发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是关于一种发电装置，包含：至少一层线圈定子，其由一平面状的支持体、附著于该支持体的至少一圈的周期波状感应线圈、及连接于该感应线圈两端与需求电能的外部负载间的一对电能引出线所构成；及一磁环转子，可相对于线圈定子旋转，该磁环转子与该线圈定子大致平行并保持一适当间距，于该磁环转子的周缘设有磁环，该磁环由多个永久磁铁串接排列形成于该磁环转子的周缘。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术关于一种发电装置，尤其关于一种利用具有相对旋转部分的设备例如自行车，或具有相对往复运动部分的设备来发电的发电装置。传统的自行车上的发电装置，在使用时需磨擦自行车车轮而发电，所产生的电压为交流正弦波电压。此一发电方式，因其磁阻转矩，会造成自行车前进的负荷过大，增加骑乘者的疲劳。因此，于目前市面上已看不到具有此一发电装置的自行车。鉴于前述传统自行车的发电装置的缺点，本技术的目的是提出一种不因其装设而提高自行车前进负荷，即可降低磁阻转矩，不增加骑乘者疲劳，且发电效率较前述传统自行车的发电装置更高的发电装置。依本技术的第一实施例的发电装置，包含至少一层的线圈定子，其由一平面状的支持体、附著于该支持体的至少一圈的周期波状感应线圈、及连接于该感应线圈两端与需求电能的外部负载间的一对电能引出线所构成；及一磁环转子，可相对于该线圈定子旋转，该磁环转子与该线圈定子大致平行并保持一适当的间距，于该磁环转子的周缘设有磁环，该磁环由多个磁极的永久磁铁形成于该磁环转子的周缘。依本技术的第二实施例的发电装置，包含至少一层的线圈定子，其由一圆筒状的支持体、附著于该圆筒状的支持体的周面上的至少一圈之沿周边方向延伸的周期波状感应线圈、及连接于该感应线圈两端与需求电能的外部负载间的一对电能引出线所构成；及一圆筒状的磁性转子，可相对于该线圈定子旋转，该圆筒状的磁性转子与该圆筒状的线圈定子实质上同轴并保持一适当的径向间距，于该磁性转子的面向该周期波状感应线圈的周面上设有多个磁极之沿周向排列的永久磁铁。依本技术的第三实施例的发电装置，包括至少一层的线圈固定件，包括一平板状的支持体、附著于该支持体的至少一排的周期波状感应线圈、及连接于该感应线圈两端与需求电能的外部负载间的一对电能引出线；及一平板状的磁性往复件，可相对于该线圈固定件往复运动，该磁性往复件与该线圈固定件大致平行并保持一适当间距，沿该磁性往复件纵长方向设有至少一个磁极的永久磁铁。本技术的详细构造及其功能、效果，将由后面参考下列各附图对其实施例所作之说明，而更加清楚。附图说明图1为本技术的第一实施例，利用具有相向平行设置而能相对旋转运动的两平板状部分的设备(自行车)施行发电的发电装置的正视图。图2为图1的侧视图；图3A为图1、2所示自行车的发电装置中的线圈定子一实施态样的侧视图；图3B为显示具单层结构的线圈定子的侧视图；图4A为图1、2所示自行车的发电装置中的线圈定子的另一实施态样的侧视图；图4B为显示具双层结构的线圈定子的侧视图；图5A、B、C为显示图1中所示自行车的发电装置中的磁环转子的构造正视图及剖视图；图5D为显示图1中所示自行车发电装置中的磁环转子与线圈定子位置位系的立体图6显示由图5A、B、C所示磁环转子产生的磁通密度与其周向角度的关系曲线；图7显示当磁环转子旋转时，线圈定子线圈所感应产生的近似矩形脉波形状的电压波形；图8显示由传统式发电装置所产生的正弦波电压波形；图9显示由本技术的发电装置与由传统式发电装置所产生的电压波形的比较；图10为显示在图1至图5中所示的电能引出线连至外部负载的半途设置整流器及电容器的示意图；图11为本技术的第二实施例，利用具有同轴设置而能相对旋转的两圆筒状设备施行发电的发电装置分解立体图。图12为本技术的第三实施例，利用具有相向平行设置而能对往复运动的两平板状部分的设备施行发电的发电装置立体图。一般而言，发电装置利用导体与磁场发生相对运动时，会在导体上感应一电动势的电磁感应原理，而将机械能转换为电能的装置。一个发电装置基本上包含有下列基本要素(1)建立磁场的磁极。(2)切割磁场产生感应电动势的线圈。(3)造成磁场与线圈相对运动的机械动力来源。至于发电装置所产生的电压大小则与磁场强度、线圈匝数、及线圈相对运动速度三者乘积成正比，而可以下式表之E＝B×L×V×N(伏特)其中，E＝感应电动势 伏特B＝磁通密度 韦/平方米L＝导体长度 米V＝导体速度 米/秒N＝线圈匝数匝本技术的一实施例，即利用上述原理，以自行车的前轮作为机械动力来源，以磁环转子作为建立磁场的磁极，以线圈定子作为切割磁场产生感应电动势的线较，而达成发电功能。图1及图2分别为将本技术的第一实施例的发电装置装设于自行车上的部分示意正视图与侧视图。如此二图所示，一般自行车的前轮附近的构造，是于车架0的前叉1下端装设前轮轮轴2，再以可绕该前轮轮轴2自由旋转的方式，将包含轮毂3、轮胎4的旋转部支持于前轮轮轴2。其次，说明如何将本技术的发电装置装设于此一部分。本技术的发电装置主要由一磁环转子10、一线圈定子20及一对电能引出线30所构成。磁环转子10装设于自行车的可绕前轮轮轴2自由旋转的轮毂3上。而线圈定子20则装设于前轮轮轴2上。电能引出线30自线圈定子20引出而可将所产生的电能输送至车灯(参考图3、4、10)等外部负载处。参考图3A，于此图中显示本技术的发电装置中的线圈定子20的一最简单形式的构造。此一线圈定了20包括一圆盘状的支括部21，及以蚀刻等方式形成地该支托部21上的由铜或其他导电性材料构成的线圈22。该线圈22由多个成矩形脉波形状的部分23彼此连接成一圈而构成。此线圈22的两端点可分别以电能引出线30连接至外部负载40。图3B显示比一线圈定子20可仅由单层所构成。其次参考图4A，于此图中显示本实有新型的发电装置中的线圈定子20的另一形式构造。此一线圈定子20与图3A所示者之不同点，在于其包含有配置于同一支托部21上且彼此内外叠置但互相绝缘的两圈线圈22A及22B，外圈线圈22A的末端与内圈线圈22B的始端相连接，令其内的电流流向一致。而外圈线圈22A的始端与内圈线圈22B的末端则分别与电能引出线30相连接。图4B显示本技术的发电装置中的线圈定子20的又另一形式构造。此一线圈定子20与图3B所示者之不同点，在于其由平行配置于两个上下叠置的不同层20A与20B上的线圈彼此连接而构成者。两层20A与20B的线圈间，须加以绝缘。如图5A及B所示的磁环转子10的构造，包含一圆形铁板11及由多个磁极12的永及磁铁形成于该圆形铁板11的周缘而构成的磁环两部分。此两部分亦可由磁铁一体形成(图5C)。磁环转子10与线圈定子20大致平行并保持适当间距(亦请参考图1)，可沿箭头C所示方向相对于线圈定子20旋转。由于永久磁铁的各磁极12所占的磁极跨角Ω极小，亦即永久磁铁的各磁极12的厚度极小，故沿著磁环转子10的周缘的磁通密度B如图6所示，所近似矩形脉波形状。磁环转子10的永久磁铁的各磁极12的磁极跨角Ω，设成与线圈的线圈跨角θ相等。因此，在磁环转子10及线圈定子20分别装设于自行车轮毂3与转轴2上(参考图1)，且在磁环转子10随同轮毂3一齐转动的情况下，由于线圈定了20上的线圈22切割磁环转子10上的永久磁铁所生磁场所生磁场而感应出来的电压V与时间的关系曲线，即如图7所示，成近似矩形脉波形状。其次参考图9，将本技术的发电装置所产生的近似矩形脉波形状的感应电压V1(图7)，和传统的发电机所生的正弦波形状的电压V2(图2)相较即可发现，依本技术的发电装置所产生的近似矩形脉波形状的感应电压V1显较传统发电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电装置，其特征在于，包含：至少一层线圈定子，包括一平面状的支持体、附著于该支持体的至少一圈的周期波状感应线圈，及连接于该感应线圈两端与需求电能的外部负载间的一对电能引出线；及一磁环转子，可相对于该线圈定子旋转，该磁环转子与该线 圈定子大致平行并保持适当间距，于该磁环转子周缘设有磁环，该磁环由多个磁极的永久磁铁形成于该磁环转子的周缘。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世洲，吴东权，翁振声，陈瑞田，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]