CN201813305U

CN201813305U - 具有电能回收功能的马达

Info

Publication number: CN201813305U
Application number: CN2010202580738U
Authority: CN
Inventors: 戴伟伦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2020-07-13

Abstract

一种具有电能回收功能的马达，包括：一机械能输出装置及一电能回收装置，该电能回收装置连接该机械能输出装置。由此，电能施加到机械能输出装置时，机械能输出装置可输出机械能，同时电能回收装置可感应出电能，感应出的电能可输出作为他用，进而达到回收电能的目的。

Description

具有电能回收功能的马达

技术领域

本实用新型为一种马达，尤指一种具有电能回收功能的马达。

背景技术

马达与发电机为人们日常生活中常见及常用的电子产品，两者的基本构件都为：一定子(stator)及一转子(rotor)。而，两者的功用恰好相反。马达可接收电能使得转子转动，然后输出机械能而带动其它负载运动。而发电机则是接收机械能使得转子转动，然后输出电能至电池或其它电器用品。

有厂商发现两者的共通点，于是提出一种装置。该装置将马达与发电机相互结合，让马达在运转时能够同时使发电机发电，以达到回收电能的目的。大致的作法就是将马达的输出轴连接到发电机的输入轴，利用马达产生的机械能来带动发电机的转子转动，让发电机产生电能。

然而这种装置下的发电机所产生的电能远小于输入至马达的电能，因为电能在马达中转换成机械能时，会有一次能量损耗，也就是部分电能会转换成热能；而机械能在发电机中转换成电能时，又会有一次能量损耗，也就是部分机械能会转换成热能。因此，利用马达直接驱动发电机来回收电能的作法，至少会有两次能量损失，因此效果不佳。

此外，马达与发电机相结合后，整体的体积及重量会大幅增加，其应用容易受限制。

由于马达在日常生活中应用范围很广，各种家用电器用品中都装有马达，如洗衣机、烘衣机、吸尘器，电风扇、果汁机等，如能妥善回收电器用品所消耗的电能，将能节省为数可观的用电量。

本发明人鉴于现有技术仍有改善的空间，且依据多年来从事此方面工作的相关经验，悉心观察且研究，并配合理论的运用，而提出一种设计合理且能有效改善现有技术的本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种具有电能回收功能的马达，其能同时输出机械能及电能。而输出的电能与输入至马达的电能相比，两者不会相差太大。此外，与单纯只有激磁绕线组的马达相比，马达的体积及重量不会增加太多。

为达成上述目的，本实用新型提出一种具有电能回收功能的马达，包括：一机械能输出装置；以及一电能回收装置，其连接该机械能输出装置。

其中一种较佳实施例为：该机械能输出装置包含一定子及一转子，该定子包含有一激磁绕线组，该转子环绕该定子，该电能回收装置为一发电绕线组，该发电绕线组卷绕于该定子上，并且与该激磁绕线组相互电性隔离。

其中另一种较佳实施例为：该机械能输出装置包含一定子及一转子，该定子包含有一激磁绕线组，该转子被该定子环绕，该电能回收装置为一发电绕线组，该发电绕线组卷绕于该定子上，并且与该激磁绕线组相互电性隔离。

其中又一种较佳实施例为：该机械能输出装置包含一定子及一转子，该转子包含有一激磁绕线组，该转子被该定子环绕，该电能回收装置为一发电绕线组，该发电绕线组卷绕于该转子上，并且与该激磁绕线组相互电性隔离。

本实用新型所述的具有电能回收功能的马达，其中，该激磁绕线组及该发电绕线组是以两线并绕的方式卷绕在该定子的一磁轭上。

本实用新型所述的具有电能回收功能的马达，其中，该激磁绕线组电性连接至一供电设备，该发电绕线组电性连接至一储电设备。

本实用新型所述的具有电能回收功能的马达，其中，该激磁绕线组及该发电绕线组是以两线并绕的方式卷绕在该转子的一磁轭上。

其中一种较佳实施例为：该电能回收装置为一电能回收电路。

由此，本实用新型的具有电能回收功能的马达具有很多有益效果，列举如下：

当电能施加到激磁绕线组时，会使得转子旋转而输出机械能。转子旋转的同时，发电绕线组会因为磁通量的改变而感应出电能，感应出的电能可输出作为他用，由此达到回收电能的目的。

感应出的电能与输入至激磁绕线组的电能相比，不会相差太多。

与单纯只有激磁绕线组的马达相比，由于本实用新型的马达只增加一些容纳发电绕线组的体积以及发电绕线组的重量，所以其体积及重量不会增加太多。

为进一步了解本实用新型的特征及技术内容，下面结合附图对本实用新型做详细说明。

附图说明

图1为本实用新型的具有电能回收功能的马达的第一较佳实施例的平面示意图。

图2为本实用新型的具有电能回收功能的马达的第一较佳实施例的使用状态一的示意图。

图3为本实用新型的具有电能回收功能的马达的第一较佳实施例的使用状态二的示意图。

图4为本实用新型的具有电能回收功能的马达的第一较佳实施例的使用状态三的示意图。

图5为本实用新型的具有电能回收功能的马达的第二较佳实施例的平面示意图。

图6为本实用新型的具有电能回收功能的马达的第三较佳实施例的平面示意图。

【部件代表符号说明】

10A、10B、10C 具有电能回收功能的马达

11 定子

111 磁轭

112 激磁绕线组

113 发电绕线组

114 永久磁铁

12 转子

121 永久磁铁

122 磁轭

123 激磁绕线组

124 发电绕线组

20 电风扇

30 电源线

40 市电插座

50 供电设备

50a 风力发电

50b 太阳能发电

60 传输线

70 储电设备

具体实施方式

如图1所示，其为本实用新型的具有电能回收功能的马达的第一较佳实施例。该具有电能回收功能的马达10A(以下可简称为马达10A)为一种外转子无刷马达(outer rotor brushless motor)，其可包括如下组件：一机械能输出装置及一电能回收装置。该机械能输出装置包含有：一定子11及一转子12，该电能回收装置为一发电绕线组113。

该定子11可包括一磁轭(yoke)111、一激磁绕线组112，该磁轭111可由多个矽钢片堆叠而成，该激磁绕线组112及发电绕线组113卷绕在该磁轭111上，其中激磁绕线组112及发电绕线组113相互电性隔离，两者不会相互导通。

该激磁绕线组112及该发电绕线组113是以两线并绕的方式卷绕在该磁轭111上，也就是说，形成激磁绕线组112的导线与形成发电绕线组113的导线两者是并排在一起，然后同时绕在该磁轭111上。在其它实施例中，该激磁绕线组112以及该发电绕线组113可分别卷绕在磁轭111上，也就是说，可先卷绕该激磁绕线组112，然后再卷绕该发电绕线组113，反之亦可。

该转子12环绕该定子11，并且两者的轴心相同。转子12可具有多个永久磁铁121，这些永久磁铁121环绕包围着定子11。

接着说明马达10A的使用方式及特点。如图2所示，其为马达10A的其中一种使用状态(使用状态一)。马达10A可装载于一电风扇20中，马达10A的激磁绕线组112通过一电源线30电性连接至一市电插座40，市电插座40电性连接至一供电设备50中。而发电绕线组113通过一传输线60电性连接至埋于电风扇20底座中的一储电设备70中。即，激磁绕线组112可电性连接至供电设备50，发电绕线组113可电性连接至储电设备70。

供电设备50可供应电能至该激磁绕线组112上，使得该激磁绕线组112产生电磁场。电磁场与转子12的永久磁铁121相互作用，使得该转子12转动而输出机械能，进而带动风扇转动。

当该转子12转动时，因为转子12作用在该发电绕线组113的磁场一直在变化，使得该发电绕线组113可感应出一电流。感应出的电流可输送移动到储电设备70中而储存。在该储电设备70储存了一定的电能后，可切断其与供电装置50的连接，改由储电设备70供应电能至马达10A，让马达10A运作。

当然，该马达10A还有许多应用方式，并不局限于上述一种，例如可用其取代现有电动车的马达等。

由上述说明可知，马达10A在输出机械能的同时，也可输出电能(电流)，由此实现电回收的功能。输出电能会比输入电能来得小，但两者差距不会太大，通过实验可知，大约可达到1比3的比例。当然，该比例会受到马达10A的各种设计参数影响，因此输入输出的电能比例有可能更高或略低。

此外，当停止输入电能至激磁绕线组112后，转子12会因为惯性而继续旋转一阵子，此时发电绕线组113也可感应出电流。

如图3所示，其为马达10A的另一种使用状态(使用状态二)。马达10A可装载于一电风扇20中，马达10A的激磁绕线组112通过一电源线30电性连接至一市电插座40，市电插座40电性连接至一风力发电50a中。而发电绕线组113通过一传输线60电性连接至埋于电风扇20底座中的一储电设备70中。即，激磁绕线组112可电性连接至风力发电50a，发电绕线组113可电性连接至储电设备70。

风力发电50a可供应电能至该激磁绕线组112上，使得该激磁绕线组112产生电磁场。电磁场与转子12的永久磁铁121相互作用，使得该转子12转动而输出机械能，进而带动风扇转动。

当该转子12转动时，因为转子12作用在该发电绕线组113的磁场一直在变化，使得该发电绕线组113可感应出一电流。感应出的电流可输送移动到储电设备70中而储存。待该储电设备70储存了一定的电能量后，可切断与风力发电50a的连接，改由储电设备70供应电能至马达10A，让马达10A运作。风力发电50a作为再生能源发电种类之一，是各国政府极力推广的发电方式，其具有干净环保与节能省碳的优点，但其缺点在于无法长期稳定持续供电，容易受制于天然环境的不可抗拒因素，而影响风力发电50a发电的效能。因此本实用新型的具有电能回收功能的马达将为此提供最佳解决办法，当风力发电50a处于可供电时，马达10A经由风力发电50a获得电能，马达10A带动风扇转动，同时马达10A产生电能并储存至储电设备70；当风力发电50a无法供电时，可切断马达10A与风力发电50a的连接，改由储电设备70供应电能至马达10A，让马达不间断的持续运作，这样就不会因风力发电50a的供电不稳定而影响马达运作。

如图4所示，其为马达10A的另一种使用状态(使用状态三)。其与前述实施例的差异在于：供应电能的设备从一风力发电50a替换成一太阳能发电50b。太阳能发电50b如同风力发电50a也为再生能源发电种类之一，其供电的优缺点也极为相似，当本实用新型的具有电能回收功能的马达10A与太阳能发电50b相互搭配时，将可弥补太阳能发电50b的供电不稳定的缺陷，使得太阳能发电50b更容易推广应用。

如图5所示，其为本实用新型的具有电能回收功能的马达的第二较佳实施例。该具有电能回收功能的马达10B(以下可简称为马达10B)为一种内转子无刷马达(inner rotor brushless motor)，其技术内容与前述实施例的马达10A相似，而差异点在于：马达10B的转子12被该定子11环绕。

马达10B的使用方式与马达10A类似，其可供应电能至激磁绕线组112，使得转子12转动而输出机械能，同时发电绕线组113因为作用其上的磁场变化而输出电流。由此可知，第二实施例的马达10B也具有电能回收的功能。

如图6所示，其为本实用新型的具有电能回收功能的马达的第三较佳实施例。该具有电能回收功能的马达10C(以下可简称为马达10C)为一种有刷马达(brush motor)，其与前述实施例的差异在于机械输出装置的定子11及转子12的构造及配置不同，而电能回收装置依然为一发电绕线组124。

该定子11可包含有多个永久磁铁114，而该转子12被该定子11环绕，并且还包含有一磁轭122及一激磁绕线组123。该激磁绕线组123与该发电绕线组124卷绕于磁轭122上，且相互电性隔离。该激磁绕线组123与该发电绕线组124可通过两线并绕的方式卷绕在磁轭122上。

马达10C的使用方式也类似于马达10A或10B，可供应电能至该激磁绕线组123中，使得该转子12转动而输出机械能，同时该发电绕线组124因为周围的磁场变化而输出电流。由此可知，第三实施例的马达10C也具有电能回收的功能。

值得一提的是，上述各实施例的马达10A、10B及10C的机械输出装置除了包括定子11及转子12外，可进一步包括其它构件，例如壳体、输出轴、轴承、驱动电路、电刷、换向片及固定座等。但由于这些构件非本实用新型的重点，而且已广为本领域的相关人士所知，且不对本实用新型构成任何限制，因此不再详加叙述。

另外值得一提的是，本实用新型的电能回收装置除了可通过发电绕线组113或124来回收电能外，也可以通过一电能回收电路来实现。

综合上述，本实用新型的具有电能回收功能的马达巧妙地将电动机与发电机结合，使得其产生出诸多特点，列举如下：

一.当转子旋转输出机械能的同时，发电绕线组可感应出电能，感应出的电流可输出作为他用，由此达到回收电能的目的。

二.感应出的电流与输入至激磁绕线组的电流相比，不会差异太多，约可达到1比3的比例，或是更高。

三.与传统的马达相比，本实用新型的马达只会增加些许容纳发电绕线组的体积，以及发电绕线组的重量，因此其体积及重量不会增加太多。

四.各种类型的马达都可适用本实用新型的技术内容，例如有刷马达、无刷马达、外转子马达、内转马达、直流马达及交流马达等。

五.本实用新型的马达可与各类型再生能源发电系统相互搭配使用，可弥补再生能源发电系统先天上的缺陷，达到最佳使用状态。

六.取代现有的马达，达到节能省碳的目的。

但是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不限制本实用新型，因此凡是运用本实用新型说明书及图式内容而所作的等效变化，都包含于本实用新型的技术构思范围内。

Claims

1.一种具有电能回收功能的马达，其特征在于，包括：

一机械能输出装置；以及

一电能回收装置，其连接该机械能输出装置。

2.如权利要求1所述的具有电能回收功能的马达，其特征在于，该机械能输出装置包含一定子及一转子，该定子包含有一激磁绕线组，该转子环绕该定子，该电能回收装置为一发电绕线组，该发电绕线组卷绕于该定子上，并且与该激磁绕线组互相电性隔离。

3.如权利要求1所述的具有电能回收功能的马达，其特征在于，该机械能输出装置包含一定子及一转子，该定子包含有一激磁绕线组，该转子被该定子环绕，该电能回收装置为一发电绕线组，该发电绕线组卷绕于该定子上，并且与该激磁绕线组相互电性隔离。

4.如权利要求2或3所述的具有电能回收功能的马达，其特征在于，该激磁绕线组及该发电绕线组是以两线并绕的方式卷绕在该定子的一磁轭上。

5.如权利要求4所述的具有电能回收功能的马达，其特征在于，该激磁绕线组电性连接至一供电设备，该发电绕线组电性连接至一储电设备。

6.如权利要求2或3所述的具有电能回收功能的马达，其特征在于，该激磁绕线组电性连接至一供电设备，该发电绕线组电性连接至一储电设备。

7.如权利要求1所述的具有电能回收功能的马达，其特征在于，该机械能输出装置包含一定子及一转子，该转子包含有一激磁绕线组，该转子被该定子环绕，该电能回收装置为一发电绕线组，该发电绕线组卷绕于该转子上，并且与该激磁绕线组相互电性隔离。

8.如权利要求7所述的具有电能回收功能的马达，其特征在于，该激磁绕线组及该发电绕线组是以两线并绕的方式卷绕在该转子的一磁轭上。

9.如权利要求7或8所述的具有电能回收功能的马达，其特征在于，该激磁绕线组电性连接至一供电设备，该发电绕线组电性连接至一储电设备。

10.如权利要求1所述的具有电能回收功能的马达，其特征在于，该电能回收装置为一电能回收电路。