TW200529534A

TW200529534A - Magnetic rotating motor generator

Info

Publication number: TW200529534A
Application number: TW093117020A
Authority: TW
Inventors: Kohei Minato; Nobue Minato
Original assignee: Kohei Minato; Nobue Minato
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-06-14
Publication date: 2005-09-01
Also published as: JP2005245079A; CN1661892A; NZ533748A; KR20050086346A; MXPA04009379A; SG120165A1; US20050184613A1; EP1569322A1; AU2004202943A1; NO20050488L; CA2475810A1; KR101140833B1; US7148596B2; PL373155A1; TWI292978B

Description

200529534 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域] 本發明有關於一種磁力回轉式馬達發電機，其中，馬達係可達到半永久性之磁力回轉驅動，如此係可於一回轉模式下進行既定工作（例如：風扇之回轉或機械軸之驅動）；另外，本發明亦包括了一電力產生模式，於電力產生模式下係可進行電力的產生，其輸出電力係大於用以驅動馬達之輸入電力，並且可同時進行電力產生。【先前技術】水力（water power)、風力（wind power)、熱力 (thermal power)及核能（nuclear power)係用以作為用以轉動一發電機（generator)之能量，如此便可產生所需之電力（power)。就水力而言，由於其必須建構用以轉動水力渴輪機（hydraulic turbines)所需之水壩（dams)，除了造成環境破壞（environmental destruction)之外，水量也未必是經常性充足的。另外，沉積物（sediment)係會沉殿於水壩之中，如此將造成水壩無法永久使用。就風力而 a ’由於是採用自然現象（natural phenomenon)方式來達成’其相關之支出僅在於安裝發電機時所需的成本。再者由於風力必須依罪自然現象’如此便會有能量不穩定的情況發生。又，由於熱力係採用油或煤的 = 到電力的產生，除了對於空氣造成污染之外：成熱效率（thermal efficiency)降低、引起全球溫室 (global warming)之促成的問題。核能是需要相當的成本

200529534 五、發明說明（2) 以建構設備，同時存在有安全上的問題。基於上述說明可知，傳統電力產生裝置（p〇wer generation apparatuses)於實質上除了需要相當的成本以建構設備之外，同時亦具有環境污染、空氣污染、熱量產生、不穩定能量供應等問題。一 4又而§ ’馬達係以直流或交流方式來接收電力，如此以產生一回轉磁力（rotating magnetic f〇rce)，並且馬達係可藉由一磁吸引力（magnetic attraction force) 對於一轉子（rotat〇r)進行轉動，在磁吸引力的作用下係了使知δ亥轉子沿著回轉磁力而轉動。因此，為了產生回轉磁力，相對於輸出扭矩之電力係被供應至馬達。另外，就一般用途而言，當提供至馬達之電力供應 (power supply)停止時，則磁力回轉馬達（㈣別^^ rotatmg motor)係用以做為發電機之使用，並且轉子係 mi(externai f〇rce)而轉動。同樣地，個別轉子 ΐ StrUCtUre)(硬體（hardWare))係用以做為

Ki f之使用。當轉子結構接收到電力以提供-機 Ϊ ΐ轉託子:槿^:七一時’此操作方式則稱之為馬達，田轉子、、.。構错由一機械回轉力量 turning force)對於一韓子推仏絲名產生電力時，此操作方；線圈(c。⑴内式可知，個別轉子結構係無法同知：電機之功能，並且在馬達功能、级」出馬達之功此、發具有-時間延遲（time lag)。^ =之兩功能操作之間 s 然而，雖然在單一轉子結構 _ 第8頁 2049-6382-PF(N2).ptd 200529534 五、發明說明（3) 功能中同時具有馬達、發電機的功能，但其係無法在馬# 呈現的同時而同時呈現出發電機功能，反之亦然。為〜。在同一時段進行馬達、發電機之兩功能的操作，馬^ 了可用機械方式連接至發電機。係、採鐵群組；一位一控制器，在基於來自，本發明利用本發穩定能量如此係可電機係可並且由發入電力。力回轉式成，於回群組係採，鄰接設置感測器將一電流來自於電力產生模力產生。力回轉式就在於提供避免環境污問題，同時作成本。此時段進行馬得到之輸出電機包括：周邊係具有方式而傾斜轉部，如此 ^貞測永久磁感测器之一電磁鐵；以一線圈之電覆進行，當【發明内容】有鑑於此馬達發電機，熱量產生、不相當的潔淨，回轉式馬達發功能的操作，驅動馬達之輸本發明磁磁性物質所製組，永久磁鐵一電磁鐵群組控制器係用以部，用以獲得轉模式及一電可同時執行電本發明磁之目的明可以供應等降低製在同一電機所馬達發轉部之用嵌入置於回 ’用以於位置施力口於磁鐵之式係重一種磁力回轉式染、空氣污染、由於其可以保持外’本發明磁力達、發電機之兩電力係大於用以一回轉部，由非永久磁鐵群了一既定角度；以相對於永久磁鐵群組之位置；偵測信號之下，及一電力產生力’其中，一回一馬達運作時也馬達發電機包括回轉部，由非

2049-6382-PF(N2).ptd 第9頁 200529534 五、發明說明（4) 1 〜-- 磁性物質所製成，於回轉部之周邊係具有一永久磁組，永久磁鐵群組係採用嵌入方式而傾斜了一既鐵群組’鄰接設置於回轉部’如此以相對於永：磁鐵群組，一位置感測器，用以偵測永久磁鐵群組之位2 一 ^制器，包括一電池，在基於來自於位置感測器之一自測信號之下，電池係用以將一脈衝電流係施加於電磁鐵；、以及一電力產生部，用以獲得來自於電磁鐵之一線圈之電力，其中，一回轉模式及一電力產生模式係重覆進行，♦ 二馬達運作時也可同時執行電力產生，並且由電力產生二得到之電力供應至控制器以產生脈衝電流，如此以取代池。為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖示，詳細說明如下：【實施方式】根據本發明之一轉子結構之馬達磁極部件（magnetic pole portion)中的結構可知，經由一電磁鐵 (electromagnet)所產生之一磁場（magnetic 與經由一永久磁鐵群組（a gr〇up 〇f permanent magnets)所產 ^之複數磁場相互排斥。因為經由一永久磁鐵所產生之磁场係會文到其它相鄰之永久磁鐵及電磁鐵所產生之磁場之〜響而變形、變成扁平化。所以，隨後，在永久磁鐵、電磁鐵之間便會產生一扭矩（t〇rque)，如此將使得轉子結構

2049-6382-PF(N2).ptd 第10頁 200529534 五、發明說明（5) ---

^於-回轉模式（rQtatiQn mQde)，並且轉子係可在相當 ^效率的方式下進行轉動。在操作過程中，#永久磁鐵抵達下-個馬達磁極部件之—電磁鐵時，由於轉子之永久磁鐵係通過馬達磁極部件之f磁鐵，此時永久磁鐵便於電磁鐵之一線圈之上進行電磁感應（electr〇magnetiC induction)，如此將使得轉子結構處於一電力產生模式 (power generation mode)，並且經由電磁鐵之線圈輸出電力。基於永久磁鐵、電磁鐵之間的相斥反應（repulsi〇n action)作用下係可形成回轉模式，基於線圈、永久磁鐵所達到的電磁感應作用下係可形成電力產生模式，其中，此回轉模式與電力產生模式係會以交互方式重覆進行。因此除了藉由單一轉子結構係可產生發電機（generator) 的功能之外，同時亦可具有一馬達的功能，反之亦然。由於本發明之做為電力產生功能（p〇wer function)而輸出之輸出電力係大於用以驅動馬達之輸入電力（input power)，藉此係可節省能量（energy conservation)。另外’由於可將輸出電力進行再生以做為輸入電力之使用，如此便可達到半永久性驅動 (semipermanent drive)。由於本發明之磁力回轉式馬達發電機（magnetic rotating motor generator)可以同時進行馬達、發電機等兩種功能，所以本發明之磁力回轉式馬達發電機是一種具有創新、且未見於習知技術之裝置。本發明之磁力回轉式馬達發電機係不受環境污染（e n v i r ο n m e n t a 1

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pollution)、空氣污染（air p〇iiuti〇n)、噪音及產生熱量（heat generation)等問題所影響，並且不會造成生產成本的提高。另外，由於本發明之磁力回轉式馬達發電機係可保持相當的乾淨，因而不會造成任何的污染。再者，由於本發明之磁力回轉式馬達發電機並不會有熱量產生，所以轉子結構係可由合成樹脂（s y n t h e t i c r e s i n s)所製成，如此便可以達到降低重量、減少製作成本。首先’間單說明作為本發明前提之磁力回轉裝置 (magnetic rotating apparatus)( Japanese Patent Νο·2968918 B2’ US Patent Νο·5,594,289 Bl)。第1 圖係表示該磁力回轉裝置之外部示意圖，一回轉軸部 (rotating shaft)4 係藉由一軸承（bearing)5、以可轉動方式固定設置於一框架（frame)2之上。複數磁力轉子 (magnet ic rotators)6、8係固定在回轉軸部4之上，藉由磁力轉子6、8所產生之回轉力量而使其可以在回轉軸部4 之上進行轉動。另外，一回轉本體（rotated b〇dy)10係藉由桿狀磁鐵（rod-shaped magnets)9而固定在回轉軸部4之上，當能量安裝於其周邊時，除了可以得到回轉力量之外’並且使得回轉本體10可與回轉軸部4進行同步轉動。電磁鐵&16(：1；]：〇111821^七3)12、14分別以相對於磁力轉子 6、8之方式進行設置，並且於電磁鐵丨2、14之間具有磁力間隙（magnetic gaps)，當磁力轉子6、8進行轉動時係可同時對於電磁鐵1 2、1 4進行激磁。電磁鐵1 2、1 4係固定在一軛構件（yoke) 16之上，藉由軛構件16以形成一磁力路徑

2049-6382-PF(N2).ptd 第12頁 200529534 五、發明說明（7) (magnetic path) ° 如第2圖所示，磁力轉子6、8分別包括了複數平板狀磁鐵（tabular magnets)22A-22H、複數均衡器 (balancers)20A-20H，並且平板狀磁鐵22A-22H、均衡器 20A-20H係設置於一碟盤（disk)24之上。平板狀磁鐵 ° 22A-22H所產生之磁場（magnetic field)係用以形成回轉力量’均衡器20A-20H係由非磁性物質（nomagnetic substance)所製成，藉由均衡器20A-20H以對於磁力轉子 6、8進行平衡。由第2圖所示之平板狀磁鐵22A-22H可知，各平板狀磁鐵22人-2211之縱長軸（1〇112]；1：11(1丨11818\丨3)1係與碟盤24之徑向軸線（radial axi s 1 ine) I I之間具有一 '角度（angle)D。角度D係主要根據碟盤24之半徑、設置於碟盤24上之平板狀磁鐵22A-22H的數量而決定。就磁場之有效利用（effect ive utilization)的論點（standpoint)而言，磁力轉子6之上的平板狀磁鐵22a-22H係以N極點 (N-poles point)朝向外側為佳，而磁力轉子8之上的平板狀磁鐵2 2 A - 2 2 Η係以S極點（S - ρ 〇 1 e s p 〇 i n t )朝向外側為佳。 …、由於電磁鐵1 2、1 4係設置於磁力轉子6、8的外側，如此便可將電磁鐵1 2、1 4分別地相對於具有磁力間隙之磁力轉子6、8。當進行電磁鐵12、14之激磁處理時，於電磁鐵 12、14便可形成一磁場，而此一磁場之極性（p〇Urity)係不同於面對電磁鐵12、14之各平板狀磁鐵22A-22H，如此便會造成了彼此之間的相互排斥。同理，由於磁力轉子已

2049-6382-PF(N2).ptd 第13頁 200529534 五、發明說明（8) 之上的平板狀磁鐵22A-22H分別具有其朝向外側之N極點，當電磁鐵1 2被激磁時，電磁鐵1 2之一側邊係朝向於磁力轉子6 ’如此便形成了一 N極性（N - p 〇 1 a r i t y)。同理，由於磁力轉子8之上的平板狀磁鐵22A-22H分別具有其朝向外側之 S極點’當電磁鐵1 4被激磁時，電磁鐵丨4之一側邊係朝向於磁力轉子8，如此便形成了一s極性（s-p〇iarity)。由軛構件1 6所磁性連接之電磁鐵1 2、1 4在被磁化時，面對各平板狀磁鐵22A-22H之電磁鐵12、14之各側邊便被磁化，如此便可彼此相反的極性。由此可知，相對於電磁鐵1 2、1 4 之磁場係可在相當有效率的方式加以運用。於磁力轉子6、8中之一者係具有一偵測器（detector) 3 0，藉由偵測器3 0以偵測出磁力轉子6或8之回轉位置 (rotating position)。相同地，如第2圖所示之平板狀磁鐵2 2A-22H之回轉方向32上，當最前端之平板狀磁鐵22A通過了偵測器3 0之後’則磁力轉子6、8便被激磁。換言之，在平板狀磁鐵22A-22H之回轉方向32上，當位於最前端之平板狀磁鐵22A、其後面之平板狀磁鐵22B之間的一起點 (start poinUSo係與電磁鐵12或14之中心點（center point )RG相互一致時，則電磁鐵12、η便被激磁。另外，如第2圖所示之平板狀磁鐵22A-22H之回轉方向32上，當最終之平板狀磁鐵22H通過了偵測器30時，則磁力轉子6、8 便被消磁。此外，於碟盤2 4上係設置有一終點E。，此終點 E〇係對稱於起點。當起點3()與電磁鐵12或14之中心點R〇相互一致時，則電磁鐵1 2、1 4便被消磁。當磁力轉子6、8開

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，被轉動時，則電磁鐵12或14之中心點心便位於起點、終點eg之間的任何位置上，並且電磁鐵丨2、丨4係位在相對於各平板狀磁鐵22A-22H之位置上。、當利用微開關（microswitch)做為偵測器3〇以偵測出磁力轉子6或8之回轉位置時，此微開關係沿著碟盤24之周圍進行滑移接觸（sliding contact)。另外，於起點\、終點^之間設有一階梯，藉由此一階梯將起點心、終點Eq之間的Μ開關之接點進行關閉。於起點心與終點&之間、碟盤之周圍表面（peripherai surface)的區域（area)係凸出高於碟盤24之其它位置。另外，偵測器3〇也可為一非接觸式感測器（non-contact sensor)。如第3圖所示，用於電磁鐵丨2、14之複數線圈係以串聯的方式、經由一繼電器（relay)4()之可移動式接點而連接於一直流電源（DC power source)42。一串聯電路 C s e I· i a 1 c i r c u i t)係連接於直流電源4 2，於串聯電路中係包括了偵測器3 0和繼電器4 〇，其中，偵測器3 〇係以微開關、繼電器40以線圈（s〇ieno id)之型式出現於串聯電路之中。在節省能量的考量之下，一充電器（charger)44係連接於直流電源42，例如：充電器44是太陽能電池（s〇iar c e 1 1)或疋其它類似之充電器。如此一來，直流電源4 2便可經由太陽能或類似的能量而不斷的進行充電。 ^ 碟盤24位於一既定位置（predetermined position) 時’亦即’當電磁鐵丨2、η相對於平板狀磁鐵22A-22H中之任一者時，偵測器30係被開啟。隨後，由直流電源42所

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提供之一電流（electric current)係經由繼電器4〇而傳送至電磁鐵1 2、1 4。當電流被供應至電磁鐵丨2、丨4時，電磁鐵1 2、1 4便形成一磁場，並且使得碟盤24可根據下列原理而進行轉動。第4圖係表不於磁力轉子6、8之各平板狀磁鐵22a_22h 與電磁鐵12、14之間所形成之磁場的分佈。當電磁鐵12、 14被激磁時，鄰接於電磁鐵12、14之各平板狀磁鐵 22A-22H的磁場係在相對於回轉方向一〇〇ngltudinal 22A-22H的磁場、電磁鐵12與14的磁場之間係形成了一排斥力（repulsive f0rce)，其中，此排斥力係具有一較大分量（component)，藉由磁場之扭曲狀態係可明顯看出此 -較大分量是垂直於其縱長方向，藉此以產生了如箭頭 (arr〇w)32所示之一回轉扭矩（r〇tating t〇rque)。同樣地，當平板狀磁鐵22A-22H之磁場依序進入電磁鐵12、14 之磁場，平板狀磁鐵22A-22H之磁場係受到電磁鐵12、14 ，磁場的影響而產生扭曲且指向於平板狀磁鐵22a_22h之 2反極性，其中，這些平板狀磁鐵22a_22h係已進入了工2、14之磁場。因& ’磁場之形狀係更加的扭曲且變 m經進入電磁鐵12、“之磁場之平板狀磁鐵 A 22H之間的排斥力係大於依序進入電磁鐵以、14之磁 =:板狀磁鐵22A-22H之間的排斥力，如此將使得一回轉力虿（如前頭32所示）作用在碟盤24之上。冬炊與電磁鐵12、14之中心點R。相互—致時，受到回轉田力、量3;

200529534 五、發明說明（11) 作用之碟盤24係根據其慣性力（inertial f〇rce)而繼續轉動，並且造成了電磁鐵1 2、1 4之消磁。由此可知，當慣性力愈大時，碟盤24之轉動係愈平順。、第5圖係表示用以說明本發明之原理之剖面機構圖，其轉子結構1 0 0係具有馬達和發電機的功能。如第5圖所示，一回轉部（rotating portion)11〇係設置於一回轉軸部1 0 1之上，其中，回轉部丨丨〇係由非磁性物質 (non-magnetic substance)所製成。如上所述，永久磁鐵 1 U-114係位於回轉部11〇之四個周邊部 portions)，並且永久磁鐵1H-114係以一既定角度 (predetermined angle)進行傾斜（如第2圖所示）。電磁鐵 12卜124係以相對且鄰接設置於各永久磁鐵丨丨卜丨14，則電磁鐵 121-124便可以一既定時序（predetermined timing) 的方式接收一脈衝電流（p u 1 s e d c u r r e n t )。於電磁鐵 121-124内所產生之磁極分別相對於永久磁鐵丨H —丨14内所產生之磁極。當回轉部11 0停止轉動時，於永久磁鐵丨丨丨_丨丨4之磁極與輛構件之間便會產生一磁吸力（aHracti〇n 〇f magnet ic force)，藉由此一磁吸力以吸引電磁鐵 1 2 1 - 1 2 4。由第5圖可知，永久磁鐵丨丨丨—丨丨4之磁極分別相對於電磁鐵121-124。於第5圖所示之狀態中，永久磁鐵丨丨卜丨丨4分別相對於電磁鐵1 2 1 -1 2 4。就電磁鐵1 21 -1 2 4之脈衝電流的應用而言，脈衝電流係可在電磁鐵1 2卜1 2 4之電磁場、永久磁鐵

2049-6382-PF(N2).ptd 第17頁 200529534 五、發明說明（12) ' 111 - 11 4之電磁％之間產生相斥反應，如此係可使得轉子結構1 0 0處於回轉模式。隨後，回轉部11 〇便沿著箭頭"A" 之方向而進行轉動，並且轉子結構1〇〇係由第7圖所示之狀態移位至第6圖所示之狀態。同樣地，當脈衝電流施加於第7圖所示之電磁鐵12 1-124時，於電磁鐵12 1 — 1 24之磁場與永久磁鐵11 4、11 1、11 2、11 3之磁場之間便會產生相斥反應，如此便可使得回轉部1丨〇沿著箭頭” A”之方向而進行轉動。舉例而言，在操作過程中，永久磁鐵丨丨1係位於電磁鐵1 2 1之位置（如第5圖所示），當永久磁鐵丨丨1抵達了電磁鐵121之位置時（如第7圖所示），永久磁鐵^^之磁力線係作用在圍繞於電磁鐵1 2 1之線圈上，如此便可經由線圈產生電流。另外，於永久磁鐵U 2-114亦具有相同的作用。在各永久磁鐵111-114之電磁感應的作用下，電磁鐵 1 22-1 24便會產生一電流。如此一來，轉子結構1〇〇便處於一電力產生模式。當轉子結構100處於第7圖所示之狀態時’就電磁鐵12 1-1 24之脈衝電流的應用而言，相對於永久磁鐵114、111、112、113之電磁鐵12 1-124的脈衝電流係可產生相斥反應，如此係可使得轉子結構丨〇〇處於回轉模式’隨後便形成了一回轉力量，此回轉力量係沿著箭頭 A之方向進行轉動。在操作過程中，當位於各電磁鐵 121、122、123、124 之位置的永久磁鐵114、111、ι12、 113分別抵達了電磁鐵122、123、1 24、121時，則轉子結構1 0 0係處於電力產生模式，並且隨後係可經由圍繞於電磁鐵1 21 -1 2 4之線圈以輸出電力。

2049-6382-PF(N2).ptd 200529534 五、發明說明（13) 根據上述對於本發明之轉子結構〗〇〇的相關說明可知’單一轉子結構1 00係可同時具有回轉模式及電力產生模式’並且基於回轉模式之下的轉動係可進行電力產生。不同於習知技術的是，除了本發明所提出之發電機是不必以機械連接於一馬達之外，在不必停機的狀態下係可接收來自於外4之一回轉驅動（rotational drive)與輸出電力。根據本發明之馬達發電機之最佳的特徵在於：在小電力供應之馬達轉動下，電力產生係仍可繼續進行。第8A-8G圖係基於電磁鐵121 —124、永久磁鐵lu —114 之間的位置關係（p〇siti〇nal relati〇nshipS)以說明上述本發明之相關操作。根據第8A-8D圖所示之位置關係的電磁鐵12卜124可知，第8E圖係表示永久磁鐵1U —114之初始狀態。當電磁鐵丨2卜124受到脈衝所驅動時，處於回轉模° 式下之轉子結構1〇〇係受到磁力之排斥而變成為第8{?圖 :之狀態，其中，第8F圖之狀態係等同於在電磁感成之電力產生模式，並且於在電力產生模式下之回轉 110/系持續的轉動，回轉部11〇於最後便處於第8〇圖所^ 狀態。當第8G圖所示狀態中之電磁鐵121 —124受下之 •，動時了在磁力的排斥作用下係會使得回轉部；次地處於回轉模式之外，回轉部丨丨〇係更會轉動。同再在電磁感應的作用下，轉子結構丨〇〇係處於電力產生掇，式。由此可知，在回轉模式、電力產生模式之重二的運作下，轉子結構丨〇〇係可同時達到回父錯效果。付电刀產生之第19頁 2049-6382-PF(N2).ptd 200529534 五、發明說明（14) 第9圖係表示本發明之一實施例之連接圖（(；〇111^(：1：1〇11 diagram) ’其中，線圈121C — 124C分別圍繞於電磁鐵 1 21-1 24之上。當接收到一脈衝電流時，線圈丨21C —丨24(：係會相對於永久磁鐵111 — 11 4而產生磁場，藉由該磁場以用以產生磁力的排斥。辨識元件（identificati〇n members) 115A-11 5D係設置於回轉部1丨〇之周圍邊緣（peripheral e d g e)上’藉由辨識元件11 5 a -11 5 D以偵測永久磁鐵 111-114之轉動位置（rotating positions)，如此以達到與永久磁鐵11卜11 4之間的一致。一非接觸位置感測器 (non-contact positional sensor)(亦即，孔洞感測器 (hole Sensor) ) 130係採用外部鄰接於回轉部11〇的方式進行設置。電磁鐵1 2卜1 2 4與位置感測器1 3 〇係連接於一控制器（〇〇111：1'〇116〇15〇，其中，控制器15〇係由一（例如：20 的電池）電池（battery)BT所驅動，並且電池bt係經由一二極體（diode)Dl而連接於電磁鐵121 - 124之線圈

121C-124C。另外，電池BT係連接於一FET電晶體（FET transistor)Tr，藉由FET電晶體Tr做為切換裝置 (switching means)以產生一脈衝電流，並且電池βτ係藉由一保險絲（fuse)F而連接於一電力供應開關（p〇wer supply switch)SW。經由電池BT所供應的電力亦可供應至位置感測器1 3 0。F E T電晶體T r之開啟/關閉係根據來個於位置感測器1 3 0之一 ^[貞測k ί虎（d e t e c t e d s i g n a 1)而決定。一電阻（resistor)Rl係連接於一電源線（p0wer s〇urce line)、閘極線（gate line)之間，該電阻ri係提供做為

in· I 第20頁 2049-6382-PF(N2).ptd 200529534 五、發明說明（15) F E T電晶體T r之使用。另外，一二極體d 2係連接於電源線、輸出線（output 1 ine)之間，該二極體D2係提供做為 FET電晶體Tr之使用。一輸出部（out put sect ion) 160係連接於控制器150，該輸出部160係用以接收來自於線圈121(：-124(：之電磁感應所產生之電力輸出（power output)。輸出部160包括了一一極體D3及一負載電阻（load resistor)Ro，其中，二極體D 3係用以預防所施加之脈衝電流的輸入。根據上述轉子結構可知，當電力供應開關SW處於開啟狀態、位置感測器1 30偵測到辨識元件11 5A-11 5D中之任一者時’ F E T電晶體T r便會開啟、電流係會流經二極體d 1而傳送至電磁鐵121-124之線圈121C-124C，並且於電磁鐵 121-124產生電磁力。電磁鐵121-124之電磁力係相斥於永久磁鐵111-114之電磁力。如此一來，磁力回轉裝置係處於回轉模式，並且回轉部丨丨〇係沿著箭頭，| A”之方向進行轉動。在此一轉動作用下，永久磁鐵11卜1丨4係由各電磁鐵 121-124之位置轉動至電磁鐵122、123、124、121之位置。於回轉過程中，處於回轉模式之磁力回轉裝置係藉由電磁感應而達到電力產生。當永久磁鐵111、112、113、 114分別抵達電磁鐵122、123、124、121之位置時，磁力回轉裝置便經由電力產生模式而轉換至回轉模式。隨後，回轉模式與電力產生模式係以交互方式重覆進行。於本實施例中，輸出部1 6 0係用以提供電力，並且對於此電力進行電壓（voltage)與電流（electrie current)

2049-6382-PF(N2).ptd 第21頁 200529534 五、發明說明（16) 之量測，如此以便將該電力施加於負載電阻R〇之上。此外，施加於線圈1 2 1 C - 1 2 4 C之輸入電力亦同樣受到電壓與電流之量測。根據上述所量測之輸入電力、輪出電力可知’輸出電力之值係大於輸入電力。由於輸出電力之值大於輸入電力，則用以輸入用之輸出電力的再生 (regeneration)係會產生能量的大幅減少（large reduct ion)。此外，剩餘電力（excess power)係可用以進行其它的工作（work)。於上述所提出之實施例中，以傾斜方式、設置於回轉部11 0之周圍邊緣上之永久磁鐵丨丨丨-丨丨4分別由單一磁鐵 (single magnet)所製成。另一方面，如第1〇圖所示之一永久磁鐵係可採用複數磁鐵來排列，例如：3個永久磁鐵 iiiA-me、3個永久磁鐵112A—112C、3個永久磁鐵 113々-113(：或3個永久磁鐵11乜-114(：來排列，並且提供了相對應永久磁鐵之教目ή ,、 <歡目的電磁鐵。根據上述說明可知，4 個永久磁鐵（4極（f n n r η η 1 、、/么且4個電磁趨孫1 P S))係設置於回轉部之上，並發明，CT # /、、邛鄰接於回轉部。然其並非用以限制本目之錢於電磁鐵的數目，任何數的。之）之水久磁鐵、電磁鐵是均可以實施雖然上述說明中雪驅動，然其並非用 f係利用所接收之脈衝電流所電磁鐵之驅動。（ X明必須採用脈衝電流來進行第11圖係表示本發明之— 另—實施例。一線圈1 70係外 2049-6382-PF(N2).ptd 第22頁 200529534 五、發明說明（17)

部鄰接於回轉部11 0，該線圈1 70係用於進行電力產生。根據回轉部110A之回轉可知，於電力產生用線圈17〇、永久磁鐵111 - 11 4之間係會形成電磁感應，如此便可在電力產生用線圈1 7 0之端部n aπ與11 bπ之間產生所需的電力。如第 12Α圖所示，電力產生用線圈17〇係藉由將一繞線 &1!1(111^)172圍繞於一圓柱核心（(^1111(11^^1(：01^)171 而形成，或是可以利用如第1 3圖所示之圓柱方式 (cylindrical manner)來進行一繞線173之圍繞而形成。隨著繞線之數目的增加，其所形成之電力便隨之增加。此外’隨著電力產生用線圈、回轉部11 〇之間的距離愈短，其所形成之電力變加大。範例：以下將配合第9圖說明藉由 ^異葱風扇（sirocco fan)之回轉以達到電力產生。多冀式風扇係具有一馬達發電機（motor generator)，此馬達發電機係由4個永久磁鐵、4個電磁鐵所組成。4個電磁鐵所使用之線圈之直徑0 係為〇·6 mm，並且繞線之數字” n，，係為” 6〇〇π。具有i2v之 =(Yuasa NP7—12)係以串聯方式進行連接，藉此 24V的電壓。

(j) >第14圖所示之實施例中，負載電阻R〇為〇.2 ^、輸入電壓（input voltage)為2,、輸人電流（i聊士 :1速係可達到93〇 rpm，並且可以輸出2 〇ν之輸出電[(output voltage)、〇.83Α之輪出電流。輪入電力^

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係為π 2· 3V x 0· 57Α = 1· 3lWn ， 83Α = 1· 66Wn。基於上述可知 Wi 〇而輸出電力Wo係為” 2. 0V X 〇輸出電力係大於輸入電力 (2)如第15圖所示之會大Α 乂 + ^ 0 ；π 〇 , <只知例中，負載電阻Ro為0· 1 Ω、輸入電壓為3.1V、輪入$ ^ ^ 别入電流為0 · 6 5 Α。當馬達發電拖作為馬達使用時，其轉速俏或出2.7V之輸出電壓、h24A之輸出 $ "3.1Vx0.65A = 2.0ir , ^ , ^ Wo „ 2 4 1.24A = 3.35W"。基於上述可知，於屮雷七总二士人认

Wi。 U知冑出電力係大於輸入電力 (3)於第16圖所示之實施例中，其輸出電力係為再生且應用於一輸入側（input side)。根據本實施例可知，分別具有1 2V之4個電池係可供應具有48V之脈衝至線圈卜4。如第16圖所示，由於上述再生方式係必須採用大於48v電池的較高電壓，其具有輸入電壓、輸出電壓之8組馬達發電機則是以串聯方式來進行連接，如此便可獲得高於48v 電池之53.6V的電壓值。此一再生後所形成之電壓係用以提供輸入側之使用，並且藉此電壓以做為一電池電源 (battery power source)。因此，在不使用電池電源之情況下’馬達係同樣可獲得電力以進行運轉。於第16圖所示之實施例中，編號ν〇· ;ι—Ν〇. 8之馬達發電機分別具有6· 466W(6· IV X 1· 06A)之輸入電力/ " 21.239W(6.7Vx3.17A)之輸出電力、總剩餘電力為 "118· 184丨丨。 ~

200529534 五、發明說明（19) (4)第17圖係表示具有日文格式（Japanese f〇rmat) 之輸入波型（input wave for ms)(電壓與電流）之實際例子的圖形，其包括了提供用於輸入電壓（上側（upper side))、輸入電流（下側（lower side))之波型。第18圖係表示輸出電壓（上側）、輸出電流（下側）之波型。於本實施例中，輸入電力為π 〇· 8174W11 ，而輸出電力為” 3. 〇45w"。根據本發明可知’供應至電磁鐵之電流量係儘可能限制在最小值’並且藉由所獲得之永久磁鐵之電磁能量 (electromagnetic energy)來做為回轉力量。因此，供應至電磁鐵之電能便可被減少，並且經由永久磁鐵係可得^ 相當有效之回轉能量。另一方面，於回轉的同時係可經由電磁鐵（線圈）進行電力之輸出，此一輸出電力係大於用以驅動馬達之輸入電力。由此可知，本發明係可應用在所有耗月b 裝置（apparatuses consuming energy)(汽車 (automobiles)、摩托車（motorcycles)、火車（trains)、家電設備（home electrical appliances)及其它類似之產品）及工業（industries)(生產業（producti〇n business)、運輸業（transp〇rt business)&A 它類產業）。 ~ 在單一轉子結構的作用下，本發明之磁力回轉式馬達，，機係可做為發電機、馬達之使用，如此便可達到相當密實的體積、馬達之回轉驅動力可具有較小噪音及振動：不具有熱量產生之有效電力。此外，由於不會有熱量生，除了轉軸、軸承之外，其它零件係可採用合成樹脂來

200529534 五、發明說明（20) 低製作成本製成，如此係可逵名务日月夕盟 .，· 轉子結構之作用下，磁力回轉式馬達六士從‘達厂^小體積、降發電機係可做為發電機、積、高效能之馬達發電德馬用：如此便可達到小體 u 並且在機械軸（mechanical shai t)回轉時係可得至，丨雷产知承耷< λα J電力。由此可知，本發明係可應用在相當廣泛的工業領域卜廿 ^ 呆唄砧上並且由於做為發電機使用時之輸出電力係大於驅動馬達時所需之電力，在不需要節省能虿的情況下，藉由電力再生的方式下係可達到馬達之半永久性回轉。因此，本發明係可應用在任何需要回轉機構 (rotating mechan i sms)之工業領域上 0 2049-6382-PF(N2).ptd 第26頁 200529534 圖式簡單說明第1圖係表示一磁力回轉裝置（magnehc rotating apparatus)之夕卜咅ρ示意圖；第2圖係表示磁力回轉裝置之一轉子（r〇tat〇r)之平面圖，第3圖係表示磁力回轉裝置之一驅動系統（dr丨ve system)之一電路圖（circuit diagram); 第4圖係表示磁力回轉裝置之回轉扭矩（r〇tating torque)之一狀態圖；第5圖係表示用以說明本發明之原理之剖面機構圖 (cross-sectional mechanism view); 第6圖係表示用以說明本發明之原理之剖面機構圖；第7圖係表示用以說明本發明之原理之剖面機構圖；第8 A 8 G圖係表示用以說明本發明之原理之圖式；第9圖係表示本發明之一實施例之連接圖（⑶^ n e c七丨〇 n diagram)；第1 〇圖係表示本發明之其它原理之圖式；第11圖係表示本發明之另一實施例之連接圖；圖係表示用以進行電力產生（P〇wer generation) 之一線圈（co i 1 )之外部結構圖；第13圖係表示用以淮/千雷六# 说门· 用M進订電力產生之另一線圈之外部結第1 4圖係表示第1 5圖係表示第1 6圖係表示本發明之一實本發明之另一本發明之又一施例之圖式；實施例之圖式；實施例之圖式；

第27頁 200529534 圖式簡單說明第17圖係表示輸入波型（input waveforms)(電壓 (voltage)與電流（electric current))之實際例子的圖形；以及第18圖係表示輸出波型（output waveforms)(電壓與電流）之實際例子的圖形。符號說明 1 0〜回轉本體 1 0 0〜轉子結構 11 0〜回轉部 115A-115D〜辨識元件 12、14〜電磁鐵 1 2 1 - 1 2 4〜電磁鐵 121C-124C〜線圈 1 3 0〜非接觸位置感測器 1 5 0〜控制器 1 6〜軛構件 1 6 0〜輸出部 1 7 0〜線圈 1 71〜圓柱核心 1 7 2〜繞線 173〜繞線 2〜框架 20A-20H〜均衡器 22A-22H〜平板狀磁鐵 24〜碟盤 3 0〜偵測器 3 2〜箭頭 4〜回轉軸部 4 0〜繼電器 4 2〜直流電源 44〜充電器 5〜軸承 6、8〜磁力轉子 9〜磁鐵 a、b〜端部 A〜箭頭 BT〜電池 D〜角度 Dl、D2、D3〜二極體 E〇〜終點

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Claims

200529534 六、申請專利範圍 Γ7 磁力回轉式馬達發電機，包括· 二回轉部，由非磁性物括· 係具有一永久磁鐵； ;該回轉部之周邊而傾斜了一既定角度、、、；，该水久磁鐵群組係採用嵌入方式電磁鐵群組，鄰接設置於該回該永久磁鐵群組；、 °卩如此以相對於 =置感/則器，用以偵測該永久磁一控制，A * 丄巧吁姐之位置；之下，該控制5|俜：於來自於該位置感測器之-偵測信號 -電力ΙΠ 將一電流施加於該電磁鐵；以及電力，其中，—回轉模式及一電力產匕J圈之當-馬達運作時也可同時執行電力產纟。切、重覆進灯，機Λ中如申C範圍第1項所述之磁力回轉式馬達發電中，该水久磁鐵群組係提供了複數永久磁鐵組件，鑪水久磁鐵組件係包括了複數平板狀永久磁鐵，鐵組件被設置於複數位置。 α人又砸 3·如申請專利範圍第1或2項所述之磁力回轉式馬達發電機’其中’當該永久磁鐵群組相對於該電時，如此便提供了該回轉模式。载群、、且 4·如申請專利範圍第1或2項所述之磁力回轉式馬達發電機’其中，當該永久磁鐵群組位於該電磁鐵群組之間時，如此便提供了該電力產生模式。 5.如申請專利範圍第1項所述之磁力回轉式馬達發電機，其中，由該電磁鐵群組所產生之輸出電力係大於施加

2049-6382-PF(N2).ptd 第30頁 200529534 六、申請專利範圍在該電磁鐵群組之輸入電力。 6.如中請專利範圍第1項所述之磁力回轉式馬達發電機，其中，該回轉部係以碟盤形狀或圓柱形狀。 ^如申請專利範圍第i項所述之磁力回轉式馬達發電十’，、中’ 一太陽能電池係連接於該控制器。 η ^ +如申請專利範圍第1項所述之磁力回轉式馬達發電 /、 ’一脈衝電流係施加於該電磁鐵。槐^ +如申請專利範圍第1項所述之磁力回轉式馬達發電機’其中’—雷六吝斗m人 α . ^ ^ 电刀產生用線圈係鄰接設置於該回轉部，並且根據该回立β夕击去 ^ , 得4之轉動下，從該電力產生用線圈可得到雷撼10使ΐ申請專利範圍第9項所述之磁力回轉式馬達發 11 _ Μ電力產生用線圈有複數個。 m &種磁力回轉式馬達發電機，包括·· 一* 回 J&LR , 禕且右一、"’由非磁性物質所製成，於該回轉部之周邊 :傾；；群組’該永久磁鐵群組係採用嵌入方式疋角度，群組，鄰接設置於該回轉部该永久磁鐵群、组 =Ξ二ί測器，用以偵測該永久磁鐵群組之位置；之-偵；信J:i括；電池’在基於來自於該位置感測器電磁鐵；以^ 下，該電池係用以將一脈衝電流施加於該一電力產生部用以獲得來自於該電磁鐵之一線圈之

第31頁 200529534 六、申請專利範圍，其中電力，其中，一回轉模式及一當一馬達運作時也可同時執行=^生模式係生所得到之電力供應至該控 ^生，迷且^進行，以取代該電池。 σ產生該脈衝ί電力羞 ]2·如申請專利範圍第η項、 ^ %，如此壓八咳電池之電私 13·如申請專利範圍第11項所述之磁電機，其中，一電力產生用線圈係鄰接設置=f式馬達發並且以個別方式得到來自該電力產生用線圈之=回轉部^ 14·如申請專利範圍第1 3項所述之磁力回^出電力。電機，其中，該電力產生用線圈有複數個。式馬達發電機’其中，㉟電力產生所具有之電：：：：轉式馬達菸 °〆電池之雷X

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