[发明专利]一种应用同极对向磁组的电磁装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于马达或发电机的电磁技术，特别涉及一种应用同极对向磁组的电磁装置，其马达或发电机的永久磁铁呈同极相对，借以提升发电效率或提高马达运转效能。

背景技术

电为工业之母，更是现代人生活不可或缺的基本能源，然而无论是运用核能、火力、风力或水力发电，都必须经过电磁机构的发电过程才能将各种能源转换成电能，因此用于发电的电磁机构的功效率，其攸关着各种能源的消耗速度和替代能源的开发。而现有的电磁机构主要由线圈与磁铁所组成的定子与转子的旋转机为主，该电磁机构的旋转机依其动作方式不同被定义为驱动用的马达或发电机，而其运作原理如图1、图2所示，依照弗来明右手定律而言，其中磁力线方向、电流方向及运动方向呈相互垂直，因此在磁铁的S极与N极的磁场中设有可移动的导线，如此当导线相对垂直的磁力线由内向外移动时，可使导线内产生由右向左流出的电流；

以其中作为发电机的电磁机构而言，如图3所示，通常以相对的磁铁M1、M2作为定子，而两相对磁铁M1、M2的磁极呈相异状【亦即磁铁M1的S极对应磁铁M2的N极】，且于两磁铁M1、M2之间设有一作为转子的线圈L，线圈L的两端分别连接集电单元，当线圈L的圈面垂直于磁场方向时，通过线圈L内的磁力线数最多；当线圈L的圈面平行于磁场方向时，通过线圈L内的磁力线数最少；如此线圈L在磁场中转动时，每转动半圈【180度】，线圈L内的电流即改变方向一次【正极或负极】，因此当完成转动一圈时，才能完成一整个切割数【即为一个360度的弦波】，即所输出电流方向交替变换形成交流电。

由于线圈L在磁铁M1、M2磁场中运动所产生的电流非常小，所以发电机都利用多组线圈L在磁铁M1、M2磁场中运动，或利用多组磁铁M1、M2的磁场在线圈L内运动，以产生较大的电量。然不论采用何种，都会加大发电机的体积与重量，无形间也会加大其转子的启动力。因此截至目前为止，担负将各种能源转换为电能的重任的发电装置，承如前述，其发电效率仍受限于传统技术而未能有效发挥，且进一步更可归纳为如下几点原因：

1、无法超越弗来明右手定律：如图1、图2所示，磁电结构的三大要素为运动方向、电流方向和磁力线方向，其中运动方向和电流方向容易设定，而磁力线方向则难以掌控，因此磁力线通常都会选择如图3所示界于N-S或S-N间方向固定的惯性磁流，而难以超越。

2、无法驾驭顽固的磁场和多个固定磁铁交互作用的磁力线变化：如图3所示为呈N-S或S-N排列的磁组，其磁力线场即具有多样性的变化，因此传统磁电装置使用固定磁铁M1、M2的数量有其实务上的困难而受到限制。

3、由于受到N-S或S-N排列磁组会产生如图3所示的物理惯性反向磁流AF，此环场磁流的方向与两磁铁间的主磁流的方向是相反的，因此欲借由增加固定磁组数，以提高切割数的可行性极低。

4、传统N-S或S-N结构的电磁组合为降低漏磁的伤害，以及提高磁通量，通常会在N-S或S-N磁组的两磁铁M1、M2中置入包含铁蕊结构的线圈L以达到导磁的目的，此实务结构固然可达到预期的功效果，但也会因本装置在静止状态下，此包含铁蕊的线圈L与磁铁M1、M2间即会因此产生磁吸效应，而需极大的启动电流，始能顺利运转，且有功率损耗的问题。

而由于传统应用技术的最大缺点即是固定磁铁的使用效率过低，大家都知道固定磁铁的磁力线是由N极以360度方式流向S极，而传统电磁机构是以2个(或倍数)固定磁铁形成一应用磁场，因此对固定磁铁的磁力应用仅限于单体的单边N极或S极，而未运用到另一边的磁极，加以如图3所示，2个串接的磁场拥有极为复杂的磁力线分流，其中有互为反向的磁力线方向，并互相影响而减低磁力，且各部磁流的分流效果会再降低主应用磁场的磁力密度，因此这电是传统机电组合效率不佳的主因之一。

换言之，现有发电用的电磁机构，因其磁铁的组合令相异的磁极相对，而产生前述切割数少、体积大、重量大及启动电流大，造成其存在有功率损耗大及发电效率差的问题，且即便该电磁机构供作为驱动马达，电因其磁吸效应的影响，而需较大的启动力，无形间增加功率的损耗，造成能源的浪费，因此，值此全球传统能源日渐枯竭而反核能声浪日渐高涨的年代，如何提升电磁机构的功效率，是目前业界的当务之急。

缘是，本发明人针对前述现有电磁装置在使用时所而临的问题深入探讨，并借由多年从事研发的经验与使用的需求，而积极寻求解决之道，经不断努力的研究与试作，终于成功的开发出一种应用同极对向磁组的电磁装置，借以克服现有电磁装置因采异向磁组所造成的问题与困扰。

发明内容