變結(jié)構(gòu)馬達(dá)及其切換方法
【專利摘要】本發(fā)明關(guān)于一種變結(jié)構(gòu)馬達(dá)及其切換方法，是透過依序切換該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)上的多個開關(guān)，使該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)由Y接結(jié)構(gòu)變換至Δ接結(jié)構(gòu)，或是由Δ接結(jié)構(gòu)變換至Y接結(jié)構(gòu)，并在變換過程可避免大振幅的突波電流產(chǎn)生，以及避免馬達(dá)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生突升或突降的情形。
【專利說明】變結(jié)構(gòu)馬達(dá)及其切換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是與馬達(dá)有關(guān)，更詳而言之是指一種變結(jié)構(gòu)馬達(dá)及其切換方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于全球能源危機(jī)不斷發(fā)生，影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展甚巨，因此，世界各國積極投入利用電能以取代燃油引擎的相關(guān)研究，造成電動車輛的研發(fā)再次受到重視，一些較知名的車廠也開始販賣電動車輛，然而電動車輛仍無法普遍，其主要原因除了價格居高不下外，還礙于一些關(guān)鍵技術(shù)尚未解決，如電動車輛的續(xù)航力不足、效率不高、加速性不良及爬坡力欠
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[0003]目前電動車所使用的動力馬達(dá)，以永磁式無刷直流馬達(dá)(Brushless DC motor,BLDCM)為主，因其具有較高的轉(zhuǎn)矩對轉(zhuǎn)動慣量比及無永磁直流馬達(dá)的缺點(例如:電刷磨耗、換向火花及熱散路徑過長)。為了電動車輛具舒適性與實用性以及扭力與速度的操控考量，馬達(dá)一般經(jīng)由機(jī)械式減速傳動系統(tǒng)減速以增加轉(zhuǎn)矩帶動車輪，然而，機(jī)械式減速機(jī)構(gòu)的效率不到70%，勢將造成能量使用上的浪費。
[0004]典型車輛的車速對轉(zhuǎn)矩動力特性如圖1所示，而涵蓋該曲線的典型永磁式無刷直流馬達(dá)的T-N特性曲線亦顯示于圖1，其中，圖1中的連續(xù)區(qū)為可長期運(yùn)轉(zhuǎn)而不致毀損的工作區(qū)；間歇區(qū)為馬達(dá)僅可做短時間的操作，如啟動、剎車的特殊工作。但，具備圖1中的T-N特性曲線的無刷直流馬達(dá)為非常大瓦特數(shù)，換言之，即高價格。由圖1可知，馬達(dá)在低速區(qū)的車輪轉(zhuǎn)矩并不足以提供行車的車輪轉(zhuǎn)矩要求，如此會降低車輛加速性，而在高速區(qū)的車輪轉(zhuǎn)矩范圍又超過實際所需，因此無法充分發(fā)揮馬達(dá)性能。
[0005]無刷直流馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)與反電動勢常數(shù)會隨內(nèi)部線圈連接的方式不同而有所變化，對于具有相同線圈的無刷直流馬達(dá)，Y型接線(簡稱Y接)和△型接線(簡稱△接)的T-N特性曲線如圖2所示。Y接結(jié)構(gòu)與Λ接結(jié)構(gòu)在相同的線電壓和線電流的條件下，Y接結(jié)構(gòu)的相電壓為△接相電壓的58% ;即，以Y接啟動時，其啟動電流僅為△接法的1/3倍，換言之，Y型接線的馬達(dá)其轉(zhuǎn)矩常數(shù)比較大，而Λ接線的馬達(dá)反電動勢常數(shù)比較小，可得較高的速度。
[0006]由此，遂有后續(xù)研發(fā)如圖3所示的具有三相獨立線圈的變結(jié)構(gòu)馬達(dá)5，可利用多個的開關(guān)SI~S6形成不同接法改變馬達(dá)線圈結(jié)構(gòu)，如Y接(如圖4)和△接(如圖5)，進(jìn)而改變馬達(dá)的等效轉(zhuǎn)矩常數(shù)和反電動勢常數(shù)，產(chǎn)生電子式兩段變速效果法。即，低速利用Y接法，使相同的電流可產(chǎn)生大轉(zhuǎn)矩，而高速時采用△接法使最大轉(zhuǎn)速范圍增大。 [0007]然而，當(dāng)使用者透過同時切換該些開關(guān)SI~S6使馬達(dá)5由Y接結(jié)構(gòu)切換至Λ接結(jié)構(gòu)時，會有大振幅的突波電流產(chǎn)生，此時容易燒毀電子開關(guān)，并易造成馬達(dá)突然加速的不穩(wěn)定狀況。同樣地，當(dāng)使用者透過同時切換該些開關(guān)SI~S6使馬達(dá)5由Λ接結(jié)構(gòu)切換至Y接結(jié)構(gòu)時，也會有大振幅的突波電流產(chǎn)生，而產(chǎn)生上述的缺點。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種變結(jié)構(gòu)馬達(dá)及其切換方法，可避免大振幅的突波電流產(chǎn)生，且更可避免馬達(dá)轉(zhuǎn)速突升或突降。除此之外，更可有效地減少功率晶體的數(shù)量，進(jìn)而達(dá)到節(jié)省成本的目的。
[0009]緣以達(dá)成上述目的，本發(fā)明所提供變結(jié)構(gòu)馬達(dá)包含有一三相線圈組、一 Y接切換模塊以及一 Λ接切換模塊。其中，該三相線圈組具有一第一相線圈、一第二相線圈以及一第三相線圈，且所述相線圈分別具有一正端以及一負(fù)端；該Y接切換模塊與該三相線圈組電性連接，且具有一第一二極管、一第二二極管、一第三二極管、一第四二極管、一第五二極管、一第六二極管、以及一切換開關(guān)；其中，該第一二極管的正極與該第一相線圈的負(fù)端連接；該第二二極管的負(fù)極與該第一二極管的負(fù)極連接，而正極則與該第二相線圈的負(fù)端連接；該第三二極管的負(fù)極與該第二二極管的負(fù)極連接，而正極則與該第三相線圈的負(fù)端連接；該第四二極管的負(fù)極與該第一相線圈的負(fù)端連接；該第五二極管的負(fù)極與該第二相線圈的負(fù)端連接，而正極則與該第四二極管的正極連接；該第六二極管的負(fù)極與該第三相線圈的負(fù)端連接，而正極則與該第五二極管的正極連接；該切換開關(guān)的一端連接該第三二極管的負(fù)極，而另一端則連接該第六二極管的正極；該△接切換模塊與該三相線圈組電性連接，且具有一第一開關(guān)組、一第二開關(guān)組、以及一第三開關(guān)組，且各該開關(guān)組分別包含有一第一端以及一第二端；其中，該第一開關(guān)組的第一端與該第一相線圈的正端連接，而第二端則與第二相線圈的負(fù)端連接；該第二開關(guān)組的第一端與該第二相線圈的正端連接，而第二端則與第三相線圈的負(fù)端連接；該第三開關(guān)組的第一端與該第三相線圈的正端連接，而第二端則與第一相線圈的負(fù)端連接。
[0010]由此，當(dāng)該切換開關(guān)導(dǎo)通，且該第一開關(guān)組、第二開關(guān)組以及第三開關(guān)組斷接時，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Y接結(jié)構(gòu)；而當(dāng)該切換開關(guān)斷接，且該第一開關(guān)組、第二開關(guān)組以及第三開關(guān)組導(dǎo)通時，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈λ接結(jié)構(gòu)。
[0011]依據(jù)上述構(gòu)思，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)由Y接結(jié)構(gòu)變換至Λ接結(jié)構(gòu)的方法包含有下列步驟:
[0012]A-1:于該第一相線圈與第二相線圈呈通電狀態(tài)時，將該第三開關(guān)組導(dǎo)通；
[0013]Α-2:于該第二相線圈與第三相線圈呈通電狀態(tài)時，將該第二開關(guān)組導(dǎo)通；
[0014]Α-3:于該第二相線圈與第三相線圈仍呈通電狀態(tài)時，將該第一開關(guān)組導(dǎo)通，且將該切換開關(guān)斷接，而使該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈△接結(jié)構(gòu)。
[0015]依據(jù)上述構(gòu)思，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)由Λ接結(jié)構(gòu)變換至Y接結(jié)構(gòu)的方法包含有下列步驟:
[0016]B-1:當(dāng)該第一相線圈的相電流大于該第二相線圈的相電流時，將該第一開關(guān)組斷接，且將該切換開關(guān)導(dǎo)通；
[0017]Β-2:當(dāng)該第一相線圈呈斷路狀態(tài)時，將該第二開關(guān)斷接；
[0018]B-3:當(dāng)該第三相線圈的線路呈斷路狀態(tài)時，將第三開關(guān)組斷接，而使該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Y接結(jié)構(gòu)。
[0019]本發(fā)明的有益效果:透過變結(jié)構(gòu)馬達(dá)及其切換方法的設(shè)計，便可避免大振幅的突波電流產(chǎn)生，并還可避免馬達(dá)發(fā)生轉(zhuǎn)速突升或突降的情形。除此之外，上述的結(jié)構(gòu)中，更有效地減少功率晶體的數(shù) 量，達(dá)到節(jié)省成本的目的。【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為轉(zhuǎn)矩動力特性與無刷直流馬達(dá)的T-N特性曲線圖。
[0021]圖2為Y型接線和Λ型接線的T-N特性曲線圖。
[0022]圖3為現(xiàn)有變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖4為現(xiàn)有變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的Y型接線圖。
[0024]圖5為現(xiàn)有變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的Λ型接線圖。
[0025]圖6為本發(fā)明變結(jié)構(gòu)馬達(dá)與換流器的結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖7為本發(fā)明電源的六步方波驅(qū)動波型圖。
[0027]圖8為本發(fā)明變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的Y型接線圖。
[0028]圖9為本發(fā)明變 結(jié)構(gòu)馬達(dá)的Λ型接線圖。
[0029]圖10與圖11揭示由Y接變換至Λ接的結(jié)構(gòu)變化。
[0030]圖12與圖13揭示由Λ接變換至Y接的結(jié)構(gòu)變化。
[0031]主要元件符號說明
[0032]I變結(jié)構(gòu)馬達(dá)
[0033]10三相線圈組
[0034]U第一相線圈 V第二相線圈 W第三相線圈
[0035]20Υ接切換模塊
[0036]21第一二極管 22第二二極管 23第三二極管
[0037]24第四二極管 25第五二極管 26第六二極管
[0038]27切換開關(guān)
[0039]30 Λ接切換模塊
[0040]31第一開關(guān)組 32第二開關(guān)組 33第三開關(guān)處
[0041]2換流器
[0042]UT第一上臂開關(guān) UB第一下臂開關(guān)
[0043]VT第二上臂開關(guān) VB第二下臂開關(guān)
[0044]WT第三上臂開關(guān) WB第三下臂開關(guān)
[0045]5變結(jié)構(gòu)馬達(dá)
[0046]U第一相線圈 V第二相線圈 W第三相線圈
[0047]SI第一開關(guān)S2第二開關(guān)S3第三開關(guān)
[0048]S4第四開關(guān)S5第五開關(guān)S6第六開關(guān)
【具體實施方式】
[0049]為能更清楚地說明本發(fā)明，茲舉較佳實施例并配合圖示詳細(xì)說明如后。
[0050]請參閱圖6所示，本發(fā)明較佳實施例的該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I是一直流無刷馬達(dá)(Brushless DC motor, BLDCM),且與一變頻器(Inverter) 2連接。該變頻器2包含有一第一上臂開關(guān)UT、一第一下臂開關(guān)UB、一第二上臂開關(guān)VT、一第二下臂開關(guān)VB、一第三上臂開關(guān)WT以及一第三下臂開關(guān)WB。其中，該第一上臂開關(guān)UT —端與該第一下臂開關(guān)UB—端電性連接后。該第二上臂開關(guān)VT —端與該第二下臂開關(guān)VB —端電性連接，且該第二上臂開關(guān)VT的另一端則與該第一上臂開關(guān)UT另一端電性連接，而該第二下臂開關(guān)VB的另一端與該第一下臂開關(guān)UB的另一端電性連接。該第三上臂開關(guān)WT —端與該第三下臂開關(guān)WB —端電性連接，且該第三上臂開關(guān)WT的另一端與該第一上臂開關(guān)UT另一端電性連接，而該第三下臂開關(guān)WB的另一端則與該第一下臂開關(guān)UB的另一端電性連接。另外，請參閱圖7，于本實施例中，該變頻器2用以供應(yīng)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I所需的預(yù)定頻率的三相電信號，且該變頻器依據(jù)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I進(jìn)行一次轉(zhuǎn)動循環(huán)的360度電氣角，區(qū)分為一第一區(qū)間1、第二區(qū)間
I1、第三區(qū)間II1、第四區(qū)間IV、第五區(qū)間V、第六區(qū)間V1、第七區(qū)間VI1、第八區(qū)間VII1、第九區(qū)間IX、第十區(qū)間X、第十一區(qū)間XI及第十二區(qū)間XII，并依據(jù)所述區(qū)間I?XII決定第一、第二及第三上、下臂開關(guān)UT、UB、VT、VB、WT、WB的導(dǎo)通或斷接。本實施例中，電信號于高準(zhǔn)位時表示導(dǎo)通，而低準(zhǔn)位時則表示斷接。
[0051]該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I包含有一三相線圈組10、一 Y接切換模塊20以及一 Λ接切換模塊30。其中:
[0052]該三相線圈組10具有一第一相線圈U、一第二相線圈V以及一第三相線圈W,且所述相線圈U、V、W分別具有一正端以及一負(fù)端，而所述相線圈U、V、W的正端則與該變頻器2連接。更詳而言之，該第一相線圈U的正端連接于該第一上臂開關(guān)UT以及該第一下臂開關(guān)UB之間。該第二相線圈V的正端連接于該第二上臂開關(guān)VT以及該第二下臂開關(guān)VB之間。該第三相線圈W的正端則連接于該第三上臂開關(guān)WT以及該第三下臂開關(guān)WB之間。
[0053]該Y接切換模塊20與該三相線圈組10電性連接，且具有一第一二極管21、一第二二極管22、一第三二極管23、一第四二極管24、一第五二極管25、一第六二極管26、以及一切換開關(guān)27。其中，該第一二極管21的正極與該第一相線圈U的負(fù)端連接。該第二二極管22的負(fù)極與該第一二極管21的負(fù)極連接，而正極則與該第二相線圈V的負(fù)端連接。該第三二極管23的負(fù)極與該第二二極管22的負(fù)極連接，而正極則與該第三相線圈W的負(fù)端連接。該第四二極管24的負(fù)極與該第一相線圈U的負(fù)端連接。該第五二極管23的負(fù)極與該第二相線圈V的負(fù)端連接，而正極則與該第四二極管24的正極連接。該第六二極管26的負(fù)極與該第三相線圈W的負(fù)端連接，而正極則與該第五二極管25的正極連接。該切換開關(guān)27為一單向開關(guān)，其一端連接該第三二極管23的負(fù)極，而另一端則連接該第六二極管26的正負(fù)極。
[0054]該Λ接切換模塊30與該三相線圈組10電性連接，且具有一第一開關(guān)組31、一第二開關(guān)組32、以及一第三開關(guān)組33，且所述開關(guān)組31、32、33分別具有一第一端+以及一第二端_。其中，該第一開關(guān)組31的第一端與該第一相線圈U的正端連接，而第二端則與第二相線圈V的負(fù)端連接；該第二開關(guān)組32的第一端與該第二相線圈V的正端連接，而第二端則與第三相線圈W的負(fù)端連接；該第三開關(guān)組33的第一端與該第三相線圈W的正端連接，而第二端則與第一相線圈U的負(fù)端連接，而各該開關(guān)組31、32、33包含有兩個反向并聯(lián)連接的單向開關(guān)，其中一單向開關(guān)用以導(dǎo)通或截斷由該第一端流向該第二端的電信號，而另外一單向開關(guān)則用以導(dǎo)通或截斷由該第二端流向該第一端的電信號。于本實施例中，上述的各該單向開關(guān)是以場效應(yīng)晶體管(field effect transistor, FET)所組成的開關(guān)電路，當(dāng)然在實際實施上，該單向開關(guān)亦可是絕緣柵雙極晶體管(insulated gate bipolartransistor, IGBT)、雙極性晶體管(bipolar junction transistor, BJT)或其它功率晶體管所組成的電子開關(guān)電路。
[0055]由此，當(dāng)該切換開關(guān)27導(dǎo)通，且該第一開關(guān)組31、第二開關(guān)組32以及第三開關(guān)組33斷接時，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I呈Y接結(jié)構(gòu)(如圖8)。而當(dāng)該切換開關(guān)27斷接，且該第一開關(guān)組31、第二開關(guān)組32以及第三開關(guān)組33導(dǎo)通時，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I呈Λ接結(jié)構(gòu)(如圖9)。
[0056]如此一來，當(dāng)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I為Y接結(jié)構(gòu)，并在Y接用電源的第一區(qū)間I接收到結(jié)構(gòu)變換的指令，而由Y接結(jié)構(gòu)變換至Λ接結(jié)構(gòu)時，包含有下列轉(zhuǎn)換步驟:
[0057]A-1:由圖7可知，在第二區(qū)間II時，該第一上臂開關(guān)UT與該第二下臂開關(guān)VB導(dǎo)通。此時，該第一相線圈U與第二相線圈V呈通電的導(dǎo)通狀態(tài)，且該第三相線圈W并不導(dǎo)通而呈斷路狀態(tài)，因此，利用此現(xiàn)象在第二區(qū)間II時，將該第三開關(guān)組33導(dǎo)通(如圖10)。
[0058]Α-2:由圖7可知，在第五區(qū)間V時，該第二上臂開關(guān)VT與該第三下臂開關(guān)WB導(dǎo)通。此時，該第二相線圈V與第三相線圈W呈通電的導(dǎo)通狀態(tài)，且該第一相線圈U并不導(dǎo)通而呈斷路狀態(tài)。此時，將該第二開關(guān)組32導(dǎo)通(如圖11)，使該第二相線圈V與該第三相線圈W呈現(xiàn)Λ接狀態(tài)，且依據(jù)合成力矩出力方向，仍可維持第五區(qū)間V的力矩需求。
[0059]Α-3:由圖7可知，在第六區(qū)間VI時，該第二上臂開關(guān)VT與該第三下臂開關(guān)WB仍呈導(dǎo)通，于該第二相線圈V與第三相線圈W仍呈通電的導(dǎo)通狀態(tài)時，此時，將該第一開關(guān)組31導(dǎo)通，且將該切換開關(guān)27斷接，而使該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Λ接結(jié)構(gòu)(如圖9)。
[0060]另外，當(dāng)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I為Λ接結(jié)構(gòu)，并在Λ接用電源的第二區(qū)間II接收到結(jié)構(gòu)變換的指令，而由Λ接結(jié)構(gòu)變換至Y接結(jié)構(gòu)時，包含有下列變換步驟:
[0061]B-1:由圖7可知，在第三區(qū)間III時，該第一上臂開關(guān)UT與該第三下臂開關(guān)WB導(dǎo)通。此時，該第一相線圈U的相電流大于該第二相線圈V的相電流，將該第一開關(guān)組31斷接，且將該切換開關(guān)27導(dǎo)通(如圖12)。 [0062]Β-2:由圖7可知，在第六區(qū)間VI時，該第二上臂開關(guān)VT與該第三下臂開關(guān)WB導(dǎo)通。此時，該第一相線圈U呈斷路狀態(tài)，因此，利用此現(xiàn)象在第六區(qū)間VI時，將該第二開關(guān)32斷接(如圖13)，使該第二相線圈V與該第三相線圈W呈現(xiàn)Y接的狀態(tài)。
[0063]Β-3:由圖7可知，在第七區(qū)間VII時，該第二上臂開關(guān)VT與該第一下臂開關(guān)UB導(dǎo)通，此時，該第三相線圈W的線路呈斷路狀態(tài)時，將第三開關(guān)組33斷接，而使該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I呈Y接結(jié)構(gòu)(如圖8)。
[0064]如此一來，我們便可在該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I需要高扭矩時，先以Y接結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速高于一預(yù)定轉(zhuǎn)速后，而需要可提供高轉(zhuǎn)速的設(shè)計時，將該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I由Y接結(jié)構(gòu)變換至Λ接結(jié)構(gòu)。另外，當(dāng)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速逐漸降低至低于該預(yù)定轉(zhuǎn)速時，而再度需要可提供高扭矩的設(shè)計時，將該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I由△接結(jié)構(gòu)變換至Y接結(jié)構(gòu)。
[0065]另外，我們還可設(shè)計在Y接結(jié)構(gòu)變換至Λ接結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)速、以及在Λ接結(jié)構(gòu)變換至Y接結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)速之間設(shè)置一遲滯區(qū)，以防止在切換點附近造成開關(guān)不斷切換。換言之，當(dāng)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速高于一第一預(yù)定轉(zhuǎn)速時，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I由Y接結(jié)構(gòu)變換至Λ接結(jié)構(gòu)；當(dāng)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I的轉(zhuǎn)速低于一第二預(yù)定轉(zhuǎn)速時，將該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I由Λ接結(jié)構(gòu)變換至Y接結(jié)構(gòu)，且上述的第二預(yù)定轉(zhuǎn)速小于該第一預(yù)定轉(zhuǎn)速。
[0066]是以，透過上述的設(shè)計，便可使該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)由Y接結(jié)構(gòu)切換至Λ接結(jié)構(gòu)時的電流波形、以及由△接結(jié)構(gòu)切換至Y接結(jié)構(gòu)時，均未出現(xiàn)大振幅的突波電流，且可避免馬達(dá)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生突升或突降的情形發(fā)生。另外，除上述優(yōu)點外，現(xiàn)有變結(jié)構(gòu)馬達(dá)需要用到12顆的價格較為昂貴的晶體管做為開關(guān)電路的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計，但本發(fā)明的變結(jié)構(gòu)馬達(dá)僅須使用7顆晶體管，并再利用價格較為低廉的二極管來達(dá)到相同的電路需求。如此一來，透過上述的結(jié)構(gòu)與方法的設(shè)計，還可大幅地降低制造成本的支出。必須說明的是，本發(fā)明供應(yīng)電源予該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I的方式并不以上述方式為限，只要是能配合所述開關(guān)依序切換來達(dá)到變結(jié)構(gòu)的其它驅(qū)動方式，亦應(yīng)屬本發(fā)明另外的實施態(tài)樣。
[0067]以上所述僅為本發(fā)明較佳可行實施例而已，舉凡應(yīng)用本發(fā)明說明書及權(quán)利要求范圍所為之等效結(jié)構(gòu)及制作方法變化，理應(yīng)包含在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種變結(jié)構(gòu)馬達(dá)，其特征在于，包含有: 一三相線圈組，具有一第一相線圈、一第二相線圈以及一第三相線圈，且所述相線圈分別具有一正端以及一負(fù)端； 一 Y接切換模塊，與該三相線圈組電性連接，且具有一第一二極管、一第二二極管、一第三二極管、一第四二極管、一第五二極管、一第六二極管、以及一切換開關(guān)；其中，該第一二極管的正極與該第一相線圈的負(fù)端連接；該第二二極管的負(fù)極與該第一二極管的負(fù)極連接，而正極則與該第二相線圈的負(fù)端連接；該第三二極管的負(fù)極與該第二二極管的負(fù)極連接，而正極則與該第三相線圈的負(fù)端連接；該第四二極管的負(fù)極與該第一相線圈的負(fù)端連接；該第五二極管的負(fù)極與該第二相線圈的負(fù)端連接，而正極則與該第四二極管的正極連接；該第六二極管的負(fù)極與該第三相線圈的負(fù)端連接，而正極則與該第五二極管的正極連接；該切換開關(guān)的一端連接該第三二極管的負(fù)極，而另一端則連接該第六二極管的正極；以及 一 Δ接切換模塊，與該三相線圈組電性連接，且具有一第一開關(guān)組、一第二開關(guān)組、以及一第三開關(guān)組，且各該開關(guān)組分別包含有一第一端以及一第二端；其中，該第一開關(guān)組的第一端與該第一相線圈的正端連接，而第二端則與第二相線圈的負(fù)端連接；該第二開關(guān)組的第一端與該第二相線圈的正端連接，而第二端則與第三相線圈的負(fù)端連接；該第三開關(guān)組的第一端與該第三相線圈的正端連接，而第二端則與第一相線圈的負(fù)端連接。
2.如權(quán)利要求1所述變結(jié)構(gòu)馬達(dá)，其特征在于，該Λ接切換模塊的各該開關(guān)組包含有兩個反向并聯(lián)連 接的單向開關(guān)，其中一單向開關(guān)用以導(dǎo)通或截斷由該第一端流向該第二端的電信號；另外一單向開關(guān)則用以導(dǎo)通或截斷由該第二端流向該第一端的電信號。
3.如權(quán)利要求1所述變結(jié)構(gòu)馬達(dá)，其特征在于，該Y接切換模塊的該切換開關(guān)為一單向開關(guān)，用以導(dǎo)通或截斷由該第一二極管、該第二二極管、或該第三二極管的正極流向該第四二極管、該第五二極管、或該第六二極管的負(fù)極的電信號。
4.如權(quán)利要求2或3所述變結(jié)構(gòu)馬達(dá)，其特征在于，所述的單向開關(guān)是以場效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管、雙極性晶體管或其它功率晶體管所組成的開關(guān)電路。
5.如權(quán)利要求1所述變結(jié)構(gòu)馬達(dá)，其特征在于，所述相線圈的正端與一變頻器連接，該變頻器用以產(chǎn)生一預(yù)定頻率的三相電信號予該三相線圈組。
6.一種使用權(quán)利要求1所述的變結(jié)構(gòu)馬達(dá)由Y接結(jié)構(gòu)變換至△接結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，當(dāng)該切換開關(guān)導(dǎo)通，且該第一開關(guān)組、第二開關(guān)組以及第三開關(guān)組斷接時，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Y接結(jié)構(gòu)；而當(dāng)該切換開關(guān)斷接，且該第一開關(guān)組、第二開關(guān)組以及第三開關(guān)組導(dǎo)通時，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Λ接結(jié)構(gòu)；該方法包含有下列步驟: A-1:該第一相線圈與第二相線圈呈通電狀態(tài)時，將該第三開關(guān)組導(dǎo)通； Α-2:于該第二相線圈與第三相線圈呈通電狀態(tài)時，將該第二開關(guān)組導(dǎo)通； Α-3:于該第二相線圈與第三相線圈仍呈通電狀態(tài)時，將該第一開關(guān)組導(dǎo)通，且將該切換開關(guān)斷接，而使該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈△接結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述變結(jié)構(gòu)馬達(dá)由Y接結(jié)構(gòu)變換至△接結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，當(dāng)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速高于一預(yù)定轉(zhuǎn)速時，將該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)由Y接結(jié)構(gòu)變換至Λ接結(jié)構(gòu)。
8.一種使用權(quán)利要求1所述的變結(jié)構(gòu)馬達(dá)由△接結(jié)構(gòu)變換至Y接結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，當(dāng)該切換開關(guān)導(dǎo)通，且該第一開關(guān)組、第二開關(guān)組以及第三開關(guān)組斷接時，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Y接結(jié)構(gòu)；而當(dāng)該切換開關(guān)斷接，且該第一開關(guān)組、第二開關(guān)組以及第三開關(guān)組導(dǎo)通時，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Λ接結(jié)構(gòu)；該方法包含有下列步驟: B-1:當(dāng)該第一相線圈的相電流大于該第二相線圈的相電流時，將該第一開關(guān)組斷接，且將該切換開關(guān)導(dǎo)通； Β-2:當(dāng)該第一相線圈呈斷路狀態(tài)時，將該第二開關(guān)斷接； Β-3:當(dāng)該第三相線圈的線路呈斷路狀態(tài)時，將第三開關(guān)組斷接，而使該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Y接結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求8所述變結(jié)構(gòu)馬達(dá)由△接結(jié)構(gòu)變換至Y接結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，當(dāng)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速低于一預(yù)定轉(zhuǎn)速時，將該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)由Λ接結(jié)構(gòu)變換至Y接結(jié)構(gòu)。
10.一種使用權(quán)利要求1所述的變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的結(jié)構(gòu)變換方法，其特征在于，當(dāng)該切換開關(guān)導(dǎo)通，且該第一開關(guān)組、第二開關(guān)組以及第三開關(guān)組斷接時，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Y接結(jié)構(gòu)；而當(dāng)該切換開關(guān)斷接，且該第一開關(guān)組、第二開關(guān)組以及第三開關(guān)組導(dǎo)通時，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Λ接結(jié)構(gòu)； 該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)由Y接結(jié)構(gòu)變換至Λ接結(jié)構(gòu)的方法包含有下列步驟: A-1:于該第一相線圈與第二相線圈呈通電狀態(tài)時，將該第三開關(guān)組導(dǎo)通； Α-2:于該第二相線 圈與第三相線圈呈通電狀態(tài)時，將該第二開關(guān)組導(dǎo)通； Α-3:于該第二相線圈與第三相線圈仍呈通電狀態(tài)時，將該第一開關(guān)組導(dǎo)通，且將該切換開關(guān)斷接，而使該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈△接結(jié)構(gòu)； 該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)由Λ接結(jié)構(gòu)變換至Y接結(jié)構(gòu)的方法包含有下列步驟: B-1:當(dāng)該第一相線圈的相電流大于該第二相線圈的相電流時，將該第一開關(guān)組斷接，且將該切換開關(guān)導(dǎo)通； Β-2:當(dāng)該第一相線圈呈斷路狀態(tài)時，將該第二開關(guān)斷接； Β-3:當(dāng)該第三相線圈的線路呈斷路狀態(tài)時，將第三開關(guān)組斷接，而使該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Y接結(jié)構(gòu)。
11.一種如權(quán)利要求10所述的變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的結(jié)構(gòu)變換方法，其特征在于，當(dāng)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速高于一第一預(yù)定轉(zhuǎn)速時，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)由Y接結(jié)構(gòu)變換至Δ接結(jié)構(gòu)；當(dāng)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速低于一第二預(yù)定轉(zhuǎn)速時，將該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)由Λ接結(jié)構(gòu)變換至Y接結(jié)構(gòu)；另，上述的第一預(yù)定轉(zhuǎn)速大于該第二預(yù)定轉(zhuǎn)速。
【文檔編號】H02K3/28GK103973065SQ201310046680
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月6日
【發(fā)明者】王士豪, 黃建欽 申請人:車王電子(寧波)有限公司