專利名稱：電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種電磁發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
由于直流電動(dòng)機(jī)具有碳刷及換向片，于轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)有火花，易發(fā)生危險(xiǎn)且需常維修， 因此，目前電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)多使用永磁式同步電動(dòng)機(jī)，以取代直流電動(dòng)機(jī)。目前已知的永磁式同步電動(dòng)機(jī)使用永久磁鐵，作為轉(zhuǎn)子側(cè)的激磁場(chǎng)，故轉(zhuǎn)子側(cè)不 需激磁場(chǎng)繞組，使其銅損為零，并可省略碳刷、銅環(huán)等直流電動(dòng)機(jī)的設(shè)備，以降低已知永磁 式同步電動(dòng)機(jī)的體積，使其多應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)的定轉(zhuǎn)速控制。工業(yè)革命后的能源獲取，大多仰賴石化燃料的能量轉(zhuǎn)化，其無(wú)法彌補(bǔ)的污染已釀 成對(duì)生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞及氣候變遷，履受大自然的反撲，人類不得不轉(zhuǎn)換使用再生能源； 再生能源是最可靠能源，但其中天然能源不免受其天候環(huán)境的左右及限制；若考量其能量 產(chǎn)出的本益比，則生質(zhì)燃料的生產(chǎn)可能?chē)?yán)重影響食物供需，磁能的開(kāi)發(fā)也許會(huì)啟動(dòng)關(guān)鍵性 的變革，可是目前萌芽的磁動(dòng)機(jī)僅著重在利用機(jī)械式的磁性換向以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，構(gòu)造復(fù)雜且 操控不易；而已知的電動(dòng)機(jī)則是僅在控制領(lǐng)域里為提升效率而使用永久磁鐵，不具能源體 現(xiàn)的條件；為解決以上問(wèn)題，就是關(guān)于一種電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的本發(fā)明動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，除磁能的高度發(fā)揮應(yīng)用外，又兼具馬達(dá)般的操控性， 其包括一殼體、一轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及一定子結(jié)構(gòu)。該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)具有至少一轉(zhuǎn)子座及多個(gè)磁鐵，所 述多個(gè)磁鐵設(shè)置于該轉(zhuǎn)子座的周邊，所述多個(gè)磁鐵具有一設(shè)定磁能。該定子結(jié)構(gòu)具有多個(gè) 定子模塊，固定于該殼體，每一定子模塊具有一鐵心及至少一線圈繞組，該線圈繞組繞設(shè)于 該鐵心，使該鐵心產(chǎn)生一相對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)，相對(duì)于所述多個(gè)磁鐵，使該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，該電磁發(fā) 動(dòng)機(jī)輸出功率大于或等于輸入功率。本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)利用高磁鐵磁通、低電控磁通、高轉(zhuǎn)子磁極數(shù)、高頻轉(zhuǎn)速及高慣 量，并透過(guò)高性能的控制參數(shù)，滿足高磁鐵磁通的發(fā)揮及應(yīng)用，將高磁鐵磁通的磁能轉(zhuǎn)成動(dòng) 能，使得本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率大于或等于輸入功率。IMS 電力研究協(xié)會(huì)(Electric Power Research Institute,EPRI)報(bào)告指出，驅(qū)動(dòng) 設(shè)備占用了全球一半的電能，若將所述多個(gè)耗能的驅(qū)動(dòng)設(shè)備直接、間接或等效經(jīng)由產(chǎn)能的 旋轉(zhuǎn)動(dòng)力取代，則節(jié)能減碳豈不成效乍現(xiàn)；本創(chuàng)作已發(fā)明其中的關(guān)鍵因子，諸如主要的磁 能倍率因子、次要的磁路效率因子、分段的磁場(chǎng)避擾因子，整機(jī)的磁能利用率因子、重要的 慣量穩(wěn)定因子、電曳的銜鐵保磁因子、分片的磁鐵抑熱因子、以及轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子半徑、旋轉(zhuǎn)氣隙 等的常設(shè)規(guī)格因子，終而體現(xiàn)為關(guān)于一種電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，不僅解決了磁能應(yīng)用的高度直效性、 誘發(fā)的自生循環(huán)性，更開(kāi)發(fā)了可于電與磁的高階能場(chǎng)轉(zhuǎn)變中直接產(chǎn)出動(dòng)能，體現(xiàn)不須通過(guò) 第三媒體的能量轉(zhuǎn)換，可以沒(méi)有電力輸配的相關(guān)問(wèn)題，不受經(jīng)濟(jì)規(guī)模限制的實(shí)施層面，不受 天候地理環(huán)境的影響限制，不須消耗第三物質(zhì)的能量轉(zhuǎn)化，也不制造第三產(chǎn)物的再議處理的一種高潔凈高創(chuàng)作的自產(chǎn)能源。


圖1顯示本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的剖面示意圖；圖2顯示本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3顯示本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的局部放大立體示意圖；圖4顯示本發(fā)明調(diào)整鐵心對(duì)磁鐵間的距離的示意圖；圖5顯示本發(fā)明定子模塊與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的示意圖；圖6顯示本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的第一實(shí)施例示意圖；圖7顯示本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的第二實(shí)施例示意圖；及圖8顯示本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的電路方塊示意圖；及圖9顯示用于測(cè)試本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力勘驗(yàn)設(shè)備的示意圖；圖10顯示本發(fā)明具磁鐵的另一實(shí)施例的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的剖面示意圖；圖11顯示本發(fā)明具定子結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的剖面示意圖；圖12顯示本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)另一實(shí)施例的示意圖；圖13顯示受外力施轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例示意 圖；圖14顯示受外力施轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例示意 圖；及圖15顯示受外力施轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例示意 圖。附圖標(biāo)號(hào)10本發(fā)明的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)20 殼體21、22 側(cè)面23周邊面24 基座30轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)31轉(zhuǎn)子座32、33 磁鐵34 扇葉35 轉(zhuǎn)軸40第二定子結(jié)構(gòu)50定子結(jié)構(gòu)51定子模塊60發(fā)電機(jī)70轉(zhuǎn)軸支撐器71驅(qū)動(dòng)單元72轉(zhuǎn)子位置傳感器
73整流單元74儲(chǔ)電單元75控制單元76發(fā)電裝置80發(fā)電機(jī)81第二轉(zhuǎn)軸90該馬力勘驗(yàn)設(shè)備91 本體92第一力臂93第二力臂94 吊重95 試片110 飛輪111周邊齒輪或第一磨擦圓環(huán)面113活動(dòng)把手120外力施轉(zhuǎn)裝置121起動(dòng)軸122起動(dòng)齒輪或第二磨擦圓環(huán)面123 彈簧124單轉(zhuǎn)向軸承125連結(jié)裝置210受外力施轉(zhuǎn)裝置220受外力施轉(zhuǎn)裝置311磁路環(huán)313受外力施轉(zhuǎn)裝置的周邊面321、331磁鐵的磁極面322-324 磁鐵片511 鐵心512線圈繞組513、514 夾制件515、516鐵心固定片517、518 鐵心的二端521、522 調(diào)整元件531 鐵心532 鐵心
具體實(shí)施例方式參考圖1，其顯示本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的剖面示意圖；參考圖2，其顯示本發(fā)明電磁 發(fā)動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的示意圖；參考圖3，其顯示本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的局部放大立體示意圖。配合參考圖1、2及3，本發(fā)明的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)10包括 一殼體20、一轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)30及一定子結(jié)構(gòu)50。在本實(shí)施例中，該殼體20具有二側(cè)面21、22、 一周邊面23及一基座24，二側(cè)面21、22是為圓盤(pán)狀，該周邊面23固設(shè)于所述多個(gè)側(cè)面21、 22，以形成一容納空間，設(shè)置該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)30及該定子結(jié)構(gòu)50。該基座24用以將該殼體20 固定于地面。該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)30具有至少一轉(zhuǎn)子座31及多個(gè)磁鐵32、33，所述多個(gè)磁鐵32、33設(shè) 置于該轉(zhuǎn)子座31的周邊，所述多個(gè)磁鐵具有一設(shè)定磁能，其中磁能為磁通(剩磁)與保磁 (矯頑)力的乘積。在本實(shí)施例中，36個(gè)磁鐵設(shè)置于該轉(zhuǎn)子座31的周邊，且每一磁鐵的磁 通約為5000高斯(N42H，42MG0e)。該轉(zhuǎn)子座31具有一磁路環(huán)311，磁路環(huán)311與轉(zhuǎn)子座31 的周邊形成一容置空間，以設(shè)置所述多個(gè)磁鐵。在本實(shí)施例中，以一個(gè)轉(zhuǎn)子座31說(shuō)明，本發(fā) 明可具有多個(gè)轉(zhuǎn)子座。該定子結(jié)構(gòu)50具有多個(gè)定子模塊51，固定于該殼體，每一定子模塊51具有一鐵 心511及至少一線圈繞組512，該線圈繞組512繞設(shè)于該鐵心511，使該鐵心511產(chǎn)生一相 對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)，相對(duì)于所述多個(gè)磁鐵，使該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)30的轉(zhuǎn)動(dòng)，將高磁鐵磁通的磁能轉(zhuǎn)成動(dòng)能， 該電磁發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率大于或等于輸入功率。本發(fā)明的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)10另包括一驅(qū)動(dòng)單元(參考圖8的驅(qū)動(dòng)單元71)，連接至該 線圈繞組512，以控制該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)30的轉(zhuǎn)速至一設(shè)定轉(zhuǎn)速。本發(fā)明的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)10另包括 一轉(zhuǎn)子位置傳感器(參考圖8的轉(zhuǎn)子位置傳感器72)，設(shè)置于該殼體20，用以檢測(cè)該轉(zhuǎn)子結(jié) 構(gòu)30的位置，提供訊號(hào)至該驅(qū)動(dòng)器，俾控制該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)30的轉(zhuǎn)速。在本實(shí)施例中，本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)10的該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)30另包括多個(gè)扇葉34，設(shè)置于 該轉(zhuǎn)子座31，用于散熱。在其他的應(yīng)用中，該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)30另包括一轉(zhuǎn)軸35及多個(gè)扇葉，所 述多個(gè)扇葉可設(shè)置于該轉(zhuǎn)軸35。請(qǐng)配合參考圖3及圖4，本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)10的該定子結(jié)構(gòu)50另包括多個(gè)固定 調(diào)整結(jié)構(gòu)，用以將所述多個(gè)定子模塊51固定于該殼體20，并調(diào)整鐵心511對(duì)磁鐵32、33間 的距離。在本實(shí)施例中，每一個(gè)固定調(diào)整結(jié)構(gòu)具有二夾制件513、514，用以?shī)A制固定該鐵心 511，每一夾制件513、514具有至少一調(diào)整元件521、522，用以調(diào)整鐵心511對(duì)磁鐵32、33間 的距離。在本實(shí)施例中，調(diào)整元件521、522是為螺絲，用以調(diào)整固定鐵心511的位置，以移 動(dòng)鐵心511，使得鐵心511對(duì)磁鐵32、33間的距離可調(diào)整。在本實(shí)施例中，該鐵心511是呈U型，該線圈繞組512繞設(shè)于該U型鐵心511的中 央?yún)^(qū)域，于該U型鐵心511的二端517、518產(chǎn)生一組相對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)，該U型鐵心511的二端 分別相對(duì)于相鄰不同極性的磁鐵32、33。所述多個(gè)磁鐵32、33的磁極面321、331是呈弧形 (外凸)，該U型鐵心511的二端517、518的磁極面是呈對(duì)應(yīng)弧形(內(nèi)凹)，相對(duì)于所述多個(gè) 磁鐵32、33的磁極面321、331。另外，該固定調(diào)整結(jié)構(gòu)另包括二鐵心固定片515、516，用以 固定該U型鐵心511的二端517、518，防止該U型鐵心511的二端517、518震動(dòng)。在本實(shí)施例中，相鄰磁鐵32、33的極性不同，且一磁鐵對(duì)應(yīng)至鐵心的一端。在其他 應(yīng)用中，參考圖12，其顯示該磁鐵32可由至少二個(gè)極性相同的磁鐵組成，同樣地，該磁鐵33 可由至少二個(gè)極性相同的磁鐵組成。因此，至少二相鄰磁鐵的極性相同，所述多個(gè)磁鐵區(qū)分 為一第一極性磁鐵組及一第二極性磁鐵組，該第一極性磁鐵組與該第二極性磁鐵組相鄰。 亦即，若磁鐵32由至少二個(gè)極性相同的磁鐵組成，則為該第一磁極組；若磁鐵33由至少二個(gè)極性相同的磁鐵組成，則為該第二磁極組。該U型鐵心的一第一端的磁極面是相對(duì)于該 第一磁極組磁鐵；亦即，該U型鐵心的第一端的磁極面是相對(duì)于至少二個(gè)極性相同的磁鐵。 該U型鐵心的一第二端的磁極面是相對(duì)于該第二磁極組磁鐵；亦即，該U型鐵心的第二端的 磁極面是相對(duì)于至少二個(gè)極性相同的磁鐵。在本實(shí)施例中，所述多個(gè)磁鐵32、33的磁極面是朝向該殼體20的周邊面23，該定 子結(jié)構(gòu)50的所述多個(gè)鐵心511的磁極面是相對(duì)所述多個(gè)磁鐵32、33的磁極面。在其他應(yīng) 用中，所述多個(gè)磁鐵的磁極面可朝向該殼體20的一側(cè)面(21或22)，則該定子結(jié)構(gòu)50的所 述多個(gè)鐵心511的設(shè)置位置則須轉(zhuǎn)90度，使鐵心511的磁極面相對(duì)所述多個(gè)磁鐵32、33的
磁極面。為增加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)10的該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)30另包括一飛輪(圖未示 出)，可設(shè)置于該轉(zhuǎn)子座31或設(shè)置該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)30的轉(zhuǎn)軸35。參考圖10，其顯示本發(fā)明具磁鐵的另一實(shí)施例的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的剖面示意圖。本發(fā) 明的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的磁鐵32可另包括多個(gè)磁鐵片，在該實(shí)施例中，磁鐵32包括三個(gè)磁鐵片 322、323、324，其極性相同。參考圖11，其顯示本發(fā)明具定子結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的剖面示意圖。 本發(fā)明的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的鐵心531的截面積加厚。參考圖12，其顯示本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)另一實(shí)施例的示意 圖。本發(fā)明的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的鐵心532的截面積寬度加大，也隨每相定子所轄轉(zhuǎn)子圓周角度 往外作徑向加大其扇形。參考圖5，其顯示本發(fā)明定子模塊與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)上的磁鐵的極性對(duì)應(yīng)的示意圖。在本 圖5實(shí)施例中，輸入電源為三相交流電源，依據(jù)輸入至所述多個(gè)定子模塊的輸入電源相數(shù)， 所述多個(gè)定子模塊設(shè)置于該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的周邊，亦即該定子結(jié)構(gòu)50具有三個(gè)定子模塊，其設(shè) 置于該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)30的周邊。另外，該定子結(jié)構(gòu)不限于具有三個(gè)定子模塊，可具有三的倍數(shù) 個(gè)定子模塊。或者，該定子結(jié)構(gòu)可具有二個(gè)定子模塊，對(duì)應(yīng)至二個(gè)磁鐵磁極，則電氣角須相 差90度，二個(gè)定子模塊須部分重迭設(shè)置，以配合二相電源驅(qū)動(dòng)。若該定子結(jié)構(gòu)具有三個(gè)定子模塊，其中兩相鄰定子相距(360XN+120度)電氣角， N是零或正整數(shù)，其值可以不同，依據(jù)圖5，N = 2。實(shí)際測(cè)試的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)是6個(gè)定子模塊， 其N(xiāo) = 2或3。圖5的實(shí)施例，透過(guò)轉(zhuǎn)子位置傳感器取得轉(zhuǎn)子磁極相位后，以控制定子模塊電 流的相位及大小，當(dāng)克服其磁阻轉(zhuǎn)矩后開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)頻率漸增并使定子繞組電流產(chǎn)生的 磁場(chǎng)的合成相位，經(jīng)常與其磁極端面下作用的磁鐵磁場(chǎng)的合成相位保持接近，此與磁化同 方向的0度差的相位角，即本發(fā)明的電曳銜鐵保磁因子，可免退磁顧慮，并得最大效率的吸 曳力，即3/2倍單相最大磁通作用力。另因?qū)щ娕c導(dǎo)磁的效用比將近億倍，以致漏磁無(wú)所不 在，為提高各相間的磁阻，降低各相作用的磁通在定子鐵心中互相造成竄擾，而將習(xí)用定子 鐵心分段，以提升其磁能利用率，此即本發(fā)明的分段磁場(chǎng)避擾因子。在定轉(zhuǎn)速下，對(duì)于負(fù)載 變動(dòng)時(shí)，勢(shì)必造成磁通作用的相角改變，此時(shí)透過(guò)轉(zhuǎn)子位置傳感器以電流大小追隨補(bǔ)償之， 為克服負(fù)載變動(dòng)率太大，控制響應(yīng)無(wú)法追補(bǔ)得上時(shí)，即以慣量來(lái)緩沖，此即本發(fā)明的重要的 慣量穩(wěn)定因子，也因有此慣量穩(wěn)定因子才能在轉(zhuǎn)速、負(fù)載不變下，使曳引電流與兩作用磁通 的相位角能做最佳的搭配，以提升電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的功率產(chǎn)出倍率，此偏離電曳銜鐵保磁因子 的相位角以不超過(guò)45度為宜，超過(guò)90度即易發(fā)生斥驅(qū)力而失步；若由轉(zhuǎn)子位置傳感器檢測(cè)得已達(dá)額定電流而相位角差不降反增的趨勢(shì)時(shí)，即提示過(guò)載，超過(guò)一設(shè)定的相位角差容限 時(shí)，即做停機(jī)準(zhǔn)備，可免因與磁化異方向的斥驅(qū)力而導(dǎo)致有退磁的機(jī)會(huì)，尤其電磁通大于磁 鐵磁通的設(shè)計(jì)，或磁鐵保磁(矯頑)力不足的設(shè)計(jì)，甚至不當(dāng)控制時(shí)。在較高轉(zhuǎn)速時(shí)，因磁 鐵處于較高的頻率作用下，為克制其所產(chǎn)生的渦流等熱損溫升的影響層面，此即本發(fā)明的 分片或等效分片的磁鐵抑熱因子，也可藉此以提高單位體積磁能的效果，或另利用助其導(dǎo) 熱加裝扇葉的方法以強(qiáng)化散熱；若受限于驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)速控制頻率，此即本發(fā)明的由至少二 個(gè)極性相同的磁鐵組成的磁極組或等效磁極組的方法，以降低轉(zhuǎn)子等效磁極數(shù)，提高轉(zhuǎn)速， 同樣也可藉此以提高單位體積磁能的效果。本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)10可用以另產(chǎn)生電能，例如每一定子結(jié)構(gòu)具有一鐵心及二線 圈繞組，其中一輸入電源輸入至一第一線圈繞組，使轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使 一第二線圈繞組輸出電能。另外，該定子結(jié)構(gòu)可具有一第一組定子模塊及一第二組定子模 塊，其中一輸入電壓輸入至該第一組定子模塊的線圈繞組，使轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)，使該第二組定子模塊的線圈繞組輸出電能。上述本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的該第二組定子 模塊產(chǎn)生的電能可再間接提供至本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的該第一組定子模塊，使本發(fā)明電磁發(fā) 動(dòng)機(jī)能利用其本身產(chǎn)生的電能，使其繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。在其他應(yīng)用中，該轉(zhuǎn)子座可具有一第一表面及一第二表面，所述多個(gè)磁鐵包括一 第一組磁鐵及一第二組磁鐵，該第一組磁鐵設(shè)置于該第一表面的周邊，該第二組磁鐵設(shè)置 于該第二表面的周邊；該定子結(jié)構(gòu)具有一第一組定子模塊及一第二組定子模塊，該第一組 定子模塊是對(duì)應(yīng)至該第一組磁鐵，該第二組定子模塊是對(duì)應(yīng)至該第二組磁鐵。如上述的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)可單純用以作為電動(dòng)機(jī)，例如輸入電源可輸入 至該第一組定子模塊及該第二組定子模塊的線圈繞組，用以使轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，本發(fā)明 電磁發(fā)動(dòng)機(jī)可用以另產(chǎn)生電能，例如一輸入電源輸入至該第一組定子模塊的線圈繞組，使 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使該第二組定子模塊的線圈繞組輸出電能。同樣地，上 述本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的該第二組定子模塊產(chǎn)生的電能可再間接提供至本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī) 的該第一組定子模塊，使本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)能利用其本身產(chǎn)生的電能，使其繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。參考圖6，其顯示本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的第一實(shí)施例示意圖。本發(fā)明電磁 發(fā)動(dòng)機(jī)10的該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)另包括一轉(zhuǎn)軸35及一轉(zhuǎn)軸支撐器70，該轉(zhuǎn)軸支撐器70用以支撐該 轉(zhuǎn)軸35，該轉(zhuǎn)軸35延伸至一發(fā)電機(jī)60，以帶動(dòng)該發(fā)電機(jī)60，該發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與該電磁發(fā)動(dòng) 機(jī)10的結(jié)構(gòu)大致相同，略述如下。該發(fā)電機(jī)60包括一第二殼體、一第二轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及一第二 定子結(jié)構(gòu)，該第二轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)具有一轉(zhuǎn)子座及多個(gè)磁鐵，所述多個(gè)磁鐵設(shè)置于該轉(zhuǎn)子座的周 邊，該第二定子結(jié)構(gòu)具有多個(gè)定子模塊，固定于該第二殼體，每一定子模塊具有一鐵心及至 少一線圈繞組，該線圈繞組繞設(shè)于該鐵心，相對(duì)于所述多個(gè)磁鐵，使磁鐵磁通透過(guò)該鐵心的 磁路感應(yīng)至該線圈繞組，該線圈繞組輸出電能。另外，該第二轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子座可具有一第一表面及一第二表面，所述多個(gè)磁鐵 包括一第三組磁鐵及一第四組磁鐵，該第三組磁鐵設(shè)置于該第一表面的周邊，該第四組磁 鐵設(shè)置于該第二表面的周邊；該定子結(jié)構(gòu)具有一第三組定子模塊及一第四組定子模塊，該 第三組定子模塊是對(duì)應(yīng)至該第三組磁鐵，該第四組定子模塊是對(duì)應(yīng)至該第四組磁鐵，該第 三組定子模塊及該第四組定子模塊的線圈繞組輸出電能。上述發(fā)電機(jī)60產(chǎn)生的電能可再 間接提供至本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)10，使本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)10繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
參考圖7，其顯示本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的第二實(shí)施例示意圖。本發(fā)明電磁 發(fā)動(dòng)機(jī)10的該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)30另包括-第一轉(zhuǎn)軸35及一轉(zhuǎn)軸支撐器70，該轉(zhuǎn)軸支撐器70用 以連接該第一轉(zhuǎn)軸35及一發(fā)電機(jī)80的一第二轉(zhuǎn)軸81，以帶動(dòng)該發(fā)電機(jī)80。該發(fā)電機(jī)80 的結(jié)構(gòu)與該電磁發(fā)動(dòng)機(jī)10的結(jié)構(gòu)大致相同，略述如下。該發(fā)電機(jī)包括一第二殼體、一第二 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及一第二定子結(jié)構(gòu)，該第二轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)具有一轉(zhuǎn)子座、該第二轉(zhuǎn)軸及多個(gè)磁鐵，所述 多個(gè)磁鐵設(shè)置于該轉(zhuǎn)子座的周邊，該第二定子結(jié)構(gòu)具有多個(gè)定子模塊，固定于該第二殼體， 每一定子模塊具有一鐵心及至少一線圈繞組，該線圈繞組繞設(shè)于該鐵心，相對(duì)于所述多個(gè) 磁鐵，使磁鐵磁通透過(guò)該鐵心的磁路感應(yīng)至該線圈繞組，該線圈繞組輸出電能。另外，該第二轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子座具有_第一表面及一第二表面，所述多個(gè)磁鐵包 括一第三組磁鐵及一第四組磁鐵，該第三組磁鐵設(shè)置于該第一表面的周邊，該第四組磁鐵 設(shè)置于該第二表面的周邊；該定子結(jié)構(gòu)具有一第三組定子模塊及一第四組定子模塊，該第 三組定子模塊是對(duì)應(yīng)至該第三組磁鐵，該第四組定子模塊是對(duì)應(yīng)至該第四組磁鐵，該第三 組定子模塊及該第四組定子模塊的線圈繞組輸出電能。本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)利用高磁鐵磁通、低電控磁通、高轉(zhuǎn)子磁極數(shù)、高頻轉(zhuǎn)速及高慣 量，并透過(guò)高性能的控制參數(shù)，滿足高磁鐵磁通的發(fā)揮及應(yīng)用，將高磁鐵磁通的磁能轉(zhuǎn)成動(dòng) 能，本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率大于或等于輸入功率。參考圖8，其顯示本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī) 的一實(shí)施例的電路方塊示意圖。如上所述，本發(fā)明的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)10包括轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)30、定 子結(jié)構(gòu)50、驅(qū)動(dòng)器及轉(zhuǎn)子位置傳感器72。第二定子結(jié)構(gòu)40可為上述圖6或圖7的發(fā)電機(jī) 的第二定子結(jié)構(gòu)，以輸出電能。該驅(qū)動(dòng)器具有至少一驅(qū)動(dòng)單元71、一控制單元75、一整流單 元73及一儲(chǔ)電單元74。第二定子結(jié)構(gòu)40輸出的電能經(jīng)由整流單元73及儲(chǔ)電單元74，將 輸出電能整流及儲(chǔ)存，以供給至驅(qū)動(dòng)單元71，經(jīng)該控制單元75的控制，使本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng) 機(jī)10繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；在其他應(yīng)用，另包括一藉外力旋轉(zhuǎn)的發(fā)電裝置76，此發(fā)電裝置76的輸出電 能經(jīng)由整流單元73及儲(chǔ)電單元74，將輸出電能整流及儲(chǔ)存，滿足其當(dāng)儲(chǔ)電的電池?fù)p壞、長(zhǎng) 時(shí)漏電或電力系統(tǒng)不及的獨(dú)立、偏僻地區(qū)，得以自助建構(gòu)滿足其起動(dòng)條件。依據(jù)本發(fā)明上述的實(shí)施例，磁鐵磁通(mm)及定子電磁通OiO是直接影響輸出倍率 大小的主要及次要變數(shù)，依實(shí)作經(jīng)驗(yàn)的累積，得有如此的概念及參考依據(jù)，分析實(shí)施成果背 后的原由，整理歸納出其他更重要而仍未揭示的關(guān)鍵因子，茲將理論簡(jiǎn)化配合說(shuō)明如下當(dāng)系統(tǒng)效率η小于1時(shí)，設(shè)Ns為轉(zhuǎn)速，T為轉(zhuǎn)矩，d為轉(zhuǎn)子半徑，定子電磁通， mm為磁鐵磁通，r為兩磁通距離；則兩磁通參考磁性庫(kù)倫定律的關(guān)系，其作用力F如下式(1) 所示F = me*mm/4 π μ r2(1)，本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率P如下式(2)所示
P N Ns*T=Ns*d*F ocNs* d*me*mm/4u^ir2 (2)其中轉(zhuǎn)速Ns與轉(zhuǎn)子半徑d的關(guān)系，等效于移動(dòng)距離與施力臂的關(guān)系，互為正逆因 子(即轉(zhuǎn)速Ns大，半徑d縮小；若半徑d要大，則變轉(zhuǎn)速Ns要縮小)；而磁通距離r，則不離 轉(zhuǎn)子與定子間的氣隙的設(shè)計(jì)考量范疇；因而證實(shí)轉(zhuǎn)速Ns、轉(zhuǎn)子半徑d及磁通距離r，三者即 是本發(fā)明的常設(shè)規(guī)格因子，而非效率或倍率因子。本發(fā)明實(shí)施例所利用的U形定子鐵心，是基于將環(huán)狀連續(xù)的長(zhǎng)電磁路徑加以切割縮短的理念，由E形再縮短改善而來(lái)，其理論可參考磁路歐姆定律來(lái)加以說(shuō)明，即定子電磁 通如下式(3)所示me = I*Nt*yA/l (3)其中I為電流，Nt為匝數(shù)，A為電磁極鐵心端面積，1為磁路長(zhǎng)度。即所產(chǎn)生的定子 電磁通me與磁路長(zhǎng)度1成反比，至于面積A因與轉(zhuǎn)子磁極面的大小相對(duì)應(yīng)，礙于空間限制， 故將暫列為規(guī)格因子，最后于實(shí)際空間上的利用，再做最佳化使等效截面積加大即可，如圖 11所示除電磁極鐵心531端面軸向加厚外，其余截面積的寬度如圖12的鐵心532所示，也 隨每相定子所轄轉(zhuǎn)子圓周角度往外作徑向加大其扇形。假設(shè)電磁路徑長(zhǎng)度1是效率改善的關(guān)鍵要素之一，則參考式⑵及(3)，在相同 條件=k(為分析單純化，一般只改變關(guān)系式中的一個(gè)變數(shù)，然后觀察此變數(shù)對(duì)關(guān)系式的 結(jié)果會(huì)造成什么程度的影響，其余變數(shù)固定不變，這些固定不變的變數(shù)就以k表示之)的 情形下，將⑶式代入(2)式，得 P ^ Ns*d*I*Nt* μ A/l*mm/4 π μ r2，令 P = k/1，則 k = k' μ A*mm/47 π μ r2 (k'=內(nèi)嵌常數(shù))，若這些變數(shù)固定，只看1的變化，則變 化前與變化后的關(guān)系，即列式k/1 = ikZ/s5^—1。當(dāng)本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)效率為η時(shí)，為 提升效率使接近1，則需滿足k*(l/l) = ηΛΙΙ// )、—1，前式表原磁路長(zhǎng)度1時(shí)的效 率為η，后式表原效率η及其他變數(shù)k不變的情形下，須把原磁路長(zhǎng)度7縮短成多短的1 s，才能使效率n提升至接近1。得倍，此n2倍的關(guān)系，是為長(zhǎng)路徑U形定子模塊 (1)對(duì)短路徑U形定子模塊(1短)的效率驗(yàn)證比對(duì)中的依據(jù)。另外，以功率為例說(shuō)明，P/Pi = 11，P為輸出功率，Pi為輸入功率，設(shè)P短/Pi—1/η， 即能使效率接近1，則P /Ρ— l/η2，即—η2倍。其中Ps為須把原磁路長(zhǎng)度1縮短成多 短的1 ，才能使效率η提升至1。另以長(zhǎng)短路徑U形定子模塊施加定電流時(shí)，其對(duì)無(wú)電流鐵心的吊重，與對(duì)有電流 鐵心的吊重，雖然對(duì)有電流的吊重，其重量大于無(wú)電流的吊重，但驗(yàn)算其所消耗的功率，對(duì) 所能吊起的重量的效率比，因?qū)τ谟须娏麒F心，必須輸入電流，增加總輸入功率，故其通有 電流的效率不敵無(wú)電流時(shí)的效率，證實(shí)其磁路的縮短，對(duì)效率的改善雖起了效果，但小于1 的效率n，相乘之后仍小于1，故稱n2為本發(fā)明的次要磁路效率因子。但如將通有電流的鐵心視為已被磁化后的磁鐵時(shí)，因通入電流是外部須要輸入電 力，鐵心才具有磁能，但這部分假如以磁鐵代替，則不須要輸入電力就具有磁能，所以輸出 的作用力不變的條件下，原兩組須輸入電流的鐵心，現(xiàn)在僅一組須要輸入電流，當(dāng)然效率就 可大于1，除非原效率連0. 5都不到，例如兩組需輸入電流的鐵心效率為輸出功率/輸入功 率=η (0. 5 < η < 1)，如一組鐵心不輸入電流而以磁鐵取代之，則輸出功率/0. 5*輸入功 率=2η，所以2η >1，除非η≥0. 5才無(wú)法符合上式，則可應(yīng)用磁路效率因子、磁場(chǎng)避擾 因子的方法先降低磁路磁阻，提升整機(jī)效率達(dá)0.5以上；而磁路的改善只是改變效率η的 大小，無(wú)法使n ^ 1，所以磁路改善只是效率因子，但如將一組原本需通電鐵心換成磁鐵， 則211 > 1，甚至達(dá)2倍的(輸出功率-輸入功率)/輸入功率≥1。參考上述式(1)及(2)，在相同條件=k下，即P ^ Ns*d*me*mm/4 Ji yr2，令P = k*mm，則k = k‘ *Ns*d*me/4 π yr2(k'=內(nèi)嵌常數(shù))，若這些變數(shù)固定，只看mm的變化，則 變化前與變化后的關(guān)系，即列式Wmm= n，k*mmiS*n =2。本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為η時(shí)，為提升效率n變成倍率，使其中ι倍用于輸入，則增強(qiáng)后的磁鐵磁通，至少需滿足下式 (4)及式(5)k*mm= n (4)k*mmS*n=2(5)可得mmiS/mm = ？/！^倍，其中！！^胃是為需把磁鐵磁通加強(qiáng)至多大的磁鐵磁通，才 能使(輸出功率-輸入功率)/輸入功率彡1 ；例η = 0.7，則2/η2 = 4. 08倍，即磁鐵磁 通較原來(lái)的磁鐵磁通mm必須增強(qiáng)至2/ η2 = 4. 08倍后，即可提升效率至倍率，即(輸出功 率-輸入功率)/輸入功率>1，即轉(zhuǎn)子磁鐵設(shè)定一至少等于系統(tǒng)小于1的效率η時(shí)的磁通 的2/ η2倍時(shí)，即得以實(shí)現(xiàn)電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的普遍利用性，而非僅節(jié)能長(zhǎng)效，故稱本發(fā)明的主要 磁能倍率因子為2/η2。另外，以功率為例說(shuō)明，P/Pi = η，P為輸出功率，Pi為輸入功率，設(shè)Pis/Pi = 2/ n，即能使效率n提升為倍率，則ρ強(qiáng)/P = 2/112，即HimisAim = 2/Ii2倍。其中P強(qiáng)為須把 原磁鐵磁通mm加強(qiáng)至多大的磁鐵磁通mmiS，才能使效率η提升為倍率。以下再說(shuō)明為何本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率 > 輸入功率的另一分析，及倍率上 的應(yīng)用例。如上所述，假設(shè)me為定子電磁通，mm為磁鐵磁通，r為兩磁通距離；依上述兩磁極 作用力F的式(1) =F = me*mm/4 ^ μ r2 ；即兩磁極作用力F與兩磁極磁通量乘積成正比，與兩 磁極距離的平方成反比；設(shè)無(wú)磁能磁鐵or鐵心的磁鐵磁通=1，磁鐵設(shè)定的磁通為mm，設(shè)電 磁鐵心對(duì)磁鐵的作用效率=n (0 < n < 1)，若令mm >> 1/ n ；則me* n*mm >> me*l*l， 其中me*l*l表示定子對(duì)于無(wú)磁能鐵心Oiim= 1)的作用，且其作用效率假設(shè)為1( η = 1)。 因此，若把電磁鐵心對(duì)無(wú)磁能鐵心的作用改成對(duì)有磁能磁鐵(其磁通為mm)的作用，其效果 就可超越即使效率=1的原對(duì)無(wú)磁能鐵心的效率；故？^^- >> F_1#1。設(shè)作用力的功效倍率為6，則6= (me*n*mm-me*l*l)/me*l*l，得G= n*mm，此即本 發(fā)明的整機(jī)的磁能利用率因子，因n受鐵心飽和系數(shù)影響(磁通大漏磁愈大效率愈降)， 故電磁輸入叫愈小，η愈不使倍率G下降(故磁路愈粗短對(duì)η的降幅也愈小)；因FnffiM->> Ffflew^1 ；故此扭力作用于半徑=d的圓周上的轉(zhuǎn)矩T = d*F，則轉(zhuǎn)矩>> Τ_Μ。依旋轉(zhuǎn)輸出功率公式P = 1.027*Ns*T(即約轉(zhuǎn)速*轉(zhuǎn)矩)，知相同的定子電磁通 me、扭力轉(zhuǎn)矩T下，若轉(zhuǎn)速Ns愈大，則P愈大，故以定子電磁通產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩T起動(dòng)，為增大Ns加 速，定子電磁通增大轉(zhuǎn)矩T亦增大，而輸出功率P也隨之增大，倍率G隨之減小，至輸出功率 P或轉(zhuǎn)矩τ達(dá)一設(shè)定值，此過(guò)程倍率G亦降到最小，在此轉(zhuǎn)速Ns下，所誘發(fā)出的磁鐵磁能與 所輸入的電磁磁能轉(zhuǎn)成儲(chǔ)存為慣量里的動(dòng)能，此為第一階應(yīng)用領(lǐng)域。 然后減小輸入電流以減小轉(zhuǎn)矩T，隨之增加電磁輸入頻率，行無(wú)段電子齒輪換檔作 用以提升轉(zhuǎn)速Ns，雖加速減緩但鐵心飽和度降低，回升磁能轉(zhuǎn)成動(dòng)能過(guò)程中的倍率G，如此 基于加速時(shí)間與倍率G成反比的操控下，繼續(xù)將磁能轉(zhuǎn)成動(dòng)能儲(chǔ)存在慣量中以增大負(fù)載變 動(dòng)率的應(yīng)對(duì)能力，繼續(xù)提升轉(zhuǎn)速Ns以增大輸出功率P的倍數(shù)基數(shù)，達(dá)失步前的最高轉(zhuǎn)速Ns 時(shí)，基數(shù)最大，動(dòng)能最大，倍率G最佳，磁能功效比最大，此為第二階應(yīng)用領(lǐng)域。
亦即磁能經(jīng)過(guò)圓周半徑d的放大后，變成轉(zhuǎn)矩T，再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)速Ns的放大后，轉(zhuǎn)成輸 出功率P，故一經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)后，磁能除轉(zhuǎn)成為對(duì)外輸出功率外，更可透過(guò)發(fā)電裝置提供自生循環(huán) 所需的電能；于上述的控制方法，在(輸出功率-輸入功率)/輸入功率> 1的目的下，可用較小容量的伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以降成本外，并利用電力電子功率元件的安全工作區(qū)的保護(hù)設(shè)計(jì) 特性，雖起動(dòng)加速較慢，但卻可在達(dá)額定電流及一設(shè)定頻率后的再加速中，自動(dòng)降低額定電 流來(lái)提高頻率，自動(dòng)完成起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)電磁發(fā)動(dòng)機(jī)最高效的目標(biāo)功能。故本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)是藉提高慣量及轉(zhuǎn)速Ns的手段，以TMg>> Twfi的方法(其 中Teffi為本發(fā)明的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，Twfi為無(wú)磁能鐵心的磁阻馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩且其效率假設(shè) 達(dá)100%，但兩者輸入電流相同)，將磁能轉(zhuǎn)成動(dòng)能的功能，而達(dá)到輸出功率大于或等于輸 入功率，甚至達(dá)(輸出功率-輸入功率)/輸入功率彡1的目的。參考圖9，其顯示用于測(cè)試本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力勘驗(yàn)設(shè)備的示意圖。該馬力勘 驗(yàn)設(shè)備90包括一本體91、一第一力臂92、一第二力臂93、一吊重94及一試片95。第一力 臂92與第二力臂93連接，且該試片95設(shè)置于第一力臂92與第二力臂93之間，該試片95 與本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸35接觸。表1為本發(fā)明電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，其輸出馬力是 達(dá)目標(biāo)轉(zhuǎn)速下，才施以自制馬力勘驗(yàn)設(shè)備的加載，若轉(zhuǎn)速不被壓低，則表示該電磁發(fā)動(dòng)機(jī)在 此轉(zhuǎn)速的輸出功率，大于此吊重勘驗(yàn)值，再由此吊重除0. 4公斤米而得勘驗(yàn)馬力值，并非實(shí) 際輸出的功率值。若依吊重41. 5公斤米來(lái)算各轉(zhuǎn)速下勘驗(yàn)馬力或功率值，則41. 5/0. 4*746 =77397. 5W，其勘驗(yàn)倍率走勢(shì)亦雷同上述的分析，即倍率G隨轉(zhuǎn)速Ns的提升，由大而減小， 在扭力T達(dá)最大，倍率G達(dá)最小后，再隨轉(zhuǎn)速Ns的提升而回升。表權(quán)利要求
1.一種電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述電磁發(fā)動(dòng)機(jī)包括一殼體；一轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，具有至少一轉(zhuǎn)子座及多個(gè)磁鐵，所述多個(gè)磁鐵設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子座的周邊， 所述多個(gè)磁鐵具有一設(shè)定磁能；及一定子結(jié)構(gòu)，具有多個(gè)定子模塊，固定于所述殼體，每一定子模塊具有一鐵心及至少一 線圈繞組，所述線圈繞組繞設(shè)于所述鐵心，使所述鐵心產(chǎn)生一相對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)，相對(duì)于所述多個(gè) 磁鐵，使所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述電磁發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率大于或等于輸入功率。
2.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，另包括一驅(qū)動(dòng)器，連接至所述線圈繞組， 以控制所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)速至一設(shè)定轉(zhuǎn)速。
3.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)另包括多個(gè)扇葉，設(shè)置于所 述轉(zhuǎn)子座。
4.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)另包括一轉(zhuǎn)軸及多個(gè)扇葉， 所述多個(gè)扇葉設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸。
5.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述定子結(jié)構(gòu)另包括多個(gè)固定調(diào)整結(jié)構(gòu)， 用以將所述多個(gè)定子模塊固定于所述殼體，并調(diào)整鐵心對(duì)磁鐵間的距離。
6.如權(quán)利要求5的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，每一個(gè)固定調(diào)整結(jié)構(gòu)具有二夾制件，用以 夾制固定所述鐵心，每一夾制件具有至少一調(diào)整元件，用以調(diào)整鐵心對(duì)磁鐵間的距離。
7.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，另包括一轉(zhuǎn)子位置傳感器，設(shè)置于所述殼 體，用以檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的位置。
8.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子座具有一第一表面及一第二表 面，所述多個(gè)磁鐵包括一第一組磁鐵及一第二組磁鐵，所述第一組磁鐵設(shè)置于所述第一表 面的周邊，所述第二組磁鐵設(shè)置于所述第二表面的周邊；所述定子結(jié)構(gòu)具有一第一組定子 模塊及一第二組定子模塊，所述第一組定子模塊對(duì)應(yīng)至所述第一組磁鐵，所述第二組定子 模塊對(duì)應(yīng)至所述第二組磁鐵。
9.如權(quán)利要求8的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，一輸入電源輸入至所述第一組定子模塊 及所述第二組定子模塊的線圈繞組。
10.如權(quán)利要求8的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，一輸入電源輸入至所述第一組定子模塊 的線圈繞組，所述第二組定子模塊的線圈繞組輸出電能。
11.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)另包括一轉(zhuǎn)軸及一轉(zhuǎn)軸支 撐器，所述轉(zhuǎn)軸支撐器用以支撐所述轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸延伸至一發(fā)電機(jī)，以帶動(dòng)所述發(fā)電機(jī)， 所述發(fā)電機(jī)包括一第二殼體、一第二轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及一第二定子結(jié)構(gòu)，所述第二轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)具有 至少一轉(zhuǎn)子座及多個(gè)磁鐵，所述多個(gè)磁鐵設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子座的周邊，所述第二定子結(jié)構(gòu)具 有多個(gè)定子模塊，固定于所述第二殼體，每一定子模塊具有一鐵心及至少一線圈繞組，所述 線圈繞組繞設(shè)于所述鐵心，相對(duì)于所述多個(gè)磁鐵，使磁鐵磁通透過(guò)所述鐵心的磁路感應(yīng)至 所述線圈繞組，所述線圈繞組輸出電能。
12.如權(quán)利要求11的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第二轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子座具有一第 一表面及一第二表面，所述多個(gè)磁鐵包括一第三組磁鐵及一第四組磁鐵，所述第三組磁鐵 設(shè)置于所述第一表面的周邊，所述第四組磁鐵設(shè)置于所述第二表面的周邊；所述定子結(jié)構(gòu) 具有一第三組定子模塊及一第四組定子模塊，所述第三組定子模塊對(duì)應(yīng)至所述第三組磁鐵，所述第四組定子模塊對(duì)應(yīng)至所述第四組磁鐵，所述第三組定子模塊及所述第四組定子 模塊的線圈繞組輸出電能。
13.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)另包括一第一轉(zhuǎn)軸及一轉(zhuǎn) 軸支撐器，所述轉(zhuǎn)軸支撐器用以連接所述第一轉(zhuǎn)軸及一發(fā)電機(jī)的一第二轉(zhuǎn)軸，以帶動(dòng)所述 發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)包括一第二殼體、一第二轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及一第二定子結(jié)構(gòu)，所述第二轉(zhuǎn)子結(jié) 構(gòu)具有一轉(zhuǎn)子座、所述第二轉(zhuǎn)軸及多個(gè)磁鐵，所述多個(gè)磁鐵設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子座的周邊，所述 第二定子結(jié)構(gòu)具有多個(gè)定子模塊，固定于所述第二殼體，每一定子模塊具有一鐵心及一線 圈繞組，所述線圈繞組繞設(shè)于所述鐵心，相對(duì)于所述多個(gè)磁鐵，使所述鐵心產(chǎn)生一相對(duì)應(yīng)磁 場(chǎng)，所述線圈繞組輸出電能。
14.如權(quán)利要求13的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第二轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子座具有一第 一表面及一第二表面，所述多個(gè)磁鐵包括一第三組磁鐵及一第四組磁鐵，所述第三組磁鐵 設(shè)置于所述第一表面的周邊，所述第四組磁鐵設(shè)置于所述第二表面的周邊；所述定子結(jié)構(gòu) 具有一第三組定子模塊及一第四組定子模塊，所述第三組定子模塊對(duì)應(yīng)至所述第三組磁 鐵，所述第四組定子模塊對(duì)應(yīng)至所述第四組磁鐵，所述第三組定子模塊及所述第四組定子 模塊的線圈繞組輸出電能。
15.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述定子結(jié)構(gòu)具有一第一組定子模塊及 一第二組定子模塊，一輸入電壓輸入至所述第一組定子模塊的線圈繞組，所述第二組定子 模塊的線圈繞組輸出電能。
16.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)磁鐵的磁極面朝向所述殼體的 一周邊面，所述定子結(jié)構(gòu)的所述多個(gè)鐵心的磁極面相對(duì)所述多個(gè)磁鐵的磁極面。
17.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)磁鐵的磁極面朝向所述殼體的 一側(cè)面，所述定子結(jié)構(gòu)的所述多個(gè)鐵心的磁極面相對(duì)所述多個(gè)磁鐵的磁極面。
18.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述鐵心呈U型，所述線圈繞組繞設(shè)于所 述U型鐵心的中央?yún)^(qū)域，于所述U型鐵心的二端產(chǎn)生一組相對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)，所述U型鐵心的二端 分別相對(duì)于相鄰不同極性的磁鐵。
19.如權(quán)利要求18的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，至少二相鄰磁鐵的極性相同，所述多個(gè) 磁鐵區(qū)分為一第一磁極組磁鐵及一第二磁極組磁鐵，所述第一磁極組磁鐵與所述第二磁極 組磁鐵相鄰，所述U型鐵心的一第一端的磁極面相對(duì)于所述第一磁極組磁鐵，所述U型鐵心 的一第二端的磁極面相對(duì)于所述第二磁極組磁鐵。
20.如權(quán)利要求18的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述多個(gè)磁鐵的磁極面呈弧形，所述U 型鐵心的二端的磁極面呈對(duì)應(yīng)弧形，相對(duì)于所述多個(gè)磁鐵的磁極面。
21.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)另包括一飛輪，設(shè)置于所 述轉(zhuǎn)子座。
22.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)另包括一飛輪，設(shè)置于所 述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的一轉(zhuǎn)軸。
23.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，依據(jù)輸入至所述多個(gè)定子模塊的輸入電 源相數(shù)，所述多個(gè)定子模塊設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的周邊。
24.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，每一定子結(jié)構(gòu)具有一鐵心及二線圈繞 組，其中一輸入電源輸入至一第一線圈繞組，一第二線圈繞組輸出電能。
25.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，另包括一發(fā)電裝置以輸出電能。
26.如權(quán)利要求10、11、12、13、14、15、24或25的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，另包括一驅(qū) 動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)器具有至少一驅(qū)動(dòng)單元、一控制單元、一整流單元及一儲(chǔ)電單元，其中所述 整流單元及所述儲(chǔ)電單元用以將輸出電能整流及儲(chǔ)存。
27.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述磁鐵另包括多個(gè)磁鐵片，所述多個(gè) 磁鐵片具有相同極性。
28.如權(quán)利要求1的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，另包括一受外力施轉(zhuǎn)裝置，設(shè)置于所述 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，以使所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。
29.如權(quán)利要求洲的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述受外力施轉(zhuǎn)裝置設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子 結(jié)構(gòu)的所述轉(zhuǎn)子座。
30.如權(quán)利要求觀的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)另包括一轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸 延伸至所述殼體外，所述受外力施轉(zhuǎn)裝置設(shè)置于所述殼體外的所述轉(zhuǎn)軸。
31.如權(quán)利要求觀的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)另包括一轉(zhuǎn)軸及一飛輪， 所述轉(zhuǎn)軸延伸至所述殼體外，所述飛輪設(shè)置于所述殼體外的所述轉(zhuǎn)軸，所述受外力施轉(zhuǎn)裝 置設(shè)置于所述飛輪。
32.如權(quán)利要求四、30或31的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述受外力施轉(zhuǎn)裝置為一齒輪。
33.如權(quán)利要求四、30或31的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述受外力施轉(zhuǎn)裝置為一皮帶 輪軸。
34.如權(quán)利要求31的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述受外力施轉(zhuǎn)裝置為一活動(dòng)把手，設(shè) 置于所述飛輪的一外露面。
35.如權(quán)利要求30的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸具有一軸端，所述受外力施轉(zhuǎn) 裝置為一驅(qū)動(dòng)齒件，設(shè)置于所述軸端。
36.如權(quán)利要求四、30或31的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述受外力施轉(zhuǎn)裝置為一磨擦 圓環(huán)面。
37.如權(quán)利要求觀的電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述受外力施轉(zhuǎn)裝置為所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，除將磁力開(kāi)發(fā)成一種連續(xù)使用的能源外，其應(yīng)用又兼具馬達(dá)般的操控性及方便性；概以磁鐵分片抑制高頻作用的熱損溫升及提高磁能，以磁極組磁鐵提高轉(zhuǎn)速及磁能，以分段定子避免擾磁，以磁路粗短提高磁能利用率，以轉(zhuǎn)子半徑的力臂慣量來(lái)穩(wěn)定系統(tǒng)響應(yīng)克服負(fù)載變動(dòng)率等，滿足高磁能發(fā)揮及應(yīng)用的條件，外施一低輸入電流曳引以輸出動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)一電磁發(fā)動(dòng)機(jī)，且使該電磁發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率大于或等于輸入功率。
文檔編號(hào)H02N11/00GK102097979SQ20091025275
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者張瑞豐, 陳明元 申請(qǐng)人:陳明元