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TWI814240B - 節能無刷微動能發電機 - Google Patents

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TWI814240B
TWI814240B TW111104337A TW111104337A TWI814240B TW I814240 B TWI814240 B TW I814240B TW 111104337 A TW111104337 A TW 111104337A TW 111104337 A TW111104337 A TW 111104337A TW I814240 B TWI814240 B TW I814240B
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曾志明
蔡瑞明
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香港商勵富創瑞士控股有限公司
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Abstract

本發明提供一種節能無刷微動能發電機，特別是一種調整發電機內的定 子和轉子的組合結構，使得新組合結構的無刷微動能發電機，可通過簡單串接以組合成一種具有磁能動力電源的無刷微動能發電機的節能系統，即可稱為一種節能無刷微動能發電機。此節能無刷微動能發電機可通過少量的電能輸入，利用轉子永磁體磁能和定子繞組之間的級數設計，可以具體實現磁能與機械能的轉化，產生較多電能的輸出。

Description

節能無刷微動能發電機
本發明是有關於一種發電機，特別是有關於通過無刷馬達發電機中的每一個轉子上的永磁體和定子繞組之間的級數設計，以實現磁能與機械能的轉化，產生較多電能的輸出，達到一種具有節能效果的無刷微動能發電機系統。
目前，眾所皆知市面上的發電機，皆採用直流電驅動和交流電驅動這兩種方式，然而，不管採用何種方式，都是非常耗電和消耗能源的發電裝置。目前，除了家庭用電發電機的需求增加外，電動車的電馬達發電機也是需求遽增的應用。特別是當電動車等相關產品市場的需求增加時，電池的使用數量將日以遽增，其全球電動車市場需求總和將非常龐大，電池材料有污染性和有限性的，使用量越多後續對環境污染性就越大，這是一個需要快速解決的問題。
另外，隨著電機設計技術不斷的提高，新能源汽車替代燃油汽車，已經是世界各國的普遍共識，預計在這幾年內進入成長期，新能源車的驅動電機系統，會是最重要的性能指標。從電機類型來看，目前新能源汽車驅動電機的裝機量中，永磁同步電機比交流非同步電機占的比例來的高。永磁同步電機具有高 的功率密度設計，其工作效率最高可達95%以上，能夠為車輛輸出最大的動力及加速度，所以市場的裝置率較高；交流非同步電機價格低、運行穩定度高，但其功率密度較低、控制系統複雜、調速範圍小是固有限制，這樣反而制約了汽車的性能。
根據上述的各種需求，需要一種具有節能效果的發電機來達成與滿足產業界的需要。
因此，本發明首先提供一種節能無刷微動能發電機，包括：外殼，固接於第一側蓋以及第二側蓋；主定子鐵芯，固定於外殼上，為一個中心有通孔的圓盤體，並於此圓盤體上配置具有主線圈級數的高反電動勢繞組，主定子鐵芯具有兩相對的第一側邊及第二側邊；相鄰配置在主定子鐵芯兩側的第一發電機組及第二發電機組，其中主定子鐵芯、第一發電機組及第二發電機組均配置於外殼內；以及旋轉軸。第一發電機組相鄰配置於主定子鐵芯的第一側邊，第一發電機組還包括：第一定子鐵芯、第一轉子、第二轉子以及第一連接裝置。第一定子鐵芯固定於外殼上，為一個中心有通孔的圓盤體，並於此圓盤體上配置具有第一線圈級數的高反電動勢繞組，第一定子鐵芯還具有兩相對的第三側邊及第四側邊。第一轉子具有兩相對的第五側邊及第六側邊，並以第五側邊相鄰配置於第一定子鐵芯的第三側邊，以第六側邊相鄰配置於主定子鐵芯的第一側邊，其中第一轉子具有環形盤支架，並於此環形盤支架的兩側邊上均配置有多個永磁體，以及此環形盤支架中心區域還具有連接孔。第二轉子，具有兩相對的第七側邊及第八側邊，並以第七側邊相鄰配置於第一定子鐵芯的第四側邊，具有環形盤支架，並 於此環形盤支架的其中一側邊上配置有複數個永磁體，以及此環形盤支架中心區域具有連接孔。第一連接裝置為中空的柱狀體並具有兩相對的第一端及第二端，第一連接裝置通過第一定子鐵芯的圓盤體上的通孔，並通過第一轉子的連接孔固接第一轉子於第一端，以及通過第二轉子的連接孔固接第二轉子於第二端。第二發電機組相鄰配置於主定子鐵芯的第二側邊，第二發電機組還包括：第二定子鐵芯、第三轉子、第四轉子以及第二連接裝置。第二定子鐵芯固定於外殼上，為一個中心有通孔的圓盤體，並於圓盤體上配置具有第二線圈級數的高反電動勢繞組，第二定子鐵芯還具有兩相對的第九側邊及第十側邊。第三轉子具有兩相對的第十一側邊及第十二側邊，並以第十一側邊相鄰配置於第二定子鐵芯的第九側邊，以第十二側邊相鄰配置於主定子鐵芯的第二側邊，其中第三轉子具有環形盤支架，並於此環形盤支架的兩側邊上均配置有多個永磁體，以及此環形盤支架中心區域還具有連接孔。第四轉子具有兩相對的第十三側邊及第十四側邊，並以第十三側邊相鄰配置於第二定子鐵芯的第十側邊，其中第四轉子還具有環形盤支架，並於此環形盤支架的一側邊上配置有多個永磁體，以及此環形盤支架中心區域還具有連接孔。第二連接裝置為中空的柱狀體並具有兩相對的第三端及第四端，第二連接裝置通過第二定子鐵芯的的圓盤體上的通孔，並通過第三轉子的連接孔固接第三轉子於第三端，以及通過第四轉子的連接孔固接於第四轉子於第四端。其中第一側蓋的中心區域配置有通孔用以與第一連接裝置的第一端的中空開口部位相對應，以及第二側蓋的中心區域配置有通孔且用以與第二連接裝置的第四端的中空開口部位相對應。以及旋轉軸為柱狀體並用以貫穿第一連接裝置及第二連接裝置的中空部，以及旋轉軸與第一連接裝置及第二連接裝置固接。
本發明另提供一種節能無刷微動能發電機，包括：外殼、主定子鐵芯、相鄰配置在主定子鐵芯兩側的第一發電機組及第二發電機組，以及連接裝置，其中主定子鐵芯、第一發電機組及第二發電機組均配置於外殼內。外殼固接於第一側蓋以及第二側蓋。主定子鐵芯固定於外殼上，為一個中心有通孔的圓盤體，並於此圓盤體上配置具有主線圈級數的高反電動勢繞組，主定子鐵芯具有兩相對的第一側邊及第二側邊。連接裝置為中空的柱狀體並具有第一端及第二端，連接裝置通過主定子鐵芯的圓盤體上的通孔，並通過第一端連接第一發電機組，以及通過第二端連接第二發電機組。第一發電機組相鄰配置於主定子鐵芯的第一側邊，第一發電機組還包括：第一定子鐵芯、第一轉子以及第二轉子。第一定子鐵芯固定於外殼上，為一個中心有通孔的圓盤體，並於此圓盤體上配置具有第一線圈級數的高反電動勢繞組，第一定子鐵芯還具有兩相對的第三側邊及第四側邊。第一轉子具有兩相對的第五側邊及第六側邊，並以第五側邊相鄰配置於第一定子鐵芯的第三側邊，以第六側邊相鄰配置於主定子鐵芯的第一側邊，其中第一轉子具有環形盤支架，並於此環形盤支架的兩側邊上均配置有多個永磁體，以及此環形盤支架中心區域還具有連接孔。第二轉子具有兩相對的第七側邊及第八側邊，並以第七側邊相鄰配置於第一定子鐵芯的第四側邊，具有環形盤支架，並於此環形盤支架的其中一側邊上配置有複數個永磁體，以及此環形盤支架中心區域具有連接孔。其中連接裝置的第一端通過第一定子鐵芯的圓盤體上的通孔，並通過第一轉子的連接孔以及第二轉子的連接孔固接第一轉子與第二轉子於第一端。第二發電機組相鄰配置於主定子鐵芯的第二側邊，第二發電機組還包括：第二定子鐵芯、第三轉子以及第四轉子。第二定子鐵芯固定於外殼上，為一個中心有通孔的圓盤體，並於圓盤體上配置具有第二線圈級數的高反電動勢繞 組，第二定子鐵芯還具有兩相對的第九側邊及第十側邊。第三轉子具有兩相對的第十一側邊及第十二側邊，並以第十一側邊相鄰配置於第二定子鐵芯的第九側邊，以第十二側邊相鄰配置於主定子鐵芯的第二側邊，其中第三轉子具有環形盤支架，並於此環形盤支架的兩側邊上均配置有多個永磁體，以及此環形盤支架中心區域還具有連接孔。第四轉子具有兩相對的第十三側邊及第十四側邊，並以第十三側邊相鄰配置於第二定子鐵芯的第十側邊，其中第四轉子還具有環形盤支架，並於此環形盤支架的其中一側邊上配置有多個永磁體，以及此環形盤支架中心區域還具有連接孔。其中連接裝置的第二端通過第二定子鐵芯的圓盤體上的通孔，並將第三轉子及第四轉子固接於第二端上。其中第一側蓋的中心區域配置有通孔用以與第一連接裝置的第一端的中空開口部位相對應，以及第二側蓋的中心區域配置有通孔且用以與第二連接裝置的第四端的中空開口部位相對應。
此外，通過本發明的定子所設計的矽鋼片結構，增加了散熱空間並提高了散熱效益，加上外殼採用鋁制的散熱型材料，當定子利用通電線圈產生旋轉磁場所產生的熱能，將可透過鋁材外殼散熱，進而降低馬達定子的發熱量提高整體效率。
另外，本發明的節能無刷微動能發電機結構中，通過主定子鐵芯結構中的高反電動勢繞組的線圈級(匝)數配置，使得本發明的節能無刷微動能發電機具有低耗能特性，通過主定子鐵芯結構中的高反電動勢繞組的線圈級(匝)數配置與相鄰第一轉子上的永磁體級數的配置，使得本發明的節能無刷微動能發電機具有高速運行特性，同時，能夠解決驅動馬達寬轉速範圍內高效率需求的問題。
通過主定子鐵芯結構中的高反電動勢繞組的線圈級(匝)數與第一發電機組及第二發電機組中的第一定子鐵芯及第二定子鐵芯上的高反電動勢繞組的線圈級(匝)數配置，使得本發明的節能無刷微動能發電機具有好的動態性能，同時，也可以使得整體運行效率高和可靠性高等特點。
通過上述的說明，本發明的節能無刷微動能發電機可以在僅需提供少量電力，就能產生總和倍數以上的電力出來。特別是本發明還可以通過結構上的彈性設計，可以形成一種電源倍增節能系統(Energy saving of power multiplication system，ESPMS)。此種電源倍增節能系統(ESPMS)可應用于各類高用電量產品上，例如：電動汽車、家用供應電、工業用電等。
1:外殼
10:旋轉軸
100:節能無刷微動能發電機
101:第一連接裝置
1011:第一連接裝置的一端
1012:第一連接裝置的另一端
102:第二連接裝置
1021:第二連接裝置的一端
1022:第二連接裝置的另一端
103:第三連接裝置
1031:第三連接裝置的一端
1032:第三連接裝置的另一端
C11:定子鐵芯
110:第一發電機組
12-1:轉子C1
12-2:轉子C2
130:第二發電機組
13-1:永磁體C1
13-2:永磁體C2
C14:高反電動勢繞組
15、415:第一側蓋
150、160、450、460:培林軸承
151、161:培林軸承的通孔
16:第二側蓋
A2:主定子鐵芯
211:圓盤體
213:定位槽
214:線圈固定絕緣套
215:繞線組
216:線圈定位蓋板
23:高反電動勢繞組
231:繞線匣
A3:主轉子
311:環形盤支架
312:連接孔
313:永磁體
A4:高反電動勢繞組
400:單機模組的節能無刷微動能發電機
41:定子鐵芯
410:連接裝置
411:圓盤體
412-1、412-2:轉子
413:定位槽
414:繞線組
422-1、422-2:線圈固定絕緣套
451、461:通孔
5-1、5-2:永磁體A
B6:定子鐵芯
B7:高反電動勢繞組
B8:轉子
9-1、9-2:永磁體B
圖1是本發明的一種節能無刷微動能發電機的結構爆炸示意圖；圖2是本發明的在節能無刷微動能發電機中的定子結構示意圖；圖3是本發明的在節能無刷微動能發電機中的轉子結構示意圖；圖4是本發明的節能無刷微動能發電機的一種單機模組的無刷微動能發電機示意圖；以及圖5是本發明的節能無刷微動能發電機組成的發電系統的一種實施例示意圖。
為了使本發明所屬技術領域者充分瞭解其技術內容，於此提供相關之實施方式與其實施例來加以說明。此外，在閱讀本發明所提供之實施方式 時，請同時參閱圖式及如下的說明書內容，其中，圖式中各組成元件之形狀與相對之大小僅是用以輔助瞭解本實施方式之內容，並非用於限制各組成元件之形狀與相對之大小，以此先行說明。此外，此本發明所述的「微動能發電機」是指可通過少量的電能輸入就能利用轉子永磁體磁能和定子繞組之間的級(匝)數設計，可以具體實現磁能與機械能的轉化，產生較多電能的輸出。
請參閱圖1，為本發明的一種節能無刷微動能發電機的爆炸示意圖。如圖1所示，本發明的節能無刷微動能發電機包含外殼(1)及配置於外殼(1)內的主定子鐵芯(A2)、第一發電機組(110)和第二發電機組(130)，其中主定子鐵芯(A2)是做為第一發電機組(110)和第二發電機組(130)運轉的輸入裝置使用。因此第一發電機組(110)和第二發電機組(130)分別配置於主定子鐵芯(A2)的兩側，其中，第二發電機組(130)是由定子鐵芯(B6)和轉子(B8)所組成，而第一發電機組(110)是由定子鐵芯(C11)、主轉子(A3)及轉子C2(12-2)所組成。此外轉子C1(12-1)及轉子C2(12-2)是分別配置在節能無刷微動能發電機的左右最外兩側，而在轉子C1(12-1)及轉子C2(12-2)上，則分別配置一組永磁體C1(13-1)及永磁體C2(13-2)，而在一較佳實施方式，轉子C1(12-1)及轉子C2(12-2)可以分別固接在第一連接裝置(101)及第二連接裝置(102)的一端，其中，第一連接裝置(101)及第二連接裝置(102)為一個具有兩端的空心柱體，因此，可以使用一個柱狀結構的旋轉軸(10)通過中空的第一連接裝置(101)及中空的第二連接裝置(102)後，再使用鎖固件將第一連接裝置(101)及第二連接裝置(102)與旋轉軸(10)鎖固成一體，因此，就可以將主轉子(A3)、轉子(B8)、轉子C1(12-1)及轉子C2(12-2)連接成一體。
接著，詳細說明本發明的節能無刷微動能發電機的構造。首先，如圖1所示，主定子鐵芯(A2)是做為驅動第一發電機組(110)和第二發電機組(130) 運轉的輸入裝置使用。主定子鐵芯(A2)是固定在外殼(1)內，並在主定子鐵芯(A2)上配置有一組具有第一線圈級數的高反電動勢繞組(A4)。主轉子(A3)則固接是在第一連接裝置(101)的另一端(1012)上，並相鄰配置於主定子鐵芯(A2)相對於高反電動勢繞組(A4)的其中一側邊。此外，主轉子(A3)上的兩側面上均配置有一對永磁體A(5-1)和永磁體A(5-2)，特別是，這一對的永磁體A(5-1)和永磁體A(5-2)，可以選擇使用不同級數的永磁體。由於主定子鐵芯(A2)的高反電動勢繞組(A4)的第一線圈級數少於第二發電機組(130)的高反電動勢繞組(B7)的第二線圈級數和第一發電機組(110)的高反電動勢繞組(C14)的第三線圈級數的配置下，能促使主定子鐵芯(A2)產生高速帶載能力。因此，通過主定子鐵芯(A2)的高反電動勢繞組中的圈級數與相鄰配置於主轉子(A3)中的永磁體A(5-2)級數的配置，使得本發明的節能無刷微動能發電機可以具有高速帶載的能力。在一實施例中，當主轉子(A3)上的永磁體A(5-2)級數越少時，則主轉子(A3)轉速越高，而在一較佳實施中，因考慮轉子旋轉時所需扭力，故在採用永磁體A(5-2)較少的級數配置，例如主轉子(A3)中的永磁體A(5-2)是選擇使用12級數。
接著，如圖1所示，第二發電機組(130)是間隔相鄰配置於主定子鐵芯(A2)的其中一側邊，第二發電機組(130)是做為輸出裝置使用。第二發電機組(130)是由定子鐵芯(B6)和轉子(B8)所組成，其中，定子鐵芯(B6)固定在外殼(1)內，而轉子(B8)則是固接是在第二連接裝置(102)的第一端(1021)上，並相鄰配置於定子鐵芯(B6)的一側邊。在定子鐵芯(B6)上是配置有一組具有第二線圈級數的高反電動勢繞組(B7)，而配置在相鄰高反電動勢繞組(B7)一側邊的轉子(B8)上，則是配置有一對永磁體B(9-1、9-2)，其中這一對的永磁體B(9-1)及永磁體B(9-2)可以選擇使用不同級數的永磁體。特別的是，轉子(B8)進一步與轉子C2(12-2)間隔相 鄰配置，轉子C2(12-2)上配置有一組永磁體C2(13-2)，而此永磁體C2(13-2)上的永磁體級數與相鄰的轉子(B8)上的永磁體級數可以選擇使用不相同級數的配置方式。因此，通過定子鐵芯(B6)上的高反電動勢繞組中的第二線圈級數與相鄰的轉子(B8)上的永磁體B(9-2)級數選擇使用相同級數的配置方式，使得第二發電機組(130)可以產生高轉速，並且能夠達到高速帶載能力的作用點作為額定運行點。
再接著，如圖1所示，第一發電機組(110)是相鄰配置於主定子鐵芯(A2)的另一側邊，第一發電機組(110)也是做為輸出裝置使用。第一發電機組(110)是由定子鐵芯(C11)、主轉子(A3)和轉子C1(12-1)所組成，其中定子鐵芯(C11)固定在外殼(1)上，並在定子鐵芯(C11)上配置有一組具有第三線圈級數的高反電動勢繞組(C14)，定子鐵芯(C11)是與主轉子(A3)的另一側邊間隔相鄰。而轉子C1(12-1)是相鄰配置於高反電動勢繞組(C14)的一側邊，特別的是，轉子C1(12-1)只有在相鄰高反電動勢繞組(C14)的一側邊上，配置有永磁體C1(13-1)，其中，轉子C1(12-1)的永磁體C1(13-1)級數與相鄰主轉子(A3)一側邊上的永磁體A(5-1)的級數可以選擇使用相同級數的配置方式。同樣的，通過定子鐵芯(C11)上的高反電動勢繞組中的第三線圈級數的與相鄰的主轉子(A3)上的永磁體A(5-1)級數選擇使用相同級數的配置方式，使得第一發電機組(110)可以產生高轉速，並且能夠達到高速帶載能力的作用點作為額定運行點。
總體來說，本發明的節能無刷微動能發電機在轉子C1(12-1)上的永磁體C1(13-1)與轉子C2(12-2)上的永磁體C2(13-2)，雖然是配置在圖1中節能無刷微動能發電機的左右最外兩側，然而，永磁體C1(13-1)與永磁體C2(13-2)上的永磁體級數是選擇使用相同的配置方式。通過轉子C1(12-1)與轉子C2(12-1)的在結構上配置方式，及永磁體C1(13-1)與永磁體C2(13-2)的級數配置方式，使得本 發明的節能無刷微動能發電機可以形成一個左右對稱的發電機組。後續將會進一步說明。
通過上述對於主定子鐵芯(A2)、第一發電機組(110)和第二發電機組(130)之間的相對位置及各發電機組的構造說明後，進一步說明定子鐵芯的結構。在本發明中的每個定子鐵芯的構造是相同的，然而，在配合較佳實施例的操作上，在每個定子鐵芯上的高反電動勢繞組所形成的複數個繞線組(如圖3中的215)的線圈級(匝)數可以根據不同的設計配置不同或是相同的線圈級(匝)數，故本發明對於定子鐵芯的具體線圈級數不加以限制。此外，如圖2所示，本發明的定子鐵芯都是固定在外殼(1)內，由於固定方式並非本發明的主要技術手段，因此可以使用習知的方式完成，故本發明對於如何固定外殼(1)內的方式並不加以限制。
再如圖2所示，圖2是用於說明本發明每個定子鐵芯的構造。本發明的定子鐵芯包括：主定子鐵芯(A2)、定子鐵芯(B6)及定子鐵芯(C11)。每個定子鐵芯均為一個中空的圓盤體構造，是採用矽鋼片疊壓而成，並在中空週邊的圓盤體(211)上配置有複數個間隔相鄰的定位槽(213)，在一實施例中，定位槽(213)可以選擇使用各種幾何形狀，例如近似三角形的結構。其中，通過本發明的定子所設計的矽鋼片結構，增加了散熱空間並提高了散熱效益。接著，將一個線圈固定絕緣套(214)配置在圓盤體(211)上，其中，線圈固定絕緣套(214)上具有一個形狀、構造與定子鐵芯相同及相應定位槽(213)位置的多個絕緣套(215)配置在定位槽(213)上，並使定位槽(213)與線圈固定絕緣套(214)結合成一體，其中，線圈固定絕緣套(214)可以選擇使用絕緣材料即可。再接著，將一個具有高反電動勢繞組(23)所形成的複數個線圈級數的繞線匝(231)配置在線圈固定絕緣套(214)上，其 中，每一個線圈匝是相應並固定在具有絕緣套的定位槽(213)上。最後，可以進一步選擇將一個線圈定位蓋板(216)配置在繞線匝(231)上，此線圈定位蓋板(216)的構造是相應複數個線圈匝的繞線匝(231)，而此線圈定位蓋板(216)的材質可以選擇透明的塑膠材料。因此，通過線圈定位蓋板(216)的配置，可以進一步將具有高反電動勢繞組所形成的複數個線圈級數的繞線匝(231)固定在具有絕緣套的定位槽(213)上。
接著，說明本發明中的每個轉子的構造，如圖3所示。首先，本發明的每個轉子都是由具有複數個間隔空間的環形盤支架(311)及複數個永磁體所組成，其中，複數個永磁體是配置在環形盤支架(311)中的複數個間隔空間內。每個轉子中的環形盤支架(311)是相同的，並且環形盤支架(311)的材質可以選擇使用一種不銹鋼。環形盤支架(311)中心區域形成一個環形的連接孔(312)，此連接孔(312)用以與第一連接裝置(101)及第二連接裝置(102)連接，通過這些連接裝置可以將轉子固定在第一連接裝置(101)及第二連接裝置(102)上。
接著，本發明在主轉子(A3)和轉子(B8)是使用相同的構造，是在環形盤支架(311)的兩側面上，都配置有複數個永磁體(313)，其中，分別配置在主轉子(A3)和轉子(B8)兩側面上的複數個永磁體(313)的級數可以選擇級數不相同的方式配置。而本發明在轉子C1(12-1)及轉子C2(12-2)是使用相同的構造，都只是在環形盤支架(311)一個側面上配置複數個永磁體C1(13-1)與永磁體C2(13-2)，其中，永磁體C1(13-1)與永磁體C2(13-2)是使用相同的級數。
另外，在本發明中的每一個轉子的構造中，每一個永磁體可以選擇使用N40至N52的磁強度，例如N40表示磁強度為4000高斯。此外，本發明的永磁體在材質的選擇上，可以選擇使用耐高溫材料，例如：要耐溫達到200℃以 上。此外，在本發明的實施例中，每一個永磁體的形狀可以選擇與具有高反電動勢繞組所形成的複數個線圈級數的線圈匝繞線組(215)相類似，例如將永磁體選擇一種近似三角形的結構。
通過上述對於主定子鐵芯(A2)、第一發電機組(110)和第二發電機組(130)之間的每一個定子鐵芯及轉子的結構說明後，接著，說明本發明的節能無刷微動能發電機的二種連接結構。在此強調的是，本發明節能無刷微動能發電機的第一種連接結構與第二種連接結構在主定子鐵芯(A2)、第一發電機組(110)和第二發電機組(130)之間的相對位置的配置是完全相同的，兩種連接結構的差異只存在使用不同的連接裝置進行連接，而使用不同連接裝置連接後的節能無刷微動能發電機，可以使得節能無刷微動能發電機具有不同的尺寸。
首先，說明本發明的節能無刷微動能發電機第一種連接結構(簡稱結構1)。請參考圖1所示，配置在本發明圖1左側邊的第一連接裝置(101)可以貫穿通過定子鐵芯(C11)的中空部位，並且第一連接裝置(101)不會與定子鐵芯(C11)接觸，其中，第一連接裝置(101)為一個具有兩端的中空構造，並且是貫穿定子鐵芯(C11)的中空部位。之後，是通過轉子C1(12-1)上的連接孔(312)與第一連接裝置(101)的一端(1011)固接，並且將主轉子(A3)通過連接孔(312)與第一連接裝置(101)的另一端(1012)固接。很明顯的，在本發明圖1左側邊的第一連接裝置(101)兩端分別與轉子C1(12-1)及主轉子(A3)固接後，在轉子C1(12-1)及主轉子(A3)之間還間隔配置有一個定子鐵芯(C11)，其中，定子鐵芯(C11)是固定在外殼(1)上。接著，配置在本發明圖1右側邊的第二連接裝置(102)是可以貫穿通過定子鐵芯(B6)的中空部位，並且第二連接裝置(102)不會與定子鐵芯(B6)接觸。之後，是通過轉子C2(12-2)上的連接孔(312)與第二連接裝置(102)的一端(1021)固接，並且將 轉子(B8)通過連接孔(312)與第二連接裝置(102)的另一端(1022)固接。很明顯的，在第二連接裝置(102)兩端分別與轉子C2(12-2)及轉子(B8)固接後，在轉子C2(12-2)及主轉子(A3)之間還間隔有一個定子鐵芯(B6)，其中，定子鐵芯(B6)是固定在外殼(1)上。其中，上述的定子鐵芯(B6)及定子鐵芯(C11)則是用以作為輸出端裝置。
再接著，使用一個柱狀金屬所形成的旋轉軸(10)來貫穿主定子鐵芯(A2)的中空部位，並且旋轉軸(10)不會與主定子鐵芯(A2)接觸，其中，主定子鐵芯(A2)用以作為輸入端裝置。之後，將旋轉軸(10)的兩端分別通過中空的第一連接裝置(101)及中空的第二連接裝置(102)後，再使用鎖固件將第一連接裝置(101)及第二連接裝置(102)與旋轉軸(10)鎖固成一體，因此，就可以將主轉子(A3)、轉子(B8)、轉子C1(12-1)及轉子C2(12-2)連接成一體，因此，當旋轉軸(10)轉動時，會通過第一連接裝置(101)及第二連接裝置(102)進一步帶動所有轉子一起向同一個方向轉動。此外，在本發明的實施例中，第一連接裝置(101)及第二連接裝置(102)的材質可以選擇使用金屬材質，例如鋁合金，特別是一種經過熱處理的鋁合金。而旋轉軸(10)的材質可以選擇使用金屬材質，例如不鏽鋼。
最後，在外殼(1)的兩側邊分別與第一側蓋(15)及第二側蓋(16)固接成一體，其中，第一側蓋(15)的中心區域配置有通孔(151)且通孔(151)與第一連接裝置(101)的一端(1011)的中空開口部位相對應，而第二側蓋(16)的中心區域配置有通孔(161)且通孔(161)與第二連接裝置(102)的第二端(1022)的中空開口部位相對應。在一個實際的操作過程中，可以讓旋轉軸(10)的兩端分別通過通孔(151)及通孔(161)。
根據上述的結構1，當本發明的節能無刷微動能發電機在快速轉動時，可能因為震動造成旋轉軸(10)與第一側蓋(15)或是第二側蓋(16)上的通孔(151)或是通孔(161)產生碰撞或是摩擦，會造成能量損失或是產高熱等問題。因此，在本發明的較佳實施例中，是選擇進一步在第一側蓋(15)或是第二側蓋(16)的中心區域分別配置一個培林軸承(150)及一個培林軸承(160)，其中培林軸承(150)及培林軸承(160)的中心均會設置一個通孔(151)及通孔(161)。同樣的，此通孔(151)是與第一連接裝置(101)的一端(1011)的中空開口部位相對應，而通孔(161)是與第二連接裝置(102)的另一端(1022)的中空開口部位相對應，使得旋轉軸(10)可以會通過培林軸承(150)及一個培林軸承(160)上的通孔(151)及通孔(161)。因此，在節能無刷微動能發電機在快速轉動時，當震動造成旋轉軸(10)與通孔(151)及通孔(161)產生碰撞或是摩擦時，旋轉軸(10)會帶動培林軸承(150)一起轉動，因此可以有效地降低能量損失或是產高熱等問題。在本發明的實施例中，旋轉軸(10)的軸心尺寸會依發電機主體尺寸而改變，例如旋轉軸(10)的軸心可以是一種直徑為20mm的不銹鋼拄體，也因此培林軸承(150)及培林軸承(160)中的通孔(151)及通孔(161)的直徑為≧21mm。
接著，說明本發明的節能無刷微動能發電機的第二種連接結構(簡稱結構2)。請繼續參考圖1所示，本發明的節能無刷微動能發電機的第二種連接結構是使用一個第三連接裝置(103)將主定子鐵芯(A2)、第一發電機組(110)和第二發電機組(130)組合而成。第三連接裝置(103)為一個中空的柱狀體並具有第一端(1031)及第二端(1032)。同樣的，本發明是以主定子鐵芯(A2)為中心位置，其兩側邊分別是定子鐵芯(B6)及定子鐵芯(C11)，並且這些定子鐵芯都是固接在外殼(1)內，使得第三連接裝置(103)可以貫穿通過主定子鐵芯(A2)、定子鐵芯(B6)及 定子鐵芯(C11)的中空部位，並且第三連接裝置(103)不會與主定子鐵芯(A2)、定子鐵芯(B6)及定子鐵芯(C11)接觸，其中，主定子鐵芯(A2)用以作為輸入端裝置，而定子鐵芯(B6)及定子鐵芯(C11)則是用以作為輸出端裝置。同時，主轉子(A3)及轉子C1(12-1)則是相鄰固接在第三連接裝置(103)的第一端(1031)上，使得在第一端(1031)上的定子鐵芯(C11)左右相鄰兩側端分別為轉子C1(12-1)及主轉子(A3)。在一實施例中，主轉子(A3)及轉子C1(12-1)是通過鎖固件固接在第三連接裝置(103)的第一端(1031)。此外，轉子B(9)及轉子C2(12-2)則是通過鎖固件相鄰的固接在第三連接裝置(103)的第二端(1032)上，使得在第二端(1032)上的定子鐵芯(B6)左右相鄰兩側邊分別為轉子(B8)及轉子C2(12-2)。其中，上述的鎖固件可以是一種螺絲。
很明顯的，在本發明圖1所示的節能無刷微動能發電機中，所有的轉子通過第三連接裝置(103)已經固接為一體後，當主定子鐵芯(A2)連接輸入電源後，會帶動相鄰兩側的主轉子(A3)及轉子(B8)轉動，通過主轉子(A3)及轉子(B8)與第三連接裝置(103)的連接，使得轉子C1(12-1)與轉子C2(12-2)都會一起向同一個方向轉動。在本發明的實施例中，第三連接裝置(103)的材質可以選擇使用金屬材質，例如鋁合金，特別是一種經過熱處理的鋁合金。
最後，在外殼(1)的兩側邊分別與第一側蓋(15)及第二側蓋(16)固接成一體，其中第一側蓋(15)的中心區域配置有通孔(151)且通孔(151)與第三連接裝置(103)的第一端(1031)的中空開口部位相對應，而第二側蓋(16)的中心區域配置有通孔(161)且通孔(161)與第三連接裝置(103)的第二端(1032)的中空開口部位相對應。此外，在本發明結構2的實施例中，是在第一側蓋(15)或是第二側蓋(16)的中心區域分別配置一個培林軸承(150)及培林軸承(160)。培林軸承(150)的 中心具有通孔(151)，而培林軸承(160)的中心具有通孔(161)，第一側蓋(15)的培林軸承通孔(151)是與第三連接裝置(103)的第一端(1031)的中空開口部位相對應，而第二側蓋(16)的培林軸承通孔(161)是與第三連接裝置(103)的第二端(1031)的中空開口部位相對應。其中，進一步在第一側蓋(15)或是第二側蓋(16)的中心區域分別配置培林軸承(150)及培林軸承(160)之目的，與前述相同，在此不再贅述。
此外，在本發明的節能無刷微動能發電機的第二種連接結構運作時，可以進一步配置一個旋轉軸(10)，用以貫穿第三連接裝置(103)的中空部，並固接在第三連接裝置(103)上。其中，固接方式可以選擇使用一種的鎖固件，例如：一種螺絲。因此，在旋轉軸(10)貫穿第三連接裝置(103)的中空部並固接在第三連接裝置(103)上後，當主定子鐵芯(A2)連接輸入電源時，會帶動相鄰兩側的主轉子(A3)及轉子(B8)轉動，通過主轉子(A3)及轉子(B8)與第三連接裝置(103)的連接，使得轉子C1(12-1)、轉子C2(12-2)與第三連接裝置(103)都會一起向同一個方向轉動。
很明顯的，在本實施例中，只使用單一個第三連接裝置(103)即可將主定子鐵芯(A2)、第一發電機組(110)和第二發電機組(130)組合成本發明的節能無刷微動能發電機，並且在本實施例中，可以讓本發明的節能無刷微動能發電機的體積達到最小化，也可以得到更高的輸出功率。例如：圖1左側的第三連接裝置(103)的第一端(1031)上的轉子C1(12-1)、主轉子(A3)與定子鐵芯(C11)之間的距離可以控制在1mm左右。同樣的，在圖1右側的第三連接裝置(103)的第二端(1032)上的轉子C2(12-2)、轉子(B8)與定子鐵芯(B6)之間的距離也是可以控制在1mm左右。
最後，將上述的主定子鐵芯(A2)、第一發電機組(110)和第二發電機組(130)的構造整體配置在外殼(1)中，並且將圖1中的第一側蓋(15)及第二側蓋(16)固接於矩形外殼(1)的兩端時，即可形成本發明的節能無刷微動能發電機(100)，如圖5所示。通過第一側蓋(15)及第二側蓋(16)中央區域的培林軸承(150)及培林軸承(160)中的通孔(151)與通孔(161)，可以進一步通過旋轉軸(10)將本發明的節能無刷微動能發電機與其他的發電機做串聯(cascade)連接。
通過上述說明，也可以用另一個方式來說明，再請參考圖1。本發明的節能無刷微動能發電機是以一個主定子鐵芯(A2)作為中心點並用以作為輸入端。而在主定子鐵芯(A2)左側形成第一發電機組(110)(即通過前述的第一連接裝置(101)所形成的定子及轉子構造)，並在右側形成第二發電機組(130)(即通過前述的第二連接裝置(102)所形成的定子及轉子構造)，而第一發電機組(110)與第二發電機組(130)的發電機構造是對稱或是相同的，並且都是用以作為輸出功率的發電機組。
根據上述說明，在本發明的較佳實施例中，主定子鐵芯(A2)上所配置的第一線圈級數的高反電動勢繞組(A4)是選擇使用18個線圈級(匝)數來作為輸入端的驅動裝置，而作為輸出裝置的第一發電機組(110)和第二發電機組(130)中的第二線圈級數的高反電動勢繞組(B7)及第三線圈級數的高反電動勢繞組(C14)，則都是選擇使用24個線圈級(匝)數來作為輸出裝置。很明顯的，就定子鐵芯而言，輸出端的定子鐵芯上的線圈級(匝)數大於輸入端的定子鐵芯上的線圈級(匝)數。
再就轉子上的永磁體級數而言，在本發明的較佳實施例中，左側的第一發電機組(110)中的轉子與右側的第二發電機組(130)中的轉子，兩者在結 構及相鄰主定子鐵芯(A2)的位置配置上是對稱的，同時在第一發電機組(110)、第二發電機組(130)中的轉子在永磁體級數的配置也是相同的。在本發明的較佳實施例中，第一發電機組(110)中的主轉子(A3)在相鄰於主定子鐵芯(A2)一側邊上的永磁體(5-2)級數是選擇為12級，而主轉子(A3)在相鄰於定子鐵芯(C11)一側邊上的永磁體(5-1)級數是選擇為16級，其中，主轉子(A3)在此側的永磁體(5-1)級數配置(即16級)是與其左側相鄰的轉子C1(12-1)上的永磁體(13-1)級數是相同數量的配置，即轉子C1(12-1)上的第一永磁體(13-1)級數也是是選擇為16級。同樣的，在第二發電機組(130)中的轉子(B8)在相鄰於主定子鐵芯(A2)一側邊上的永磁體B(9-1)級數是選擇為12級，而轉子(B8)在相鄰於定子鐵芯(B6)一側邊上的永磁體B(9-2)級數是選擇為16級，其中，轉子(B8)在此側的永磁體(9-2)級數配置(即16級)是與右側相鄰的轉子C2(12-2)上的永磁體C2(13-2)以相同數量的配置(16級)。很明顯的，第一發電機組(110)中的主轉子(A3)上的永磁體(5-1)及永磁體(5-2)級數配置總數是與在第二發電機組(130)中的轉子(B8)上的永磁體(9-1)及永磁體(9-1)的級數配置總數是以相同數量的配置。
另外，在本發明的實施例中，每個轉子上的永磁體的極性是選擇以S級與N級兩兩相對方式配置。例如在圖1中，可以將主轉子(A3)兩側上的永磁體(5-1)的極性配置為N極並將永磁體(5-1)的極性配置為S極，而轉子(B8)上的永磁體(9-1)的極性配置為N極並將永磁體(9-2)的極性配置為S極，以及轉子C1(12-1)上的第一永磁體(13-1)的極性配置為S極，而轉子C2(12-2)上的第二永磁體(13-2)的極性則配置為N極。通過上述將相鄰永磁體的極性以S級與N級兩兩相對方式配置，可以使得本發明的節能無刷微動能發電機達到高速帶載能力的作用點作為額定運行點。
故當本發明的節能無刷微動能發電機進行操作時，是將主定子鐵芯(A2)上的具有高反電動勢繞組所形成的複數個線圈級數的繞線組(215)與驅動電源供應器連接時，例如：電源供應器可以提供一個直流電壓(DC)36~72伏特(相應的電流為3~20安培)不等的輸入驅動電壓，輸入驅動電壓在繞線組(215)上的每一個複數個線圈匝產生反電動勢的磁場變化，通過線圈匝的反電動勢的磁場變化，會感應相鄰的主轉子(A3)及轉子(B8)上的永磁體，造成主轉子(A3)及轉子(B8)旋轉，通過主轉子(A3)及轉子(B8)的旋轉，可以進一步的通過第一連接裝置(101)、第二連接裝置(102)及旋轉軸(10)的連接結構，使得轉子C1(12-1)與轉子C2(12-2)也會同時往同一個方向轉動。接著，通過圖1左側的第一發電機組(110)的主轉子(A3)及轉子C1(12-1)的轉動，使得主轉子(A3)及轉子C1(12-1)上的永磁體會對定子鐵芯(C11)上的複數個線圈匝繞線組(215)產生反電動勢的作用，使得定子鐵芯(C11)上的繞線組(215)會產生並輸出感應電壓及電流。同樣的，在圖1右側的第二發電機組(130)中的轉子(B8)及轉子C2(12-2)的轉動，使得轉子(B8)及轉子C2(12-2)上的永磁體會對定子鐵芯(B6)上的具有高反電動勢繞組所形成的複數個線圈級數的複數個線圈匝繞線組(215)產生反電動勢的作用，使得定子鐵芯(B6)上的繞線組(215)會產生並輸出感應電流。
此外，本發明的節能無刷微動能發電機(100)的外殼(1)是採用鋁制的散熱型材料，故當定子鐵芯利用通電線圈產生旋轉磁場所產生的熱能，將可透過鋁材外殼(1)散熱，進而降低定子鐵芯的發熱量，提高整體效率。
通過實際測試，本發明的節能無刷微動能發電機(100)的通過在輸出端加上負載後的實際量測結果如下表1所示。其中，在本發明的較佳實施例中， 負載是使用阻值為20歐姆的負載器，每一個定子鐵芯中的每一級線圈是使用0.8mm直徑的銅線繞線44匝、而每一個永磁體的磁強度為N45。
Figure 111104337-A0305-02-0023-1
由於本發明的節能無刷微動能發電機(100)的第一發電機組(110)與第二發電機組(130)是使用相同的結構配置，而上述在結構1(是使用第一連接裝置(101)與第二連接裝置(102))實際測試的輸出功率不相同的原因，是永磁體的磁強度差異或是永磁體間的排列間隙等的差異所造成。而在結構2(是使用第三連接裝置(103))的實際測試輸出功率大於結構1的輸出功率。很明顯的，通過本發明 的節能無刷微動能發電機(100)的配置，可以得到1.48倍的功率輸出，確實能達到節能的效果。
再接著，請參考圖4，是本發明的節能無刷微動能發電機的一種單機模組的無刷微動能發電機示意圖。如圖4所示，本發明的單機模組無刷微動能發電機(400)，是由一個定子鐵芯(41)及一對間隔相鄰配置於定子鐵芯(41)兩側面的轉子(412-1)及轉子(412-2)所組成，其中，轉子(412-1)及轉子(412-2)是通過一個連接裝置(410)固接在定子鐵芯(41)的兩側邊。
在本發明的單機模組無刷微動能發電機(400)實施例中，定子鐵芯(41)為一個中空的圓盤體(411)，並且是固接在外殼(1)中。定子鐵芯(41)是採用矽鋼片疊壓而成，並在中空的圓盤體(411)的兩側面上，各配置有複數個間隔相鄰的定位槽(413)。其中，通過本發明的定子所設計的矽鋼片結構，增加了散熱空間並提高了散熱效益。接著，將一對形狀、構造與定子鐵芯(41)上的定位槽(413)相同的線圈固定絕緣套(422-1)及線圈固定絕緣套(422-2)相應配置在定子鐵芯(41)的圓盤體(411)兩側的定位槽(413)上，並使定子鐵芯(41)上的圓盤體(411)與線圈固定絕緣套(422-1)及線圈固定絕緣套(422-2)結合成一體，其中，線圈固定絕緣套(422-1)及線圈固定絕緣套(422-2)可以選擇使用絕緣材料即可。接著，將一個高反電動勢繞組所形成的具有複數個線圈級數的繞線組(414)分別配置在線圈固定絕緣套(422-1)及線圈固定絕緣套(422-2)上，其中複數個線圈級數的繞線組(414)中的每一個線圈匝是相應並固定在具有絕緣套的定位槽(413)上。接著，相鄰配置在定子鐵芯(41)兩側的轉子(412-1)及轉子(412-2)，是只在相鄰于高反電動勢繞組所形成的複數個線圈級數的繞線組(414)的一個側面上，配置有複數個間隔的永磁體(未顯示於圖4中，而是與圖3的相同)，其中，配置在線圈固定絕緣套(422-1) 及線圈固定絕緣套(422-2)上的高反電動勢繞組繞線組(414)為24級，而轉子(412-1)及轉子(412-2)上的永磁體均為16級。
接著，提供一個連接裝置(410)，用以將連接裝置(410)的第一端通過或是貫穿定子鐵芯(41)的中空部位，並且不會與定子鐵芯(41)接觸。其中，接裝置(410)為一個具有兩端的空心柱體，轉子(412-1)固接在接裝置(410)的第一端上，而轉子(412-2)是固接在接裝置(410)的第二端上，使得轉子(412-1)及轉子(412-2)配置在定子鐵芯(41)的兩側，其中，轉子(412-1)與轉子(412-2)固接在連接裝置(410)的方式是與前述目的相同，在此不再贅述。最後，在外殼(1)的兩側邊分別與第一側蓋(415)及第二側蓋(416)固接成一體，其中第一側蓋(415)的中心區域配置有通孔(451)，且通孔(451)與連接裝置(410)的第一端的中空開口部位相對應，而第二側蓋(416)的中心區域配置有通孔(461)，且通孔(461)與連接裝置(410)的第二端的中空開口部位相對應。
同樣的，在本發明的單機模組無刷微動能發電機(400)的實施例中，是在第一側蓋(415)或是第二側蓋(416)的中心區域分別配置一個培林軸承(450)或是培林軸承(460)。培林軸承(450)及培林軸承(460)的中心具有通孔(151)及通孔(161)(培林軸承(150)與培林軸承(450)是相同的元件，培林軸承(160)與培林軸承(460)是相同的元件，通孔(151)與通孔(161)繪示於圖1)，其中，第一側蓋(415)的通孔(451)是與連接裝置(410)的第一端的中空開口部位相對應，而第二側蓋(416)的通孔(461)是與連接裝置(410)的第二端的中空開口部位相對應。而選擇在第一側蓋(415)或是第二側蓋(416)上配置培林軸承(450)或是培林軸承(460)之目的，是與前述目的相同，在此不再贅述。此外，在單機模組無刷微動能發電機(400)運作時，可以進一步配置一個旋轉軸(40)，用以貫穿連接裝置(410)的中空 部，並固接在連接裝置(410)上。其中，固接方式可以選擇使用一種鎖固件，例如螺絲。
在本發明的單單機模組無刷微動能發電機(400)構造中，是進一步在定子鐵芯(41)中的圓盤體(411)兩個面均配置有24級的高反電動勢繞組繞線組(414)，使得單機模組無刷微動能發電機(400)可以較一般定子鐵芯只在圓盤體的一側邊上配置高反電動勢繞組繞線組的發電效果更好或是更高。
最後，如圖5所示，本發明可以通過旋轉軸(10)或是旋轉軸(40)將本發明的節能無刷微動能發電機(100)與其他的發電機做串聯(cascade)連接，例如只與一個單機模組無刷微動能發電機(400)串聯。節能無刷微動能發電機(100)的結構與圖1實施例相同，在此不再贅述。其中，旋轉軸(10)或是旋轉軸(40)的一端是通過節能無刷微動能發電機(100)上的第一側蓋(15)的中心區域的通孔(151)與連接裝置(101)或是連接裝置(103)的一端固接，而旋轉軸(10)的另一端是通過單機模組無刷微動能發電機(400)上的第一側蓋(415)的中心區域的通孔(451)與連接裝置(410)的一端固接。通過旋轉軸(10)或是旋轉軸(40)的串接，當節能無刷微動能發電機(100)中的主定子鐵芯(A2)接上電源後，就會驅動節能無刷微動能發電機(100)中的第一發電機組(110)中的主轉子(A3)與第二發電機組(130)中的轉子(B8)轉動。通過主轉子(A3)的轉動，進一步帶動連接裝置(101)或是連接裝置(103)一起轉動，之後旋轉軸(10)或是旋轉軸(40)被連接裝置(101)或是連接裝置(103)帶動而轉動，再進一步通過旋轉軸(10)或是旋轉軸(40)帶動連接裝置(410)一起轉動，使得單機模組無刷微動能發電機(400)中的轉子(412-1)和轉子(412-2)轉動。最後，本發明通過旋轉軸(10)或是旋轉軸(40)將節能無刷微動能發電機(100)與單單機模組無刷微動能發電機(400)做串聯(cascade)連接後，通過主轉子(A3)、 轉子(B8)及轉子(412-1)和轉子(412-2)的轉動，使得相鄰的第一定子鐵芯(C11)、第二定子鐵芯(B6)及單機模組無刷微動能發電機(400)中的定子鐵芯(41)產生輸出功率。
在完成串聯後，以同樣的電壓源輸入條件，經過量測，可以得到的輸出效益達到2.3倍，如下表2所示。
Figure 111104337-A0305-02-0027-2
通過上述的說明，本發明的節能無刷微動能發電機(100)可以在僅需提供少量電力，就能產生總和倍數以上的電力出來。特別是本發明還可以通過結構上的彈性設計，進一步通過旋轉軸(10)來將結構1或是結構2所形成的節能無刷微動能發電機(100)串接至少一個單機模組的節能無刷微動能發電機(400)時，就可以形成一種電源倍增節能系統(Energy saving of power multiplication system， ESPMS)。此種電源倍增節能系統(ESPMS)可應用於各類高用電量產品上，例如電動汽車、家用供應電、工業用電等。
很明顯的，本發明的節能無刷微動能發電機(100)或是單機模組的節能無刷微動能發電機(400)可以根據用途，製造成不同尺寸的產品，例如：當作為電動汽車的發電機模組使用時，可以製造成尺寸微型化的產品，例如：本發明的節能無刷微動能發電機(100)應用在汽車的發電機使用時的主發電機尺寸為200mm(寬)*160mm(長)。而當作為家用供應電的或是作為工業用電的發電機模組使用時，可以製造成尺寸較大的產品。因此，本發明對於節能無刷微動能發電機(100)或是單機模組的節能無刷微動能發電機(400)的應用及相應的成尺寸大小並不加以限制。
以上所述僅為本發明較佳的實施方式，並非用以限定本發明權利的範圍。同時以上的描述，對於相關技術領域中具有通常知識者應可明瞭並據以實施，因此其他未脫離本發明所揭露概念下所完成之等效改變或修飾，應均包含于本發明的專利要求範圍中。
1:外殼
10:旋轉軸
101:第一連接裝置
1011:第一連接裝置的一端
1012:第一連接裝置的另一端
102:第二連接裝置
1021:第二連接裝置的一端
1022:第二連接裝置的另一端
103:第三連接裝置
1031:第三連接裝置的一端
1032:第三連接裝置的另一端
C11:定子鐵芯
110:第一發電機組
12-1:轉子C1
12-2:轉子C2
130:第二發電機組
13-1:永磁體C1
13-2:永磁體C2
C14:高反電動勢繞組
15:第一側蓋
150、160:培林軸承
151、161:培林軸承的通孔
16:第二側蓋
A2:主定子鐵芯
A3:主轉子
A4:高反電動勢繞組
5-1、5-2:永磁體A
B6:定子鐵芯
B7:高反電動勢繞組
B8:轉子
9-1、9-2:永磁體B

Claims (16)

  1. 一種節能無刷微動能發電機，包括：一外殼，固接於一第一側蓋以及一第二側蓋；一主定子鐵芯，固定於該外殼上，為一個中心有通孔的圓盤體，並於此圓盤體上配置具有主線圈級數的高反電動勢繞組，該主定子鐵芯具有兩相對的一第一側邊及一第二側邊；相鄰配置在該主定子鐵芯兩側的一第一發電機組及一第二發電機組，其中該主定子鐵芯、該第一發電機組及該第二發電機組均配置於該外殼內；其中該第一發電機組相鄰配置於該主定子鐵芯的該第一側邊，該第一發電機組還包括：一第一定子鐵芯，固定於該外殼上，為一個中心有通孔的圓盤體，並於此圓盤體上配置具有第一線圈級數的高反電動勢繞組，該第一定子鐵芯還具有兩相對的一第三側邊及一第四側邊；一第一轉子，具有兩相對的一第五側邊及一第六側邊，並以該第五側邊相鄰配置於該第一定子鐵芯的該第三側邊，以該第六側邊相鄰配置於該主定子鐵芯的該第一側邊，其中該第一轉子具有環形盤支架，並於此環形盤支架的兩側邊上均配置有多個永磁體，以及此環形盤支架中心區域還具有連接孔；以及一第二轉子，相鄰配置於該第一定子鐵芯的該第四側邊，具有環形盤支架，並於此環形盤支架的其中一側邊上配置有複數個永磁體，以及此環形盤支架中心區域具有一個連接孔；以及 一第一連接裝置，為一中空的柱狀體並具有兩相對的一第一端及一第二端，該第一連接裝置通過該第一定子鐵芯的圓盤體上的通孔，並通過該第一轉子的連接孔固接該第一轉子於該第一端，以及通過該第二轉子的連接孔固接該第二轉子於該第二端；其中該第二發電機組相鄰配置於該主定子鐵芯的該第二側邊，該第二發電機組還包括：一第二定子鐵芯，固定於該外殼上，為一個中心有通孔的圓盤體，並於該圓盤體上配置具有第二線圈級數的高反電動勢繞組，該第二定子鐵芯還具有兩相對的一第七側邊及一第八側邊；一第三轉子，具有兩相對的一第九側邊及一第十側邊，並以該第九側邊相鄰配置於該第二定子鐵芯的該第七側邊，以該第十側邊相鄰配置於該主定子鐵芯的該第二側邊，其中該第三轉子具有環形盤支架，並於此環形盤支架的兩側邊上均配置有多個永磁體，以及此環形盤支架中心區域還具有連接孔；一第四轉子，相鄰配置於該第二定子鐵芯的該第八側邊，其中該第四轉子還具有環形盤支架，並於此環形盤支架的一側邊上配置有多個永磁體，以及此環形盤支架中心區域還具有連接孔；以及一第二連接裝置，為一中空的柱狀體並具有兩相對的一第三端及一第四端，該第二連接裝置通過該第二定子鐵芯的的圓盤體上的通孔，並通過該第三轉子的該連接孔固接該第三轉子於該第三端，以及通過該第四轉子的該連接孔固接於該第四轉子於該第四端； 其中該第一側蓋的中心區域配置有通孔用以與該第一連接裝置的該第一端的中空開口部位相對應，以及該第二側蓋的中心區域配置有通孔且用以與該第二連接裝置的該第四端的中空開口部位相對應；以及一旋轉軸，為柱狀體並用以貫穿該第一連接裝置及該第二連接裝置的中空部，其中該旋轉軸與該第一連接裝置及該第二連接裝置固接。
  2. 一種節能無刷微動能發電機，包括：一外殼，固接於一第一側蓋以及一第二側蓋；一主定子鐵芯，固定於該外殼上，為一個中心有通孔的圓盤體，並於此圓盤體上配置具有主線圈級數的高反電動勢繞組，該主定子鐵芯具有兩相對的一第一側邊及一第二側邊；相鄰配置在該主定子鐵芯兩側的一第一發電機組及一第二發電機組，其中該主定子鐵芯、該第一發電機組及該第二發電機組均配置於該外殼內；以及一連接裝置，為中空的柱狀體並具有一第一端及一第二端，該連接裝置通過該主定子鐵芯的圓盤體上的通孔，並通過該第一端連接該第一發電機組，以及通過該第二端連接該第二發電機組；其中該第一發電機組相鄰配置於該主定子鐵芯的該第一側邊，該第一發電機組還包括：一第一定子鐵芯，固定於該外殼上，為一個中心有通孔的圓盤體，並於此圓盤體上配置具有第一線圈級數的高反電動勢繞組，該第一定子鐵芯還具有兩相對的一第三側邊及一第四側邊；一第一轉子，具有兩相對的一第五側邊及一第六側邊，並以該第五側邊相鄰配置於該第一定子鐵芯的該第三側邊，以該第六側邊相鄰配置於該主定 子鐵芯的該第一側邊，其中該第一轉子具有環形盤支架，並於此環形盤支架的兩側邊上均配置有多個永磁體，以及此環形盤支架中心區域還具有連接孔；以及一第二轉子，相鄰配置於該第一定子鐵芯的該第四側邊，具有環形盤支架，並於此環形盤支架的其中一側邊上配置有複數個永磁體，以及此環形盤支架中心區域具有連接孔；其中該連接裝置的該第一端通過該第一定子鐵芯的圓盤體上的通孔，並通過該第一轉子的該連接孔以及該第二轉子的該連接孔固接該第一轉子與該第二轉子於該第一端；其中該第二發電機組相鄰配置於該主定子鐵芯的該第二側邊，該第二發電機組還包括：一第二定子鐵芯，固定於該外殼上，為一個中心有通孔的圓盤體，並於此圓盤體上配置具有第二線圈級數的高反電動勢繞組，該第二定子鐵芯還具有兩相對的一第七側邊及一第八側邊；一第三轉子，具有兩相對的一第九側邊及一第十側邊，並以該第九側邊相鄰配置於該第二定子鐵芯的該第七側邊，以該第十側邊相鄰配置於該主定子鐵芯的該第二側邊，其中該第三轉子具有環形盤支架，並於此環形盤支架的兩側邊上均配置有多個永磁體，以及此環形盤支架中心區域還具有連接孔；以及一第四轉子，相鄰配置於該第二定子鐵芯的該第八側邊，其中該第四轉子還具有環形盤支架，並於此環形盤支架的其中一側邊上配置有多個永磁體，以及此環形盤支架中心區域還具有連接孔； 其中該連接裝置的該第二端通過該第二定子鐵芯的圓盤體上的通孔，並將該第三轉子及該第四轉子固接於該第二端上；其中該第一側蓋的中心區域配置有通孔用以與該第一連接裝置的該第一端的中空開口部位相對應，以及該第二側蓋的中心區域配置有通孔且用以與該第二連接裝置的該第四端的中空開口部位相對應。
  3. 如請求項1或2的節能無刷微動能發電機，其中該第一發電機組中的該第一轉子的環形盤支架上的多個永磁體是使用不同級數的永磁體。
  4. 如請求項3的節能無刷微動能發電機，其中該第一發電機組中的該第一轉子在該第六側邊上的永磁體級數小於該第五側邊的永磁體級數。
  5. 如請求項1或2的節能無刷微動能發電機，其中該第一發電機組中的該第一轉子在該第五側邊配置的永磁體，以及該第二轉子在相鄰於該第一定子鐵芯的環形盤支架的側邊配置的永磁體是使用相同級數的永磁體。
  6. 如請求項1或2的節能無刷微動能發電機，其中該主定子鐵芯的圓盤體上配置的高反電動勢繞組的主線圈級數小於該第一定子鐵芯的圓盤體上配置的高反電動勢繞組的第一線圈級數。
  7. 如請求項1或2的節能無刷微動能發電機，其中該第二發電機組中的該第四轉子的環形盤支架上的兩側面上配置的永磁體是使用不同級數的永磁體。
  8. 如請求項7的節能無刷微動能發電機，其中該第二發電機組中的該第四轉子具有兩相對的側邊，以及在相鄰配置於該主定子鐵芯的環形盤支架的側邊上的永磁體級數小於另一側邊的永磁體級數。
  9. 如請求項1或2的節能無刷微動能發電機，其中該主定子鐵芯的圓盤體上配置的高反電動勢繞組的主線圈級數小於該第二定子鐵芯的圓盤體上配置的高反電動勢繞組的第二線圈級數。
  10. 如請求項1或2的節能無刷微動能發電機，其中該第二發電機組中的該第三轉子該第九側邊配置的永磁體，以及該第四轉子在相鄰於該第二定子鐵芯的環形盤支架的側邊配置的永磁體是使用相同級數的永磁體。
  11. 如請求項1或2的節能無刷微動能發電機，其中該主定子鐵芯的圓盤體上配置的高反電動勢繞組的主線圈級數小於該第二定子鐵芯的圓盤體上配置的高反電動勢繞組的第二線圈級數。
  12. 如請求項1或2的節能無刷微動能發電機，其中該主定子鐵芯為該節能無刷微動能發電機的輸入端。
  13. 如請求項1或2的節能無刷微動能發電機，其中該第一定子鐵芯與該第二定子鐵芯均為該節能無刷微動能發電機的輸出端。
  14. 如請求項1或2的節能無刷微動能發電機，其中該第一轉子、該第二轉子、該第三轉子以及該第四轉子上的永磁體的極性是以S級與N級兩兩相對方式配置。
  15. 如請求項1或2的節能無刷微動能發電機，其中該第一側蓋或是該第二側蓋的中心區域還配置有培林軸承。
  16. 如請求項2的節能無刷微動能發電機，還配置一旋轉軸，用以貫穿該連接裝置的中空部並固接於該連接裝置上。
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