本发明涉及一种具辅助激磁绕组的具导电环及电刷式开关式直流电机，为将具导电环及电刷式开关式直流电机(1000)的永磁式电机转部或磁阻式电机转部所构成的电机转部(104)，设置辅助激磁绕组，而借导电环及电刷式装置(107)作为传输电能的接口，以供对辅助激磁绕组输入激磁电能，并借控制其激磁电压电流的大小及极性，而对具导电环及电刷式开关式直流电机(1000)的电机转部(104)的磁极作助激或差激或助复激或差复激的激磁效应。
1.一种具辅助激磁绕组的具导电环及电刷式开关式直流电机，为将具导电环及电刷式开关式直流电机(1000)的永磁式电机转部或磁阻式电机转部所构成的电机转部(104)，设置串联式辅助激磁绕组(105)及/或并联式辅助激磁绕组(108)，而借导电环及电刷式装置(107)作为传输电能的接口；驱动控制装置(103)除供控制对电机磁场绕组(102)激磁电流大小及极性及相序外，并具有以下一种或一种以上的功能，包括：(1) 控制串联式辅助激磁绕组(105)的激磁电压电流的大小及极性；(2) 控制并联式辅助激磁绕组(108)的激磁电压电流的大小及极性；
借由上述由驱动控制装置(103)的控制功能，供由直流电源或交流整流的直流电源所驱动，于具导电环及电刷式开关式直流电机(1000) 作为马达或发电机功能运作时，对具导电环及电刷式开关式直流电机(1000)的电机转部(104)的磁极作串激或分激的助激或差激的激磁效应，或作助复激或差复激的激磁效应，其主要构成如下：-- 驱动控制装置(103)：为由机电式元件及/或固态元件及/或微处理器所构成的驱动电控装置，供接受电机角位置检测装置(106)的信号，以操控对电机磁场绕组(102)作为马达功能运转的供电激磁的时机、极性、相序及电压、电流大小，或作为发电机功能发电输出的时机、极性、相序及电压、电流大小；以及供操控驱动串联式辅助激磁绕组(105)及/或并联式辅助激磁绕组(108)通过激磁电能的电压、电流及极性；
-- 电机磁场结构(101)：为由导磁铁芯及设置两相或两相以上的电机磁场绕组(102)所构成，供耦合于电机转部(104)，电机磁场结构(101)与电机转部(104)两者形成磁回路，供通过由电机磁场绕组(102)产生移动的磁场，而在电机磁场结构(101)与电机转部(104) 之间产生电机效应的运作；
-- 电机磁场绕组(102)：为供设置于电机磁场结构(101)的两相或两相以上的线圈绕组，于作为马达功能运转时供接受驱动控制装置(103)的激磁控制，以产生相对方向移动的磁场，而与电机转部(104)之间产生马达致动效应；于作为发电机功能运转时，电机磁场绕组(102)为供接受驱动控制装置(103)作发电输出电压、电流的控制；
-- 电机角位置检测装置(106)：为由机电式开关装置、或霍尔元件、或光电、或电磁感应、或超音波、或静电感应物理性位置检测装置所构成，供设置于呈相对回转的电机磁场结构(101)与电机转部(104)之间，借以检测电机磁场结构(101)的电机磁场绕组(102)所产生移动磁场与电机转部(104)的相对位置关系，并借检测信号输往驱动控制装置(103)；
-- 电机转部(104)：为由导磁材料所构成，并具有转轴及机壳，其特征为在耦合于电机磁场结构(101)的边侧，设有导磁性而与电机磁场结构(101)磁极极数相同或不同的凸极结构，或具有永磁式磁极而极数与电机磁场结构(101)的磁极相同或不同，其特征为电机转部(104)的磁极设有辅助激磁绕组并借导电环及电刷式装置(107)供与外部之间传输激磁电能；
--辅助激磁绕组：为由导线绕设于电机转部(104)的磁极，而借导电环及电刷式装置(107)与外部之间传输电能，其设置的方式包括设置串联式辅助激磁绕组(105)、并联式辅助激磁绕组(108)两者或其中之一，其中串联式辅助激磁绕组(105)为经导电环及电刷式装置(107)与输出端供驱动控制电机磁场绕组(102)的驱动控制装置(103)电源输入端串联再通往直流电源；而并联式辅助激磁绕组(108)为并联于直流电源或驱动控制装置(103)的输出端或电机磁场绕组(102)的两端；
-- 导电环及电刷式装置(107)：为具有导电环及导电刷所构成，供分别设置于呈回转的电机转部与外部之间，以在转部回转中，供串联式辅助激磁绕组(105)及/或并联式辅助激磁绕组(108)与外部之间传输电能；
借由机壳轴承锁固螺丝以结合上述元件构成具导电环及电刷式开关式直流电机(1000)，其中驱动控制装置(103)可为共构于具导电环及电刷式开关式直流电机(1000)或独立设置。
2.如权利要求1所述的具辅助激磁绕组的具导电环及电刷式开关式直流电机，其特征在于，其具串联式辅助激磁绕组(105)的具导电环及电刷式开关式直流电机(1000)的电路构成如下：-- 串联式辅助激磁绕组(105)为绕设于电机转部(104)的磁极，而经导电环及电刷式装置(107)与输出端供驱动控制电机磁场绕组(102)的驱动控制装置(103)电源输入端串联再通往直流电源，其激磁极性与转部的磁极，包括为呈同极性的助激或呈不同极性的差激。
3.如权利要求1所述的具辅助激磁绕组的具导电环及电刷式开关式直流电机，其特征在于，其具并联式辅助激磁绕组(108)的具导电环及电刷式开关式直流电机(1000)的电路构成如下：-- 并联式辅助激磁绕组(108)为绕设于电机转部(104)的磁极，而经导电环及电刷式装置(107)并联于驱动控制装置(103)的电源端，此外可并联于经驱动控制装置(103)控制后的输出端，以个别接受驱动控制装置(103)控制其极性及激磁电压电流，其激磁极性与转部的磁极，包括为呈同极性的助激或呈不同极性的差激。
4.如权利要求1所述的具辅助激磁绕组的具导电环及电刷式开关式直流电机，其特征在于，其具串联式辅助激磁绕组(105)及并联式辅助激磁绕组(108)的具导电环及电刷式开关式直流电机(1000)的电路构成如下：--串联式辅助激磁绕组(105)为绕设于电机转部(104)的磁极，而经导电环及电刷式装置(107)与输出端供驱动控制电机磁场绕组(102)的驱动控制装置(103)电源输入端串联再通往直流电源，其激磁极性与转部的磁极，包括为呈同极性的助激或呈不同极性的差激；
--并联式辅助激磁绕组(108)为绕设于电机转部(104)的磁极，而经导电环及电刷式装置(107)并联于驱动控制装置(103)的电源端，此外可并联于经驱动控制装置(103)控制后的输出端，以个别接受驱动控制装置(103)控制其极性及激磁电压电流，其激磁极性与转部的磁极，包括为呈同极性的助激或呈不同极性的差激。
5.如权利要求4所述的具辅助激磁绕组的具导电环及电刷式开关式直流电机，其特征在于，其中并联式辅助激磁绕组(108)的负端与串联式辅助激磁绕组(105)的负端共同连接而呈长复激的连结，或由并联式辅助激磁绕组(108)的负端与串联式辅助激磁绕组(105)的正端连接而呈短复激的连结，其与转部磁极的激磁极性，包括为呈同极性的助激或呈不同极性的差激。
具辅助激磁绕组的具导电环及电刷式开关式直流电机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种具导电环及电刷式开关式直流电机，尤其是涉及一种具辅助激磁绕组的具导电环及电刷式开关式直流电机。
背景技术
[0002] 传统永磁式或磁阻式具导电环及电刷式开关式直流电机，电机的永磁式或磁阻式电机单元不具有随负载电流作特性变化的功能，其应用较受限为其缺失。
发明内容
[0003] 有鉴于此，本发明的主要目的为提供一种具辅助激磁绕组的具导电环及电刷式开关式直流电机。
[0004] 为达到上述目的，本发明提供一种具辅助激磁绕组的具导电环及电刷式开关式直流电机，为将具导电环及电刷式开关式直流电机1000的永磁式电机转部或磁阻式电机转部所构成的电机转部104，设置串联式辅助激磁绕组105及/或并联式辅助激磁绕组108，而借导电环及电刷式装置107作为传输电能的接口；驱动控制装置103除供控制对电机磁场绕组102激磁电流大小及极性及相序外，并具有以下一种或一种以上的功能，包括：(1) 控制串联式辅助激磁绕组105的激磁电压电流的大小及极性；(2) 控制并联式辅助激磁绕组108的激磁电压电流的大小及极性；
[0005] 借由上述由驱动控制装置103的控制功能，供由直流电源或交流整流的直流电源所驱动，于具导电环及电刷式开关式直流电机1000 作为马达或发电机功能运作时，对具导电环及电刷式开关式直流电机1000的电机转部104的磁极作串激或分激的助激或差激的激磁效应，或作助复激或差复激的激磁效应，其主要构成如下：
[0006] -- 驱动控制装置103：为由机电式元件及/或固态元件及/或微处理器所构成的驱动电控装置，供接受电机角位置检测装置106的信号，以操控对电机磁场绕组102作为马达功能运转的供电激磁的时机、极性、相序及电压、电流大小，或作为发电机功能发电输出的时机、极性、相序及电压、电流大小；以及供操控驱动串联式辅助激磁绕组105及/或并联式辅助激磁绕组108通过激磁电能的电压、电流及极性；
[0007] -- 电机磁场结构101：为由导磁铁芯及设置两相或两相以上的电机磁场绕组102所构成，供耦合于电机转部104，电机磁场结构101与电机转部104两者形成磁回路，供通过由电机磁场绕组102产生移动的磁场，而在电机磁场结构101与电机转部104 之间产生电机效应的运作；
[0008] -- 电机磁场绕组102：为供设置于电机磁场结构101的两相或两相以上的线圈绕组，于作为马达功能运转时供接受驱动控制装置103的激磁控制，以产生相对方向移动的磁场，而与电机转部104之间产生马达致动效应；于作为发电机功能运转时，电机磁场绕组102为供接受驱动控制装置103作发电输出电压、电流的控制；
[0009] -- 电机角位置检测装置106：为由机电式开关装置、或霍尔元件、或光电、或电磁感应、或超音波、或静电感应等物理性位置检测装置所构成，供设置于呈相对回转的电机磁场结构101与电机转部104之间，借以检测电机磁场结构101的电机磁场绕组102所产生移动磁场与电机转部104的相对位置关系，并借检测信号输往驱动控制装置103；
[0010] -- 电机转部104：为由导磁材料所构成，并具有转轴及机壳，其特征为在耦合于电机磁场结构101的边侧，设有导磁性而与电机磁场结构101磁极极数相同或不同的凸极结构，或具有永磁式磁极而极数与电机磁场结构101的磁极相同或不同，其特征为电机转部104的磁极设有辅助激磁绕组并借导电环及电刷式装置107供与外部之间传输激磁电能；
[0011] --辅助激磁绕组：为由导线绕设于电机转部104的磁极，而借导电环及电刷式装置107与外部之间传输电能，其设置的方式包括设置串联式辅助激磁绕组105、并联式辅助激磁绕组108两者或其中之一，其中串联式辅助激磁绕组105为经导电环及电刷式装置107与输出端供驱动控制电机磁场绕组102的驱动控制装置103电源输入端串联再通往直流电源；
而并联式辅助激磁绕组108为并联于直流电源或驱动控制装置103的输出端或电机磁场绕组102的两端；
[0012] -- 导电环及电刷式装置107：为具有导电环及导电刷所构成，供分别设置于呈回转的电机转部与外部之间，以在转部回转中，供串联式辅助激磁绕组105及/或并联式辅助激磁绕组108与外部之间传输电能；
[0013] 借由机壳轴承锁固螺丝等以结合上述元件构成具导电环及电刷式开关式直流电机1000，其中驱动控制装置103可为共构于具导电环及电刷式开关式直流电机1000或独立设置。
[0014] 其具串联式辅助激磁绕组105的具导电环及电刷式开关式直流电机1000的电路构成如下：
[0015] -- 串联式辅助激磁绕组105为绕设于电机转部104的磁极，而经导电环及电刷式装置107与输出端供驱动控制电机磁场绕组102的驱动控制装置103电源输入端串联再通往直流电源，其激磁极性与转部的磁极，包括为呈同极性的助激或呈不同极性的差激。
[0016] 其具并联式辅助激磁绕组108的具导电环及电刷式开关式直流电机1000的电路构成如下：
[0017] -- 并联式辅助激磁绕组108为绕设于电机转部104的磁极，而经导电环及电刷式装置107并联于驱动控制装置103的电源端，此外可并联于经驱动控制装置103控制后的输出端，以个别接受驱动控制装置103控制其极性及激磁电压电流，其激磁极性与转部的磁极，包括为呈同极性的助激或呈不同极性的差激。
[0018] 其具串联式辅助激磁绕组105及并联式辅助激磁绕组108的具导电环及电刷式开关式直流电机1000的电路构成如下：
[0019] --串联式辅助激磁绕组105为绕设于电机转部104的磁极，而经导电环及电刷式装置107与输出端供驱动控制电机磁场绕组102的驱动控制装置103电源输入端串联再通往直流电源，其激磁极性与转部的磁极，包括为呈同极性的助激或呈不同极性的差激；
[0020] --并联式辅助激磁绕组108为绕设于电机转部104的磁极，而经导电环及电刷式装置107并联于驱动控制装置103的电源端，此外可并联于经驱动控制装置103控制后的输出端，以个别接受驱动控制装置103控制其极性及激磁电压电流，其激磁极性与转部的磁极，包括为呈同极性的助激或呈不同极性的差激。
[0021] 其中并联式辅助激磁绕组108的负端与串联式辅助激磁绕组105的负端共同连接而呈长复激的连结，或由并联式辅助激磁绕组108的负端与串联式辅助激磁绕组105的正端连接而呈短复激的连结，其与转部磁极的激磁极性，包括为呈同极性的助激或呈不同极性的差激。
[0022] 本发明为将具导电环及电刷式开关式直流电机1000的永磁式电机转部或磁阻式电机转部所构成的电机转部104，设置辅助激磁绕组，而借导电环及电刷式装置107作为传输电能的接口，以供对辅助激磁绕组输入激磁电能，并借控制其激磁电压电流的大小及极性，而对具导电环及电刷式开关式直流电机1000的电机转部104的磁极作助激或差激或助复激或差复激的激磁效应。
附图说明
[0023] 图1所示为本发明具辅助激磁绕组的具导电环及电刷式开关式直流电机1000的主要电路构成示意图；
[0024] 图2所示为本发明具串联式辅助激磁绕组105的具导电环及电刷式开关式直流电机1000的电路构成示意图；
[0025] 图3所示为本发明具并联式辅助激磁绕组108的具导电环及电刷式开关式直流电机1000的电路构成示意图；
[0026] 图4所示为本发明具串联式辅助激磁绕组105及并联式辅助激磁绕组108的具导电环及电刷式开关式直流电机1000的电路构成示意图。
[0027] 附图标记说明
[0028] 101：电机磁场结构
[0029] 102：电机磁场绕组
[0030] 103：驱动控制装置
[0031] 104：电机转部
[0032] 105：串联式辅助激磁绕组
[0033] 106：电机角位置检测装置
[0034] 107：导电环及电刷式装置
[0035] 108：并联式辅助激磁绕组
[0036] 1000：具导电环及电刷式开关式直流电机。
具体实施方式
[0037] 本发明为将具导电环及电刷式开关式直流电机1000的永磁式电机转部或磁阻式电机转部所构成的电机转部104，设置辅助激磁绕组，而借导电环及电刷式装置107作为传输电能的接口，以供对辅助激磁绕组输入激磁电能，并借控制其激磁电压电流的大小及极性，而对具导电环及电刷式开关式直流电机1000的电机转部104的磁极作助激或差激或助复激或差复激的激磁效应。
[0038] 本发明为将具导电环及电刷式开关式直流电机1000的永磁式电机转部或磁阻式电机转部所构成的电机转部104，设置串联式辅助激磁绕组105及/或并联式辅助激磁绕组108，而借导电环及电刷式装置107作为传输电能的接口；驱动控制装置103除供控制对电机磁场绕组102激磁电流大小及极性及相序外，并具有以下一种或一种以上的功能，包括：(1) 控制串联式辅助激磁绕组105的激磁电压电流的大小及极性；(2) 控制并联式辅助激磁绕组108的激磁电压电流的大小及极性。
[0039] 借由上述由驱动控制装置103的控制功能，供由直流电源或交流整流的直流电源所驱动，于具导电环及电刷式开关式直流电机1000 作为马达或发电机功能运作时，对具导电环及电刷式开关式直流电机1000的电机转部104的磁极作串激或分激的助激或差激的激磁效应，或作助复激或差复激的激磁效应。
[0040] 图1所示为本发明具辅助激磁绕组的具导电环及电刷式开关式直流电机1000的主要电路构成示意图；
[0041] 如图1中所示，其主要构成如下：
[0042] -- 驱动控制装置103：为由机电式元件及/或固态元件及/或微处理器所构成的驱动电控装置，供接受电机角位置检测装置106的信号，以操控对电机磁场绕组102作为马达功能运转的供电激磁的时机、极性、相序及电压、电流大小，或作为发电机功能发电输出的时机、极性、相序及电压、电流大小；以及供操控驱动串联式辅助激磁绕组105及/或并联式辅助激磁绕组108通过激磁电能的电压、电流及极性；
[0043] -- 电机磁场结构101：为由导磁铁芯及设置两相或两相以上的电机磁场绕组102所构成，供耦合于电机转部104，电机磁场结构101与电机转部104两者形成磁回路，供通过由电机磁场绕组102产生移动的磁场，而在电机磁场结构101与电机转部104 之间产生电机效应的运作；
[0044] -- 电机磁场绕组102：为供设置于电机磁场结构101的两相或两相以上的线圈绕组，于作为马达功能运转时供接受驱动控制装置103的激磁控制，以产生相对方向移动的磁场，而与电机转部104之间产生马达致动效应；于作为发电机功能运转时，电机磁场绕组102为供接受驱动控制装置103作发电输出电压、电流的控制；
[0045] -- 电机角位置检测装置106：为由机电式开关装置、或霍尔元件、或光电、或电磁感应、或超音波、或静电感应等物理性位置检测装置所构成，供设置于呈相对回转的电机磁场结构101与电机转部104之间，借以检测电机磁场结构101的电机磁场绕组102所产生移动磁场与电机转部104的相对位置关系，并借检测信号输往驱动控制装置103；
[0046] -- 电机转部104：为由导磁材料所构成，并具有转轴及机壳，其特征为在耦合于电机磁场结构101的边侧，设有导磁性而与电机磁场结构101磁极极数相同或不同的凸极结构，或具有永磁式磁极而极数与电机磁场结构101的磁极相同或不同，其特征为电机转部104的磁极设有辅助激磁绕组并借导电环及电刷式装置107供与外部之间传输激磁电能；
[0047] --辅助激磁绕组：为由导线绕设于电机转部104的磁极，而借导电环及电刷式装置107与外部之间传输电能，其设置的方式包括设置串联式辅助激磁绕组105、并联式辅助激磁绕组108两者或其中之一，其中串联式辅助激磁绕组105为经导电环及电刷式装置107与输出端供驱动控制电机磁场绕组102的驱动控制装置103电源输入端串联再通往直流电源；
而并联式辅助激磁绕组108为并联于直流电源或驱动控制装置103的输出端或电机磁场绕组102的两端；
[0048] -- 导电环及电刷式装置107：为具有导电环及导电刷所构成，供分别设置于呈回转的电机转部与外部之间，以在转部回转中，供串联式辅助激磁绕组105及/或并联式辅助激磁绕组108与外部之间传输电能；
[0049] 借由机壳轴承锁固螺丝等以结合上述元件构成具导电环及电刷式开关式直流电机1000，其中驱动控制装置103可为共构于具导电环及电刷式开关式直流电机1000或独立设置。
[0050] 图2所示为本发明具串联式辅助激磁绕组105的具导电环及电刷式开关式直流电机1000的电路构成示意图；
[0051] 如图2中所示，其电路构成如下：
[0052] 如图2中所示，串联式辅助激磁绕组105为绕设于电机转部104的磁极，而经导电环及电刷式装置107与输出端供驱动控制电机磁场绕组102的驱动控制装置103电源输入端串联再通往直流电源，其激磁极性与转部的磁极，包括为呈同极性的助激或呈不同极性的差激。
[0053] 图3所示为本发明具并联式辅助激磁绕组108的具导电环及电刷式开关式直流电机1000的电路构成示意图；
[0054] 如图3中所示，其电路构成如下：
[0055] 如图3中所示，并联式辅助激磁绕组108为绕设于电机转部104的磁极，而经导电环及电刷式装置107并联于驱动控制装置103的电源端，此外可并联于经驱动控制装置103控制后的输出端，以个别接受驱动控制装置103控制其极性及激磁电压电流，其激磁极性与转部的磁极，包括为呈同极性的助激或呈不同极性的差激。
[0056] 图4所示为本发明具串联式辅助激磁绕组105及并联式辅助激磁绕组108的具导电环及电刷式开关式直流电机1000的电路构成示意图；
[0057] 如图4中所示，其电路构成如下：
[0058] 如图4中所示，
[0059] --串联式辅助激磁绕组105为绕设于电机转部104的磁极，而经导电环及电刷式装置107与输出端供驱动控制电机磁场绕组102的驱动控制装置103电源输入端串联再通往直流电源，其激磁极性与转部的磁极，包括为呈同极性的助激或呈不同极性的差激；
[0060] --并联式辅助激磁绕组108为绕设于电机转部104的磁极，而经导电环及电刷式装置107并联于驱动控制装置103的电源端，此外可并联于经驱动控制装置103控制后的输出端，以个别接受驱动控制装置103控制其极性及激磁电压电流，其激磁极性与转部的磁极，包括为呈同极性的助激或呈不同极性的差激；
[0061] 上述并联式辅助激磁绕组108的负端与串联式辅助激磁绕组105的负端共同连接而呈长复激的连结，或由并联式辅助激磁绕组108的负端与串联式辅助激磁绕组105的正端连接而呈短复激的连结，其与转部磁极的激磁极性，包括为呈同极性的助激或呈不同极性的差激。
[0062] 总而言之，本发明所揭示的具辅助激磁绕组的具导电环及电刷式开关式直流电机，主要由电机磁场结构(101)、电机转部(104)、辅助激磁线圈(winding)、导电环及电刷式装置(107)、电机角位置检测装置(106)、及驱动控制装置(103)所构成，其中电机转部(104)为由永磁式电机转部结构或磁阻式电机转部结构所构成；辅助激磁线圈(winding)绕设于电机转部(104)的磁极，借以经导电环及电刷式装置(107)输入激磁电能至辅助激磁绕组(winding set)；及驱动控制装置(103)供参照电机角位置检测装置(106)的信号操控对电机磁场结构(101)中各组电机磁场绕组(102)送电的时机、极性、相序、电压值及电流值，而设置于电机转部(104)的辅助激磁绕组(winding)包括串联式辅助激磁绕组(105)或进一步同时具有串联式辅助激磁绕组(105)及并联式辅助激磁绕组(108)两种，并设有导电环及电刷式装置(107)供输出入电能；其中电能经驱动控制装置(103)再经电机磁场结构(101)中的电机磁场绕组(102)及再经导电环及电刷式装置(107)而再经串联式辅助激磁绕组(105)由另一导电环及电刷式装置(107)传输至电源另一端，而使电机转部(104)具有串激激磁的电机功能；以及除在电机转部(104)绕设串联式辅助激磁绕组(105)以外，进一步加绕并联式辅助激磁绕组(108)，并联式辅助激磁绕组(108)的一端为经导电环及电刷式装置(107)再通往电源的一端，而并联式辅助激磁绕组(108)的另一端经另一组导电环及电刷式装置(107)通往电源的另一端，以供与上述接线状态的串联式辅助激磁绕组(105)共同使电机转部(104)具有长复激的电机功能；或将并联式辅助激磁绕组(108)经导电环及电刷式装置(107)呈串联的驱动控制装置(103)及电机磁场结构(101)的电机磁场绕组(102)两端，再与串联式辅助激磁绕组(105)串联，以供由并联式辅助激磁绕组(108)与串联式辅助激磁绕组(105)共同产生短复激的电机功能。
[0063] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
