TWM539736U - 動力裝置 - Google Patents

Description

動力裝置

本創作係有關一種動力裝置，尤指一種配置有感測器之動力裝置。

馬達為現今市上最廣為使用的機械設備，也是消耗最多能源的設備，且馬達之狀態監測係為一未來趨勢。

如第1圖所示之持續運轉裝置1，習知監測馬達10之狀態(如溫度、震動等)之方式係於一馬達10之散熱鰭片10a之周圍設置一感測器12，且該感測器12係藉由電線120連接至現場環境之插座9。

然而，該馬達10之供電端與該插座9係為現場環境之同一電源，因而會面臨電源降壓與設備保固等問題。

因此，如何克服習知技術之缺點，實為目前各界亟欲解決之技術問題。

鑑於上述習知技術之種種缺失，本創作揭露一種動力裝置，係包括：馬達，其具有散熱結構；供電組件，係設於該散熱結構上，且具有用以將溫差轉為電能之熱電模組；以及感測器，係設於該馬達上並電性連接該供電組件。

前述之動力裝置中，該馬達更具有風扇，用以產生通過該散熱結構之氣流。

前述之動力裝置中，該散熱結構係為散熱鰭片。

前述之動力裝置中，該供電組件與該散熱結構之接觸方式係為直接接觸方式。

前述之動力裝置中，該供電組件更具有第一部分與第二部分，且該熱電模組係設於該第一部分與該第二部分之間，並於該馬達運作時，該第一部分與該第二部分之間會產生溫差。例如，該第一部分係設於該散熱結構上，且該第一部分係為用以設置該熱電模組之基部，而該第二部分係為設於該熱電模組上之散熱片。

前述之動力裝置中，該供電組件更具有電路單元，以將該電能供應至該感測器。例如，該電路單元係包含：轉換部，係連接該熱電模組，以將該電能轉換至所需之電力；儲存部，係儲存該轉換部產生之電力以將該電力供應至該感測器；資料傳輸部，係用於傳輸感測資訊；以及控制部，係控制該感測器與該資料傳輸部。

由上可知，本創作之動力裝置，主要藉由該供電組件設於該散熱結構上，以擷取該馬達產生之熱能而進行熱電轉換，因而能不斷產生電力供該感測器使用，故相較於習知技術，本創作之感測器無需使用電線與現場環境之電源，而能達到無線監測之目的。

1‧‧‧持續運轉裝置

10,20‧‧‧馬達

10a‧‧‧散熱鰭片

12,22‧‧‧感測器

120‧‧‧電線

2‧‧‧動力裝置

20a‧‧‧散熱結構

20b‧‧‧風扇

200‧‧‧固定片

21,21’‧‧‧供電組件

201‧‧‧鰭片通道

21a‧‧‧熱電模組

21b‧‧‧電路單元

210‧‧‧轉換部

211‧‧‧儲存部

212‧‧‧資料傳輸部

213‧‧‧控制部

41a‧‧‧第一部分

41b‧‧‧第二部分

410‧‧‧磁鐵

411‧‧‧螺絲體

9‧‧‧插座

R‧‧‧曲率半徑

S‧‧‧曲面

第1圖係為習知監測馬達之狀態之立體分解示意圖； 第2圖係為本創作之動力裝置之立體分解示意圖；第3圖係為第2圖之供電過程的示意圖；以及第4A及4B圖係為第2圖之熱電轉換式供電組件之不同實施例的剖面示意圖。

以下藉由特定的具體實施例說明本創作之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本創作之其他優點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本創作可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本創作所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本創作所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「上」及「一」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本創作可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本創作可實施之範疇。

第2圖係為本創作之動力裝置2之立體分解示意圖。如第2圖所示，本創作之動力裝置2係包括：一馬達20、一供電組件21以及一感測器22。

所述之馬達20之表面係具有散熱結構20a，且該馬達之內部係具有繞組(圖略，如線圈、轉子、定子等)。

於本實施例中，該散熱結構20a係為散熱鰭片，且該 散熱結構20a於對應該繞組上設有一鋁材固定片200。例如，該馬達20之本體係為圓柱體，且該散熱結構20a係對應該圓柱體周面佈設，致使該散熱鰭片之外觀呈現弧形，故該固定片200之形狀可對應該散熱結構20a之外觀而呈現弧形片。具體地，該散熱結構20a與該固定片200可一體製作或分開製作。

再者，該馬達20之一端具有一風扇20b而另一端連接一泵浦機構(圖略)，且該風扇20b產生之氣流會經過該散熱結構20a，以藉由該風扇20b進行強制氣流散熱。較佳地，該散熱結構20a之鰭片通道201方向與該風扇20b所產生之氣流方向平行，以達到最佳之散熱效果。

又，當該馬達20轉動時，該風扇20b與該繞組會同步運轉，且該繞組會隨著運轉而提高溫度，並使熱能傳導至該散熱結構20a，因而該散熱結構20a之溫度會提高(例如，於該馬達20全速運轉時，該散熱結構20a之溫度更可達80度以上)。

所述之供電組件21係為熱電轉換式，其設於該散熱結構20a上，且如第3圖所示，該供電組件21係具有一熱電模組21a，其用以將溫差轉為電能。

於本實施例中，該供電組件21係設於該固定片200上。具體地，將該熱電模組21a設於對應該繞組位置之散熱結構20a上，以達到最高之熱對流效果，而獲得最大的功率輸出。

再者，如第3圖所示，該供電組件21復具有一電路單 元21b，以將該電能供應至該感測器22，其中，該電路單元21b係包含：一轉換部210、一儲存部211、一資料傳輸部212以及一控制部213。具體說明如下：

所述之轉換部210係為電源轉換電路，其連接該熱電模組21a，以將該熱電模組21a之電能轉換至所需之電力。

所述之儲存部211係為電力管理電路，其連接該轉換部210以儲存該轉換部210產生之電力而將該電力供應至該感測器22。

所述之資料傳輸部212係為通訊電路，其用於傳輸感測資訊，且連接該儲存部211，以令該儲存部211供應該電力至該資料傳輸部212。

所述之控制部213係為訊號控制電路，其控制該感測器22與該資料傳輸部212。

又，如第3圖所示，該熱電模組21a、該轉換部210與該儲存部211可視為電池。

所述之感測器22係設於該馬達20上並電性連接該供電組件21。

於本實施例中，該感測器22係例如為振動監測器、加速度計、溫度計或其它感測有關馬達狀態之器具，其將資料送至該資料傳輸部212，再由該資料傳輸部212傳輸至電腦(圖略)，以供使用者判斷該馬達20之狀態。

因此，本創作之動力裝置2係藉由該供電組件21設於該散熱結構20a，以利用該供電組件21擷取該馬達20於運轉時所產生之洩漏能量(如熱能)進行轉換(亦即經過 有效處理，使熱能轉換為電能)，而產生足夠的電力輸出供予該感測器22與該資料傳輸部212使用，因而免用習知電線與現場環境之插座，故能產生源源不絕之電力，以達到無線式監測(如振動與溫度)之目的，不僅可解決於感測時電力轉換或電力取得不易之問題，且可提升設備之智慧化與普及化。

再者，該馬達20所產生之大量熱能可藉由該風扇20b進行強制散熱，以降低該馬達20之溫度並避免該馬達因溫度過高而燒毀，故於該繞組之位置外側會形成熱交換系統，因而將此處作為該供電組件21的最佳安裝位置，藉以獲得穩定且較大的輸出電壓。

另一方面，該供電組件21可藉由封裝製程製作而成為封裝件。如第4A及4B圖所示，該供電組件21,21’係具有第一部分41a與第二部分41b，且該第一部分41a係設於該散熱結構20a之固定片200上以作為設置該熱電模組21a之基部，且該第二部分41b係為設於該熱電模組21a上之散熱片(如鰭片構造)，使該熱電模組21a設於該第一部分41a與該第二部分41b之間。

於本實施例中，該供電組件21,21’與該散熱結構20a兩者之接觸表面越多，越可降低熱介面阻抗，而提高電能輸出功率，故該供電組件21,21’與該散熱結構20a之接觸方式係為完整面接合之方式。例如，該供電組件21,21’用以結合該散熱結構20a之表面(即該第一部分41a之底面)係為曲面S(如弧面)，且該曲面S具有一大於10cm之曲 率半徑R，以有效應用於大型之馬達20。應可理解地，該供電組件21,21’與該散熱結構20a接觸表面可為各種曲面或平面，並不限於上述之弧面。

再者，如第4A圖所示之供電組件21，該熱電模組21a與該電路單元21b可一同設於該第一部分41a與該第二部分41b之間；或者，如第4B圖所示之供電組件21’，該電路單元21b可設於該第二部分41b中，且該熱電模組21a與該電路單元21b藉由內埋線路(圖略)相互電性連接，以獲得一體化之模組設計。

又，該第一部分41a係可設於該散熱結構20a之固定片200上，如第4A圖所示之以磁鐵410吸附方式。或者，如第4B圖所示之螺絲固定之方式，其主要將該第一部分41a加工成具有一螺絲體411，並於該散熱結構20a上攻牙產生螺紋(圖略)，以直接將該供電組件21’鎖固於該散熱結構20a上。

另外，於該馬達20運作時，該第一部分41a與該第二部分41b之間會產生溫差。例如，以溫度區分，該第一部分41a係為較熱區域，而該第二部分41b係為較冷區域。具體地，於該馬達20運作時，該第一部分41a設於該馬達20之繞組外側因而溫度較高，該第二部分41b則用以散熱因而溫度較低，故於該第一部分41a與該第二部分41b之間得以產生穩定的冷熱溫差。較佳地，利用該風扇20b產生之氣流以降低該第二部分41b之溫度而提高冷熱溫差，進而輸出穩定功率以驅動該感測器22進行馬達狀態感測 與傳輸。

綜上所述，本創作之動力裝置係藉由熱交換系統(如風扇、供電組件之位置、供電組件之曲面等)之設計，使該供電組件產生穩定溫差而輸出穩定功率，使該功率足以驅動該感測器，故不僅有助於該動力裝置之智慧化，且能達到失效預防及降低能源損失之功效。

上述實施例係用以例示性說明本創作之原理及其功效，而非用於限制本創作。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本創作之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本創作之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

2‧‧‧動力裝置

20‧‧‧馬達

20a‧‧‧散熱結構

20b‧‧‧風扇

200‧‧‧固定片

21‧‧‧供電組件

22‧‧‧感測器

Claims (9)

1. 一種動力裝置，係包括：馬達，其具有散熱結構；供電組件，係設於該散熱結構上，且具有用以將溫差轉為電能之熱電模組；以及感測器，係設於該馬達上並電性連接該供電組件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之動力裝置，其中，該馬達更具有風扇，用以產生通過該散熱結構之氣流。
3. 如申請專利範圍第1項所述之動力裝置，其中，該散熱結構係為散熱鰭片。
4. 如申請專利範圍第1項所述之動力裝置，其中，該供電組件與該散熱結構之接觸方式係為直接接觸之方式。
5. 如申請專利範圍第1項所述之動力裝置，其中，該供電組件更具有第一部分與第二部分，且該熱電模組係設於該第一部分與該第二部分之間，並於該馬達運作時，該第一部分與該第二部分之間會產生溫差。
6. 如申請專利範圍第5項所述之動力裝置，其中，該第一部分係設於該散熱結構上。
7. 如申請專利範圍第5項所述之動力裝置，其中，該第一部分係為用以設置該熱電模組之基部，且該第二部分係為設於該熱電模組上之散熱片。
8. 如申請專利範圍第1項所述之動力裝置，其中，該供電組件更具有電路單元，以將該電能供應至該感測器。
9. 如申請專利範圍第8項所述之動力裝置，其中，該電路 單元係包含：轉換部，係連接該熱電模組，以將該電能轉換至所需之電力；儲存部，係儲存該轉換部產生之電力以將該電力供應至該感測器；資料傳輸部，係用於傳輸感測資訊；以及控制部，係控制該感測器與該資料傳輸部。