CN112994300A - 永磁空心线圈发电机 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种永磁空心线圈发电机，用于连接于外部的动力输入机构，能够将动能转换成为电能；其具有一组空心线圈或相对称设置的二组空心线圈，各空心线圈的中心具有空心部；以及一永磁转子，其具有圆柱形的一永久磁铁，及结合在永久磁铁两端的二转轴；将永久磁铁可转动地设置在一组空心线圈的空心部中，或将永久磁铁可转动地设置在二组空心线圈之间，永久磁铁的二侧部分伸入各空心线圈的空心部，而转轴用于连接于动力输入机构。藉此，本发明能够达到永磁转子旋转时无磁吸阻力，及提升一定数值的电压与电流的输出等目的。

Description

永磁空心线圈发电机

技术领域

本发明涉及一种发电机，尤指一种线圈无铁芯的永磁空心线圈发电机。

背景技术

现今常见的一种发电机(Generator)的构造及原理，通常是由定子、转子、端盖及轴 承等部件所构成；其中，该定子是由定子铁芯、磁感线圈、机座以及固定这些部分的其他结构件组成；该转子是由转子磁极、磁扼、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。 由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力 线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了一定值的电压 与电流。

然而发电机的定子的磁感线圈中心包覆着一铁芯，当转子在两组定子或四组定子之间 转动时，转子磁极会与磁感线圈中心的铁芯产生磁吸作用，因此增加了该转子转动时的阻 力，致使外部机械能输入到转子时发生能量的损失，降低了发电机的发电效率。为此，如 何改善该转子转动时的阻力，提升发电机一定数值之电压与电流的输出，即为本发明所要 积极克服的课题。

发明内容

本发明的主要目的在提供一种永磁空心线圈发电机，其通过二组空心线圈及其间的一 永磁转子的发电机构造设计，使空心线圈的中心形成无铁芯的结构，进而达到永磁转子旋 转时无磁吸阻力，及提升一定数值的电压与电流的输出等目的。

为了达到上述目的，本发明的永磁空心线圈发电机，用于连接于外部的一动力输入机 构以将动能转换成为电能，其较佳技术方案包含：一组空心线圈，该空心线圈具有环形的 一空心架，及绕设在该空心架周围的一磁感线圈；其中，该空心架的中心具有一空心部； 以及一永磁转子，其具有一永久磁铁，及结合在该永久磁铁两端的二转轴；其中，该永久 磁铁可转动地设置在该空心线圈的空心部，且该转轴之一用于连接于该动力输入机构。

上述的永磁空心线圈发电机，更包含相对称设置的二组空心线圈，该二组空心线圈的 空心架的内侧面相靠合在一起，该二组空心线圈的空心部相对接连通；以及该永磁转子的 永久磁铁可转动地设置在该二组空心线圈的对接而成该空心部中，该二转轴分别延伸出该 空心架的两端。

上述的永磁空心线圈发电机，更包含相对称设置的二组空心线圈，该二组空心线圈的 空心架的内侧面分离成一转子空间；以及该永久磁铁可转动地设置在该二组空心线圈之间 的该转子空间，该永久磁铁的二侧部分伸入各该空心线圈的空心部，该二转轴分别延伸出 该空心架的两端。

上述的永磁空心线圈发电机中，该空心架为O形的绝缘环体，该空心部为贯穿该空心 架的一条形通孔，或从一侧凹入的一条形凹孔。

上述的永磁空心线圈发电机中，该空心架具有形成在两端外围的二挡环，及位于该二 挡环之间的线圈槽；该磁感线圈绕设在该线圈槽。

上述的永磁空心线圈发电机中，该转轴对应该永久磁铁的一端设有一结合部，该结合 部组接在该永久磁铁的端部。

上述的永磁空心线圈发电机，更包含一定位元件，该永磁转子的永久磁铁二端的该转 轴分别可转动的穿设于该定位元件。

上述的永磁空心线圈发电机中，该定位元件为一U形架。

上述的永磁空心线圈发电机，更包含一安装箱体，该安装箱体为一底板、一顶板、两 端板、两侧板及多数固定元件组成的矩形箱体；以及该永磁转子的至少一转轴穿设在该两 端板。

上述的永磁空心线圈发电机中，该两端板分别设有一轴承，该二转轴分别穿设于该轴 承。

本发明永磁空心线圈发电机，通过一组或二组空心线圈的空心部结构，使该空心线圈 形成无铁芯的构造，再将该永磁转子的圆柱形永久磁铁设置在一组或二组空心线圈的空心 部，藉此避免该永久磁铁与现有铁芯之间的磁吸阻力，致使外部的动力输入机构能够更没 有阻力地驱动该永久磁铁连续旋转，得到更佳的一定数值的电压与电流的输出。

附图说明

图1为本发明永磁空心线圈发电机第一较佳实施例的立体示意图。

图2为本发明永磁空心线圈发电机第一较佳实施例的分解示意图。

图3为本发明永磁空心线圈发电机第一较佳实施例的前视剖面示意图。

图4为本发明永磁空心线圈发电机第一较佳实施例的侧视剖面示意图。

图5为本发明永磁空心线圈发电机第二较佳实施例的立体示意图。

图6为本发明永磁空心线圈发电机第二较佳实施例的分解示意图。

图7为本发明永磁空心线圈发电机第二较佳实施例的前视剖面示意图。

图8为本发明永磁空心线圈发电机第二较佳实施例的侧视剖面示意图。

图9为本发明永磁空心线圈发电机第三较佳实施例的立体示意图。

图10为本发明永磁空心线圈发电机第三较佳实施例的分解示意图。

图11为本发明永磁空心线圈发电机第三较佳实施例的单侧构造示意图。

图12为本发明永磁空心线圈发电机第三较佳实施例的侧视剖面示意图。

图13为本发明永磁空心线圈发电机定位元件较佳实施例的立体示意图。

图14为本发明永磁空心线圈发电机安装箱体较佳实施例的组合示意图。

图15为本发明永磁空心线圈发电机安装箱体较佳实施例的分解示意图。

符号说明：

10 空心线圈

11 空心架

111 挡环

112 线圈槽

12 磁感线圈

13 空心部

A1 转子空间

20 永磁转子

21 永久磁铁

22 转轴

221 结合部

30 定位元件

40 安装箱体

41 底板

42 顶板

43 端板

44 侧板

45 固定元件

46 轴承

112b 分隔件

具体实施方式

兹依附图实施例将本发明的结构特征及其他的作用、目的详细说明如下：

[实施例一]

参阅图1至图4所示，为本发明永磁空心线圈发电机的第一较佳实施例，其是用于连 接于外部的动力输入机构(例如马达等)，进而将动能转换成为电能的发电机，其较佳的具 体实施例包含：一空心线圈10，及设置在该空心线圈10的一永磁转子20，其中：

如图2、图3所示，该组空心线圈10具有环形的一空心架11，以及绕设在该空心架11周围的一磁感线圈12；其中，该空心架11具体的为一绝缘材料制成的O形的绝缘环体， 使该空心架11的中心具有一空心部13，该空心部13可为贯穿该空心架的一条形通孔， 或从一侧凹入的一条形凹孔(如图4所示)；该磁感线圈12是由铜线绕设在该空心架11 周围所构成；再者，上述该空心线圈10可设置在任何一种机具上或马达或独立的外壳中。 如图2至图4所示，该永磁转子20较佳的具有圆柱形的一永久磁铁21，以及结合在该永 久磁铁21两端的二转轴22，该转轴22之一用于连接于动力输入机构，通过该而周周22 的定位作用，使该永久磁铁21可转动地设置在上述该空心线圈10的空心架11的空心部 13中，并使二转轴22分别穿出于该空心架11的两端；藉此，能够在该永磁转子20转动 时，使该空心线圈10的磁感线圈12产生电磁感应，进而输出一定数值的电压与电流。

[实施例二]

参阅图5至图8所示，为本发明永磁空心线圈发电机的第二较佳实施例，其同样用于 连接于外部的动力输入机构(例如马达等)，进而将动能转换成为电能的发电机，其较佳的 具体实施例包含：二组空心线圈10，及设置在该二组空心线圈10之中的一永磁转子20，其中：

本实施例的各该空心线圈10的空心架11、磁感线圈12及空心部13的构造与上述实施例一相同，本实施例中的永磁转子20亦与上述实施例一相同；本实施例是将二组空心 线圈10相对称设置(如图6及图8所示)，将该二组空心线圈10的空心架11的内侧面相 靠合在一起，使该二组空心线圈10的空心部13相对接连通；而该永磁转子20的永久磁 铁21则可转动地设置在该二组空心线圈10对接而成的该空心部13中(如图8所示)，并 使该二转轴22分别延伸出该空心架11的两端(如图5及图7所示)，用其中之一的转轴 22连接于动力输入机构；藉此，能够在该永磁转子20转动时，使该二组空心线圈10的 磁感线圈12产生电磁感应，进而输出一定数值的电压与电流。

[实施例三]

参阅图9至图12所示，为本发明永磁空心线圈发电机的第三较佳实施例，其同样用于连接于外部的动力输入机构(例如马达等)，进而将动能转换成为电能的发电机，其较佳的具体实施例包含：二组空心线圈10，及设置在该二组空心线圈10之中的一永磁转子20，其中：

各该空心线圈10同样具有上述实施例一的空心架11、磁感线圈12及空心部13，本实施例是将该二组空心线圈10相对称设置，并使该二组空心线圈10的空心架11的内侧 面分离(相间隔一距离)成一转子空间A1；该二组空心线圈10同样可设置在任何一种机具 上或马达或独立的外壳中，使其保持呈相对称设置形成该转子空间A1的构造。藉此，将 该永磁转子20的永久磁铁21可转动地设置在上述该二组空心线圈10之间的转子空间A1， 且该永久磁铁21的二侧部分伸入各该空心线圈10的空心部13，进而在该永磁转子20转 动时，使该二组空心线圈10的磁感线圈12产生电磁感应，进而输出一定数值的电压与电 流。

再参阅图2所示，上述该空心线圈10的空心架11为绝缘材质一体成型所构成，并具有形成在两端外围的二挡环111，及位于该二挡环111之间的线圈槽112，藉此使该磁感 线圈12绕设在该线圈槽112中，进而组成该空心线圈10。

再参阅图2、图6及图10所示，上述该永磁转子20的转轴22对应该永久磁铁21的 一端设有一结合部221，该结合部221可为一直径较大的头部，并可通过螺纹锁附结构或 嵌合结构使该结合部221组接在该永久磁铁21的端部，进而使外部的动力输入机构带动 该永磁转子20持续旋转。

本发明上述实施例一、二及三的永磁空心线圈发电机，可以设置在任何一种机具上或 马达或独立的安装箱体中，因此上述该转轴22可穿设在机具、马达或独立的安装箱体轴 孔及轴承中。参阅图13所示，并以上述实施例三为例，本发明亦可实施有一定位元件30，该定位元件为一U形架或其他形状，藉此使该永磁转子20的永久磁铁21二端的该转轴 22分别可转动的穿设于该定位元件30，达到该永磁转子20能够在该二组空心线圈10之 间转动的作用。再参阅图14及图15所示，本发明亦可实施有一安装箱体40，该安装箱 体40包含一底板41、一顶板42、两端板43、两侧板44组成的矩形箱体，并使用固定元 件45将上述板片锁附组合在起，其中两端板43分别设有一轴承46，藉此将上述二转轴 22穿设于轴承46，使永磁空心线圈发电机组装在该安装箱体40中，再使用其中一转轴 22作为动力输入端。

本发明的永磁空心线圈发电机，主要是通过一组或二组空心线圈10的空心 部13结构，使该空心线圈10形成无铁芯的构造，再将该永磁转子20的圆柱形永 久磁铁21设置在空心线圈10的空心部13，藉此避免掉该永久磁铁21与现有铁芯 之间的磁吸阻力，藉此能够使外部的动力输入机构更没有阻力地驱动该永久磁 铁21连续旋转，得到更佳的一定数值的电压与电流输出的功效。

Claims (10)

1.一种永磁空心线圈发电机，其用于连接于外部的一动力输入机构以将动能转换成为电能，其特征在于，其包含：

一组空心线圈，该空心线圈具有环形的一空心架，及绕设在该空心架周围的一磁感线圈；其中，该空心架的中心具有一空心部；以及

一永磁转子，其具有圆柱形的一永久磁铁，及结合在该永久磁铁两端的二转轴；其中，该永久磁铁可转动地设置在该空心线圈的空心部，且该至少一转轴用于连接于该动力输入机构。

2.如权利要求1所述的永磁空心线圈发电机，其特征在于，更包含相对称设置的二组空心线圈取代该一组空心线圈，该二组空心线圈的空心架的内侧面相靠合在一起，该二组空心线圈的空心部相对接连通；以及该永磁转子的永久磁铁可转动地设置在该二组空心线圈的对接而成该空心部中，该二转轴分别延伸出该空心架的两端。

3.如权利要求1所述的永磁空心线圈发电机，其特征在于，更包含相对称设置的二组空心线圈取代该一组空心线圈，该二组空心线圈的空心架的内侧面分离成一转子空间；以及该永久磁铁可转动地设置在该二组空心线圈之间的该转子空间，该永久磁铁的二侧部分伸入各该空心线圈的空心部，该二转轴分别延伸出该空心架的两端。

4.如权利要求1、2或3所述的永磁空心线圈发电机，其特征在于，其中该空心架为O形的绝缘环体，该空心部为贯穿该空心架的一条形通孔，或从一侧凹入的一条形凹孔。

5.如权利要求4所述的永磁空心线圈发电机，其特征在于，其中该空心架具有形成在两端外围的二挡环，及位于该二挡环之间的线圈槽；该磁感线圈绕设在该线圈槽。

6.如权利要求1所述的永磁空心线圈发电机，其特征在于，其中该转轴对应该永久磁铁的一端设有一结合部，该结合部组接在该永久磁铁的端部。

7.如权利要求1、2或3所述的永磁空心线圈发电机，其特征在于，更包含一定位元件，该永磁转子的永久磁铁二端的该转轴分别可转动的穿设于该定位元件。

8.如权利要求7所述的永磁空心线圈发电机，其特征在于，其中该定位元件为一U形架。

9.如权利要求1、2或3所述的永磁空心线圈发电机，其特征在于，更包含一安装箱体，该安装箱体为一底板、一顶板、两端板、两侧板及多数固定元件组成的矩形箱体；以及该永磁转子的该二转轴穿设在该两端板。

10.如权利要求9所述的永磁空心线圈发电机，其特征在于，其中该两端板分别设有一轴承，该二转轴分别穿设于该轴承。

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