專利名稱：整流子式電動機可差速并聯運轉電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種整流子式電動機可差速并聯運轉電路，尤指一種針對具不均壓環流阻隔功能的整流子式電動機可差速并聯運轉電路創新設計。
傳統具有串激磁場繞組的整流子式電動機或具有分激磁場或永磁式磁場的整流子式電動機若作多電動機并聯驅動時，兩電動機之間極難取得平均運轉，特別由于串激電動機的扭力與轉速間的變化斜率極大，然而在實際應用中，吾人通常需要較平均的驅動特性，例如用于電動載具等負載時。
本發明的主要目的即在于揭示一種整流子式電動機可差速并聯運轉電路設計，為提供一種具有較平均運轉特性的各組具有串激磁場繞組的整流子式電動機并聯驅動電路，其特征為由兩組或兩組以上串激電動機或具有串激繞組的復激電動機，其電樞繞組相互并聯再與各組串激繞組呈串聯，其主要為利用上述特定接線方式使各電動機電樞組間取得平均的反電勢(BMF)，進而有較平均的電流，而各電動機間的串激磁場繞組激磁電流同時增減使各電動機特性趨于一致;其電樞各別順電流方向串聯阻隔二極管，及在阻隔二極管兩端并聯限流電阻后再相互并聯，各二極管并進一步并聯限流電阻以在同步運轉時各自運轉，而當負載不平均時則藉二極管互相阻隔使環流經限流電阻受限，此項電路運用于具永磁式磁場或分激式磁場的整流子式電動機亦同。
本發明的目的是通過如下構思實現的本發明是提供一種兩組或兩組以上串激電動機或具串激繞組的復激電動機或永磁式或分激繞組激磁式電動機，其電樞繞組分別順電流方向串聯阻隔二極管，及在阻隔二極管兩端并聯限流電阻后相互并聯，再與各組串激繞組呈串聯，或與相互并聯的串激繞組呈串聯連接，使串激繞組多電動機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，以及在減少電樞間環流或分配扭力矩或再生發電制動較原有串聯或并聯方式的運轉特性有所增進;或由兩組或兩組以上具永磁式或分激繞組式磁場的電動機，其電樞繞組相互并聯前先分別串設抗環流二極管或串聯限流電阻以抑制環流，或在抗環流二極管并聯限流電阻以供各電動機間作轉矩分配的調節作用及作為再生發電制動時的電流抑制功能，或前述串聯限流電阻及阻隔二極管及與阻隔二極管并聯的電阻三者并用。
下面結合附圖詳細說明本發明的特征及優點
圖1為本發明整流子式電動機可差速并聯運轉電路的基本原理電路圖。
圖2為本發明整流子式電動機可差速并聯運轉電路中串激磁場繞組呈并聯連接例示意圖。
圖3為本發明以永磁式或分激繞組式磁場構成的具不均壓環流阻隔功能的整流子式電動機可差速并聯運轉電路的基本原理電路圖。
如圖1為本發明整流子式電動機可差速并聯運轉電路的基本原理電路圖，此圖系以兩組串激電動機為例，以便于說明，圖中主要包括第一組電動機含有串激繞組S101及電樞A101;
第二組電動機含有串激繞組S201及電樞A201。
上述第一組電動機的串激磁場繞組S101的a端通往電源正端，b端與電樞A101的c端連接;第二組電動機電樞A201的v端與第一組電動機的串激磁場繞組S101的b端及電樞A101的c端相連接;第二組電動機電樞A201的w端通往其串激磁場繞組S201的x端及第一組電動機電樞A101的d端;第二組電動機串激磁場繞組S201的y端通往電源負端;當電動機正常驅動時，兩組電動機串激繞組電流相同且為兩電樞電流的相加，依上述基本電路的運作，當第一組電動機負載加大時，其轉速降低，反電勢亦降低，使I101加大，使兩組電動機的串激磁場激磁電流同時被加大，第二組電動機的轉速亦呈下降，比較一般兩組串激電動機直接并聯而言，其電動機間的轉速差較小，使并聯穩定度獲得改善;當第二組電動機負載加大時，I201亦加大，第一組電動機反應亦同，各電動機串激繞組的載流值為與其串聯的各電動機電樞組總合成電流值而不同于一般串激電動機，其串激磁場載流值為第一電樞載流值，亦即各電動機具有較大載流值的串激磁場繞組，上述電路為基本電路，吾人可進一步作成下列輔助元件以增進其性能，含各電樞分別串聯限流電阻，當負載為變動迅速型且吾人希望各電動機具有較佳慣性運轉時，則可視需要在前述第一電動機電樞A101及第二電動機電樞A201分別串聯限流電阻R101、R201，以在負載減輕時避免以另一電樞為負載而減少環流損失;
上述與電樞串聯的二極管組CR101及CR201可分別并聯限流電阻R111及R211以取代原限流電阻R101及R201以減少順向驅動狀態的熱損失及在各電動機間速度呈轉差狀態時能維持共同驅動的轉矩，而避免若單獨各別串聯二極管在各電動機間僅具些微轉差時將造成部分電動機失去扭力，及供作為發電再生制動時的限流輸出或保留原與二極管串聯的限流電阻而將三者同時采用;
電樞組的續流二極管CR102及CR202可視需要加設。
圖2為本發明整流子式電動機可差速并聯運轉電路中串激磁場繞組呈并聯連接例，圖中主要構成包括兩組串激(或復激)電動機組，其各電動機組的串激繞組與電樞各呈串聯狀態及進一步各組串激繞組S301、S401再相互并聯;
電樞A301及A401分別順電流方向串聯阻隔二極管CR301及CR401后再相互并聯;續流二極管CR500為供吸收電源脈動安定運轉;
電動機組可為兩組或兩組以上，其串激繞組如上述呈相互并聯連結，其電樞順電流方向串設二極管后，亦同前述呈相互并聯再與串激磁場繞組串聯。
在實際應用中，本發明可作成下列型態的彈性運用(1)機械性的結構型態包括由各自獨立的兩組或兩組以上整流子式電動機連接而成或為具有共同殼體的結構;
(2)電機性的結構型態包括由串激電動機或具串激繞組的復激電動機所構成，當電動機為復激電動機時，其分激磁場部分可為習用長復激或短復激或助復激或差復激;
(3)電控性的結構型態包括由此項整流子式電動機可差速并聯運轉電路直接作驅動應用或構成傳統電動機組串并聯阻抗切換的一種而增加其阻抗切換選擇;
(4)前述串設有環流限制二極管的具不均壓環流阻隔功能的整流子式電動機可差速并聯運轉電路，其各電動機串激繞組可為全部或均分為數部分呈相互并聯，再與電樞組串聯。
本發明整流子式電動機可差速并聯運轉電路的改良設計進一步可應用于永磁式或分激式磁場多電動機并聯驅動電路，其主要特征為由兩組或兩組以上具永磁式或分激繞組式磁場的電動機，其電樞繞組相互并聯前先分別串設抗環流或限流電阻或兩者混用，以防止各電樞之間不平衡負載引起過大環流。
由于傳統具有多電動機并聯永磁式磁場或分激繞組式磁場的直流換向整流子型的運轉并為不穩定負載所牽動時，各電動機的電樞間極難取得平均運轉，并容易形成其中部分電動機被外力所牽運而形成以其他電動機為負載的電樞發電機作用，而在電樞間形成過大環流甚至燒毀電樞，例如用于電動載具而分別獨立驅動不同車輪為負載而作轉彎時;此項改良為提供一種具不均壓環流阻隔功能的整流子式電動機可差速并聯運轉電路，其主要特征為由兩組或兩組以上永磁式或分激繞組激磁式磁場的電動機，其各組電樞繞組并聯前先行串設抗環流或限流電阻或兩者混用以防止各電樞之間不平衡負載引起環流為特征，主要為利用上述特定接線方式使各電動機的電樞間取得可防止巨大環流。
如圖3為本發明以永磁式或分激繞組式磁場構成的具不均壓環流阻隔功能的整流子式電動機可差速并聯運轉電路的基本原理電路圖，此圖系以兩組永磁式電動機為例，以例于說明，圖中主要含有第一組電動機含有永久磁鐵式磁場M501及電樞A501;
第二組電動機含有永久磁鐵式磁場M601及電樞A601;
各電樞分別串聯限流電阻前述第一電動機電樞A501及第二電動機電樞A601分別串聯限流電阻R501、R601，以在負載減輕時避免以另一電樞為負載而限制其環流值，及在電動機組間具轉速差時，可維持各電動機皆具有一分配轉矩;
各電樞分別串聯環流限制二極管并在各二極管并聯限流電阻前述第一電動機電樞A501及第二電動機電樞A601分別同方向順向串聯阻絕二極管CR501、CR601，以在負載減輕時避免以另一電樞為負載而形成環流，上述與電樞串聯的二極管組CR501及CR601亦可分別并聯電阻R511及R611以取代原限流電阻R501及R601，而作為再生發電的限流電阻，以及提供電動機間具轉差時，維持各電動機皆具有分配轉矩，及減少順向驅動狀態的熱損失，或進一步在各電樞分別串聯限流電阻R501及R501同時使用的三者混合型態。
在實際應用中，此項永磁式或分激繞組式磁場電動機的不穩定負載并聯運轉電路的改良設計可作成下列型態的彈性運用(1)機械性的結構型態包括由各自獨立的兩組或兩組以上永磁式或分激繞組式磁場電動機組連接而成，或為具有共同殼體的結構;
(2)電機性的結構型態包括由兩組或兩組以上永磁式磁場及具整流子式電樞的電動機或由具分激繞組式磁場及具整流子式電樞的電動機所構成，即以分激繞組取代永久磁鐵構成磁場。
綜合上述，本發明的整流子式電動機可差速并聯運轉電路為提供一種兩組或兩組以上串激電動機或具串激繞組的復激電動機或永磁式或分激繞組激磁式電動機，其電樞繞組分別順電流方向串聯阻隔二極管，及在阻隔二極管兩端并聯限流電阻后相互并聯，再與各組串激繞組呈串聯，或與相互并聯的串激繞組呈串聯連接，使串激繞組多電動機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，以及在減少電樞間環流或分配扭力矩或再生發電制動較原有串聯或并聯方式的運轉特性有所增進，或由兩組或兩組以上具永磁式或分激繞組式磁場的電動機，其電樞繞組相互并聯前先分別串設抗環流二極管或串聯限流電阻以抑制環流，或在抗環流二極管并聯限流電阻以供各電動機間作轉矩分配的調節作用及作為再生發電制動時的電流抑制功能或前述串聯限流電阻及阻隔二極管及與阻隔二極管并聯的電阻三者并用。
權利要求
1.一種整流子式電動機可差速并聯運轉電路，其特征在于，該電路提供一種兩組或兩組以上串激電動機或具串激繞組的復激電動機或永磁式或分激繞組激磁式電動機，其電樞繞組分別順電流方向串聯阻隔二極管，及在阻隔二極管兩端并聯限流電阻后相互并聯，再與各組串激繞組呈串聯，或與相互并聯的串激繞組呈串聯連接，使串激繞組多電動機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，以及在減少電樞間環流或分配扭力矩或再生發電制動較原有串聯或并聯方式的運轉特性有所增進；或由兩組或兩組以上具永磁式或分激繞組式磁場的電動機，其電樞繞組亦可在相互并聯前先分別串設抗環流二極管或串聯限流電阻以抑制環流，或在抗環流二極管并聯限流電阻以供各電動機間作轉矩分配的調節作用及作為再生發電制動時的電流抑制功能，或前述串聯限流電阻及阻隔二極管及與阻隔二極管并聯的電阻三者并用。
2.根據權利要求1所述的整流子式電動機可差速并聯運轉電路，應用于兩組具串激繞組的電動機，其特征在于，該電路包括第一組電動機含有串激繞組S101及電樞A101;第二組電動機含有串激繞組S201及電樞A201;上述第一組電動機的串激磁場繞組S101的a端通往電源正端，b端與電樞A101的c端連接;第二組電動機電樞A201的v端與第一組電動機的串激磁場繞組S101的b端及電樞A101的c端相連接;第二組電動機電樞A201的w端通往其串激磁場繞組S201的x端及第一組電動機電樞A101的d端;第二組電動機串激磁場繞組S201的y端通往電源負端;各電樞分別串聯限流電阻，當負載為變動迅速型且各電動機具有較佳慣性運轉時，則可視需要在前述第一電動機電樞A101及第二電動機電樞A201分別串聯限流電阻R101、R201，以在負載減輕時避免以另一電樞為負載而減少環流損失;上述與電樞串聯的二極管組CR101及CR201可分別并聯限流電阻R111及R211以取代原限流電阻R101及R201以減少順向驅動狀態的熱損失及在各電動機間速度呈轉差狀態時能維持共同驅動的轉矩，而避免若單獨各別串聯二極管在各電動機間僅具些微轉差時將造成部分電動機失去扭力，及供作為發電再生制動時的限流輸出或保留原與二極管串聯的限流電阻而將三者同時采用;電樞組的續流二極管CR102及CR202可視需要加設。
3.根據權利要求1所述的整流子式電動機可差速并聯運轉電路，進一步由兩組串激磁場繞組呈并聯連接應用，其特征在于，該電路包括兩組串激(或復激)電動機組，其各電動機組的串激繞組與電樞各呈串聯狀態及進一步各組串激繞組S301、S401再相互并聯;電樞A301及A401分別順電流方向串聯阻隔二極管CR301及CR401后再相互并聯;續流二極管CR500為供吸收電源脈動安定運轉;電動機組可為兩組或兩組以上，其串激繞組如上述呈相互并聯連結，其電樞順電流方向串設二極管后，亦同前述呈相互并聯再與串激磁場繞組串聯。
4.根據權利要求1所述的整流子式電動機可差速并聯運轉電路，其特征在于，該電路包括下列型態的運用(1)機械性的結構型態包括由各自獨立的兩組或兩組以上整流子式電動機連接而成或為具有共同殼體的結構;(2)電機性的結構型態包括由串激電動機或具串激繞組的復激電動機所構成，當電動機為復激電動機時，其分激磁場部分可為習用長復激或短復激或助復激或差復激;(3)電控性的結構型態包括由此項整流子式電動機可差速并聯運轉電路直接作驅動應用或構成傳統電動機組串并聯阻抗切換的一種而增加其阻抗切換選擇;(4)前述串設有環流限制二極管的具不均壓環流阻隔功能的整流子式電動機可差速并聯運轉電路，其各電動機串激繞組可為全部或均分為數部分呈相互并聯，再與電樞組串聯。
5.根據權利要求1所述的整流子式電動機可差速并聯運轉電路，進一步可由永磁式或分激式磁場多電動機構成并聯驅動，其特征是由兩組或兩組以上具永磁式或分激繞組式磁場的電動機，其電樞繞組相互并聯前先分別串設抗環流或限流電阻或兩者混用，以防止各電樞之間不平衡負載引起過大環流;該電路包括第一組電動機含有永久磁鐵式磁場M501及電樞A501;第二組電動機含有永久磁鐵式磁場M601及電樞A601;各電樞分別串聯限流電阻前述第一電動機電樞A501及第二電動機電樞A601分別串聯限流電阻R501、R601，以在負載減輕時避免以另一電樞為負載而限制其環流值，及在電動機組間具轉速差時，可維持各電動機皆具有一分配轉矩;各電樞分別串聯環流限制二極管并在各二極管并聯限流電阻前述第一電動機電樞A501及第二電動機電樞A601分別同方向順向串聯阻絕二極管CR501、CR601，以在負載減輕時避免以另一電樞為負載而形成環流，上述與電樞串聯的二極管組CR501及CR601亦可分別并聯電阻R511及R611以取代原限流電阻R501及R601，而作為再生發電的限流電阻，以及提供電動機間具轉差時，維持各電動機皆具有分配轉矩，及減少順向驅動狀態的熱損失，或進一步在各電樞分別串聯限流電阻R501及R501同時使用的三者混合型態。
6.根據權利要求1所述的整流子式電動機可差速并聯運轉電路，其特征在于，其中應用于永磁式或分激繞組式磁場電動機的不穩定負載并聯運轉電路的改良設計亦可作成下列型態的運用(1)機械性的結構型態包括由各自獨立的兩組或兩組以上永磁式或分激繞組式磁場電動機組連接而成，或為具有共同殼體的結構;(2)電機性的結構型態包括由兩組或兩組以上永磁式磁場及具整流子式電樞的電動機或由具分激繞組式磁場及具整流子式電樞的電動機所構成，即以分激繞組取代永久磁鐵構成磁場。
全文摘要
一種整流子式電動機可差速并聯運轉電路，提供一種兩組或兩組以上串激電動機或具串激繞組的復激電動機或永磁式或分激繞組激磁式電動機，其電樞繞組分別順電流方向串聯阻隔二極管，及在阻隔二極管兩端并聯限流電阻后相互并聯，再與各組串激繞組呈串聯，或與相互并聯的串激繞組呈串聯連接，使串激繞組多電動機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H02P5/68GK1082781SQ9310726
公開日1994年2月23日 申請日期1993年6月17日 優先權日1992年7月30日
發明者楊泰和 申請人:楊泰和