TWI587608B - 具輔助激磁繞組之交叉互鎖具導電環及電刷式開關式直流電機系統 - Google Patents

具輔助激磁繞組之交叉互鎖具導電環及電刷式開關式直流電機系統 Download PDF

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Description

具輔助激磁繞組之交叉互鎖具導電環及電刷式開關式直流電機系統
本發明為一種藉在以磁性作用力致動型電機轉部設置輔助激磁繞組之多個具導電環及電刷式開關式直流電機，供由直流電源或交流整流之直流電源所驅動，藉由以磁性作用力致動型電機轉部所設置之輔助激磁繞組與另一電機之電機磁場繞組串聯，以隨另一電機磁場繞組電流之變化作變動之激磁以改變電機運轉特性者。
傳統具導電環及電刷式開關式直流電機例如具永磁式磁極或具磁阻式轉子之開關式具導電環及電刷式電機通常分為以霍爾(HALL)元件作為位置感測以決定開關時機，或以開路式對磁場繞組產生順序激磁以驅動轉部，因此每一個具導電環及電刷式開關式直流電機須設置一個電機控制單元為其限制。
本發明為一種藉在以磁性作用力致動型電機轉部設置輔助激磁繞組之多個具導電環及電刷式開關式直流電機，供由直流電源或交流整流之直流電源所驅動，藉由以磁性作用力致動型電機轉部所設置之輔助激磁繞組與另一電機之電機磁場繞組串聯，以隨另一電機磁場繞組電流之變化作變動之激磁以改變電機運轉特性者。
101‧‧‧第一電機磁場結構
1001‧‧‧第一具導電環及電刷式開關式直流電機
1002‧‧‧第二具導電環及電刷式開關式直流電機
102‧‧‧第一電機磁場繞組
103‧‧‧第一驅動控制裝置
104‧‧‧第一電機轉部
105‧‧‧第一串聯式輔助激磁繞組
106‧‧‧第一電機角位置檢測裝置
107‧‧‧第一導電環及電刷式裝置
108‧‧‧第一並聯式輔助激磁繞組
201‧‧‧第二電機磁場結構
202‧‧‧第二電機磁場繞組
203‧‧‧第二驅動控制裝置
204‧‧‧第二電機轉部
205‧‧‧第二串聯式輔助激磁繞組
206‧‧‧第二電機角位置檢測裝置
207‧‧‧第二導電環及電刷式裝置
208‧‧‧第二並聯式輔助激磁繞組
301‧‧‧第一電機轉部之永磁式磁極
305‧‧‧第一串聯式調節激磁繞組
401‧‧‧第二電機轉部之永磁式磁極
405‧‧‧第二串聯式調節激磁繞組
圖1所示為本發明具第一串聯式輔助激磁繞組(105)、第二串聯式輔助激磁繞組(205)而呈交叉互鎖之具導電環及電刷式開關式直流電機系統構成方塊示意圖。
圖2所示為本發明具第一串聯式輔助激磁繞組(105)、第二串聯式輔助激磁繞組(205)、第一並聯式輔助激磁繞組(108)、第二並聯式輔助激磁繞組(208)而呈交叉互鎖之具導電環及電刷式開關式直流電機系統構成方塊示意圖。
圖3所示為本發明具第一串聯式輔助激磁繞組(105)及第一電機轉部之永磁式磁極(301)、第二串聯式輔助激磁繞組(205)及第二電機轉部之永磁式磁極(401)而呈交叉互鎖之多相具導電環及電刷式開關式直流電機系統構成方塊圖。
圖4所示為本發明具第一串聯式輔助激磁繞組(105)及第一串聯式調節激磁繞組(305)、第二串聯式輔助激磁繞組(205)及第二串聯式調節激磁繞組(405)而呈半交叉互鎖之多相具導電環及電刷式開關式直流電機系統構成方塊圖。
本發明為一種藉在以磁性作用力致動型電機轉部設置輔助激磁繞組之多個具導電環及電刷式開關式直流電機，供由直流電源或交流整流之直流電源所驅動，藉由以磁性作用力致動型電機轉部所設置之輔助激磁繞組與另一電機之電機磁場繞組串聯，以隨另一電機磁場繞組電流之變化作變動之激磁者。
圖1所示為本發明具第一串聯式輔助激磁繞組(105)、第 二串聯式輔助激磁繞組(205)而呈交叉互鎖之具導電環及電刷式開關式直流電機系統構成方塊示意圖；如圖1中所示，其主要構成如下：第一驅動控制裝置(103)：為由機電式元件及/或固態元件及/或微處理器所構成之驅動電控裝置，供接受第一電機角位置檢測裝置(106)之信號，以操控對第一電機磁場繞組(102)作為馬達功能運轉之供電激磁之時機、極性、相序及電壓、電流大小，或作為發電機功能發電輸出之時機、極性、相序及電壓、電流大小者；第一電機磁場結構(101)：為由導磁鐵芯及設置兩相或兩相以上之第一電機磁場繞組(102)所構成，供耦合於第一電機轉部(104)，第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)兩者形成磁迴路，供通過由第一電機磁場繞組(102)產生移動之磁場，而在第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)之間產生電機效應之運作者；第一電機磁場繞組(102)：為供設置於第一電機磁場結構(101)之兩相或兩相以上之線圈繞組，於作為馬達功能運轉時供接受第一驅動控制裝置(103)之激磁控制，以產生移動之磁場，而與第一電機轉部(104)之間產生馬達致動效應者；於作為發電機功能運轉時，第一電機磁場繞組(102)為供接受第一驅動控制裝置(103)作發電輸出電壓、電流之控制者；第一電機角位置檢測裝置(106)：為由機電式開關裝置、或霍爾元件、或光電、或電磁感應、或超音波、或靜電感應等物理性位置檢測裝置所構成，供設置於呈相對迴轉之第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)之間，藉以檢測第一電機磁場結構(101)之第一電機磁場繞組(102)所產生移動磁場與第一電機轉部(104)之相對位置關係，並藉檢測信號輸往第一驅動控制裝置(103)者；第一電機轉部(104)：為由導磁材料所構成，並具有轉 軸，而在第一電機轉部(104)耦合於第一電機磁場結構(101)之耦合面，設有導磁性而與第一電機磁場結構(101)磁極極數相同或不同之凸極結構，其特徵為第一電機轉部(104)之磁極設有第一串聯式輔助激磁繞組(105)並藉第一導電環及電刷式裝置(107)供與外部之間傳輸激磁電能者；--第一串聯式輔助激磁繞組(105)：為由導線繞設於第一電機轉部(104)之磁極，而藉第一導電環及電刷式裝置(107)與外部之間傳輸電能者，其設置之方式包括設置第一串聯式輔助激磁繞組(105)，其中第一串聯式輔助激磁繞組(105)為經第一導電環及電刷式裝置(107)輸出端，串聯於第二電機磁場繞組(202)之第二驅動控制裝置(203)電源輸入端再通往直流電源者；第一導電環及電刷式裝置(107)：為具有導電環及導電刷所構成，供分別設置於呈迴轉之電機轉部與外部之間，以在轉部迴轉中，供第一串聯式輔助激磁繞組(105)與外部之間傳輸電能者；藉由機殼軸承鎖固螺絲等以結合上述組件構成第一具導電環及電刷式開關式直流電機(1001)，其中第一驅動控制裝置(103)可為共構於第一具導電環及電刷式開關式直流電機(1001)或獨立設置者；第二驅動控制裝置(203)：為由機電式元件及/或固態元件及/或微處理器所構成之驅動電控裝置，供接受第二電機角位置檢測裝置(206)之信號，以操控對第二電機磁場繞組(202)作為馬達功能運轉之供電激磁之時機、極性、相序及電壓、電流大小，或作為發電機功能發電輸出之時機、極性、相序及電壓、電流大小者；第二電機磁場結構(201)：為由導磁鐵芯及設置兩相或兩相以上之第二電機磁場繞組(202)所構成，供耦合於第二電機轉部(204)，第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)兩者形成磁迴 路，供通過由第二電機磁場繞組(202)產生移動之磁場，而在第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)之間產生電機效應之運作者；第二電機磁場繞組(202)：為供設置於第二電機磁場結構(201)之兩相或兩相以上之線圈繞組，於作為馬達功能運轉時供接受第二驅動控制裝置(203)之激磁控制，以產生移動之磁場，而與第二電機轉部(204)之間產生馬達致動效應者；於作為發電機功能運轉時，第二電機磁場繞組(202)為供接受第二驅動控制裝置(203)作發電輸出電壓、電流之控制者；第二電機角位置檢測裝置(206)：為由機電式開關裝置、或霍爾元件、或光電、或電磁感應、或超音波、或靜電感應等物理性位置檢測裝置所構成，供設置於呈相對迴轉之第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)之間，藉以檢測第二電機磁場結構(201)之第二電機磁場繞組(202)所產生移動磁場與第二電機轉部(204)之相對位置關係，並藉檢測信號輸往第二驅動控制裝置(203)者；第二電機轉部(204)：為由導磁材料所構成，並具有轉軸，而在第二電機轉部(204)耦合於第二電機磁場結構(201)之耦合面，設有導磁性而與第二電機磁場結構(201)磁極極數相同或不同之凸極結構，其特徵為第二電機轉部(204)之磁極設有第二串聯式輔助激磁繞組(205)並藉第二導電環及電刷式裝置(207)供與外部之間傳輸激磁電能者；--第二串聯式輔助激磁繞組(205)：為由導線繞設於第二電機轉部(204)之磁極，而藉第二導電環及電刷式裝置(207)與外部之間傳輸電能者，其設置之方式包括設置第二串聯式輔助激磁繞組(205)，其中第二串聯式輔助激磁繞組(205)為經第二導電環及電刷式裝置(207)輸出端，串聯於供驅動控制第一電機磁場繞組(102)之第一驅動控制裝置(103)電源輸入端再通往直流電源者； 第二導電環及電刷式裝置(207)：為具有導電環及導電刷 所構成，供分別設置於呈迴轉之電機轉部與外部之間，以在轉部迴轉中，供第二串聯式輔助激磁繞組(205)與外部之間傳輸電能者；藉由機殼軸承鎖固螺絲等以結合上述組件構成第二具導電環及電刷式開關式直流電機(1002)，其中第二驅動控制裝置(203)可為共構於第二具導電環及電刷式開關式直流電機(1002)或獨立設置者；圖2所示為本發明具第一串聯式輔助激磁繞組(105)、第二串聯式輔助激磁繞組(205)、第一並聯式輔助激磁繞組(108)、第二並聯式輔助激磁繞組(208)而呈交叉互鎖之具導電環及電刷式開關式直流電機系統構成方塊示意圖；如圖2中所示，其主要構成為第一驅動控制裝置(103)：為由機電式元件及/或固態元件及/或微處理器所構成之驅動電控裝置，供接受第一電機角位置檢測裝置(106)之信號，以操控對第一電機磁場繞組(102)作為馬達功能運轉之供電激磁之時機、極性、相序及電壓、電流大小，或作為發電機功能發電輸出之時機、極性、相序及電壓、電流大小者；以及供操控驅動第一並聯式輔助激磁繞組(108)通過激磁電能之電壓、電流及極性者；第一電機磁場結構(101)：為由導磁鐵芯及設置兩相或兩相以上之第一電機磁場繞組(102)所構成，供耦合於第一電機轉部(104)，第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)兩者形成磁迴路，供通過由第一電機磁場繞組(102)產生移動之磁場，而在第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)之間產生電機效應之運作者；第一電機磁場繞組(102)：為供設置於第一電機磁場結構(101)之兩相或兩相以上之線圈繞組，於作為馬達功能運轉時供接受第 一驅動控制裝置(103)之激磁控制，以產生移動之磁場，而與第一電機轉部(104)之間產生馬達致動效應者；於作為發電機功能運轉時，第一電機磁場繞組(102)為供接受第一驅動控制裝置(103)作發電輸出電壓、電流之控制者；第一電機角位置檢測裝置(106)：為由機電式開關裝置、或霍爾元件、或光電、或電磁感應、或超音波、或靜電感應等物理性位置檢測裝置所構成，供設置於呈相對迴轉之第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)之間，藉以檢測第一電機磁場結構(101)之第一電機磁場繞組(102)所產生移動磁場與第一電機轉部(104)之相對位置關係，並藉檢測信號輸往第一驅動控制裝置(103)者；第一電機轉部(104)：為由導磁材料所構成，並具有轉軸，而在第一電機轉部(104)耦合於第一電機磁場結構(101)之耦合面，設有導磁性而與第一電機磁場結構(101)磁極極數相同或不同之凸極結構，其特徵為第一電機轉部(104)之磁極設有第一串聯式輔助激磁繞組(105)並藉第一導電環及電刷式裝置(107)供與外部之間傳輸激磁電能者；--第一串聯式輔助激磁繞組(105)：為由導線繞設於第一電機轉部(104)之磁極，而藉第一導電環及電刷式裝置(107)與外部之間傳輸電能者，其設置之方式包括設置第一串聯式輔助激磁繞組(105)、第一並聯式輔助激磁繞組(108)兩者或其中之一，其中第一串聯式輔助激磁繞組(105)，為經第一導電環及電刷式裝置(107)輸出端，串聯於第二電機磁場繞組(202)之第二驅動控制裝置(203)電源輸入端再通往直流電源者；而第一並聯式輔助激磁繞組(108)為並聯於直流電源或第一驅動控制裝置(103)之輸出端或第一電機磁場繞組(102)之兩端者；第一導電環及電刷式裝置(107)：為具有導電環及導電刷 所構成，供分別設置於呈迴轉之電機轉部與外部之間，以在轉部迴轉中，供第一串聯式輔助激磁繞組(105)及/或第一並聯式輔助激磁繞組(108)與外部之間傳輸電能者；藉由機殼軸承鎖固螺絲等以結合上述組件構成第一具導電環及電刷式開關式直流電機(1001)，其中第一驅動控制裝置(103)可為共構於第一具導電環及電刷式開關式直流電機(1001)或獨立設置者；第二驅動控制裝置(203)：為由機電式元件及/或固態元件及/或微處理器所構成之驅動電控裝置，供接受第二電機角位置檢測裝置(206)之信號，以操控對第二電機磁場繞組(202)作為馬達功能運轉之供電激磁之時機、極性、相序及電壓、電流大小，或作為發電機功能發電輸出之時機、極性、相序及電壓、電流大小者；以及供操控驅動第二並聯式輔助激磁繞組(208)通過激磁電能之電壓、電流及極性者；第二電機磁場結構(201)：為由導磁鐵芯及設置兩相或兩相以上之第二電機磁場繞組(202)所構成，供耦合於第二電機轉部(204)，第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)兩者形成磁迴路，供通過由第二電機磁場繞組(202)產生移動之磁場，而在第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)之間產生電機效應之運作者；第二電機磁場繞組(202)：為供設置於第二電機磁場結構(201)之兩相或兩相以上之線圈繞組，於作為馬達功能運轉時供接受第二驅動控制裝置(203)之激磁控制，以產生移動之磁場，而與第二電機轉部(204)之間產生馬達致動效應者；於作為發電機功能運轉時，第二電機磁場繞組(202)為供接受第二驅動控制裝置(203)作發電輸出電壓、電流之控制者；第二電機角位置檢測裝置(206)：為由機電式開關裝置、 或霍爾元件、或光電、或電磁感應、或超音波、或靜電感應等物理性位置檢測裝置所構成，供設置於呈相對迴轉之第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)之間，藉以檢測第二電機磁場結構(201)之第二電機磁場繞組(202)所產生移動磁場與第二電機轉部(204)之相對位置關係，並藉檢測信號輸往第二驅動控制裝置(203)者；第二電機轉部(204)：為由導磁材料所構成，並具有轉軸，而在第二電機轉部(204)耦合於第二電機磁場結構(201)之耦合面，設有導磁性而與第二電機磁場結構(201)磁極極數相同或不同之凸極結構，或具有永磁式磁極而極數與第二電機磁場結構(201)之磁極相同或不同，其特徵為第二電機轉部(204)之磁極設有第二串聯式輔助激磁繞組(205)並藉第二導電環及電刷式裝置(207)供與外部之間傳輸激磁電能者；--第二串聯式輔助激磁繞組(205)：為由導線繞設於第二電機轉部(204)之磁極，而藉第二導電環及電刷式裝置(207)與外部之間傳輸電能者，其設置之方式包括設置第二串聯式輔助激磁繞組(205)、第二並聯式輔助激磁繞組(208)兩者或其中之一，其中第二串聯式輔助激磁繞組(205)，為經第二導電環及電刷式裝置(207)輸出端，串聯於第一電機磁場繞組(102)之第一驅動控制裝置(103)電源輸入端再通往直流電源者；而第二並聯式輔助激磁繞組(208)為並聯於直流電源或第二驅動控制裝置(203)之輸出端或第二電機磁場繞組(202)之兩端者；第二導電環及電刷式裝置(207)：為具有導電環及導電刷所構成，供分別設置於呈迴轉之電機轉部與外部之間，以在轉部迴轉中，供第二串聯式輔助激磁繞組(205)及/或第二並聯式輔助激磁繞組(208)與外部之間傳輸電能者；藉由機殼軸承鎖固螺絲等以結合上述組件構成第二具 導電環及電刷式開關式直流電機(1002)，其中第二驅動控制裝置(203)可為共構於第二具導電環及電刷式開關式直流電機(1002)或獨立設置者；圖3所示為本發明具第一串聯式輔助激磁繞組(105)及第一電機轉部之永磁式磁極(301)、第二串聯式輔助激磁繞組(205)及第二電機轉部之永磁式磁極(401)而呈交叉互鎖之多相具導電環及電刷式開關式直流電機系統構成方塊圖；如圖3中所示，其主要構成如下：第一驅動控制裝置(103)：為由機電式元件及/或固態元件及/或微處理器所構成之驅動電控裝置，供接受第一電機角位置檢測裝置(106)之信號，以操控對第一電機磁場繞組(102)作為馬達功能運轉之供電激磁之時機、極性、相序及電壓、電流大小，或作為發電機功能發電輸出之時機、極性、相序及電壓、電流大小者；第一電機磁場結構(101)：為由導磁鐵芯及設置兩相或兩相以上之第一電機磁場繞組(102)所構成，供耦合於第一電機轉部(104)，第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)兩者形成磁迴路，供通過由第一電機磁場繞組(102)產生移動之磁場，而在第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)之間產生電機效應之運作者；第一電機磁場繞組(102)：為供設置於第一電機磁場結構(101)之兩相或兩相以上之線圈繞組，於作為馬達功能運轉時供接受第一驅動控制裝置(103)之激磁控制，以產生移動之磁場，而與第一電機轉部(104)之間產生馬達致動效應者；於作為發電機功能運轉時，第一電機磁場繞組(102)為供接受第一驅動控制裝置(103)作發電輸出電壓、電流之控制者；第一電機角位置檢測裝置(106)：為由機電式開關裝置、或霍爾元件、或光電、或電磁感應、或超音波、或靜電感應等物理性 位置檢測裝置所構成，供設置於呈相對迴轉之第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)之間，藉以檢測第一電機磁場結構(101)之第一電機磁場繞組(102)所產生移動磁場與第一電機轉部(104)之相對位置關係，並藉檢測信號輸往第一驅動控制裝置(103)者；第一電機轉部(104)：為由導磁材料所構成，並具有轉軸，而在第一電機轉部(104)耦合於第一電機磁場結構(101)之耦合面，設有導磁性而與第一電機磁場結構(101)磁極極數相同或不同之凸極結構，以及具有第一電機轉部之永磁式磁極(301)而極數與第一電機磁場結構(101)之磁極相同或不同，其特徵為第一電機轉部(104)之磁極設有第一串聯式輔助激磁繞組(105)並藉第一導電環及電刷式裝置(107)供與外部之間傳輸激磁電能者；上述第一串聯式輔助激磁繞組(105)與第一電機轉部之永磁式磁極(301)包括呈同極性助激設置或不同極性之差激設置者；--第一串聯式輔助激磁繞組(105)：為由導線繞設於第一電機轉部(104)之磁極，而藉第一導電環及電刷式裝置(107)與外部之間傳輸電能者，其設置之方式包括設置第一串聯式輔助激磁繞組(105)，其中第一串聯式輔助激磁繞組(105)，為經第一導電環及電刷式裝置(107)輸出端，串聯於第二電機磁場繞組(202)之第二驅動控制裝置(203)電源輸入端再通往直流電源者；第一導電環及電刷式裝置(107)：為具有導電環及導電刷所構成，供分別設置於呈迴轉之電機轉部與外部之間，以在轉部迴轉中，供第一串聯式輔助激磁繞組(105)與外部之間傳輸電能者；藉由機殼軸承鎖固螺絲等以結合上述組件構成第一具導電環及電刷式開關式直流電機(1001)，其中第一驅動控制裝置(103)可為共構於第一具導電環及電刷式開關式直流電機(1001)或獨立設置者； 第二驅動控制裝置(203)：為由機電式元件及/或固態元 件及/或微處理器所構成之驅動電控裝置，供接受第二電機角位置檢測裝置(206)之信號，以操控對第二電機磁場繞組(202)作為馬達功能運轉之供電激磁之時機、極性、相序及電壓、電流大小，或作為發電機功能發電輸出之時機、極性、相序及電壓、電流大小者；第二電機磁場結構(201)：為由導磁鐵芯及設置兩相或兩相以上之第二電機磁場繞組(202)所構成，供耦合於第二電機轉部(204)，第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)兩者形成磁迴路，供通過由第二電機磁場繞組(202)產生移動之磁場，而在第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)之間產生電機效應之運作者；第二電機磁場繞組(202)：為供設置於第二電機磁場結構(201)之兩相或兩相以上之線圈繞組，於作為馬達功能運轉時供接受第二驅動控制裝置(203)之激磁控制，以產生移動之磁場，而與第二電機轉部(204)之間產生馬達致動效應者；於作為發電機功能運轉時，第二電機磁場繞組(202)為供接受第二驅動控制裝置(203)作發電輸出電壓、電流之控制者；第二電機角位置檢測裝置(206)：為由機電式開關裝置、或霍爾元件、或光電、或電磁感應、或超音波、或靜電感應等物理性位置檢測裝置所構成，供設置於呈相對迴轉之第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)之間，藉以檢測第二電機磁場結構(201)之第二電機磁場繞組(202)所產生移動磁場與第二電機轉部(204)之相對位置關係，並藉檢測信號輸往第二驅動控制裝置(203)者；第二電機轉部(204)：為由導磁材料所構成，並具有轉軸，而在第二電機轉部(204)耦合於第二電機磁場結構(201)之耦合面，設有導磁性而與第二電機磁場結構(201)磁極極數相同或不同之凸極結構，以及具有第二電機轉部之永磁式磁極(401)而極數與第二電機 磁場結構(201)之磁極相同或不同，其特徵為第二電機轉部(204)之磁極設有第二串聯式輔助激磁繞組(205)並藉第二導電環及電刷式裝置(207)供與外部之間傳輸激磁電能者；上述第二串聯式輔助激磁繞組(205)與第二電機轉部之永磁式磁極(401)包括呈同極性助激設置或不同極性之差激設置者；--第二串聯式輔助激磁繞組(205)：為由導線繞設於第二電機轉部(204)之磁極，而藉第二導電環及電刷式裝置(207)與外部之間傳輸電能者，其設置之方式包括設置第二串聯式輔助激磁繞組(205)，其中第二串聯式輔助激磁繞組(205)，為經第二導電環及電刷式裝置(207)輸出端，串聯於第一電機磁場繞組(102)之第一驅動控制裝置(103)電源輸入端再通往直流電源者；第二導電環及電刷式裝置(207)：為具有導電環及導電刷所構成，供分別設置於呈迴轉之電機轉部與外部之間，以在轉部迴轉中，供第二串聯式輔助激磁繞組(205)與外部之間傳輸電能者；藉由機殼軸承鎖固螺絲等以結合上述組件構成第二具導電環及電刷式開關式直流電機(1002)，其中第二驅動控制裝置(203)可為共構於第二具導電環及電刷式開關式直流電機(1002)或獨立設置者。
圖4所示為本發明具第一串聯式輔助激磁繞組(105)及第一串聯式調節激磁繞組(305)、第二串聯式輔助激磁繞組(205)及第二串聯式調節激磁繞組(405)而呈半交叉互鎖之多相具導電環及電刷式開關式直流電機系統構成方塊圖；如圖4中所示，其主要構成為第一驅動控制裝置(103)：為由機電式元件及/或固態元件及/或微處理器所構成之驅動電控裝置，供接受第一電機角位置檢測裝置(106)之信號，以操控對第一電機磁場繞組(102)作為馬達功能運 轉之供電激磁之時機、極性、相序及電壓、電流大小，或作為發電機功能發電輸出之時機、極性、相序及電壓、電流大小者；第一電機磁場結構(101)：為由導磁鐵芯及設置兩相或兩相以上之第一電機磁場繞組(102)所構成，供耦合於第一電機轉部(104)，第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)兩者形成磁迴路，供通過由第一電機磁場繞組(102)產生移動之磁場，而在第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)之間產生電機效應之運作者；第一電機磁場繞組(102)：為供設置於第一電機磁場結構(101)之兩相或兩相以上之線圈繞組，於作為馬達功能運轉時供接受第一驅動控制裝置(103)之激磁控制，以產生移動之磁場，而與第一電機轉部(104)之間產生馬達致動效應者；於作為發電機功能運轉時，第一電機磁場繞組(102)為供接受第一驅動控制裝置(103)作發電輸出電壓、電流之控制者；第一電機角位置檢測裝置(106)：為由機電式開關裝置、或霍爾元件、或光電、或電磁感應、或超音波、或靜電感應等物理性位置檢測裝置所構成，供設置於呈相對迴轉之第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)之間，藉以檢測第一電機磁場結構(101)之第一電機磁場繞組(102)所產生移動磁場與第一電機轉部(104)之相對位置關係，並藉檢測信號輸往第一驅動控制裝置(103)者；第一電機轉部(104)：為由導磁材料所構成，並具有轉軸，而在第一電機轉部(104)耦合於第一電機磁場結構(101)之耦合面，設有導磁性而與第一電機磁場結構(101)磁極極數相同或不同之凸極結構，其特徵為第一電機轉部(104)之磁極設有第一串聯式輔助激磁繞組(105)及第一串聯式調節激磁繞組(305)，並藉第一導電環及電刷式裝置(107)供與外部之間傳輸激磁電能者；--第一串聯式調節激磁繞組(305)：為由導線繞設於第一 電機轉部(104)之磁極，而藉第一導電環及電刷式裝置(107)與外部之間傳輸電能者；--第一串聯式輔助激磁繞組(105)：為由導線繞設於第一電機轉部(104)之磁極，而藉第一導電環及電刷式裝置(107)與外部之間傳輸電能者，其設置之方式包括設置第一串聯式輔助激磁繞組(105)、第一串聯式調節激磁繞組(305)，其中第一串聯式輔助激磁繞組(105)為經第一導電環及電刷式裝置(107)通往電源負端，另一端經第一導電環及電刷式裝置(107)及第二導電環及電刷式裝置(207)與第二電機轉部(204)之第二串聯式調節激磁繞組(405)串聯，再經第二導電環及電刷式裝置(207)通往第二電機磁場繞組(202)之第二驅動控制裝置(203)電源側之一端，再經第二驅動控制裝置(203)電源側之另一端通往直流電源正端者；第一導電環及電刷式裝置(107)：為具有導電環及導電刷所構成，供分別設置於呈迴轉之電機轉部與外部之間，以在轉部迴轉中，供第一串聯式輔助激磁繞組(105)及/或第一並聯式輔助激磁繞組(108)與外部之間傳輸電能者；藉由機殼軸承鎖固螺絲等以結合上述組件構成第一具導電環及電刷式開關式直流電機(1001)，其中第一驅動控制裝置(103)可為共構於第一具導電環及電刷式開關式直流電機(1001)或獨立設置者；第二驅動控制裝置(203)：為由機電式元件及/或固態元件及/或微處理器所構成之驅動電控裝置，供接受第二電機角位置檢測裝置(206)之信號，以操控對第二電機磁場繞組(202)作為馬達功能運轉之供電激磁之時機、極性、相序及電壓、電流大小，或作為發電機功能發電輸出之時機、極性、相序及電壓、電流大小者；以及供操控驅動第二並聯式輔助激磁繞組(208)通過激磁電能之電壓、電流及極性 者；第二電機磁場結構(201)：為由導磁鐵芯及設置兩相或兩相以上之第二電機磁場繞組(202)所構成，供耦合於第二電機轉部(204)，第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)兩者形成磁迴路，供通過由第二電機磁場繞組(202)產生移動之磁場，而在第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)之間產生電機效應之運作者；第二電機磁場繞組(202)：為供設置於第二電機磁場結構(201)之兩相或兩相以上之線圈繞組，於作為馬達功能運轉時供接受第二驅動控制裝置(203)之激磁控制，以產生移動之磁場，而與第二電機轉部(204)之間產生馬達致動效應者；於作為發電機功能運轉時，第二電機磁場繞組(202)為供接受第二驅動控制裝置(203)作發電輸出電壓、電流之控制者；第二電機角位置檢測裝置(206)：為由機電式開關裝置、或霍爾元件、或光電、或電磁感應、或超音波、或靜電感應等物理性位置檢測裝置所構成，供設置於呈相對迴轉之第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)之間，藉以檢測第二電機磁場結構(201)之第二電機磁場繞組(202)所產生移動磁場與第二電機轉部(204)之相對位置關係，並藉檢測信號輸往第二驅動控制裝置(203)者；第二電機轉部(204)：為由導磁材料所構成，並具有轉軸，而在第二電機轉部(204)耦合於第二電機磁場結構(201)之耦合面，設有導磁性而與第二電機磁場結構(201)磁極極數相同或不同之凸極結構，其特徵為第二電機轉部(204)之磁極設有第二串聯式輔助激磁繞組(205)及第二串聯式調節激磁繞組(405)，並藉第二導電環及電刷式裝置(207)供與外部之間傳輸激磁電能者；--第二串聯式調節激磁繞組(405)：為由導線繞設於第二電機轉部(204)之磁極，而藉第二導電環及電刷式裝置(207)與外部之 間傳輸電能者；--第二串聯式輔助激磁繞組(205)：為由導線繞設於第二電機轉部(204)之磁極，而藉第二導電環及電刷式裝置(207)與外部之間傳輸電能者，其設置之方式包括設置第二串聯式輔助激磁繞組(205)、第二串聯式調節激磁繞組(405)，其中第二串聯式輔助激磁繞組(205)為經第二導電環及電刷式裝置(207)通往電源負端，另一端經第二導電環及電刷式裝置(207)及第一導電環及電刷式裝置(107)與第一電機轉部(104)之第一串聯式調節激磁繞組(305)串聯，再經第一導電環及電刷式裝置(107)通往第一電機磁場繞組(102)之第一驅動控制裝置(103)電源側之一端，再經第一驅動控制裝置(103)電源側之另一端通往直流電源正端者；第二導電環及電刷式裝置(207)：為具有導電環及導電刷所構成，供分別設置於呈迴轉之電機轉部與外部之間，以在轉部迴轉中，供第二串聯式輔助激磁繞組(205)及/或第二並聯式輔助激磁繞組(208)與外部之間傳輸電能者；藉由上述第一串聯式輔助激磁繞組(105)與第一串聯式調節激磁繞組(305)之激磁極性作助激或差激之選擇，以及藉由第二串聯式輔助激磁繞組(205)與第二串聯式調節激磁繞組(405)之激磁極性作助激或差激之選擇，而構成半交叉互鎖之電機系統者；藉由機殼軸承鎖固螺絲等以結合上述組件構成第二具導電環及電刷式開關式直流電機(1002)，其中第二驅動控制裝置(203)可為共構於第二具導電環及電刷式開關式直流電機(1002)或獨立設置者。
前述圖1及圖4實施例為以由具導電環及電刷並具有串激繞組之開關式直流無機械式換向器之永磁式轉子電機，或具導電環及電刷並具有串激繞組之開關式直流磁阻式轉子電機所構成之第一 具導電環及電刷式開關式直流電機(1001)、第二具導電環及電刷式開關式直流電機(1002)兩個具導電環及電刷式開關式直流電機為例，應用時可由兩個或兩個以上之具導電環及電刷式開關式直流電機之相鄰之串聯式輔助激磁繞組，串聯於相鄰供驅動電機磁場繞組之驅動控制裝置電源輸入端，再通往直流電源者，而最終一組具導電環及電刷式開關式直流電機之串聯式輔助激磁繞組，為串設於供驅動第一組電機磁場繞組之第一驅動控制裝置電源輸入端，再通往直流電源而構成此項具輔助激磁繞組之交叉互鎖具導電環及電刷式開關式直流電機系統者。
綜而言之，此案所揭示一種開關式直流電機系統為由第一開關式直流電機及第二開關式直流電機所構成，其中，第一開關式直流電機具有第一磁場結構，第一磁場結構含第一磁場繞組(102)、第一轉部(轉子)(104)、第一導電環及電刷裝置(107)、第一串聯式輔助激磁繞組(105)；其特徵為繞設於第一轉部(104)磁極之第一串聯式輔助激磁繞組(105)經由第一導電環及電刷裝置(107)之傳導電能而串聯於第二開關式直流電機之磁場繞組；及其中，第二開關式直流電機具有第二磁場結構，第二磁場結構含第二磁場繞組(202)、第二轉部(轉子)(204)、第二導電環及電刷裝置(207)、第二串聯式輔助激磁繞組(205)；其特徵為繞設於第二轉部(204)磁極之第二串聯式輔助激磁繞組(205)經由第二導電環及電刷裝置(207)之傳導電能而串聯於第一開關式直流電機之磁場繞組。
101‧‧‧第一電機磁場結構
102‧‧‧第一電機磁場繞組
103‧‧‧第一驅動控制裝置
104‧‧‧第一電機轉部
105‧‧‧第一串聯式輔助激磁繞組
106‧‧‧第一電機角位置檢測裝置
107‧‧‧第一導電環及電刷式裝置
201‧‧‧第二電機磁場結構
202‧‧‧第二電機磁場繞組
203‧‧‧第二驅動控制裝置
204‧‧‧第二電機轉部
205‧‧‧第二串聯式輔助激磁繞組
206‧‧‧第二電機角位置檢測裝置
207‧‧‧第二導電環及電刷式裝置
1001‧‧‧第一具導電環及電刷式開關式直流電機
1002‧‧‧第二具導電環及電刷式開關式直流電機

Claims (5)

  1. 一種具輔助激磁繞組之交叉互鎖具導電環及電刷式開關式直流電機系統，為藉在以磁性作用力致動型電機轉部設置輔助激磁繞組之多個具導電環及電刷式開關式直流電機，供由直流電源或交流整流之直流電源所驅動，藉由以磁性作用力致動型電機轉部所設置之輔助激磁繞組與另一電機之電機磁場繞組串聯，以隨另一電機磁場繞組電流之變化作變動之激磁者，其主要構成如下：第一驅動控制裝置(103)：為由機電式元件及/或固態元件及/或微處理器所構成之驅動電控裝置，供接受第一電機角位置檢測裝置(106)之信號，以操控對第一電機磁場繞組(102)作為馬達功能運轉之供電激磁之時機、極性、相序及電壓、電流大小，或作為發電機功能發電輸出之時機、極性、相序及電壓、電流大小者；第一電機磁場結構(101)：為由導磁鐵芯及設置兩相或兩相以上之第一電機磁場繞組(102)所構成，供耦合於第一電機轉部(104)，第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)兩者形成磁迴路，供通過由第一電機磁場繞組(102)產生移動之磁場，而在第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)之間產生電機效應之運作者；第一電機磁場繞組(102)：為供設置於第一電機磁場結構(101)之兩相或兩相以上之線圈繞組，於作為馬達功能運轉時供接受第一驅動控制裝置(103)之激磁控制，以產生移動之磁場，而與第一電機轉部(104)之間產生馬達致動效應者；於作為發電機功能運轉時，第一電機磁場繞組(102)為供接受第一驅動控制裝置(103)作發電輸出電壓、電流之控制者；第一電機角位置檢測裝置(106)：為由機電式開關裝置、或霍爾元件、或光電、或電磁感應、或超音波、或靜電感應等物理性位置檢測裝置所構成，供設置於呈相對迴轉之第一電機磁場結構(101)與第一電 機轉部(104)之間，藉以檢測第一電機磁場結構(101)之第一電機磁場繞組(102)所產生移動磁場與第一電機轉部(104)之相對位置關係，並藉檢測信號輸往第一驅動控制裝置(103)者；第一電機轉部(104)：為由導磁材料所構成，並具有轉軸，而在第一電機轉部(104)耦合於第一電機磁場結構(101)之耦合面，設有導磁性而與第一電機磁場結構(101)磁極極數相同或不同之凸極結構，其特徵為第一電機轉部(104)之磁極設有第一串聯式輔助激磁繞組(105)並藉第一導電環及電刷式裝置(107)供與外部之間傳輸激磁電能者；第一串聯式輔助激磁繞組(105)：為由導線繞設於第一電機轉部(104)之磁極，而藉第一導電環及電刷式裝置(107)與外部之間傳輸電能者，其設置之方式包括設置第一串聯式輔助激磁繞組(105)，其中第一串聯式輔助激磁繞組(105)為經第一導電環及電刷式裝置(107)輸出端，串聯於第二電機磁場繞組(202)之第二驅動控制裝置(203)電源輸入端再通往直流電源者；第一導電環及電刷式裝置(107)：為具有導電環及導電刷所構成，供分別設置於呈迴轉之電機轉部與外部之間，以在轉部迴轉中，供第一串聯式輔助激磁繞組(105)與外部之間傳輸電能者；藉由機殼軸承鎖固螺絲等以結合上述組件構成第一具導電環及電刷式開關式直流電機(1001)，其中第一驅動控制裝置(103)可為共構於第一具導電環及電刷式開關式直流電機(1001)或獨立設置者；第二驅動控制裝置(203)：為由機電式元件及/或固態元件及/或微處理器所構成之驅動電控裝置，供接受第二電機角位置檢測裝置(206)之信號，以操控對第二電機磁場繞組(202)作為馬達功能運轉之供電激磁之時機、極性、相序及電壓、電流大小，或作為發電機功能發電輸出之時機、極性、相序及電壓、電流大小者；第二電機磁場結構(201)：為由導磁鐵芯及設置兩相或兩相以上之 第二電機磁場繞組(202)所構成，供耦合於第二電機轉部(204)，第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)兩者形成磁迴路，供通過由第二電機磁場繞組(202)產生移動之磁場，而在第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)之間產生電機效應之運作者；第二電機磁場繞組(202)：為供設置於第二電機磁場結構(201)之兩相或兩相以上之線圈繞組，於作為馬達功能運轉時供接受第二驅動控制裝置(203)之激磁控制，以產生移動之磁場，而與第二電機轉部(204)之間產生馬達致動效應者；於作為發電機功能運轉時，第二電機磁場繞組(202)為供接受第二驅動控制裝置(203)作發電輸出電壓、電流之控制者；第二電機角位置檢測裝置(206)：為由機電式開關裝置、或霍爾元件、或光電、或電磁感應、或超音波、或靜電感應等物理性位置檢測裝置所構成，供設置於呈相對迴轉之第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)之間，藉以檢測第二電機磁場結構(201)之第二電機磁場繞組(202)所產生移動磁場與第二電機轉部(204)之相對位置關係，並藉檢測信號輸往第二驅動控制裝置(203)者；第二電機轉部(204)：為由導磁材料所構成，並具有轉軸，而在第二電機轉部(204)耦合於第二電機磁場結構(201)之耦合面，設有導磁性而與第二電機磁場結構(201)磁極極數相同或不同之凸極結構，其特徵為第二電機轉部(204)之磁極設有第二串聯式輔助激磁繞組(205)並藉第二導電環及電刷式裝置(207)供與外部之間傳輸激磁電能者；第二串聯式輔助激磁繞組(205)：為由導線繞設於第二電機轉部(204)之磁極，而藉第二導電環及電刷式裝置(207)與外部之間傳輸電能者，其設置之方式包括設置第二串聯式輔助激磁繞組(205)，其中第二串聯式輔助激磁繞組(205)為經第二導電環及電刷式裝置(207)輸出端，串聯於供驅動控制第一電機磁場繞組(102)之第一驅動控制裝置(103)電源 輸入端再通往直流電源者；第二導電環及電刷式裝置(207)：為具有導電環及導電刷所構成，供分別設置於呈迴轉之電機轉部與外部之間，以在轉部迴轉中，供第二串聯式輔助激磁繞組(205)與外部之間傳輸電能者；藉由機殼軸承鎖固螺絲等以結合上述組件構成第二具導電環及電刷式開關式直流電機(1002)，其中第二驅動控制裝置(203)可為共構於第二具導電環及電刷式開關式直流電機(1002)或獨立設置者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具輔助激磁繞組之交叉互鎖具導電環及電刷式開關式直流電機系統，進一步包括具第一串聯式輔助激磁繞組(105)、第二串聯式輔助激磁繞組(205)、第一並聯式輔助激磁繞組(108)、第二並聯式輔助激磁繞組(208)而呈交叉互鎖之具導電環及電刷式開關式直流電機系統，其主要構成為第一驅動控制裝置(103)：為由機電式元件及/或固態元件及/或微處理器所構成之驅動電控裝置，供接受第一電機角位置檢測裝置(106)之信號，以操控對第一電機磁場繞組(102)作為馬達功能運轉之供電激磁之時機、極性、相序及電壓、電流大小，或作為發電機功能發電輸出之時機、極性、相序及電壓、電流大小者；以及供操控驅動第一並聯式輔助激磁繞組(108)通過激磁電能之電壓、電流及極性者；第一電機磁場結構(101)：為由導磁鐵芯及設置兩相或兩相以上之第一電機磁場繞組(102)所構成，供耦合於第一電機轉部(104)，第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)兩者形成磁迴路，供通過由第一電機磁場繞組(102)產生移動之磁場，而在第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)之間產生電機效應之運作者；第一電機磁場繞組(102)：為供設置於第一電機磁場結構(101)之兩相或兩相以上之線圈繞組，於作為馬達功能運轉時供接受第一驅動控制裝置(103)之激磁控制，以產生移動之磁場，而與第一電機轉部(104) 之間產生馬達致動效應者；於作為發電機功能運轉時，第一電機磁場繞組(102)為供接受第一驅動控制裝置(103)作發電輸出電壓、電流之控制者；第一電機角位置檢測裝置(106)：為由機電式開關裝置、或霍爾元件、或光電、或電磁感應、或超音波、或靜電感應等物理性位置檢測裝置所構成，供設置於呈相對迴轉之第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)之間，藉以檢測第一電機磁場結構(101)之第一電機磁場繞組(102)所產生移動磁場與第一電機轉部(104)之相對位置關係，並藉檢測信號輸往第一驅動控制裝置(103)者；第一電機轉部(104)：為由導磁材料所構成，並具有轉軸，而在第一電機轉部(104)耦合於第一電機磁場結構(101)之耦合面，設有導磁性而與第一電機磁場結構(101)磁極極數相同或不同之凸極結構，其特徵為第一電機轉部(104)之磁極設有第一串聯式輔助激磁繞組(105)並藉第一導電環及電刷式裝置(107)供與外部之間傳輸激磁電能者；第一串聯式輔助激磁繞組(105)：為由導線繞設於第一電機轉部(104)之磁極，而藉第一導電環及電刷式裝置(107)與外部之間傳輸電能者，其設置之方式包括設置第一串聯式輔助激磁繞組(105)、第一並聯式輔助激磁繞組(108)兩者或其中之一，其中第一串聯式輔助激磁繞組(105)，為經第一導電環及電刷式裝置(107)輸出端，串聯於第二電機磁場繞組(202)之第二驅動控制裝置(203)電源輸入端再通往直流電源者；而第一並聯式輔助激磁繞組(108)為並聯於直流電源或第一驅動控制裝置(103)之輸出端或第一電機磁場繞組(102)之兩端者；第一導電環及電刷式裝置(107)：為具有導電環及導電刷所構成，供分別設置於呈迴轉之電機轉部與外部之間，以在轉部迴轉中，供第一串聯式輔助激磁繞組(105)及/或第一並聯式輔助激磁繞組(108)與外部之間傳輸電能者； 藉由機殼軸承鎖固螺絲等以結合上述組件構成第一具導電環及電刷式開關式直流電機(1001)，其中第一驅動控制裝置(103)可為共構於第一具導電環及電刷式開關式直流電機(1001)或獨立設置者；第二驅動控制裝置(203)：為由機電式元件及/或固態元件及/或微處理器所構成之驅動電控裝置，供接受第二電機角位置檢測裝置(206)之信號，以操控對第二電機磁場繞組(202)作為馬達功能運轉之供電激磁之時機、極性、相序及電壓、電流大小，或作為發電機功能發電輸出之時機、極性、相序及電壓、電流大小者；以及供操控驅動第二並聯式輔助激磁繞組(208)通過激磁電能之電壓、電流及極性者；第二電機磁場結構(201)：為由導磁鐵芯及設置兩相或兩相以上之第二電機磁場繞組(202)所構成，供耦合於第二電機轉部(204)，第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)兩者形成磁迴路，供通過由第二電機磁場繞組(202)產生移動之磁場，而在第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)之間產生電機效應之運作者；第二電機磁場繞組(202)：為供設置於第二電機磁場結構(201)之兩相或兩相以上之線圈繞組，於作為馬達功能運轉時供接受第二驅動控制裝置(203)之激磁控制，以產生移動之磁場，而與第二電機轉部(204)之間產生馬達致動效應者；於作為發電機功能運轉時，第二電機磁場繞組(202)為供接受第二驅動控制裝置(203)作發電輸出電壓、電流之控制者；第二電機角位置檢測裝置(206)：為由機電式開關裝置、或霍爾元件、或光電、或電磁感應、或超音波、或靜電感應等物理性位置檢測裝置所構成，供設置於呈相對迴轉之第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)之間，藉以檢測第二電機磁場結構(201)之第二電機磁場繞組(202)所產生移動磁場與第二電機轉部(204)之相對位置關係，並藉檢測信號輸往第二驅動控制裝置(203)者； 第二電機轉部(204)：為由導磁材料所構成，並具有轉軸，而在第二電機轉部(204)耦合於第二電機磁場結構(201)之耦合面，設有導磁性而與第二電機磁場結構(201)磁極極數相同或不同之凸極結構，或具有永磁式磁極而極數與第二電機磁場結構(201)之磁極相同或不同，其特徵為第二電機轉部(204)之磁極設有第二串聯式輔助激磁繞組(205)並藉第二導電環及電刷式裝置(207)供與外部之間傳輸激磁電能者；第二串聯式輔助激磁繞組(205)：為由導線繞設於第二電機轉部(204)之磁極，而藉第二導電環及電刷式裝置(207)與外部之間傳輸電能者，其設置之方式包括設置第二串聯式輔助激磁繞組(205)、第二並聯式輔助激磁繞組(208)兩者或其中之一，其中第二串聯式輔助激磁繞組(205)，為經第二導電環及電刷式裝置(207)輸出端，串聯於第一電機磁場繞組(102)之第一驅動控制裝置(103)電源輸入端再通往直流電源者；而第二並聯式輔助激磁繞組(208)為並聯於直流電源或第二驅動控制裝置(203)之輸出端或第二電機磁場繞組(202)之兩端者；第二導電環及電刷式裝置(207)：為具有導電環及導電刷所構成，供分別設置於呈迴轉之電機轉部與外部之間，以在轉部迴轉中，供第二串聯式輔助激磁繞組(205)及/或第二並聯式輔助激磁繞組(208)與外部之間傳輸電能者；藉由機殼軸承鎖固螺絲等以結合上述組件構成第二具導電環及電刷式開關式直流電機(1002)，其中第二驅動控制裝置(203)可為共構於第二具導電環及電刷式開關式直流電機(1002)或獨立設置者。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之具輔助激磁繞組之交叉互鎖具導電環及電刷式開關式直流電機系統，進一步包括具第一串聯式輔助激磁繞組(105)及第一電機轉部之永磁式磁極(301)、第二串聯式輔助激磁繞組(205)及第二電機轉部之永磁式磁極(401)而呈交叉互鎖之多相具導電環及電刷式開關式直流電機系統，其主要構成如下： 第一驅動控制裝置(103)：為由機電式元件及/或固態元件及/或微處理器所構成之驅動電控裝置，供接受第一電機角位置檢測裝置(106)之信號，以操控對第一電機磁場繞組(102)作為馬達功能運轉之供電激磁之時機、極性、相序及電壓、電流大小，或作為發電機功能發電輸出之時機、極性、相序及電壓、電流大小者；第一電機磁場結構(101)：為由導磁鐵芯及設置兩相或兩相以上之第一電機磁場繞組(102)所構成，供耦合於第一電機轉部(104)，第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)兩者形成磁迴路，供通過由第一電機磁場繞組(102)產生移動之磁場，而在第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)之間產生電機效應之運作者；第一電機磁場繞組(102)：為供設置於第一電機磁場結構(101)之兩相或兩相以上之線圈繞組，於作為馬達功能運轉時供接受第一驅動控制裝置(103)之激磁控制，以產生移動之磁場，而與第一電機轉部(104)之間產生馬達致動效應者；於作為發電機功能運轉時，第一電機磁場繞組(102)為供接受第一驅動控制裝置(103)作發電輸出電壓、電流之控制者；第一電機角位置檢測裝置(106)：為由機電式開關裝置、或霍爾元件、或光電、或電磁感應、或超音波、或靜電感應等物理性位置檢測裝置所構成，供設置於呈相對迴轉之第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)之間，藉以檢測第一電機磁場結構(101)之第一電機磁場繞組(102)所產生移動磁場與第一電機轉部(104)之相對位置關係，並藉檢測信號輸往第一驅動控制裝置(103)者；第一電機轉部(104)：為由導磁材料所構成，並具有轉軸，而在第一電機轉部(104)耦合於第一電機磁場結構(101)之耦合面，設有導磁性而與第一電機磁場結構(101)磁極極數相同或不同之凸極結構，以及具有第一電機轉部之永磁式磁極(301)而極數與第一電機磁場結構(101) 之磁極相同或不同，其特徵為第一電機轉部(104)之磁極設有第一串聯式輔助激磁繞組(105)並藉第一導電環及電刷式裝置(107)供與外部之間傳輸激磁電能者；上述第一串聯式輔助激磁繞組(105)與第一電機轉部之永磁式磁極(301)包括呈同極性助激設置或不同極性之差激設置者；第一串聯式輔助激磁繞組(105)：為由導線繞設於第一電機轉部(104)之磁極，而藉第一導電環及電刷式裝置(107)與外部之間傳輸電能者，其設置之方式包括設置第一串聯式輔助激磁繞組(105)，其中第一串聯式輔助激磁繞組(105)，為經第一導電環及電刷式裝置(107)輸出端，串聯於第二電機磁場繞組(202)之第二驅動控制裝置(203)電源輸入端再通往直流電源者；第一導電環及電刷式裝置(107)：為具有導電環及導電刷所構成，供分別設置於呈迴轉之電機轉部與外部之間，以在轉部迴轉中，供第一串聯式輔助激磁繞組(105)與外部之間傳輸電能者；藉由機殼軸承鎖固螺絲等以結合上述組件構成第一具導電環及電刷式開關式直流電機(1001)，其中第一驅動控制裝置(103)可為共構於第一具導電環及電刷式開關式直流電機(1001)或獨立設置者；第二驅動控制裝置(203)：為由機電式元件及/或固態元件及/或微處理器所構成之驅動電控裝置，供接受第二電機角位置檢測裝置(206)之信號，以操控對第二電機磁場繞組(202)作為馬達功能運轉之供電激磁之時機、極性、相序及電壓、電流大小，或作為發電機功能發電輸出之時機、極性、相序及電壓、電流大小者；第二電機磁場結構(201)：為由導磁鐵芯及設置兩相或兩相以上之第二電機磁場繞組(202)所構成，供耦合於第二電機轉部(204)，第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)兩者形成磁迴路，供通過由第二電機磁場繞組(202)產生移動之磁場，而在第二電機磁場結構(201)與第 二電機轉部(204)之間產生電機效應之運作者；第二電機磁場繞組(202)：為供設置於第二電機磁場結構(201)之兩相或兩相以上之線圈繞組，於作為馬達功能運轉時供接受第二驅動控制裝置(203)之激磁控制，以產生移動之磁場，而與第二電機轉部(204)之間產生馬達致動效應者；於作為發電機功能運轉時，第二電機磁場繞組(202)為供接受第二驅動控制裝置(203)作發電輸出電壓、電流之控制者；第二電機角位置檢測裝置(206)：為由機電式開關裝置、或霍爾元件、或光電、或電磁感應、或超音波、或靜電感應等物理性位置檢測裝置所構成，供設置於呈相對迴轉之第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)之間，藉以檢測第二電機磁場結構(201)之第二電機磁場繞組(202)所產生移動磁場與第二電機轉部(204)之相對位置關係，並藉檢測信號輸往第二驅動控制裝置(203)者；第二電機轉部(204)：為由導磁材料所構成，並具有轉軸，而在第二電機轉部(204)耦合於第二電機磁場結構(201)之耦合面，設有導磁性而與第二電機磁場結構(201)磁極極數相同或不同之凸極結構，以及具有第二電機轉部之永磁式磁極(401)而極數與第二電機磁場結構(201)之磁極相同或不同，其特徵為第二電機轉部(204)之磁極設有第二串聯式輔助激磁繞組(205)並藉第二導電環及電刷式裝置(207)供與外部之間傳輸激磁電能者；上述第二串聯式輔助激磁繞組(205)與第二電機轉部之永磁式磁極(401)包括呈同極性助激設置或不同極性之差激設置者；第二串聯式輔助激磁繞組(205)：為由導線繞設於第二電機轉部(204)之磁極，而藉第二導電環及電刷式裝置(207)與外部之間傳輸電能者，其設置之方式包括設置第二串聯式輔助激磁繞組(205)，其中第二串聯式輔助激磁繞組(205)，為經第二導電環及電刷式裝置(207)輸出端，串 聯於第一電機磁場繞組(102)之第一驅動控制裝置(103)電源輸入端再通往直流電源者；第二導電環及電刷式裝置(207)：為具有導電環及導電刷所構成，供分別設置於呈迴轉之電機轉部與外部之間，以在轉部迴轉中，供第二串聯式輔助激磁繞組(205)與外部之間傳輸電能者；藉由機殼軸承鎖固螺絲等以結合上述組件構成第二具導電環及電刷式開關式直流電機(1002)，其中第二驅動控制裝置(203)可為共構於第二具導電環及電刷式開關式直流電機(1002)或獨立設置者。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之具輔助激磁繞組之交叉互鎖具導電環及電刷式開關式直流電機系統，進一步包括具第一串聯式輔助激磁繞組(105)及第一串聯式調節激磁繞組(305)、第二串聯式輔助激磁繞組(205)及第二串聯式調節激磁繞組(405)而呈半交叉互鎖之多相具導電環及電刷式開關式直流電機系統，其主要構成為第一驅動控制裝置(103)：為由機電式元件及/或固態元件及/或微處理器所構成之驅動電控裝置，供接受第一電機角位置檢測裝置(106)之信號，以操控對第一電機磁場繞組(102)作為馬達功能運轉之供電激磁之時機、極性、相序及電壓、電流大小，或作為發電機功能發電輸出之時機、極性、相序及電壓、電流大小者；第一電機磁場結構(101)：為由導磁鐵芯及設置兩相或兩相以上之第一電機磁場繞組(102)所構成，供耦合於第一電機轉部(104)，第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)兩者形成磁迴路，供通過由第一電機磁場繞組(102)產生移動之磁場，而在第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)之間產生電機效應之運作者；第一電機磁場繞組(102)：為供設置於第一電機磁場結構(101)之兩相或兩相以上之線圈繞組，於作為馬達功能運轉時供接受第一驅動控制裝置(103)之激磁控制，以產生移動之磁場，而與第一電機轉部(104) 之間產生馬達致動效應者；於作為發電機功能運轉時，第一電機磁場繞組(102)為供接受第一驅動控制裝置(103)作發電輸出電壓、電流之控制者；第一電機角位置檢測裝置(106)：為由機電式開關裝置、或霍爾元件、或光電、或電磁感應、或超音波、或靜電感應等物理性位置檢測裝置所構成，供設置於呈相對迴轉之第一電機磁場結構(101)與第一電機轉部(104)之間，藉以檢測第一電機磁場結構(101)之第一電機磁場繞組(102)所產生移動磁場與第一電機轉部(104)之相對位置關係，並藉檢測信號輸往第一驅動控制裝置(103)者；第一電機轉部(104)：為由導磁材料所構成，並具有轉軸，而在第一電機轉部(104)耦合於第一電機磁場結構(101)之耦合面，設有導磁性而與第一電機磁場結構(101)磁極極數相同或不同之凸極結構，其特徵為第一電機轉部(104)之磁極設有第一串聯式輔助激磁繞組(105)及第一串聯式調節激磁繞組(305)，並藉第一導電環及電刷式裝置(107)供與外部之間傳輸激磁電能者；第一串聯式調節激磁繞組(305)：為由導線繞設於第一電機轉部(104)之磁極，而藉第一導電環及電刷式裝置(107)與外部之間傳輸電能者；第一串聯式輔助激磁繞組(105)：為由導線繞設於第一電機轉部(104)之磁極，而藉第一導電環及電刷式裝置(107)與外部之間傳輸電能者，其設置之方式包括設置第一串聯式輔助激磁繞組(105)、第一串聯式調節激磁繞組(305)，其中第一串聯式輔助激磁繞組(105)為經第一導電環及電刷式裝置(107)通往電源負端，另一端經第一導電環及電刷式裝置(107)及第二導電環及電刷式裝置(207)與第二電機轉部(204)之第二串聯式調節激磁繞組(405)串聯，再經第二導電環及電刷式裝置(207)通往第二電機磁場繞組(202)之第二驅動控制裝置(203)電源側之一端，再經第二驅動控制裝置(203)電源側之另一端通往直流電源正端者； 第一導電環及電刷式裝置(107)：為具有導電環及導電刷所構成，供分別設置於呈迴轉之電機轉部與外部之間，以在轉部迴轉中，供第一串聯式輔助激磁繞組(105)及/或第一並聯式輔助激磁繞組(108)與外部之間傳輸電能者；藉由機殼軸承鎖固螺絲等以結合上述組件構成第一具導電環及電刷式開關式直流電機(1001)，其中第一驅動控制裝置(103)可為共構於第一具導電環及電刷式開關式直流電機(1001)或獨立設置者；第二驅動控制裝置(203)：為由機電式元件及/或固態元件及/或微處理器所構成之驅動電控裝置，供接受第二電機角位置檢測裝置(206)之信號，以操控對第二電機磁場繞組(202)作為馬達功能運轉之供電激磁之時機、極性、相序及電壓、電流大小，或作為發電機功能發電輸出之時機、極性、相序及電壓、電流大小者；以及供操控驅動第二並聯式輔助激磁繞組(208)通過激磁電能之電壓、電流及極性者；第二電機磁場結構(201)：為由導磁鐵芯及設置兩相或兩相以上之第二電機磁場繞組(202)所構成，供耦合於第二電機轉部(204)，第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)兩者形成磁迴路，供通過由第二電機磁場繞組(202)產生移動之磁場，而在第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)之間產生電機效應之運作者；第二電機磁場繞組(202)：為供設置於第二電機磁場結構(201)之兩相或兩相以上之線圈繞組，於作為馬達功能運轉時供接受第二驅動控制裝置(203)之激磁控制，以產生移動之磁場，而與第二電機轉部(204)之間產生馬達致動效應者；於作為發電機功能運轉時，第二電機磁場繞組(202)為供接受第二驅動控制裝置(203)作發電輸出電壓、電流之控制者；第二電機角位置檢測裝置(206)：為由機電式開關裝置、或霍爾元件、或光電、或電磁感應、或超音波、或靜電感應等物理性位置檢測 裝置所構成，供設置於呈相對迴轉之第二電機磁場結構(201)與第二電機轉部(204)之間，藉以檢測第二電機磁場結構(201)之第二電機磁場繞組(202)所產生移動磁場與第二電機轉部(204)之相對位置關係，並藉檢測信號輸往第二驅動控制裝置(203)者；第二電機轉部(204)：為由導磁材料所構成，並具有轉軸，而在第二電機轉部(204)耦合於第二電機磁場結構(201)之耦合面，設有導磁性而與第二電機磁場結構(201)磁極極數相同或不同之凸極結構，其特徵為第二電機轉部(204)之磁極設有第二串聯式輔助激磁繞組(205)及第二串聯式調節激磁繞組(405)，並藉第二導電環及電刷式裝置(207)供與外部之間傳輸激磁電能者；第二串聯式調節激磁繞組(405)：為由導線繞設於第二電機轉部(204)之磁極，而藉第二導電環及電刷式裝置(207)與外部之間傳輸電能者；第二串聯式輔助激磁繞組(205)：為由導線繞設於第二電機轉部(204)之磁極，而藉第二導電環及電刷式裝置(207)與外部之間傳輸電能者，其設置之方式包括設置第二串聯式輔助激磁繞組(205)、第二串聯式調節激磁繞組(405)，其中第二串聯式輔助激磁繞組(205)為經第二導電環及電刷式裝置(207)通往電源負端，另一端經第二導電環及電刷式裝置(207)及第一導電環及電刷式裝置(107)與第一電機轉部(104)之第一串聯式調節激磁繞組(305)串聯，再經第一導電環及電刷式裝置(107)通往第一電機磁場繞組(102)之第一驅動控制裝置(103)電源側之一端，再經第一驅動控制裝置(103)電源側之另一端通往直流電源正端者；第二導電環及電刷式裝置(207)：為具有導電環及導電刷所構成，供分別設置於呈迴轉之電機轉部與外部之間，以在轉部迴轉中，供第二串聯式輔助激磁繞組(205)及/或第二並聯式輔助激磁繞組(208)與外部之間傳輸電能者；藉由上述第一串聯式輔助激磁繞組(105)與第一串聯式調節激磁繞 組(305)之激磁極性作助激或差激之選擇，以及藉由第二串聯式輔助激磁繞組(205)與第二串聯式調節激磁繞組(405)之激磁極性作助激或差激之選擇，而構成半交叉互鎖之電機系統者；藉由機殼軸承鎖固螺絲等以結合上述組件構成第二具導電環及電刷式開關式直流電機(1002)，其中第二驅動控制裝置(203)可為共構於第二具導電環及電刷式開關式直流電機(1002)或獨立設置者。
  5. 如申請專利範圍第1、2、3或第4項所述之具輔助激磁繞組之交叉互鎖具導電環及電刷式開關式直流電機系統，進一步包括由兩個或兩個以上之具導電環及電刷式開關式直流電機之相鄰之串聯式輔助激磁繞組，串聯於相鄰供驅動電機磁場繞組之驅動控制裝置電源輸入端，再通往直流電源者，而最終一組具導電環及電刷式開關式直流電機之串聯式輔助激磁繞組，為串設於供驅動第一組電機磁場繞組之第一驅動控制裝置電源輸入端，再通往直流電源而構成此項具輔助激磁繞組之交叉互鎖具導電環及電刷式開關式直流電機系統者。
TW102120610A 2012-06-11 2013-06-11 具輔助激磁繞組之交叉互鎖具導電環及電刷式開關式直流電機系統 TWI587608B (zh)

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US13/493,157 US9000649B2 (en) 2012-06-11 2012-06-11 Cross-interlocked multi-set switch type DC brushless electric machine system having auxiliary excitation winding set
US13/836,526 US9178396B2 (en) 2012-06-11 2013-03-15 Cross-interlocked switch type DC electric machine having auxiliary excitation winding and conduction ring and brush

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