轴向气隙式发电装置的制作方法

文档序号:7493920
专利名称:轴向气隙式发电装置的制作方法
技术领域
本发明属于电机,特别是一种轴向气隙式发电装置。
背景技术
目前,现有的发电装置皆为运用电与磁的相互作用原理,其包括转子及定子。
通常定子上设有由导线缠绕而成的环型感应线圈,感应线圈外接出两导接线,将感应线圈导线所产生的电流导接给外部的电气装置。
转子包括设有复数磁极的永久磁铁及心轴。
永久磁铁上设有复数个磁极,并以N极-S极-N极-S极交错排列的方式环形分布于心轴上,而心轴则穿设于感应线圈的轴中心线位置,并使永久磁铁的磁极相对于感应线圈位置保持形成径向气隙的一定间距。此时,经由外力,如风力或水力带动心轴转动,则因永久磁铁的磁极交互作用于感应线圈,使感应线圈产生感应电流,达到发电的目的。
然而,现有的发电装置由于转子需装设于定子中,使得这样的发电装置存在以下问题1、组设上较困难由于转子的心轴系装设于环型感应线圈的轴中心线位置,并必须使永久磁铁与感应线圈保持形成径向气隙的一定间距且使永久磁铁随心轴旋转,在心轴的组装上至少需要使用两个以上的轴承来支撑心轴,因此,不论组设轴承或永久磁铁与感应线圈的间距,都需要极为精准地对位,稍有偏差,当心轴旋转时可能会产生偏心转动,造成发电装置的损害或是激烈的振动破坏。
2、成本较高因轴承使用数量的增加及组装定位花费的工时与人力,皆会产生一定的制造成本。

发明内容
本发明的目的是提供一种组装简单省时、成本低、适用范围广的轴向气隙式发电装置。
本发明包括感应线圈、设于感应线圈外部的线圈座及磁铁结构;感应线圈系由导线圈绕而成环形圈,其导接出两导接线;感应线圈容置于线圈座内,并令其两导接线穿出线圈座;磁铁结构设有复数呈交错环形排列的N极及与S极;线圈座的一侧形成感应面;磁铁结构设置于与线圈座感应面相对位置上,并与感应面间保持形成轴向气隙的适当间距。
其中线圈座包括设于感应线圈一侧异于感应面环形盘体的底座、环设于底座上并分别套设于感应线圈内、外周缘的内极盖及外极盖;内极盖及外极盖为环形壳体,其异于与底座靠贴的端缘上分别设有复数个向外极盖方向弯设的内极片及复数向内极盖方向弯设的外极片,并使内极片与外极片呈交错状排列于线圈座异于底座的侧面以形成感应面。
磁铁结构为具有复数个呈交错环形排列N极及与S极的环形永久磁铁。
由于本发明包括感应线圈、设于感应线圈外部的线圈座及磁铁结构;感应线圈系由导线圈绕而成环形圈,其导接出两导接线;感应线圈容置于线圈座内,并令其两导接线穿出线圈座;磁铁结构设有复数呈交错环形排列的N极及与S极;线圈座的一侧形成感应面;磁铁结构设置于与线圈座感应面相对位置上,并与感应面间保持形成轴向气隙的适当间距。组装时,感应线圈与磁铁结构仅需保持形成轴向气隙的间距,而且组装构件中仅需藉由一个轴承即可使本发明顺利运转,减少习知的发电装置花费在转子与定子间的对位及轴承安装对位的时间;更可减少构件组装时间,节省制造成本;使用时,藉由线圈座可获得较佳的外部防护,隔绝外部如水气的侵蚀;并可适时调整线圈座与磁铁结构之间形成轴向气隙的距离,以因应水力或风力流量的大小变化,达到最大的应用范围。当磁铁结构与容置感应线圈的线圈座相对旋转运动时,磁铁结构的N极与S极会对感应面瞬间产生反复的交互磁感应,便会产生时变(Time variable)磁场,使得感应线圈在时变磁场的作用下,产生感应电动势,并藉由两导接线输出为交流电的时变电流;不仅组装简单省时、成本低,而且适用范围广,从而达到本发明的目的。


图1、为本发明分解结构示意立体图。
图2、为本发明结构示意立体图。
图3、为本发明磁铁结构磁极排列示意图。
图4、为组设本发明的娱乐风车结构示意立体图。
图5、为组设本发明的娱乐风车分解结构示意立体图。
图6、为组设本发明的自行车车轮分解结构示意立体图。
图7、为组设本发明的水力发电装置解结构示意立体图。
具体实施例方式
磁场与电场交互产生的磁感应效应是由法拉第(Faraday)发现,法拉第发现当导体切割磁力线时,即导体穿过磁力线时,导线会产生感应电动势。
如图1、图2所示,基于上述原理,本发明包括感应线圈10、容置感应线圈10的线圈座12及磁铁结构20。
感应线圈10系由导线圈绕而成环形圈,其导接出两导接线11。
线圈座12包括设于感应线圈10一侧的底座121、分别套设于感应线圈10内、外周缘的内极盖122及外极盖123。
底座121系为金属材质制成的圆环薄片盘体。内极盖122及外极盖123为环形壳体,并分别于与底座121相互靠贴的端缘以焊接方式使内极盖122及外极盖123固定于底座121上,感应线圈10设置于内极盖122及外极盖123间,其两导接线11则由底座121穿设而出。
内极盖122及外极盖123异于与底座121靠贴的端缘上分别设有复数个向外极盖123方向弯设的内极片124及复数向内极盖122方向弯设的外极片125,并使内极片124与外极片125呈交错状排列于线圈座12异于底座121的侧面以形成感应面126。
如图3所示,磁铁结构20为由复数个磁极构成的环形永久磁铁,磁极包含呈交错环形排列的N极201及与S极202;磁铁结构20亦可为具有复数个呈交错环形排列N极及与S极的环形永久磁铁。
磁铁结构20设置于与感应面126相对位置上,并与感应面126间保持形成轴向气隙的适当间距,且两者的关系以相互平行能获得最佳效果,但并不受限于平行关系。
如此,当磁铁结构20与容置感应线圈10的线圈座12相对旋转运动时,磁铁结构20的N极201与S极202会对感应面126上的内极片124及外极片125瞬间分别产生磁感应。即当其中一N极201正面对内、外极片124、125其中一极片时,会将极片感应成S极性,下一时刻,邻近N极201的S极202旋转至正面对具有S极性的极片时,S极202会将被感应成S极性的极片立即感应成N极性;即对同一极片而言,如此受到N极201、S极202反复的交互感应,便会产生时变(Time variable)磁场,使得感应线圈10在时变磁场的作用下,产生感应电动势,并藉由两导接线11输出为交流电的时变电流。
如图4、图5所示,组设本发明的供娱乐风车30包括握把31及叶片32。握把31设有中心轴311,并于与中心轴311相同侧面固设本发肯磁铁结构20;叶片32于接近中心处装设本发明容置感应线圈10的线圈座12,使感应线圈10及线圈座12随叶片32转动,叶片32另设有数个与线圈座12内感应线圈10的导接线11电气连接的LED灯泡321,于线圈座12中心部组设有与中心轴311匹配组设的轴承33。
组装时,于握把31与轴承33间设置适当大小的垫片34,以令本发明的磁铁结构20与感应面126能保持形成轴向气隙的一定间距。如此,当叶片32随风转动时,会带动线圈座12及其内的的感应线圈10相对于磁铁结构20旋转,藉由磁感应效应于感应线圈10产生电流使灯泡321发光,以增加风车30娱乐的效果。
如图6所示,组设本发明的自行车车轮包括于适当处组设本发明容置感应线圈10线圈座12的轮毂40及于相对位置固设本发明磁铁结构的叉架42。
感应线圈10的导接线11电气连接有装设于幅条41的灯泡。
于固设于叉架42上磁铁结构20适当处设有藉以支撑花毂40的轴承43及保持磁铁结构20与感应面126形成轴向气隙间距的垫片44。同样地,当花毂40转动带动线圈座12及其内感应线圈10转动时,藉由磁感应效应于感应线圈10产生感应电流使灯泡发亮,更能增加骑乘自行车的效果。
如图7所示,组设本发明的水力发电装置包括一端组设本发明磁铁结构20传动轴50及固设于传动轴50另一端的叶片51。藉由水流1W冲推叶片51转动,并带动磁铁结构20旋转。本发明线圈座12及其内感应线圈10设置于磁铁结构20相对位置并间隔一定距离1d,以使磁铁结构20与线圈座12及其内感应线圈10完全隔绝接触,使线圈座12不会受到水气侵蚀,又能保持发电功效。而且,磁铁结构20与线圈座12形成轴向气隙的距离1d也可作适当的调整,因当距离1d较短时,磁铁结构20需要较大的启动转矩〔starting torque〕方能启动,若此时水流1W流量小时,可能很难将磁铁结构20带动旋转发电,因此可适时调整距离1d为较长的距离,以降低磁铁结构20旋转时所需的转矩大小,使本发明的发电装置可因应水流1W流量大小,达到具有更大的弹性使用空间。
本发明的感应线圈10与磁铁结构20并不受限于何者需固定,何者须转动,仅需使两者间产生相对转动即可,本发明具有下列几点功效1、组装省时感应线圈10与磁铁结构20仅需保持形成轴向气隙的一定间距即可,而且组装构件中仅需藉由一个轴承即可使本发明顺利运转,减少习知的发电装置花费在转子与定子间的对位及轴承安装对位的时间。
2、节省组装成本本发明除了可以节省一个轴承的制造成本支出后,更可减少构件组装时间,节省制造成本。
3、使用环境限制条件少本发明的发电装置能使其主构件获得较佳的外部防护,隔绝外部如水气的侵蚀;再者,如运用于水力或风力等的发电时,可适时调整线圈座12及其内感应线圈10与磁铁结构20之间形成轴向气隙的距离1d,以因应水力或风力流量的大小变化,达到最大的应用范围。
权利要求
1.一种轴向气隙式发电装置,它包括感应线圈及磁铁结构;感应线圈系由导线圈绕而成环形圈,其导接出两导接线;其特征在于所述的感应线圈外部设有一侧形成感应面的线圈座;感应线圈容置于线圈座内,并令其两导接线穿出线圈座;磁铁结构设有复数呈交错环形排列的N极及与S极;磁铁结构设置于与线圈座感应面相对位置上,并与感应面间保持形成轴向气隙的适当间距。
2.根据权利要求1所述的轴向气隙式发电装置,其特征在于所述的线圈座包括设于感应线圈一侧异于感应面环形盘体的底座、环设于底座上并分别套设于感应线圈内、外周缘的内极盖及外极盖;内极盖及外极盖为环形壳体,其异于与底座靠贴的端缘上分别设有复数个向外极盖方向弯设的内极片及复数向内极盖方向弯设的外极片,并使内极片与外极片呈交错状排列于线圈座异于底座的侧面以形成感应面。
3.根据权利要求1所述的轴向气隙式发电装置,其特征在于所述的磁铁结构为具有复数个呈交错环形排列N极及与S极的环形永久磁铁。
全文摘要
一种轴向气隙式发电装置。为提供一种组装简单省时、成本低、适用范围广的电机,提出本发明,它包括感应线圈、设于感应线圈外部的线圈座及磁铁结构;感应线圈系由导线圈绕而成环形圈,其导接出两导接线;感应线圈容置于线圈座内,并令其两导接线穿出线圈座;磁铁结构设有复数呈交错环形排列的N极及与S极;线圈座的一侧形成感应面;磁铁结构设置于与线圈座感应面相对位置上,并与感应面间保持形成轴向气隙的适当间距。
文档编号H02K1/17GK1490922SQ0214620
公开日2004年4月21日 申请日期2002年10月15日 优先权日2002年10月15日
发明者邱春诚 申请人:傅明华, 刘孟玉
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