盘式发电机的制作方法

1.本实用新型涉及一种发电机，尤指定子载盘环设的线圈绕体具有一偏移弧角，使线圈绕体与磁铁的趋近面积大于脱离面积，以减少其相互抵消的感应电流量及降低磁组干扰，进而得到较大发电效益的一种盘式发电机。


背景技术：

2.发电机的功能在将动能转换成电能，其动能系经由动力轴输入至发电机内部，并利用转子上的永久磁铁与对应设置的定子组的线圈相互作用后，产生电能并经由导线输出给应用端。次按，由动能驱动使转子带动转子上的磁铁同步旋转，再由磁铁的磁力线对定子上的线圈产生磁力切割，使定子上的线圈发生磁场变化，进而产生感应电流发电，是盘式发电机的发电原理。
3.盘式发电机的定子一定要有线圈固定盘，使嵌设的线圈厚度一致，才能有效降低线圈与磁铁的距离，而距离越近，磁铁与线圈切割时，磁力越强；而线圈匝数一致，才能有效降低内阻，而内阻低其电力输出才顺畅，且输出没有阻塞，发电机才不会过热。又者，线圈的方向必须相同，其所感应的电流方向才会相同；如果电流方向不相同，则两个反向电流将相互抵消，其产电效益不但不增反减，且发电机将会急速升温。再者，盘式发电机的转子一定要有磁铁固定盘，使组设磁铁的距离相同，则转子在旋转时其磁力切割线圈才会平均；如果磁力切割不平均，则发电机将会产生摇晃与抖动的现象。
4.图1所示，为中国台湾专利公告编号第twm599054「盘式发电机结构」新型专利，其包括一定子载盘910、一穿设定子载盘910的转轴部920、二设于转轴部 920且位于定子载盘910相异侧的转子载盘930、复数环设于转子载盘930上的磁性元件931、复数环设于定子载盘910上的绕线载体940、至少一连续缠绕于该些绕线载体940上的线圈部960，其中同一转子载盘930上两两相邻的磁性元件931磁极相异，相异转子载盘930上两两相对的磁性元件931磁极相异，且线圈部931于各绕线载体940上的线圈匝数与绕线方向都相同，并利用磁性元件931与绕线载体940在数量上规律的配置，以有效提升各线圈部960的电流产值，并迭加各绕线载体940的发电量。
5.然而，从图式中可看出，环设于转子载盘930上的磁性元件931与环设于定子载盘910上的绕线载体940，均呈相同径向角度的配置形态，因此该转子载盘930被转轴部920带动而旋转时，该绕线载体940相对于磁性元件931的接触面积，其增加部份与减少者等量，则感应的电流将相互抵消，进而降低其产电效益。


技术实现要素：

6.有鉴于现有技术的缺点及不足，本实用新型提供一种盘式发电机，其凭借定子载盘所环设的线圈绕体，与转动轴之间形成一偏移弧角，以减少转子载盘所环设磁铁与该线圈绕体之间所产生的磁组，进而得到较大的感应电流，并提升发电效能者。
7.为达上述目的，本实用新型采取的技术手段，包括：一机壳，为一中空框体，其内缘
形成一容室；一转动轴，为一杆体，穿设该机壳的轴座，且承接一外部传动件的带动而在该轴座中枢转；至少一定子载盘，枢设于该转动轴上，复数个线圈框架，各自的线圈框架为一中空的弧状扇形结构，环设于该定子载盘中，且各个线圈框架与该转动轴形成一偏移弧角；复数个线圈绕体，其各自的线圈匝数与绕线方向均相同，且嵌设于该线圈框架中；令该复数个线圈绕体区分为三组绕线，每一组绕线由一导线头尾相接缠绕若干个线圈绕体而成；至少二转子载盘，有间隙地组设于该定子载盘两侧的转动轴上并与其同步旋转，复数片磁铁，其数量等同于该线圈绕体数，环设于该转子载盘且临近于该定子载盘的面侧，并令其两两相邻的磁铁其磁极相异，又该二转子载盘上的磁铁其两两相对的磁极相异；三对输出部，穿设于该机壳的壳壁，而每一组绕线其导线的头尾两端则分别自该输出部穿出该机壳外缘。
8.如此，该转动轴凭借外部传动件的驱转而带动该转子载盘旋转，则该转子载盘上的磁铁将相对于该定子载盘上的线圈绕体产生移动，使线圈绕体感应到磁铁所造成的磁场变化而产生感应电流；由于弧状扇形结构的线圈框架与该转动轴形成一偏移弧角，则该转子载盘旋转将使该线圈绕体与磁铁的趋近面积大于脱离面积，故而在切割磁力线的过程中，将可减少其相互抵消的感应电流量，也将降低该线圈绕体与磁铁相互之间的磁组干扰，进而得到较大发电效益。
9.依据前揭特征，本实用新型中该线圈绕体为12个，而磁铁的数量则有8片，该配置方式将可降低该转动轴的扭力，使该外部传动件的的启动电流不会过高，并使耗损变小；同时该线圈绕体的分布角度平均为30度，而磁铁的分布角度平均为45度，当线圈绕体相对于磁铁的分布角度越小，越能提升运转及发电的稳定性。
10.依据前揭特征，本实用新型中该转子载盘其磁铁相对侧的转动轴上，更组设一具有若干叶片的风扇，该风扇的中心设有一轴孔，以键块穿入该轴孔与该转动轴的键槽，使该风扇与转动轴同步旋转，用以降低该定子载盘所环设的线圈绕体内其感应电流所产生的热量。
11.依据前揭特征，本实用新型中该定子载盘包括一左、右盘体，其外侧面各自具有一外环面，且该外环面设有相对应的复数个组合孔；及一左、右轴座，其内缘面具有一轴孔，用以嵌设一轴承并使其套设在该转动轴上枢转；其外侧面各自具有一内环面，且该内环面设有相对应的复数个组合孔；该复数个线圈框架，各自嵌设该线圈绕体后，分置于该左、右盘体及该左、右轴座之间，并分别以螺栓及螺帽锁合该组合孔，使该线圈绕体以环状排列固定于该定子载盘内。
12.依据前揭特征，本实用新型中该转子载盘包括一底板，其中心设有一轴孔，其环侧设有复数个等角度的螺孔；该磁铁设有固定孔，并分别以螺丝锁合该固定孔与螺孔，使该磁铁以环状排列固定于该转子载盘内，另以键块穿入该轴孔与该转动轴的键槽，使该转子载盘在转动轴上同步旋转。
13.凭借助前揭特征，本实用新型盘式发电机相对于现有的发电机具有如下的效益：
14.(1)本实用新型中该定子载盘中环设有12组线圈绕体，其各自与该转动轴形成一偏移弧角，且其线圈匝数与绕线方向均相同；又二转子载盘有间隙地组设于该定子载盘两侧，且临近于该定子载盘的面侧，环设有8片磁铁，而两两相邻的磁铁其磁极相异，且二转子载盘上的磁铁其两两相对的磁极相异，因此转子载盘旋转，则磁铁将相对于该定子载盘上的线圈绕体产生移动，使线圈绕体感应到磁铁所造成的磁场变化而产生感应电流；由于弧
状扇形的线圈绕体与该转动轴形成一偏移弧角，故而在切割磁力线的过程中，将可减少其相互抵消的感应电流量，也将降低该线圈绕体与磁铁相互之间的磁组干扰，进而得到较大发电效益。
15.(2)本实用新型中以12组线圈绕体搭配8片磁铁的配置方式，将可大幅降低该转动轴的扭力，使该外部传动件的的启动电流不会过高，并使耗损变小；同时该线圈绕体的分布角度平均为30度，而磁铁的分布角度平均为45度，当线圈绕体相对于磁铁的分布角度越小，将越能提升运转及发电的稳定性。
16.(3)本实用新型中该转子载盘其磁铁相对侧的转动轴上，各自组设一具有若干叶片的风扇，且该风扇将与转动轴同步旋转，则该叶片所产生的风量将可有效降低该定子载盘所环设的线圈绕体内其感应电流所产生的热量，更进一步提升本实用新型的发电效益。
附图说明
17.图1是现有盘式发电机的分解立体图。
18.图2是本实用新型第一实施例的分解立体图。
19.图3是本实用新型第一实施例的组合剖视图。
20.图4是本实用新型第二实施例的分解立体图。
21.图5是本实用新型第二实施例的组合剖视图。
22.图6是本实用新型其转子载盘的组合立体图。
23.图7a是本实用新型其定子载盘的组合立体图。
24.图7b是本实用新型其线圈框架的结构示意图。
25.图8是本实用新型其线圈绕体与磁铁相互作用的示意图。
26.附图标记说明：10
‑
转动轴；20
‑
定子载盘；21
‑
线圈框架；22
‑
线圈绕体；23
‑ꢀ
左盘体；231
‑
外环面；232
‑
组合孔；24
‑
右盘体；25
‑
左轴座；251
‑
内环面；252
‑ꢀ
组合孔；253
‑
轴孔；26
‑
右轴座；27
‑
滚珠轴承；30
‑
转子载盘；31
‑
磁铁；32
‑
底板； 321
‑
轴孔；322
‑
螺孔；40
‑
风扇；41
‑
叶片；42
‑
轴孔；100
‑
盘式发电机第一实施例的结构；200
‑
盘式发电机第二实施例的结构；θ
‑
偏移弧角。
具体实施方式
27.首先，请参阅图2～图3所示，为本实用新型盘式发电机第一实施例100的结构，包括：一机壳(图未示)，为一中空框体，其内缘形成一容室；一转动轴 10，为一杆体，穿设该机壳的轴座，且承接一外部传动件(图未示)的带动而在该轴座中枢转；一只定子载盘20，其轴孔253嵌设一滚珠轴承27使其枢设于该转动轴10上，复数个线圈框架21，环设于该定子载盘20中，且各个线圈框架21 与该转动轴10形成一偏移弧角；复数个线圈绕体22，其各自的线圈匝数与绕线方向均相同，且嵌设于该线圈框架21中；令该复数个线圈绕体22区分为三组绕线，每一组绕线由一导线头尾相接缠绕若干个线圈绕体22而成；二只转子载盘30，其有间隙地组设于该定子载盘20两侧的转动轴10上并与其同步旋转，复数片磁铁31，环设于该转子载盘30且临近于该定子载盘20的面侧，并令其两两相邻的磁铁31其磁极相异，也即该转子载盘30上所环设的磁铁31，其磁极系以n.s.n.s
……
的方式来配置；又该二转子载盘30上的磁铁31其两两相对的磁极相异，也即该二只转子载盘30上所环设的磁铁31，其磁极系以n
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‑
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……
的方式来配置；三对输出部(图未示)，穿设于该机壳的壳壁，而每一组绕线其导线的头尾两端则分别自该输出部穿出该机壳外缘；二组风扇40，分别组设于该转子载盘30的外侧，该风扇40具有若干叶片41，且其中心设有一轴孔42，以键块穿入该轴孔42与该转动轴10的键槽，可使该风扇40与转动轴 10同步旋转，进而降低定子载盘20所环设线圈绕体22内其感应电流所产生的热量。
28.请进一步参阅图4～图5所示，为本实用新型盘式发电机第二实施例200的结构，包括：一机壳(图未示)，一转动轴10，穿设该机壳的轴座，且承接一外部传动件(图未示)的带动而在该轴座中枢转；二只定子载盘20，其轴孔231系各自嵌设一滚珠轴承51使其枢设于该转动轴10上，复数个线圈框架21，系各自环设于该定子载盘20中，且各个线圈框架21与该转动轴10形成一偏移弧角；复数个线圈绕体22，其各自的线圈匝数与绕线方向均相同，且嵌设于该线圈框架21中；四只转子载盘30，系以2只为一组，两两有间隙地组设于该定子载盘 20两侧的转动轴10上并与其同步旋转，且位居中央处的二只转子载盘30，更以螺栓穿设其中予以所合成一体；复数片磁铁31，系各自环设于该转子载盘30 且临近于该定子载盘20的面侧，并令其两两相邻的磁铁31其磁极相异，也即该转子载盘30上所环设的磁铁31，其磁极系以n.s.n.s
……
的方式来配置；又该二转子载盘30上的磁铁31其两两相对的磁极相异，也即该二组转子载盘30 上所环设的磁铁31，其磁极系以n<
‑
>s、s<
‑
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……
的方式来配置；三对输出部，穿设于该机壳的壳壁，而每一组绕线其导线的头尾两端则分别自该输出部穿出该机壳外缘；二组风扇40，分别组设于该转动轴10的两侧其转子载盘30 的外侧，该风扇40具有若干叶片41，且其中心设有一轴孔42，以键块穿入该轴孔42与该转动轴10的键槽，可使该风扇40与转动轴10同步旋转，进而降低定子载盘20所环设线圈绕体22内其感应电流所产生的热量。
29.图6所示，为本实用新型中其转子载盘30的结构，包括一底板32，且其中心设有一轴孔321，其环侧设有8个等角度的螺孔322；本实施例中磁铁31的数量为8个，该磁铁31设有固定孔311，并分别以螺丝锁合该固定孔311与螺孔322，使该磁铁31以环状排列固定于该转子载盘30内，另以键块穿入该轴孔 321与该转动轴10的键槽，使该转子载盘30在转动轴10上同步旋转。
30.图7a所示，为本实用新型中其定子载盘20的结构，包括一左、右盘体23/24，其外侧面各自具有一外环面231，且该外环面231设有相对应的复数个组合孔 232；及一左、右轴座25/26，其内缘面具有一轴孔253，用以嵌设一滚珠轴承 27并使其套设在该转动轴10上枢转；其外侧面各自具有一内环面251，且该内环面设有相对应的复数个组合孔252；本实施例中该线圈框架21的数量为12个，各自线圈框架21于嵌设该线圈绕体22后，分置于该左、右盘体23/24及该左、右轴座25/26之间，并分别以螺栓及螺帽锁合该组合孔，使该线圈绕体22以环状排列固定于该定子载盘20内。
31.图7b所示，为本实用新型其线圈框架21的结构，其系呈一中空的弧状扇形，且其轮廓为一类椭圆的形状；本实施例中系以该线圈框架21中的篓空轮廓作成一治具，并在该治具外缘缠绕线圈导线，令其缠绕的匝数与方向都相同，因此该线圈绕体22嵌入线圈框架21后，与转子载盘30中的磁铁31所感应的电流方向才会相同，况且，本实施例中设定为三组绕线，而每组绕线由4个线圈绕体22其头尾相接的导线缠绕而成，固其电流值由4个线圈绕体22的各自感应电流所迭加者；再者，由于该线圈框架21组设于该定子载盘20中，与该转动轴
10形成一偏移弧角θ，则该转子载盘30于旋转过程中，该线圈绕体22 与磁铁31的趋近面积将大于脱离面积，则可降低该线圈绕体与磁铁相互之间的磁组干扰，也将减少其相互抵消的感应电流量，进而得到较大发电效益。
32.图8所示，为本实用新型中其线圈绕体22与磁铁31相互作用的状态，其中，该定子载盘20中环设有12组线圈绕体22，其各自与该转动轴10形成一偏移弧角θ，且其线圈匝数与绕线方向均相同；又二转子载盘30有间隙地组设于该定子载盘20两侧，且临近于该定子载盘20的面侧，环设有8片磁铁31，而两两相邻的磁铁31其磁极相异，且二转子载盘30上的磁铁31其两两相对的磁极相异，因此转子载盘旋转，则磁铁将相对于该定子载盘上的线圈绕体产生移动，使线圈绕体感应到磁铁所造成的磁场变化而产生感应电流；由于弧状扇形的线圈绕体与该转动轴形成一偏移弧角，故而在切割磁力线的过程中，将可减少其相互抵消的感应电流量，也将降低该线圈绕体与磁铁相互之间的磁组干扰，进而得到较大发电效益。再者，以12组线圈绕体22搭配8片磁铁31的配置方式，将可大幅降低该转动轴的扭力，使该外部传动件的的启动电流不会过高，并使耗损变小；同时该线圈绕体的分布角度平均为30度，而磁铁的分布角度平均为45度，线圈绕体相对于磁铁的分布角度越小，将越能提升运转及发电的稳定性。
33.以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。