直流馬達匝數(shù)切換方法及其裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明有關于一種馬達，且特別是一種直流馬達匝數(shù)切換方法及其裝置。
【背景技術】
[0002]請參照圖1，圖1是傳統(tǒng)的直流馬達的扭矩-轉(zhuǎn)速的曲線圖。傳統(tǒng)的直流馬達的扭矩-轉(zhuǎn)速的曲線是曲線Cl，當直流馬達的轉(zhuǎn)速逐漸增加時，直流馬達的扭矩則逐漸降低。詳細的說，直流馬達每相的電樞線圈的方程式可簡化表示為，v=i.R+ke ω，其中V是電樞線圈的電壓，i是電樞線圈的電流，R是電樞線圈的電阻，是反電勢常數(shù)，ω是角速度(對應于馬達的轉(zhuǎn)速)。傳統(tǒng)上，直流馬達的驅(qū)動電壓是固定的，即電樞線圈的電壓V是固定的，當直流馬達轉(zhuǎn)速上升時，反電勢(back emf)(即反電勢常數(shù)ke乘以角速度ω)也隨之增加，使得線圈電流逐漸降低，如此可能使得直流馬達的扭矩在高轉(zhuǎn)速時大幅降低。
[0003]為了解決直流馬達扭矩在高轉(zhuǎn)速時大幅降低的情況，傳統(tǒng)上可利用減少線圈的匝數(shù)以減少反電勢，使得直流馬達在較高轉(zhuǎn)速時仍能維持相當?shù)呐ぞ?，例如使扭?轉(zhuǎn)速的曲線成為曲線C2。然而，減少線圈的匝數(shù)可能造成直流馬達在低轉(zhuǎn)速時的扭矩不足的問題，如圖1所示，在低轉(zhuǎn)速時曲線C2所對應的扭矩低于曲線Cl所對應的扭矩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實施例提供一種直流馬達匝數(shù)切換方法及其裝置，用以切換直流馬達的線圈匝數(shù)。
[0005]本發(fā)明實施例提供一種直流馬達匝數(shù)切換方法，用以透過至少一 H型橋式開關電路切換直流馬達的線圈匝數(shù)，所述方法包括以下步驟。首先，判斷直流馬達的轉(zhuǎn)速，其中第一轉(zhuǎn)速范圍由第一轉(zhuǎn)速以及第一磁滯轉(zhuǎn)速所界定，當直流馬達的轉(zhuǎn)速位于第一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)時，不改變直流馬達的線圈匝數(shù)。然后，當直流馬達的轉(zhuǎn)速小于第一轉(zhuǎn)速減去該第一磁滯轉(zhuǎn)速時，切換直流馬達的線圈匝數(shù)為第一匝數(shù)。接著，當直流馬達的轉(zhuǎn)速大于第一轉(zhuǎn)速加上該第一磁滯轉(zhuǎn)速時，切換直流馬達的線圈匝數(shù)為第二匝數(shù)，其中第二匝數(shù)少于第一匝數(shù)。
[0006]本發(fā)明實施例提供一種直流馬達匝數(shù)切換裝置，用以切換一直流馬達的一第一線圈的匝數(shù)，第一線圈由一第一線圈單元與一第二線圈單元串接而成，直流馬達匝數(shù)切換裝置包括第一 H型橋式開關電路、第一切換電路與控制單元。第一 H型橋式開關電路具有第一開關、第二開關、第三開關與第四開關，彼此串接的第一開關與第二開關耦接于供應電壓與接地端之間，彼此串接的第三開關與第四開關耦接于供應電壓與接地端之間，第一線圈單元的第一端耦接于第一開關與第二開關之間，第一線圈單元的第二端耦接于第三開關與第四開關之間。第一切換電路具有彼此串接的第五開關與第六開關，彼此串接的第五開關與第六開關耦接于供應電壓與接地端之間，第二線圈單元的第一端耦接于第三開關與第四開關之間，第二線圈單元的第二端耦接于第五開關與第六開關之間。控制單元耦接第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關與第六開關的控制端。控制單元判斷直流馬達的轉(zhuǎn)速，其中第一轉(zhuǎn)速范圍由第一轉(zhuǎn)速以及第一磁滯轉(zhuǎn)速所界定，當直流馬達的轉(zhuǎn)速位于第一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)時，不改變直流馬達的線圈匝數(shù)，當直流馬達的轉(zhuǎn)速小于第一轉(zhuǎn)速減去該第一磁滯轉(zhuǎn)速時，控制單元使第一線圈單元與第二線圈單元串聯(lián)導通，當直流馬達的轉(zhuǎn)速大于第一轉(zhuǎn)速加上該第一磁滯轉(zhuǎn)速時，控制單元使第二線圈單元斷路。
[0007]本發(fā)明實施例更提供一種直流馬達匝數(shù)切換裝置，用以切換直流馬達的第一線圈的匝數(shù)，第一線圈由第一線圈單元與多個第二線圈單元串接而成，直流馬達匝數(shù)切換裝置包括第一 H型橋式開關電路、多個第一切換電路與控制單元。第一 H型橋式開關電路具有第一開關、第二開關、第三開關與第四開關，彼此串接的第一開關與第二開關耦接于供應電壓與接地端之間，彼此串接的第三開關與第四開關耦接于供應電壓與接地端之間，第一線圈單元的第一端耦接于第一開關與第二開關之間，第一線圈單元的第二端耦接于第三開關與第四開關之間。多個第一切換電路與多個第二線圈單元為一對一設置，用以導通所對應的每一個第二線圈單元。每一個第一切換電路具有彼此串接的第五開關與第六開關，彼此串接的第五開關與第六開關耦接于供應電壓與接地端之間，每一第二線圈單元透過第二線圈單元的第一端串接第一線圈單元，每一第二線圈單元的一第二端耦接于對應的第一切換電路的第五開關與第六開關之間?？刂茊卧罱拥谝婚_關、第二開關、第三開關、第四開關的控制端，且耦接多個第一切換電路的多個第五開關和多個第六開關的控制端，控制單元判斷直流馬達的轉(zhuǎn)速，其中第一轉(zhuǎn)速范圍由第一轉(zhuǎn)速以及第一磁滯轉(zhuǎn)速所界定，當直流馬達的轉(zhuǎn)速位于第一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)時，不改變直流馬達的線圈匝數(shù)，當直流馬達的轉(zhuǎn)速小于第一轉(zhuǎn)速減去該第一磁滯轉(zhuǎn)速時，控制單元使第一線圈單元與多個第二線圈單元串聯(lián)導通，當直流馬達的轉(zhuǎn)速大于第一轉(zhuǎn)速加上該第一磁滯轉(zhuǎn)速時，控制單元使至少一第二線圈單元斷路。
[0008]綜上所述，本發(fā)明實施例提供一種直流馬達匝數(shù)切換方法及其裝置，在不改變直流馬達的驅(qū)動電壓的情況下，依據(jù)直流馬達的轉(zhuǎn)速改變直流馬達的線圈匝數(shù)，在轉(zhuǎn)速提升時減少線圈的匝數(shù)以提升直流馬達的扭矩。反之，在轉(zhuǎn)速降低時，使直流馬達的線圈的匝數(shù)增加，以維持直流馬達在低轉(zhuǎn)速的扭矩。
[0009]為使能更進一步了解本發(fā)明的特征及技術內(nèi)容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅是用來說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的權利范圍作任何的限制。
【附圖說明】
[0010]圖1是傳統(tǒng)的直流馬達的扭矩-轉(zhuǎn)速的曲線圖。
[0011]圖2是本發(fā)明實施例提供的直流馬達控制方法的流程圖。
[0012]圖3是本發(fā)明另一實施例提供的直流馬達控制方法的流程圖。
[0013]圖4是本發(fā)明實施例提供的直流馬達控制裝置的電路方塊圖。
[0014]圖5是本發(fā)明另一實施例提供的直流馬達控制裝置的電路方塊圖。
[0015]圖6是本發(fā)明另一實施例提供的直流馬達控制裝置的電路方塊圖。
[0016]圖7是本發(fā)明另一實施例提供的直流馬達控制裝置的電路方塊圖。
[0017]其中，附圖標記說明如下:
[0018]C1、C2:曲線
[0019]S210、S220、S230、S240、S310、S320、S330、S340、S350、S360、S370、S380:步驟流程
[0020]21、61:第一 H型橋式開關電路
[0021]211,611:第一開關
[0022]212,612:第二開關
[0023]213,613:第三開關
[0024]214、614:第四開關
[0025]221、621a、621b:第五開關
[0026]222,622a,622b:第六開關
[0027]24,64:第二 H型橋式開關電路
[0028]241,641:第七開關
[0029]242,642:第八開關
[0030]243,643:第九開關
[0031]244、644:第十開關
[0032]251、651a、651b:第十一開關
[0033]252,652a,652b:第十二開關
[0034]VD:供應電壓
[0035]GND:接地端
[0036]1、3、5、8:直流馬達
[0037]11、31、51、81:第一線圈
[0038]32、82:第二線圈
[0039]23,63:控制單元
[0040]22、62a、62b:第一切換電路
[0041]25、65a、65b:第二切換電路
[0042]111、311、321、511、811、821:第一線圈單元
[0043]112、312、322、512a、512b、812a、812b、822a、822b:第二線圈單元
[0044]321,821:第三線圈單元
[0045]322、822a、822b:第四線圈單元
【具體實施方式】
[0046]〔直流馬達匝數(shù)切換方法的實施例〕
[0047]請參照圖2，圖2是本發(fā)明實施例提供的直流馬達控制方法的流程圖。本實施例的直流馬達匝數(shù)切換方法，用以透過至少一 H型橋式開關電路切換一直流馬達的線圈匝數(shù)。首先，在步驟S210，判斷直流馬達的轉(zhuǎn)速，其中第一轉(zhuǎn)速范圍由第一轉(zhuǎn)速以及第一磁滯轉(zhuǎn)速(Λ)所界定，當直流馬達的轉(zhuǎn)速位于第一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)時，不改變直流馬達的線圈匝數(shù)(即步驟S240)。在本實施例中，所述第一轉(zhuǎn)速范圍的上限是第一轉(zhuǎn)速加上第一磁滯轉(zhuǎn)速，第一轉(zhuǎn)速范圍的下限是第一轉(zhuǎn)速減去第一磁滯轉(zhuǎn)速。當直流馬達的轉(zhuǎn)速小于第一轉(zhuǎn)速減去第一磁滯轉(zhuǎn)速時，執(zhí)行步驟S220。反之，當直流馬達的轉(zhuǎn)速大于第一轉(zhuǎn)速加上第一磁滯轉(zhuǎn)速時，執(zhí)行步驟S230。在步驟S220中，切換直流馬達的線圈匝數(shù)為第一匝數(shù)。在步驟S220結束后，再次進行步驟S210。在步驟S230中，切換直流馬達的線圈匝數(shù)為第二匝數(shù)，其中第二匝數(shù)少于第一匝數(shù)。在步驟S230結束后，再次進行步驟S210。由以上的步驟S210至S240，本實施例的直流馬達匝數(shù)切換方法可以依據(jù)直流馬達的轉(zhuǎn)速來調(diào)整線圈匝數(shù)。在較高轉(zhuǎn)速(相較于第一轉(zhuǎn)