极呈同极相邻，且相邻的第一、二磁性件或第二、一磁性件间具有一等宽的磁隙；

该线圈列组具有至少一同一轴线且相互间隔的感应线圈件，各感应线圈件分别具有一导磁体及一绕设于导磁体的线圈，且各感应线圈件的线圈分别连接一正向给电或逆向给电的电源，各感应线圈件的线圈长度大于等于四分之一任一磁性件的长度、且小于等于四分之三任一磁性件的长度，各感应线圈件的导磁体长度大于等于任一磁性件长度加上相邻磁隙宽度、且小于等于任一磁性件长度加上相邻磁隙宽度再加上同组线圈长度；

该感应开关组包含设于磁列组的二给电检知器、二断电检知器及设于线圈列组的一导通感应器与一切断感应器，各给电检知器分设于该第一、二磁性件中，依运动方向相对进入该感应线圈件的磁极端面，而各断电检知器分设于该第一、二磁性件中，依运动方向相对离开该感应线圈件的磁极端面，该导通感应器设于该感应线圈件的线圈中，相对运动方向离开该磁列组的端部，而该切断感应器设于该感应线圈件的线圈中，相对运动方向进入该磁列组的端部。

2.如权利要求1所述的电动机构造，其特征在于：该线圈列组的感应线圈件的线圈长度等于四分之二任一磁性件的长度，而导磁体长度任一磁性件长度加上相邻磁隙宽度。

3.一种电动机构造，其特征在于，包括至少二个磁列组、至少一线圈列组及至少一感应开关组，各磁列组与各线圈列组同步产生相对运动；

各磁列组相间隔设置，且各线圈列组相对磁列组间间隔有一等距，各磁列组沿运动方向排列至少一第一磁性件及至少一第二磁性件，各第一、二磁性件的长度相等，且各第一、二磁性件呈运动方向充磁，相邻的第一、二磁性件的磁极呈同极相邻，相对的第一、二磁性件的磁极呈同极相对，且相邻的第一、二磁性件或第二、一磁性件间具有一等宽的磁隙；

而各线圈列组设于相对磁列组之间，且磁列组相对线圈列组间间隔有一等距，各线圈列组具有至少一同一轴线且相互间隔的感应线圈件，各感应线圈件分别具有一导磁体及一绕设于导磁体的线圈，且各感应线圈件的线圈分别连接一正向给电或逆向给电的电源，各感应线圈件的线圈长度大于等于四分之一任一磁性件的长度、且小于等于四分之三任一磁性件的长度，各感应线圈件的导磁体长度大于等于任一磁性件长度加上相邻磁隙宽度、且小于等于任一磁性件长度加上相邻磁隙宽度再加上同组线圈长度；

各感应开关组包含设于磁列组的至少二给电检知器、至少二断电检知器及设于线圈列组的至少一导通感应器与至少一切断感应器，其中各给电检知器分设于各第一、二磁性件中，依运动方向相对进入各感应线圈件的磁极端面，而各断电检知器分设于各第一、二磁性件中，依运动方向相对离开各感应线圈件的磁极端面，各导通感应器分设于各感应线圈件的线圈中，相对运动方向离开各磁列组的端部，而各切断感应器分设于各感应线圈件的线圈中，相对运动方向进入各磁列组的端部。

4.如权利要求3所述的电动机构造，其特征在于：各相对的线圈列组的感应线圈件和与其对应的磁列组的相邻磁性件同一位置排列。

5.如权利要求3所述的电动机构造，其特征在于：各相对的线圈列组的感应线圈件和与其对应的磁列组的相邻磁性件的位置呈错位排列，使磁列组被持续作用推动。

6.如权利要求3所述的电动机构造，其特征在于：各线圈列组的感应线圈件的线圈长度等于四分之二任一磁性件的长度，而感应线圈件的导磁体长度任一磁性件长度加上相邻磁隙宽度。