TW202023155A - 一種直流電機 - Google Patents
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Abstract
本發明乃揭示一種新穎的直流電機,其特徵在於將一對直流旋轉電機整合於一機構之中,任一直流旋轉電機各自皆採用新穎架構:即利用磁場之磁力線在轉子和定子之間大部份謹守相同單一方向磁通跨越介面氣隙,使大部份電樞線圈在電機運動過程中皆時時承接相同極性之電動勢及相同方向之受力,因此在各電樞線圈連接時,不須執行電磁極性換向,而仍可持續產生機電雙向能量轉換,同時收集足夠大之電樞感應電動勢,以便於配適電機端電壓及其轉速或移動速度之間的比例關係。此外,該對直流旋轉電機之磁路被大致隔開, 但兩者之間採用共同電樞繞組通貫該一對旋轉電機之間, 作為動力能量轉換、傳遞、耦合之媒介, 使機械動力能藉以達成高效能無段變速傳動之功效。
Description
本發明是關於一種直流電機,特別是關於一種無換向片直流電機機。
傳統的直流電機(DC Motor-Dynamo)備有換向片(整流子)結構,以便在旋轉過程中維持轉子磁場與定子磁場呈正交方向,隨時取得最大轉矩作用。同時,直流電機保有電壓正比於轉速的簡單性質,操控自然簡便,使它一直在傳統的轉速控制,伺服控制等領域居於重要地位。而現今市面流行之直流電機(BLDC Motor-Dynamo),其結構近似於一永磁式變頻同步旋轉電機,其主要利用多相磁場分角交替消長而組合成可旋轉角度,例如分角各呈120度的三相磁場,可變轉速之旋轉磁場來帶動永磁式轉子,或者將旋轉中永磁式轉子所感應之電動勢經由多相線圈感應取出交流電功率。此法雖已成熟,但其VVVF之控制方式頗為繁複且非自然。故吾人尋求一種機電結構簡單、驅動模式簡易,而操控性能卻又更優於傳統直流電機之無換向片直流電機。
傳統之機械動力變速傳動裝置(Transmission)係利用其一、二次側輪軸上喫合齒輪之齒比,或是用鏈條連動一、二次齒輪之齒比來決定有段變速比例; 近年來亦有各種機械式無段變速機(CVT, Continuously Variable Transmission)廣泛應用於車輛變速箱。其主要結構刀採用柔性鋼帶連動一、二次側兩錐行輪之間來傳遞動力。藉由柔性鋼帶變換其所在一、二次側錐形輪之不同半徑部位之傳動而達成無段可變速之功效。唯使用機械性傳動之摩擦耗能和機械損耗是CVT有別於傳統有段機械變速之主要缺點。
早期電氣式變速驅動系慣用的作法,以 Walter-Leonard電機控速系統為一重要典型。利用直流電機易於採用他激磁場控電壓、用電樞電壓控轉速之特性,以原動機帶動直流發電機發電並以激磁控制電樞輸出端壓,再藉此輸出驅動另一直流電動機,藉由兩旋轉電機之磁場比例調整而可達到無段控速之功效。
有鑑於此,本發明乃揭示一種新穎的直流電機,其特徵在於將一對直流旋轉電機整合於一機構之中,任一直流旋轉電機各自皆採用新穎架構:即利用磁場之磁力線在轉子和定子之間大部份謹守相同單一方向磁通跨越介面氣隙,使大部份電樞線圈在電機運動過程中皆時時承接相同極性之電動勢及相同方向之受力,因此在各電樞線圈連接時,不須執行電磁極性換向,而仍可持續產生機電雙向能量轉換,同時收集足夠大之電樞感應電動勢,以便於配適電機端電壓及其轉速或移動速度之間的比例關係。此外,該對直流旋轉電機之磁路被大致隔開,但兩者之間採用共同電樞繞組通貫該一對旋轉電機之間,作為動力能量轉換、傳遞、耦合之媒介,使機械動力能藉以達成高效能無段變速傳動之功效。
本發明之一特徵乃揭示一種直流電機,包括:一中心軸;一電樞裝置,其具有彼此相對且以一低導磁材料層或非導磁材料層相隔的第一側與第二側,該電樞裝置包括一本體及複數組共同電樞線圈,其中該本體包含一中央本體部、一與該中央本體部相間隔且環繞該中央本體部的周邊本體部、及複數個連接該中央本體部與該周邊本體部的中間本體部,該中央本體部與該中心軸耦接,該等共同電樞線圈部分貫穿該低導磁材料層或非導磁材料層且共同纏繞於該周邊本體部之該第一側及該第二側,且該等共同電樞線圈的總匝數³1;一第一導磁機構,鄰近該電樞裝置的該第一側,該第一導磁機構包括一第一中央區域、一與該第一中央區域鄰接且環繞該第一中央區域的第一周邊區域,其中該第一周邊區域之部分或全部乃對應於該電樞裝置的該等共同電樞線圈,且該第一導磁機構與該等共同電樞線圈之間具有一第一氣隙;一第一磁場產生器,該第一磁場產生器可在該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間產生一封閉的第一磁場,該第一磁場之磁力線乃藉由該中心軸在該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間流通,且該第一磁場之磁力線以相同方向實質全部正交方式穿越位在每一該等共同電樞線圈與該第一導磁機構之間的該第一氣隙,使該第一導磁機構相對於一虛擬對稱軸轉動,該虛擬對稱軸與該中心軸同軸向;一第二導磁機構,鄰近該電樞裝置的該第二側,該第二導磁機構包括一第二中央區域、一與該第二中央區域鄰接且環繞該第二中央區域的第二周邊區域,其中該第二周邊區域之部分或全部乃對應於該電樞裝置之該第二側的該等共同電樞線圈,且該第二導磁機構與該等共同電樞線圈之間具有一第二氣隙;一第二磁場產生器,該第二磁場產生器可在該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間產生一封閉的第二磁場,該第二磁場之磁力線乃藉由該中心軸在該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間流通,當沿該虛擬對稱軸之縱截面前視方向觀察時,該第二磁場之磁力線以相同方向實質全部正交方式穿越位在每一該等共同電樞線圈與該第二導磁機構之間的該第二氣隙,使該第二導磁機構相對於該虛擬對稱軸轉動;以及一對共同電樞電極,以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈後引至一外部系統端接。
如上所述之直流電機,該第一磁場產生器係一第一激磁線圈及/或一第一永久磁鐵,該第二磁場產生器係一第二激磁線圈及/或一第二永久磁鐵。
如上所述之直流電機,該第一磁場產生器是一第一激磁線圈,且該第一激磁線圈是設置於該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間,以在該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間產生一封閉的第一磁場,且該第一磁場之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈射向該第一導磁機構的該第一周邊區域並穿越該第一氣隙,或以相同方向實質全部正交方式自該第一導磁機構的該第一周邊區域射向該等共同電樞線圈並穿越該第一氣隙。
如上所述之直流電機,該第一磁場產生器是一第一永久磁鐵,且該第一永久磁鐵是設置於該第一周邊區域對應於該等共同電樞線圈之處,以在該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間產生一封閉的第一磁場,且該第一磁場之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈射向該第一周邊區域並穿越該第一氣隙,或以相同方向實質全部正交方式自該第一周邊區域射向該等共同電樞線圈並穿越該第一氣隙。
如上所述之直流電機,該第二磁場產生器是一第二激磁線圈,且該第二激磁線圈是設置於該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間,以在該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間產生一封閉的第二磁場,且該第一磁場之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈射向該第二導磁機構的該第二周邊區域並穿越該第二氣隙,或以相同方向實質全部正交方式自該第二導磁機構的該第二周邊區域射向該等共同電樞線圈並穿越該第二氣隙。
如上所述之直流電機,該第二磁場產生器是一第二永久磁鐵,且該第二永久磁鐵是設置於該第二周邊區域對應於該等共同電樞線圈之處,以在該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間產生一封閉的第二磁場,且該第二磁場之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈射向該第二周邊區域並穿越該第二氣隙,或以相同方向實質全部正交方式自該第二周邊區域射向該等共同電樞線圈並穿越該第二氣隙。
如上所述之直流電機,且該直流電機是作為一直流馬達。該外部系統為一電源供應器;或者該外部系統包含一控制模組和一與該控制模組電性連接的電池模組,且透過該控制模組的操控,使該第一、第二導磁機構被該電池模組驅動旋轉。
如上所述之直流電機,該直流電機是作為一直流發電機。該外部系統為一電池模組;或者該外部系統包含一控制模組和一與該控制模組電性連接的電池模組,且透過該控制模組的操控,使該直流發電機對該電池模組充電。
本發明之另一特徵是揭示另一種直流電機,包括:一中心軸;一電樞裝置,其具有彼此相對且以一低導磁材料層或非導磁材料層相隔的第一側與第二側,該電樞裝置包括一本體及複數組共同電樞線圈,其中該本體包含一中央本體部、一與該中央本體部相間隔且環繞該中央本體部的周邊本體部、及複數個連接該中央本體部與該周邊本體部的中間本體部,該中央本體部與該中心軸耦接,該等共同電樞線圈部分貫穿該低導磁材料層或非導磁材料層且共同纏繞於該周邊本體部之該第一側及該第二側,且該等共同電樞線圈的總匝數³1;一第一導磁機構,鄰近該電樞裝置的該第一側,該第一導磁機構包括一第一中央區域、一與該第一中央區域鄰接且環繞該第一中央區域的第一周邊區域,其中該第一周邊區域之部分或全部乃對應於該電樞裝置的該等共同電樞線圈,且該第一導磁機構與該等共同電樞線圈之間具有一第一氣隙;一第一磁場產生器,該第一磁場產生器可在該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間產生一封閉的第一磁場,該第一磁場之磁力線乃藉由該中心軸在該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間流通,且該第一磁場之磁力線以相同方向實質全部正交方式穿越位在每一該等共同電樞線圈與該第一導磁機構之間的該第一氣隙,使該第一導磁機構相對於一虛擬對稱軸轉動,該虛擬對稱軸與該中心軸同軸向;一第二導磁機構,鄰近該電樞裝置的該第二側,該第二導磁機構包括一第二中央區域、一與該第二中央區域鄰接且環繞該第二中央區域的第二周邊區域,其中該第二周邊區域之部分或全部乃對應於該電樞裝置之該第二側的該等共同電樞線圈,且該第二導磁機構與該等共同電樞線圈之間具有一第二氣隙;一第二磁場產生器,該第二磁場產生器可在該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間產生一封閉的第二磁場,該第二磁場之磁力線乃藉由該中心軸在該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間流通,當沿該虛擬對稱軸之縱截面前視方向觀察時,該第二磁場之磁力線以相同方向實質全部正交方式穿越位在每一該等共同電樞線圈與該第二導磁機構之間的該第二氣隙,使該第二導磁機構相對於該虛擬對稱軸轉動;以及一對共同電樞電極,以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈後,使該對共同電樞電極之兩端電性連接。
上述的另一種直流電機,該第一磁場產生器係一第一激磁線圈及/或一第一永久磁鐵,該第二磁場產生器係一第二激磁線圈及/或一第二永久磁鐵。
上述的另一種直流電機,該第一磁場產生器是一第一激磁線圈,且該第一激磁線圈是設置於該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間,以在該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間產生一封閉的第一磁場,且該第一磁場之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈射向該第一導磁機構的該第一周邊區域並穿越該第一氣隙,或以相同方向實質全部正交方式自該第一導磁機構的該第一周邊區域射向該等共同電樞線圈並穿越該第一氣隙。
上述的另一種直流電機,該第一磁場產生器是一第一永久磁鐵,且該第一永久磁鐵是設置於該第一周邊區域對應於該等共同電樞線圈之處,以在該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間產生一封閉的第一磁場,且該第一磁場之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈射向該第一周邊區域並穿越該第一氣隙,或以相同方向實質全部正交方式自該第一周邊區域射向該等共同電樞線圈並穿越該第一氣隙。
上述的另一種直流電機,該第二磁場產生器是一第二激磁線圈,且該第二激磁線圈是設置於該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間,以在該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間產生一封閉的第二磁場,且該第一磁場之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈射向該第二導磁機構的該第二周邊區域並穿越該第二氣隙,或以相同方向實質全部正交方式自該第二導磁機構的該第二周邊區域射向該等共同電樞線圈並穿越該第二氣隙。
上述的另一種直流電機,該第二磁場產生器是一第二永久磁鐵,且該第二永久磁鐵是設置於該第二周邊區域對應於該等共同電樞線圈之處,以在該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間產生一封閉的第二磁場,且該第二磁場之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈射向該第二周邊區域並穿越該第二氣隙,或以相同方向實質全部正交方式自該第二周邊區域射向該等共同電樞線圈並穿越該第二氣隙。
上述的另一種直流電機,該直流電機係作為一直流發電機-直流馬達複合體,且該第一、第二導磁機構為轉子,該電樞裝置為定子。
上述的另一種直流電機,該直流電機之該對共同電樞電極兩端之電性連接是直接短路,且其中該直流發電機-直流馬達複合體中的該直流發電機係由該第一導磁構、該第一磁場產生器與位在該電樞之該第一側的該等共同電樞線圈所組成,而該直流馬達則係由該第二導磁機構、該第二磁場產生器與位在該電樞之該第二側的該等共同電樞線圈所組成,其中該第一磁場通過該第一氣隙之磁通密度與該第二磁場通過該第二氣隙之磁通密度之比值為r1,該直流發電機與該直流馬達之轉速比值為r2,r1與r2互為反向變動趨勢或實質反比,故該直流馬達之轉速可藉由調整r1而達成。
上述的另一種直流電機,該對共同電樞電極之兩端與一個二極體電性連接,以達到單向短路之目的,或與以一外部系統電性連接,且該外部系統包括一控制模組和一與該控制模組電性連接的電池模組。其中,透過該控制模組的操控,該電池模組更可提供一電池電動勢,並協同該直流電機中的該直流發電機以驅動該直流馬達中的該第二導磁機構旋轉;或者。透過該控制模組的操控,該直流電機中的該直流發電機可驅動該直流馬達中的該第二導磁機構,並且對該電池模組充電。
上述的另一種直流電機,該直流電機之該對共同電樞電極兩端之電性連接是直接短路,且該直流發電機-直流馬達複合體是作為一無段變速傳動機。其中,該直流發電機係由該第一導磁構、該第一磁場產生器與位在該電樞之該第一側的該等共同電樞線圈所組成,而該直流馬達則係由該第二導磁機構、該第二磁場產生器與位在該電樞之該第二側的該等共同電樞線圈所組成,該第一磁場通過該第一氣隙之磁通密度與該第二磁場通過該第二氣隙之磁通密度之比值為r1,且該第一、第二導磁機構的該第一、第二中央區域更包括一第一、第二轉動軸,該第一轉動軸可被該直流發電機中的該第一導磁機構帶動而轉動,該第二轉動軸可被該直流馬達中的該第二導磁機構帶動而轉動,其中該第一轉動軸可被視為該無段變速傳動機的動力輸入軸,而該第二轉動軸可被視為該無段變速傳動機的動力輸出軸,故作為動力輸入軸的該第一轉動軸與作為動力輸出軸的該第二轉動軸之轉速比值與該直流發電機與該直流馬達之轉速比值相等,同樣為r2,且與該第一磁場通過該第一氣隙之磁通密度與該第二磁場通過該第二氣隙之磁通密度之比值r1互為反向變動趨勢或實質反比,藉由調整r1便可改變作為動力輸入軸的該第一轉動軸與作為動力輸出軸的該第二轉動軸之轉速比值r2,達到無段變速傳動之目的。
上述的另一種直流電機,該直流電機係作為一直流發電機-直流馬達複合體,該第一、第二磁場乃自位在該電樞裝置的該第一、第二側的該等共同電樞線圈分別射向該第一、第二導磁機構的該第一、第二週邊區域並分別穿越該第一、第二氣隙,或者該第一、第二磁場乃自該第一、第二導磁機構的該第一、第二週邊區域分別射向位在該電樞裝置的該第一、第二側的該等共同電樞線圈並分別穿越該第一、第二氣隙,且該電樞裝置可被驅動旋轉而產生一感應電動勢,使該第一、第二導磁機構同時被該感應電動勢驅動而朝與該電樞裝置旋轉的同一方向旋轉。此外,該直流電機之該對共同電樞電極兩端之電性連接是直接短路,且該直流發電機-直流馬達複合體中的該直流電機包含一直流電樞發電機與一直流馬達,其中該直流電樞發電機係由該第一導磁機構、該第一磁場產生器、該電樞裝置、該第二磁場產生器與該第二導磁機構所構成,而該直流馬達則包含一第一直流馬達與一第二直流馬達,該第一直流馬達係由該第一導磁機構、該第一磁場產生器與位在該電樞裝置之該第一側的其中之一該等共同電樞線圈所組成,而該第二直流馬達則係由該第二導磁機構、該第二磁場產生器與位在該電樞裝置之該第二側的其中之一該等共同電樞線圈所組成。
上述的另一種直流電機,該對共同電樞電極之兩端之間與一外部系統電性連接,且該外部系統包括一控制模組和一與該控制模組電性連接的電池模組。其中,透過該控制模組的操控,該電池模組更可提供一電池電動勢,並協同該電樞裝置被驅動旋轉而產生的該感應電動勢,使該第一導磁機構及該第二導磁機構被驅動而朝與該電樞裝置旋轉的同一方向旋轉;或者透過該控制模組的操控,該電樞裝置被驅動旋轉而產生的該感應電動勢可同時驅動該第一導磁機構及該第二導磁機構朝與該電樞裝置旋轉的同一方向旋轉,並且對該電池模組充電。
以下將詳細說明本發明各實施例。然應注意的是,本發明提供許多可供應用的發明概念,其可以多種特定型式實施。文中所舉例討論之特定實施例僅為例示,非用以限制本發明之範圍。
實施例
實施例一、二、三:
首先,請參閱第1A圖之立體組合圖及第1B圖之立體分解圖,其所繪示者乃是實施例一、二、三所揭示的直流電機10、10’、10”。
如第1A圖所示,該等直流電機10、10’、10”包括一中心軸100、一電樞裝置200、一第一導磁機構300及一第二導磁機構500,該電樞裝置200與該第一、第二導磁機構300、500間乃相對於一與該中心軸100同軸向的虛擬對稱軸101轉動。
如第1B圖所示,該電樞裝置200其具有彼此相對且以一低導磁材料層或非導磁材料層1000相隔的第一側(未標示)與第二側(未標示),且包括一本體220及複數組共同電樞線圈290,該等共同電樞線圈290的總匝數³1,其中該本體220包含一中央本體部210、一與該中央本體部210相間隔且環繞該中央本體部210的周邊本體部250、及複數個連接該中央本體部210與該周邊本體部250的中間本體部230,該中央本體部210與該中心軸100垂直耦接,且該等共同電樞線圈290是纏繞於該周邊本體部250。此外,該第一導磁機構300是設置於鄰近該電樞裝置200的該第一側,且該第一導磁機構300包括一第一中央區域310、一與該第一中央區域310鄰接且環繞該第一中央區域310的第一周邊區域330,其中該第一周邊區域330之部分或全部乃對應於該電樞裝置200的該等共同電樞線圈290;該第二導磁機構500是設置於鄰近該電樞裝置200的該第二側,且該第二導磁機構500包括一第二中央區域510、一與該第二中央區域510鄰接且環繞該第二中央區域510的第二周邊區域530,其中該第二周邊區域530之部分或全部乃對應於該電樞裝置200的該等共同電樞線圈290。此外,第一導磁機構300之該第一中央區域310更具有一第一轉動軸320,且該中心軸100之鄰近該第一導磁機構300之一末端更具有一第一中心軸軸承370,該第一轉動軸320乃穿設於該第一中心軸軸承370上,使直流電機10、10’、10”之該第一導磁機構300與該電樞裝置200可藉由該第一轉動軸320與該第一中心軸軸承370相對轉動;第二導磁機構500之該第二中央區域510更具有一第二轉動軸520,且該中心軸100之鄰近該第二導磁機構500之一末端更具有一第二中心軸軸承570,該第二轉動軸520乃穿設於該第二中心軸軸承570上,使直流電機10、10’、10”之該第二導磁機構500與該電樞裝置200可藉由該第二轉動軸520與該第二中心軸軸承570相對轉動。
其次,請參閱第1C圖,其所繪示的是沿第1B圖之I-I’剖面線所示根據本發明實施例一所揭示的直流電機10的剖面圖。如第1C圖所示,該第一導磁機構300與該等共同電樞線圈290之間具有一第一氣隙260,該第二導磁機構500與該等共同電樞線圈290之間具有一第二氣隙280,且實施例一所揭示的直流電機10更包括一第一激磁線圈400,作為用以產生第一磁場B1的第一磁場產生器,以及一第二激磁線圈450作為用以產生第二磁場B2的第二磁場產生器。其中,該第一磁場B1之磁力線乃藉由該中心軸100在該第一導磁機構300與該電樞裝置200的該第一側(未標示)之間流通,且該第一磁場B1之磁力線以相同方向實質全部正交方式穿越位在每一該等共同電樞線圈290與該第一導磁機構300之間的該第一氣隙260;該第二磁場B2之磁力線乃藉由該中心軸100在該第二導磁機構500與該電樞裝置200的該第二側(未標示)之間流通,且該第二磁場B2之磁力線以相同方向實質全部正交方式穿越位在每一該等共同電樞線圈290與該第二導磁機構500之間的該第二氣隙280,使該電樞裝置200與該第二導磁機構500之間同樣相對於該虛擬對稱軸101轉動。如第1C圖所示,該第一激磁線圈400是設置於該第一導磁機構300與該電樞裝置200的該第一側(未標示)之間且例如但不限於環繞該中心軸100,以在該第一導磁機構300與該電樞裝置200的該第一側(未標示)之間產生一封閉的第一磁場B1,而該第二激磁線圈450是設置於該第二導磁機構500的該第二側(未標示之間)與該電樞裝置200之間,且例如但不限於環繞該中心軸100,以在該第二導磁機構500與該電樞裝置200的該第二側(未標示)之間產生一封閉的第二磁場B2。此外,本實施例中的第一、第二激磁線圈400、450內的激磁電流具有相反的流向。其中,該第一、第二磁場B1、B2之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自位在該電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290分別射向該第一、第二導磁機構300、500的該第一、第二周邊區域330、530並穿越該第一、第二氣隙260、280。在根據本發明的其它實施例中,實施例一所揭示的直流電機10的該第一、第二磁場B1、B2之磁力線也可以相同方向實質全部正交方式分別自該第一、第二周邊區域330、530射向該等共同電樞線圈290並穿越該第一、第二氣隙260、280。
上述根據本發明實施例一所揭示的直流電機10是作為一直流馬達,其中當位在該電樞裝置200之該第一側(未標示)的該第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第1C圖所示般以相同方向實質全部正交方式自位在該電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290分別射向該第一、第二導磁機構300、500的該第一、第二周邊區域330、530,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280時,且當沿該虛擬對稱軸101之縱截面俯視方向觀察,位在該縱截面右側的其中一該等共同電樞線圈290電流I呈逆時針繞行經過鄰近該第一、第二氣隙260、280處時,根據佛萊明左手定則,該第一、第二磁場B1、B2將在該縱截面右側分別對位在該第一側(未標示)與該第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290所在的該周邊本體部250產生一射入該縱截面右側方向的磁力,使該第一、第二導磁機構300、500分別感受到一射出該縱截面右側方向的反作用力,藉此使該第一、第二導磁機構300、500以相對於該虛擬對稱軸101相同的第一轉動方向D1旋轉;而當沿該虛擬對稱軸101之縱截面俯視方向觀察,位在該縱截面左側的其中一該等共同電樞線圈290電流I呈順時針繞行經過鄰近該第一、第二氣隙260、280處時,根據佛萊明左手定則,該第一、第二磁場B1、B2將在該縱截面左側分別對位在該第一側(未標示)與該第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290所在的該周邊本體部250產生一射出該縱截面左側方向的磁力,使該第一、第二導磁機構300、500分別感受到一射入該縱截面左側方向的反作用力,藉此使該第一、第二導磁機構300、500以相對於該虛擬對稱軸101相同的第一轉動方向D1旋轉,並分別帶動該第一、第二轉動軸320、520朝第一轉動方向D1旋轉。此時,實施例一所揭示的直流電機10,其第一導磁機構300、第一激磁線圈400與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流馬達M1,而第二導磁機構500、第二激磁線圈450與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290則如同一第二直流馬達M2,且第一、第二直流馬達M1、M2彼此串聯,其等效電路圖乃如第1D、1D’圖所示。
如第1D圖之等效電路圖所示,當共同電樞電極(未標示)與以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈290與一外部系統端接,例如但不限於與一電源供應器Va端接,由於電樞裝置200係以一低導磁材料層或非導磁材料層1000隔離成第一、第二側,使得第一、第二磁場B1、B2可彼此不互相干擾,且第一、第二導磁機構300、500為兩獨立的個體,可獨立地以相對於該虛擬對稱軸101相同的第一轉動方向D1旋轉,並分別帶動該第一、第二轉動軸320、520朝第一轉動方向D1旋轉,且藉由控制該第一、第二磁場B1、B2的大小,便可調控該第一、第二導磁機構300、500及其所分別帶動的第一、第二轉動軸320、520的轉動速率,即調控直流電機10的第一、第二直流馬達M1、M2對外輸出的轉動速率。
如第1D’圖之等效電路圖所示,當共同電樞電極(未標示)與以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈290與一外部系統端接,且該外部系統包含例如但不限於一控制模組1500和一與該控制模組1500電性連接的電池模組2000,由於電樞裝置200係以一低導磁材料層或非導磁材料層1000隔離成第一、第二側,使得第一、第二磁場B1、B2可彼此不互相干擾,且第一、第二導磁機構300、500為兩獨立的個體,透過該控制模組的操控,可使該第一、第二導磁機構300、500可被該電池模組2000驅動,並獨立地以相對於該虛擬對稱軸101相同的第一轉動方向D1旋轉,並分別帶動該第一、第二轉動軸320、520朝第一轉動方向D1旋轉,且藉由控制該第一、第二磁場B1、B2的大小,便可調控該第一、第二導磁機構300、500及其所分別帶動的第一、第二轉動軸320、520的轉動速率,即調控直流電機10的第一、第二直流馬達M1、M2對外輸出的轉動速率。
當上述根據本發明實施例一所揭示的直流電機10是作為直流馬達時,在根據本發明的其它實施例中,實施例一所揭示的直流電機10的該第一、第二磁場B1、B2之磁力線也可以相同方向實質全部正交方式分別自該第一、第二導磁機構300、500的該第一、第二周邊區域330、530分別射向位在該電樞裝置200之第一、第二側(未繪示)的該等共同電樞線圈290,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280,且沿該虛擬對稱軸101之縱截面俯視方向觀察,位在該縱截面右側的該等共同電樞線圈290電流I呈逆時針繞行經過鄰近該第一、第二氣隙260、280處時,根據佛萊明左手定則,該第一、第二磁場B1、B2將在該縱截面右側對該等共同電樞線圈290所在的該周邊本體部250分別產生一射出該縱截面右側’方向的磁力,使該第一、第二導磁機構300、500分別感受到一射入該縱截面右側方向的反作用力,藉此使該第一、第二導磁機構300、500以相對於該虛擬對稱軸101相同的第二轉動方向D2旋轉;當沿該虛擬對稱軸101之縱截面俯視方向觀察,位在該縱截面左側的該等共同電樞線圈290電流I呈順時針繞行經過鄰近該第一、第二氣隙260、280處時,根據佛萊明左手定則,該第一、第二磁場B1、B2將在該縱截面左側對該等共同電樞線圈所在的該周邊本體部分別產生一射入該縱截面左側方向的磁力,使該第一、第二導磁機構300、500分別感受到一射出該縱截面左側方向的反作用力,藉此使該第一、第二導磁機構300、500以相對於該虛擬對稱軸101相同的第二轉動方向D2旋轉,並分別帶動該第一、第二轉動軸320、520朝第二轉動方向D2旋轉。此時,由於電樞裝置200係以一低導磁材料層或非導磁材料層1000隔離成第一、第二側,使得第一、第二磁場B1、B2可彼此不互相干擾,且第一、第二導磁機構300、500為兩獨立的個體,可獨立地以相對於該虛擬對稱軸101相同的第二轉動方向D2旋轉,並分別帶動該第一、第二轉動軸320、520朝第二轉動方向D2旋轉。此時,本實施例一所揭示的直流電機10,其第一導磁機構300、第一激磁線圈400與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流馬達M1,而第二導磁機構500、第二激磁線圈450與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290則如同一第二直流馬達M2,且第一、第二直流馬達M1、M2彼此串聯。
然後,請參閱第1C’圖,其所繪示的是沿第1B圖之I-I’剖面線所示根據本發明實施例二所揭示的直流電機10’的剖面圖。如第1C’圖所示,根據本發明實施例二所揭示的直流電機10’,其結構大抵與實施例一所揭示的直流電機10相似,其唯一差異在於實施例二所揭示的直流電機10’乃利用一第一、第二永久磁鐵600、650取代實施例一所揭示的直流電機10中之第一、第二激磁線圈400、450,作為用以產生第一、第二磁場B1、B2的第一、第二磁場產生器。該第一永久磁鐵600係設置於該第一周邊區域330對應於位在該電樞裝置200的第一側(未標示)的該等共同電樞線圈290之處,例如但不限於第1C’圖所示般設置於鄰近該第一氣隙260的該第一周邊區域330,以在該第一導磁機構300與該電樞裝置200之該第一側(未標示)之間產生一封閉的第一磁場B1;該第二永久磁鐵650係設置於該第二周邊區域530對應於位在該電樞裝置200的第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290之處,例如但不限於第1C’圖所示般設置於鄰近該第二氣隙280的該第二周邊區域530,以在該第二導磁機構500與該電樞裝置200之間產生一封閉的第二磁場B2。其中,該第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第1C’圖所示係以相同方向實質全部正交方式分別自位在電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290射向該第一、第二周邊區域330、530,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
實施例二所揭示的直流電機10’,其第一導磁機構300、第一永久磁磁鐵600與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流馬達M1,而第二導磁機構500、第二永久磁鐵650與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290則如同一第二直流馬達M2,且第一、第二直流馬達M1、M2彼此串聯,其等效電路圖乃如第1D、1D’圖所示。
此外,根據本發明實施例二所揭示的直流電機10’,其同樣可如上述實施例一所揭示的直流電機10般作動以作為直流馬達,在此不再贅述。
再者,請參閱第1C”圖,其所繪示的是沿第1B圖之I-I’剖面線所示根據本發明實施例三所揭示的直流電機10”的剖面圖。如第1C”圖所示,根據本發明實施例三所揭示的直流電機10”,其結構大抵與實施例一、二所揭示的直流電機10、10’相似,其唯一差異在於實施例三所揭示的直流電機10”乃同時利用實施例一中的第一、第二激磁線圈400、450與實施例二中的第一、第二永久磁鐵600、650作為用以產生第一、第二磁場B1、B2的第一、第二磁場產生器。其中,第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第1C”圖所示,同樣係以相同方向實質全部正交方式自位在該電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290分別射向該第一、第二周邊區域330、530,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
實施例三所揭示的直流電機10”,其第一導磁機構300、第一激磁線圈400、第一永久磁磁鐵600與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流馬達M1,而第二導磁機構500、第二激磁線圈ˋ450、第二永久磁鐵650與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290則如同一第二直流馬達M2,且第一、第二直流馬達M1、M2彼此串聯,其等效電路圖乃如第1D、1D’圖所示。
在根據本發明的其它實施例中,實施例三所揭示的直流電機10”的該第一、第二磁場B1、B2之磁力線也可以相同方向實質全部正交方式分別自該第一、第二周邊區域330、530分別射向位在該電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
此外,根據本發明實施例三所揭示的直流電機10”,其同樣可如上述實施例一、二所揭示的直流電機10、10’般作動以作為直流馬達,在此不再贅述。
上述根據本發明實施例一、二、三所揭示的直流電機10、10’、10”,該電樞裝置200為定子而該第一、第二導磁機構300、500為轉子。在根據本發明的其它實施例中,可視需要將該電樞裝置200調整為轉子,而該第一、第二導磁機構300、500調整為定子。
上述根據本發明實施例一、二、三所揭示的直流電機10、10’、10”之該第一、第二導磁機構300、500之該第一、第二中央區域310、510更分別具有一第一、第二轉動軸320、520,且該中心軸100之鄰近該第一、第二導磁機構300、500之二末端更分別具有一第一、第二中心軸軸承370、570,該第一、第二轉動軸320、520乃分別穿設於該第一、第二中心軸軸承370、570上,使實施例一、二、三所揭示的直流電機10、10’、10”之該第一、第二導磁機構300、500與該電樞裝置200可分別藉由該第一、第二轉動軸320、520與該第一、第二中心軸軸承370、570相對轉動。
上述根據本發明實施例一、二、三所揭示的直流電機10、10’、10”更可選擇性地包括複數滾珠(未繪示),設置於該第一、第二轉動軸320、520與該第一、第二中心軸軸承370、570之間。
實施例四至六
接著,請繼續參閱第2A圖之立體組合圖及第2B圖之立體分解圖,其所繪示者乃是實施例四、五、六所揭示的直流電機20、20’、20”。
請參閱第2C圖,其所繪示的是沿第2B圖之II-II’剖面線所示根據本發明實施例四所揭示的直流電機20的剖面圖。如第2C圖所示,根據本發明實施例四所揭示的直流電機20,其結構大抵與實施例一所揭示的直流電機10相似,其中,該第一磁場B1之磁力線乃藉由該中心軸100在該第一導磁機構300與該電樞裝置200的該第一側(未標示)之間流通,且該第一磁場B1之磁力線以相同方向實質全部正交方式自位在該電樞裝置200的第一側(未標示)的該等共同電樞線圈290射向位在第一導磁機構300的該第一周邊區域330,並穿越位在每一該等共同電樞線圈290與該第一導磁機構300之間的該第一氣隙260,惟其第二磁場B2之磁力線乃以同方向實質全部正交方式自該第二導磁機構500的該第二周邊區域530射向位在該電樞裝置200的第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290,並穿越該第二氣隙280。
如第2C圖所示,該第一激磁線圈400是設置於該第一導磁機構300與該電樞裝置200的該第一側(未標示)之間且例如但不限於環繞該中心軸100,以在該第一導磁機構300與該電樞裝置200的該第一側(未標示)之間產生一封閉的第一磁場B1,而該第二激磁線圈450是設置於該第二導磁機構500的該第二側(未標示之間)與該電樞裝置200之間,且例如但不限於環繞該中心軸100,以在該第二導磁機構500與該電樞裝置200的該第二側(未標示)之間產生一封閉的第二磁場B2。此外,本實施例中的第一、第二激磁線圈400、450內的激磁電流具有相同的流向。其中,該第一磁場B1之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自位在該電樞裝置200的第一側(未標示)的該等共同電樞線圈290射向該第一導磁機構300的該第一周邊區域330,並穿越該第一氣隙260,而該第二磁場B2之磁力線則係以相同方向實質全部正交方式自該第二導磁機構500的該第二周邊區域530射向位在該電樞裝置200的第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290,並穿越該第二氣隙280。
如第2C圖所示,根據本發明實施例四所揭示的直流電機20是作為一直流馬達,且當位在該電樞裝置200之該第一側(未標示)的該第一磁場B1之磁力線如第2C圖所示般以相同方向實質全部正交方式自位在該電樞裝置200的第一 (未標示)的該等共同電樞線圈290射向該第一導磁機構300的該第一周邊區域330,並穿越該第一氣隙260時,且當沿該虛擬對稱軸101之縱截面俯視方向觀察,位在該縱截面右側的其中一該等共同電樞線圈290電流I呈逆時針繞行經過鄰近該第一氣隙260處時,根據佛萊明左手定則,該第一磁場B1對位在該第一側(未標示)的該等共同電樞線圈290所在的該周邊本體部250產生一射入該縱截面右側方向的磁力,使該第一導磁機構300感受到一射出該縱截面右側方向的反作用力,藉此使該第一導磁機構300以相對於該虛擬對稱軸101相同的第一轉動方向D1旋轉,並帶動該第一轉動軸320朝第一轉動方向D1旋轉;而當沿該虛擬對稱軸101之縱截面俯視方向觀察,位在該縱截面左側的其中一該等共同電樞線圈290電流I呈順時針繞行經過鄰近該第一氣隙260處時,根據佛萊明左手定則,該第一磁場B1對位在該第一側(未標示)的該等共同電樞線圈290所在的該周邊本體部250產生一射出該縱截面左側方向的磁力,使該第一導磁機構300感受到一射入該縱截面左側方向的反作用力,藉此使該第一導磁機構300以相對於該虛擬對稱軸101相同的第一轉動方向D1旋轉,並帶動該第一轉動軸320朝第一轉動方向D1旋轉。此時,本實施例四所揭示的直流電機20,其第一導磁機構300、第一激磁線圈400與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流馬達M1,而第二導磁機構500、第二激磁線圈450與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290則如同一第二直流馬達M2,且第一、第二直流馬達M1、M2彼此串聯,其等效電路圖乃如第2D、2D’圖所示。
如第2D圖之等效電路圖所示,當共同電樞電極(未標示)與以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈290與一外部系統端接,例如但不限於與一電源供應器Va端接,由於電樞裝置200係以一低導磁材料層或非導磁材料層1000隔離成第一、第二側,使得第一、第二磁場B1、B2可彼此不互相干擾,且第一、第二導磁機構300、500為兩獨立的個體,可獨立地以相對於該虛擬對稱軸101相同的第一轉動方向D1旋轉,並分別帶動該第一、第二轉動軸320、520朝第一轉動方向D1旋轉,且藉由控制該第一、第二磁場B1、B2的大小,便可調控該第一、第二導磁機構300、500及其所分別帶動的第一、第二轉動軸320、520的轉動速率,即調控直流電機10的第一、第二直流馬達M1、M2對外輸出的轉動速率。
如第2D’圖之等效電路圖所示,當共同電樞電極(未標示)與以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈290與一外部系統端接,且該外部系統包含例如但不限於一控制模組1500和一與該控制模組1500電性連接的電池模組2000,由於電樞裝置200係以一低導磁材料層或非導磁材料層1000隔離成第一、第二側,使得第一、第二磁場B1、B2可彼此不互相干擾,且第一、第二導磁機構300、500為兩獨立的個體,透過該控制模組的操控,可使該第一、第二導磁機構300、500可被該電池模組2000驅動,並獨立地以相對於該虛擬對稱軸101相同的第一轉動方向D1旋轉,並分別帶動該第一、第二轉動軸320、520朝第一轉動方向D1旋轉,且藉由控制該第一、第二磁場B1、B2的大小,便可調控該第一、第二導磁機構300、500及其所分別帶動的第一、第二轉動軸320、520的轉動速率,即調控直流電機10的第一、第二直流馬達M1、M2對外輸出的轉動速率。
然後,請參閱第2C’圖,其所繪示的是沿第2B圖之II-II’剖面線所示根據本發明實施例五所揭示的直流電機20’的剖面圖。如第2C’圖所示,根據本發明實施例五所揭示的直流電機20’,其結構大抵與實施例四所揭示的直流電機20相似,其唯一差異在於實施例五所揭示的直流電機20’乃利用一第一、第二永久磁鐵600、650取代實施例一所揭示的直流電機10中之第一、第二激磁線圈400、450,作為用以產生第一、第二磁場B1、B2的第一、第二磁場產生器。該第一永久磁鐵600係設置於該第一周邊區域330對應於位在該電樞裝置200的第一側(未標示)的該等共同電樞線圈290之處,例如但不限於第2C’圖所示般設置於鄰近該第一氣隙260的該第一周邊區域330,以在該第一導磁機構300與該電樞裝置200之該第一側(未標示)之間產生一封閉的第一磁場B1;該第二永久磁鐵650係設置於該第二周邊區域530對應於位在該電樞裝置200的第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290之處,例如但不限於第2C’圖所示般設置於鄰近該第二氣隙280的該第二周邊區域530,以在該第二導磁機構500與該電樞裝置200之間產生一封閉的第二磁場B2。其中,該第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第2C’圖所示係以相同方向實質全部正交方式分別自位在電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290射向該第一、第二周邊區域330、530,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
實施例五所揭示的直流電機20’,其第一導磁機構300、第一永久磁磁鐵600與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流馬達M1,而第二導磁機構500、第二永久磁鐵650與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290則如同一第二直流馬達M2,且第一、第二直流馬達M1、M2彼此串聯,其等效電路圖乃如第2D、2D’圖所示。
此外,根據本發明實施例五所揭示的直流電機20’,其同樣可如上述實施例四所揭示的直流電機20般作動以作為直流馬達,在此不再贅述。
再者,請參閱第2C”圖,其所繪示的是沿第2B圖之II-II’剖面線所示根據本發明實施例六所揭示的直流電機20”的剖面圖。如第2C”圖所示,根據本發明實施例六所揭示的直流電機20”,其結構大抵與實施例四、五所揭示的直流電機20、20’相似,其唯一差異在於實施例六所揭示的直流電機20”乃同時利用實施例四中的第一、第二激磁線圈400、450與實施例五中的第一、第二永久磁鐵600、650作為用以產生第一、第二磁場B1、B2的第一、第二磁場產生器。其中,第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第2C”圖所示,同樣係以相同方向實質全部正交方式自位在該電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290分別射向該第一、第二周邊區域330、530,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
實施例六所揭示的直流電機20",其第一導磁機構300、第一激磁線圈400、第一永久磁磁鐵600與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流馬達M1,而第二導磁機構500、第二激磁線圈ˋ450、第二永久磁鐵650與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290則如同一第二直流馬達M2,且第一、第二直流馬達M1、M2彼此串聯,其等效電路圖乃如第2D、2D’圖所示。
此外,根據本發明實施例六所揭示的直流電機20”,其同樣可如上述實施例四、五所揭示的直流電機20、20’般作動以作為直流馬達,在此不再贅述。
上述根據本發明實施例四、五、六所揭示的直流電機20、20’、20”,該電樞裝置200為定子而該第一、第二導磁機構300、500為轉子。在根據本發明的其它實施例中,可視需要將該電樞裝置200調整為轉子,而該第一、第二導磁機構300、500調整為定子。
上述根據本發明實施例四、五、六所揭示的直流電機20、20’、20”之該第一、第二導磁機構300、500之該第一、第二中央區域310、510更分別具有一第一、第二轉動軸320、520,且該中心軸100之鄰近該第一、第二導磁機構300、500之二末端更分別具有一第一、第二中心軸軸承370、570,該第一、第二轉動軸320、520乃分別穿設於該第一、第二中心軸軸承370、570上,使實施例四、五、六所揭示的直流電機20、20’、20”之該第一、第二導磁機構300、500與該電樞裝置200可分別藉由該第一、第二轉動軸320、520與該第一、第二中心軸軸承370、570相對轉動。
上述根據本發明實施例四、五、六所揭示的直流電機20、20’、20”更可選擇性地包括複數滾珠(未繪示),設置於該第一、第二轉動軸320、520與該第一、第二中心軸軸承370、570之間。
實施例七、八、九
請參閱第3A圖之立體組合圖及第3B圖之立體分解圖,其所繪示者乃是實施例七、八、九所揭示的直流電機30、30’、30”。
如第3A、3B圖所示,該等直流電機30、30’、30”之結構大抵與實施例一、二、三所揭示的作為直流馬達的直流電機10、10’、10”相似,在此不再贅述,惟實施例七、八、九所揭示的直流電機30、30’、30”乃用以作為直流發電機。
如第3C圖所示,當上述根據本發明實施例七所揭示的直流電機30是作為直流發電機時,其中當該第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第3C圖所示般以相同方向實質全部正交方式自該電樞200的第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290分別射向該第一、第二導磁機構300、500的該第一、第二周邊區域330、530、並分別穿越該第一、第二氣隙260時,且該第一、第二導磁機構300、500分別被驅動而相對於該虛擬對稱軸101以第一旋轉方向D1轉動,當沿該虛擬對稱軸之101縱截面俯視方向觀察,使位在該電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的其中一該等共同電樞線圈290經過鄰近該第一、第二氣隙260、280處時,相對於該第一、第二導磁機構300、500之第一、第二周邊區域330、530產生一射入該縱截面右側方向的運動,並使位在該縱截面左側的其中一該等共同電樞線圈290經過鄰近該第一、第二氣隙260、280處時,相對於該第一、第二導磁機構300、500之第一、第二周邊區域330、530產生一射出該縱截面左側方向的運動。根據佛萊明右手定則,將在該縱截面右側使位在該電樞裝置200之該第一、第二側的該等共同電樞線圈290分別感應一順時針方向之第一、第二感應電動勢e1
、e2
,並將在該縱截面左側使位在該電樞裝置之該第一、第二側的該等共同電樞線圈分別感應一逆時針方向之第一、第二感應電動勢e1
、e2
。此時,實施例七所揭示的直流電機30,其第一導磁機構300、第一激磁線圈400與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流發電機G1,而第二導磁機構500、第二激磁線圈450與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290則如同一第二直流發電機G2,且第一、第二直流發電機G1、G2彼此串聯,其等效電路圖乃如第3D、3D’圖所示。
如第3D圖之等效電路圖所示,當共同電樞電極(未標示)與以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈290與一外部系統端接,該外部系統例如但不限於為一電池模組2000端,且該第一、第二直流發電機G1、G2所產生的第一、第二感應電動勢e1
、e2
可對該電池模組2000充電。
如第3D’圖之等效電路圖所示,當共同電樞電極(未標示)與以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈290與一外部系統端接,該外部系統例如但不限於包含一控制模組1500與一電池模組2000,且透過該控制模組1500的操控,使該第一、第二直流發電機G1、G2所產生的第一、第二感應電動勢e1
、e2
可對該電池模組2000充電。
然後,請參閱第3C’圖,其所繪示的是沿第3B圖之III-III’剖面線所示根據本發明實施例八所揭示的直流電機30’的剖面圖。如第3C’圖所示,根據本發明實施例八所揭示的直流電機30’,同樣係用以作為直流發電機,其結構大抵與實施例七所揭示的直流電機30相似,其唯一差異在於實施例八所揭示的直流電機30’乃利用一第一、第二永久磁鐵600、650取代實施例七所揭示的直流電機30中之第一、第二激磁線圈400、450,作為用以產生第一、第二磁場B1、B2的第一、第二磁場產生器。該第一永久磁鐵600係設置於該第一周邊區域330對應於位在該電樞裝置200的第一側(未標示)的該等共同電樞線圈290之處,例如但不限於第3C’圖所示般設置於鄰近該第一氣隙260的該第一周邊區域330,以在該第一導磁機構300與該電樞裝置200的第一側(未標示)之間產生一封閉的第一磁場B1;該第二永久磁鐵650係設置於該第二周邊區域530對應於位在該電樞裝置200的第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290之處,例如但不限於第3C’圖所示般設置於鄰近該第二氣隙280的該第二周邊區域530,以在該第二導磁機構500與該電樞裝置200的該第二側(未標示)之間產生一封閉的第二磁場B2。其中,該第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第3C’圖所示係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈290分別射向該第一、第二周邊區域330、530並穿越該第一、第二氣隙260、280。
根據,實施例八所揭示的直流電機30’,其第一導磁機構300、第一永久磁鐵600與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流發電機G1,而第二導磁機構500、第二永久磁鐵650與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290則如同一第二直流發電機G2,且第一、第二直流發電機G1、G2彼此串聯,其等效電路圖乃如第3D、3D’圖所示。
此外,根據本發明實施例八所揭示的直流電機30’,其同樣可如上述實施例七所揭示的直流電機30般作動以作為直流發電機,在此不再贅述。
再者,請參閱第3C”圖,其所繪示的是沿第3B圖之III-III’剖面線所示根據本發明實施例九所揭示的直流電機30”的剖面圖。如第3C”圖所示,根據本發明實施例九所揭示的直流電機30”,同樣係用以作為直流發電激,其結構大抵與實施例七、八所揭示的直流電機30、30’相似,其唯一差異在於實施例九所揭示的直流電機30”乃同時利用實施例七中的第一、第二激磁線圈400、450與實施例八中的第一、第二永久磁鐵600、650作為用以產生第一磁場B1的第一磁場產生器。其中,第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第3C”圖所示,同樣係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈290分別射向該第一、第二周邊區域330、530並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
實施例九所揭示的直流電機30”,其第一導磁機構300、第一激磁線圈400、第一永久磁鐵600與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流發電機G1,而第二導磁機構500、第二激磁線圈450、第二永久磁鐵650與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290則如同一第二直流發電機G2,且第一、第二直流發電機G1、G2彼此串聯,其等效電路圖乃如第3D、3D’圖所示。
此外,根據本發明實施例九所揭示的直流電機30”,其同樣可如上述實施例七、八所揭示的直流電機30、30’般作動以作為直流發電機,在此不再贅述。
上述根據本發明實施例七、八、九所揭示的直流電機30、30’、30”,該電樞裝置200為定子而該第一、第二導磁機構300、500為轉子。在根據本發明的其它實施例中,可視需要將該電樞裝置200調整為轉子,而該第一、第二導磁機構300、500調整為定子。
上述根據本發明實施例七、八、九所揭示的直流電機30、30’、30”之該第一、第二導磁機構300、500之該第一、第二中央區域310、510更分別具有一第一、第二轉動軸320、520,且該中心軸100之鄰近該第一、第二導磁機構300、500之二末端更分別具有一第一、第二中心軸軸承370、570,該第一、第二轉動軸320、520乃分別穿設於該第一、第二中心軸軸承370、570上,使實施例七、八、九所揭示的直流電機30、30’、30”之該第一、第二導磁機構300、500與該電樞裝置200可分別藉由該第一、第二轉動軸320、520與該第一、第二中心軸軸承370、570相對轉動。
上述根據本發明實施例七、八、九所揭示的直流電機30、30’、30”更可選擇性地包括複數滾珠(未繪示),設置於該第一、第二轉動軸320、520與該第一、第二中心軸軸承370、570之間。
接著,請繼續參閱第4A圖之立體組合圖及第4B圖之立體分解圖,其所繪示者乃是實施例十、十一、十二所揭示的直流電機40、40’、40”。
如第4A、4B圖所示,該等直流電機40、40’、40”之結構大抵與實施例七、八、九所揭示的直流電機30、30’、30”相似,且同樣係作為直流發電機,在此不再贅述,其唯一差別僅在於實施例十、十一、十二所揭示的直流電機40、40’、40”,其位在該電樞裝置200之該第一側(未標示)的該第一磁場B1與位在該電樞裝置200之該第二側(未標示)的該第二磁場B2之磁力線乃以相同方向實質全部正交方式分別自該第一導磁機構300的該第一周邊區330域及該第二導磁機構500的該第二周邊區域530分別射向位在該電樞裝置200第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
請參閱第4C圖,其所繪示的是沿第4B圖之IV-IV’剖面線所示根據本發明實施例十所揭示的直流電機40的剖面圖。如第4C圖所示,當上述根據本發明實施例十所揭示的直流電機40是作為直流發電機時,其中當該第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第4C圖所示般以相同方向實質全部正交方式分別自該第一導磁機構300的該第一周邊區330域及該第二導磁機構500的該第二周邊區域530分別射向位在該電樞裝置200第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280,且該第一、第二導磁機構300、500分別被驅動而相對於該虛擬對稱軸101以第一旋轉方向D1轉動,當沿該虛擬對稱軸之101縱截面俯視方向觀察,使位在該電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的其中一該等共同電樞線圈290經過鄰近該第一、第二氣隙260、280處時,相對於該第一、第二導磁機構300、500之第一、第二周邊區域330、530產生一射入該縱截面右側方向的運動,並使位在該縱截面左側的其中一該等共同電樞線圈290經過鄰近該第一、第二氣隙260、280處時,相對於該第一、第二導磁機構300、500之第一、第二周邊區域330、530產生一射出該縱截面左側方向的運動。根據佛萊明右手定則,將在該縱截面右側使位在該電樞裝置200之該第一、第二側的該等共同電樞線圈290分別感應一逆時針方向之第一、第二感應電動勢e1
、e2
,並將在該縱截面左側使位在該電樞裝置之該第一、第二側的該等共同電樞線圈分別感應一順時針方向之第一、第二感應電動勢e1
、e2
。此時,實施例十所揭示的直流電機40,其第一導磁機構300、第一激磁線圈400與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流發電機G1,而第二導磁機構500、第二激磁線圈450與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290則如同一第二直流發電機G2,且第一、第二直流發電機G1、G2彼此串聯,其等效電路圖乃如第4D、4D’圖所示。
如第4D圖之等效電路圖所示,當共同電樞電極(未標示)與以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈290與一外部系統端接,該外部系統例如但不限於為一電池模組2000端,且該第一、第二直流發電機G1、G2所產生的第一、第二感應電動勢e1
、e2
可對該電池模組2000充電。
如第4D’圖之等效電路圖所示,當共同電樞電極(未標示)與以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈290與一外部系統端接,該外部系統例如但不限於包含一控制模組1500與一電池模組2000,且透過該控制模組1500的操控,使該第一、第二直流發電機G1、G2所產生的第一、第二感應電動勢e1
、e2
可對該電池模組2000充電。
然後,請參閱第4C’圖,其所繪示的是沿第4B圖之IV-IV’剖面線所示根據本發明實施例十一所揭示的直流電機40’的剖面圖。如第4C’圖所示,根據本發明實施例十一所揭示的直流電機40’,同樣係用以作為直流發電機,其結構大抵與實施例十所揭示的直流電機40相似,其唯一差異在於實施例十一所揭示的直流電機40’乃利用一第一、第二永久磁鐵600、650取代實施例十所揭示的直流電機30中之第一、第二激磁線圈400、450,作為用以產生第一、第二磁場B1、B2的第一、第二磁場產生器。該第一永久磁鐵600係設置於該第一周邊區域330對應於位在該電樞裝置200的第一側(未標示)的該等共同電樞線圈290之處,例如但不限於第3C’圖所示般設置於鄰近該第一氣隙260的該第一周邊區域330,以在該第一導磁機構300與該電樞裝置200的第一側(未標示)之間產生一封閉的第一磁場B1;該第二永久磁鐵650係設置於該第二周邊區域530對應於位在該電樞裝置200的第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290之處,例如但不限於第3C’圖所示般設置於鄰近該第二氣隙280的該第二周邊區域530,以在該第二導磁機構500與該電樞裝置200的該第二側(未標示)之間產生一封閉的第二磁場B2。其中,第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第4C’圖所示,同樣係以相同方向實質全部正交方式自該第一、第二周邊區域330、530分別射向該等共同電樞線圈290,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
根據,實施例十一所揭示的直流電機40’,其第一導磁機構300、第一永久磁鐵600與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流發電機G1,而第二導磁機構500、第二永久磁鐵650與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290則如同一第二直流發電機G2,且第一、第二直流發電機G1、G2彼此串聯,其等效電路圖乃如第4D、4D’圖所示。
此外,根據本發明實施例十一所揭示的直流電機40’,其同樣可如上述實施例十所揭示的直流電機40般作動以作為直流發電機,在此不再贅述。
再者,請參閱第4C”圖,其所繪示的是沿第4B圖之IV-IV’剖面線所示根據本發明實施例十二所揭示的直流電機40”的剖面圖。如第4C”圖所示,根據本發明實施例十二所揭示的直流電機40”,同樣係用以作為直流發電激,其結構大抵與實施例十、十一所揭示的直流電機40、40’相似,其唯一差異在於實施例十二所揭示的直流電機40”乃同時利用實施例十中的第一、第二激磁線圈400、450與實施例十一中的第一、第二永久磁鐵600、650作為用以產生第一磁場B1的第一磁場產生器。其中,第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第4C”圖所示,同樣係以相同方向實質全部正交方式自該第一、第二周邊區域330、530分別射向該等共同電樞線圈290,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
根據,實施例十二所揭示的直流電機40",其第一導磁機構300、第一激磁線圈400、第一永久磁鐵600與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流發電機G1,而第二導磁機構500、第二激磁線圈450、第二永久磁鐵650與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290則如同一第二直流發電機G2,且第一、第二直流發電機G1、G2彼此串聯,其等效電路圖乃如第4D、4D’圖所示。
此外,根據本發明實施例十二所揭示的直流電機40”,其同樣可如上述實施例十、十一所揭示的直流電機40、40’般作動以作為直流發電機,在此不再贅述。
上述根據本發明實施例十、十一、十二所揭示的直流電機40、40’、40”,該電樞裝置200為定子而該第一、第二導磁機構300、500為轉子。在根據本發明的其它實施例中,可視需要將該電樞裝置200調整為轉子,而該第一、第二導磁機構300、500調整為定子。
上述根據本發明實施例十、十一、十二所揭示的直流電機40、40’、40”之該第一、第二導磁機構300、500之該第一、第二中央區域310、510更分別具有一第一、第二轉動軸320、520,且該中心軸100之鄰近該第一、第二導磁機構300、500之二末端更分別具有一第一、第二中心軸軸承370、570,該第一、第二轉動軸320、520乃分別穿設於該第一、第二中心軸軸承370、570上,使實施例十、十一、十二所揭示的直流電機40、40’、40”所揭示的直流電機30、30’、30”之該第一、第二導磁機構300、500與該電樞裝置200可分別藉由該第一、第二轉動軸320、520與該第一、第二中心軸軸承370、570相對轉動。
上述根據本發明實施例十、十一、十二所揭示的直流電機40、40’、40”更可選擇性地包括複數滾珠(未繪示),設置於該第一、第二轉動軸320、520與該第一、第二中心軸軸承370、570之間。
實施例十三、十四、十五
接著,請繼續參閱第5A圖之立體組合圖及第5B圖之立體分解圖,其所繪示者乃是實施例十三、十四、十五所揭示的直流電機50、50’、50”。
如第5A、5B圖所示,該等直流電機50、50’、50”係作為一直流發電機-直流馬達複合體,其結構大抵與實施例一至三所揭示的直流電機10、10’、10”相似,惟其最大的差異乃在於直流電機50、50’、50”中具有一對共同電樞電極(未繪示),以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈290後,使該對共同電樞電極(未繪示)之兩端電性連接,例如但不限於直接短路。
如第5C圖所示,該第一磁場B1之磁力線如第5C圖所示般以相同方向實質全部正交方式自該電樞200的第一側(未標示)的該等共同電樞線圈290分別射向該第一導磁機構300的該第一周邊區域330、並穿越該第一氣隙260,其中,當沿該虛擬對稱軸之101縱截面俯視方向觀察,該第一導磁機構被驅動而沿相對於該虛擬對稱軸的第二轉動方向D2轉動,使位在該縱截面右側的其中一該等共同電樞線圈290經過鄰近該第一氣隙260時,相對於該第一導磁機構300之第一周邊區域330產生一射出該縱截面右側方向的運動,根據佛萊明右手定則,該第一磁場B1將在該縱截面右側使位在該電樞裝置200之該第一側的該等共同電樞線圈290感應一逆時針方向之第一感應電動勢e1
,並在該縱截面左側使位在該電樞裝置200之該第一側的該等共同電樞線圈290感應一順時針方向之第一感應電動勢e1
,因該對共同電樞電極之兩端短路,此將使位在該縱截面右側的該等共同電樞線圈290中的電流為逆時針方向,而位在該縱截面左側的該等共同電樞線圈290中的電流為順時針方向。
如第5C圖所示,位在該電樞裝置200之該第二側的該第二磁場B2之磁力線以相同方向實質全部正交方式自該電樞裝置200第二側的該等共同電樞線圈290射向該第二導磁機構500的該第二周邊區域530,並穿越該第二氣隙280,故根據佛萊明左手定則,該第二磁場B2將在該縱截面右側對位於該第二側的該等共同電樞線圈290所在的該周邊本體部250產生一射入該縱截面右側方向的磁力,使位在該縱截面右側的該第二導磁機構500感受到一射出該縱截面右側方向的反作用力,且該第二磁場B2將在該縱截面左側對位於該第二側的該等共同電樞線圈290所在的該周邊本體部250產生一射出該縱截面左側方向的磁力,使位在該縱截面左側的該第二導磁機構500感受到一射入該縱截面左側方向的反作用力,藉此使該第二導磁機構500以相對於該虛擬對稱軸101的第一轉動方向D1旋轉,並帶動該第二轉動軸520朝第一轉動方向D1旋轉。此時,實施例十三所揭示的直流電機50,其第一導磁機構300、第一激磁線圈400與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流發電機G1,而第二導磁機構500、第二激磁線圈450與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第二直流馬達M2,其中第一直流發電機G1與該第二直流馬達M2之轉向相反,該第一磁場B1通過該第一氣隙260之磁通密度與該第二磁場B2通過該第二氣隙之磁通密度之比值為r1,該第一直流發電機G1與該第二直流馬達之轉速比值為r2,r1與r2互為反向變動趨勢或實質反比,故該直流馬達之轉速可藉由調整r1而達成。故本實施例十三所揭示的直流電機50可作為一種轉向相反的變速動力傳動裝置,其等效電路圖乃如第5D、5D’、5D”圖所示。
如第5D圖之等效電路圖所示,當共同電樞電極(未標示)與以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈290後,使該對共同電樞電極之兩端直接短路,將使位在該電樞裝置200之第一、第二側的共同電樞線圈290內的電流共享,且由於電樞裝置200係以一低導磁材料層或非導磁材料層1000隔離成第一、第二側,使得第一、第二磁場B1、B2可彼此不互相干擾,且第一、第二導磁機構300、500為兩獨立的個體,故當第一導磁機構300與位在該電樞裝置200之第一側的共同電樞線圈290單獨充作一第一直流發電機G1,並驅動第二導磁機構300與位在該電樞裝置200之第二側的共同電樞線圈290所形成的第二直流馬達M2轉動,且由於第一直流發電機G1與第二直流馬達M2之旋轉方向相反,故可作為一種轉向相反的變速動力傳動裝置。
如第5D’圖之等效電路圖所示,該對共同電樞電極(未繪示)係以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈290後,該對共同電樞電極(未繪示)之兩端與一個二極體電性連接,以達到單向短路之目的。如上所述,當該對共同電樞電極之兩端電性連接後後,將使位在該電樞裝置200之第一、第二側的共同電樞線圈290內的電流共享,故當第一導磁機構300與位在該電樞裝置200之第一側的共同電樞線圈290單獨充作一第一直流發電機G1,並驅動第二導磁機構300與位在該電樞裝置200之第二側的共同電樞線圈290所形成的第二直流馬達M2轉動,且由於第一直流發電機G1與第二直流馬達M2之旋轉方向相反,故可作為一種轉向相反的變速動力傳動裝置,且由於係利用單向二極體進行短路,故位在該電樞裝置200之第一、第二側的共同電樞線圈290內的共享電流僅能單向流動,使得該第二直流馬達M2僅能單向轉動,故可作為一種轉向相反的單向變速動力傳動裝置。
如第5D”圖之等效電路圖所示,該對共同電樞電極之兩端之間與一外部系統電性連接,且該外部系統包括一控制模組1500和一與該控制模組電性連接的電池模組2000。透過該控制模組的操控,該電池模組2000更可提供一電池電動勢,並協同該直流電機50中的該第一直流發電機G1以驅動該第二直流馬達M2中的該第二導磁機構500-轉動,或者透過該控制模組1500的操控,該直流電機50中的該第一直流發電機G1除驅動該第二直流馬達M2中的該第二導磁機構500旋轉外,並且對該電池模組2000進行充電。
此外,如上所述,實施例十三所揭示的該直流電機50係作為一直流發電機-直流馬達複合體,且在根據本發明的其它實施例中是作為一無段變速傳動機。其中,該第一、第二導磁機構300、500的該第一、第二中央區域310、510更包括一第一、第二轉動軸320、520,且該第一轉動軸320可被該直流發電機-直流馬達複合體中之該第一直流發電機G1中的該第一導磁機構300帶動而轉動,該第二轉動軸520可被該直流發電機-直流馬達複合體中之該第二直流馬達M2中的該第二導磁機構500帶動而轉動。其中,該第一轉動軸320可被視為該無段變速傳動機的動力輸入軸,而該第二轉動軸520可被視為該無段變速傳動機的動力輸出軸,故作為動力輸入軸的該第一轉動軸320與作為動力輸出軸的該第二轉動軸520之轉速比值與該直流發電機與該直流馬達之轉速比值相等,同樣為r2,且r2與該第一磁場通過該第一氣隙之磁通密度與該第二磁場通過該第二氣隙之磁通密度之比值r1互為反向變動趨勢或實質反比,藉由調整r1便可改變作為動力輸入軸的該第一轉動軸與作為動力輸出軸的該第二轉動軸之轉速比值r2,達到無段變速傳動之目的。
然後,請參閱第5C’圖,其所繪示的是沿第5B圖之V-V’剖面線所示根據本發明實施例十四所揭示的直流電機50’的剖面圖。如第5C’圖所示,根據本發明實施例十四所揭示的直流電機50’,其結構大抵與實施例十三所揭示的直流電機50相似,其唯一差異在於實施例十四所揭示的直流電機50’乃利用一第一、第二永久磁鐵600、650取代實施例十三所揭示的直流電機50中之第一、第二激磁線圈400、450,作為用以產生第一、第二磁場B1、B2的第一、第二磁場產生器。該第一永久磁鐵600係設置於該第一周邊區域330對應於位在該電樞裝置200的第一側(未標示)的該等共同電樞線圈290之處,例如但不限於第5C’圖所示般設置於鄰近該第一氣隙260的該第一周邊區域330,以在該第一導磁機構300與該電樞裝置200之該第一側(未標示)之間產生一封閉的第一磁場B1;該第二永久磁鐵650係設置於該第二周邊區域530對應於位在該電樞裝置200的第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290之處,例如但不限於第5C’圖所示般設置於鄰近該第二氣隙280的該第二周邊區域530,以在該第二導磁機構500與該電樞裝置200之間產生一封閉的第二磁場B2。其中,第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第5C’圖所示,同樣係以相同方向實質全部正交方式自位在該電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290分別射向該第一、第二周邊區域330、530,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
實施例十四所揭示的直流電機50’,其第一導磁機構300、第一永久磁鐵600與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流發電機G1,而第二導磁機構500、第二永久磁鐵650與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第二直流馬達M2,其中第一直流發電機G1與該第二直流馬達M2之轉向相反,且藉由控制該第一、第二磁場B1、B2的大小,便可調控該第一、第二導磁機構的轉動速率,故本實施例十四所揭示的直流電機50’可作為一種轉向相反的變速動力傳動裝置,其等效電路圖乃如第5D、5D’、5D”圖所示。
此外,根據本發明實施例十四所揭示的直流電機50’,其同樣可如上述實施例十三所揭示的直流電機50般作動以作為直流發電機-直流馬達複合體或無段變速傳動機在此不再贅述。
再者,請參閱第5C”圖,其所繪示的是沿第5B圖之V-V’剖面線所示根據本發明實施例十五所揭示的直流電機50”的剖面圖。如第5C”圖所示,根據本發明實施例十五所揭示的直流電機50”,其結構大抵與實施例十三、十四所揭示的直流電機50、50’相似,其唯一差異在於實施例十五所揭示的直流電機50”乃同時利用實施例十三中的第一、第二激磁線圈400、450與實施例十四中的第一、第二永久磁鐵600、650作為用以產生第一、第二磁場B1、B2的第一、第二磁場產生器。其中,第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第5C”圖所示,同樣係以相同方向實質全部正交方式自位在該電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290分別射向該第一、第二周邊區域330、530,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
實施例十五所揭示的直流電機50",其第一導磁機構300、第一激磁線圈400、第一永久磁鐵600與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流發電機G1,而第二導磁機構500、第二激磁線圈450、第二永久磁鐵650與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第二直流馬達M2,其中第一直流發電機G1與該第二直流馬達M2之轉向相反,且藉由控制該第一、第二磁場B1、B2的大小,便可調控該第一、第二導磁機構的轉動速率,故本實施例十五所揭示的直流電機50”可作為一種轉向相反的變速動力傳動裝置,其等效電路圖乃如第5D、5D’、5D”圖所示。
此外,根據本發明實施例十五所揭示的直流電機50”,其同樣可如上述實施例十三、十四所揭示的直流電機50、50’般作動以作為直流發電機-直流馬達複合體或無段變速傳動機,在此不再贅述。
上述根據本發明實施例十三、十四、十五所揭示的直流電機50、50’、50”,該電樞裝置200為定子而該第一、第二導磁機構300、500為轉子。
上述根據本發明實施例十三、十四、十五所揭示的直流電機50、50’、50”之該第一、第二導磁機構300、500之該第一、第二中央區域310、510更分別具有一第一、第二轉動軸320、520,且該中心軸100之鄰近該第一、第二導磁機構300、500之二末端更分別具有一第一、第二中心軸軸承370、570,該第一、第二轉動軸320、520乃分別穿設於該第一、第二中心軸軸承370、570上,使實施例十三、十四、十五所揭示的直流電機50、50’、50”所揭示的直流電機30、30’、30”之該第一、第二導磁機構300、500與該電樞裝置200可分別藉由該第一、第二轉動軸320、520與該第一、第二中心軸軸承370、570相對轉動。
上述根據本發明實施例十三、十四、十五所揭示的直流電機50、50’、50”更可選擇性地包括複數滾珠(未繪示),設置於該第一、第二轉動軸320、520與該第一、第二中心軸軸承370、570之間。
實施例十六、十七、十八
接著,請繼續參閱第6A圖之立體組合圖及第6B圖之立體分解圖,其所繪示者乃是實施例十六、十七、十八所揭示的直流電機60、60’、60”。
如第6A、6B圖所示,該等直流電機60、60’、60”係作為一直流發電機-直流馬達複合體,其結構大抵與實施例十三、十四、十五所揭示的直流電機50、50’、50”相似,惟其最大的差異乃在於直流電機60、60’、60”位在該電樞裝置200之該第二側的該第二磁場B2之磁力線以相同方向實質全部正交方式自該第二導磁機構500的該第二周邊區域530射向該等共同電樞線圈290並分別穿越該第二氣隙280。
其次,請參閱第6C圖,其所繪示的是沿第6B圖之VI-VI’剖面線所示根據本發明實施例十六所揭示的直流電機60的剖面圖。如第6C圖所示,沿該虛擬對稱軸之101縱截面俯視方向觀察,該第一導磁機構被驅動而沿相對於該虛擬對稱軸的第二轉動方向D2轉動,使位在該縱截面右側的其中一該等共同電樞線圈290經過鄰近該第一氣隙260時,相對於該第一導磁機構300之第一周邊區域330產生一射出該縱截面右側方向的運動,根據佛萊明右手定則,該第一磁場B1將在該縱截面右側使位在該電樞裝置200之該第一側的該等共同電樞線圈290感應一逆時針方向之第一感應電動勢e1
,並在該縱截面左側使位在該電樞裝置200之該第一側的該等共同電樞線圈290感應一順時針方向之第一感應電動勢e1
,因該對共同電樞電極之兩端短路,此將使位在該縱截面右側的該等共同電樞線圈290中的電流為逆時針方向,而位在該縱截面左側的該等共同電樞線圈290中的電流為順時針方向。根據佛萊明左手定則,該第二磁場B2將在該縱截面右側對位於該第二側的該等共同電樞線圈290所在的該周邊本體部250產生一射出該截面右側方向的磁力,使位在該縱截面右側的該第二導磁機構500感受到一射入該縱截面右側方向的反作用力,且該第二磁場B2將在該縱截面左側對位於該第二側的該等共同電樞線圈290所在的該周邊本體部250產生一射入該縱截面右側方向的磁力,使位在該縱截面左側的該第二導磁機構500感受到一射出該縱截面左側方向的反作用力,藉此使該第二導磁機構500以相對於該虛擬對稱軸101的第二轉動方向D2旋轉,並帶動該第二轉動軸520朝第二轉動方向D2旋轉。此時,實施例十六所揭示的直流電機60,其第一導磁機構300、第一激磁線圈400與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流發電機G1,而第二導磁機構500、第二激磁線圈450與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第二直流馬達M2,其中第一直流發電機G1與該第二直流馬達M2之轉向相同,該第一磁場B1通過該第一氣隙260之磁通密度與該第二磁場B2通過該第二氣隙之磁通密度之比值為r1,該第一直流發電機G1與該第二直流馬達之轉速比值為r2,r1與r2互為反向變動趨勢或實質反比,故該直流馬達之轉速可藉由調整r1而達成。故本實施例十六所揭示的直流電機60可作為一種轉向相同的變速動力傳動裝置,其等效電路圖乃如第6D、6D’、6D”圖所示。
如第6D圖之等效電路圖所示,當共同電樞電極(未標示)與以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈290後,使該對共同電樞電極之兩端直接短路,將使位在該電樞裝置200之第一、第二側的共同電樞線圈290內的電流共享,且由於電樞裝置200係以一低導磁材料層或非導磁材料層1000隔離成第一、第二側,使得第一、第二磁場B1、B2可彼此不互相干擾,且第一、第二導磁機構300、500為兩獨立的個體,故當第一導磁機構300與位在該電樞裝置200之第一側的共同電樞線圈290單獨充作一第一直流發電機G1,並驅動第二導磁機構300與位在該電樞裝置200之第二側的共同電樞線圈290所形成的第二直流馬達M2轉動,且由於第一直流發電機G1與第二直流馬達M2之旋轉方向相同,故可作為一種轉向相同的變速動力傳動裝置。
如第6D’圖之等效電路圖所示,該對共同電樞電極(未繪示)係以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈290後,該對共同電樞電極(未繪示)之兩端與一個二極體電性連接,以達到單向短路之目的。如上所述,當該對共同電樞電極之兩端短路後,將使位在該電樞裝置200之第一、第二側的共同電樞線圈290內的電流共享,故當第一導磁機構300與位在該電樞裝置200之第一側的共同電樞線圈290單獨充作一第一直流發電機G1,並驅動第二導磁機構300與位在該電樞裝置200之第二側的共同電樞線圈290所形成的第二直流馬達M2轉動,且由於第一直流發電機G1與第二直流馬達M2之旋轉方向相同,故可作為一種轉向相同的變速動力傳動裝置,且由於係利用單向二極體進行短路,故位在該電樞裝置200之第一、第二側的共同電樞線圈290內的共享電流僅能單向流動,使得該第二直流馬達M2僅能單向轉動,故可作為一種轉向相同的單向變速動力傳動裝置。
如第6D”圖之等效電路圖所示,該對共同電樞電極之兩端之間與一外部系統電性連接,且該外部系統包括一控制模組1500和一與該控制模組電性連接的電池模組2000。透過該控制模組的操控,該電池模組2000更可提供一電池電動勢,並協同該直流電機60中的該第一直流發電機G1以驅動該第二直流馬達M2中的該第二導磁機構500轉動,或透過該控制模組1500的操控,該直流電機60中的該第一直流發電機G1除驅動該第二直流馬達M2的該第二導磁機構500旋轉外,並且對該電池模組2000進行充電。
此外,如上所述,實施例十六所揭示的該直流電機60係作為一直流發電機-直流馬達複合體,且在根據本發明的其它實施例中是作為一無段變速傳動機。其中,該第一、第二導磁機構300、500的該第一、第二中央區域310、510更包括一第一、第二轉動軸320、520,且該第一轉動軸320可被該直流發電機-直流馬達複合體中之該第一直流發電機G1中的該第一導磁機構300帶動而轉動,該第二轉動軸520可被該直流發電機-直流馬達複合體中之該第二直流馬達M2中的該第二導磁機構500帶動而轉動。其中,該第一轉動軸320可被視為該無段變速傳動機的動力輸入軸,而該第二轉動軸520可被視為該無段變速傳動機的動力輸出軸,故作為動力輸入軸的該第一轉動軸320與作為動力輸出軸的該第二轉動軸520之轉速比值與該直流發電機與該直流馬達之轉速比值相等,同樣為r2,且r2與該第一磁場通過該第一氣隙之磁通密度與該第二磁場通過該第二氣隙之磁通密度之比值r1互為反向變動趨勢或實質反比,藉由調整r1便可改變作為動力輸入軸的該第一轉動軸與作為動力輸出軸的該第二轉動軸之轉速比值r2,達到無段變速傳動之目的。
然後,請參閱第6C’圖,其所繪示的是沿第6B圖之VI-VI’剖面線所示根據本發明實施例十七所揭示的直流電機60’的剖面圖。如第6C’圖所示,根據本發明實施例十七所揭示的直流電機60’,其結構大抵與實施例十六所揭示的直流電機60相似,其唯一差異在於實施例十七所揭示的直流電機60’乃利用一第一、第二永久磁鐵600、650取代實施例十六所揭示的直流電機60中之第一、第二激磁線圈400、450,作為用以產生第一、第二磁場B1、B2的第一、第二磁場產生器。該第一永久磁鐵600係設置於該第一周邊區域330對應於位在該電樞裝置200的第一側(未標示)的該等共同電樞線圈290之處,例如但不限於第6C’圖所示般設置於鄰近該第一氣隙260的該第一周邊區域330,以在該第一導磁機構300與該電樞裝置200之該第一側(未標示)之間產生一封閉的第一磁場B1;該第二永久磁鐵650係設置於該第二周邊區域530對應於位在該電樞裝置200的第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290之處,例如但不限於第6C’圖所示般設置於鄰近該第二氣隙280的該第二周邊區域530,以在該第二導磁機構500與該電樞裝置200之間產生一封閉的第二磁場B2。其中,第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第6C’圖所示,同樣係以相同方向實質全部正交方式自位在該電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290分別射向該第一、第二周邊區域330、530,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
實施例十七所揭示的直流電機60’,其第一導磁機構300、第一永久磁鐵600與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流發電機G1,而第二導磁機構500、第二永久磁鐵650與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第二直流馬達M2。其中,該第一直流發電機G1與該第二直流馬達M2之轉向相同,且藉由控制該第一、第二磁場B1、B2的大小,便可調控該第一、第二導磁機構的轉動速率,故本實施例十七所揭示的直流電機60’可作為一種轉向相同的變速動力傳動裝置,其等效電路圖乃如第6D、6D’、6D”圖所示。
此外,根據本發明實施例十七所揭示的直流電機60’,其同樣可如上述實施例十六所揭示的直流電機60般作動以作為直流發電機-直流馬達複合體或無段變速傳動機,在此不再贅述。
再者,請參閱第6C”圖,其所繪示的是沿第6B圖之VI-VI’剖面線所示根據本發明實施例十八所揭示的直流電機60”的剖面圖。如第6C”圖所示,根據本發明實施例十八所揭示的直流電機60”,其結構大抵與實施例十六、十七所揭示的直流電機60、60’相似,其唯一差異在於實施例十八所揭示的直流電機60”乃同時利用實施例十六中的第一、第二激磁線圈400、450與實施例十七中的第一、第二永久磁鐵600、650作為用以產生第一、第二磁場B1、B2的第一、第二磁場產生器。其中,第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第6C”圖所示,同樣係以相同方向實質全部正交方式自位在該電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290分別射向該第一、第二周邊區域330、530,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
實施例十八所揭示的直流電機60",其第一導磁機構300、第一激磁線圈400、第一永久磁鐵600與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流發電機G1,而第二導磁機構500、第二激磁線圈450、第二永久磁鐵650與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第二直流馬達M2。其中,該第一直流發電機G1與該第二直流馬達M2之轉向相反,且藉由控制該第一、第二磁場B1、B2的大小,便可調控該第一、第二導磁機構的轉動速率,故本實施例十八所揭示的直流電機50”可作為一種轉向相反的變速動力傳動裝置,其等效電路圖乃如第6D、6D’、6D”圖所示。
此外,根據本發明實施例十八所揭示的直流電機60”,其同樣可如上述實施例十六、十七所揭示的直流電機60、60’般作動以作為直流發電機-直流馬達複合體或無段變速傳動機,在此不再贅述。
上述根據本發明實施例十六、十七、十八所揭示的直流電機60、60’、60”,該電樞裝置200為定子而該第一、第二導磁機構300、500為轉子。
上述根據本發明實施例十六、十七、十八所揭示的直流電機60、60’、60”之該第一、第二導磁機構300、500之該第一、第二中央區域310、510更分別具有一第一、第二轉動軸320、520,且該中心軸100之鄰近該第一、第二導磁機構300、500之二末端更分別具有一第一、第二中心軸軸承370、570,該第一、第二轉動軸320、520乃分別穿設於該第一、第二中心軸軸承370、570上,使實施例十六、十七、十八所揭示的直流電機60、60’、60”所揭示的直流電機30、30’、30”之該第一、第二導磁機構300、500與該電樞裝置200可分別藉由該第一、第二轉動軸320、520與該第一、第二中心軸軸承370、570相對轉動。
上述根據本發明實施例十六、十七、十八所揭示的直流電機60、60’、60”更可選擇性地包括複數滾珠(未繪示),設置於該第一、第二轉動軸320、520與該第一、第二中心軸軸承370、570之間。
實施例十九、二十、二十一
接著,請繼續參閱第7A圖之立體組合圖及第7B圖之立體分解圖,其所繪示者乃是實施例十九、二十、二十一所揭示的直流電機70、70’、70”。
如第7A、7B圖所示,該等直流電機70、70’、70”係作為一直流發電機-直流馬達複合體,其結構大抵與實施例十六、十七、十八所揭示的直流電機60、60’、60”相似,惟其最大的差異乃在於直流電機70、70’、70”位在該電樞裝置200之該第一、第二側的該第一、第二磁場B1、B2之磁力線以相同方向實質全部正交方式,自該第一、第二導磁機構300、500的該第一、第二周邊區域330、530分別射向位在該電樞裝置200的第一、第二側的該等共同電樞線圈290,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
其次,請參閱第7C圖,其所繪示的是沿第7B圖之VI-VI’剖面線所示根據本發明實施例十九所揭示的直流電機70的剖面圖。如第7C圖所示,沿該虛擬對稱軸之101縱截面俯視方向觀察,該第一導磁機構被驅動而沿相對於該虛擬對稱軸的第二轉動方向D2轉動,使位在該縱截面右側的其中一該等共同電樞線圈290經過鄰近該第一氣隙260時,相對於該第一導磁機構300之第一周邊區域330產生一射出該縱截面右側方向的運動,根據佛萊明右手定則,該第一磁場B1將在該縱截面右側使位在該電樞裝置200之該第一側的該等共同電樞線圈290感應一逆時針方向之第一感應電動勢e1
,並在該縱截面左側使位在該電樞裝置200之該第一側的該等共同電樞線圈290感應一順時針方向之第一感應電動勢e1
,因該對共同電樞電極之兩端短路,此將使位在該縱截面右側的該等共同電樞線圈290中的電流為逆時針方向,而位在該縱截面左側的該等共同電樞線圈290中的電流為順時針方向。根據佛萊明左手定則,該第二磁場B2將在該縱截面右側對位於該第二側的該等共同電樞線圈290所在的該周邊本體部250產生一射入該縱截面右側方向的磁力,使位在該縱截面右側的該第二導磁機構500感受到一射出該縱截面右側方向的反作用力,且該第二磁場B2將在該縱截面左側對位於該第二側的該等共同電樞線圈290所在的該周邊本體部250產生一射出該縱截面左側方向的磁力,使位在該縱截面左側的該第二導磁機構500感受到一射入該縱截面左側方向的反作用力,藉此使該第二導磁機構500以相對於該虛擬對稱軸101的第一轉動方向D1旋轉,並帶動該第二轉動軸520朝第一轉動方向D1旋轉。此時,實施例十九所揭示的直流電機60,其第一導磁機構300、第一激磁線圈400與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流發電機G1,而第二導磁機構500、第二激磁線圈450與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第二直流馬達M2,其中第一直流發電機G1與該第二直流馬達M2之轉向相反,該第一磁場B1通過該第一氣隙260之磁通密度與該第二磁場B2通過該第二氣隙之磁通密度之比值為r1,該第一直流發電機G1與該第二直流馬達之轉速比值為r2,r1與r2互為反向變動趨勢或實質反比,故該直流馬達之轉速可藉由調整r1而達成。故本實施例十九所揭示的直流電機70可作為一種轉向相反的變速動力傳動裝置,其等效電路圖乃如第7D、7D’、7D”圖所示。
如第7D圖之等效電路圖所示,當共同電樞電極(未標示)與以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈290後,使該對共同電樞電極之兩端直接短路,將使位在該電樞裝置200之第一、第二側的共同電樞線圈290內的電流共享,且由於電樞裝置200係以一低導磁材料層或非導磁材料層1000隔離成第一、第二側,使得第一、第二磁場B1、B2可彼此不互相干擾,且第一、第二導磁機構300、500為兩獨立的個體,故當第一導磁機構300與位在該電樞裝置200之第一側的共同電樞線圈290單獨充作一第一直流發電機G1,並驅動第二導磁機構300與位在該電樞裝置200之第二側的共同電樞線圈290所形成的第二直流馬達M2轉動,且由於第一直流發電機G1與第二直流馬達M2之旋轉方向相反,故本實施例十九所揭示的直流電機70可作為一種轉向相反的變速動力傳動裝置。
如第7D’圖之等效電路圖所示,該對共同電樞電極(未繪示)係以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈290後,該對共同電樞電極(未繪示)之兩端與一個二極體電性連接,以達到單向短路之目的。如上所述,當該對共同電樞電極之兩端短路後,將使位在該電樞裝置200之第一、第二側的共同電樞線圈290內的電流共享,故當第一導磁機構300與位在該電樞裝置200之第一側的共同電樞線圈290單獨充作一第一直流發電機G1,並驅動第二導磁機構300與位在該電樞裝置200之第二側的共同電樞線圈290所形成的第二直流馬達M2轉動,且由於第一直流發電機G1與第二直流馬達M2之旋轉方向相反,故可作為一種轉向相反的變速動力傳動裝置,且由於係利用單向二極體進行短路,故位在該電樞裝置200之第一、第二側的共同電樞線圈290內的共享電流僅能單向流動,使得該第二直流馬達M2僅能單向轉動,故本實施例十九所揭示的直流電機70可作為一種轉向相反的單向變速動力傳動裝置。
如第7D”圖之等效電路圖所示,該對共同電樞電極之兩端之間與一外部系統電性連接,且該外部系統包括一控制模組1500和一與該控制模組電性連接的電池模組2000。透過該控制模組的操控,該電池模組2000更可提供一電池電動勢,並協同該直流電機50中的該第一直流發電機G1以驅動該第二直流馬達M2中的該第二導磁機構500轉動,或透過該控制模組1500的操控,該直流電機50中的該第一直流發電機G1除驅動該第二直流馬達M2中的該第二導磁機構500旋轉外,並且對該電池模組2000進行充電。
此外,如上所述,實施例十九所揭示的該直流電機70係作為一直流發電機-直流馬達複合體,且在根據本發明的其它實施例中是作為一無段變速傳動機。其中,該第一、第二導磁機構300、500的該第一、第二中央區域310、510更包括一第一、第二轉動軸320、520,且該第一轉動軸320可被該直流發電機-直流馬達複合體中之該第一直流發電機G1中的該第一導磁機構300帶動而轉動,該第二轉動軸520可被該直流發電機-直流馬達複合體中之該第二直流馬達M2中的該第二導磁機構500帶動而轉動。其中,該第一轉動軸320可被視為該無段變速傳動機的動力輸入軸,而該第二轉動軸520可被視為該無段變速傳動機的動力輸出軸,故作為動力輸入軸的該第一轉動軸320與作為動力輸出軸的該第二轉動軸520之轉速比值與該直流發電機與該直流馬達之轉速比值相等,同樣為r2,且r2與該第一磁場通過該第一氣隙之磁通密度與該第二磁場通過該第二氣隙之磁通密度之比值r1互為反向變動趨勢或實質反比,藉由調整r1便可改變作為動力輸入軸的該第一轉動軸與作為動力輸出軸的該第二轉動軸之轉速比值r2,達到無段變速傳動之目的。
然後,請參閱第7C’圖,其所繪示的是沿第7B圖之VII-VII’剖面線所示根據本發明實施例二十所揭示的直流電機60’的剖面圖。如第7C’圖所示,根據本發明實施例二十所揭示的直流電機70’,其結構大抵與實施例十九所揭示的直流電機70相似,其唯一差異在於實施例二十所揭示的直流電機70’乃利用一第一、第二永久磁鐵600、650取代實施例十九所揭示的直流電機70中之第一、第二激磁線圈400、450,作為用以產生第一、第二磁場B1、B2的第一、第二磁場產生器。該第一永久磁鐵600係設置於該第一周邊區域330對應於位在該電樞裝置200的第一側(未標示)的該等共同電樞線圈290之處,例如但不限於第7C’圖所示般設置於鄰近該第一氣隙260的該第一周邊區域330,以在該第一導磁機構300與該電樞裝置200之該第一側(未標示)之間產生一封閉的第一磁場B1;該第二永久磁鐵650係設置於該第二周邊區域530對應於位在該電樞裝置200的第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290之處,例如但不限於第7C’圖所示般設置於鄰近該第二氣隙280的該第二周邊區域530,以在該第二導磁機構500與該電樞裝置200之間產生一封閉的第二磁場B2。其中,第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第7C’圖所示,同樣係以相同方向實質全部正交方式自位在該電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290分別射向該第一、第二周邊區域330、530,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
實施例二十所揭示的直流電機70’,其第一導磁機構300、第一永久磁鐵600與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流發電機G1,而第二導磁機構500、第二永久磁鐵650與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第二直流馬達M2。其中,該第一直流發電機G1與該第二直流馬達M2之轉向相反,且藉由控制該第一、第二磁場B1、B2的大小,便可調控該第一、第二導磁機構的轉動速率,故本實施例二十所揭示的直流電機70’可作為一種轉向相反的變速動力傳動裝置,其等效電路圖乃如第7D、7D’、7D”圖所示。
此外,根據本發明實施例二十所揭示的直流電機70’,其同樣可如上述實施例十九所揭示的直流電機70般作動以作為直流發電機-直流馬達複合體或無段變速傳動機,在此不再贅述。
再者,請參閱第7C”圖,其所繪示的是沿第7B圖之VII-VII’剖面線所示根據本發明實施例二十一所揭示的直流電機70”的剖面圖。如第7C”圖所示,根據本發明實施例二十一所揭示的直流電機70”,其結構大抵與實施例十九、二十所揭示的直流電機70、70’相似,其唯一差異在於實施例二十一所揭示的直流電機70”乃同時利用實施例十九中的第一、第二激磁線圈400、450與實施例二十中的第一、第二永久磁鐵600、650作為用以產生第一、第二磁場B1、B2的第一、第二磁場產生器。其中,第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第7C”圖所示,同樣係以相同方向實質全部正交方式自位在該電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290分別射向該第一、第二周邊區域330、530,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
實施例二十一所揭示的直流電機70",其第一導磁機構300、第一激磁線圈400、第一永久磁鐵600與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流發電機G1,而第二導磁機構500、第二激磁線圈450、第二永久磁鐵650與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第二直流馬達M2。其中,該第一直流發電機G1與該第二直流馬達M2之轉向相反,且藉由控制該第一、第二磁場B1、B2的大小,便可調控該第一、第二導磁機構的轉動速率,故本實施例二十一所揭示的直流電機70”可作為一種轉向相反的變速動力傳動裝置,其等效電路圖乃如第7D、7D’、7D”圖所示。
此外,根據本發明實施例二十一所揭示的直流電機70”,其同樣可如上述實施例十九、二十所揭示的直流電機70、70’般作動以作為直流發電機-直流馬達複合體或無段變速傳動機,在此不再贅述。
上述根據本發明實施例十九、二十、二十一所揭示的直流電機70、70’、70”,該電樞裝置200為定子而該第一、第二導磁機構300、500為轉子。
上述根據本發明實施例十九、二十、二十一所揭示的直流電機70、70’、70”之該第一、第二導磁機構300、500之該第一、第二中央區域310、510更分別具有一第一、第二轉動軸320、520,且該中心軸100之鄰近該第一、第二導磁機構300、500之二末端更分別具有一第一、第二中心軸軸承370、570,該第一、第二轉動軸320、520乃分別穿設於該第一、第二中心軸軸承370、570上,使實施例十九、二十、二十一所揭示的直流電機70、70’、70””之該第一、第二導磁機構300、500與該電樞裝置200可分別藉由該第一、第二轉動軸320、520與該第一、第二中心軸軸承370、570相對轉動。
上述根據本發明實施例十九、二十、二十一所揭示的直流電機70、70’、70”更可選擇性地包括複數滾珠(未繪示),設置於該第一、第二轉動軸320、520與該第一、第二中心軸軸承370、570之間。
實施例二十二、二十三、二十四
接著,請繼續參閱第8A圖之立體組合圖及第8B圖之立體分解圖,其所繪示者乃是實施例二十二、二十三、二十四所揭示的直流電機80、80’、80”。
如第8A、8B圖所示,該等直流電機80、80’、80”係作為一直流發電機-直流馬達複合體,其結構大抵與實施例十三、十四、十五所揭示的直流電機50、50’、50”相似,其共同電樞電極(未繪示)同樣以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈290後,使該對共同電樞電極(未繪示)之兩端電性連接,例如但不限於直接短路,惟最大的差異乃在於直流電機80、80’、80”之該電樞裝置200可被驅動旋轉而產生一感應電動勢e,使該第一、第二導磁機構同時被該感應電動勢e驅動而朝與該電樞裝置旋轉的同一方向旋轉。
請參閱第8C-1圖,其所繪示的是沿第8B圖之VIII-VIII’剖面線所示根據本發明實施例二十二所揭示的直流電機80的剖面圖。如第8C-1圖所示,根據本發明實施例二十二所揭示的直流電機80,其結構大抵與實施例十三所揭示的直流電機50大抵相似,其中,該第一磁場B1之磁力線乃藉由該中心軸100在該第一導磁機構300與該電樞裝置200的該第一側(未標示)之間流通,且該第一、第二磁場B1、B2之磁力線以相同方向實質全部正交方式自位在該電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290分別射向位在第一、第二導磁機構300的該第一、第二周邊區域330、530,並分別穿越位在每一該等共同電樞線圈290與該第一、第二導磁機構300之間的該第一、第二氣隙260、280。此外,如第2C圖所示,該直流電機80之電樞裝置200被例如但不限於一外部機構驅動而朝相對於該虛擬對稱軸101的第一旋轉方向D1轉動時,將在相對於該虛擬對稱軸101縱截面的右側與左側分別產生一逆時針方向與順時針方向的感應電動勢e,使該第一、第二導磁機構300、500同時被該感應電動勢e驅動而朝朝相對於該虛擬對稱軸101的第一旋轉方向D1旋轉。此時,實施例二十二所揭示的直流電機80,其第一導磁機構300、第一激磁線圈400與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流馬達M1,第二導磁機構500、第二激磁線圈450與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290則如同一第二直流馬達M2,且該第一導磁機構300、該第一磁激線圈400、該電樞裝置200、該第二磁激線圈450與該第二導磁機構500如同一直流電樞發電機GA
,且第一直流馬達M1、直流電樞發電機GA
、與該第二直流馬達M2彼此串聯,其等效電路圖乃如第8D、8D’圖所示。
當實施例二十二所揭示的直流電機80中的該第一導磁機構300或該第二導磁機構500其中之一如第8C-2圖所示般受到一反向制動力而朝反於其原本的第一旋轉方向D1之反向旋轉時(即朝第二旋轉方向D2旋轉),將使該電樞裝置200在該縱截面的右側與左側分別產生一逆時針方向與順時針方向的感應電動勢e',使另一未受到反向制動力的該第一導磁機構300或第二導磁機構300、500,被該感應電動勢e+e’驅動而加速朝相對於該虛擬對稱軸101的第一旋轉方向D1旋轉。因此,實施例二十二所揭示的直流電機80可作為汽車的左、右輪差動傳動機構。
如第8D’圖之等效電路圖所示,該對共同電樞電極之兩端之間與一外部系統電性連接,且該外部系統包括一控制模組1500和一與該控制模組1500電性連接的電池模組2000。透過該控制模組1500的操控,該電池模組2000更可提供一電池電動勢,並協同該電樞裝置200被驅動旋轉而產生的該感應電動勢e,使該第一導磁機構300及該第二導磁機構500被驅動而朝與該電樞裝置200旋轉的同一方向旋轉;或者,透過該控制模組1500的操控,該電樞裝置200被驅動旋轉而產生的該感應電動勢e可同時驅動該第一導磁機構300及該第二導磁機構500朝與該電樞裝置200旋轉的同一方向旋轉,並且對該電池模組2000充電。
然後,請參閱第8C’圖,其所繪示的是沿第8B圖之VIII-VIII’剖面線所示根據本發明實施例二十三所揭示的直流電機80’的剖面圖。如第8C’圖所示,根據本發明實施例二十三所揭示的直流電機80’,其結構大抵與實施例二十二所揭示的直流電機80相似,其唯一差異在於實施例二十三所揭示的直流電機80’乃利用一第一、第二永久磁鐵600、650取代實施例二十二所揭示的直流電機80中之第一、第二激磁線圈400、450,作為用以產生第一、第二磁場B1、B2的第一、第二磁場產生器。該第一永久磁鐵600係設置於該第一周邊區域330對應於位在該電樞裝置200的第一側(未標示)的該等共同電樞線圈290之處,例如但不限於第8C’圖所示般設置於鄰近該第一氣隙260的該第一周邊區域330,以在該第一導磁機構300與該電樞裝置200之該第一側(未標示)之間產生一封閉的第一磁場B1;該第二永久磁鐵650係設置於該第二周邊區域530對應於位在該電樞裝置200的第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290之處,例如但不限於第8C’圖所示般設置於鄰近該第二氣隙280的該第二周邊區域530,以在該第二導磁機構500與該電樞裝置200之間產生一封閉的第二磁場B2。其中,第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第8C’圖所示,同樣係以相同方向實質全部正交方式自位在該電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290分別射向該第一、第二周邊區域330、530,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
實施例二十三所揭示的直流電機80’,其第一導磁機構300、第一永久磁鐵600與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流馬達M1,第二導磁機構500、第二永久磁鐵650與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290則如同一第二直流馬達M2,且該第一導磁機構300、該第一永久磁鐵600、該電樞裝置200、該第二永久磁鐵650與該第二導磁機構500如同一直流電樞發電機GA
,且第一直流馬達M1、直流電樞發電機GA
、與該第二直流馬達M2彼此串聯,其等效電路圖乃如第8D、8D’圖所示。
此外,根據本發明實施例二十三所揭示的直流電機80’,其同樣可如上述實施例二十二所揭示的直流電機80般作動以作為直流發電機-直流馬達複合體,在此不再贅述。
再者,請參閱第8C”圖,其所繪示的是沿第8B圖之VIII-VIII’剖面線所示根據本發明實施例二十四所揭示的直流電機80”的剖面圖。如第8C”圖所示,根據本發明實施例二十四所揭示的直流電機60”,其結構大抵與實施例二十二、二十三所揭示的直流電機80、80’相似,其唯一差異在於實施例二十四所揭示的直流電機80”乃同時利用實施例二十二中的第一、第二激磁線圈400、450與實施例二十三中的第一、第二永久磁鐵600、650作為用以產生第一、第二磁場B1、B2的第一、第二磁場產生器。其中,第一、第二磁場B1、B2之磁力線如第6C”圖所示,同樣係以相同方向實質全部正交方式自位在該電樞裝置200的第一、第二側(未標示)的該等共同電樞線圈290分別射向該第一、第二周邊區域330、530,並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
實施例二十四所揭示的直流電機80",其第一導磁機構300、第一激磁線圈400、第一永久磁鐵600與位在該電樞裝置200之第一側的其中之一該等共同電樞線圈290如同一第一直流馬達M1,第二導磁機構500、第二激磁線圈450、第二永久磁鐵650與位在該電樞裝置200之第二側的其中之一該等共同電樞線圈290則如同一第二直流馬達M2,且該第一導磁機構300、該第一磁激線圈400、該第一永久磁鐵600、該電樞裝置200、該第二磁激線圈450、該第二永久磁鐵650與該第二導磁機構500如同一直流電樞發電機GA
,且第一直流馬達M1、直流電樞發電機GA
、與該第二直流馬達M2彼此串聯,其等效電路圖乃如第8D、8D’圖所示。
此外,根據本發明實施例二十四所揭示的直流電機80”,其同樣可如上述實施例二十二、二十三所揭示的直流電機80、80’般作動以作為直流發電機-直流馬達複合體,在此不再贅述。
上述根據本發明實施例二十二、二十三、二十四所揭示的直流電機80、80’、80”之該第一、第二磁場B1、B2乃自位在該電樞裝置200的該第一、第二側的該等共同電樞線圈290分別射向該第一、第二導磁機構300、500的該第一、第二週邊區域330、530並分別穿越該第一、第二氣隙。在根據本發明的其它實施例中,直流電機80、80’、80”之該第一、第二磁場B1、B2也可自該第一、第二導磁機構300、500的該第一、第二週邊區域330、530分別射向位在該電樞裝置200的該第一、第二側的該等共同電樞線圈290並分別穿越該第一、第二氣隙260、280。
上述根據本發明實施例二十二、二十三、二十四所揭示的直流電機80、80’、80”之該第一、第二導磁機構300、500之該第一、第二中央區域310、510更分別具有一第一、第二轉動軸320、520,且該中心軸100之鄰近該第一、第二導磁機構300、500之二末端更分別具有一第一、第二中心軸軸承370、570,該第一、第二轉動軸320、520乃分別穿設於該第一、第二中心軸軸承370、570上,使實施例二十二、二十三、二十四所揭示的直流電機80、80’、80”之該第一、第二導磁機構300、500與該電樞裝置200可分別藉由該第一、第二轉動軸320、520與該第一、第二中心軸軸承370、570相對轉動。
上述根據本發明實施例二十二、二十三、二十四所揭示的直流電機80、80’、80”更可選擇性地包括複數滾珠(未繪示),設置於該第一、第二轉動軸320、520與該第一、第二中心軸軸承370、570之間。
綜上所述,本發明雖以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可更動與組合上述各種實施例,將本發明應用於車輛、載具、運具、農機、牽引機、工礦機械、水面/水下船艦、飛行器、機械傳動、機械變速傳動、電動機具、工控驅動/調速系統、電動飛行器、自行車、健身用的飛輪自行車、滑船機等運動或發電器材等。
10、10’、10”、20、20’、20”、 30、30’、30”、 40、40’、40”、 50、50’、50”、 60、60’、60”、 70、70’、70”、 80、80’、80”:直流電機530:第二周邊區域100:中心軸570:第二中心軸軸承101:虛擬對稱軸600:第一永久磁鐵200:電樞裝置650:第二永久磁鐵210:中央本體部1000:低導磁材料層或非導磁材料層220:本體部1500:控制模組230:中間本體部2000:電池模組250:周邊本體部B1:第一磁場260:第一氣隙B2:第二磁場280:第二氣隙D1:第一轉動方向290:共同電樞線圈D2:第二轉動方向300:第一導磁機構G1:第一直流發電機310:第一中央區域G2:第二直流發電機320:第一轉動軸GA:直流電樞發電機330:第一周邊區域M1:第一直流馬達370:第一中心軸軸承M2:第二直流馬達400:第一激磁線圈e1:第一感應電動勢450:第二激磁線圈e2:第二感應電動勢500:第二導磁機構e、e’:感應電動勢510:第二中央區域Va:電源供應器520:第二轉動軸
第1A圖是根據本發明實施例一、二、三所揭示直流電機10、10’、10”所繪示的立體組合圖。
第1B圖是如第1A圖所示的直流電機10、10’、10”所繪示的立體分解圖。
第1C圖是沿第1B圖之I-I’剖面線所繪示根據本發明實施例一所揭示的直流電機10的剖面圖。
第1C’圖是沿第1B圖之I-I’剖面線所繪示根據本發明實施例二所揭示的直流電機10’的剖面圖。
第1C”圖是沿第1B圖之I-I’剖面線所繪示根據本發明實施例三所揭示的直流電機10”的剖面圖。
第1D圖是根據本發明實施例一、二、三所揭示的直流電機10、10’、10”的其中一種等效電路圖。
第1D’圖是根據本發明實施例一、二、三所揭示的直流電機10、10’、10”的其中另一種等效電路圖。
第2A圖是根據本發明實施例四、五、六所揭示直流電機20、20’、20”所繪示的立體組合圖。
第2B圖是如第2A圖所示的直流電機20、20’、20”所繪示的立體分解圖。。
第2C圖是沿第2B圖之II-II’剖面線所繪示根據本發明實施例四所揭示的直流電機20的剖面圖。
第2C’圖是沿第2B圖之II-II’剖面線所繪示根據本發明實施例五所揭示的直流電機20’的剖面圖。
第2C”圖是沿第2B圖之II-II’剖面線所繪示根據本發明實施例六所揭示的直流電機20”的剖面圖。
第2D圖是根據本發明實施例四、五、六所揭示的直流電機20、20’、20”的其中一種等效電路圖。
第2D’圖是根據本發明實施例四、五、六所揭示的直流電機20、20’、20”的其中另一種等效電路圖。
第3A圖是根據本發明實施例七、八、九所揭示直流電機30、30’、30”所繪示的立體組合圖。
第3B圖是如第3B圖所示的直流電機30、30’、30”所繪示的立體分解圖。。
第3C圖是沿第3B圖之III-III’剖面線所繪示根據本發明實施例七所揭示的直流電機30的剖面圖。
第3C’圖是沿第3B圖之III-III’剖面線所繪示根據本發明實施例八所揭示的直流電機30’的剖面圖。
第3C”圖是沿第3B圖之III-III’剖面線所繪示根據本發明實施例九所揭示的直流電機30”的剖面圖。
第3D圖是根據本發明實施例七、八、九所揭示的直流電機30、30’、30”的其中一種等效電路圖。
第3D’圖是根據本發明實施例七、八、九所揭示的直流電機30、30’、30”的其中另一種等效電路圖。
第4A圖是根據本發明實施例十、十一、十二所揭示直流電機40、40’、40”所繪示的立體組合圖。
第4B圖是如第4A圖所示的直流電機40、40’、40”所繪示的立體分解圖。
第4C圖是沿第4B圖之IV-IV’剖面線所繪示根據本發明實施例十所揭示的直流電機40的剖面圖。
第4C’圖是沿第4B圖之IV-IV’剖面線所繪示根據本發明實施例十一所揭示的直流電機40’的剖面圖。
第4C”圖是沿第4B圖之IV-IV’剖面線所繪示根據本發明實施例十二所揭示的直流電機40”的剖面圖。
第4D圖是根據本發明實施例十、十一、十二所揭示的直流電機40、40’、40”的其中一種等效電路圖。
第4D’圖是根據本發明實施例十、十一、十二所揭示的直流電機40、40’、40”的其中另一種等效電路圖。
第5A圖是根據本發明實施例十三、十四、十五所揭示直流電機50、50’、50”所繪示的立體組合圖。
第5B圖是如第5A圖所示的直流電機50、50’、50”所繪示的立體分解圖。
第5C圖是沿第5B圖之V-V’剖面線所繪示根據本發明實施例十三所揭示的直流電機50的剖面圖。
第5C’圖是沿第5B圖之V-V’剖面線所繪示根據本發明實施例十四所揭示的直流電機50’的剖面圖。
第5C”圖是沿第5B圖之V-V’剖面線所繪示根據本發明實施例十五所揭示的直流電機50”的剖面圖。
第5D圖是根據本發明實施例十三、十四、十五所揭示的直流電機50、50’、50”的其中一種等效電路圖。
第5D’圖是根據本發明實施例十三、十四、十五所揭示的直流電機50、50’、50”的其中另一種等效電路圖。
第5D”圖是根據本發明實施例十三、十四、十五所揭示的直流電機50、50’、50”的其中又一種等效電路圖。
第6A圖是根據本發明實施例十六、十七、十八所揭示直流電機60、60’、60”所繪示的立體組合圖。
第6B圖是如第6A圖所示的直流電機60、60’、60”所繪示的立體分解圖。
第6C圖是沿第6B圖之VI-VI’剖面線所繪示根據本發明實施例十六所揭示的直流電機60的剖面圖。
第6C’圖是沿第6B圖之VI-VI’剖面線所繪示根據本發明實施例十七所揭示的直流電機50’的剖面圖。
第6C”圖是沿第6B圖之VI-VI’剖面線所繪示根據本發明實施例十八所揭示的直流電機60”的剖面圖。
第6D圖是根據本發明實施例十六、十七、十八所揭示的直流電機60、60’、60”的其中一種等效電路圖。
第6D’圖是根據本發明實施例十六、十七、十八所揭示的直流電機60、60’、60”的其中另一種等效電路圖。
第6D”圖是根據本發明實施例十六、十七、十八所揭示的直流電機60、60’、60”的其中又一種等效電路圖。
第7A圖是根據本發明實施例十九、二十、二十一所揭示直流電機70、70’、70”所繪示的立體組合圖。
第7B圖是如第7A圖所示的直流電機70、70’、70”所繪示的立體分解圖。
第7C圖是沿第7B圖之VII-VII’剖面線所繪示根據本發明實施例十九所揭示的直流電機70的剖面圖。
第7C’圖是沿第7B圖之VII-VII’剖面線所繪示根據本發明實施例二十所揭示的直流電機70’的剖面圖。
第7C”圖是沿第7B圖之VII-VII’剖面線所繪示根據本發明實施例二十一所揭示的直流電機70”的剖面圖。
第7D圖是根據本發明實施例十九、二十、二十一所揭示直流電機70、70’、70”的其中一種等效電路圖。
第7D’圖是根據本發明實施例十九、二十、二十一所揭示直流電機70、70’、70”的其中另一種等效電路圖。
第7D”圖是根據本發明實施例十九、二十、二十一所揭示直流電機70、70’、70”的其中又一種等效電路圖。
第8A圖是根據本發明實施例二十二、二十三、二十四所揭示直流電機80、80’、80”所繪示的立體組合圖。
第8B圖是如第8A圖所示的直流電機80、80’、80”所繪示的立體分解圖。
第8C-1、8C-2圖是沿第8B圖之VIII-VIII’剖面線所繪示根據本發明實施例二十二所揭示的直流電機80在不同作動狀態下的剖面圖。
第8C’圖是沿第8B圖之VIII-VIII’剖面線所繪示根據本發明實施例二十三所揭示的直流電機80’的剖面圖。
第8C”圖是沿第8B圖之VIII-VIII’剖面線所繪示根據本發明實施例二十四所揭示的直流電機80”的剖面圖。
第8D圖是根據本發明實施例二十二、二十三、二十四所揭示直流電機80、80’、80”的其中一種等效電路圖。
第8D’圖是根據本發明實施例二十二、二十三、二十四所揭示直流電機80、80’、80”的其中另一種等效電路圖。
10:直流電機
100:中心軸
101:虛擬對稱軸
200:電樞裝置
210:中央本體部
370:第一中心軸軸承
400:第一激磁線圈
450:第二激磁線圈
500:第二導磁機構
510:第二中央區域
220:本體部
230:中間本體部
250:周邊本體部
260:第一氣隙
280:第二氣隙
290:共同電樞線圈
300:第一導磁機構
310:第一中央區域
330:第一周邊區域
530:第二周邊區域
570:第二中心軸軸承
1000:低導磁材料層或非導磁材料層
B1:第一磁場
B2:第二磁場
D1:第一旋轉方向
D2:第二旋轉方向
M1:第一直流馬達
M2:第二直流馬達
Claims (30)
- 一種直流電機,包括: 一中心軸; 一電樞裝置,其具有彼此相對且以一低導磁材料層或非導磁材料層相隔的第一側與第二側,該電樞裝置包括一本體及複數組共同電樞線圈,其中該本體包含一中央本體部、一與該中央本體部相間隔且環繞該中央本體部的周邊本體部、及複數個連接該中央本體部與該周邊本體部的中間本體部,該中央本體部與該中心軸耦接,該等共同電樞線圈部分貫穿該低導磁材料層或非導磁材料層且共同纏繞於該周邊本體部之該第一側及該第二側,且該等共同電樞線圈的總匝數³1; 一第一導磁機構,鄰近該電樞裝置的該第一側,該第一導磁機構包括一第一中央區域、一與該第一中央區域鄰接且環繞該第一中央區域的第一周邊區域,其中該第一周邊區域之部分或全部乃對應於該電樞裝置的該等共同電樞線圈,且該第一導磁機構與該等共同電樞線圈之間具有一第一氣隙; 一第一磁場產生器,該第一磁場產生器可在該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間產生一封閉的第一磁場,該第一磁場之磁力線乃藉由該中心軸在該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間流通,且該第一磁場之磁力線以相同方向實質全部正交方式穿越位在每一該等共同電樞線圈與該第一導磁機構之間的該第一氣隙,使該第一導磁機構相對於一虛擬對稱軸轉動,該虛擬對稱軸與該中心軸同軸向; 一第二導磁機構,鄰近該電樞裝置的該第二側,該第二導磁機構包括一第二中央區域、一與該第二中央區域鄰接且環繞該第二中央區域的第二周邊區域,其中該第二周邊區域之部分或全部乃對應於該電樞裝置之該第二側的該等共同電樞線圈,且該第二導磁機構與該等共同電樞線圈之間具有一第二氣隙; 一第二磁場產生器,該第二磁場產生器可在該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間產生一封閉的第二磁場,該第二磁場之磁力線乃藉由該中心軸在該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間流通,當沿該虛擬對稱軸之縱截面前視方向觀察時,該第二磁場之磁力線以相同方向實質全部正交方式穿越位在每一該等共同電樞線圈與該第二導磁機構之間的該第二氣隙,使該第二導磁機構相對於該虛擬對稱軸轉動;以及 一對共同電樞電極,以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈後引至一外部系統端接。
- 如申請專利範圍第1項所述的直流電機,該第一磁場產生器係一第一激磁線圈及/或一第一永久磁鐵,該第二磁場產生器係一第二激磁線圈及/或一第二永久磁鐵。
- 如申請專利範圍第2項所述的直流電機,該第一磁場產生器是一第一激磁線圈,且該第一激磁線圈是設置於該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間,以在該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間產生一封閉的第一磁場,且該第一磁場之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈射向該第一導磁機構的該第一周邊區域並穿越該第一氣隙,或以相同方向實質全部正交方式自該第一導磁機構的該第一周邊區域射向該等共同電樞線圈並穿越該第一氣隙。
- 如申請專利範圍第2項所述的直流電機,該第一磁場產生器是一第一永久磁鐵,且該第一永久磁鐵是設置於該第一周邊區域對應於該等共同電樞線圈之處,以在該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間產生一封閉的第一磁場,且該第一磁場之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈射向該第一周邊區域並穿越該第一氣隙,或以相同方向實質全部正交方式自該第一周邊區域射向該等共同電樞線圈並穿越該第一氣隙。
- 如申請專利範圍第2項所述的直流電機,該第二磁場產生器是一第二激磁線圈,且該第二激磁線圈是設置於該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間,以在該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間產生一封閉的第二磁場,且該第一磁場之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈射向該第二導磁機構的該第二周邊區域並穿越該第二氣隙,或以相同方向實質全部正交方式自該第二導磁機構的該第二周邊區域射向該等共同電樞線圈並穿越該第二氣隙。
- 如申請專利範圍第2項所述的直流電機,該第二磁場產生器是一第二永久磁鐵,且該第二永久磁鐵是設置於該第二周邊區域對應於該等共同電樞線圈之處,以在該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間產生一封閉的第二磁場,且該第二磁場之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈射向該第二周邊區域並穿越該第二氣隙,或以相同方向實質全部正交方式自該第二周邊區域射向該等共同電樞線圈並穿越該第二氣隙。
- 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述的直流電機,該直流電機是作為一直流馬達。
- 如申請專利範圍第7項所述的直流電機,該外部系統為一電源供應器。
- 如申請專利範圍第7項所述的直流電機,該外部系統包含一控制模組和一與該控制模組電性連接的電池模組,且透過該控制模組的操控,使該第一、第二導磁機構被該電池模組驅動旋轉。
- 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述的直流電機,該直流電機是作為一直流發電機。
- 如申請專利範圍第10項所述的直流電機,該外部系統為一電池模組。
- 如申請專利範圍第10項所述的直流電機,該外部系統包含一控制模組和一與該控制模組電性連接的電池模組,且透過該控制模組的操控,使該直流發電機對該電池模組充電。
- 一種直流電機,包括: 一中心軸; 一電樞裝置,其具有彼此相對且以一低導磁材料層或非導磁材料層相隔的第一側與第二側,該電樞裝置包括一本體及複數組共同電樞線圈,其中該本體包含一中央本體部、一與該中央本體部相間隔且環繞該中央本體部的周邊本體部、及複數個連接該中央本體部與該周邊本體部的中間本體部,該中央本體部與該中心軸耦接,該等共同電樞線圈部分貫穿該低導磁材料層或非導磁材料層且共同纏繞於該周邊本體部之該第一側及該第二側,且該等共同電樞線圈的總匝數³1; 一第一導磁機構,鄰近該電樞裝置的該第一側,該第一導磁機構包括一第一中央區域、一與該第一中央區域鄰接且環繞該第一中央區域的第一周邊區域,其中該第一周邊區域之部分或全部乃對應於該電樞裝置的該等共同電樞線圈,且該第一導磁機構與該等共同電樞線圈之間具有一第一氣隙; 一第一磁場產生器,該第一磁場產生器可在該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間產生一封閉的第一磁場,該第一磁場之磁力線乃藉由該中心軸在該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間流通,且該第一磁場之磁力線以相同方向實質全部正交方式穿越位在每一該等共同電樞線圈與該第一導磁機構之間的該第一氣隙,使該第一導磁機構相對於一虛擬對稱軸轉動,該虛擬對稱軸與該中心軸同軸向; 一第二導磁機構,鄰近該電樞裝置的該第二側,該第二導磁機構包括一第二中央區域、一與該第二中央區域鄰接且環繞該第二中央區域的第二周邊區域,其中該第二周邊區域之部分或全部乃對應於該電樞裝置之該第二側的該等共同電樞線圈,且該第二導磁機構與該等共同電樞線圈之間具有一第二氣隙; 一第二磁場產生器,該第二磁場產生器可在該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間產生一封閉的第二磁場,該第二磁場之磁力線乃藉由該中心軸在該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間流通,當沿該虛擬對稱軸之縱截面前視方向觀察時,該第二磁場之磁力線以相同方向實質全部正交方式穿越位在每一該等共同電樞線圈與該第二導磁機構之間的該第二氣隙,使該第二導磁機構相對於該虛擬對稱軸轉動;以及 一對共同電樞電極,以實質大致相同電動勢極性方向串接該等共同電樞線圈後,使該對共同電樞電極之兩端電性連接。
- 如申請專利範圍第13項所述的直流電機,該第一磁場產生器係一第一激磁線圈及/或一第一永久磁鐵,該第二磁場產生器係一第二激磁線圈及/或一第二永久磁鐵。
- 如申請專利範圍第14項所述的直流電機,該第一磁場產生器是一第一激磁線圈,且該第一激磁線圈是設置於該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間,以在該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間產生一封閉的第一磁場,且該第一磁場之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈射向該第一導磁機構的該第一周邊區域並穿越該第一氣隙,或以相同方向實質全部正交方式自該第一導磁機構的該第一周邊區域射向該等共同電樞線圈並穿越該第一氣隙。
- 如申請專利範圍第14項所述的直流電機,該第一磁場產生器是一第一永久磁鐵,且該第一永久磁鐵是設置於該第一周邊區域對應於該等共同電樞線圈之處,以在該第一導磁機構與該電樞裝置之該第一側之間產生一封閉的第一磁場,且該第一磁場之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈射向該第一周邊區域並穿越該第一氣隙,或以相同方向實質全部正交方式自該第一周邊區域射向該等共同電樞線圈並穿越該第一氣隙。
- 如申請專利範圍第14項所述的直流電機,該第二磁場產生器是一第二激磁線圈,且該第二激磁線圈是設置於該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間,以在該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間產生一封閉的第二磁場,且該第一磁場之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈射向該第二導磁機構的該第二周邊區域並穿越該第二氣隙,或以相同方向實質全部正交方式自該第二導磁機構的該第二周邊區域射向該等共同電樞線圈並穿越該第二氣隙。
- 如申請專利範圍第14項所述的直流電機,該第二磁場產生器是一第二永久磁鐵,且該第二永久磁鐵是設置於該第二周邊區域對應於該等共同電樞線圈之處,以在該第二導磁機構與該電樞裝置之該第二側之間產生一封閉的第二磁場,且該第二磁場之磁力線係以相同方向實質全部正交方式自該等共同電樞線圈射向該第二周邊區域並穿越該第二氣隙,或以相同方向實質全部正交方式自該第二周邊區域射向該等共同電樞線圈並穿越該第二氣隙。
- 如申請專利範圍第13至18中任一項所述的直流電機,該直流電機係作為一直流發電機-直流馬達複合體,且該第一、第二導磁機構為轉子,該電樞裝置為定子。
- 如申請專利範圍第19項所述的直流電機,該直流電機之該對共同電樞電極兩端之電性連接是直接短路,其中該直流發電機係由該第一導磁構、該第一磁場產生器與位在該電樞之該第一側的該等共同電樞線圈所組成,而該直流馬達則係由該第二導磁機構、該第二磁場產生器與位在該電樞之該第二側的該等共同電樞線圈所組成,其中該第一磁場通過該第一氣隙之磁通密度與該第二磁場通過該第二氣隙之磁通密度之比值為r1,該直流發電機與該直流馬達之轉速比值為r2,r1與r2互為反向變動趨勢或實質反比,故該直流馬達之轉速可藉由調整r1而達成。
- 如申請專利範圍第19項所述的直流電機,該對共同電樞電極之兩端之間與一個二極體電性連接以達到單向短路之目的。
- 如申請專利範圍第19述的直流電機,該對共同電樞電極之兩端之間與一外部系統電性連接,且該外部系統包括一控制模組和一與該控制模組電性連接的電池模組。
- 如申請專利範圍第22述的直流電機,透過該控制模組的操控,該電池模組更可提供一電池電動勢,並協同該直流電機中的該直流發電機以驅動該直流馬達中的該第二導磁機構旋轉。
- 如申請專利範圍第22項所述的直流電機,透過該控制模組的操控,該直流電機中的該直流發電機可驅動該直流馬達中的該第二導磁機構旋轉,並且對該電池模組充電。
- 如申請專利範圍第20項所述的直流電機,該直流發電機-直流馬達複合體是作為一無段變速傳動機,該第一、第二導磁機構的該第一、第二中央區域更包括一第一、第二轉動軸,該第一轉動軸可被該直流發電機中的該第一導磁機構帶動而轉動,該第二轉動軸可被該直流馬達中的該第二導磁機構帶動而轉動,其中該第一轉動軸可被視為該無段變速傳動機的動力輸入軸,而該第二轉動軸可被視為該無段變速傳動機的動力輸出軸,故作為動力輸入軸的該第一轉動軸與作為動力輸出軸的該第二轉動軸之轉速比值與該直流發電機與該直流馬達之轉速比值相等,同樣為r2,且r2與該第一磁場通過該第一氣隙之磁通密度與該第二磁場通過該第二氣隙之磁通密度之比值r1互為反向變動趨勢或實質反比,藉由調整r1便可改變作為動力輸入軸的該第一轉動軸與作為動力輸出軸的該第二轉動軸之轉速比值r2,達到無段變速傳動之目的。
- 如申請專利範圍第13至18中任一項所述的直流電機,該直流電機係作為一直流發電機-直流馬達複合體,該第一、第二磁場乃自位在該電樞裝置的該第一、第二側的該等共同電樞線圈分別射向該第一、第二導磁機構的該第一、第二週邊區域並分別穿越該第一、第二氣隙,或者該第一、第二磁場乃自該第一、第二導磁機構的該第一、第二週邊區域分別射向位在該電樞裝置的該第一、第二側的該等共同電樞線圈並分別穿越該第一、第二氣隙,且該電樞裝置可被驅動旋轉而產生一感應電動勢,使該第一、第二導磁機構同時被該感應電動勢驅動而朝與該電樞裝置旋轉的同一方向旋轉。
- 如申請專利範圍第26項所述的直流電機,該直流電機之該對共同電樞電極兩端之電性連接是直接短路,且該直流發電機-直流馬達複合體中的該直流電機包含一直流電樞發電機與一直流馬達,其中該直流電樞發電機係由該第一導磁機構、該第一磁場產生器、該電樞裝置、該第二磁場產生器與該第二導磁機構所構成,而該直流馬達則包含一第一直流馬達與一第二直流馬達,該第一直流馬達係由該第一導磁機構、該第一磁場產生器與位在該電樞裝置之該第一側的其中之一該等共同電樞線圈所組成,而該第二直流馬達則係由該第二導磁機構、該第二磁場產生器與位在該電樞裝置之該第二側的其中之一該等共同電樞線圈所組成。
- 如申請專利範圍第26述的直流電機,該對共同電樞電極之兩端之間與以一外部系統電性連接,且該外部系統包括一控制模組和一與該控制模組電性連接的電池模組。
- 如申請專利範圍第28述的直流電機,透過該控制模組的操控,該電池模組更可提供一電池電動勢,並協同該電樞裝置被驅動旋轉而產生的該感應電動勢,使該第一導磁機構及該第二導磁機構被驅動而朝與該電樞裝置旋轉的同一方向旋轉。
- 如申請專利範圍第28項所述的直流電機,透過該控制模組的操控,該電樞裝置被驅動旋轉而產生的該感應電動勢可同時驅動該第一導磁機構及該第二導磁機構朝與該電樞裝置旋轉的同一方向旋轉,並且對該電池模組充電。
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