專利名稱：一體式馬達(dá)發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)，尤其涉及一種使轉(zhuǎn)子線圈的繞設(shè)層次減少，減輕轉(zhuǎn)子重量，達(dá)到提升功率密度，降低激磁電流，提升效率，及易于改變電機(jī)常數(shù)及具方便操作的一體式馬達(dá)發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
電機(jī)廣泛的應(yīng)用在日常生活中，其概分為直流電機(jī)及交流電機(jī)，直流電機(jī)的電樞繞組設(shè)置在轉(zhuǎn)子上，磁場(chǎng)繞組設(shè)置在定子，而交流電機(jī)的電樞繞組大多置于定子，且將磁場(chǎng)繞置于轉(zhuǎn)子。又，交流電機(jī)產(chǎn)生電壓的原理，是以原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)交流機(jī)轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)繞組，使其形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而讓定子的電樞繞組產(chǎn)生激活電壓及感應(yīng)出三相交流電源。
配合參閱圖4及圖5所示，其分別為現(xiàn)有的交流發(fā)電機(jī)的分解示意圖及組合剖視圖，其中，定子鐵芯90繞設(shè)定子線圈91并固設(shè)于定子機(jī)殼92中，轉(zhuǎn)子6穿設(shè)于定子鐵芯90，并以心軸62樞設(shè)于定子機(jī)殼92，轉(zhuǎn)子6周緣與定子鐵芯90內(nèi)孔形成間隙。在轉(zhuǎn)子6上設(shè)置左極板70及右極板80，左、右極板70、80周緣布設(shè)數(shù)片互插具間距的極片73、83，左、右極板70、80相對(duì)內(nèi)側(cè)一體成型出內(nèi)凸部71、81，內(nèi)凸部71、81中設(shè)置穿孔72、82套固于心軸62上，內(nèi)凸部71、81周面插入線圈座60。線圈座60周面繞設(shè)轉(zhuǎn)子線圈61，左、右極板70、80外側(cè)套設(shè)扇葉64，并在心軸62一端設(shè)置具有滑環(huán)65、66的定位座，滑環(huán)65、66與定子機(jī)殼92內(nèi)所設(shè)置的電刷接觸，可導(dǎo)通電流進(jìn)入轉(zhuǎn)子線圈61產(chǎn)生磁場(chǎng)。而在心軸62另端設(shè)置螺紋部63，螺紋部63上鎖固皮帶輪，皮帶輪則以皮帶繞設(shè)而連接原動(dòng)機(jī)。
上述現(xiàn)有的的交流發(fā)電機(jī)，在原動(dòng)機(jī)激活并以皮帶驅(qū)動(dòng)皮帶輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，可帶動(dòng)轉(zhuǎn)子6旋轉(zhuǎn)，而因?yàn)檗D(zhuǎn)子線圈61中導(dǎo)入電流，使轉(zhuǎn)子6的旋轉(zhuǎn)形成轉(zhuǎn)動(dòng)電磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)子線圈61表面產(chǎn)生的磁力線可流至對(duì)插的極片73、83，使一邊極片73全為S極，另一邊極片83全為N極。在轉(zhuǎn)子6旋轉(zhuǎn)時(shí)，N極與S極交互移動(dòng)，定子的磁力線產(chǎn)生的變化，如圖6所示，轉(zhuǎn)子線圈61所產(chǎn)生的磁力線可由右極板80內(nèi)凸部81、右極板80極片83而進(jìn)入定子線圈91，并經(jīng)由定子線圈91進(jìn)入左極板70極片73、左極板70內(nèi)凸部71、右極板80內(nèi)凸部81，形成一封閉的磁力線流路。此時(shí)，進(jìn)入定子側(cè)的磁力線，因通過(guò)作為發(fā)電線圈的定子線圈91，使定子線圈91受磁力線變化而產(chǎn)生起動(dòng)電壓，感應(yīng)出三相交流電源。
上述實(shí)施例是以現(xiàn)有的交流發(fā)電機(jī)，作為轉(zhuǎn)子線圈61與定子線圈91的磁力線路徑說(shuō)明，而由于發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電壓e＝BLV，B磁力線密度，L磁力線的導(dǎo)線有效長(zhǎng)度，V磁鐵移動(dòng)速度轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)速度，其中，轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)速度V愈快，磁力線密度B愈大，所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓愈大，而上述現(xiàn)有的交流發(fā)電機(jī)，其左、右極板70、80與內(nèi)凸部71、81為一體成型的金屬，導(dǎo)磁性有其一定的限度。而為了增加磁力，必須在線圈座60上繞設(shè)相當(dāng)多層的轉(zhuǎn)子線圈61，造成整個(gè)轉(zhuǎn)子6的重量較重，不利于瞬間反應(yīng)，且需輸入大電流進(jìn)入轉(zhuǎn)子線圈11中才能獲得較多磁力線，及產(chǎn)生較大的感應(yīng)電壓，造成耗電量大及能源應(yīng)用上的浪費(fèi)。
再如日本富士通將軍股份有限公司，于近年在臺(tái)灣提出的申請(qǐng)案號(hào)第87115999號(hào)「具永久磁鐵型轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)」，其主要技術(shù)特征，是轉(zhuǎn)子鐵心在每一磁極部分嵌有一永久磁鐵，轉(zhuǎn)子鐵心配置在產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子鐵心中，其中關(guān)于用作轉(zhuǎn)子鐵心中一極性的一磁極的第一永久磁鐵，與第一永久磁鐵不同形狀及材料的第二永久磁鐵，用來(lái)作為另一極性的一磁極，亦即，其第一、二永久磁鐵分別設(shè)置在對(duì)應(yīng)的每一磁極部分，并且第一、二永久磁鐵是以不同的形狀及材料加以組合排列進(jìn)行裝設(shè)，而能作為選擇性地決定磁通密度及磁阻力矩，其對(duì)于轉(zhuǎn)子鐵心中進(jìn)行選擇性的排列不同形狀、材料的第一、二永久磁鐵，并無(wú)顯示出以圓柱形的永久磁鐵設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵心中，可對(duì)應(yīng)所有轉(zhuǎn)子鐵心的任一磁極的技術(shù)特征。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子存在的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種一體式馬達(dá)發(fā)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子的左、右極板中設(shè)置圓柱形的永久磁鐵，可與左、右極板的任一極片的磁極形成對(duì)應(yīng)，并以線圈座套設(shè)磁鐵，可減少轉(zhuǎn)子線圈的繞設(shè)層次，其磁鐵所產(chǎn)生的磁力線，可增加轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)強(qiáng)度，并且可減輕轉(zhuǎn)子重量，使其易于提升轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)速度，以及提升功率密度，降低激磁電流，提升效率，且易于改變電機(jī)常數(shù)及方便操作的磁路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種一體式馬達(dá)發(fā)電機(jī)，其特征在于，其中電機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)及反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)可由激磁電流改變，該電機(jī)的定子鐵芯繞設(shè)定子線圈并固設(shè)于定子機(jī)殼中，轉(zhuǎn)子穿設(shè)定子鐵芯，并以心軸樞設(shè)于定子機(jī)殼，且轉(zhuǎn)子周緣與定子鐵芯內(nèi)孔間形成間隙；轉(zhuǎn)子的心軸上設(shè)置左極板及右極板，左、右極板周緣布設(shè)數(shù)片相互插入間距的極片，左、右極板中設(shè)置穿孔，穿孔中設(shè)置圓柱形的永久磁鐵，圓柱形的永久磁鐵中具有穿孔套固于心軸，圓柱形的永久磁鐵設(shè)置于左、右極板中，圓柱形的永久磁鐵凸出于左、右極板中并穿設(shè)定位線圈座，線圈座中繞設(shè)轉(zhuǎn)子線圈。
前述的一體式馬達(dá)發(fā)電機(jī)，其中圓柱形的永久磁鐵可為兩個(gè)獨(dú)立而等徑的永久磁鐵分別設(shè)置在左、右極板的穿孔中，兩等徑的永久磁鐵是以異極性端作為接觸端。
前述的一體式馬達(dá)發(fā)電機(jī)，其中圓柱形的永久磁鐵可為單一柱狀的永久磁鐵。
前述的一體式馬達(dá)發(fā)電機(jī)，其中永久磁鐵外側(cè)端設(shè)置扇葉，永久磁鐵外側(cè)端設(shè)置環(huán)槽，扇葉中設(shè)置套孔，套孔內(nèi)緣形成凸環(huán)圈，凸環(huán)圈插入環(huán)槽加以固定。
前述的一體式馬達(dá)發(fā)電機(jī)，其中心軸一端設(shè)置具有滑環(huán)的定位座，滑環(huán)與定子機(jī)殼內(nèi)所設(shè)置的電刷接觸，可導(dǎo)通電流進(jìn)入轉(zhuǎn)子線圈而產(chǎn)生磁場(chǎng)，心軸另端設(shè)置螺紋部，螺紋部上鎖固皮帶輪，皮帶輪則以皮帶繞設(shè)而連接原動(dòng)機(jī)。
本實(shí)用新型可以永久磁鐵主動(dòng)提供增強(qiáng)的磁力線，而能增加轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)強(qiáng)度，這樣，可減少繞設(shè)在線圈座上的轉(zhuǎn)子線圈數(shù)量，以減輕轉(zhuǎn)子重量，提升功率密度，降低激磁電流，提升效率，而輔助線圈的設(shè)置則可提升馬達(dá)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，方便操作及易于調(diào)變所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的大小達(dá)到恒電壓充電的功能。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子的分解立體示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子設(shè)置于定子中形成電機(jī)的組合剖視圖。
圖3是本實(shí)用新型的磁力線回路示意圖。
圖4是現(xiàn)有的交流發(fā)電機(jī)的分解示意圖。
圖5是現(xiàn)有的交流發(fā)電機(jī)的組合剖視圖。
圖6是現(xiàn)有的交流發(fā)電機(jī)的磁力線回路示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明1轉(zhuǎn)子10線圈座 11轉(zhuǎn)子線圈2 0左極板21穿孔22極片 23永久磁鐵231穿孔 232環(huán)槽30右極板 31穿孔32極片 33永久磁鐵331穿孔 332環(huán)槽40扇葉 41套孔42凸環(huán)圈 50心軸501螺紋部51定位座52滑環(huán) 53滑環(huán)
54定子機(jī)殼 6轉(zhuǎn)子60線圈座61轉(zhuǎn)子線圈62心軸 63螺紋部64扇葉 65滑環(huán)66滑環(huán) 70左極板71內(nèi)凸部72穿孔73極片 80右極板81內(nèi)凸部82穿孔83極片 90定子鐵芯91定子線圈 92定子機(jī)殼具體實(shí)施方式
請(qǐng)配合參閱圖1及圖2所示，本實(shí)用新型的一體式馬達(dá)發(fā)電機(jī)，其電機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)及反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)可由激磁電流加以改變，在本實(shí)用新型附圖中是以交流發(fā)電機(jī)為實(shí)施例加以說(shuō)明，其定子鐵芯55繞設(shè)定子線圈56并固設(shè)于定子機(jī)殼54中，本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子1是穿設(shè)定子鐵芯55，并以心軸50樞設(shè)于定子機(jī)殼54，轉(zhuǎn)子1周緣與定子鐵芯55內(nèi)孔間形成間隙。
本實(shí)用新型的電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)1是在心軸50上設(shè)置左極板20及右極板30，左、右極板20、30周緣布設(shè)數(shù)片相互插入間距的極片22、32，左、右極板20、30中設(shè)置穿孔21、31，穿孔21、31中設(shè)置圓柱形的永久磁鐵23、33，圓柱形的永久磁鐵23、33為等徑結(jié)構(gòu)且于其中具有穿孔231、331可套固于心軸50，永久磁鐵23、33可與左、右極板20、30的任一極片22、32的磁極距離形成等距對(duì)應(yīng)。
所述的圓柱形的永久磁鐵23、33設(shè)置于左、右極板20、30中，是以異極性端作為接觸端，永久磁鐵23、33周面部位內(nèi)凸于左、右極板20、30之中，可利用此部位穿設(shè)定位線圈座10，線圈座10中繞設(shè)轉(zhuǎn)子線圈11。
所述的圓柱形的永久磁鐵23、33外側(cè)端可設(shè)置扇葉40，其是在永久磁鐵23、33外側(cè)端設(shè)置環(huán)槽232、332，扇葉40中設(shè)置套孔41，套孔41內(nèi)緣形成凸環(huán)圈41，凸環(huán)圈41可插入環(huán)槽232、332加以固定。
本實(shí)用新型中獨(dú)立的永久磁鐵23、33亦可為單一柱狀的圓柱形的永久磁鐵，而同時(shí)穿設(shè)左、右極板20、30及線圈座10，且在單一柱狀的永久磁鐵中設(shè)置穿孔套固心軸50，在單一柱狀的永久磁鐵兩側(cè)設(shè)置環(huán)槽供扇葉40的凸環(huán)圈42套設(shè)，此為另一可行的實(shí)施例結(jié)構(gòu)。
所述的心軸50一端設(shè)置具有滑環(huán)52、53的定位座51，滑環(huán)52、53與定子機(jī)殼54內(nèi)所設(shè)置的電刷接觸，可導(dǎo)通電流進(jìn)入轉(zhuǎn)子線圈11而產(chǎn)生磁場(chǎng)，心軸50另端設(shè)置螺紋部501，螺紋部501上可鎖固皮帶輪，皮帶輪則以皮帶繞設(shè)而連接原動(dòng)機(jī)。
本實(shí)用新型的實(shí)施例請(qǐng)配合參閱圖3所示，當(dāng)原動(dòng)機(jī)激活并以皮帶驅(qū)動(dòng)皮帶輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，可帶動(dòng)轉(zhuǎn)子1旋轉(zhuǎn)，以及電流經(jīng)由電刷、滑環(huán)52、53進(jìn)入轉(zhuǎn)子線圈11產(chǎn)生磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子1旋轉(zhuǎn)可形成轉(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子線圈11表面所產(chǎn)生的磁力線可通過(guò)對(duì)插的極片22、32，使一邊極片22全為S極，另一邊極片32全為N極，而當(dāng)轉(zhuǎn)子1旋轉(zhuǎn)時(shí)，N極與S極交互實(shí)施移動(dòng)，可使定子鐵芯55內(nèi)部的磁力線產(chǎn)生變化。
本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)子線圈11所產(chǎn)生的磁力線封閉回路，是涵蓋右極板30、極片32、定子線圈56，并由定子線圈56進(jìn)入左極板20、極片22，及經(jīng)由永久磁鐵23、33或單一柱狀的永久磁鐵、右極板30形成封閉的磁力線回路，而由于左、右極板20、30中所設(shè)置的永久磁鐵23、33具有主動(dòng)而均勻的磁力線，可增加轉(zhuǎn)子1的磁場(chǎng)強(qiáng)度，所以，可減少繞設(shè)在線圈座10上的轉(zhuǎn)子線圈61的數(shù)量，借此而能減輕轉(zhuǎn)子1重量，達(dá)到易于提升轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)速度及易于產(chǎn)生感應(yīng)電壓的功效，并且，本實(shí)用新型可提升功率密度，降低激磁電流，提升效率，而輔助線圈的設(shè)置則可易于提升馬達(dá)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，達(dá)到方便操作的功能及易于調(diào)變所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的大小達(dá)到恒電壓充電的功能。
上述實(shí)施例雖以交流發(fā)電機(jī)為實(shí)施例，而轉(zhuǎn)子1結(jié)構(gòu)，所能產(chǎn)生的效果，亦適用于作為馬達(dá)轉(zhuǎn)子，與馬達(dá)定子側(cè)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)。
綜上所述，本實(shí)用新型一體式馬達(dá)發(fā)電機(jī)，是利用自然法則的技術(shù)思想的極佳創(chuàng)作，具有新穎性、創(chuàng)造性、實(shí)用性，符合實(shí)用新型專利要件，故依法提出申請(qǐng)。
權(quán)利要求1.一種一體式馬達(dá)發(fā)電機(jī)，其特征在于，電機(jī)的定子鐵芯繞設(shè)定子線圈并固設(shè)于定子機(jī)殼中，轉(zhuǎn)子穿設(shè)定子鐵芯，并以心軸樞設(shè)于定子機(jī)殼，且轉(zhuǎn)子周緣與定子鐵芯內(nèi)孔間形成間隙；轉(zhuǎn)子的心軸上設(shè)置左極板及右極板，左、右極板周緣布設(shè)數(shù)片相互插入間距的極片，左、右極板中設(shè)置穿孔，穿孔中設(shè)置圓柱形的永久磁鐵，圓柱形的永久磁鐵中具有穿孔套固于心軸，圓柱形的永久磁鐵設(shè)置于左、右極板中，圓柱形的永久磁鐵凸出于左、右極板中并穿設(shè)定位線圈座，線圈座中繞設(shè)轉(zhuǎn)子線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式馬達(dá)發(fā)電機(jī)，其特征在于所述圓柱形的永久磁鐵可為兩個(gè)獨(dú)立而等徑的永久磁鐵分別設(shè)置在左、右極板的穿孔中，兩等徑的永久磁鐵是以異極性端作為接觸端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式馬達(dá)發(fā)電機(jī)，其特征在于所述圓柱形的永久磁鐵可為單一柱狀的永久磁鐵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一體式馬達(dá)發(fā)電機(jī)，其特征在于所述永久磁鐵外側(cè)端設(shè)置扇葉，永久磁鐵外側(cè)端設(shè)置環(huán)槽，扇葉中設(shè)置套孔，套孔內(nèi)緣形成凸環(huán)圈，凸環(huán)圈插入環(huán)槽加以固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一體式馬達(dá)發(fā)電機(jī)，其特征在于所述心軸一端設(shè)置具有滑環(huán)的定位座，滑環(huán)與定子機(jī)殼內(nèi)所設(shè)置的電刷接觸，心軸另端設(shè)置螺紋部，螺紋部上鎖固皮帶輪，皮帶輪則以皮帶繞設(shè)而連接原動(dòng)機(jī)。
專利摘要一種一體式馬達(dá)發(fā)電機(jī)，尤其適用于電動(dòng)載具、混合動(dòng)力系統(tǒng)、一般車用發(fā)電機(jī)及起動(dòng)馬達(dá)等，其是于電機(jī)的定子鐵芯繞設(shè)定子線圈并固設(shè)于定子機(jī)殼中，轉(zhuǎn)子穿設(shè)定子鐵芯，并以心軸樞設(shè)于定子機(jī)殼，且轉(zhuǎn)子周緣與定子鐵芯內(nèi)孔間形成間隙；轉(zhuǎn)子的左、右極板中設(shè)置圓柱形的永久磁鐵，可與左、右極板的任一極片的磁極形成等距對(duì)應(yīng)，永久磁鐵凸出于左、右極板中可穿設(shè)定位線圈座，線圈座中繞設(shè)轉(zhuǎn)子線圈，借由永久磁鐵的裝設(shè)，使氣隙能獲得增強(qiáng)的磁力線，而能增加轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)強(qiáng)度，提升能量密度，并能減少繞設(shè)在線圈座上的轉(zhuǎn)子線圈數(shù)量，達(dá)到減輕轉(zhuǎn)子重量，降低激磁電流，提升效率，及易于改變電機(jī)常數(shù)及方便操作的功能。
文檔編號(hào)H02K21/14GK2641899SQ03206620
公開日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2003年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月29日
發(fā)明者蔡明祺, 陳正虎 申請(qǐng)人:基益企業(yè)股份有限公司