CN201167272Y

CN201167272Y - 多层发电装置

Info

Publication number: CN201167272Y
Application number: CNU2008200068625U
Authority: CN
Inventors: 林佑亮
Original assignee: YLC Precision Co Ltd
Current assignee: YLC Precision Co Ltd
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2018-02-28

Abstract

本实用新型公开了一种多层发电装置，是配合一轮具的转动而被驱动，并将机械动能转换成电能，该多层发电装置包含一设置座、多个设置于该设置座上并具有多个硅钢片的定子单元，及一设置于该设置座上并可围绕该定子单元转动的转子单元。本实用新型利用多个定子单元，使其可因与所述磁铁环之间所产生的反电动势而形成数倍的电流输出量，且两相邻的定子单元上的硅钢片间的位差会使其所感应的磁场是形成交错状并相互抵销输出电流内的涟波，借此降低所述定子单元与其相对应的所述磁铁环间在磁场变换时所产生的磁性惯性力，并改善该转子单元在转动时所产生的挫动感。

Description

多层发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种发电装置，特别是涉及一种多层发电装置。

背景技术

如图1、2所示，为现有的轮轴发电装置，该轮轴发电装置是配合一自行车的一车轮100进行发电，并包含：一提供该车轮100轴接转动的轮轴11、一套设于该轮轴11上但是不会随该轮轴11转动的固定件12、多个套设于该固定件12外侧的定子单元13，及一固定于该车轮100上且围绕所述定子单元13的壳座14，每一定子单元13具有一设置于该固定件12上的定子座131、一缠绕于该定子座131上的感应线圈132，以及二分别设置于该定子座131两相反侧的极片133。该壳座14的内侧面设有多个磁铁环141，且所述磁铁环141是位于其相对应的所述定子单元13的外侧。

当该车轮100转动时，与其连接的壳座14也会带动所述磁铁环141围绕所述定子单元13转动，但是，位于该壳座14内且搭载有所述定子单元13的固定件12并不会随着转动，因此，移动中的磁铁环141所产生的磁场就会配合相对不动的定子单元13而产生一股反电动势，进而在该定子单元13的感应线圈132中形成电流并通过一导线200输出。

该轮轴发电装置是靠多个定子单元13来达到数倍的电流输出量，但是，由图1、2中可清楚看出，所述定子单元13的极片133在设置时是呈相同方向，因此所产生的磁场也是呈相同方向并相加成为一呈数倍强度的磁场，此种设计方式虽能有效地使所述定子单元13自身所产生的磁场相加，并借此使其与所述磁铁环141之间的磁场感应更大并取得数倍的电流输出量，但是，由于每一磁铁环141皆具有二种极性(南极和北极)，当该磁铁环141相对于该定子单元13转动，并在极性转换之际(例如介于南极及北极之间)就会与该定子单元13自身的磁场间产生一股磁性的惯性力，而造成该壳座14转动时的挫动感，而此现象又因为所述定子单元13的磁极是呈相同方向(数倍的磁场强度)而更加严重，使该壳座14转动时的挫动感更为明显，进而使该自行车的骑乘者需要花费更大的力量来克服这股磁性惯性力，很明显地会对骑乘者造成额外的负担。

另外，由于上述的轮轴发电装置是采轴向马达的配置方式，每一定子单元13上的每一极感应线圈132都必须缠绕于同一定子座131上，除了缠绕圈数(相对影响的就是产生的电流量)会因此受限外，也会造成整体动作时极性切换的不稳定，而此现象同样是造成运转时的挫动感的原因之一。

再者，虽然上述的轮轴发电装置是通过多个定子单元13来使电流输出量呈数倍增加，但是，如上述般利用多个呈相同磁极方向排列的定子单元13所产出的电流中的涟波杂讯也会相加，使输出的电流并不稳定，进而无法对外界电子设备提供稳定的电源。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可产生稳定的数倍电流输出量，同时可有效减低转动时的挫动感的多层发电装置。

为达到上述目的，本实用新型多层发电装置，是配合一轮具的转动而被驱动，并将机械动能转换成电能，该多层发电装置包含：一设置座、多个定子单元，及一转子单元。

该设置座具有一基部，及一自该基部垂直延伸出的轴管。

每一定子单元具有二相间隔地套设于该设置座的轴管上的定子架、一缠绕于所述定子架上的感应线圈，以及多个相堆叠地夹设于所述定子架之间，且相配合地界定出一感应面的硅钢片，任一定子单元的硅钢片与其相邻定子单元的硅钢片于轴向上是呈交错排列状，以使相邻的二定子单元上的所述感应面之间形成有位差。

该转子单元是通过与该轮具的接触而相配合的转动，并具有一旋转件、一穿伸并固接于该旋转件的转轴，及多个设置于该旋转件的内侧壁面的磁铁环，该转轴是可绕自身轴线转动地插设于该轴管内，该旋转件是环绕所述定子单元，而位于该旋转件内侧壁面的所述磁铁环是分别位于其相对应的所述定子单元的感应面的相对外侧。

本实用新型的功效在于利用多个定子单元，使其可因与所述磁铁环之间所产生的反电动势而形成数倍的电流输出量，且两相邻的定子单元上的硅钢片的感应面之间的位差会使其所感应的磁场是形成交错状并相互抵销输出电流所产生的涟波，借此降低所述定子单元与其相对应的所述磁铁环之间在磁场变换时所产生的磁性惯性力，有效地改善该转子单元在转动时的挫动感。

附图说明

图1是一立体分解图，说明现有的轮轴发电装置各元件的分解后状态。

图2是一剖视图，说明图1的轮轴发电装置与一车轮及车架组合后的形态。

图3是一立体图，说明本实用新型多层发电装置的较佳实施例的设置座与定子单元。

图4是一立体图，说明该较佳实施例组合后的外观形态。

图5是一剖视图，说明该较佳实施例组合后的内部形态。

具体实施方式

下面通过较佳实施例及附图对本实用新型多层发电装置进行详细说明。

如图3所示，本实用新型多层发电装置的第一较佳实施例，是配合一自行车前轮(图未示)的转动而被驱动，并将机械动能转换成电能以供其他电子设备使用，该多层发电装置包含：一设置座2、二定子单元3，及一转子单元4(显示于图4)。

该设置座2具有一基部21，及一自该基部21垂直延伸出的轴管22。

每一定子单元3具有二相间隔地套设于该设置座2的轴管22上的定子架31、一缠绕于所述定子架31上的感应线圈32，以及多个相堆叠地夹设于所述定子架31之间，且相配合地界定出一感应面331的硅钢片33(如一径向马达的定子形态)，在本实施例中，每一定子单元具有四组相间隔的相互堆叠的硅钢片33，任一定子单元3的硅钢片33与其相邻定子单元3的硅钢片33于轴向上是呈交错排列状，以使相邻的二定子单元3上的所述感应面331之间形成有呈45度的位差。在本实施例中，每一定子架31还延伸出四个线圈缠绕区，以供固定其相对应的相堆叠的硅钢片33，以及供该感应线圈32分别于对应的缠绕区在相对于该轴管22作径向地缠绕。

在本实施例中是以得到约双倍(是与使用单一定子单元来作比较)的电流输出量来进行设计，因此是采用双层(二个)定子单元3的配置方式，但是要注意的是，一切电机元件在实际实施时皆会有无可避免的电能流失现象，因此，“双倍”的电流输出量只在理论上可行，实际实施时并无法达到双倍的电流输出量，但是以下仍是以双倍或三倍来进行举例说明。

续前所述，该二定子单元3上的所述硅钢片33所构成的感应面331之间具有一45度的位差，但是，所述定子单元3的数量由于也可因不同电流输出量需求而改变，例如，三倍的电流输出量就需要采用三层(三个)定子单元3的配置方式，而使用三个定子单元3的配置方式时，该三定子单元3上的所述硅钢片33的感应面331之间的位差就可调整为30度，其他倍数的配置方式就可以此类推。

如图4、5所示，该转子单元4是通过与该轮具的接触而相配合的转动，并具有一筒状的旋转件41、一穿伸并固接于该旋转件41的转轴42，及二设置于该旋转件41的内侧壁面的磁铁环43，该转轴42是可绕自身轴线转动地插设于该轴管22内，该旋转件41是环绕所述定子单元3，而位于该旋转件41内侧壁面的所述磁铁环43是分别位于其相对应的所述定子单元3的感应面331的相对外侧。该转轴42的开放端是与该自行车的前轮(图中未显示)相接触，并可通过该前轮的转动，以及该前轮与该转轴42的开放端间的摩擦力来驱动该转轴42带动该旋转件41绕自身轴线进行旋转。在本实施例中，该转轴42的开放端是包覆有一接触件421，进而增进该转轴42的开放端与该前轮之间的摩擦力。

在本实施例中，还包含一套设于该转子单元4的转轴42上的弹簧5，该弹簧5的二相反端是分别顶抵于该设置座2的轴管22的端面以及该旋转件41环绕该转轴42的端面，并借此形成该转子单元4与该设置座2的轴管22间的缓冲，同时，由于该旋转件41因转动惯性而产生的震动(及微量倾斜)也可通过该弹簧5的弹性来吸收，进而提供避震的功能。

当该自行车在行进时，其前轮的转动就会通过与该前轮相接触的转子单元4的接触件421来驱动该转轴42绕自身轴线进行转动，并借此带动该旋转件41绕自身轴线进行旋转，此时位于该旋转件41的内侧壁上的所述磁铁环43的磁场则会与相对应的所述定子单元3上的感应线圈32相互感应，并形成一股反电动势而在所述感应线圈32上产生电流，而产生的电流就可通过电线导出以供外界电子设备(例如一车灯)使用。

在此要注意的是，由于本实施例是采用双层的定子单元3的设计，相比于一般只具一个定子单元3的马达下约能产生双倍的电流输出量，但是，由于在本实施例中，相邻的所述定子单元3的硅钢片33的感应面331之间形成有一45度的位差，因此，该二定子单元3自身所感应该磁铁环42的磁场间就会形成二交错的磁场，使围绕所述定子单元3旋转的磁铁环43在磁场转换时所受到的相反方向的磁性惯性力较小，相对之下，搭载所述磁铁环43转动的该旋转件41在旋转时的挫动感也较小，如此一来，该骑乘者在骑乘时所需要花费驱动该转子单元4的力量也相对降低，进而不会造成额外的负担；再者，也因为该二定子单元3自身所感应该磁铁环42的磁场间会形成二交错的磁场，所以相对使得所输出的电流其所产生的涟波能有效地被抵销，进而能产生稳定地数倍电流输出量。

此外，本实用新型是通过与该前轮的摩擦来驱动该转子单元4转动，并不是如现有的轮轴发电装置般将各构件固设于该前轮上，此种具有接触式转子单元4的多层发电装置的优点在于，该多层发电装置可配合一活动安装座(图未示)来安装于该自行车的车架上，当在骑乘该自行车却又不需要使用到该多层发电单元时，只需将该转子单元4移至不会与该前轮接触的位置就可，并不需如现有的轮轴发电装置般需要将整体结构从该前轮上拆卸下，因此，本实用新型在实用性及使用方便性上具有相当大的优势。

归纳上述，本实用新型多层发电装置，利用多个定子单元3，使其可因与其相对应的所述磁铁环43之间所产生的反电动势而形成数倍的电流输出量，且两相邻的定子单元3上的硅钢片33的感应面331之间的位差会使该其所感应的磁场是形成交错状并抵销输出电流所产生的涟波，借此降低所述定子单元3与其相对应的所述磁铁环43之间在磁场变换时所产生的磁性惯性力，有效地改善该转子单元4在转动时的挫动感，所以确实能达到本实用新型的目的。

Claims

1、一种多层发电装置，是配合一轮具的转动而被驱动，并将机械动能转换成电能，该多层发电装置包含一设置座、多个设于该设置座上的定子单元，及通过与该轮具的接触而相配合转动的一转子单元，该设置座具有一基部，及一自该基部垂直延伸出的轴管，每一定子单元具有二相间隔地套设于该设置座的轴管上的定子架、一缠绕于所述定子架上的感应线圈，以及多片相堆叠地夹设于所述定子架之间且相配合地界定出一感应面的硅钢片，该转子单元具有一环绕所述定子单元的旋转件、一穿伸并固接于该旋转件且可绕自身轴线转动地插设于该轴管内的转轴，及多个设置于该旋转件的内侧壁面的磁铁环，而所述磁铁环是分别位于其相对应的所述定子单元的感应面的相对外侧，其特征在于：

任一定子单元的硅钢片与其相邻定子单元的硅钢片于轴向上是呈交错排列状，以使相邻的两定子单元的所述感应面之间形成有位差。

2、如权利要求1所述的多层发电装置，其特征在于：所述定子单元及该转子单元的磁铁环的数量分别为二，而该二定子单元的相对应感应面之间形成有一45度的位差。

3、如权利要求2所述的多层发电装置，其特征在于：每一定子单元的定子架上的感应线圈是相对于该设置座的轴管呈径向缠绕。

4、如权利要求1、2或3所述的多层发电装置，其特征在于：该多层发电装置还包含一套设于该转子单元的转轴上的弹簧，该弹簧的二相反端是分别顶抵于该设置座的轴管以及该旋转件环绕该转轴的端面。