CN108880167A - 磁组相对磁极异位的电动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁组相对磁极异位的电动装置，具有一感应线圈组，且于该感应线圈组两侧分设有可同步呈相对运动的一水平磁组及一垂交磁组，其中水平磁组由至少一具有呈运动方向充磁的第一磁性件所构成，而垂交磁组由至少一具有充磁方向与运动方向垂交的第二磁性件所构成，且第一、二磁性件呈相对排列状，感应线圈组与水平磁组、垂交磁组间设有一供选择性对线圈给电与否的开关组，借此，可以消弭不给电时的感应电压，而能以低电力驱动，且可以在送电驱动时同时增生双磁助，而提高输出动能，达到大幅提升能源转换率的目的。

Description

磁组相对磁极异位的电动装置

技术领域

本发明涉及一种能源转换的电磁技术领域，具体而言是指一种能消弭感应电压、增加全面磁助的磁组相对磁极异位的电动装置，借以能达到微电力启动之效，以有效善用能源，同时可以增强磁助力，提高输出动力，从而提升其能源转换效率。

背景技术

一般电动机的结构由可相对旋转运动的一定子与一转子所构成，其中作为定子的内缘设有多个线圈，而作为转子的外缘设有多个对应线圈的磁性件，通过对线圈的间歇性给电，使线圈被磁化，而与转子的磁性件产生相斥与相吸的磁力作用，进而驱动转子高速旋转。

该电动机在运作时，采间歇性给电方式，而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配置方式的影响，在暂停给电的瞬间，线圈仍然会受到惯性中的磁性件磁力线切割的影响，而产生感应电动势，形成一种内在电压，因此一般电动机输入电力需求较大，徒增不必要的能源浪费。又受到磁吸效应的影响，使转子与定子间增生不利于运动的磁阻力，减缓整体的运转速率，导致输出动力不佳，能源转换效率低落。

换言之，如能有效消弭给电前的感应电压，以及增生给电时的磁助力，则将可以产生低耗能、高输出的效果，而如何达成此一目的，为业界所亟待开发。

鉴于此，本发明人乃针对前述现有电动装置在应用上所面临的问题深入探讨，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，终于成功的开发出本发明，借以克服现有者因感应电压大及增生磁阻大所造成的不便与困扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁组相对磁极异位的电动装置，借由消弭感应电压，达到降低输入电力，进一步提升其能源转换效率。

本发明的再一目的在于提供一种磁组相对磁极异位的电动装置，其能减少动能损耗，增加顺向磁助力，有效增进运转速度，进一步提升其输出动力。

基于此，本发明主要采用下列技术手段，来实现上述目的。

一种磁组相对磁极异位的电动装置，该电动装置包含有一感应线圈组、一水平磁组、一垂交磁组及一开关组，其中水平磁组及垂交磁组可同步相对感应线圈组运动：而所述感应线圈组具有至少一线圈件，且各线圈件具有一以垂直运动方向延伸的导磁体及至少一环设于该导磁体的线圈所构成，所述线圈并连接给电电源；又所述水平磁组由至少一具有呈运动方向充磁的第一磁性件所组成，且各第一磁性件水平的前后两端中对应运动方向靠近感应线圈组的一端形成一第一磁极、而对应运动方向远离感应线圈组的一端形成一第二磁极；另所述垂交磁组由至少一具有垂直运动方向充磁的第二磁性件所组成，且各第二磁性件直立的上下两端中对应感应线圈组的一端形成一第三磁极、而异于感应线圈组的一端形成一第四磁极，再者水平磁组的第一磁性件与垂交磁组的第二磁性件呈等长、且相对排列，再者相对的水平磁组第一磁性件的第一磁极与垂交磁组第二磁性件的第三磁极呈相同的磁极；至于，所述开关组由一给电开关、一断电开关及第一、二感应元件所构成，第一、二感应元件可以分设于感应线圈组的线圈件轴线对应水平磁组与垂交磁组的两端，而给电开关设于水平磁组的第一磁性件位移进入感应线圈组的第一磁极端部，而断电开关则设于垂交磁组的第二磁性件中第三磁极一侧的中央轴线，而形成一种前段给电的状态。

该电动装置的水平磁组由二个或二个以上具有呈运动方向充磁的第一磁性件串接而成，且相邻的第一磁性件呈同极相对，而垂交磁组由二个或二个以上具有垂直运动方向充磁的第二磁性件所串接而成，且相邻的第二磁性件的第三磁极呈相异磁极。

一种磁组相对磁极异位的电动装置，该电动装置包含有一感应线圈组、一水平磁组、一垂交磁组及一开关组，其中水平磁组及垂交磁组可同步相对感应线圈组运动：而所述感应线圈组具有至少一线圈件，且各线圈件具有一以垂直运动方向延伸的导磁体及至少一环设于该导磁体的线圈所构成，所述线圈并连接给电电源；又所述水平磁组由至少一具有呈运动方向充磁的第一磁性件所组成，且各第一磁性件水平的前后两端中对应运动方向靠近感应线圈组的一端形成一第一磁极、而对应运动方向远离感应线圈组的一端形成一第二磁极；另所述垂交磁组由至少一具有垂直运动方向充磁的第二磁性件所组成，且各第二磁性件直立的上下两端中对应感应线圈组的一端形成一第三磁极、而异于感应线圈组的一端形成一第四磁极，再者水平磁组的第一磁性件与垂交磁组的第二磁性件呈等长、且相对排列，再者相对的水平磁组第一磁性件的第一磁极与垂交磁组第二磁性件的第三磁极呈相异的磁极；至于，所述开关组由一给电开关、一断电开关及第一、二感应元件所构成，第一、二感应元件可以分设于感应线圈组的线圈件轴线对应垂交磁组与水平磁组的两端，而给电开关设于垂交磁组的第二磁性件中第三磁极一侧的中央轴线，而断电开关设于水平磁组之第一磁性件位移离开感应线圈组的第二磁极端部，而形成一种后段给电的状态。

该电动装置的水平磁组由二个或二个以上具有呈运动方向充磁的第一磁性件串接而成，且相邻的第一磁性件呈同极相对，而垂交磁组由二个或二个以上具有垂直运动方向充磁的第二磁性件所串接而成，且相邻第二磁性件的第三磁极呈相异磁极。

借此，本发明磁组相对磁极异位的电动装置通过采用上述技术手段，可利用水平磁组呈运动方向充磁，而垂交磁组呈相对的垂直运动方向充磁，使两者的磁力线相对压缩形成一与运动方向平行的磁束，使其磁力线不致产生切割，而能消弭感应电压，让其可以低电力输入所驱动，有效善用能源，同时通过开关组启闭作用，可以同时获得全面磁助力，使能在低输入电力下，反而提供高输出动力，从而能有效提升其能源转换的效率，故能大幅增加其附加价值，并提高其经济效益。

附图说明

图1为本发明磁组相对磁极异位的电动装置第一实施例的架构示意图，供说明给电端在磁组前段的状态。

图2为本发明磁组相对磁极异位的电动装置第二实施例的架构示意图，供说明另一给电端在磁组前段的状态。

图3为本发明磁组相对磁极异位的电动装置第三实施例的架构示意图，供说明给电端在磁组后段的状态。

图4为本发明磁组相对磁极异位的电动装置第四实施例的架构示意图，供说明另一给电端在磁组后段的状态。

图5、图6、图7为本发明第一实施例于前段给电的动作示意图。

图8、图9、图10为本发明第二实施例于前段给电的动作示意图。

图11、图12、图13为本发明第三实施例于后段给电的动作示意图。

图14、图15、图16为本发明第四实施例于后段给电的动作示意图。

图17为本发明磁组相对磁极异位的电动装置第五实施例的架构示意图，供说明水平磁组与垂交磁组二个或二个以上串接的前段给电状态。

图18为本发明磁组相对磁极异位的电动装置第六实施例的架构示意图，供说明水平磁组与垂交磁组二个或二个以上串接的后段给电状态。

【符号说明】

10感应线圈组 11线圈件

12导磁体 13线圈

20水平磁组 21第一磁性件

211第一磁极 212第二磁极

30垂交磁组 31第二磁性件

311第三磁极 312第四磁极

40开关组 41给电开关

42断电开关 45第一感应元件

46第二感应元件。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的构成、特征及其他目的，以下乃举本发明的较佳实施例，并配合图式详细说明如后，同时让本领域的技术人员能够具体实施。

本发明为一种磁组相对磁极异位的电动装置，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。

本发明的磁组相对磁极异位的电动装置的构成，图1、图2、图3、图4所示，该电动装置具有一感应线圈组10，且于该感应线圈组10两侧分设有一运动方向充磁的水平磁组20及一垂直运动方向充磁的垂交磁组30，且该水平磁组20与该垂交磁组30可同步相对感应线圈组10运动，又该感应线圈组10与该水平磁组20、该垂交磁组30间设有一开关组40，而该开关组40可供操控对感应线圈组10选择性给电与否；

而本发明磁组相对磁极异位的电动装置第一实施例的详细构成则仍请参照图1、图2所揭示，其中该感应线圈组10可以被定义为定子，且该感应线圈组10由一或一个以上的线圈件11所组成【一个以上请参看图17、图18所示的实施例】，且各线圈件11具有一以垂直运动方向延伸的导磁体12及至少一环设于该导磁体12的线圈13所构成，所述线圈13并连接给电电源，供给电电源对线圈13给电时，能使线圈件11磁化，以同步驱动作为转子的水平磁组20与垂交磁组30；

而该水平磁组20由至少一具有呈运动方向充磁的第一磁性件21串接而成【一个以上请参看图17、图18所示的实施例】，且各第一磁性件21水平的前后两端中对应运动方向靠近感应线圈组10的一端可以被定义为第一磁极211【即N极或S极】、而对应运动方向远离感应线圈组10的一端可以被定义为第二磁极212【即S极或N极】；

又该垂交磁组30由至少一具有垂直运动方向充磁的第二磁性件31所构成【一个以上请参看图17、图18所示的实施例】，且各第二磁性件31直立的上下两端中对应感应线圈组10的一端可以被定义为第三磁极311【即N极或S极】、而异于感应线圈组10的一端可以被定义为第四磁极312【即S极或N极】，再者第一、二磁性件21、31呈等长、且相对排列，再者水平磁组20第一磁性件21的第一磁极211与垂交磁组30第二磁性件31的第三磁极311可以呈同磁极【如图1、图2的前段给电的第一、二实施例】或不同磁极【如图3、图4的后段给电的第三、四实施例】；

至于，所述开关组40由一给电开关41、一断电开关42及第一、二感应元件45、46所构成，如图1、图2的第一、二实施例，其中第一、第二感应元件45、46可以分设于感应线圈组10的线圈件11轴线对应水平磁组20与垂交磁组30的两端，而开关组40的给电开关41设于水平磁组20的第一磁性件21位移进入感应线圈组10的第一磁极211端部，而断电开关42则设于垂交磁组30的第二磁性件31中第三磁极311一侧的中央轴线，用以当水平磁组20移动靠近线圈件11，且当第一磁性件21上的给电开关41在检知线圈件11上相对的第一感应元件45时，可以连通给电电源与线圈件11的线圈13进行给电，而形成一种前段给电的状态，又当水平磁组20进入线圈件11内，且当第二磁性件31中央的断电开关42在检知线圈件11上相对的第二感应元件46时，可以切断给电电源与线圈件11线圈13的连接而形成断电；另如图3、图4的第三、四实施例，其中第一、二感应元件45、46可以分设于感应线圈组10的线圈件11轴线对应垂交磁组30与水平磁组20的两端，而开关组40的给电开关41设于垂交磁组30的第二磁性件31中第三磁极311一侧的中央轴线，而断电开关42设于水平磁组20的第一磁性件21位移离开感应线圈组10的第二磁极212端部，用以当垂交磁组30移动进入线圈件11，且当第二磁性件31上的给电开关41在检知线圈件11上相对的第一感应元件45时，可以连通给电电源与线圈件11的线圈13进行给电，再者当水平磁组20离开线圈件11，且当第一磁性件21上的断电开关42在检知线圈件11上相对的第二感应元件46时，可以切断给电电源与线圈件11线圈13的连接造成断电，而形成一种后段给电的状态；

借此，组构成一可消弭感应电压、且增加磁助力的磁组相对磁极异位的电动装置。

至于本发明电动装置于实际使用时，以前段给电为例，其动作如图5至图7及图8至图10所揭示，由于水平磁组20由呈运动方向充磁的第一磁性件21串接而成，又垂交磁组30由相对、且呈垂直运动方向充磁的第二磁性件31所构成，因此位于前半段(又称电动区)由于两者的磁力线冲突相对，使磁通量锐减，且磁力线相互压缩形成与运动方向平行的磁束，即因水平磁组20与垂交磁组30间稀疏的磁力线被压缩水平，故其无致相对感应线圈组10垂直的线圈件11线圈13产生切割，而能有效消弭感应电压，使水平磁组20与垂交磁组30可以低输入电力驱动，减少能源耗费；

又当水平磁组20与垂交磁组30同步相对感应线圈组10移动，且当该水平磁组20的第一磁性件21上开关组40的给电开关41对应感应线圈组10的线圈件11上第一感应元件45时【如图5、图6、图8、图9所示】，可令该线圈件11的线圈13与给电电源呈导通状，而形成给电状况，而令线圈件11对应第一磁性件21的一端形成与第一磁极211呈相同极性，供产生沿运动方向之相斥推力，且令线圈件11对应垂交磁组30第二磁性件31的第三磁极311呈相异极性，供产生沿运动方向的相吸拉力，让移动的水平磁组20与垂交磁组30同时获得两个磁助力，使其在前述消弭感应电压，而能在低输入电力下，大幅提高输出动力，提升其能源转换率。而当水平磁组20进入线圈件11内，且当第二磁性件31中央的断电开关42在检知线圈件11上相对的第二感应元件46时【如图7、图10】，可以切断给电电源与线圈件11线圈13的连接而形成断电，否则当垂交磁组30第二磁性件31的第三磁极311越过感应线圈组10线圈件11中线时，如感应线圈组10线圈件11线圈13继续给电磁化，因线圈件11对应垂交磁组30第二磁性件31的第三磁极311呈相异极性，导致增生异于运动方向的逆拉力，形成一种磁阻力，然由于此时已断电，故不致产生此一磁阻力，令作为转子的水平磁组20与垂交磁组30可行惯性运转。

另当本发明电动装置于实际使用时，以后段给电为例，其动作如图11至图13及图14至图16所揭示，由于水平磁组20由呈运动方向充磁的第一磁性件21串接而成，又垂交磁组30由相对、且呈垂直运动方向充磁的第二磁性件31所构成，因此位于后半段(又称电动区)由于两者的磁力线冲突相对，使磁通量锐减，且磁力线相互压缩形成与运动方向平行的磁束，即因水平磁组20与垂交磁组30间稀疏的磁力线被压缩水平，故其无致相对感应线圈组10垂直的线圈件11线圈13产生切割，而能有效消弭感应电压，使水平磁组20与垂交磁组30可以低输入电力驱动，减少能源耗费；

而当水平磁组20与垂交磁组30同步相对感应线圈组10移动，且当该垂交磁组30的第二磁性件31上开关组40的给电开关41对应感应线圈组10的线圈件11上第一感应元件45时【如图11、图12、图14、图15所示】，可令该线圈件11的线圈13与给电电源呈导通状，而形成给电状况，而令线圈件11对应第二磁性件31的一端形成与第三磁极311呈相同极性，供产生沿运动方向的相斥推力，且令线圈件11对应水平磁组20第一磁性件21的第二磁极212呈相异极性，供产生沿运动方向的相吸拉力，让移动的水平磁组20与垂交磁组30同时获得两个磁助力，使其在前述消弭感应电压，而能在低输入电力下，大幅提高输出动力，提升其能源转换率。另当水平磁组20远离线圈件11，且当第一磁性件21第二磁极212的断电开关42在检知线圈件11上相对的第二感应元件46时【如图13、图16】，可以切断给电电源与线圈件11线圈13的连接形成断电，否则当水平磁组20第一磁性件21的第二磁极212越过感应线圈组10线圈件11中线时，如感应线圈组10线圈件11线圈13继续给电磁化，因线圈件11对应水平磁组20第一磁性件21的第二磁极212呈相异极性，导致增生异于运动方向的逆拉力，形成一种磁阻力，然由于此时已断电，故不致产生此一磁阻力，令作为转子的水平磁组20与垂交磁组30可行惯性运转。

又承如前述，本发明的感应线圈组10可以有二个或二个以上的线圈件11，而水平磁组20与垂交磁组30可以分别有二个或二个以上的第一磁性件21与第二磁性件31串接而成，如图17、图18所示，该水平磁组20由二个或二个以上具有呈运动方向充磁的第一磁性件21串接而成，且相邻的第一磁性件21呈同极相对【即前一第一磁性件的S极对应相邻后一第一磁性件的S极、且前一第一磁性件的N极对应相邻后一第一磁性件的N极】，又该垂交磁组30由二个或二个以上具有垂直运动方向充磁的第二磁性件31所串接而成，且相邻第二磁性件31的第三磁极311呈相异磁极【即当前一第二磁性件的第三磁极为S极时则后一第二磁性件的第三磁极为N极、且当前一第二磁性件的第三磁极为N极时则后一第二磁性件的第三磁极为S极】，且如图17所示，该开关组40的第一、二感应元件45、46可以分设于感应线圈组10的线圈件11轴线对应水平磁组20与垂交磁组30的两端，而开关组40的给电开关41设于水平磁组20的第一磁性件21位移进入感应线圈组10的第一磁极211端部，而断电开关42则设于垂交磁组30的第二磁性件31中第三磁极311一侧的中央轴线，而形成前段给电。又或如图18所示，第一、二感应元件45、46可以分设于感应线圈组10的线圈件11轴线对应垂交磁组30与水平磁组20的两端，而开关组40的给电开关41设于垂交磁组30的第二磁性件31中第三磁极311一侧的中央轴线，而断电开关42设于水平磁组20的第一磁性件21位移离开感应线圈组10的第二磁极212端部，而形成后段给电。

通过前述的说明，本发明的磁组相对磁极异位的电动装置利用水平磁组20由呈运动方向充磁的第一磁性件21串接而成，又垂交磁组30由相对、且呈垂直运动方向充磁的第二磁性件31所构成，使电动区(意指图1、图2的前段及图3、图4的后段)由于两者的磁力线冲突相对，使磁通量锐减，且磁力线相互压缩形成与运动方向平行的磁束，使其磁力线无致相对感应线圈组10垂直的线圈件11线圈13产生切割，而能有效消弭感应电压，使水平磁组20与垂交磁组30可以低输入电力驱动，减少能源耗损，同时通过开关组40作用让移动的水平磁组20与垂交磁组30可以同时获得两个顺向磁助力，而能在低的输入电力下，产出高的输出动力，从而能有效提升能源转换的效率。

借此，可以理解到本发明为一创意极佳的创作，除了有效解决习式者所面临的问题，更大幅增进功效，且在相同的技术领域中未见相同或近似的产品创作或公开使用，同时具有功效的增进。

Claims (4)

1.一种磁组相对磁极异位的电动装置，其特征在于：该电动装置包含有一感应线圈组、一水平磁组、一垂交磁组及一开关组，其中水平磁组及垂交磁组可同步相对感应线圈组运动：

而所述感应线圈组具有至少一线圈件，且各线圈件具有一以垂直运动方向延伸的导磁体及至少一环设于该导磁体的线圈所构成，所述线圈并连接给电电源；

又所述水平磁组由至少一具有呈运动方向充磁的第一磁性件所组成，且各第一磁性件水平的前后两端中对应运动方向靠近感应线圈组的一端形成一第一磁极、而对应运动方向远离感应线圈组的一端形成一第二磁极；

另所述垂交磁组由至少一具有垂直运动方向充磁的第二磁性件所组成，且各第二磁性件直立的上下两端中对应感应线圈组的一端形成一第三磁极、而异于感应线圈组的一端形成一第四磁极，再者水平磁组的第一磁性件与垂交磁组的第二磁性件呈等长、且相对排列，再者相对的水平磁组第一磁性件的第一磁极与垂交磁组第二磁性件的第三磁极呈相同的磁极；

至于，所述开关组由一给电开关、一断电开关及第一、二感应元件所构成，第一、二感应元件可以分设于感应线圈组的线圈件轴线对应水平磁组与垂交磁组的两端，而给电开关设于水平磁组的第一磁性件位移进入感应线圈组的第一磁极端部，而断电开关则设于垂交磁组的第二磁性件中第三磁极一侧的中央轴线，而形成一种前段给电的状态。

2.如权利要求1所述的磁组相对磁极异位的电动装置，其特征在于：该电动装置的水平磁组由二个或二个以上具有呈运动方向充磁的第一磁性件串接而成，且相邻的第一磁性件呈同极相对，而垂交磁组由二个或二个以上具有垂直运动方向充磁的第二磁性件所串接而成，且相邻的第二磁性件的第三磁极呈相异磁极。

3.一种磁组相对磁极异位的电动装置，其特征在于：该电动装置包含有一感应线圈组、一水平磁组、一垂交磁组及一开关组，其中水平磁组及垂交磁组可同步相对感应线圈组运动：

而所述感应线圈组具有至少一线圈件，且各线圈件具有一以垂直运动方向延伸的导磁体及至少一环设于该导磁体的线圈所构成，所述线圈并连接给电电源；

又所述水平磁组由至少一具有呈运动方向充磁的第一磁性件所组成，且各第一磁性件水平的前后两端中对应运动方向靠近感应线圈组的一端形成一第一磁极、而对应运动方向远离感应线圈组的一端形成一第二磁极；

另所述垂交磁组由至少一具有垂直运动方向充磁的第二磁性件所组成，且各第二磁性件直立的上下两端中对应感应线圈组的一端形成一第三磁极、而异于感应线圈组的一端形成一第四磁极，再者水平磁组的第一磁性件与垂交磁组的第二磁性件呈等长、且相对排列，再者相对的水平磁组第一磁性件的第一磁极与垂交磁组第二磁性件的第三磁极呈相异的磁极；

至于，所述开关组由一给电开关、一断电开关及第一、二感应元件所构成，第一、二感应元件可以分设于感应线圈组的线圈件轴线对应垂交磁组与水平磁组的两端，而给电开关设于垂交磁组的第二磁性件中第三磁极一侧的中央轴线，而断电开关设于水平磁组之第一磁性件位移离开感应线圈组的第二磁极端部，而形成一种后段给电的状态。

4.如权利要求3所述的磁组相对磁极异位的电动装置，其特征在于：该电动装置的水平磁组由二个或二个以上具有呈运动方向充磁的第一磁性件串接而成，且相邻的第一磁性件呈同极相对，而垂交磁组由二个或二个以上具有垂直运动方向充磁的第二磁性件所串接而成，且相邻第二磁性件的第三磁极呈相异磁极。