專利名稱：單體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙功能電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)裝置，并且尤其涉及一種成一體的裝置，該裝置具有雙功能即可以用作電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，發(fā)動(dòng)機(jī)或者電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)使用輔助電力系統(tǒng)的裝置，該系統(tǒng)用來供給電力。這種發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)所實(shí)現(xiàn)的負(fù)載驅(qū)動(dòng)在正常情況下需要各自的發(fā)電機(jī)裝置和驅(qū)動(dòng)裝置。因此，它需要較大的空間并且費(fèi)用較貴。而且，它的工業(yè)應(yīng)用性較差。
為了解決上述的這些問題，開發(fā)出一種這樣的電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)具有一個(gè)輔助電樞和與轉(zhuǎn)換裝置相連的一個(gè)輔助繞組，并且形成為把發(fā)電機(jī)的功能加入到電動(dòng)機(jī)中。但是，在電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的線路之間的連接改變產(chǎn)生了電問題，具有一個(gè)輔助電樞和一個(gè)繞組的電動(dòng)機(jī)的制造較復(fù)雜，具有制造缺陷，并且提高了制造費(fèi)用。因此，急待開發(fā)出一種成一體的裝置，該裝置具有雙功能即可以用作電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種成一體的裝置，該裝置具有雙功能即可以用作電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，而沒有任何上述問題。本發(fā)明提供了一種成一體的、可共用組件的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置，該裝置包括可再充電的電池、轉(zhuǎn)換裝置、雙功能電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)裝置、至少兩個(gè)傳動(dòng)裝置和向前/倒退離合器裝置，該離合器裝置交替地接合所述這些傳動(dòng)裝置。當(dāng)雙功能電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)裝置用作電動(dòng)機(jī)時(shí)，在轉(zhuǎn)換裝置的控制下把電力從可再充電的電池通過向前/倒退離合器裝置所選擇的第一傳動(dòng)裝置供給到定子或者轉(zhuǎn)子和從動(dòng)負(fù)載中，并且當(dāng)用作發(fā)電機(jī)時(shí)，借助把外力施加到從動(dòng)負(fù)載中來給電池重新充電，因此該負(fù)載驅(qū)動(dòng)第二傳動(dòng)裝置，從而沿著與作為電動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作時(shí)的第一旋轉(zhuǎn)方向相反的方向驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子，并且通過定子和轉(zhuǎn)子之間的磁耦合來感應(yīng)出電動(dòng)勢以給電池重新充電。
本發(fā)明的另一目的是提供一種單體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置，該裝置包括可再充電的電池；轉(zhuǎn)換裝置；雙功能電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)裝置，它具有轉(zhuǎn)子和定子；及轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向選擇裝置，其中定子由永磁材料制成，而轉(zhuǎn)子具有線圈繞組。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述那種的單體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置，其中定子由可透材料制成，而可透材料被線圈繞組纏繞，轉(zhuǎn)子由永磁材料來制成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種單體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置，其中定子和轉(zhuǎn)子均由可透材料制成，而該材料被線圈繞組纏繞，該裝置還包括至少一個(gè)起動(dòng)開關(guān)、反饋開關(guān)和整流器。當(dāng)該裝置用作發(fā)電機(jī)時(shí)，這兩個(gè)開關(guān)同時(shí)初始關(guān)閉。可再充電的電池通過起動(dòng)開關(guān)提供給轉(zhuǎn)子的繞組一電壓，感應(yīng)電壓還有利于定子/轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的磁場。當(dāng)轉(zhuǎn)子相對于定子沿著預(yù)定方向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，由該磁場所感應(yīng)出的電動(dòng)勢的第一部分通過整流器和反饋開關(guān)而反饋到轉(zhuǎn)子的線圈繞組中。然后，起動(dòng)開關(guān)打開并且電動(dòng)勢的主要部分通過上述轉(zhuǎn)換裝置用來給電池充電，同時(shí)電動(dòng)勢的第一部分連續(xù)地反饋到轉(zhuǎn)子繞組中。起動(dòng)開關(guān)在起動(dòng)之后保持打開，直到施加到從動(dòng)負(fù)載中的外力停止時(shí)為止。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種上述的單體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置，該裝置還包括差速器、轉(zhuǎn)矩變換器、和/或輔助傳動(dòng)裝置，該輔助傳動(dòng)裝置用來改變扭矩、速度、方向或者其它所需要的功能。
此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種上述的單體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置，其中旋轉(zhuǎn)方向選擇裝置可以與轉(zhuǎn)換裝置互鎖或者被獨(dú)立的控制。
對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員講，下面的詳細(xì)描述使得本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)變得更加清楚。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的單體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置的示意圖。
圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例的單體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置的示意圖。
圖3是本發(fā)明第三實(shí)施例的單體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1所示的單體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置具有雙功能電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)裝置1；轉(zhuǎn)換裝置2，它在電動(dòng)機(jī)模式和發(fā)電機(jī)模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；可再充電的電池3；第一傳動(dòng)裝置4A；第二傳動(dòng)裝置4B；差速器或者第三傳動(dòng)裝置4C；及向前/倒退離合器裝置5。雙功能電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)裝置1具有定子11，它由永磁體制成；轉(zhuǎn)子12，它纏繞著線圈繞組；電刷13；及換向器14。轉(zhuǎn)子12的軸15的兩端分別通過第一傳動(dòng)裝置4A和第二傳動(dòng)裝置4B與差速器4C相連。差速器4C與例如輪子的負(fù)載6相連。
轉(zhuǎn)換裝置2具有開關(guān)，優(yōu)選地通過互鎖控制裝置(未示出)來控制向前/倒退離合器裝置5。即，向前/倒退離合器裝置5被改變到第一位置上當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置2位于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)位置B上時(shí)，第二傳動(dòng)裝置4B通過互鎖控制裝置被接合在該位置上。向前/倒退離合器裝置5被改變到第二位置上當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置2位于發(fā)電機(jī)位置A上并且同時(shí)從動(dòng)負(fù)載6旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳動(dòng)裝置4A通過互鎖控制裝置被接合在該第二位置上。轉(zhuǎn)換裝置2和向前/倒退離合器裝置5可選擇地單獨(dú)地進(jìn)行工作。
整流器3A和電壓/電流調(diào)節(jié)器3B可以設(shè)置在可再充電的電池3的前部。雙功能電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)裝置1連接到驅(qū)動(dòng)控制器如速度調(diào)節(jié)器7上，以控制軸15的速度。應(yīng)該知道，速度調(diào)節(jié)器7可以提供所有所需要的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制功能，這些功能包括起動(dòng)和停止控制、扭矩調(diào)節(jié)、相位控制、電壓和電流控制等。
當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置2位于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)位置B上以選擇電動(dòng)機(jī)模式時(shí)，可再充電的電池3通過速度調(diào)節(jié)器7、連接導(dǎo)線W、電刷13和轉(zhuǎn)向器14把電力供給到雙功能電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)裝置1的轉(zhuǎn)子12的線圈繞組中，從而施加電動(dòng)勢，該電動(dòng)勢由于與永磁體11的磁場進(jìn)行磁連接而使轉(zhuǎn)子12沿著預(yù)定的第一方向如順時(shí)針進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在這個(gè)階段，根據(jù)Fleming的左手定側(cè)，雙功能電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)裝置1用作電動(dòng)機(jī)并借助軸15來驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置4B，然后通過差速器4C來驅(qū)動(dòng)從動(dòng)負(fù)載6。此外，差速器4C具有這樣的功能控制扭矩；控制速度、控制方向，或者其它所需要的功能。
當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置2位于發(fā)電機(jī)位置A上以選擇發(fā)電機(jī)模式時(shí)，向前/倒退離合器裝置5借助互鎖或者其它操作同時(shí)改變到另一個(gè)位置上。從動(dòng)負(fù)載6在施加外力時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而傳動(dòng)裝置4A接合軸15。因此，轉(zhuǎn)子12沿著與位置B的方向相反的第二方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且通過永磁體11的磁場和在轉(zhuǎn)子12的線圈繞組中所感應(yīng)出的磁場耦合產(chǎn)生電動(dòng)勢。在這個(gè)階段，根據(jù)Fleming的左手定側(cè)，雙功能電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)裝置1用作發(fā)電機(jī)。所產(chǎn)生的電動(dòng)勢通過換向器14和電刷13來連接，并且經(jīng)過電刷13輸出的電壓被供給到連接導(dǎo)線W和位于位置A中的轉(zhuǎn)換裝置2上，然后直接到達(dá)整流器3A中。此外，通過電壓/電流調(diào)節(jié)器3B把電壓調(diào)整成穩(wěn)定的特定的電壓/電流，然后施加來給可再充電的電池3進(jìn)行重新充電。
圖2所示的附圖是本發(fā)明第二實(shí)施例的示圖。標(biāo)號相同的元件具有與圖1所示相同的意思。在這個(gè)實(shí)施例中，除了定子具有一個(gè)纏繞在透磁材料11B上的線圈繞組11A，所有的元件都相同，轉(zhuǎn)子由永磁體制成，線圈繞組11A直接連接到電線W上而沒有換向器和電刷。
當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置2位于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)位置B上時(shí)，可再充電的電池3通過速度調(diào)節(jié)器7把電力供給到定子的線圈繞組11A上，從而產(chǎn)生一磁場，而該磁場與轉(zhuǎn)子12的永磁體的磁場相耦合，因此使得轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置4B。隨后，從動(dòng)負(fù)載6通過差速器4C進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置2位于發(fā)電機(jī)位置A上，向前/倒退離合器裝置5改變到第二位置上。然后，當(dāng)負(fù)載6以與實(shí)施例1相同的方式借助施加外力來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子12借助傳動(dòng)裝置4A的旋轉(zhuǎn)而沿著與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方向相反的第二方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且產(chǎn)生電動(dòng)勢，該電動(dòng)勢通過永磁體11A的磁場與線圈繞組的磁場相耦合，隨后，電動(dòng)勢給可再充電的電池3進(jìn)行再充電。
圖3所示的附圖是本發(fā)明的第三實(shí)施例，在這個(gè)實(shí)施例中，定子的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例2的相同，并且轉(zhuǎn)子纏繞有線圈繞組12B，而線圈繞組12B位于可通過磁力的材料12C上。此外，這個(gè)實(shí)施例具有整流器8和起動(dòng)開關(guān)9。定子的線圈繞組11B通過第一電線WR1與整流器8的輸入端相連。整流器8的輸出端通過第二電線WR2與起動(dòng)開關(guān)9相連。起動(dòng)開關(guān)9具有起動(dòng)開關(guān)SW1和反饋開關(guān)SW2，該反饋開關(guān)SW2通過起動(dòng)電力線WS與電刷13相連。
當(dāng)以與上述實(shí)施例相同的方式用作電動(dòng)機(jī)時(shí)，可再充電的電池3通過速度調(diào)節(jié)器7把電力供給到定子的線圈繞組11A中，以產(chǎn)生磁場，該磁場與在線圈繞組和磁力可通過的轉(zhuǎn)子12材料中所感應(yīng)出的磁場相耦合。因此，轉(zhuǎn)子以預(yù)定的第一方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置4B。
但是，當(dāng)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)裝置用作發(fā)電機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)換裝置2處于位置A并且同時(shí)使開關(guān)SW1和SW2開始關(guān)閉。可再充電的電池3通過起動(dòng)電力線WS、電刷13和整流器14把電壓供給到轉(zhuǎn)子的線圈繞組12B中，并且產(chǎn)生了磁場。轉(zhuǎn)子沿著與第一方向相反的預(yù)定第二方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且使磁場感應(yīng)在定子中。定子和轉(zhuǎn)子的磁場的耦合使電動(dòng)勢產(chǎn)生在定子繞組11A中。一部分產(chǎn)生的電動(dòng)勢通過第一導(dǎo)線WR1輸送到整流器8中并且通過第二導(dǎo)線WR2、開關(guān)SW2和起動(dòng)電線WS反饋到轉(zhuǎn)子12B中，因此連續(xù)地產(chǎn)生了電力。在這個(gè)階段，起動(dòng)開關(guān)SW1可以被打開。在另一方面，反饋開關(guān)保持關(guān)閉以連續(xù)地把電力供給到轉(zhuǎn)子中，并且電力的主要部分通過轉(zhuǎn)換裝置2供給到電池中，直到施加到從動(dòng)負(fù)載6上的外力停止時(shí)為止，然后在重新起動(dòng)期間起動(dòng)開關(guān)SW1再次關(guān)閉。
根據(jù)上述實(shí)施例的附圖，通過使用下面的自然原理電動(dòng)機(jī)沿著一個(gè)方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而電動(dòng)機(jī)沿著相反的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，本發(fā)明的技術(shù)原理提供了一種一體化的電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置，該裝置具有可再充電的電池、轉(zhuǎn)換裝置、傳動(dòng)裝置、向前/倒退離合器裝置及從動(dòng)負(fù)載。
但是，應(yīng)該知道，盡管示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是詳細(xì)描述和具體實(shí)施例是借助解釋的方式來給出而不是限制性的。許多改變和改進(jìn)例如把電流指示器加入到可再充電的電池3中、任意具有過充電裝置、電池等、或者傳動(dòng)裝置、連接裝置等的任何改進(jìn)均在本發(fā)明的范圍內(nèi)，并且不會脫離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)，并且本發(fā)明包括所有這些改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種單體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置，該裝置包括可再充電的電池；轉(zhuǎn)換裝置，它用來在電動(dòng)機(jī)模式和發(fā)電機(jī)模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)子和定子結(jié)構(gòu)，它具有轉(zhuǎn)子和定子；至少兩個(gè)傳動(dòng)裝置和向前/倒退離合器裝置，該離合器裝置選擇所述兩個(gè)傳動(dòng)裝置中的一個(gè)傳動(dòng)裝置，該被選中的傳動(dòng)裝置與所述模式中的一個(gè)被選擇的模式相對應(yīng)，其特征在于，當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置位于第一位置上時(shí)，轉(zhuǎn)子和定子結(jié)構(gòu)用作電動(dòng)機(jī)，其中通過轉(zhuǎn)子和定子結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)裝置中的一個(gè)傳動(dòng)裝置把電力從可再充電的電池供給到從動(dòng)負(fù)載中；當(dāng)轉(zhuǎn)換裝置處于第二位置上時(shí)，轉(zhuǎn)子和定子結(jié)構(gòu)用作發(fā)電機(jī)，其中在把外力施加到負(fù)載中并且選擇所述兩個(gè)傳動(dòng)裝置中的另一個(gè)傳動(dòng)裝置，以使負(fù)載驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置以使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)并且感應(yīng)出給電池進(jìn)行再充電的電動(dòng)勢時(shí)，電池得到重新充電。
2.如權(quán)利要求1所述的單體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置，其特征在于，定子由永磁材料制成，而轉(zhuǎn)子具有線圈繞組。
3.如權(quán)利要求1所述的單體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置，其特征在于，定子由可透材料制成，該可透材料纏繞著線圈繞組，轉(zhuǎn)子由永磁材料制成。
4.如權(quán)利要求1所述的單體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置，其特征在于，定子和轉(zhuǎn)子均由可透材料制成，而該材料纏繞著線圈繞組，并且該裝置還包括至少一個(gè)起動(dòng)開關(guān)、反饋開關(guān)和整流器，當(dāng)該裝置用作發(fā)電機(jī)并且把外力施加到負(fù)載中時(shí)，這兩個(gè)開關(guān)同時(shí)初始關(guān)閉，在這個(gè)時(shí)候，可再充電的電池通過起動(dòng)開關(guān)把電壓提供到轉(zhuǎn)子的繞組中，并且使轉(zhuǎn)子沿著預(yù)定的方向相對于定子進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，由在定子繞組中所感應(yīng)出的電動(dòng)勢的第一部分通過整流器和反饋開關(guān)而反饋到轉(zhuǎn)子的線圈繞組中，然后，起動(dòng)開關(guān)打開以使電動(dòng)勢的主要部分通過轉(zhuǎn)換裝置供給到電池中，同時(shí)電動(dòng)勢的第一部分連續(xù)地反饋到轉(zhuǎn)子的線圈繞組中，從而通過感應(yīng)來產(chǎn)生電力，直到施加到該負(fù)載中的外力停止時(shí)為止。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的單體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置，它還包括差速器、轉(zhuǎn)矩變換器、第三傳動(dòng)裝置，或者差速器、轉(zhuǎn)矩變換器或者第三傳動(dòng)裝置的結(jié)合，從而可以改變扭矩、速度、方向或者其它所需要的功能。
6.如權(quán)利要求1所述的單體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置，其特征在于，向前/倒退離合器裝置與轉(zhuǎn)換裝置互鎖。
7.如權(quán)利要求1所述的單體電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)雙功能裝置，其特征在于，向前/倒退離合器裝置的控制獨(dú)立于轉(zhuǎn)換裝置。
全文摘要
一種雙功能電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)包括可再充電的電池；模式轉(zhuǎn)換裝置；雙功能的轉(zhuǎn)子/定子結(jié)構(gòu)；至少兩個(gè)傳動(dòng)裝置；和離合器裝置，根據(jù)所選擇的模式是電動(dòng)機(jī)模式還是發(fā)電機(jī)模式，該離合器裝置選擇兩個(gè)傳動(dòng)裝置中的一個(gè)傳動(dòng)裝置。當(dāng)雙功能電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)用作電動(dòng)機(jī)時(shí)，通過轉(zhuǎn)子/定子結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)裝置中的一個(gè)傳動(dòng)裝置把電力從由模式轉(zhuǎn)換裝置所控制的、可再充電的電池中供給到從動(dòng)負(fù)載中，當(dāng)用作發(fā)電機(jī)時(shí)，借助把外力施加到負(fù)載中以致負(fù)載驅(qū)動(dòng)另一個(gè)傳動(dòng)裝置，從而使轉(zhuǎn)子沿著與電動(dòng)機(jī)模式中的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，給電池重新充電，因此在轉(zhuǎn)子/定子結(jié)構(gòu)中感應(yīng)出電流以給電池重新充電。
文檔編號H02K7/18GK1636306SQ02829131
公開日2005年7月6日 申請日期2002年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月14日
發(fā)明者葉壽忠, 杜侑達(dá) 申請人:剩沅科技股份有限公司