CN1082781A - 整流子式电动机可差速并联运转电路 - Google Patents
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Abstract
一种整流子式电动机可差速并联运转电路，提供
一种两组或两组以上串激电动机或具串激绕组的复
激电动机或永磁式或分激绕组激磁式电动机，其电枢
绕组分别顺电流方向串联阻隔二极管，及在阻隔二极
管两端并联限流电阻后相互并联，再与各组串激绕组
呈串联，或与相互并联的串激绕组呈串联连接，使串
激绕组多电动机并联运转中具有对因负载不同产生
的不均压环流呈阻隔功能的特性。
Description
本发明涉及一种整流子式电动机可差速并联运转电路，尤指一种针对具不均压环流阻隔功能的整流子式电动机可差速并联运转电路创新设计。
传统具有串激磁场绕组的整流子式电动机或具有分激磁场或永磁式磁场的整流子式电动机若作多电动机并联驱动时，两电动机之间极难取得平均运转，特别由于串激电动机的扭力与转速间的变化斜率极大，然而在实际应用中，吾人通常需要较平均的驱动特性，例如用于电动载具等负载时。
本发明的主要目的即在于揭示一种整流子式电动机可差速并联运转电路设计，为提供一种具有较平均运转特性的各组具有串激磁场绕组的整流子式电动机并联驱动电路，其特征为由两组或两组以上串激电动机或具有串激绕组的复激电动机，其电枢绕组相互并联再与各组串激绕组呈串联，其主要为利用上述特定接线方式使各电动机电枢组间取得平均的反电势（BMF），进而有较平均的电流，而各电动机间的串激磁场绕组激磁电流同时增减使各电动机特性趋于一致;其电枢各别顺电流方向串联阻隔二极管，及在阻隔二极管两端并联限流电阻后再相互并联，各二极管并进一步并联限流电阻以在同步运转时各自运转，而当负载不平均时则藉二极管互相阻隔使环流经限流电阻受限，此项电路运用于具永磁式磁场或分激式磁场的整流子式电动机亦同。
本发明的目的是通过如下构思实现的：
本发明是提供一种两组或两组以上串激电动机或具串激绕组的复激电动机或永磁式或分激绕组激磁式电动机，其电枢绕组分别顺电流方向串联阻隔二极管，及在阻隔二极管两端并联限流电阻后相互并联，再与各组串激绕组呈串联，或与相互并联的串激绕组呈串联连接，使串激绕组多电动机并联运转中具有对因负载不同产生的不均压环流呈阻隔功能的特性，以及在减少电枢间环流或分配扭力矩或再生发电制动较原有串联或并联方式的运转特性有所增进;或由两组或两组以上具永磁式或分激绕组式磁场的电动机，其电枢绕组相互并联前先分别串设抗环流二极管或串联限流电阻以抑制环流，或在抗环流二极管并联限流电阻以供各电动机间作转矩分配的调节作用及作为再生发电制动时的电流抑制功能，或前述串联限流电阻及阻隔二极管及与阻隔二极管并联的电阻三者并用。
下面结合附图详细说明本发明的特征及优点：
图1为本发明整流子式电动机可差速并联运转电路的基本原理电路图。
图2为本发明整流子式电动机可差速并联运转电路中串激磁场绕组呈并联连接例示意图。
图3为本发明以永磁式或分激绕组式磁场构成的具不均压环流阻隔功能的整流子式电动机可差速并联运转电路的基本原理电路图。
如图1为本发明整流子式电动机可差速并联运转电路的基本原理电路图，此图系以两组串激电动机为例，以便于说明，图中主要包括：
第一组电动机：含有串激绕组S101及电枢A101;
第二组电动机：含有串激绕组S201及电枢A201。
上述第一组电动机的串激磁场绕组S101的a端通往电源正端，b端与电枢A101的c端连接;第二组电动机电枢A201的v端与第一组电动机的串激磁场绕组S101的b端及电枢A101的c端相连接;第二组电动机电枢A201的w端通往其串激磁场绕组S201的x端及第一组电动机电枢A101的d端;第二组电动机串激磁场绕组S201的y端通往电源负端;当电动机正常驱动时，两组电动机串激绕组电流相同且为两电枢电流的相加，依上述基本电路的运作，当第一组电动机负载加大时，其转速降低，反电势亦降低，使I101加大，使两组电动机的串激磁场激磁电流同时被加大，第二组电动机的转速亦呈下降，比较一般两组串激电动机直接并联而言，其电动机间的转速差较小，使并联稳定度获得改善;当第二组电动机负载加大时，I201亦加大，第一组电动机反应亦同，各电动机串激绕组的载流值为与其串联的各电动机电枢组总合成电流值而不同于一般串激电动机，其串激磁场载流值为第一电枢载流值，亦即各电动机具有较大载流值的串激磁场绕组，上述电路为基本电路，吾人可进一步作成下列辅助元件以增进其性能，含：
各电枢分别串联限流电阻，当负载为变动迅速型且吾人希望各电动机具有较佳惯性运转时，则可视需要在前述第一电动机电枢A101及第二电动机电枢A201分别串联限流电阻R101、R201，以在负载减轻时避免以另一电枢为负载而减少环流损失;
上述与电枢串联的二极管组CR101及CR201可分别并联限流电阻R111及R211以取代原限流电阻R101及R201以减少顺向驱动状态的热损失及在各电动机间速度呈转差状态时能维持共同驱动的转矩，而避免若单独各别串联二极管在各电动机间仅具些微转差时将造成部分电动机失去扭力，及供作为发电再生制动时的限流输出或保留原与二极管串联的限流电阻而将三者同时采用;
电枢组的续流二极管CR102及CR202可视需要加设。
图2为本发明整流子式电动机可差速并联运转电路中串激磁场绕组呈并联连接例，图中主要构成包括：
两组串激（或复激）电动机组，其各电动机组的串激绕组与电枢各呈串联状态及进一步各组串激绕组S301、S401再相互并联;
电枢A301及A401分别顺电流方向串联阻隔二极管CR301及CR401后再相互并联;续流二极管CR500为供吸收电源脉动安定运转;
电动机组可为两组或两组以上，其串激绕组如上述呈相互并联连结，其电枢顺电流方向串设二极管后，亦同前述呈相互并联再与串激磁场绕组串联。
在实际应用中，本发明可作成下列型态的弹性运用：
（1）机械性的结构型态：包括由各自独立的两组或两组以上整流子式电动机连接而成或为具有共同壳体的结构;
（2）电机性的结构型态：包括由串激电动机或具串激绕组的复激电动机所构成，当电动机为复激电动机时，其分激磁场部分可为习用长复激或短复激或助复激或差复激;
（3）电控性的结构型态：包括由此项整流子式电动机可差速并联运转电路直接作驱动应用或构成传统电动机组串并联阻抗切换的一种而增加其阻抗切换选择;
（4）前述串设有环流限制二极管的具不均压环流阻隔功能的整流子式电动机可差速并联运转电路，其各电动机串激绕组可为全部或均分为数部分呈相互并联，再与电枢组串联。
本发明整流子式电动机可差速并联运转电路的改良设计进一步可应用于永磁式或分激式磁场多电动机并联驱动电路，其主要特征为由两组或两组以上具永磁式或分激绕组式磁场的电动机，其电枢绕组相互并联前先分别串设抗环流或限流电阻或两者混用，以防止各电枢之间不平衡负载引起过大环流。
由于传统具有多电动机并联永磁式磁场或分激绕组式磁场的直流换向整流子型的运转并为不稳定负载所牵动时，各电动机的电枢间极难取得平均运转，并容易形成其中部分电动机被外力所牵运而形成以其他电动机为负载的电枢发电机作用，而在电枢间形成过大环流甚至烧毁电枢，例如用于电动载具而分别独立驱动不同车轮为负载而作转弯时;此项改良为提供一种具不均压环流阻隔功能的整流子式电动机可差速并联运转电路，其主要特征为由两组或两组以上永磁式或分激绕组激磁式磁场的电动机，其各组电枢绕组并联前先行串设抗环流或限流电阻或两者混用以防止各电枢之间不平衡负载引起环流为特征，主要为利用上述特定接线方式使各电动机的电枢间取得可防止巨大环流。
如图3为本发明以永磁式或分激绕组式磁场构成的具不均压环流阻隔功能的整流子式电动机可差速并联运转电路的基本原理电路图，此图系以两组永磁式电动机为例，以例于说明，图中主要含有：
第一组电动机：含有永久磁铁式磁场M501及电枢A501;
第二组电动机：含有永久磁铁式磁场M601及电枢A601;
各电枢分别串联限流电阻：前述第一电动机电枢A501及第二电动机电枢A601分别串联限流电阻R501、R601，以在负载减轻时避免以另一电枢为负载而限制其环流值，及在电动机组间具转速差时，可维持各电动机皆具有一分配转矩;
各电枢分别串联环流限制二极管并在各二极管并联限流电阻：前述第一电动机电枢A501及第二电动机电枢A601分别同方向顺向串联阻绝二极管CR501、CR601，以在负载减轻时避免以另一电枢为负载而形成环流，上述与电枢串联的二极管组CR501及CR601亦可分别并联电阻R511及R611以取代原限流电阻R501及R601，而作为再生发电的限流电阻，以及提供电动机间具转差时，维持各电动机皆具有分配转矩，及减少顺向驱动状态的热损失，或进一步在各电枢分别串联限流电阻R501及R501同时使用的三者混合型态。
在实际应用中，此项永磁式或分激绕组式磁场电动机的不稳定负载并联运转电路的改良设计可作成下列型态的弹性运用：
（1）机械性的结构型态：包括由各自独立的两组或两组以上永磁式或分激绕组式磁场电动机组连接而成，或为具有共同壳体的结构;
（2）电机性的结构型态：包括由两组或两组以上永磁式磁场及具整流子式电枢的电动机或由具分激绕组式磁场及具整流子式电枢的电动机所构成，即以分激绕组取代永久磁铁构成磁场。
综合上述，本发明的整流子式电动机可差速并联运转电路为提供一种两组或两组以上串激电动机或具串激绕组的复激电动机或永磁式或分激绕组激磁式电动机，其电枢绕组分别顺电流方向串联阻隔二极管，及在阻隔二极管两端并联限流电阻后相互并联，再与各组串激绕组呈串联，或与相互并联的串激绕组呈串联连接，使串激绕组多电动机并联运转中具有对因负载不同产生的不均压环流呈阻隔功能的特性，以及在减少电枢间环流或分配扭力矩或再生发电制动较原有串联或并联方式的运转特性有所增进，或由两组或两组以上具永磁式或分激绕组式磁场的电动机，其电枢绕组相互并联前先分别串设抗环流二极管或串联限流电阻以抑制环流，或在抗环流二极管并联限流电阻以供各电动机间作转矩分配的调节作用及作为再生发电制动时的电流抑制功能或前述串联限流电阻及阻隔二极管及与阻隔二极管并联的电阻三者并用。
Claims (6)
1、一种整流子式电动机可差速并联运转电路，其特征在于，该电路提供一种两组或两组以上串激电动机或具串激绕组的复激电动机或永磁式或分激绕组激磁式电动机，其电枢绕组分别顺电流方向串联阻隔二极管，及在阻隔二极管两端并联限流电阻后相互并联，再与各组串激绕组呈串联，或与相互并联的串激绕组呈串联连接，使串激绕组多电动机并联运转中具有对因负载不同产生的不均压环流呈阻隔功能的特性，以及在减少电枢间环流或分配扭力矩或再生发电制动较原有串联或并联方式的运转特性有所增进；或由两组或两组以上具永磁式或分激绕组式磁场的电动机，其电枢绕组亦可在相互并联前先分别串设抗环流二极管或串联限流电阻以抑制环流，或在抗环流二极管并联限流电阻以供各电动机间作转矩分配的调节作用及作为再生发电制动时的电流抑制功能，或前述串联限流电阻及阻隔二极管及与阻隔二极管并联的电阻三者并用。
2、根据权利要求1所述的整流子式电动机可差速并联运转电路，应用于两组具串激绕组的电动机，其特征在于，该电路包括：
第一组电动机含有串激绕组S101及电枢A101;
第二组电动机含有串激绕组S201及电枢A201;
上述第一组电动机的串激磁场绕组S101的a端通往电源正端，b端与电枢A101的c端连接;第二组电动机电枢A201的v端与第一组电动机的串激磁场绕组S101的b端及电枢A101的c端相连接;第二组电动机电枢A201的w端通往其串激磁场绕组S201的x端及第一组电动机电枢A101的d端;第二组电动机串激磁场绕组S201的y端通往电源负端;
各电枢分别串联限流电阻，当负载为变动迅速型且各电动机具有较佳惯性运转时，则可视需要在前述第一电动机电枢A101及第二电动机电枢A201分别串联限流电阻R101、R201，以在负载减轻时避免以另一电枢为负载而减少环流损失;
上述与电枢串联的二极管组CR101及CR201可分别并联限流电阻R111及R211以取代原限流电阻R101及R201以减少顺向驱动状态的热损失及在各电动机间速度呈转差状态时能维持共同驱动的转矩，而避免若单独各别串联二极管在各电动机间仅具些微转差时将造成部分电动机失去扭力，及供作为发电再生制动时的限流输出或保留原与二极管串联的限流电阻而将三者同时采用;
电枢组的续流二极管CR102及CR202可视需要加设。
3、根据权利要求1所述的整流子式电动机可差速并联运转电路，进一步由两组串激磁场绕组呈并联连接应用，其特征在于，该电路包括：
两组串激（或复激）电动机组，其各电动机组的串激绕组与电枢各呈串联状态及进一步各组串激绕组S301、S401再相互并联;
电枢A301及A401分别顺电流方向串联阻隔二极管CR301及CR401后再相互并联;续流二极管CR500为供吸收电源脉动安定运转;
电动机组可为两组或两组以上，其串激绕组如上述呈相互并联连结，其电枢顺电流方向串设二极管后，亦同前述呈相互并联再与串激磁场绕组串联。
4、根据权利要求1所述的整流子式电动机可差速并联运转电路，其特征在于，该电路包括下列型态的运用：
（1）机械性的结构型态：包括由各自独立的两组或两组以上整流子式电动机连接而成或为具有共同壳体的结构;
（2）电机性的结构型态：包括由串激电动机或具串激绕组的复激电动机所构成，当电动机为复激电动机时，其分激磁场部分可为习用长复激或短复激或助复激或差复激;
（3）电控性的结构型态：包括由此项整流子式电动机可差速并联运转电路直接作驱动应用或构成传统电动机组串并联阻抗切换的一种而增加其阻抗切换选择;
（4）前述串设有环流限制二极管的具不均压环流阻隔功能的整流子式电动机可差速并联运转电路，其各电动机串激绕组可为全部或均分为数部分呈相互并联，再与电枢组串联。
5、根据权利要求1所述的整流子式电动机可差速并联运转电路，进一步可由永磁式或分激式磁场多电动机构成并联驱动，其特征是由两组或两组以上具永磁式或分激绕组式磁场的电动机，其电枢绕组相互并联前先分别串设抗环流或限流电阻或两者混用，以防止各电枢之间不平衡负载引起过大环流;该电路包括：
第一组电动机：含有永久磁铁式磁场M501及电枢A501;
第二组电动机：含有永久磁铁式磁场M601及电枢A601;
各电枢分别串联限流电阻：前述第一电动机电枢A501及第二电动机电枢A601分别串联限流电阻R501、R601，以在负载减轻时避免以另一电枢为负载而限制其环流值，及在电动机组间具转速差时，可维持各电动机皆具有一分配转矩;
各电枢分别串联环流限制二极管并在各二极管并联限流电阻：前述第一电动机电枢A501及第二电动机电枢A601分别同方向顺向串联阻绝二极管CR501、CR601，以在负载减轻时避免以另一电枢为负载而形成环流，上述与电枢串联的二极管组CR501及CR601亦可分别并联电阻R511及R611以取代原限流电阻R501及R601，而作为再生发电的限流电阻，以及提供电动机间具转差时，维持各电动机皆具有分配转矩，及减少顺向驱动状态的热损失，或进一步在各电枢分别串联限流电阻R501及R501同时使用的三者混合型态。
6、根据权利要求1所述的整流子式电动机可差速并联运转电路，其特征在于，其中应用于永磁式或分激绕组式磁场电动机的不稳定负载并联运转电路的改良设计亦可作成下列型态的运用：
（1）机械性的结构型态：包括由各自独立的两组或两组以上永磁式或分激绕组式磁场电动机组连接而成，或为具有共同壳体的结构;
（2）电机性的结构型态：包括由两组或两组以上永磁式磁场及具整流子式电枢的电动机或由具分激绕组式磁场及具整流子式电枢的电动机所构成，即以分激绕组取代永久磁铁构成磁场。
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