專利名稱：可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路。
傳統的具有串激磁場繞組的整流子式馬達若作多馬達并聯驅動時，兩馬達之間極難取得平均運轉，特別由于串激馬達的扭力與轉速間的變化斜率極大，然而在實際應用中，通常需要較平均的驅動特性，例如用于電動載具等負載時。
本發明的目的是提供一種可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路，這種電路是一種具有較平均運轉特性的多組具有串激磁場繞組整流子式馬達并聯驅動電路，其特征為由兩組或兩組以上串激馬達或具有串激繞組的復激馬達其電樞各別順電流方式串聯阻隔二極管，再與本身部份串激繞組呈串聯以及與相鄰馬達的串激繞組呈串聯的半交叉互鎖連接，并在電樞非連接阻隔二極管的一側作均壓連接(含跨接均壓電阻)，使多組串激繞組馬達在并聯運轉中具有對因負載不同而產生的不均壓環流呈阻隔功能的特性，以減少電樞間環流或因不同負載狀態而作扭力分配或作再生發電制動時較原有串聯或并聯方式的運轉特性有所增進，此項設計并可進一步呈兩組或兩組以上的多組串聯半交叉互鎖的型態。
以下配合附圖詳細說明本發明的特征及優點
圖1為此項可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路的基本原理電路圖。
圖2為此項可差速半交叉互鎖的整流方式馬達運轉電路中串激磁場繞組呈并聯連接的示意圖。
圖3為此項可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路的多組運轉實施例之一。
圖4為圖2實施例中各串激繞組串聯順序交換實施例。
圖5為此項可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路的多組運轉實施例之二。
A111，A121--電樞，CR111，CR121--二極管，CR112--飛輪二極管，S111，S121--第一串激繞組，S112，S122--第二串激繞組，A211，A221--電樞，CR211，CR221--阻隔二極管，CR200--飛輪二極管，S211，S221--第一串激繞組，S212，S222--第二串激繞組，A311，A321，A331，A341，A351--電樞，CR311，CR321，CR331，CR341，CR351--阻隔二極管，CR300--飛輪二極管，S311，S321，S331，S341，S351--第一串激繞組，S312，S322，S332，S342，S352--第二串激繞組，A411，A421--電樞，CR411，CR421--阻隔二極管，CR400--飛輪二極管，S411，S421--第一串激繞組，S412，S422--第二串激繞組，A511，A521，A531，A541，A551--電樞，CR511，CR521，CR531，CR541，CR551--二極管，CR500--飛輪二極管，S511，S521，S531，S541，S551--第一串激繞組，S512，S522，S532，S542，S552--第二串激繞組。
茲就本發明的實施例及進一步的輔助電路說明如下
圖1為此項可差速半交叉互鎖之整流子式馬達運轉電路的基本原理電路圖，此圖系以兩組串激馬達為例，以便于說明，圖中主要包括--第一組馬達含有第一串激繞組S111及第二串激繞組S112及電樞A111；--第二組馬達含有第一串激繞組S121及第二串激繞組S122及電樞A121。
上述第一組馬達的第一串激繞組S111的a端通往電源正端，b端與第二組馬達的第二串激繞組S122的m端相接，而其n端再通往第一組馬達的電樞A111的c端，電樞A111的d端順向串聯二極管CR111再與第二組馬達的第一串激繞組S121的x端相連接而通住電源負端；第二組馬達電樞A121的w端順向串聯二極管CR121通往其第一串激繞組S121的x端，第一串激繞組S121的y端通往電源負端，第一組馬達的第二串激繞組S112的e端亦與第一串激繞組S111的b端相通，另一端f則與電樞A121的v端相通；上述各馬達的第一串激繞組S111及S121的載流量相同并同為第二串激繞組S112及S122的相加電流值，CR112為共用飛輪二極管，它與電源呈逆向并聯于上述b與x點之間；當馬達正常驅動時，兩組馬達的第一串激繞組S111與S121電流相同且為兩電樞電流之和，依上述基本電路的工作情況，當第一組馬達負載加大時，其轉速降低，反電勢亦降低，使第一組馬達的電流加大，使兩組馬達的串激磁場激磁電流同時被加大，第二組馬達的轉速亦呈下降，比較一般兩組串激馬達直接并聯而言，其馬達間的轉速差較小，使并聯穩定度獲得改善；當第二組馬達負載加大時，其電流亦加大，第一組馬達反應亦同，各馬達供作為共同串激繞組的載流值為所串聯的各馬達電樞組合電流值而不同于一般串激馬達，而第二串激繞組載流值為所串聯電樞載流值，亦即各馬達的第一串激繞組具有較大載流值，上述電路為基本電路，而線路中的各馬達所設置第二串激繞組的載流值則與各別電樞相同，供分別交叉串聯于相鄰轉子以形成聯動調節功能，即當該串激繞組所需馬達負載加大而使激磁電流加大時，則相鄰馬達激磁隨之調整而增強。
圖2為此項可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路中串激磁場繞組呈并聯連接的示意圖，圖中主要構成包括--兩組串激馬達組分別具有第一串激繞組S211、S221以及第二串激繞組S212、S222，各馬達組的第一串激繞組與本身電樞呈自行串聯狀態再分別串聯相鄰馬達的第二串激繞組而后再相互并聯，其主要特征如下--電樞A211及A221的一端分別順電流方向串聯阻隔二極管CR211及CR221后再相互聯結通往電源負端，而電樞A211另一端與本身第一串激繞組S211串聯再與相鄰馬達的第二串激繞組S222串聯后通往電源正端；電樞A221另一端與本身第一串激繞組S221串聯后再與相鄰馬達的第二串激繞組S212串聯后通往電源正端；而均壓線視需要設置于電樞A211及A221兩端或設置于串激繞組S211及S222的連接點與S221及S212的連接點之間；飛輪二極管CR200為設置于均壓線與電源負端間供吸收電源脈動穩定運轉。
馬達組可為兩組或兩組以上，其各馬達的第一串激繞組如上述與各馬達本身電樞呈相互呂串聯連結再與相鄰馬達第二串激繞組依序串聯，而由最終一組馬達電樞串聯于第一組馬達的第二串激繞組而構成一封閉環狀的半交叉串聯而相互呈互動作用，各電樞另一端順電流方向串接二極管后，亦同前述呈相互并聯于負端；圖3為此項具不均壓環流阻隔功能的整流子式馬達可差速半交叉互鎖運轉電路的多組運轉實施例之一，圖中以五組馬達為例，電樞分別為A311、A321、A331、A341、A351，其分別順向串聯阻隔二極管CR311、CR321、CR331、CR341、CR351，各阻隔二極管的輸出端再共同通往電源負端，各馬達組的第一串激繞組分別為S311、S321、S331、S341、S351，第二串激繞組分別為S312、S322、S332、S342、S352，CR300為飛輪二極管。
此項電路亦可將圖2實施例中的各馬達電樞組所串聯的串激繞組順序交換，即電樞先串聯相鄰馬達的第二串激繞組再串聯馬達本身的第一串激繞組，圖4為圖2實施例中各串激繞組串聯順序交換實施例，其電路構成如下--電樞A411及A421的一端分別順電流方向串聯阻隔二極管CR411及CR421再互相聯結通往電源負端，而電樞A411另一端與相鄰馬達的第二串激繞組S422串聯后再與馬達本身第一串激繞組S411串聯再通往電源正端；電樞A421另一端則先與相鄰馬達第二串繳繞組S412串聯后再與馬達本身第一串激繞組S421串聯而通往電源正端；--均壓線可并接于電樞A411及A421兩端或并接于串激繞組S411及S422的連接點與S412及S421的連接點之間；--飛輪二極管CR400并接于均壓線與電源負端間。
馬達組可由兩組或兩組以上所構成，各電樞一端順電流方向串接二極管后于相互并聯于負端，其各電樞另一端與相鄰馬達第二串激繞組串聯后再與馬達本身第一串激繞組依序串聯，而由第一組馬達電樞與最終一組馬達的第二串激繞組串聯后再與其馬達本身第一串激繞組串聯，而構成一封閉環狀的半交叉串聯而互相呈互動作用；圖5為此項可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路的多組運轉實施例之二，圖中以五組馬達為例，其中電樞分別為A511、A521、A531、A541、A551，其分別順向串聯阻隔二極管CR511、CR521、CR531、CR541、CR551，各阻隔二極管的輸出端再共同通往電源負端，各馬達組第一串激繞組分別為S511、S521、S531、S541、S551，第二串激繞組分別為S512、S522、S532、S542、S552，CR500為飛輪二極管。
前述實施例1-5中可進一步藉開關控制而使各組馬達中作為與相鄰馬達電樞串聯的第二串激繞組與各馬達間的關系具有再生制動功能，并藉由與本身電樞串聯的第一串激繞組作抽頭切換其與第二串激繞組的激磁安培匝數比例，以調節本發明的可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路的再生制動的制動功率大小。
在實際應用中，此項可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路可以下列型態靈活運用(1)機械性的結構型態由各自獨立的兩組或兩組以上整流子式馬達連接而成或為具有共同殼體的結構；(2)電機性的結構型態由串激馬達或具串激繞組的復激馬達所構成，當馬達為復激馬達時，其分激磁場部分可為常用長復激或短復激或助復激或差復激；(3)電控性的結構型態由此項整流子式馬在作可差速并聯運轉電路直接驅動或作串并聯阻抗切換選擇。
綜合上述，此項可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路，為揭示兩組或兩組以上具有第一串激繞組及第二串激繞組的串激馬達或復激馬達，其電樞繞組分別順電流方向串聯阻隔二極管，再與各組串激繞組呈上述各種特定串聯連接，使多馬達并聯運轉中具有對因負載不同產生不均壓環流呈阻隔功能的特性，以及在減少電樞間環流或分配扭矩或電力再生制動時比傳統串聯或并聯方式的運轉特性大為改善。
權利要求
1.一種可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路，提供一種兩組或兩組以上串激馬達或有串激繞組的復激馬達或永磁式或分激繞組激磁式馬達，其電樞繞組分別順電流方向串聯阻隔二極管，再與本身部份串激繞組呈串聯以及與相鄰馬達的串激繞組呈串聯的半交叉互鎖連接，并在電樞非連接阻隔二極管的一側作均壓連接(含跨接均壓電阻)，使多組串激繞組馬達并聯運轉中具有對因負載不同產生的不均壓環流呈阻隔功能的特性，以減少電樞間環流或因不同負載狀態而作扭力分配或作電力再生制動時比原有串聯或并聯方式的運轉特性大為改善，所述運轉電路并可進一步呈兩組或兩組以上的多組串聯半交叉互鎖的型態。
2.如權利要求1所述的可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路，其特征在于包括--第一組馬達含有第一串激繞組S111及第二串激繞組S112及電樞A111；--第二組馬達含有第一串激繞組S121及第二串激繞組S122及電樞A121；上述第一組馬達的第一串激繞組S111的a端通往電源正端，b端與第二組馬達的第二串激繞組S122的m端相接，而其n端再通往第一組馬達的電樞A111的c端，電樞A111的d端順向串聯二極管CR111再與第二組馬達的第一串激繞組S121的x端相連接而通往電源負端；第二組馬達電樞A121的w端順向串聯二極管CR121通往其第一串激繞組S121的x端，第一串激繞組S121的y端通往電源負端，第一組馬達的第二串激繞組S112的e端亦與第一串激繞組S111的b端相通，另一端f則與電樞A121的V端相連；上述各馬達的第一串激繞組S111及S121的載流量相同并同為第二串激繞組S112及S122的相加電流值，CR112為共用飛輪二極管與電源呈逆向并聯于上述b與x點之間。
3.如權利要求1所述的可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路，其特征在于串激磁場繞組呈并聯連接，其主要構成包括--兩組串激馬達組各自具有第一串激繞組S211、S221以及第二串激繞組S212、S222，各馬達組的第一串激繞組與本身電樞呈自行串聯狀態再分別串聯相鄰馬達的第二串激繞組而后再相互并聯；--電樞A211及A221的一端分別順電流方向串聯阻隔二極管CR211及CR221后再相互聯結通往電源負端，而電樞A211另一端與本身第一串激繞組S211串聯再與相鄰馬達的第二串激繞組S222串聯后通往電源正端；電樞A221另一端與本身第一串激繞組S221串聯后再與相鄰馬達的第二串激繞組S212串聯后通往電源正端；--均壓線視需要設置于電樞A211及A221兩端或設置于串激繞組S211及S222的連接點與S221及S212的連接點之間；--飛輪二極管CR200設置于均壓線與電源負端間供吸收電源脈動穩定運轉。
4.如權利要求1所述的可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路，其特征在于馬達組可為兩組或兩組以上，各馬達的第一串激繞組與各馬達本身電樞相互串聯連接再與相鄰馬達第二串激繞組依序串聯，而由最終一組馬達電樞串聯于第一組馬達的第二串激繞組而構成一封閉環狀的半交叉串聯而相互呈互動作用，各電樞另一端順電流方向串設二極管后，亦同前述相互并聯于負端。
5.如權利要求1所述的可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路，其特征在于馬達組可由兩組或兩組以上所構成，各電樞一端順電流方向串接二極管后相互并聯于負端，其各電樞另一端與相鄰馬達第二串激繞組串聯后再與馬達本身第一串激繞組依序串聯，而第一組馬達電樞與最終一組馬達的第二串激繞組串聯后再與其馬達本身第一串激繞組串聯，而構成一封閉環狀的半交叉串聯而互相呈互動作用。
6.如權利要求1，2，3，4或5所述的可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路，其特征在于進一步可藉開關控制而由各組馬達中作為與相鄰馬達電樞串聯的第二串激繞組與各馬達間的關系具有再生制動功能，并藉由與本身電樞串聯的第一串激繞組作抽頭切換其與第二串激繞組的激磁安培匝數比例，以調節具有不均壓環流阻隔功能的整流子式馬達可差速半交叉互鎖運轉電路的再生制動的制動功率大小。
7.如權利要求1所述的可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路，其特征在于可組成下列型態靈活運用(1)機械性的結構型態由各自獨立的兩組或兩組以上整流子式馬達連接而成或為具有共同殼體的結構；(2)電機性的結構型態由串激馬達或具串激繞組的復激馬達所構成，當馬達為復激馬達時，其分激磁場部分可為常用長復激或短復激或助復激或差復激；(3)電控性的結構型態由該整流子式馬達作可差速并聯運轉電路直接驅動或作串聯阻抗切換選擇。
全文摘要
可差速半交叉互鎖的整流子式馬達運轉電路提供一種兩組或兩組以上串激馬達或具串激繞組的復激馬達或永磁式或分激繞組激磁式馬達，其電樞繞組分別順電流方向串聯阻隔二極管，再與本身部分串激繞組呈串聯以及與相鄰馬達的串激繞組呈串聯的半交叉互鎖連接，并在電樞非連接阻隔二極管的一側作均壓連接(含跨接均壓電阻)，使多組串激繞組馬達并聯運轉中具有對因負載不同產生的不均壓環流呈阻隔功能的特性。
文檔編號H02K23/02GK1138238SQ95106459
公開日1996年12月18日 申請日期1995年6月14日 優先權日1995年6月14日
發明者楊泰和 申請人:楊泰和