发明名称 直流电动机
摘要 一种直流电动机,包括了转子和定子。定义转子和定子其中之一的各磁极极性系固定不变者为固定磁极子,而定义转子和定子之另一则为切换磁极子。其中,固定磁极子包括了数个固定磁极,而切换磁极子之也同样包括数个切换磁极,并且切换磁极子磁极总数系固定磁极子之磁极总数的K倍,K系大于1之正整数。本发明之直流电动机系可以杜绝启动死角以及维持高扭力。
申请公布号 TWI244817 申请公布日期 2005.12.01
申请号 TW093102573 申请日期 2004.02.05
申请人 蔡锦坤 发明人 蔡锦坤
分类号 H02K23/02;H02P7/06 主分类号 H02K23/02
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 1.一种直流电动机,包括: 一转子,具有N极磁极和S极磁极;以及 一定子,具有N极磁极和S极磁极, 其中,定义该转子和该定子其中之一之各磁极极性 固定不变者为一固定磁极子,其包括多数个固定磁 极,而定义该转子和该定子之另一为一切换磁极子 ,其亦包括多数个切换磁极,则该切换磁极子之磁 极总数系该固定磁极子之磁极总数的K倍,K系大于1 之正整数,而该切换磁极子系藉由切换其各磁极极 性,使该转子处于受力状态。 2.如申请专利范围第1项所述之直流电动机,其中当 该转子系该固定磁极子时,该固定磁极子之各该固 定磁极的对应范围内,相异极性之该切换磁极系以 转子转动之方向领先相同极性之该切换磁极一预 设角度,且该固定磁极子之各该磁极对应范围内所 涵盖之该些切换磁极的总数系K。 3.如申请专利范围第1项所述之直流电动机,其中当 该转子系该切换磁极子时,该固定磁极子之各该固 定磁极对应范围内,相同极性之该切换磁极系以转 子转动之方向领先相异极性之该切换磁极一预设 角度,且该固定磁极子之各该磁极对应范围内所涵 盖之该些切换磁极的总数系K。 4.一种直流电动机,包括: 一转子,具有N极磁极和S极磁极; 一定子,具有N极磁极和S极磁极;以及 一控制电路,系耦接一外部电源, 其中,定义该转子扣该定子其中之一之各磁极极性 固定不变者为一固定磁极子,而定义该转子和该定 子之另一为一切换磁极子,则该切换磁极子之磁极 总数系该固定磁极子之磁极总数的K倍,K系大于1之 正整数,此外,该直流电动机系藉由该控制电路切 换该切换磁极子之各磁极极性与相对位置,并控制 其切换时机,使该转子处于受力状态。 5.如申请专利范围第4项所述之直流电动机,其中该 控制电路包括: 一定位单元,用以感测部分该固定磁极子之磁极与 对应之该切换磁极子之磁极的相对位置; 一处理单元,系耦接该定位单元;以及 一输出单元,系耦接该处理单元, 其中该处理单元系依据部分该固定磁极子之磁极 与对应之该切换磁极子之磁极的相对位置,来控制 输出单元切换该切换磁极子中各磁极之极性。 6.如申请专利范围第5项所述之直流电动机,其中该 定位单元系一霍尔积体电路(IC)和一霍尔元件二者 其中之一,依据部分该固定磁极子之磁极与对应之 该切换磁极子之磁极的相对位置,而送出一定位讯 号至该处理单元。 7.如申请专利范围第6项所述之直流电动机,其中该 处理单元包括一数位讯号处理电路和一传统等效 电路二者其中之一,用以依据该定位讯号来输出一 控制讯号。 8.如申请专利范围第7项所述之直流电动机,其中该 输出单元包括: 一第一电晶体,该第一电晶体之基极端系接收该控 制讯号,而该第一电晶体之第一集/射极端系耦接 该直流电源,另外,该第一电晶体之第二集/射极端 系耦接该切换磁极子; 一第二电晶体,该第二电晶体之基极端系接收该控 制讯号,而该第二电晶体之第一集/射极端系耦接 该直流电源,另外,该第二电晶体之第二集/射极端 系耦接该切换磁极子; 一第三电晶体,该第三电晶体之基极端系接收该控 制讯号,而该第三电晶体之第一集/射极端系耦接 该第一电晶体之第二集/射极端,另外,该第三电晶 体之第二集/射极端系接地;以及 一第四电晶体,该第四电晶体之基极端系接收该控 制讯号,而该第四电晶体之第一集/射极端系耦接 该第二电晶体之第二集/射极端,另外,该第四电晶 体之第二集/射极端系接地。 9.如申请专利范围第8项所述之直流电动机,其中该 切换磁极子之磁极系以二组以上的激磁线圈加以 串联或并联而实现。 10.如申请专利范围第5项所述之直流电动机,其中 该控制电路更包括一控速模组,系输出一脉宽调变 讯号至该处理单元,用以调变该转子之转速。 11.如申请专利范围第5项所述之直流电动机,其中 该定位单元、该处理单元和该输出单元系以一电 刷模组来实现,该电刷模组耦接该转子,用以切换 该转子之各磁极极性使得该转子处于受力状态。 12.如申请专利范围第11项所述之直流电动机,其中 该控制电路更包括一控速模组,系接收该直流电源 所提供的电力,用以调变该转子之转速。 图式简单说明: 图1A至图1C系绘示其中一种习知的直流电动机转动 示意图。 图2系绘示依照本发明第一实施例之直流电动机结 构示意图。 图3A至图3C系绘示依照本发明第二实施例之直流电 动机转动示意图。 图4系绘示依照本发明第三实施例之直流电动机结 构示意图。 图5系绘示依照本发明第四实施例之直流电动机结 构示意图。 图6A系绘示本发明之一较佳实施例之直流电动机 的控制电路方块图。 图6B系绘示依照本发明之一较佳实施例之全桥电 路图。 图6C系依照本发明另一实施例之直流电动机的控 制电路方块图。 图6D系依照本发明另一实施例之直流电动机的控 制电路方块图。
地址 台北市内湖区环山路1段59巷12弄1号4楼