TWI572117B

TWI572117B - 發電配置裝置

Info

Publication number: TWI572117B
Application number: TW104111346A
Authority: TW
Inventors: 王愫懃; 吳煥文
Original assignee: 真新科技股份有限公司
Priority date: 2015-04-08
Filing date: 2015-04-08
Publication date: 2017-02-21
Also published as: CA2926111A1; TW201637326A; DE102016106454A1

Description

發電配置裝置

本發明係一種發電配置裝置，尤指一種具特定排列形態之複數轉子、複數導磁片及複數定子之磁生電發電配置裝置。

汽、機車上通常裝有充電系統，係利用發電機將引擎的機械能轉換為電能，以供給電瓶充電，並供應汽機車上的其他電器使用。

而目前有中華民國專利公告號「M440593」「發電裝置」之新型專利，該專利前案係有關一種磁力發電裝置，包含有一本體、一轉軸及一發電單元，該發電單元係包含有依序交互排列的轉子及定子，該轉子上具有複數釹土磁鐵並固定於該本體，該定子上具有線圈並固定於該轉軸，藉由該本體旋轉時，帶動該轉子相對該轉軸與該定子旋轉，而在該定子之線圈上切割磁力線，進而產生感應電動勢。

然而，上述前案仍有不足與缺失之處，主要原因在於：

1.該前案雖藉由釹土磁鐵具有強磁力產生高發電量，但習用上釹土磁鐵係價格昂貴，用以製作發電機，成本不易降低。

2.若減少釹土磁鐵的使用量，則上述前案之發電裝置應用於汽機、車之輪具時，不易生成較高的感應電動勢。

爰此，本申請人致力於研究，提出本發明之發電配置裝置，本發明包含有：一基座；一軸桿，該軸桿軸接於該基座，係供該基座相對該軸桿旋轉；一發電單元，包含有N個轉子、N+1個導磁片以及2N個定子，其中N為正整數，該轉子及該導磁片皆固定於該基座，且供該軸桿穿過，以隨該基座相對該軸桿旋轉，該轉子上有複數個釹土磁鐵，前述導磁片則具有導磁性，而該定子固定於該軸桿，該定子上有複數個線圈對應前述轉子的釹土磁鐵，並呈導磁片、定子、轉子、定子、導磁片之規則依序排列，藉以使前述釹土磁鐵與前述導磁片之間的磁力線分布趨向於集中；前述每一轉子上的釹土磁鐵個數對應每一定子上的線圈個數，以下述公式進行配置：，其中M為每一轉子上的釹土磁鐵個數，T為每一定子上的線圈個數，P為感應電流之相數，m為切割磁力線的倍數。

進一步，該導磁片係為一鐵盤。

進一步，N=1，前述發電單元包含有1個轉子、2個導磁片及2個定子，並依序排列為導磁片、定子、轉子、定子、導磁片。

進一步，N=2，前述發電單元包含有2個轉子、3個導磁片以及4個定子，並依序排列為導磁片、定子、轉子、定子、導磁片、定子、轉子、定子、導磁片依序排列。

進一步，前述定子上有21個孔洞，前述轉子上之釹土磁鐵有28個，在前述定子之21個孔洞分別置入且固定有前述線圈。

進一步，前述各個釹土磁鐵係為梯形狀。

進一步，前述軸桿係為空心，供該等線圈穿出以提供輸出電力。

進一步，該基座為輪框，該軸桿為輪軸。

進一步，前述基座包含有一底面，以及由該底面延伸出一環壁，該底面與該環壁包圍一容置空間，前述發電單元容置設在該容置空間。

進一步，位於該容置空間最外側之該導磁片更設有一凸環抵於該罩體，藉以令所述該容置空間最外側之該導磁片遮蓋於該容置空間。

本發明的功效在於：

1.相較於前案，本發明之轉子數目可減少約二分之一，使釹土磁鐵的使用量亦減少約二分之一，具有便宜、材料成本低的功效。

2.因導磁片具有導磁性，當把上述前案中，略大於二分之一數量的轉子取代為導磁片時，該導磁片的導磁性仍可讓該導磁片與轉子之間的磁力線分布較為集中，使該導磁片可以部分取代原本轉子上的釹土磁鐵的功效，又上述前案與本發明的材料成本，均集中在釹土磁鐵上，因此，即使本發明的感應電動勢會略低於上述前案，但本發明減少了略大於二分之一的釹土磁鐵的使用量，讓本發明的材料成本大為降低，是以，本發明具有更高的性價比。

3.本發明中，所述之容置空間最外側之該導磁片，可作為蓋板遮蔽所述容置空間，以該保護發電單元的其餘組件。

(1)‧‧‧基座

(10)‧‧‧容置空間

(11)‧‧‧底部

(12)‧‧‧環壁

(2)‧‧‧軸桿

(21)‧‧‧環片

(22)‧‧‧螺帽

(23)‧‧‧螺絲

(3)‧‧‧發電單元

(31)‧‧‧轉子

(311)‧‧‧釹土磁鐵

(32)‧‧‧導磁片

(321)‧‧‧凸環

(33)‧‧‧定子

(331)‧‧‧線圈

(A)‧‧‧導線

[第一圖]係為本實施例之發電配置裝置之立體分解結構示意圖。

[第二圖]係為本實施例之發電配置裝置之定子之外觀示意圖。

[第三圖]係為本實施例之發電配置裝置之外觀示意圖。

[第四圖]係為本實施例之發電配置裝置於N=1時之剖視示意圖。

[第五圖]係為本實施例之發電配置裝置應用於汽、機車之輪具上之外觀示意圖。

[第六圖]係為本實施例之發電配置裝置於N=2時之剖視示意圖。

綜合上述技術特徵，本發明之發電配置裝置的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。

參閱第一圖至第三圖所示，本實施例之發電配置裝置係應用於汽、機車上之輪具上，包含有：

一基座(1)，於本實施例係為一輪框，包含有一底面(11)，以及由該底面(11)延伸出一環壁(12)，該底面(11)與該環壁(12)包圍一容置空間(10)。

一軸桿(2)，於本實施例係為一輪軸，該軸桿(2)軸接於該基座(1)，係供該基座(1)相對該軸桿(2)旋轉。

一發電單元(3)，容置於上述基座(1)之容置空間(10)內，該發電單元(3)包含有N個轉子(31)、N+1個導磁片(32)以及2N個定子(33)，其中N為正整數，而該導磁片(32)於本實施例係為一鐵盤，該轉子(31)及該導磁片(32)係皆固定於該環壁(12)，且供該軸桿(2)穿過，以隨該基座(1)相對該軸桿(2)旋轉，該轉子(31)上設有28個梯形的釹土磁鐵(311)，前述導磁片(32)則具有導磁性，而該定子(33)固定於該軸桿(2)，該定子(33)上設有21個線圈(331)對應前述轉子(31)上的釹土磁鐵(311)，並呈導磁片(32)、定子(33)、轉子(31)、定子(33)、導磁片(32)之規則依序排列，其中，位於該容置空間(10)最外側之導磁片(32)，更具有一凸環(321)抵於該基座(1)，並以一環片(21)、一螺帽(22)以及至少一螺絲(23)，將所述最外側的導磁片(32)鎖固於該基座(1)，以遮蓋該容置空間(10)，並保護該發電單元的其餘組件。

其中，前述每一轉子(31)上的釹土磁鐵(311)個數對應每一定子(33)上的線圈個數，以下述公式進行配置：，其中M為每一轉子(31)上的釹土磁鐵(311)個數，T為每一定子(33)上的線圈(331)個數，P為感應電流之相數，m為切割磁力線的倍數，在本實施例中，每一定子(33)上的線圈(331)個數配置有21個，而感應電流為三相，即P=3，切割磁力線的倍數取m=2，因此，得到每一轉子(31)上的釹土磁鐵(311)個數為28個。

參閱第四圖及第五圖所示，當N=1時，即該發電單元(3)具有1個轉子(31)、2個導磁片(32)及2個定子(33)，並依序排列為導磁片(32)、定子(33)、轉子(31)、定子(33)、導磁片(32)，該導磁片(32)、該定子(33)及該轉子(31)彼此間之距離於本實施例約為0.3mm至0.5mm之間，以形成該發電單元(3)，當該導磁片(32)與該轉子(31)同時隨該罩體(1)而相對於該軸桿(2)旋轉時，該導磁片(32)與該轉子(32)亦同時相對於該定子(33)旋轉，使該定子(33)上的線圈(331)切割磁力線，而產生感應電動勢及感應電流，其中，感應電流係可經由穿伸於上述輪軸之空心處之一導線(A)傳輸出去以供充電或使用。

而相較於前述之前案，本實施例將該前案中，略大於二分之一數量的轉子以導磁片(32)取代，而該導磁片(32)具有導磁性，因此，該釹土磁鐵(311)與該導磁片(32)之間的磁力線分布將較為集中，是以，該導磁片(32)仍可部分取代原本轉子上的釹土磁鐵所具有的功效，又前述之前案與本實施例的材料成本，均集中在該釹土磁鐵(311)上，因此，本實施例所產生的感應電動勢雖會略低於前述之前案，但是減少了略大於二分之一的釹土磁鐵的使用量，令本實施例的材料成本大為降低，是以，本實施例具有更高的性價比。

再參閱第五圖及第六圖所示，上述發電單元(3)可具有更多組導磁片(32)、定子(33)以及轉子(31)，例如N=2時，即該發電單元(3)具有2個轉子(31)、3個導磁片(32)以及4個定子(33)，並排列為導磁片(32)、定子(33)、轉子(31)、定子(33)、導磁片(32)、定子(33)、轉子(31)、定子(33)、導磁片(32)，而該導磁片(32)、該定子(33)及該轉子(31)彼此間之距離於本實施例約為0.3mm至0.5mm之間，藉由增加該導磁片、該定子以及該轉子的數量，使獲得的感應電動隨之提高。

本發明不限於應用在氣、機車之輪具上，亦可應用於如風力發電機或電風扇上。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本創作申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。