專利名稱：變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的結(jié)構(gòu)變換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與馬達(dá)有關(guān)，更詳而言之是指一種變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的結(jié)構(gòu)變換方法。
背景技術(shù)：
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(guó)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(dòng)車輛的研發(fā)再次受到重視，一些較知名的車廠也開(kāi)始販賣電動(dòng)車輛，然而電動(dòng)車輛仍無(wú)法普遍，其主要原因除了價(jià)格居高不下外，還礙于一些關(guān)鍵技術(shù)尚未解決，如電動(dòng)車輛的續(xù)航力不 足、效率不高、加速性不良及爬坡力欠佳等
坐寸ο目前電動(dòng)車所使用的動(dòng)力馬達(dá)，以永磁式無(wú)刷直流馬達(dá)(BrushlessDC motor,BLDCM)為主，因其具有較高的轉(zhuǎn)矩對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比及無(wú)永磁直流馬達(dá)的缺點(diǎn)(例如電刷磨耗、換向火花及熱散路徑過(guò)長(zhǎng))。為了電動(dòng)車輛具舒適性與實(shí)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(dòng)系統(tǒng)減速以增加轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)車輪，然而，機(jī)械式減速機(jī)構(gòu)的效率不到70%，勢(shì)將造成能量使用上的浪費(fèi)。典型車輛的車速對(duì)轉(zhuǎn)矩動(dòng)力特性如圖I所示，而涵蓋該曲線的典型永磁式無(wú)刷直流馬達(dá)的T-N特性曲線亦顯示于圖1，其中，圖I中的連續(xù)區(qū)為可長(zhǎng)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(shí)間的操作，如啟動(dòng)、煞車的特殊工作。但，具備圖I中的T-N特性曲線的無(wú)刷直流馬達(dá)為非常大瓦特?cái)?shù)，換言之，即高價(jià)格。由圖I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(huì)降低車輛加速性，而在高速區(qū)的車輪轉(zhuǎn)矩范圍又超過(guò)實(shí)際所需，因此無(wú)法充分發(fā)揮馬達(dá)性能；無(wú)刷直流馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)與反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)會(huì)隨內(nèi)部線圈連接的方式不同而有所變化，對(duì)于具有相同線圈的無(wú)刷直流馬達(dá)，Y型接線(簡(jiǎn)稱Y接)和△型接線(簡(jiǎn)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(dòng)時(shí)，其啟動(dòng)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(dòng)勢(shì)常數(shù)比較小，可得較高的速度。由此，遂有后續(xù)研發(fā)如圖3所示的具有三相獨(dú)立線圈的變結(jié)構(gòu)馬達(dá)5，可利用多個(gè)的開(kāi)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(dòng)勢(shì)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(shí)采用△接法使最大轉(zhuǎn)速范圍增大。然而，當(dāng)使用者透過(guò)同時(shí)切換該些開(kāi)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(shí)，會(huì)有大振幅的突波電流產(chǎn)生(如附件的參考圖Α)，此時(shí)容易燒毀電子開(kāi)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(guò)同時(shí)切換該些開(kāi)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(shí)，也會(huì)有大振幅的突波電流產(chǎn)生(如附件的參考圖B所示)，而產(chǎn)生上述的缺點(diǎn)。為改善上述缺點(diǎn)發(fā)生，一般利用圖6所示的驅(qū)動(dòng)脈波寬度調(diào)變(pulse-widthmodulation,PWM)信號(hào)時(shí)間Δ tl關(guān)掉Y接開(kāi)關(guān),并加入Δ t2保護(hù)時(shí)間，以確定無(wú)電流影響結(jié)構(gòu)切換，最后再延遲時(shí)間At3啟動(dòng)△接開(kāi)關(guān)。然而，上述方式雖可避免大振幅的突波電流產(chǎn)生，但卻會(huì)造成馬達(dá)不運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間延續(xù)過(guò)長(zhǎng)，進(jìn)而造成馬達(dá)轉(zhuǎn)速下降。是以，現(xiàn)有的變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的結(jié)構(gòu)變換方法仍未臻完善，且尚有待改進(jìn)之處。

發(fā)明內(nèi)容
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)的結(jié)構(gòu)變換方法，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。緣以達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的結(jié)構(gòu)變換方法，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)具有一第一相線圈、一第二相線圈、一第三相線圈、一第一開(kāi)關(guān)、一第二開(kāi)關(guān)、一第三開(kāi)關(guān)、一第四開(kāi)關(guān)、一第五開(kāi)關(guān)以及一第六開(kāi)關(guān)；所述相線圈分別具有一負(fù)端以及一正端，且各該開(kāi)關(guān)分別具有一第一端以及一第二端；該第一相線圈的負(fù)端與第一開(kāi)關(guān)的第一端以及第六開(kāi)關(guān)的第一端電性連接；該第一相線圈的正端與該第四開(kāi)關(guān)的第二端電性連接；該第二相線圈的負(fù)端與第二開(kāi)關(guān)的第一端以及第四開(kāi)關(guān)的第一端電性連接；該第二相線圈的正端與第五開(kāi)關(guān)的第二端電性連接；該第三相線圈的負(fù)端與第三開(kāi)關(guān)的第一端以及第五開(kāi)關(guān)的第一端電性連接；該第三相線圈的正端該第六開(kāi)關(guān)的負(fù)端電性連接；另外，該第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)以及第三開(kāi)關(guān)的第二端相互電性連接；再者，當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)以及第三開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，且該第四開(kāi)關(guān)、第五開(kāi)關(guān)以及第六開(kāi)關(guān)斷接，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Y接結(jié)構(gòu)；當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)以及第三開(kāi)關(guān)斷接，且該第四開(kāi)關(guān)、第五開(kāi)關(guān)以及第六開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，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-I當(dāng)該第三相線圈的電路呈斷路狀態(tài)時(shí)，將第三開(kāi)關(guān)斷接，且將該第六開(kāi)關(guān)導(dǎo)通；Α-2當(dāng)該第二相線圈的電路呈斷路狀態(tài)時(shí)，將第二開(kāi)關(guān)斷接，且將該第五開(kāi)關(guān)導(dǎo)通；Α-3當(dāng)該第一相線圈的電路呈斷路狀態(tài)時(shí)，將第一開(kāi)關(guān)斷接，且將該第四開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，而使該變結(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-I當(dāng)該第二相線圈的相電流小于該第一相線圈的相電流時(shí)，將該第二開(kāi)關(guān)導(dǎo)通；Β-2當(dāng)該第一相線圈的相電流小于該第三相線圈的相電流時(shí)，將該第一開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，并將該第四開(kāi)關(guān)與該第六開(kāi)關(guān)斷接；Β-3當(dāng)該第三相線圈的線路呈斷路狀態(tài)時(shí)，將第五開(kāi)關(guān)斷接，且將該第三開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，而使該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Y接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果利用上述依序切換的設(shè)計(jì)避免大振幅的突波電流產(chǎn)生，且避免馬達(dá)轉(zhuǎn)速突升或突降的目的。


圖I為轉(zhuǎn)矩動(dòng)力特性與無(wú)刷直流馬達(dá)的T-N特性曲線圖。
圖2為Y型接線和Λ型接線的T-N特性曲線圖。圖3為變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的結(jié)構(gòu)圖。圖4為變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的Y型接線圖。圖5為變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的Λ型接線圖。圖6為現(xiàn)有Y接切換至Λ接時(shí)的延遲時(shí)間示意圖。圖7為本發(fā)明變結(jié)構(gòu)馬達(dá)與換流器的結(jié)構(gòu)圖。圖8為本發(fā)明變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的Y型接線圖。
圖9為本發(fā)明變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的Λ型接線圖。圖10為本發(fā)明Y型接線的六步方波驅(qū)動(dòng)波型圖。圖11為本發(fā)明Λ型接線的六步方波驅(qū)動(dòng)波型圖。圖12為本發(fā)明由Y接結(jié)構(gòu)切換至Λ接結(jié)構(gòu)的流程圖。圖13為本發(fā)明Y接結(jié)構(gòu)切換至Λ接結(jié)構(gòu)步驟A-I接線圖。圖14為本發(fā)明Y接結(jié)構(gòu)切換至Λ接結(jié)構(gòu)步驟Α-2接線圖。圖15為本發(fā)明由Λ接結(jié)構(gòu)切換至Y接結(jié)構(gòu)的流程圖。圖16為本發(fā)明Λ接結(jié)構(gòu)切換至Y接結(jié)構(gòu)步驟B-I接線圖。圖17為本發(fā)明Λ接結(jié)構(gòu)切換至Y接結(jié)構(gòu)步驟Β-2接線圖。圖18為本發(fā)明雙責(zé)任周期配合變線圈示意圖。圖19為本發(fā)明結(jié)構(gòu)切換的遲滯區(qū)示意圖。附件圖A所示是現(xiàn)有Y接結(jié)構(gòu)切換至Λ接結(jié)構(gòu)時(shí)的電流波形(Ch 2)示意圖，Ch I為工作結(jié)構(gòu)狀態(tài)信號(hào)(O :Υ接，I : △接)。圖B所示是現(xiàn)有Λ接結(jié)構(gòu)切換至Y接結(jié)構(gòu)時(shí)的電流波形示意圖。圖C所示是本發(fā)明實(shí)施例Y接結(jié)構(gòu)切換至Λ接結(jié)構(gòu)時(shí)的電流波形示意圖。圖D所示是本發(fā)明實(shí)施例Λ接結(jié)構(gòu)切換至Y接結(jié)構(gòu)時(shí)的電流波形示意圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明I變結(jié)構(gòu)馬達(dá)U第一相線圈 V第二相線圈 W第三相線圈SI第一開(kāi)關(guān) S2第二開(kāi)關(guān) S3第三開(kāi)關(guān)S4第四開(kāi)關(guān) S5第五開(kāi)關(guān) S6第六開(kāi)關(guān)2換流器UT第一上臂開(kāi)關(guān)UB第一下臂開(kāi)關(guān)VT第二上臂開(kāi)關(guān)VB第二下臂開(kāi)關(guān)WT第三上臂開(kāi)關(guān)WB第三下臂開(kāi)關(guān)I第一區(qū)間II第二區(qū)間III第三區(qū)間 IV第四區(qū)間V第五區(qū)間VI第六區(qū)間VII第七區(qū)間 VIII第八區(qū)間IX第九區(qū)間X第十區(qū)間XI第^^一區(qū)間 XII第十二區(qū)間
Su、Sv、Sw 霍爾信號(hào)VR可變電阻5變結(jié)構(gòu)馬達(dá)U第一相線圈 V第二相線圈W第三相線圈SI第一開(kāi)關(guān) S2第二開(kāi)關(guān)S3第三開(kāi)關(guān)S4第四開(kāi)關(guān) S5第五開(kāi)關(guān)S6第六開(kāi)關(guān)
具體實(shí)施例方式為能更清楚地說(shuō)明本發(fā)明，茲舉較佳實(shí)施例并配合圖示詳細(xì)說(shuō)明如后。請(qǐng)參閱圖7所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I是一直流無(wú)刷馬達(dá)(Brushless DC motor, BLDCM),且與一換流器2 (Inverter)連接,該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I包含有一第一相線圈U、一第二相線圈V、一第三相線圈W、一第一開(kāi)關(guān)SI、一第二開(kāi)關(guān)S2、一第三開(kāi)關(guān)S3、一第四開(kāi)關(guān)S4、一第五開(kāi)關(guān)S5以及一第六開(kāi)關(guān)S6。其中所述相線圈U、V、W分別具有一負(fù)端以及一正端，且各該開(kāi)關(guān)SI S6分別具有一第一端以及一第二端。該第一相線圈U的負(fù)端與第一開(kāi)關(guān)SI的第一端以及第六開(kāi)關(guān)S6的第一端電性連接；該第一相線圈U的正端與該第四開(kāi)關(guān)S4的第二端電性連接。該第二相線圈V的負(fù)端與第二開(kāi)關(guān)S2的第一端以及第四開(kāi)關(guān)S4的第一端電性連接；該第二相線圈V的正端與第五開(kāi)關(guān)S5的第二端電性連接。該第三相線圈W的負(fù)端與第三開(kāi)關(guān)S3的第一端以及第五開(kāi)關(guān)S5的第一端電性連接；該第三相線圈W的正端該第六開(kāi)關(guān)S6的負(fù)端電性連接。另外，該第一開(kāi)關(guān)SI、第二開(kāi)關(guān)S2以及第三開(kāi)關(guān)S3的第二端相互電性連接。當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)SI、第二開(kāi)關(guān)S2以及第三開(kāi)關(guān)S3導(dǎo)通，且該第四開(kāi)關(guān)S4、第五開(kāi)關(guān)S5以及第六開(kāi)關(guān)S6斷接時(shí)，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I呈Y接結(jié)構(gòu)(如圖8)。當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)SI、第二開(kāi)關(guān)S2以及第三開(kāi)關(guān)S3斷接，且該第四開(kāi)關(guān)S4、第五開(kāi)關(guān)S5以及第六開(kāi)關(guān)S6導(dǎo)通時(shí)，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I呈Λ接結(jié)構(gòu)(如圖9)。該換流器2包含有一第一上臂開(kāi)關(guān)UT、一第一下臂開(kāi)關(guān)UB、一第二上臂開(kāi)關(guān)VT、一第二下臂開(kāi)關(guān)VB、一第三上臂開(kāi)關(guān)WT以及一第三下臂開(kāi)關(guān)WB。該第一上臂開(kāi)關(guān)UT —端與該第一下臂開(kāi)關(guān)UB —端電性連接后，再與該第一相線圈U的正端電性連接。該第二上臂開(kāi)關(guān)VT —端與該第二下臂開(kāi)關(guān)VB —端電性連接后，再與該第二相線圈V的正端電性連接。另外，該第二上臂開(kāi)關(guān)VT的另一端與該第一上臂開(kāi)關(guān)UT另一端電性連接，而該第二下臂開(kāi)關(guān)VB的另一端與該第一下臂開(kāi)關(guān)UB的另一端電性連接。該第三上臂開(kāi)關(guān)WT —端與該第三下臂開(kāi)關(guān)WB —端電性連接后，再與該第三相線圈W的正端電性連接。另外，該第三上臂開(kāi)關(guān)WT的另一端與該第一上臂開(kāi)關(guān)UT另一端電性連接，而該第三下臂開(kāi)關(guān)WB的另一端與該第一下臂開(kāi)關(guān)UB的另一端電性連接。由此，本發(fā)明是以三相霍爾信號(hào)相差60度的六部方波驅(qū)動(dòng)方式透過(guò)該換流器供應(yīng)電源予該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)1，請(qǐng)參閱圖10及圖11，上述的六部方波驅(qū)動(dòng)方式是依據(jù)霍爾信號(hào)Su、Sv、Sw以及變換信號(hào)(Commutation signal)將馬達(dá)進(jìn)行一次轉(zhuǎn)動(dòng)循環(huán)的360度電氣角區(qū)分為一第一區(qū)間I、第二區(qū)間II、第三區(qū)間III、第四區(qū)間IV、第五區(qū)間V、第六區(qū)間VI、第七區(qū)間VII、第八區(qū)間VIII、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決定第一相線圈U、第二相線圈V、第三相線圈W及第一、第二及第三上、下臂開(kāi)關(guān)(UT、UB、VT、VB、WT、WB)的導(dǎo)通或斷接，用以依需求供應(yīng)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I在Y接時(shí)結(jié)構(gòu)供應(yīng)Y接用電源(如圖10)、或是在△接時(shí)供應(yīng)領(lǐng)先30度電氣角的△接用電源(如圖11)予該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I。請(qǐng)參閱圖12，當(dāng)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá) I為Y接結(jié)構(gòu)，并在Y接用電源的第十二區(qū)間接收到結(jié)構(gòu)變換的指令，而由Y接結(jié)構(gòu)變換至△接結(jié)構(gòu)時(shí)，包含有下列轉(zhuǎn)換步驟A-I由圖10可知，在Y接用電源的第一區(qū)間I或第二區(qū)間II時(shí)，該第一上臂開(kāi)關(guān)UT與該第二下臂開(kāi)關(guān)VB導(dǎo)通。此時(shí)，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)象在第一區(qū)間I或第二區(qū)間II時(shí)將第三開(kāi)關(guān)S3斷接并將第六開(kāi)關(guān)S6導(dǎo)通(如圖13)。A-2由圖10及圖11可知，在Y接用電源與Λ接用電源的第三區(qū)間III時(shí)，該第一上臂開(kāi)關(guān)UT與該第三下臂開(kāi)關(guān)WB導(dǎo)通。此時(shí)，該第二相線圈V并不導(dǎo)通而呈斷路狀態(tài)，因此，利用此現(xiàn)象在第三區(qū)間III時(shí)將第二開(kāi)關(guān)S2斷接并將第五開(kāi)關(guān)S5導(dǎo)通(如圖14)，并由此步驟后開(kāi)始供應(yīng)Λ接用電源予該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I。Α-3由圖11可知，在Λ接用電源的第四區(qū)間IV時(shí)，該第二上臂開(kāi)關(guān)VT與該第三下臂開(kāi)關(guān)WB導(dǎo)通，此時(shí)，該第一相線圈U并不導(dǎo)通而呈斷路狀態(tài)，因此，利用此現(xiàn)象在第四區(qū)間IV時(shí)將第一開(kāi)關(guān)SI斷接，并將第四開(kāi)關(guān)S4導(dǎo)通，而使得該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I呈Λ接結(jié)構(gòu)(如圖9)。另外，請(qǐng)參閱圖15，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△接結(jié)構(gòu)變換至Y接結(jié)構(gòu)時(shí)，包含有下列變換步驟B-I由圖11可知，在Λ接用電源的第三區(qū)間III時(shí)，該第一上臂開(kāi)關(guān)UT與該第三下臂開(kāi)關(guān)WB導(dǎo)通。此時(shí)，第二相線圈V的相電流小于該第一相線圈U的相電流，將該第二開(kāi)關(guān)S2導(dǎo)通(如圖16)。Β-2由圖11可知，在Λ接用電源的第四區(qū)間IV或第五區(qū)間V時(shí)，該第二上臂開(kāi)關(guān)VT與該第三下臂開(kāi)關(guān)WB導(dǎo)通。此時(shí)，主要電流路徑通過(guò)第五開(kāi)關(guān)S5與第三相線圈W，使得該第一相線圈U的相電流小于該第三相線圈W的相電流，將該第一開(kāi)關(guān)SI導(dǎo)通，且將該第四開(kāi)關(guān)S4及該第六開(kāi)關(guān)S6斷接(如圖17)，避免造成送電錯(cuò)誤。Β-3由圖11可知，在Λ接用電源的第六區(qū)間VI時(shí)，該第二上臂開(kāi)關(guān)VT與該第一下臂開(kāi)關(guān)UB導(dǎo)通。此時(shí)，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)象在第六區(qū)間VI時(shí)，將該第三開(kāi)關(guān)S3導(dǎo)通，并將第五開(kāi)關(guān)S5斷接而使該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I呈Y接結(jié)構(gòu)(如圖8)。另外，因?yàn)樵赮接用電源的第六區(qū)間VI，該第二上臂開(kāi)關(guān)VT與該第三下臂開(kāi)關(guān)WB呈導(dǎo)通，而會(huì)引響第三相線圈W切換，所以才在此步驟仍維持供應(yīng)Λ接用電源，如此一來(lái)透過(guò)類似于Y接弱磁控制方法供應(yīng)，而不會(huì)有太大的影響。再者，當(dāng)此步驟完成后，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I便呈Y接結(jié)構(gòu)，此時(shí)便停止供應(yīng)該Λ接用電源，并開(kāi)始供應(yīng)Y接用電源予該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I。另外，請(qǐng)參閱圖18,在脈波寬度調(diào)變(pulse-width modulation,PWM)的責(zé)任周期(duty)相同的情況下，對(duì)應(yīng)到Y(jié)接結(jié)構(gòu)與Λ接結(jié)構(gòu)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速不同，(如責(zé)任周期50%對(duì)應(yīng)到Y(jié)接結(jié)構(gòu)為220rpm而對(duì)應(yīng)到Λ接結(jié)構(gòu)則為370rpm)，而容易在結(jié)構(gòu)改變時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)速突升或突降的情況。為避免該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I在結(jié)構(gòu)變換后在切換點(diǎn)產(chǎn)生轉(zhuǎn)速突升或突降的情況，是透過(guò)設(shè)計(jì)雙責(zé)任周期控制在結(jié)構(gòu)切換點(diǎn)必須調(diào)控到Y(jié)接結(jié)構(gòu)與Λ接結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)速差不多的情況。于本實(shí)施例中，是透過(guò)一可變電阻VR將前半段調(diào)配給Y接結(jié)構(gòu)的責(zé)任周期變換，而將后半段調(diào)控給△接結(jié)構(gòu)的責(zé)任周期變換。換言之，當(dāng)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I在加速時(shí)，透過(guò)該可變電阻將Y接結(jié)構(gòu)責(zé)任周期90% (約370rpm)時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)變換，并在變換到△接結(jié)構(gòu)后使得Λ接結(jié)構(gòu)的責(zé)任周期為50% (約400rpm)。如此一來(lái)，在變換結(jié)構(gòu)時(shí)便不會(huì)有明顯的加速狀況。反之，當(dāng)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I在減速時(shí)也是一樣的原理，當(dāng)在減速的時(shí)候，透過(guò)該可變電阻在Λ接結(jié)構(gòu)責(zé)任周期降到45% (約350rpm)時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)變換，并在變換到Y(jié)接結(jié)構(gòu)后，使得Y接結(jié)構(gòu)的責(zé)任周期為75% (約322rpm)，如此一來(lái)便不會(huì)有明顯減速的狀況發(fā)生。再者，請(qǐng)參閱圖19，可透過(guò)設(shè)計(jì)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(diǎn)附近造成開(kāi)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(shí)，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(shí)，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)，且上述的第一預(yù)定轉(zhuǎn)速大于該第二預(yù)定轉(zhuǎn)速。于本實(shí)施例中，該第一預(yù)定轉(zhuǎn)速為370rpm，而該第二預(yù)定轉(zhuǎn)速為350rpm，但不以此為限，亦可依使用者需求或使用環(huán)境更改。是以，由上述說(shuō)明并配合附件的參考圖C及參考圖D可得知，由Y接結(jié)構(gòu)切換至Λ接結(jié)構(gòu)時(shí)的電流波形、以及由△接結(jié)構(gòu)切換至Y接結(jié)構(gòu)時(shí)的電流波形均未出現(xiàn)大振幅的突波電流，且透過(guò)雙責(zé)任周期控制更可避免馬達(dá)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生突升或突降的情形發(fā)生。必須說(shuō)明的是，本發(fā)明供應(yīng)電源予該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)I的方式并不以上述六部方波驅(qū)動(dòng)方式為限，只要是能配合所述開(kāi)關(guān)依序切換來(lái)達(dá)到變結(jié)構(gòu)的其它驅(qū)動(dòng)方式，亦應(yīng)屬本發(fā)明另外的實(shí)施態(tài)樣。以上所述僅為本發(fā)明較佳可行實(shí)施例而已，舉凡應(yīng)用本發(fā)明說(shuō)明書及權(quán)利要求所為之等效結(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)由Y接結(jié)構(gòu)變換至接結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)具有一第一相線圈、一第二相線圈、一第三相線圈、一第一開(kāi)關(guān)、一第二開(kāi)關(guān)、一第三開(kāi)關(guān)、一第四開(kāi)關(guān)、一第五開(kāi)關(guān)以及一第六開(kāi)關(guān)；所述相線圈分別具有一負(fù)端以及一正端，且各該開(kāi)關(guān)分別具有一第一端以及一第二端；該第一相線圈的負(fù)端與第一開(kāi)關(guān)的第一端以及第六開(kāi)關(guān)的第一端電性連接；該第一相線圈的正端與該第四開(kāi)關(guān)的第二端電性連接；該第二相線圈的負(fù)端與第二開(kāi)關(guān)的第一端以及第四開(kāi)關(guān)的第一端電性連接；該第二相線圈的正端與第五開(kāi)關(guān)的第二端電性連接；該第三相線圈的負(fù)端與第三開(kāi)關(guān)的第一端以及第五開(kāi)關(guān)的第一端電性連接；該第三相線圈的正端該第六開(kāi)關(guān)的負(fù)端電性連接；另外，該第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)以及第三開(kāi)關(guān)的第二端相互電性連接；再者，當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)以及第三開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，且該第四開(kāi)關(guān)、第五開(kāi)關(guān)以及第六開(kāi)關(guān)斷接，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Y接結(jié)構(gòu)；當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)以及第三開(kāi)關(guān)斷接，且該第四開(kāi)關(guān)、第五開(kāi)關(guān)以及第六開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，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-I當(dāng)該第三相線圈的電路呈斷路狀態(tài)時(shí)，將第三開(kāi)關(guān)斷接，且將該第六開(kāi)關(guān)導(dǎo)通； Α-2當(dāng)該第二相線圈的電路呈斷路狀態(tài)時(shí)，將第二開(kāi)關(guān)斷接，且將該第五開(kāi)關(guān)導(dǎo)通； Α-3當(dāng)該第一相線圈的電路呈斷路狀態(tài)時(shí)，將第一開(kāi)關(guān)斷接，且將該第四開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，而使該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Λ接結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求I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，在步驟A-I之前開(kāi)始供應(yīng)一 Y接用電源予該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)，并在步驟Α-2后停止供應(yīng)該Y接用電源，并開(kāi)始供應(yīng)一 △接用電源予該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)。
3.如權(quán)利要求I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)于Y接結(jié)構(gòu)時(shí)，其脈波寬度調(diào)變(Pulse-Width Modulation, PWM)的Y接責(zé)任周期(Duty)為85% 95%，則將該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)由Y接結(jié)構(gòu)變換至Λ接結(jié)構(gòu)，并在變換至Δ接結(jié)構(gòu)后，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的脈波寬度調(diào)變的Λ接責(zé)任周期為45% 55%。
4.如權(quán)利要求I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(shí)，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)。
5.一種變結(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，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)具有一第一相線圈、一第二相線圈、一第三相線圈、一第一開(kāi)關(guān)、一第二開(kāi)關(guān)、一第三開(kāi)關(guān)、一第四開(kāi)關(guān)、一第五開(kāi)關(guān)以及一第六開(kāi)關(guān)；所述相線圈分別具有一負(fù)端以及一正端，且各該開(kāi)關(guān)分別具有一第一端以及一第二端；該第一相線圈的負(fù)端與第一開(kāi)關(guān)的第一端以及第六開(kāi)關(guān)的第一端電性連接；該第一相線圈的正端與該第四開(kāi)關(guān)的第二端電性連接；該第二相線圈的負(fù)端與第二開(kāi)關(guān)的第一端以及第四開(kāi)關(guān)的第一端電性連接；該第二相線圈的正端與第五開(kāi)關(guān)的第二端電性連接；該第三相線圈的負(fù)端與第三開(kāi)關(guān)的第一端以及第五開(kāi)關(guān)的第一端電性連接；該第三相線圈的正端該第六開(kāi)關(guān)的負(fù)端電性連接；另外，該第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)以及第三開(kāi)關(guān)的第二端相互電性連接；再者，當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)以及第三開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，且該第四開(kāi)關(guān)、第五開(kāi)關(guān)以及第六開(kāi)關(guān)斷接，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Y接結(jié)構(gòu)；當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)以及第三開(kāi)關(guān)斷接，且該第四開(kāi)關(guān)、第五開(kāi)關(guān)以及第六開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，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-I當(dāng)該第二相線圈的相電流小于該第一相線圈的相電流時(shí)，將該第二開(kāi)關(guān)導(dǎo)通； B-2當(dāng)該第一相線圈的相電流小于該第三相線圈的相電流時(shí)，將該第一開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，并將該第四開(kāi)關(guān)與該第六開(kāi)關(guān)斷接； B-3當(dāng)該第三相線圈的線路呈斷路狀態(tài)時(shí)，將第五開(kāi)關(guān)斷接，且將該第三開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，而使該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Y接結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5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，在步驟B-I之前開(kāi)始供應(yīng)一 Λ接用電源予該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)，并在步驟Β-3后停止供應(yīng)該Λ接用電源，并開(kāi)始供應(yīng)一 Y接用電源予該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)。
7.如權(quán)利要求5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)于Λ接結(jié)構(gòu)時(shí)，其脈波寬度調(diào)變(Pulse-Width Modulation,PWM)的Λ接責(zé) 任周期(Duty)為40% 50%，則將該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)由Λ接結(jié)構(gòu)變換至Y接結(jié)構(gòu)，并在變換至Y接結(jié)構(gòu)后，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的脈波寬度調(diào)變的Y接責(zé)任周期為
8.如權(quán)利要求5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(shí)，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)。
9.一種變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的變換結(jié)構(gòu)方法，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)具有一第一相線圈、一第二相線圈、一第三相線圈、一第一開(kāi)關(guān)、一第二開(kāi)關(guān)、一第三開(kāi)關(guān)、一第四開(kāi)關(guān)、一第五開(kāi)關(guān)以及一第六開(kāi)關(guān)；所述相線圈分別具有一負(fù)端以及一正端，且各該開(kāi)關(guān)分別具有一第一端以及一第二端；該第一相線圈的負(fù)端與第一開(kāi)關(guān)的第一端以及第六開(kāi)關(guān)的第一端電性連接；該第一相線圈的正端與該第四開(kāi)關(guān)的第二端電性連接；該第二相線圈的負(fù)端與第二開(kāi)關(guān)的第一端以及第四開(kāi)關(guān)的第一端電性連接；該第二相線圈的正端與第五開(kāi)關(guān)的第二端電性連接；該第三相線圈的負(fù)端與第三開(kāi)關(guān)的第一端以及第五開(kāi)關(guān)的第一端電性連接；該第三相線圈的正端該第六開(kāi)關(guān)的負(fù)端電性連接；另外，該第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)以及第三開(kāi)關(guān)的第二端相互電性連接；再者，當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)以及第三開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，且該第四開(kāi)關(guān)、第五開(kāi)關(guān)以及第六開(kāi)關(guān)斷接，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Y接結(jié)構(gòu)；當(dāng)該第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)以及第三開(kāi)關(guān)斷接，且該第四開(kāi)關(guān)、第五開(kāi)關(guān)以及第六開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，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-I當(dāng)該第三相線圈的電路呈斷路狀態(tài)時(shí)，將第三開(kāi)關(guān)斷接，且將該第六開(kāi)關(guān)導(dǎo)通；Α-2當(dāng)該第二相線圈的電路呈斷路狀態(tài)時(shí)，將第二開(kāi)關(guān)斷接，且將該第五開(kāi)關(guān)導(dǎo)通；Α-3當(dāng)該第一相線圈的電路呈斷路狀態(tài)時(shí)，將第一開(kāi)關(guān)斷接，且將該第四開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，而使該變結(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-I當(dāng)該第二相線圈的相電流小于該第一相線圈的相電流時(shí)，將該第二開(kāi)關(guān)導(dǎo)通； Β-2當(dāng)該第一相線圈的相電流小于該第三相線圈的相電流時(shí)，將該第一開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，并將該第四開(kāi)關(guān)與該第六開(kāi)關(guān)斷接； Β-3當(dāng)該第三相線圈的線路呈斷路狀態(tài)時(shí)，將第五開(kāi)關(guān)斷接，且將該第三開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，而使該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)呈Y接結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的變換結(jié)構(gòu)方法，其特征在于，在步驟A-I之前開(kāi)始供應(yīng)一 Y接用電源予該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)，并在步驟Α-2后停止供應(yīng)該Y接用電源，并開(kāi)始供應(yīng)一 Δ接用電源予該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)；另，在步驟B-I之前開(kāi)始供應(yīng)該△接用電源予該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)，并在步驟Β-3后停止供應(yīng)該Λ接用電源，并開(kāi)始供應(yīng)該Y接用電源予該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)。
11.如權(quán)利要求9所述變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的變換結(jié)構(gòu)方法，當(dāng)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)于Y接結(jié)構(gòu)時(shí)的脈波寬度調(diào)變(Pulse-Width Modulation, PWM)的Y接責(zé)任周期(Duty)為85% 95%時(shí)，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)，并在變換至Λ接結(jié)構(gòu)后，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的脈波寬度調(diào)變的Λ接責(zé)任周期為45% 55%。
12.如權(quán)利要求9所述變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的變換結(jié)構(gòu)方法，其特征在于，當(dāng)該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)于Δ接結(jié)構(gòu)時(shí)的脈波寬度調(diào)變(Pulse-Width Modulation,PWM)的Λ接責(zé)任周期(Duty)為40% 50%時(shí)，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)，并在變換至Y接結(jié)構(gòu)后，該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的脈波寬度調(diào)變的Y接責(zé)任周期為70% 80%。
13.如權(quán)利要求9所述變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的變換結(jié)構(gòu)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(shí)，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(shí)，將該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)由△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。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種變結(jié)構(gòu)馬達(dá)的結(jié)構(gòu)變換方法，是透過(guò)依序切換該變結(jié)構(gòu)馬達(dá)上的多個(gè)開(kāi)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(guò)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。
文檔編號(hào)H02P6/00GK102739002SQ20111009652
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者江政毅, 王士豪, 王明賢, 蔡明祺, 邵子昌, 鄭銘揚(yáng) 申請(qǐng)人:蔡明祺, 車王電子股份有限公司