TWI580159B - 功率分流無段變速裝置 - Google Patents

Description

功率分流無段變速裝置

本發明是有關於一種變速裝置，特別是有關於一種具有功率分流功能之功率分流無段變速裝置。

目前，全球正嚴重面臨能源短缺的問題，為了解決未來的能源問題，各國都在積極研發新的替代能源，特別是環保無污染的綠色能源。目前已有如水力發電、風力發電、太陽能發電及海流潮汐發電等多種利用自然界力量進行發電的裝置，其中由於風力發電取之不盡，且公害性較低，又能符合環保之概念，因此，風力發電的發展成為目前綠色能源產業中的首要選項。

目前現有的風力發電機主要利用風能引動扇葉，而使扇葉帶動變速箱轉動，而驅使發電機轉動並將轉動時的機械能轉換為電能。然而，目前的風力發電機並無法調配機構，使得在風能過大的情況下，風力發電機的發電功率超過額定值而有損壞之虞。

綜觀前所述，本發明之發明人思索並設計一種功率分流無段變速裝置，以期針對習知技術之缺失加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種功率分流無段變速裝置，以解決習知技術所存在之缺失。

根據本發明之一目的，提出一種功率分流無段變速裝置，其包含從動模組、複數個離合模組與控制模組。從動模組接收外部動能，並產生動能。複數個離合模組連接從動模組，並經由從動模組接收動能，其中一離合模組可活動地連接於第一外部發電裝置，並傳遞動能至第一外部發電裝置，以使第一外部發電裝置據以產生電能。控制模組電性連接從動模組與複數個離合模組。其中，在控制模組接收執行指令且接收並判斷電能之功率值超過第一功率預定值時，控制模組則控制其中一離合模組脫離第一外部發電裝置，並控制另一離合模組可活動地連接於第二外部發電裝置，以使第二外部發電裝置接收動能並產生電能。

較佳地，在控制模組接收並判斷第二外部發電裝置之電能之功率值超過第二功率預定值時，控制模組則控制其中一離合模組連接於第一外部發電裝置，以使第一外部發電裝置接收動能並產生電能。

較佳地，在控制模組接收並判斷第一外部發電裝置與第二外部發電裝置之電能之總和功率值超過第三功率預定值時，控制模組則控制複數個離合模組分別脫離於第一外部發電裝置與第二外部發電裝置。

較佳地，從動模組可包含從動變速組件、傳動組件與帶動組件。從動變速組件接收外部動能，並產生動能。傳動組件與複數個離合模組連接。帶動組件連接於從動變速組件與傳動組件。其中，在從動變速組件產生動能時，從動變速組件則經由帶動帶動組件而將動能傳遞 至傳動組件，以使傳動組件將動能傳遞至至少一離合模組。

較佳地，功率分流無段變速裝置更可包含複數個調速模組，其電性連接於控制模組，各調速模組設置於各離合模組分別與第一外部發電裝置及第二外部發電裝置之間，在至少一調速模組接收動能且控制模組接收調速指令時，控制模組則選擇性地驅控至少一調速模組增加或減少動能，並將增加或減少後之動能傳遞至第一外部發電裝置、第二外部發電裝置或其組合。

較佳地，從動模組可包含從動變速組件、傳動組件與帶動組件。從動變速組件接收外部動能，並產生動能，且從動變速組件與其中一離合模組連接。傳動組件與另一離合模組連接。帶動組件連接於從動變速組件與傳動組件。其中，在從動變速組件產生動能時，從動變速組件則傳遞動能至其中一離合模組，並經由帶動帶動組件而將動能傳遞至傳動組件，以使傳動組件將動能傳遞至另一離合模組。

較佳地，功率分流無段變速裝置更可包含複數個調速模組，其電性連接於控制模組，各調速模組設置於各離合模組分別與第一外部發電裝置及第二外部發電裝置之間，在至少一調速模組接收動能且控制模組接收調速指令時，控制模組則選擇性地驅控至少一調速模組增加或減少動能，並將增加或減少後之動能傳遞至第一外部發電裝置、第二外部發電裝置或其組合。

較佳地，功率分流無段變速裝置更可包含驅動模組，其連接於從動變速組件，並電性連接於控制模組，在控制模組接收變速指令時，控制模組則驅使驅動模組給予從動變速組件額外動能。

較佳地，驅動模組可包含齒輪組件與驅動變速組件。齒輪組件連接於從動變速組件。驅動變速組件電性連接於控制模組，並連接 於齒輪組件，在控制模組接收變速指令時，控制模組則驅使驅動變速組件經由齒輪組件給予從動變速組件額外動能。

較佳地，功率分流無段變速裝置更可包含調速模組，其連接於從動模組，並電性連接控制模組，在調速模組接收外部動能且控制模組接收調速指令時，控制模組則驅控調速模組增加或減少外部動能，並將增加或減少後之外部動能傳遞至從動模組。

承上所述，依本發明之功率分流無段變速裝置，其可具有一或多個下述優點：

(1)此功率分流無段變速裝置可藉由判斷外部發電裝置之電能功率值是否超過功率預定值，選擇性地控制複數個離合模組與複數個外部發電裝置接合或分開，藉此可提高外部發電裝置運轉之穩定性。

(2)此功率分流無段變速裝置可藉由選擇性地控制複數個離合模組與複數個外部發電裝置接合或分開的功率分流設計，以使複數個外部發電裝置的發電功率達到分流，提高發電總量。

1‧‧‧功率分流無段變速裝置

10‧‧‧從動模組

100‧‧‧從動變速組件

101‧‧‧傳動組件

102‧‧‧帶動組件

11‧‧‧離合模組

12‧‧‧控制模組

13‧‧‧調速模組

14‧‧‧驅動模組

140‧‧‧齒輪組件

141‧‧‧驅動變速組件

2‧‧‧外部動能

3‧‧‧第一外部發電裝置

4‧‧‧第二外部發電裝置

第1圖係為本發明之功率分流無段變速裝置之第一實施例之第一示意圖。

第2圖係為本發明之功率分流無段變速裝置之第一實施例之第二示意圖。

第3圖係為本發明之功率分流無段變速裝置之第一實施例之方塊圖。

第4圖係為本發明之功率分流無段變速裝置之第二實施例之第一示意圖。

第5圖係為本發明之功率分流無段變速裝置之第二實施例之第二示意圖。

第6圖係為本發明之功率分流無段變速裝置之第三實施例之第一示意圖。

第7圖係為本發明之功率分流無段變速裝置之第三實施例之第二示意圖。

為利 貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係侷限本發明於實際實施上的專利範圍，合先敘明。

以下將參照相關圖式，說明依本發明之功率分流無段變速裝置之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

請參閱第1圖至第3圖，其分別為本發明之功率分流無段變速裝置之第一實施例之第一示意圖、第二示意圖及方塊圖。如圖所示，功率分流無段變速裝置1包含從動模組10、複數個離合模組11與控制模組12。從動模組10接收外部動能2，並產生動能。複數個離合模組11連接從動模組10，並經由從動模組10接收動能，其中一離合模組11可活動地連接於第一外部發電裝置3，並傳遞動能至第一外部發電裝置3，以使第一外部發電裝置3據以產生電能。控制模組12電性連接複數個離合模組11。其中，在控制模組12接收執行指令且接收並判斷電能 之功率值超過第一功率預定值(如1 KW，但不以此為限，可為介於1 KW~5 KW之間的數值)時，控制模組12則控制其中一離合模組11脫離第一外部發電裝置3，並控制另一離合模組11可活動地連接於第二外部發電裝置4，以使第二外部發電裝置4接收動能並產生電能。

具體而言，本發明之功率分流無段變速裝置1包含了從動模組10、複數個離合模組11與控制模組12。從動模組10可經由一驅動軸接收外部動能2，並產生動能，其中外部動能2於本實施例中係以馬達裝置所傳輸之動能作為示例，於實際的使用時，可利用扇葉接收風能而產生動能，但不以此為限。複數個離合模組11可分別連接從動模組10，並電性連接控制模組12，離合模組11可為電子離合器，控制模組12可為處理器或伺服主機，其中一離合模組11可經由電子或人為控制而可活動地連接於第一外部發電裝置3，第一外部發電裝置3可為低瓦數發電機。

因此，在本發明之功率分流無段變速裝置1運作時，從動模組10接收馬達裝置模擬低風速之風能所產生之外部動能2後，產生動能並傳遞至複數個離合模組11，其中一離合模組11將動能傳遞至第一外部發電裝置3，以使第一外部發電裝置3據以產生電能。接著，控制模組12可根據執行指令判斷第一外部發電裝置3所產生之電能的功率值是否超過第一功率預定值，當判定超過第一功率預定值時，控制模組12可控制其中一離合模組11脫離第一外部發電裝置3，並控制另一離合模組11可活動地連接於第二外部發電裝置4，第二外部發電裝置4可為高瓦數發電機，以利用第二外部發電裝置4產生電能。

據此，本發明之功率分流無段變速裝置1具有可隨著風機轉速變化，主動調整速比，使發電機能穩定運轉速度，讓發電機能同步 直接輸出。

進一步而言，在控制模組12接收並判斷第二外部發電裝置4之電能之功率值超過第二功率預定值時，控制模組12則控制其中一離合模組11連接於第一外部發電裝置3，以使第一外部發電裝置3接收動能並產生電能。也就是說，本發明之控制模組12在判斷第二外部發電裝置4所產生之電能的功率值超過第二功率預定值(如5 KW，但不以此為限，可為介於5 KW~6 KW之間的數值)時，控制模組12則控制其中一離合模組11再次連接於第一外部發電裝置3，並將動能傳遞至第一外部發電裝置3，使其產生電能，進而使第二外部發電裝置4的功率分流；即，本發明之功率分流無段變速裝置1可利用功率分流的設計，配合馬達裝置所模擬的不同的風速型態而產生的外部動能，在動能超過外部發電裝置額定發電功率後，啟動另一外部發電裝置發電，使功率達到分流，提高發電總量。

較佳地，在控制模組12接收並判斷第一外部發電裝置3與第二外部發電裝置4之電能之總和功率值超過第三功率預定值(如6 KW，但不以此為限)時，控制模組12則控制複數個離合模組11分別脫離於第一外部發電裝置3與第二外部發電裝置4。也就是說，在控制模組12判斷第一外部發電裝置3與第二外部發電裝置4發電的總和功率值超過第三功率預定值時，控制模組12則控制複數個離合模組11同時與第一外部發電裝置3與第二外部發電裝置4分離，以確保第一外部發電裝置3與第二外部發電裝置4不會過負載。

請參閱第4圖與第5圖，其分別為本發明之功率分流無段變速裝置之第二實施例之第一示意圖及第二示意圖，並請一併參閱第1圖至第3圖。如圖所示，本實施例中之功率分流無段變速裝置與上述第 一實施例之功率分流無段變速裝置所述的相同元件的作動方式相似，故不在此贅述。然而，值得一提的是，在本實施例中，從動模組10較佳可包含從動變速組件100、傳動組件101與帶動組件102。從動變速組件100接收外部動能2，並產生動能。傳動組件101與複數個離合模組11連接。帶動組件102連接於從動變速組件100與傳動組件101。其中，在從動變速組件100產生動能時，從動變速組件100則經由帶動帶動組件102而將動能傳遞至傳動組件101，以使傳動組件101將動能傳遞至至少一離合模組11。

舉例而言，本發明之從動模組10進一步可包含從動變速組件100、傳動組件101與帶動組件102。從動變速組件100可為變速盤，其可經由驅動桿接收外部動能2，而產生動能。傳動組件101的兩端分別與離合模組11連接，傳動組件101可為傳動盤，且帶動組件102套設於從動變速組件100與傳動組件101，帶動組件102可為皮帶。因此，在從動變速組件100產生動能後，可經由帶動帶動組件102而將動能傳遞至傳動組件101，以使傳動組件101可將動能分別傳遞至各離合模組11，並經由各離合模組11將動能傳遞至第一外部發電裝置3、第二外部發電裝置4或其組合。

值得一提的是，本發明之功率分流無段變速裝置1亦可利用改變變速盤與傳動盤的尺寸大小，或皮帶的摩擦係數，以帶動高負載發電機。

進一步而言，功率分流無段變速裝置1較佳更可包含複數個調速模組13，其電性連接於控制模組12，各調速模組13設置於各離合模組11分別與第一外部發電裝置3及第二外部發電裝置4之間，在至少一調速模組13接收動能且控制模組12接收調速指令時，控制模組12 則選擇性地驅控至少一調速模組13增加或減少動能，並將增加或減少後之動能傳遞至第一外部發電裝置3、第二外部發電裝置4或其組合。

也就是說，本發明之功率分流無段變速裝置1進一步還可在其中一離合模組11與第一外部發電裝置3，以及另一離合模組11與第二外部發電裝置4之間，分別設置調速模組13，藉此，在離合模組11傳遞動能至調速模組13後，可經由控制模組12控制調速模組13而提高轉速或扭力，進而增加或減少動能，並將增加或減少後之動能傳遞至第一外部發電裝置3、第二外部發電裝置4或其組合。

進一步而言，功率分流無段變速裝置1較佳更可包含調速模組13，其連接於從動模組10，並電性連接控制模組12，在調速模組13接收外部動能2且控制模組12接收調速指令時，控制模組12則驅控調速模組13增加或減少外部動能2，並將增加或減少後之外部動能2傳遞至從動模組10。也就是說，本發明之功率分流無段變速裝置1進一步還可於從動模組10與外部動能2之間設置調速模組13，以利用調速模組13先接收外部動能2，並藉由控制模組12控制調速模組13增加或減少外部動能2，再將增加或減少後之外部動能2傳遞至從動模組10。

請參閱第6圖與第7圖，其分別為本發明之功率分流無段變速裝置之第三實施例之第一示意圖及第二示意圖，並請一併參閱第1圖至第5圖。如圖所示，本實施例中之功率分流無段變速裝置與上述各實施例之功率分流無段變速裝置所述的相同元件的作動方式相似，故不在此贅述。然而，值得一提的是，在本實施例中，從動模組10較佳可包含從動變速組件100、傳動組件101與帶動組件102。從動變速組件100接收外部動能2，並產生動能，且從動變速組件100與其中一離合模組11連接。傳動組件101與另一離合模組11連接。帶動組件102連接於 從動變速組件100與傳動組件101。其中，在從動變速組件100產生動能時，從動變速組件100則傳遞動能至其中一離合模組11，並經由帶動帶動組件102而將動能傳遞至傳動組件101，以使傳動組件101將動能傳遞至另一離合模組11。

也就是說，本實施例中的功率分流無段變速裝置1與上述第二實施例之功率分流無段變速裝置1差異在於其中一離合模組11係與從動變速組件100連接。因此，在從動變速組件100產生動能後，可直接將動能傳遞至其中一離合模組11，而不經由傳動組件101。

進一步而言，功率分流無段變速裝置1更可包含複數個調速模組13，其電性連接於控制模組12，各調速模組13設置於各離合模組11分別與第一外部發電裝置3及第二外部發電裝置4之間，在至少一調速模組13接收動能且控制模組12接收調速指令時，控制模組12則選擇性地驅控至少一調速模組13增加或減少動能，並將增加或減少後之動能傳遞至第一外部發電裝置3、第二外部發電裝置4或其組合。

進一步而言，功率分流無段變速裝置1更可包含調速模組13，其連接於從動模組10，並電性連接控制模組12，在調速模組13接收外部動能2且控制模組12接收調速指令時，控制模組12則驅控調速模組13增加或減少外部動能2，並將增加或減少後之外部動能2傳遞至從動模組10。

復請參閱第1圖至第7圖，本發明之功率分流無段變速裝置進一步提出第四實施態樣，其與與上述各實施例之功率分流無段變速裝置所述的相同元件的作動方式相似，故不在此贅述。然而，值得一提的是，在本實施例中，功率分流無段變速裝置1較佳更可包含驅動模組14，其連接於從動變速組件100，並電性連接於控制模組12，在控制模 組12接收變速指令時，控制模組12則驅使驅動模組14給予從動變速組件100額外動能。

進一步而言，驅動模組14可包含齒輪組件140與驅動變速組件141。齒輪組件140連接於從動變速組件100。驅動變速組件141電性連接於控制模組12，並連接於齒輪組件140，在控制模組12接收變速指令時，控制模組12則驅使驅動變速組件141經由齒輪組件140給予從動變速組件100額外動能。

舉例而言，本發明之功率分流無段變速裝置1進一步還可設置驅動模組14，其可包含齒輪組件140與驅動變速組件141。齒輪組件140可為齒輪組，驅動變速組件141可為變速馬達。因此，在從動變速組件100接收外部動能2的同時，亦可利用控制模組12驅控驅動變速組件141作動，並經由齒輪組件140給予從動變速組件100額外動能。

值得注意的是，上述各實施例中的第一外部發電裝置3與第二外部發電裝置4可為低瓦數發電機與高瓦數發電機之組合、或為兩低瓦數發電機之組合、或為兩高瓦數發電機之組合，並不以上述各實施例之內容為限。

再者，控制模組12所接收之各種指令可為操作者經由實體或虛擬鍵盤所輸入之指令，其為習知技術，在此不再贅述。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧功率分流無段變速裝置

10‧‧‧從動模組

11‧‧‧離合模組

2‧‧‧外部動能

3‧‧‧第一外部發電裝置

4‧‧‧第二外部發電裝置

Claims (9)

1. 一種功率分流無段變速裝置，其包含：一從動模組，其接收一外部動能，並產生一動能；複數個離合模組，其連接該從動模組，並經由該從動模組接收該動能，其中一該離合模組可活動地連接於一第一外部發電裝置，並傳遞該動能至該第一外部發電裝置，以使該第一外部發電裝置據以產生電能；以及一控制模組，其電性連接該複數個離合模組；其中，在該控制模組接收一執行指令且接收並判斷該電能之功率值超過一第一功率預定值時，該控制模組則控制其中一該離合模組脫離該第一外部發電裝置，並控制另一該離合模組可活動地連接於一第二外部發電裝置，以使該第二外部發電裝置接收該動能並產生電能；且，該功率分流無段變速裝置更包含一調速模組，其連接於該從動模組，並電性連接該控制模組，在該調速模組接收該外部動能且該控制模組接收一調速指令時，該控制模組則驅控該調速模組增加或減少該外部動能，並將增加或減少後之該外部動能傳遞至該從動模組。
2. 如申請專利範圍第1項所述之功率分流無段變速裝置，其中在該控制模組接收並判斷該第二外部發電裝置之該電能之功率值超過一第二功率預定值時，該控制模組則控制其中一該離合模組連接於該第一外部發電裝置，以使該第一外部發電裝置接收該動能並產生電能。
3. 如申請專利範圍第2項所述之功率分流無段變速裝置，其中在該控制模組接收並判斷該第一外部發電裝置與該第二 外部發電裝置之該電能之總和功率值超過一第三功率預定值時，該控制模組則控制該複數個離合模組分別脫離於該第一外部發電裝置與該第二外部發電裝置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之功率分流無段變速裝置，其中該從動模組包含：一從動變速組件，其接收該外部動能，並產生該動能；一傳動組件，其與該複數個離合模組連接；以及一帶動組件，其連接於該從動變速組件與該傳動組件；其中，在該從動變速組件產生該動能時，該從動變速組件則經由帶動該帶動組件而將該動能傳遞至該傳動組件，以使該傳動組件將該動能傳遞至至少一該離合模組。
5. 如申請專利範圍第4項所述之功率分流無段變速裝置，其更包含複數個調速模組，其電性連接於該控制模組，各該調速模組設置於各該離合模組分別與該第一外部發電裝置及該第二外部發電裝置之間，在至少一該調速模組接收該動能且該控制模組接收一調速指令時，該控制模組則選擇性地驅控至少一該調速模組增加或減少該動能，並將增加或減少後之該動能傳遞至該第一外部發電裝置、該第二外部發電裝置或其組合。
6. 如申請專利範圍第1項所述之功率分流無段變速裝置，其中該從動模組包含：一從動變速組件，其接收該外部動能，並產生該動能，且該從動變速組件與其中一該離合模組連接；一傳動組件，其與另一該離合模組連接；以及一帶動組件，其連接於該從動變速組件與該傳動組件； 其中，在該從動變速組件產生該動能時，該從動變速組件則傳遞該動能至其中一該離合模組，並經由帶動該帶動組件而將該動能傳遞至該傳動組件，以使該傳動組件將該動能傳遞至另一該離合模組。
7. 如申請專利範圍第6項所述之功率分流無段變速裝置，其更包含複數個調速模組，其電性連接於該控制模組，各該調速模組設置於各該離合模組分別與該第一外部發電裝置及該第二外部發電裝置之間，在至少一該調速模組接收該動能且該控制模組接收一調速指令時，該控制模組則選擇性地驅控至少一該調速模組增加或減少該動能，並將增加或減少後之該動能傳遞至該第一外部發電裝置、該第二外部發電裝置或其組合。
8. 如申請專利範圍第4或6項所述之功率分流無段變速裝置，其更包含一驅動模組，其連接於該從動變速組件，並電性連接於該控制模組，在該控制模組接收一變速指令時，該控制模組則驅使該驅動模組給予該從動變速組件一額外動能。
9. 如申請專利範圍第8項所述之功率分流無段變速裝置，其中該驅動模組包含：一齒輪組件，其連接於該從動變速組件；以及一驅動變速組件，其電性連接於該控制模組，並連接於該齒輪組件，在該控制模組接收該變速指令時，該控制模組則驅使該驅動變速組件經由該齒輪組件給予該從動變速組件一額外動能。