TW202008688A

TW202008688A - 混合可變磁力之節能電動機

Info

Publication number: TW202008688A
Application number: TW107126885A
Authority: TW
Inventors: 李天德; 陳泰良
Original assignee: 加賀綠能科技股份有限公司
Priority date: 2018-08-02
Filing date: 2018-08-02
Publication date: 2020-02-16
Also published as: TWI698073B

Abstract

本發明公開了一種混合可變磁力之節能電動機，其主要包含一外殼內的轉軸設有一轉子，及外殼內的周圍設有一定子；轉子的周圍設有多數個排列於第一直徑上的第一磁鐵，與多數個排列於第二直徑上的第二磁鐵，第一磁鐵的磁極與第二磁鐵的磁極為不同的磁極，且第一磁鐵與第二磁鐵轉動一角度；而定子係為多數個第三磁鐵分別與電磁鐵相連接組成的混合磁體，電磁鐵具有朝向第一磁鐵與第二磁鐵的磁極；藉此，通過轉子上的不同磁極，作用於定子上的混合磁體，利用電磁鐵對第一磁鐵與第二磁鐵產生吸引之後再排斥的作用，進而達到輸出功率更大等目的。

Description

混合可變磁力之節能電動機

本發明是關於一種電動機，尤其是指一種通過混合磁體與永久磁鐵的磁場作用驅使轉子轉動的混合可變磁力之節能電動機。

習知的電動機(Electric motor），是一種將電能轉化成機械能，並可再使用機械能產生動能，用來驅動其他裝置的電氣設備，大部分的電動機通過磁場和繞組電流，在電動機內產生能量。電動機的旋轉原理的依據為佛來明左手定則或是右手開掌定則，當一導線置放於磁場內，若導線通上電流，則導線會因切割磁場線而使導線產生移動。

因此在電動機的轉子或定子設有由多個線圈構成的電磁鐵，並且當電流進入線圈時，使電磁鐵產生磁場，如此利用電流的磁效應與永久磁鐵或由另一組線圈所產生的磁場互相作用產生動力，進而使轉子連續轉動，如此可以將電能轉換成機械動能。通過電磁鐵的線圈的電流越大，則產生的磁效應越強，使電動機產生更大的輸出功率，但是這樣會造成過度耗電及過熱，以致縮短電動機壽命的問題出現。因此，如何通過較小的電流於電磁鐵，就能夠產生更大的磁場，進而達到更大的輸出功率，並降低電動機發熱，並且使電動機更節能省電，已成為本發明的目的。

本發明之主要目的在於提供一種混合可變磁力之節能電動機，其具有一外殼、一轉軸、一轉子及一定子等構件，通過轉子上特殊的磁鐵設置構造與角度，並配合定子上的混合磁體設計，能夠通過較小的電流於混合磁體的電磁鐵，而產生更大的磁場，進而達到增大輸出功率，降低電動機發熱，及使電動機更節能省電的目的。

為了達到上述目的，本發明之混合可變磁力之節能電動機，其包含：一中空的外殼；一轉軸，該轉軸可轉動地穿設在該外殼的中心，且該轉軸的一端或兩端突出該外殼；一轉子，該轉子具有一結合在該轉軸的軸身並位於該外殼內的轉體，及數個結合在該轉體周圍的第一磁鐵與第二磁鐵；該數個第一磁鐵輻射狀排列設置在該轉體周圍的一第一直徑上，該數個第二磁鐵輻射狀排列設置在該轉體周圍的一第二直徑上，該第二直徑小於該第一直徑；各該第二磁鐵分別穿插設置在各該第一磁鐵之間，該第一磁鐵的外端為第一磁極，該第二磁鐵的外端為第二磁極，該第一磁極與該第二磁極為不同的磁極，使該第一磁極與該第二磁極穿叉的排列設置；且各該第一磁鐵與各該第二磁鐵的外端均往相反於該轉子旋轉方向偏移，且各該第一磁鐵與各該第二磁鐵均與其一側相接的該轉體的徑向軸線之間形成有一夾角；以及一定子，該定子具有數個結合在該外殼內部周圍的混合磁體，該混合磁體包含一第三磁鐵，一結合在該第三磁鐵外端的軛鐵，一結合在該第三磁鐵內端的電磁鐵，該電磁鐵具有一朝向該第一磁極與該第二磁極的第三磁極。

上述混合可變磁力之節能電動機中，該夾角角度為3°~35°。

上述混合可變磁力之節能電動機中，該電磁鐵具有一靠合於該第三磁鐵內端的鐵芯，一包覆該鐵芯周圍的絕緣層，與一圈繞在該鐵芯周圍的該絕緣層外面的激磁線圈，該鐵芯一端面朝向該第一磁極與該第二磁極。

上述混合可變磁力之節能電動機中，該第一磁極為S極，該第二磁極為N極，或該第一磁極為N極，該第二磁極為S極。

上述混合可變磁力之節能電動機中，該第一磁鐵、該第二磁鐵與該第三磁鐵為方形磁鐵。

上述混合可變磁力之節能電動機中，該電磁鐵的鐵芯為數片矽鋼片疊合而成。

上述混合可變磁力之節能電動機中，還包含一機械能轉電能的同軸發電機，該同軸發電機設置在該外殼的一端面並連接於該轉軸。

本發明混合可變磁力之節能電動機，通過外殼、轉軸、轉子及定子等構件，特別是通過轉子上的第一磁鐵與第二磁鐵不同磁極，作用於定子上的混合磁體，當轉子轉動時，能夠通過較小的電流於混合磁體的電磁鐵，以利用該混合磁體的電磁鐵對該第一磁鐵與第二磁鐵的磁極產生吸引之後再排斥的作用，進而達到輸出功率更大，降低電動機發熱，及使電動機更節能省電的功效。

茲依附圖實施例將本發明之結構特徵及其他之作用、目的詳細說明如下：

參閱圖1、圖2及圖3所示，本發明混合可變磁力之節能電動機，為一種電能轉磁能且磁能再轉成機械能的節能電動機，其較佳的具體實施例為；該混合可變磁力之節能電動機，主要包含一外殼10、一轉軸20、一轉子30及一定子40，其中：該外殼10可為兩個相對應的圓板11所組成(如圖1及圖2所示)，或一中空的圓筒或圓盤所構成，基本上其構造並無限制；該轉軸20可轉動地穿設在該外殼10的中心，並使該轉軸20的一端或兩端突出該外殼10(如圖3所示)，以能夠將機械動力從該轉軸20輸出。

該轉子30的構造參閱圖3、圖4及圖5所示，其具有一結合在該轉軸20的軸身並位於該外殼10內部的轉體31，及數個結合在該轉體31周圍的第一磁鐵32與第二磁鐵33；該轉體31可實施為一圓盤體，該轉體31中心的一穿孔311供該轉軸20穿置；該數個第一磁鐵32是呈輻射狀排列設置在該轉體31周圍的一第一直徑A1上，該數個第二磁鐵33呈輻射狀排列設置在該轉體31周圍的一第二直徑A2上，該第二直徑A2小於該第一直徑A1；各該第二磁鐵33分別穿插設置在各該第一磁鐵32之間，該第一磁鐵32的外端為第一磁極321，該第二磁鐵33的外端為第二磁極331，該第一磁極321與該第二磁極331為不同的磁極(例如一為N極，一為S極)，使該第一磁極321與該第二磁極331穿叉的排列設置；參閱圖6所示，各該第一磁鐵32與各該第二磁鐵33的外端以與各該第一磁鐵32與各該第二磁鐵33一側相接的該轉體31的徑向軸線B1上的一中心點B2往相反於該轉子30旋轉方向C1偏移，且各該第一磁鐵32與各該第二磁鐵33均與其一側相接的該轉體31的徑向軸線B1之間形成有一夾角θ1、θ2，該夾角θ1、θ2的角度較佳的實施例為3°~35°的範圍。

該定子40的構造參閱圖2、圖3、圖7及圖8所示，其具有數個結合在該外殼10內部周圍的混合磁體41，該混合磁體41包含一第三磁鐵42，一結合在該第三磁鐵42外端的軛鐵43，一結合在該第三磁鐵42內端的電磁鐵44，該電磁鐵44具有一朝向該第一磁極321與該第二磁極331的第三磁極441。其中，該電磁鐵44較佳的實施例為具有一靠合於該第三磁鐵42內端的鐵芯442，一包覆該鐵芯442周圍的絕緣層443，與一圈繞在該鐵芯442周圍的該絕緣層443外面的激磁線圈444，通過該鐵芯442的一端面形成第三磁極441，並朝向該第一磁極321與該第二磁極331。

再參閱圖4所示，該第一磁鐵32的第一磁極321可實施為S極，該第二磁鐵33的第二磁極331則實施為N極；反之，也可將該第一磁鐵32的第一磁極321實施為N極，而該第二磁鐵33的第二磁極331實施為S極。該第一磁鐵32、該第二磁鐵33與該第三磁鐵42較佳的實施為方形磁鐵；而該電磁鐵44的鐵芯442是由多片矽鋼片疊合而成的塊體。另外，參閱圖9所示，本發明還可實施有一機械能轉電能的同軸發電機50，該同軸發電機50設置在該外殼10的一端面並連接於該轉軸20，據此本發明可應用成為發電機。

本發明混合可變磁力之節能電動機，通過該外殼10、轉軸20、轉子30及定子40等構件的組合，特別是通過該轉子30上的第一磁鐵32與第二磁鐵33不同磁極與其設置上特殊的夾角θ1、θ2構造，對應於該定子40上的混合磁體41，當該轉子30轉動時，能夠通過較小的電流於混合磁體41的電磁鐵44，而對該第一磁鐵32與第二磁鐵33的第一磁極321、第二磁極331產生吸引之後再排斥的作用；而且，本發明能夠通過該混合磁體41的第三磁鐵42與電磁鐵44結合的構造，增進電磁鐵44的磁場，進而達到輸出功率更大，降低電動機發熱，及使電動機更節能省電的功效。

上述實施例所揭，僅係本發明主要技術之例舉說明，並非用以限定本案技術範圍，舉凡涉及等效應用或基於前項技術手段所為簡易變更或置換者，均視為本發明技術特徵所包含。

10‧‧‧外殼11‧‧‧圓板20‧‧‧轉軸30‧‧‧轉子31‧‧‧轉體311‧‧‧穿孔32‧‧‧第一磁鐵321‧‧‧第一磁極33‧‧‧第二磁鐵331‧‧‧第二磁極A1‧‧‧第一直徑A2‧‧‧第二直徑B1‧‧‧徑向軸線B2‧‧‧中心點C1‧‧‧轉子旋轉方向θ1、θ2‧‧‧夾角40‧‧‧定子41‧‧‧混合磁體42‧‧‧第三磁鐵43‧‧‧軛鐵44‧‧‧電磁鐵441‧‧‧第三磁極442‧‧‧鐵芯443‧‧‧絕緣層444‧‧‧激磁線圈50‧‧‧同軸發電機

圖1為本發明混合可變磁力之節能電動機較佳實施例之立體示意圖。圖2為本發明混合可變磁力之節能電動機較佳實施例之分解示意圖。圖3為本發明混合可變磁力之節能電動機較佳實施例之縱向剖面示意圖。圖4為本發明混合可變磁力之節能電動機較佳實施例之橫向剖面示意圖。圖5為本發明第一磁鐵與第二磁鐵組合構造較佳實施例之分解示意圖。圖6為本發明第一磁鐵與第二磁鐵安裝角度較佳實施例之示意圖。圖7為本發明定子之混合磁體較佳實施例之立體示意圖。圖8為本發明定子之混合磁體較佳實施例之分解示意圖。圖9為本發明電動機另外設置一發電機之示意圖。

10‧‧‧外殼

11‧‧‧圓板

20‧‧‧轉軸

30‧‧‧轉子

31‧‧‧轉體

311‧‧‧穿孔

32‧‧‧第一磁鐵

321‧‧‧第一磁極

33‧‧‧第二磁鐵

331‧‧‧第二磁極

40‧‧‧定子

41‧‧‧混合磁體

42‧‧‧第三磁鐵

43‧‧‧軛鐵

44‧‧‧電磁鐵

441‧‧‧第三磁極

Claims

一種混合可變磁力之節能電動機，其包含：一中空的外殼；一轉軸，該轉軸可轉動地穿設在該外殼的中心，且該轉軸的一端或兩端突出該外殼；一轉子，該轉子具有一結合在該轉軸的軸身並位於該外殼內的轉體，及數個結合在該轉體周圍的第一磁鐵與第二磁鐵；該數個第一磁鐵輻射狀排列設置在該轉體周圍的一第一直徑上，該數個第二磁鐵輻射狀排列設置在該轉體周圍的一第二直徑上，該第二直徑小於該第一直徑；各該第二磁鐵分別穿插設置在各該第一磁鐵之間，該第一磁鐵的外端為第一磁極，該第二磁鐵的外端為第二磁極，該第一磁極與該第二磁極為不同的磁極，使該第一磁極與該第二磁極穿叉的排列設置；且各該第一磁鐵與各該第二磁鐵的外端均往相反於該轉子旋轉方向偏移，且各該第一磁鐵與各該第二磁鐵均與其一側相接的該轉體的徑向軸線之間形成有一夾角；以及一定子，該定子具有數個結合在該外殼內部周圍的混合磁體，該混合磁體包含一第三磁鐵，一結合在該第三磁鐵外端的軛鐵，一結合在該第三磁鐵內端的電磁鐵，該電磁鐵具有一朝向該第一磁極與該第二磁極的第三磁極。
如請求項1所述的混合可變磁力之節能電動機，其中該夾角角度為3°~35°。
如請求項1所述的混合可變磁力之節能電動機，其中該電磁鐵具有一靠合於該第三磁鐵內端的鐵芯，一包覆該鐵芯周圍的絕緣層，與一圈繞在該鐵芯周圍的該絕緣層外面的激磁線圈，該鐵芯一端面朝向該第一磁極與該第二磁極。
如請求項1至3任意一項所述的混合可變磁力之節能電動機，其中該第一磁極為S極，該第二磁極為N極，或該第一磁極為N極，該第二磁極為S極。
如請求項1所述的混合可變磁力之節能電動機，其中該第一磁鐵、該第二磁鐵與該第三磁鐵為方形磁鐵。
如請求項3所述的混合可變磁力之節能電動機，其中該電磁鐵的鐵芯為數片矽鋼片疊合而成。
如請求項1所述的混合可變磁力之節能電動機，還包含一機械能轉電能的同軸發電機，該同軸發電機設置在該外殼的一端面並連接於該轉軸。