TWI840255B - 電磁鐵應用發電裝置 - Google Patents

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Abstract

一種電磁鐵應用發電裝置,其包含:一外轉子無刷電動機,其包括有一第一電子換向器;一第一電磁鐵,其係與該外轉子無刷電動機串聯,該第一電磁鐵包括有一第一電子電路板、一第二電子換向器及複數第一發電線圈繞組;一第二電磁鐵,其係與該第一電磁鐵串聯,該第二電磁鐵包括有一第二電子電路板、一第三電子換向器及複數第二發電線圈繞組;以及至少一電瓶,其係與該第二電磁鐵串聯,由該電瓶對該外轉子無刷電動機、該第一電磁鐵及該第二電磁鐵供電,使該外轉子無刷電動機運作而產生一第一電力,該第一電力儲存至該電瓶;該第一電磁鐵及該第二電磁鐵通電後分別產生至少一第一磁場及至少一第二磁場,該第二電子換向器及該第三電子換向器分別接收該第一電子換向器的磁極,並分別與該第一磁場、該第一發電線圈繞組、該第二磁場及該第二發電線圈繞組作用而分別產生一第二電力及一第三電力,該第二電力及該第三電力儲存於該電瓶。

Description

電磁鐵應用發電裝置
本發明係有關於一種發電機,尤指一種堆疊型態或因應各種條件所需的另外型態的電磁鐵應用發電裝置。
發電機係一種能利用傳動機構將動力源提供之動能傳遞至發電模組,藉由發電模組將動能轉化為電能輸出或儲存。由於以往的發電機中,其傳動機構於傳遞動能的過程中會因構件間之摩擦力而損耗能量,同時傳動機構之驅動軸於旋轉時也會因摩擦力而影響其旋轉的穩定性,導致以往的發電機的發電效能不佳。
其中習用的磁能發電機的線圈感應到永久磁鐵線圈帶動旋轉即能感應磁力線產生電力,但當線圈產生電力的同時,線圈也同時形成電磁鐵的型態,使得在外力帶動永久磁鐵要脫離時,即被形成電磁鐵的磁力吸引住,永久磁鐵被帶動的外力需消耗更大的力量才能帶動永久磁鐵脫離發電線圈,因此線圈所發出的電力被消耗掉了,也產不出多餘的電力可使用,因此習用的磁能發電機仍有改善之必要。
有鑑於此,本發明人乃累積多年相關領域的研究以及實務經驗,特發明出一種電磁鐵應用發電裝置,藉以改善上述習知技術的缺失。
本發明的主要目的,在於提供一種電磁鐵應用發電裝置,其包括:一外轉子無刷電動機,其包括有一第一電子換向器;一第一電磁鐵,其係與該外轉子無刷電動機串聯,該第一電磁鐵包括有一第一電子電路板、一第二電子換向器及複數第一發電線圈繞組;一第二電磁鐵,其係與該第一電磁鐵串聯,該第二電磁鐵包括有一第二電子電路板、一第三電子換向器及複數第二發電線圈繞組;以及至少一電瓶,其係與該第二電磁鐵串聯,由該電瓶對該外轉子無刷電動機、該第一電磁鐵及該第二電磁鐵供電,使該外轉子無刷電動機運作而產生一第一電力,該第一電力儲存至該電瓶;該第一電磁鐵及該第二電磁鐵通電後分別產生至少一第一磁場及至少一第二磁場,該第二電子換向器及該第三電子換向器分別接收該第一電子換向器的磁極,並分別與該第一磁場、該第一發電線圈繞組、該第二磁場及該第二發電線圈繞組作用而分別產生一第二電力及一第三電力,該第二電力及該第三電力儲存於該電瓶。
本發明的目的是應用電磁鐵正負極快速變化發電,利用該第一電磁鐵及該第二電磁鐵外側的第一發電線圈繞組及第二發電線圈繞組產生電能。
該第一電磁鐵20及該第二電磁鐵30磁極換向時即換成另一磁極,不會因磁極換向時產生其他因素而影響發電效率。
為便於說明本發明之內容及所能達成之功效,茲配合圖式列舉具體實施例,請參照第一圖,本發明電磁鐵應用發電裝置之第一實施例,包含:
一外轉子無刷電動機10,其係連接有一扇葉11,該外轉子無刷電動機10包括有一第一電子換向器12。
至少一第一電磁鐵20,其係與該外轉子無刷電動機10串聯,該第一電磁鐵20連接一第一電子電路板201,該第一電子電路板201上設有一第二電子換向器21,該第一電磁鐵20上更設有複數第一發電線圈繞組202。
至少一第二電磁鐵30,其係與該第一電磁鐵20串聯,該第二電磁鐵30連接一第二電子電路板301,該第二電子電路板301上設有一第三電子換向器31,該第二電磁鐵30上更設有複數第二發電線圈繞組302。
其中該第一電磁鐵20及該第二電磁鐵30分別包括有至少一導磁件22、32及複數纏繞於該導磁件22、32內的第一線圈繞組23、33,該第一發電線圈繞組202及該第二發電線圈繞組302分別繞設在各該第一線圈繞組23、33外側,該第一發電線圈繞組202及該第二發電線圈繞組302分別電性連接到該第一電子電路板201及該第二電子電路板301。
至少一電瓶40,其係與該第二電磁鐵30串聯,由該電瓶40對該外轉子無刷電動機10、該第一電磁鐵20及該第二電磁鐵30供電,使該外轉子無刷電動機10運作而產生一第一電力,該第一電力儲存至該電瓶40;
該第一電磁鐵20及該第二電磁鐵30通電後分別產生至少一第一磁場及至少一第二磁場,該第二電子換向器21及該第三電子換向器31分別接收該第一電子換向器12的磁極,並分別與該第一磁場、該第一發電線圈繞組202、該第二磁場及該第二發電線圈繞組302,該第二電力及該第三電力儲存於該電瓶40。
其中該第一電磁鐵20的導磁件22及該第二電磁鐵30的導磁件32係為定子鐵心,且該第一電磁鐵20的導磁件22或該第二電磁鐵30的導磁件32的外側間隔設有複數導磁棒A,各該導磁棒A上設有複數第二線圈繞組A1,各該第三電子換向器31接收該第一電子換向器12的磁極,並分別與該導磁棒A上的各該第二線圈繞組A1作用而產生一第四電力,該第四電力儲存於該電瓶40。
換言之,該電瓶40供電分別經由該第一電子電路板201及該第二電子電路板301,電流分別至各該第一線圈繞組23,使各該第一線圈繞組23形成電磁鐵,正負極(S、N)磁力後,由該第一電子電路板201及該第二電子電路板301的電流方向控制回收電能,藉此降低耗損電能;該第一電子換向器12感應磁極變化的磁極,將該磁極訊號分別傳遞至該第一電子電路板201及該第二電子電路板301,使該第一電子電路板201及該第二電子電路板301輸出磁極電流,流至各該第一線圈繞組23,形成磁極變化的電磁鐵,該第一電磁鐵20及該第二電磁鐵30產生的磁極,分別使該第一發電線圈繞組202及該第二發電線圈繞組302分別透過該第二電子換向器21及該第三電子換向器31感應磁極變化產生電。
此外,該外轉子無刷電動機10、該第一電磁鐵20及該第二電磁鐵30係由上至下垂直堆疊結合,且該扇葉11運作時產生的風朝向該第一電磁鐵20及該第二電磁鐵30,藉此散熱。
請參照第二圖,本發明電磁鐵應用發電裝置之第二實施例,由於主要結構與第一實施例相同,故相同處不再贅述,合先敘明。
在本實施例中,該外轉子無刷電動機10與至少一第二電磁鐵30串聯,該電瓶40與該第二電磁鐵30串聯,由該電瓶40對該外轉子無刷電動機10及該第二電磁鐵30供電,使該外轉子無刷電動機10運作而產生一第一電力,該第一電力儲存至該電瓶40。
該第二電磁鐵30連接一第二電子電路板301,該第二電子電路板301上設有一第三電子換向器31,該第二電磁鐵30上更設有一第二發電線圈繞組302,該第二電磁鐵30的導磁件32係為定子鐵心,該第二發電線圈繞組302分別繞設於各該第一線圈繞組33外側。
各該第二電磁鐵30通電後分別產生一第二磁場,該第三電子換向器31接收該第一電子換向器12的磁極,並與該第二磁場及該第二發電線圈繞組302作用而分別產生一第三電力,該第三電力儲存於該電瓶40。
各該第三電子換向器31接收該第一電子換向器12的磁極,並分別與該導磁棒A上的各該第二線圈繞組A1作用而產生一第四電力,該第四電力儲存於該電瓶40。
請參照第三圖至第六圖,本發明電磁鐵應用發電裝置之第三實施例,由於主要元件結構與第一、二實施例相同,故相同處不再贅述,合先敘明。
在本實施例中,該外轉子無刷電動機10與複數第一電磁鐵20串聯,其中各該第一電磁鐵20互相堆疊結合且串聯,各該第一電磁鐵20係垂直設於該外轉子無刷電動機10下方,該第一電磁鐵20連接一第一電子電路板201,該 第一電子電路板201上設有一第二電子換向器21,該第一電磁鐵20上更設有複數第一發電線圈繞組202。
複數互相串聯且堆疊結合的第二電磁鐵30,其係與該第一電磁鐵20串聯,且間隔環繞排列於各該第一電磁鐵20外側,該第二電磁鐵30連接一第二電子電路板301,該第二電子電路板301上設有一第三電子換向器31,該第二電磁鐵30外側更設有複數第二發電線圈繞組302,其中各該第一電磁鐵20及各該第二電磁鐵30分別包括有一導磁件22、32及複數纏繞於該導磁件內的第一線圈繞組23、33,各該第一發電線圈繞組202及各該第二發電線圈繞組302分別繞設於各該第一線圈繞組23、33外側。
換言之,各該第一電磁鐵20及各該第二電磁鐵30分別堆疊結合,使外型如同柱狀,在本實施例中,更具有多組柱狀的各該第二電磁鐵30環繞在各該第一電磁鐵20外側。
本實施例的運作方式與前述實施例相同,該電瓶40對該外轉子無刷電動機10、該第一電磁鐵20及該第二電磁鐵30供電,使該外轉子無刷電動機10運作而產生一第一電力,該第一電力儲存至該電瓶40。
各該第一電磁鐵20及各該第二電磁鐵30通電後分別產生至少一第一磁場及至少一第二磁場,該第二電子換向器21及該第三電子換向器31分別接收該第一電子換向器12的磁極,並分別與各該第一磁場、各該第一發電線圈繞組202、各該第二磁場及各該第二發電線圈繞組302作用而分別產生一第二電力及一第三電力,該第二電力及該第三電力儲存於該電瓶40。
其中該第一電磁鐵20的導磁件22及該第二電磁鐵30的導磁件32係為定子鐵心,且該第一電磁鐵20的導磁件22或該第二電磁鐵30的導磁件32的外側間隔設有複數導磁棒A,各該導磁棒A上設有複數第二線圈繞組A1,各該第三電子換向器31接收該第一電子換向器12的磁極,並分別與該導磁棒A上的各該第二線圈繞組A1作用而產生一第四電力,該第四電力儲存於該電瓶40。
其中該外轉子無刷電動機10的扇葉11運作時產生的風朝向各該第一電磁鐵20,並擴散到各該第二電磁鐵30,藉此散熱。
上述三種實施例,均為應用電磁鐵產生磁力,其中各該第一電磁鐵20及各該第二電磁鐵30分別透過該第二電子換向器21、第三電子換向器31接收其上一層的磁力變化,使第一線圈繞組23、33(即發電線圈)感應磁力變化產生電能,藉此使各該第一電磁鐵20及各該第二電磁鐵30都能產生電能,並儲存於電瓶40,可供其他電器使用。
本發明之優點在於,各該第一電磁鐵20及各該第二電磁鐵30使用第二電子換向器21、第三電子換向器31換向,避免換向時永久磁鐵被帶動運轉時要脫離發電線圈所形成一種電磁鐵吸力,吸引住需消耗較多的能源才可脫離換向。
惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例,當不能用以限定本發明可實施之範圍,凡習於本業之人士所明顯可作的變化與修飾,皆應視為不悖離本發明之實質內容。
10:外轉子無刷電動機 11:扇葉 12:第一電子換向器 20:第一電磁鐵 201:第一電子電路板 202:第一發電線圈繞組 21:第二電子換向器 30:第二電磁鐵 301:第二電子電路板 302:第二發電線圈繞組 31:第三電子換向器 22、32:導磁件 23、33:第一線圈繞組 40:電瓶 A:導磁棒 A1:第二線圈繞組
第一圖為本發明的第一實施例立體圖。
第二圖為本發明的第二實施例立體圖。
第三圖為本發明的第三實施例的局部立體分解圖。
第四圖為延續第三圖的組裝立體圖。
第五圖為本發明的各該第二電磁鐵立體圖。 第六圖為本發明第三實施例的使用狀態示意圖。
10:外轉子無刷電動機
11:扇葉
12:第一電子換向器
20:第一電磁鐵
201:第一電子電路板
202:第一發電線圈繞組
21:第二電子換向器
30:第二電磁鐵
301:第二電子電路板
302:第二發電線圈繞組
31:第三電子換向器
22、32:導磁件
23、33:第一線圈繞組
40:電瓶
A:導磁棒
A1:第二線圈繞組

Claims (10)

  1. 一種電磁鐵應用發電裝置,其包含:一外轉子無刷電動機,其係連接有一扇葉,該外轉子無刷電動機包括有一第一電子換向器;至少一第一電磁鐵,其係與該外轉子無刷電動機串聯,該第一電磁鐵連接一第一電子電路板,該第一電子電路板上設有一第二電子換向器,該第一電磁鐵上更設有複數第一發電線圈繞組;至少一第二電磁鐵,其係與該第一電磁鐵串聯,該第二電磁鐵連接一第二電子電路板,該第二電子電路板上設有一第三電子換向器,該第二電磁鐵上更設有複數第二發電線圈繞組;以及至少一電瓶,其係與該第二電磁鐵串聯,由該電瓶對該外轉子無刷電動機、該第一電磁鐵及該第二電磁鐵供電,使該外轉子無刷電動機運作而產生一第一電力,該第一電力儲存至該電瓶;該第一電磁鐵及該第二電磁鐵通電後分別產生至少一第一磁場及至少一第二磁場,該第二電子換向器及該第三電子換向器分別接收該第一電子換向器的磁極,並分別與該第一磁場、該第一發電線圈繞組、該第二磁場及該第二發電線圈繞組作用而分別產生一第二電力及一第三電力,該第二電力及該第三電力儲存於該電瓶。
  2. 如請求項1所述之電磁鐵應用發電裝置,其中該第一電磁鐵及該第二電磁鐵分別包括有至少一導磁件及複數纏繞於該導磁件內的第一線圈繞組,該第一發電線圈繞組及該第二發電線圈繞組分別繞設在各該第一線圈繞組外側,該第一發電線圈繞組及該第二發電線圈繞組分別電性連接到該第一電子電路板及該第二電子電路板。
  3. 如請求項2所述之電磁鐵應用發電裝置,其中該第一電磁鐵的導磁件及該第二電磁鐵的導磁件係為定子鐵心,且該第一電磁鐵的導磁件或該第二電磁鐵的導磁件的外側間隔設有複數導磁棒,各該導磁棒上設有複數第二線圈繞組,各該第三電子換向器接收該第一電子換向器的磁極,並分別與該導磁棒上的各該第二線圈繞組作用而產生一第四電力,該第四電力儲存於該電瓶。
  4. 如請求項1所述之電磁鐵應用發電裝置,其中該外轉子無刷電動機、該第一電磁鐵及該第二電磁鐵係由上至下垂直堆疊結合,且該扇葉運作時產生的風朝向該第一電磁鐵及該第二電磁鐵,藉此散熱。
  5. 一種電磁鐵應用發電裝置,其包含:一外轉子無刷電動機,其係連接有一扇葉,該外轉子無刷電動機包括有一第一電子換向器;複數互相串聯的第一電磁鐵,其係與該外轉子無刷電動機串聯,並垂直設於該外轉子無刷電動機下方,該第一電磁鐵連接一第一電子電路板,該第一電子電路板上設有一第二電子換向器,該第一電磁鐵上更設有複數第一發電線圈繞組;複數互相串聯的第二電磁鐵,其係與該第一電磁鐵串聯,且間隔環繞排列於各該第一電磁鐵外側,該第二電磁鐵連接一第二電子電路板,該第二電子電路板上設有一第三電子換向器,該第二電磁鐵外側更設有複數第二發電線圈繞組,其中各該第一電磁鐵及各該第二電磁鐵分別包括有一導磁件及複數纏繞於該導磁件內的第一線圈繞組,各該第二電磁鐵的該導磁件的外側間隔設有複數導磁棒,各該導磁棒上設有複數第二線圈繞組;以及 至少一電瓶,其係與該第二電磁鐵串聯,由該電瓶對該外轉子無刷電動機、該第一電磁鐵及該第二電磁鐵供電,使該外轉子無刷電動機運作而產生一第一電力,該第一電力儲存至該電瓶;各該第一電磁鐵及各該第二電磁鐵通電後分別產生複數第一磁場及複數第二磁場,該第二電子換向器及該第三電子換向器分別接收該第一電子換向器的磁極,並分別與各該第一磁場、各該第一發電線圈繞組、各該第二磁場及各該第二發電線圈繞組作用而分別產生一第二電力及一第三電力,該第二電力及該第三電力儲存於該電瓶;各該第三電子換向器接收該第一電子換向器的磁極,並分別與該導磁棒上的各該第二線圈繞組作用而產生一第四電力,該第四電力儲存於該電瓶。
  6. 如請求項5所述之電磁鐵應用發電裝置,其中該外轉子無刷電動機的扇葉運作時產生的風朝向各該第一電磁鐵,並擴散到各該第二電磁鐵,藉此散熱。
  7. 如請求項6所述之電磁鐵應用發電裝置,其中各該第一電磁鐵及各該第二電磁鐵的導磁件係為定子鐵心,各該第一發電線圈繞組及各該第二發電線圈繞組分別繞設於各該第一線圈繞組外側。
  8. 一種電磁鐵應用發電裝置,其包含:一外轉子無刷電動機,其係連接有一扇葉,該外轉子無刷電動機包括有一第一電子換向器;至少一第二電磁鐵,其係與該外轉子無刷電動機串聯,該第二電磁鐵連接一第二電子電路板,該第二電子電路板上設有一第三電子換向器,該第二電磁鐵外側更設有複數第二發電線圈繞組,各該第二電磁鐵包括有一導磁件及複數 纏繞於該導磁件內的第一線圈繞組,各該第二電磁鐵的該導磁件的外側間隔設有複數導磁棒,各該導磁棒上設有複數第二線圈繞組;以及至少一電瓶,其係與該第二電磁鐵串聯,由該電瓶對該外轉子無刷電動機及該第二電磁鐵供電,使該外轉子無刷電動機運作而產生一第一電力,該第一電力儲存至該電瓶;該第二電磁鐵通電後產生至少一第二磁場,該第三電子換向器接收該第一電子換向器的磁極,並與該第二磁場及該第二發電線圈繞組作用而分別產生一第三電力,該第三電力儲存於該電瓶;該第三電子換向器接收該第一電子換向器的磁極,並分別與該導磁棒上的各該第二線圈繞組作用而產生一第四電力,該第四電力儲存於該電瓶。
  9. 如請求項8所述之電磁鐵應用發電裝置,其中該外轉子無刷電動機的扇葉運作時產生的風朝向各該第二電磁鐵,藉此散熱。
  10. 如請求項9所述之電磁鐵應用發電裝置,其中該第二電磁鐵的導磁件係為定子鐵心,各該第二發電線圈繞組分別繞設於各該第一線圈繞組外側。
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