CN107919718A - 盘式发电系统 - Google Patents
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Abstract
一种盘式发电系统，包含一个盘式发电装置、一个驱动装置、一个电力开关装置、一个充电控制装置、一个蓄电装置、一个放电控制装置，及一个供电装置。该供电装置能驱动该驱动装置，该放电控制装置能以该蓄电装置储存之电能对该供电装置充电，该电力开关装置能于第一供电模式启动时，驱使该充电控制装置将该线盘单元之全部电能储存于该蓄电装置，能于启动第二供电模式时，驱使该放电控制装置停止运作，并将该线盘单元之电能分配传送至该供电装置与该充电控制装置。借此设计，能降低该蓄电装置之放电次数，有助于延长该蓄电装置之使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电系统，特别是涉及一种盘式发电系统。
背景技术
伴随科技不断发展进步而来的全球性重大问题，就是能源发展与环保如何取舍。在世界能源逐渐短缺，且为改善全球温室效应所带的气候重大异常变迁，各国都开始积极投入所谓环保洁净能源的开发，例如太阳能发电、水力发电与风力发电等，但是对阳光不足，或无水力与风力等天然资源的国家地区而言，上述洁净能源的开发就相当不切实际。
盘式发电装置是一种利用多个轴向交错排列设置的磁盘与线盘的相断旋转来发电的设备，能利用设置有线圈的线盘感应相邻的磁盘旋转所产生的磁场变化来发电，且能通过线盘与磁盘的数量配置、磁盘的磁铁的数量与高斯强度的选用，以及等线盘的感应线圈的设计，使得线盘感磁产生的电能远大于用于驱转磁盘转动的能耗，所以盘式发电装置产生的电能除了供给自己运作所需外，还有额外的电能能输出储存，是一种相对节能的发电设计。但是目前这类盘式发电装置的充放电控制设计并不完善，而仍有改进的空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能改善现有技术的至少一个缺点的盘式发电系统。
本发明盘式发电系统，包含一个盘式发电装置、一个驱动装置、一个电力开关装置、一个充电控制装置、一个蓄电装置、一个放电控制装置，及一个供电装置。该盘式发电装置包括能相对旋转的一个磁盘单元与一个线盘单元，该线盘单元能感应该磁盘单元相对旋转所产生的磁场变化而发电。该驱动装置是传动连接于该盘式发电装置，能被驱动运作而传动该磁盘单元与该线盘单元相对旋转。该供电装置能被控制输出用于驱动该驱动装置运作的电能。该放电控制装置是电连接于该蓄电装置与该供电装置，能被启动而将该蓄电装置储存的电能输出以对该供电装置充电。该充电控制装置是电连接于该蓄电装置，能将电能储存于该蓄电装置。该电力开关装置是电连接于该线盘单元、该充电控制装置与该供电装置，且讯号连接于该放电控制装置，内建有能切换启动的一个第一供电模式与一个第二供电模式，能于第一供电模式启动时，驱使该充电控制装置将该线盘单元输出的全部电能储存于该蓄电装置，能于启动该第二供电模式时，驱使该放电控制装置停止运作，并以该线盘单元输出的部分电能对该供电装置充电，且驱使该充电控制装置将该线盘单元输出的剩余电能储存于该蓄电装置。
本发明所述的盘式发电系统，该电力开关装置具有一个用于量测该磁盘单元的转速而对应输出一个转速值的测速单元、一个内建有该第一供电模式与该第二供电模式的电力开关单元，及一个电力分配单元，该电力开关单元会于该转速值小于等于一个转速阀值时，启动该第一供电模式，并于该转速值大于该转速阀值时，切换启动该第二供电模式，该电力分配单元会于该电力开关单元启动该第一供电模式时，将该线盘单元输出的电能全部传送至该充电控制装置，而于该电力开关单元启动该第二供电模式时，将该线盘单元输出的电能区分为特定比例的一个第一充电电能与一个第二充电电能，并以该第一充电电能对该供电装置充电，且驱使该充电控制装置将该第二充电电能储存于该蓄电装置。
本发明所述的盘式发电系统，该盘式发电装置还具有一个沿一条架设轴线延伸且与磁盘单元传动连接的传动轴单元，该驱动装置是传动连接于该传动轴单元，且能驱转该传动轴单元以传动该磁盘单元相对该线盘单元旋转。
本发明所述的盘式发电系统，该磁盘单元具有至少一个传动连结于该传动轴单元的磁盘模块，该至少一磁盘模块具有多个绕该架设轴线间隔分布的磁铁，且该磁盘模块能被该传动轴单元传动而相对该线盘单元旋转，该线盘单元能感应该磁盘模块的所述磁铁相对旋转位移产生的磁场变化而发电。
本发明所述的盘式发电系统，该线盘单元具有两个分别位于该至少一磁盘模块的轴向两相反侧的线盘模块，每一个线盘模块能感应该至少一磁盘模块的所述磁铁的相对旋转位移的磁场变化而发电。
本发明所述的盘式发电系统，该线盘单元具有多个线盘模块，该磁盘单元具有多个传动连结于所述传动轴单元的磁盘模块，所述磁盘模块与所述线盘模块是沿该架设轴线交错排列，每一磁盘模块能被该传动轴单元带动而相对相邻的每一个线盘模块旋转位移，每一个线盘模块能感应相邻的每一个磁盘模块的所述磁铁的相对旋转位移的磁场变化而发电。
本发明的有益效果在于：通过该电力开关装置会于该第一供电模式与该第二供电模式间切换的设计，能于该盘式发电装置启动初期，提供较大的电能对该供电装置充电，而于该盘式发电装置已稳定运转时，停止提取输出该蓄电装置储存的电能，并改以该盘式发电装置产生的部分电能对该供电装置进行充电，能降低该蓄电装置的放电次数，有助于延长该蓄电装置的使用寿命。
附图说明
本发明的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：
图1是本发明盘式发电系统的一个实施例的架构示意图；
图2是该实施例的一个盘式发电装置的局部立体分解图；及
图3是该实施例的功能方块图。
具体实施方式
参阅图1、2、3，本发明盘式发电系统的实施例，包含一个盘式发电装置3、一个电连接于该盘式发电装置3且用于驱动该盘式发电装置3运转的驱动装置4、一个电连接于该盘式发电装置3的电力开关装置5、一个电连接于该电力开关装置5的充电控制装置6、一个电连接于该充电控制装置6的蓄电装置7、一个电连接于该蓄电装置7的放电控制装置8、一个电连接于该电力开关装置5与该放电控制装置8并电连接于该驱动装置4的供电装置9。
该盘式发电装置3包括一个线盘单元31、一个磁盘单元32、一个用于传动该磁盘单元32相对该线盘单元31旋转的传动轴单元33。在本实施例中，该线盘单元31包括多个能感磁发电的线盘模块311，该磁盘单元32具有多个分别用于诱导线盘模块311发电的磁盘模块321，且线盘模块311与磁盘模块321是沿一条架设轴线30交错排列设置。该传动轴单元33是沿该架设轴线30延伸地穿设于线盘模块311与磁盘模块321，能被该驱动装置4驱动而传动磁盘模块321相对线盘模块311旋转。每一线盘模块311具有多个能感应相邻的磁盘模块321产生的磁场变化而发电的线圈(图未示)。每一磁盘模块321具有多个绕该架设轴线30间隔分布的磁铁322，且每一磁盘模块321能被该传动轴单元33驱转，而使磁铁322相对相邻的每一个线盘模块311旋转位移，用于产生能够诱使相邻的每一线盘模块311感磁发电的磁场变化。
在本实施例中，该磁盘单元32具有多个磁盘模块321，该线盘单元31具有多个线盘模块311，但是实施时，在本发明的其它实施态样中，磁盘模块321与线盘模块311的数量能依需求而改变，例如只设置一个线盘模块311，并于该线盘模块311的轴向两侧分别设置一个磁盘模块321，或者是只设置一个磁盘模块321，而于该磁盘模块321的轴向两侧分别设置一个线盘模块311。但是实施时，该盘式发电装置3的该线盘单元31与该磁盘单元32的架构不以上述类型为限。
该电力开关装置5是电连接于该盘式发电装置3、该充电控制装置6与该供电装置9，并与该放电控制装置8讯号连接，该电力开关装置5包括一个测速单元51、一个电力开关单元52，及一个电力分配单元53。
该测速单元51能感测该磁盘单元32的转速而输出一个转速值。该电力开关单元52内建有一个转速阀值，并具有一个第一供电模式与一个第二供电模式，该电力开关单元52会于该转速值小于等于该转速阀值时，启动该第一供电模式，会控制该电力分配单元53与该充电控制装置6电连接，并触发启动该放电控制装置8。该电力开关单元52会于该转速值大于该转速阀值时，切换启动该第二供电模式，会控制该电力分配单元53同时电连接于该充电控制装置6与该供电装置9，并控制该放电控制装置8停止运作。
该电力分配单元53会于该电力开关单元52启动该第一供电模式时，也就是只电连接于该充电控制装置6时，将该盘式发电装置3产生的全部电能输出至该充电控制装置6，且会于该电力开关单元 52启动该第二供电模式时，也就是同时电连接于该充电控制装置6与该供电装置9时，将该盘式发电装置3产生的全部电能区分为特定比例的一个第一充电电能与一个第二充电电能，并以该第一充电电能对该供电装置9充电，以及将该第二充电电能传送至该充电控制装置6。
该充电控制装置6会对该电力分配单元53传送的该盘式发电装置3的全部电能与该第二充电电能进行处理，例如滤波与稳压处理等，然后将处理后的电能储存于该蓄电装置7。
该放电控制装置8被触发启动时，会撷取该蓄电装置7储存的电能以输出一个第三充电电能，并以该第三充电电能对该供电装置9充电，而于被驱动停止运作时，停止输出该蓄电装置7的储存电能，也就是不会对该供电装置9充电。在本实施例中，该第三充电电能的电力值大于该第一充电电能的电力值。
该供电装置9内部设有可充电电池，会接收储存该第一充电电能与该放电控制装置8提供的第三充电电能，且会将储存的电能处理后，例如将储存的直流电转换成交流电，用于输出该驱动装置4运转所需的驱动电能。
本发明盘式发电系统启动运作时，该供电装置9会输出用于驱动该盘式发电装置运转的驱动电能，于此同时，该测速单元51会感测该磁盘单元32的转速值，在运转初期，也就是该转速值小于等于该转速阀值的期间，该盘式发电装置3的该传动轴单元33传动磁盘模块321转动的阻力最大，该驱动装置4驱转该传动轴单元33所需的电能最大，所以该电力开关单元52会切换启动第一供电模式，使该盘式发电装置3产生的电能全部输送至该充电控制装置6，而全部储存于该蓄电装置7，且该放电控制装置8会自该蓄电装置7提取输出较大电量的该第三充电电能以对该供电装置9充电，使该供电装置9有足够的电能驱动该驱动装置4。
当该磁盘单元32的转速值大于该转速阀值时，该传动轴单元33的运转阻力已降低，该电力开关单元52会切换至该第二供电模式，使该电力分配单元53同时电连接该充电控制装置6与该供电装置9，并同时控制该放电控制装置8停止运作。此时，该电力分配单元53会将该盘式发电装置3产生的电能分配成该第一充电电能与该第二充电电能，会以该第一充电电能对该供电装置9进行充电，会将该第二充电电能传送至该充电控制装置6，使该充电控制装置6将该第二充电电能储存于该蓄电装置7，且因为该放电控制装置8已停止运作，所以该蓄电装置7储存的电能不再被输出。
综上所述，通过该电力开关单元52会根据该磁盘单元32的转速值，于该第一供电模式与该第二供电模式间切换的设计，能于该盘式发电装置3启动阻力最大的启动初期，使该放电控制装置8提供较大的电能对该供电装置9充电，而于该盘式发电装置3已稳定运转且所需的能耗较低时，停止提取输出该蓄电装置7储存的电能，并改由该盘式发电装置3的部分电能直接对该供电装置9进行充电，能省下该放电控制装置8的运作能耗，以及处理输出第三充电电能的能耗，也能降低该蓄电装置7的放电次数，有助于延长该蓄电装置7的使用寿命，是一种相当方便实用的创新设计。因此，确实能达成本发明的目的。
以上所述者，只为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，凡是依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，都仍属本发明的范围。
Claims (6)
1.一种盘式发电系统，包含一个盘式发电装置、一个驱动装置，及一个供电装置，该盘式发电装置包括能相对旋转的一个磁盘单元与一个线盘单元，该线盘单元能感应该磁盘单元相对旋转所产生的磁场变化而发电，该驱动装置传动连接于该盘式发电装置，能被驱动运作而传动该磁盘单元与该线盘单元相对旋转，该供电装置能被控制输出用于驱动该驱动装置运作的驱动电能，其特征在于：该盘式发电系统还包含一个蓄电装置、一个放电控制装置、一个充电控制装置，及一个电力开关装置，该放电控制装置是电连接于该蓄电装置与该供电装置，能被启动而将该蓄电装置储存的电能输出以对该供电装置充电，该充电控制装置是电连接于该蓄电装置，能将电能储存于该蓄电装置，该电力开关装置是电连接于该线盘单元、该充电控制装置与该供电装置，且讯号连接于该放电控制装置，内建有能切换启动的一个第一供电模式与一个第二供电模式，能于该第一供电模式启动时，驱使该充电控制装置将该线盘单元输出的全部电能储存于该蓄电装置，能于启动该第二供电模式时，驱使该放电控制装置停止运作，并以该线盘单元输出的部分电能对该供电装置充电，且驱使该充电控制装置将该线盘单元输出的剩余电能储存于该蓄电装置。
2.根据权利要求1所述的盘式发电系统，其特征在于：该电力开关装置具有一个用于量测该磁盘单元的转速而对应输出一个转速值的测速单元、一个内建有该第一供电模式与该第二供电模式的电力开关单元，及一个电力分配单元，该电力开关单元会于该转速值小于等于一个转速阀值时，启动该第一供电模式，并于该转速值大于该转速阀值时，切换启动该第二供电模式，该电力分配单元会于该电力开关单元启动该第一供电模式时，将该线盘单元输出的电能全部传送至该充电控制装置，而于该电力开关单元启动该第二供电模式时，将该线盘单元输出的电能区分为特定比例的一个第一充电电能与一个第二充电电能，并以该第一充电电能对该供电装置充电，且驱使该充电控制装置将该第二充电电能储存于该蓄电装置。
3.根据权利要求1或2所述的盘式发电系统，其特征在于：该盘式发电装置还具有一个沿一条架设轴线延伸且与磁盘单元传动连接的传动轴单元，该驱动装置是传动连接于该传动轴单元，且能驱转该传动轴单元以传动该磁盘单元相对该线盘单元旋转。
4.根据权利要求3所述的盘式发电系统，其特征在于：该磁盘单元具有至少一个传动连结于该传动轴单元的磁盘模块，该至少一磁盘模块具有多个绕该架设轴线间隔分布的磁铁，且该磁盘模块能被该传动轴单元传动而相对该线盘单元旋转，该线盘单元能感应该磁盘模块的所述磁铁相对旋转位移产生的磁场变化而发电。
5.根据权利要求4所述的盘式发电系统，其特征在于：该线盘单元具有两个分别位于该至少一磁盘模块的轴向两相反侧的线盘模块，每一个线盘模块能感应该至少一磁盘模块的所述磁铁的相对旋转位移的磁场变化而发电。
6.根据权利要求4所述的盘式发电系统，其特征在于：该线盘单元具有多个线盘模块，该磁盘单元具有多个传动连结于所述传动轴单元的磁盘模块，所述磁盘模块与所述线盘模块是沿该架设轴线交错排列，每一磁盘模块能被该传动轴单元带动而相对相邻的每一个线盘模块旋转位移，每一个线盘模块能感应相邻的每一个磁盘模块的所述磁铁的相对旋转位移的磁场变化而发电。
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