專利名稱：可提升永磁式馬達(dá)轉(zhuǎn)速的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可提升永磁式馬達(dá)轉(zhuǎn)速的裝置，特別涉及一種永磁式馬達(dá)，其裝置有多套用以感測轉(zhuǎn)子磁鐵不同的旋轉(zhuǎn)磁極的變化，并使定子激磁線圈有不同的導(dǎo)通時間差，以及不同強(qiáng)度的馬達(dá)扭力常數(shù)KT值而使同一個馬達(dá)產(chǎn)生多樣不同的馬達(dá)轉(zhuǎn)速。
現(xiàn)有馬達(dá)的扭力常數(shù)KT值是單一值，一個馬達(dá)一般都運(yùn)轉(zhuǎn)在較低的轉(zhuǎn)速范圍，特別情況下才運(yùn)轉(zhuǎn)在較高的轉(zhuǎn)速范圍(例如，輕便型電動助力車)。為了使馬達(dá)必要時運(yùn)轉(zhuǎn)到不常運(yùn)轉(zhuǎn)使用的最高轉(zhuǎn)速范圍，因KE＝KT、(E＝KE)、(T＝KTIa)，如果反電動勢電壓E值不變則扭力常數(shù)KT值及反電勢常數(shù)KE值必須降低才能提升該馬達(dá)轉(zhuǎn)速達(dá)到不常運(yùn)轉(zhuǎn)使用的最高轉(zhuǎn)速范圍，但是因為扭力常數(shù)KT值的變小同時馬達(dá)若是經(jīng)常工作在較低的運(yùn)轉(zhuǎn)速度范圍，則因為T＝KTIa也就是電樞電流Ia值必然需提高才可相對比例提升扭力T值，但是加大的電樞電流Ia值對馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率并非好事，由下式中可知P＝I2RP電動機(jī)之線圈耗損功率I電樞電流 R線圈阻抗其中，電樞電流I的平方值×線圈阻抗＝馬達(dá)的耗損功率，因此以加大電流的方式加大馬達(dá)的扭力，馬達(dá)必然會以平方值使定子線圈的耗損功率P值變得太大，而在線圈的線阻中產(chǎn)生熱量，金屬線圈的物理現(xiàn)象亦因熱度的上升而使線圈的阻抗又對應(yīng)地上升，惡性循環(huán)中將使馬達(dá)變成為高溫度且輸出功率效率較差的現(xiàn)象。
現(xiàn)有馬達(dá)的定子部是單一線圈的繞線方式，其反電動勢常數(shù)KE值以及扭力常數(shù)KT值皆一定值，因此其KT值及KE值若設(shè)計于較高值則電樞轉(zhuǎn)速Ω將相對比例而降低。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過將永磁式馬達(dá)內(nèi)部設(shè)置多套用以感測轉(zhuǎn)子磁鐵的旋轉(zhuǎn)磁極變換的磁傳感器，定子部其中一套磁傳感器的裝置位置可使定子激磁線圈的導(dǎo)通時間和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁極變換時間差為零或較低，并因此使馬達(dá)產(chǎn)生最強(qiáng)或較強(qiáng)的扭力常數(shù)KT值，另套磁傳感器的裝置位置則令定子激磁線圈的導(dǎo)通時間和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁極變換時間差為較長，亦即令馬達(dá)產(chǎn)生類似弱磁控制的現(xiàn)象，多套磁傳感器的感測信號通過磁感測信號選擇電路所控制，并整合輸出一感測輸出信號到馬達(dá)驅(qū)動控制電路，驅(qū)動控制電路據(jù)此信號將使馬達(dá)定子部和永磁式轉(zhuǎn)子部產(chǎn)生不同強(qiáng)度的電樞反應(yīng)；上述必要時可提升馬達(dá)轉(zhuǎn)速的弱磁控制效果的裝置，因此可使馬達(dá)具有較大的扭力常數(shù)KT值，較大KT值之馬達(dá)于低速運(yùn)轉(zhuǎn)時因可相對比例的減少電樞電流Ia值(T＝KTIa)，因此馬達(dá)定子線圈的耗損功率也將減少(P＝I2R)并據(jù)此降低馬達(dá)的工作溫度和提升馬達(dá)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。
采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明可使一個馬達(dá)不但擁有較高的扭力常數(shù)KT值，亦可切換到提前感測角度的磁傳感器而使馬達(dá)的電樞反應(yīng)產(chǎn)生弱磁控制的效果而導(dǎo)致電樞氣隙磁通密度減少，由前述式中KE＝BDLZ/2以及E＝KEΩ，因電樞氣隙磁通密度B值減少反電動勢常數(shù)KE值必然下降所以電樞轉(zhuǎn)速Ω必然會提升。
多個套磁傳感器41，是以各種不同角度設(shè)置于定子部21，并感測轉(zhuǎn)子部31永久磁鐵磁極的旋轉(zhuǎn)變化，包含有θ1角度的磁傳感器411及θ2角度的磁傳感器412，并因此可使定子部21激磁線圈211和轉(zhuǎn)子部31旋轉(zhuǎn)磁極也產(chǎn)生不同角度的變化關(guān)系，亦即感測信號與激磁線圈211兩者間的導(dǎo)通時間差將有同步或提前的現(xiàn)象發(fā)生，并因此產(chǎn)生各種不同強(qiáng)度的電樞反應(yīng)；磁感測信號選擇電路51，該電路系經(jīng)由轉(zhuǎn)速信號端514控制端指令而使多套磁傳感器41整合一感測輸出信號513，各種感測輸出信號513將使定子部21激磁線圈211有不同的導(dǎo)通時間差，各種導(dǎo)通時間差將令定子部21和轉(zhuǎn)子部31產(chǎn)生個別一定值的電樞氣隙磁通密度，個別一定值的磁通密度亦將產(chǎn)生個別一定值的扭力常數(shù)KT值，因此永磁式馬達(dá)11將可產(chǎn)生多樣化的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速；多套磁傳感器41不應(yīng)限制其裝置位置但其中一套的定位裝置角度將令定子部21激磁線圈211的導(dǎo)通時間差和轉(zhuǎn)子部31產(chǎn)生最強(qiáng)氣隙磁通密度、最大扭力常數(shù)KT值的電樞反應(yīng)，另外至少一套磁傳感器41定位裝置的角度將令定子部21激磁線圈211的導(dǎo)通時間差和轉(zhuǎn)子部31產(chǎn)生較弱氣隙磁通密度、較小扭力常數(shù)KT值的電樞反應(yīng)；多套磁傳感器41不應(yīng)限制其裝置位置但其中一套的定位裝置角度將令定子部21激磁線圈211的導(dǎo)通時間差和轉(zhuǎn)子部31產(chǎn)生較強(qiáng)氣隙磁通密度、較大扭力常數(shù)KT值的電樞反應(yīng)，另外至少一套磁傳感器41定位裝置的角度將令定子部21激磁線圈211的導(dǎo)通時間差和轉(zhuǎn)子部31產(chǎn)生較弱氣隙磁通密度、較小扭力常數(shù)KT值的電樞反應(yīng)；其中磁感測信號選擇電路51的感測輸出信號513的選擇，是參考馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的位階而產(chǎn)生一轉(zhuǎn)速信號，指令信號端514將視馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的位階而令磁感測信號選擇電路51自動選擇輸出不同的感測輸出信號513其中磁感測信號選擇電路51之感測輸出信號513的選擇，是采人工切換的方式產(chǎn)生切換信號，指令信號端515將視人工選擇的狀態(tài)而令磁感測信號選擇電路51切換輸出不同的感測輸出信號513；其中磁感測信號選擇電路51內(nèi)含開關(guān)器511，是指機(jī)械式有接點(diǎn)的形態(tài)，開關(guān)器511經(jīng)由切換信號端514、515的指令而輸出所需之感測輸出信號513；其中磁感測信號選擇電路51內(nèi)含切換電路是指電子半導(dǎo)體電路，如模擬式IC、數(shù)字式IC、微處理芯片CPU等無接點(diǎn)結(jié)構(gòu)的電子集體電路，電子半導(dǎo)體電路經(jīng)由切換信號端514、515的指令而輸出所需之感測輸出信號513；其中定子部21是指馬達(dá)的外定子部、轉(zhuǎn)子部31是指永磁式內(nèi)轉(zhuǎn)子部，即是永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子式馬達(dá)；其中定子部21是指馬達(dá)的內(nèi)定子部、轉(zhuǎn)子部31是指永磁式外轉(zhuǎn)子部，即是永磁外轉(zhuǎn)子式馬達(dá)；其中轉(zhuǎn)子部31永久磁鐵313是以筒形狀磁鐵沾粘于導(dǎo)磁軛鐵312表面以為轉(zhuǎn)子部電樞反應(yīng)之用，多套磁傳感器41對應(yīng)永久磁鐵313的磁極旋轉(zhuǎn)變換而令轉(zhuǎn)子部31對應(yīng)定子部21而電樞反應(yīng)并導(dǎo)磁旋轉(zhuǎn)；其中轉(zhuǎn)子部31永久磁鐵313是以多個永久磁鐵個體沾粘于導(dǎo)磁軛鐵312表面以為轉(zhuǎn)子部電樞反應(yīng)之用，多套磁傳感器41對應(yīng)永久磁鐵313的磁極旋轉(zhuǎn)變換而令轉(zhuǎn)子部31對應(yīng)定子部21而電樞反應(yīng)并導(dǎo)磁旋轉(zhuǎn)；其中轉(zhuǎn)子部31永久磁鐵是以多個永久磁鐵個體嵌鑲裝置于導(dǎo)磁軛鐵內(nèi)部以為轉(zhuǎn)子部電樞反應(yīng)之用，多套磁傳感器41對應(yīng)永久磁鐵的磁極旋轉(zhuǎn)變換而令轉(zhuǎn)子部31對應(yīng)定子部21而電樞反應(yīng)并導(dǎo)磁旋；其中轉(zhuǎn)子部31永久磁鐵是另指和轉(zhuǎn)子部31同心、同步旋轉(zhuǎn)，但非供電樞反應(yīng)用的永久磁鐵314，其是供轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置感測之用，多套磁傳感器41對應(yīng)該永久磁鐵314的磁極旋轉(zhuǎn)變換而使轉(zhuǎn)子部31電樞反應(yīng)用的永久磁鐵313對應(yīng)定子部21而電樞反應(yīng)并導(dǎo)磁旋轉(zhuǎn)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳可行實施例，并非用于限制本發(fā)明的專利范圍，故舉凡運(yùn)用本發(fā)明說明書及附圖
內(nèi)容所為之等效結(jié)構(gòu)變化，均同理皆包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種可提升永磁式馬達(dá)轉(zhuǎn)速的裝置，包含有一永磁式馬達(dá)，其內(nèi)包含定子部供繞組型態(tài)的激磁線圈設(shè)置在其中，并可提供多套磁傳感器固定的裝置，還包含轉(zhuǎn)子部其含有永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子部對應(yīng)定子部而電樞反應(yīng)導(dǎo)磁旋轉(zhuǎn)；所述磁傳感器，以各種不同角度設(shè)置在定子部并感測轉(zhuǎn)子部永久磁鐵磁極的旋轉(zhuǎn)變化，并使定子部激磁線圈和轉(zhuǎn)子部旋轉(zhuǎn)磁極產(chǎn)生不同角度的變化關(guān)系，由于感測信號與激磁線圈兩者間的導(dǎo)通時間差存在同步或提前現(xiàn)象，因此產(chǎn)生各種不同強(qiáng)度的電樞反應(yīng)；磁感測信號選擇電路，該電路通過控制端指令而使所述套磁傳感器整合一感測輸出信號，各種感測輸出信號使定子部激磁線圈有不同的導(dǎo)通時間差，各種導(dǎo)通時間差使定子部和轉(zhuǎn)子部產(chǎn)生個別一定值的電樞氣隙磁通密度，個別一定值的磁通密度還產(chǎn)生個別一定值的扭力常數(shù)KT值，因此永磁式馬達(dá)將可產(chǎn)生多樣化的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。
2.如權(quán)利要求1所述的可提升永磁式馬達(dá)轉(zhuǎn)速的裝置，其特征在于所述磁傳感器不應(yīng)限制其裝置位置但其中一套的定位裝置角度將令定子部激磁線圈的導(dǎo)通時間差和轉(zhuǎn)子部產(chǎn)生最強(qiáng)氣隙磁通密度、最大扭力常數(shù)KT值的電樞反應(yīng)，另外至少一套磁傳感器定位裝置的角度使定子部激磁線圈的導(dǎo)通時間差和轉(zhuǎn)子部產(chǎn)生較弱氣隙磁通密度、較小扭力常數(shù)KT值的電樞反應(yīng)。
3.如權(quán)利要求1所述的可提升永磁式馬達(dá)轉(zhuǎn)速的裝置，其特征在于所述磁傳感器不應(yīng)限制其裝置位置但其中一套的定位裝置角度將令定子部激磁線圈的導(dǎo)通時間差和轉(zhuǎn)子部產(chǎn)生較強(qiáng)氣隙磁通密度、較大扭力常數(shù)KT值的電樞反應(yīng)，另外至少一套磁傳感器定位裝置的角度將令定子部激磁線圈的導(dǎo)通時間差和轉(zhuǎn)子部產(chǎn)生較弱氣隙磁通密度、較小扭力常數(shù)KT值的電樞反應(yīng)。
4.如權(quán)利要求1所述的可提升永磁式馬達(dá)轉(zhuǎn)速的裝置，其特征在于所述磁感測信號選擇電路的感測輸出信號的選擇，是參考馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的位階而產(chǎn)生一轉(zhuǎn)速信號，指令信號端將視馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的位階而使磁感測信號選擇電路自動選擇輸出不同的感測輸出信號。
5.如權(quán)利要求1所述的可提升永磁式馬達(dá)轉(zhuǎn)速的裝置，其特征在于所述磁感測信號選擇電路的感測輸出信號的選擇，是采人工切換的方式產(chǎn)生切換信號，指令信號端將視人工切換的狀態(tài)而便磁感測信號選擇電路選擇輸出不同的感測輸出信號。
6.如權(quán)利要求1所述的可提升永磁式馬達(dá)轉(zhuǎn)速的裝置，其特征在于所述磁感測信號選擇電路內(nèi)含開關(guān)器，是指機(jī)械式有接點(diǎn)的形態(tài)，開關(guān)器通過切換信號的指令而輸出所需的感測輸出信號。
7.如權(quán)利要求1所述的可提升永磁式馬達(dá)轉(zhuǎn)速的裝置，其特征在于所述磁感測信號選擇電路內(nèi)含切換電路，是指電子半導(dǎo)體電路，如模擬式IC、數(shù)字式IC、微處理芯片CPU等無接點(diǎn)結(jié)構(gòu)的電子集體電路，電子半導(dǎo)體電路通過切換信號的指令而輸出所需的感測輸出信號。
8.如權(quán)利要求1所述的可提升永磁式馬達(dá)轉(zhuǎn)速的裝置，其特征在于定子部是指馬達(dá)的外定子部，轉(zhuǎn)子部是指永磁式內(nèi)轉(zhuǎn)子部，即是永磁內(nèi)轉(zhuǎn)子式馬達(dá)。
9.如權(quán)利要求1所述的可提升永磁式馬達(dá)轉(zhuǎn)速的裝置，其特征在于定子部是指馬達(dá)的內(nèi)定子部，轉(zhuǎn)子部是指永磁式外轉(zhuǎn)子部，即是永磁外轉(zhuǎn)子式馬達(dá)。
10.如權(quán)利要求1所述的可提升永磁式馬達(dá)轉(zhuǎn)速的裝置，其特征在于轉(zhuǎn)子部永久磁鐵是以筒形狀磁鐵粘于導(dǎo)磁軛鐵表面以為轉(zhuǎn)子部電樞反應(yīng)之用，所述磁傳感器對應(yīng)該永久磁鐵的磁極旋轉(zhuǎn)變換而使轉(zhuǎn)子部對應(yīng)定子部而電樞反應(yīng)并導(dǎo)磁旋轉(zhuǎn)。
11.如權(quán)利要求1所述的可提升永磁式馬達(dá)轉(zhuǎn)速的磁裝置，其特征在于轉(zhuǎn)子部永久磁鐵是以多個永久磁鐵個體粘于導(dǎo)磁軛鐵表面以為轉(zhuǎn)子部電樞反應(yīng)之用，所述套磁傳感器對應(yīng)該永久磁鐵的磁極旋轉(zhuǎn)變換而使轉(zhuǎn)子部對應(yīng)定子部而電樞反應(yīng)并導(dǎo)磁旋轉(zhuǎn)。
12.如權(quán)利要求1所述的可提升永磁式馬達(dá)轉(zhuǎn)速的裝置，其特征在于轉(zhuǎn)子部永久磁鐵是以多個永久磁鐵個體嵌鑲于導(dǎo)磁軛鐵內(nèi)部以為轉(zhuǎn)子部電樞反應(yīng)之用，所述磁傳感器對應(yīng)該永久磁鐵的磁極旋轉(zhuǎn)變換而使轉(zhuǎn)子部對應(yīng)定子部而電樞反應(yīng)并導(dǎo)磁旋轉(zhuǎn)。
13.如權(quán)利要求1所述的可提升永磁式馬達(dá)轉(zhuǎn)速的裝置，其特征在于轉(zhuǎn)子部永久磁鐵是指和轉(zhuǎn)子部同心、同步旋轉(zhuǎn)但非供電樞反應(yīng)用的永久磁鐵，其是供轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置感測之用，所述磁傳感器對應(yīng)該永久磁鐵的磁極旋轉(zhuǎn)變換而使轉(zhuǎn)子部電樞反應(yīng)用的永久磁鐵對應(yīng)定子部而電樞反應(yīng)并導(dǎo)磁旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可提升永磁式馬達(dá)轉(zhuǎn)速的裝置，其是在永磁式馬達(dá)內(nèi)設(shè)置多套用以感測轉(zhuǎn)子部永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)磁極變換的磁傳感器，其中一套磁傳感器可使定子部和永磁式轉(zhuǎn)子部產(chǎn)生較強(qiáng)電樞氣隙磁通密度的電樞反應(yīng)，其它另套磁傳感器則須提前對應(yīng)轉(zhuǎn)子部永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)磁極的變化而使馬達(dá)產(chǎn)生類似弱磁控制的現(xiàn)象，弱磁現(xiàn)象將使定子部和永磁式轉(zhuǎn)子部產(chǎn)生較弱電樞氣隙磁通密度的電樞反應(yīng)，因此馬達(dá)的扭力常數(shù)KT值降低并導(dǎo)引轉(zhuǎn)子部的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速變快；上述可加快轉(zhuǎn)速的裝置可使馬達(dá)設(shè)計于較高的扭力常數(shù)K
文檔編號H02P6/08GK1437314SQ02103579
公開日2003年8月20日 申請日期2002年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月7日
發(fā)明者許俊甫 申請人:許俊甫