TWI623180B - 具有發電功能之馬達 - Google Patents

Abstract

一種具有發電功能之馬達，具有發電功能之馬達中，馬達本體係包含一轉軸組件，，磁性元件設置於轉軸組件，並在轉軸組件旋轉時產生一動態電磁感應空間。罩合殼體鄰近於轉軸組件而設置，並且遮罩轉軸組件。感應元件固接於罩合殼體，並且至少局部位於動態電磁感應空間內，藉以在轉軸組件旋轉時產生一感應電力。轉換電路板設有一電性連接於感應元件之轉換電路，藉以接收感應電力而產生一工作電力。工作模組電性連接於轉換電路，藉以接收工作電力以執行工作模組之一預定工作。

Description

具有發電功能之馬達

本發明係有關於一種具有發電功能之馬達，尤其是指一種於風扇設置磁性元件，以在風扇旋轉時透過感應元件產生感應電力並利用轉換電路產生工作電力之具有發電功能之馬達。

一般來說，伺服馬達被廣泛應用於人們的生活中，使得人們的生活愈趨方便，其中，伺服馬達主要係設置於各種動力及電力設備中，一般來說，伺服馬達係包含一伺服驅動器(或稱變頻器)以及一馬達，而在實務上的配置中，伺服驅動器與馬達係透過一電纜線相互電性連接。

其中，隨著科技的發展，物聯網(Internet of Things；IoT)的快速發展使得人們的生活愈趨方便，且物聯網也延伸應用至伺服馬達，而於伺服馬達的應用中，一般係於馬達上外接或內建有一用於如無線傳輸模組之用於執行物聯網功能之工作模組，而現有的工作模組中，普遍需要利用有線電性連接的方式對工作模組供電，因此實務 上在馬達的配置應用上並不方便，因此現有技術仍具備改善之空間。

有鑒於現有馬達之工作模組普遍係透過有線電性連接的方式供電，因而普遍具有配置應用不方便之問題。緣此，本發明主要係提供一種具有發電功能之馬達，主要係透過感應元件產生感應電力，並透過轉換電路產生工作電力，以達到自我發電之目的。

基於上述目的，本發明所採用之主要技術手段係提供一種具有發電功能之馬達，包含一馬達本體、至少一磁性元件、一罩合殼體、一感應元件、一轉換電路板以及一工作模組。馬達本體係包含一轉軸組件，磁性元件係設置於轉軸組件，並在轉軸組件旋轉時產生一動態電磁感應空間。罩合殼體係鄰近於轉軸組件而設置，並且遮罩轉軸組件。感應元件係固接於罩合殼體，並且至少局部位於動態電磁感應空間內，藉以在轉軸組件旋轉時產生一感應電力。轉換電路板係設有一電性連接於感應元件之轉換電路，藉以接收感應電力而產生一工作電力。工作模組係電性連接於轉換電路，藉以接收工作電力以執行工作模組之一預定工作。

在上述必要技術手段的基礎下，上述具有發電功能之馬達還包含以下所述的較佳附屬技術手段。該至少一磁性元件為一磁鐵，罩合殼體為一風罩，感應元件 為一金屬盤體，工作模組為一物聯網(Internet of Things；IoT)模組。轉軸組件包含一風扇轉軸以及一風扇，風扇係連結於風扇轉軸。其中，該至少一磁性元件在風扇轉軸帶動風扇旋轉時，產生動態電磁感應空間，且感應元件在風扇旋轉時產生感應電力。另外，該至少一磁性元件係設置於風扇。

在上述必要技術手段的基礎下，上述具有發電功能之馬達還包含以下所述的較佳附屬技術手段。轉換電路包含一升壓電路、一整流電路以及一輸出電路，升壓電路係電性連接於感應元件，用以將感應電力升壓為一升壓感應電力。整流電路係電性連接於升壓電路，用以將升壓感應電力整流為一直流電力，輸出電路係電性連接於整流電路與工作模組，用以將直流電力轉換輸出為工作電力，並將工作電力傳送至工作模組。此外，轉換電路更包含一儲能電路，儲能電路係電性連接於輸出電路與工作模組，並用以儲存工作電力，且儲能電路為一電容。

在上述必要技術手段的基礎下，上述具有發電功能之馬達還包含以下所述的較佳附屬技術手段。具有發電功能之馬達更包含至少一延伸元件，該至少一延伸元件係連結於罩合殼體，並自罩合殼體朝向風扇延伸至至少一延伸端部，感應元件係連結於該至少一延伸端部，藉以透過該至少一延伸元件固接於罩合殼體。此外，轉換電路板係連結於該至少一延伸元件，並位於感應元件與罩合殼體之間。

在上述必要技術手段的基礎下，上述具有發電功能之馬達還包含以下所述的另一較佳附屬技術手段。感應元件包含一載體以及一感應線圈組，載體係固接於罩合殼體，感應線圈組係佈設於載體，並且至少局部位於動態電磁感應空間內。

在採用本發明所提供之具有發電功能之馬達之主要技術手段後，由於可透過轉換電路產生工作電力，因此工作模組不需再有線電性連接方式供電，因此可大幅提升實務上配置的方便性。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。

1‧‧‧具有發電功能之馬達

11‧‧‧馬達本體

111‧‧‧轉軸組件

1111‧‧‧風扇轉軸

1112‧‧‧風扇

12‧‧‧磁性元件

13‧‧‧罩合殼體

14‧‧‧延伸元件

141‧‧‧延伸端部

15、15a‧‧‧感應元件

151a‧‧‧載體

152a‧‧‧感應線圈組

1521a‧‧‧線圈繞組

16‧‧‧轉換電路板

161‧‧‧轉換電路

1611‧‧‧升壓電路

1612‧‧‧整流電路

1613‧‧‧輸出電路

1614‧‧‧儲能電路

17‧‧‧工作模組

100‧‧‧動態電磁感應空間

P1‧‧‧感應電力

P2‧‧‧升壓感應電力

P3‧‧‧直流電力

P4‧‧‧工作電力

第一圖係顯示本發明第一較佳實施例之具有發電功能之馬達之示意圖。

第二圖係顯示本發明第一較佳實施例之轉換電路之方塊示意圖。

第三圖係顯示本發明第一較佳實施例之磁性元件設置於風扇之示意圖。

第四圖係顯示本發明第二較佳實施例之感應元件之上視圖。

由於本發明所提供之具有發電功能之馬達中，其組合實施方式不勝枚舉，故在此不再一一贅述，僅列舉三個較佳實施例加以具體說明。

請一併參閱第一圖至第三圖，第一圖係顯示本發明第一較佳實施例之具有發電功能之馬達之示意圖，第二圖係顯示本發明第一較佳實施例之轉換電路之方塊示意圖，第三圖係顯示本發明第一較佳實施例之磁性元件設置於風扇之示意圖。

如圖所示，本發明較佳實施例之具有發電功能之馬達1包含一馬達本體11、一風扇1112、至少一磁性元件12、一罩合殼體13、至少一延伸元件14(圖中繪示兩個，僅標示一個)、一感應元件15、一轉換電路板16以及一工作模組17。

馬達本體11係包含一轉軸組件111，轉軸組件111包含一風扇轉軸1111以及一風扇1112，風扇1112係連結於風扇轉軸1111。

磁性元件12係設置於轉軸組件111之風扇1112(其他實施例可設置於風扇轉軸1111)，磁性元件12例如可為磁鐵，並且一般可設置於風扇1112的扇葉或是風扇1112的中心上，且磁性元件12可呈長條狀或其他種立體形狀，磁性元件12在轉軸組件111旋轉(即風扇轉軸1111帶動風扇1112旋轉)時產生一動態電磁感應空間100。

舉例來說，若磁性元件12為長條狀，則可以風扇1112為中心而設置於風扇1112的中心上，使得磁性 元件12總長度略小於風扇1112旋轉的直徑。另外，磁性元件12連結於風扇1112的方式例如可用鎖合或是固接，其係視實務上之設計而定，且本發明較佳實施例中，磁性元件12的極性為一端是N極，另一端為S極。

罩合殼體13係鄰近於轉軸組件111而設置，並且遮罩轉軸組件111，其中，本發明較佳實施例中，罩合殼體13為一風罩(其他實施例中可為一外殼)，且罩合殼體13鄰近於風扇1112而設置，並且遮罩風扇1112，一般來說，罩合殼體13的端部可連結於馬達本體11，進而罩合風扇1112，但其他實施例中不限於此。

該至少一延伸元件14例如為柱狀，連結於罩合殼體13，並自罩合殼體13朝向風扇1112延伸至至少一延伸端部141。另外，雖然本發明較佳實施例係以兩個為例，但其他實施例可為多個，其係視實務之設計而定。

感應元件15係固接於罩合殼體13，並可為金屬盤體，但其他實施例中例如可為金屬環體或其他種形狀，因此並不限於此。需要說明的是，本創作較佳實施例所指的固接係包含直接固接與間接固接，舉例來說，本創作較佳實施例的感應元件15是透過該至少一延伸元件14固接於罩合殼體13，但其他實施例中，感應元件15可直接嵌合於罩合殼體13，其係視實務之設計而定。

轉換電路板16係設有一電性連接於感應元件15之轉換電路161，且轉換電路板16係連結於該至少一延伸元件14，並位於感應元件15與罩合殼體13之間，本創作 較佳實施例中，該至少一延伸元件14係自罩合殼體13依序穿設轉換電路板16與感應元件15而延伸至該至少一延伸端部141，但其他實施例中不限於此。舉例來說，感應元件15與轉換電路板16的位置相對關係中，感應元件15可與轉換電路板16並排設置，或是其他種設置方式，其係視實務上之需要而定。

另外，轉換電路161包含一升壓電路1611、一整流電路1612、一輸出電路1613以及一儲能電路1614，升壓電路1611係電性連接於感應元件15，並可為現有之升壓電路。整流電路1612係電性連接於升壓電路1611，並可為現有可將交流整流為直流之電路。輸出電路1613係電性連接於整流電路1612，並可為現有之調壓電路。儲能電路1614係電性連接於輸出電路1613，並且例如可由一電容組成，但其他實施例中不限於此。

工作模組17係電性連接於轉換電路16之輸出電路1613與儲能電路1614，並可為一物聯網(Internet of Things；IoT)模組，但其他實施例中不限於此，只要是能夠執行本身之功能之裝置或電路皆可為工作模組17。

在風扇1112旋轉時，感應元件15係至少局部位於動態電磁感應空間100內，藉以產生一感應電力P1(例如是對應有一電壓的感應渦電流)，轉換電路板16之轉換電路161接收感應電力P1後，升壓電路1611將感應電力P1升壓為一升壓感應電力P2(例如是將mV升壓至V)，整流電路1612將升壓感應電力P2整流為一直流電力P3(即將 交流電壓整流為直流電壓)，輸出電路1613將直流電力P3轉換輸出為一工作電力P4，並將工作電力P4傳送至工作模組17。儲能電路1614係儲存工作電力P4，且工作模組17也會接收工作電力P4以執行工作模組17之一預定工作(例如為管理工作、控制工作與傳輸工作中之至少一者，但不限於此)。

請參閱第四圖，第四圖係顯示本發明第二較佳實施例之感應元件之上視圖。如圖所示，與第一較佳實施例不同的地方在於感應元件15a並非為金屬盤體，而是包含一載體151a以及一感應線圈組152a，載體151a係採用與第一較佳實施例相同的固接方式固接於罩合殼體(圖未示，請參閱第一圖)，感應線圈組152a係佈設於載體151a，並且至少局部位於第一較佳實施例所述之動態電磁感應空間(標示於第一圖)內。

此外，需要一提的是，載體151a可為絕緣材質，感應線圈組152a是由複數個線圈繞組1521a所組成，但其他實施例中可僅有一個線圈繞組1521a所組成，因此其係視實務上之設計而定。

另外，其他實施例中，載體151a可由兩個盤體所組成，而感應線圈組152a可設置於兩個盤體之間而受兩個盤體所包覆。

其他實施例中，罩合殼體(標示於第一圖)可延伸有複數個該至少一延伸元件(標示於第一圖)，且該些延伸元件的延伸端部可呈Y型結構，而感應元件15a可僅 包含感應線圈組152a，而感應線圈組152a即位於上述的延伸端部(即感應線圈組152a掛於Y型結構)。

綜合以上所述，在採用本發明所提供之具有發電功能之馬達後，由於可透過轉換電路產生工作電力，因此工作模組不需再有線電性連接方式供電，因此可大幅提升實務上配置的方便性。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

Claims (10)

1. 一種具有發電功能之馬達，包含：一馬達本體，係包含一轉軸組件；至少一磁性元件，係設置於該轉軸組件，並在該轉軸組件旋轉時產生一動態電磁感應空間；一罩合殼體，係鄰近於該轉軸組件而設置，並且遮罩該轉軸組件；一感應元件，係固接於該罩合殼體，並且至少局部位於該動態電磁感應空間內，藉以在該轉軸組件旋轉時產生一感應電力；一轉換電路板，係設有一電性連接於該感應元件之轉換電路，藉以接收該感應電力而產生一工作電力；以及一工作模組，係電性連接於該轉換電路，藉以接收該工作電力以執行該工作模組之一預定工作。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有發電功能之馬達，其中，該轉軸組件包含：一風扇轉軸；以及一風扇，係連結於該風扇轉軸；其中，該至少一磁性元件在該風扇轉軸帶動該風扇旋轉時，產生該動態電磁感應空間，且該感應元件在該風扇旋轉時產生該感應電力。
3. 如申請專利範圍第2項所述之具有發電功能之馬達，其中，該至少一磁性元件係設置於該風扇。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具有發電功能之馬達，其中，該至少一磁性元件為一磁鐵，該罩合殼體為一風罩，該感應元件為一金屬盤體，該工作模組為一物聯網(Internet of Things；IoT)模組。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具有發電功能之馬達，其中，該感應元件包含：一載體，係固接於該罩合殼體；以及一感應線圈組，係佈設於該載體，並且至少局部位於該動態電磁感應空間內。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有發電功能之馬達，其中，該轉換電路包含：一升壓電路，係電性連接於該感應元件，用以將該感應電力升壓為一升壓感應電力；一整流電路，係電性連接於該升壓電路，用以將該升壓感應電力整流為一直流電力；以及一輸出電路，係電性連接於該整流電路與該工作模組，用以將該直流電力轉換輸出為該工作電力，並將該工作電力傳送至該工作模組。
7. 如申請專利範圍第5項所述之具有發電功能之馬達，其中，該轉換電路更包含一儲能電路，該儲能電路係電性連接於該輸出電路與該工作模組，並用以儲存該工作電力。
8. 如申請專利範圍第6項所述之具有發電功能之馬達，其中，該儲能電路為一電容。
9. 如申請專利範圍第1項所述之具有發電功能之馬達，更包含至少一延伸元件，該至少一延伸元件係連結於該罩合殼體，並自該罩合殼體朝向該風扇延伸至至少一延伸端部，該感應元件係連結於該至少一延伸端部，藉以透過該至少一延伸元件固接於該罩合殼體。
10. 如申請專利範圍第8項所述之具有發電功能之馬達，其中，該轉換電路板係連結於該至少一延伸元件，並位於該感應元件與該罩合殼體之間。