Nova Patents
TWM554665U

A brush-less DC dynamo

Abstract

The present invention provides a brushless DC rotating electrical machine, which is characterized in that a switching element of a semiconductor component is used to replace a commutating segment (commutator) of a brushed armature in a conventional brushed DC rotating electrical machine, so that the mechanical contact dynamics are originally used. The operation of sequentially changing the positions of the armature connecting electrodes is switched to use a static power electronic switch array to sequentially switch in a contactless or non-breakpoint manner, so that the armature current can still maintain the traditional operation mode, while the rotation process is in time. Maintaining the distribution of its armature current just forms a direction perpendicular to the stator magnetic field, and there is no mechanical wear or electrode spark loss of the commutating joint.

Term

No projected expiry on record.

  1. Priority and filed
  2. Granted
  3. Today

14 claims: 6 independent, 8 dependent

  1. 1
    一種無刷直流旋轉電機,包括:一環形電樞單元,包括:N組依序間格排列的第一電樞線圈,且第1組該第一電樞線圈與第N組該第一電樞線圈相鄰接;N組位在該等第一電樞線圈外側且依序間格排列的第二電樞線圈,且第1組該第二電樞線圈與第N組該第二電樞線圈相鄰接;及複數條第一導線與複數條第二導線,分別連接於各個該等第一電樞線圈與各個該等第二電樞線圈之間;其中,N為大於2的自然數,且第(i+1)組該第一電樞線圈藉由第(i+1)條該第一導線與第(i+1)組該第二電樞線圈連接,並藉由第(i+1)條該第二導線和第(i+2)組該第二電樞線圈連接,1≦(i)≦N-2,而第1組該第一電樞線圈則藉由第一條該第一導線與第1組該第二電樞線圈連接,並藉由第1條該第二導線與第2組該第二電樞線圈連接,而第N組該第一電樞線圈則藉由第N條該第一導線與第N組該第二線圈連接,並藉由第N條該第二導線與第1組該第一電樞線圈連接;一控制單元,包括N個第一控制開關與N個第二控制開關,且第(j)個第一控制開關是連接於一直流第一極性電源與該第(j)條第二導線之間,第(j)個第二控制開關是連接於一直流第二極性電源與該第(j) 條第二導線之間,該直流第一極性電源與該直流第二極性電源之極性相反,其中(j)為自然數,且1≦(j)≦N;一磁性單元,設置於該環形電樞單元內,該磁性單元具有一對磁極,且該環形電樞單元與該磁性單元可受控制地相對轉動;以及一位置感應器,用以偵測該磁性單元之位置,並將該位置之資訊輸出至該控制單元,進而使該控制單元輸出一控制訊號,以控制各個該等第一、第二控制開關的開啟或關閉。
  2. 2
    如申請專利範圍第1項所述之無刷直流旋轉電機,該磁性單元為一永磁式磁鐵或磁激式磁鐵。
  3. 3
    如申請專利範圍第2項所述之無刷直流旋轉電機,該位置感應器為一解角器(resolver)、編碼器(encoder)、霍爾感應器(Hall sensor)、光遮斷器或光電感應器。
  4. 4
    如申請專利範圍第3項所述之無刷直流旋轉電機,更包括一第一雜訊抑制電路(snubber),設置於該直流第一極性電源與該等第一控制開關之間,以及一第二雜訊抑制電路(snubber),設置於該直流第二極性電源與該等第二控制開關之間。
  5. 5
    如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之無刷直流旋轉電機,該等第一電樞線圈與該等第二電樞線圈可藉由波繞(wave winding)、疊繞(lap winding)或蛙腿繞(frog-leg winding)方式纏繞完成。
  6. 6
    如申請專利範圍第5項所述之無刷直流旋轉電機,該環形電樞單元為一環形定子,而該磁性單元為一磁性轉子。
  7. 7
    如申請專利範圍第5項所述之無刷直流旋轉電機,該環形電樞單元為一環形轉子,而該磁性單元為一磁性定子。
  8. 8
    一種無刷直流旋轉電機,包括:一第一環形電樞單元,包括M個彼此電性連接的第二環形電樞單元,M為等於或大於2的自然數,且每一該等第二環形電樞單元均包括:N組依序間格排列的第一電樞線圈,且第1組該第一電樞線圈與第N組該第一電樞線圈相鄰接;N組位在該等第一電樞線圈外側且依序間格排列的第二電樞線圈,且第1組該第二電樞線圈與第N組該第二電樞線圈相鄰接;及複數條第一導線與複數條第二導線,分別連接於各個該等第一電樞線圈與各個該等第二電樞線圈之間;其中,N為大於2的自然數,且第(i+1)組該第一電樞線圈藉由第(i+1)條該第一導線與第(i+1)組該第二電樞線圈連接,並藉由第(i+1)條該第二導線和第(i+2)組該第二電樞線圈連接,1≦(i)≦N-2,而第1組該第一電樞線圈則藉由第一條該第一導線與第1組該第二電樞線圈連接,並藉由第1條該第二導線與第2組該第二電樞線圈連接,而第N組該第一電樞線圈則藉由第N條該第一導線與第N組該第二線圈連接,並藉由第N條該第二導線與第1組該第一電樞線圈連接;2M組控制單元,且每一該等控制單元分別對應於其中一該等第二環形電樞單元,每一該等控制單元均包括N個第一控制開關與N個第二 控制開關,且第(j)個第一控制開關是連接於一直流第一極性電源與其所對應該第二環形電樞單元中的該第(j)條第二導線之間,第(j)個第二控制開關則是連接於一直流第二極性電源與其所對應的該第二環形電樞單元中的該第(j)條第二導線之間,該直流第一極性電源與該直流第二極性電源之極性相反,其中(j)為自然數,且1≦(j)≦N;一磁性單元,設置於該第一環形電樞單元內,該磁性單元具有M對磁極,且該第一環形電樞單元與該磁性單元可受控制地相對轉動;以及一位置感應器,用以偵測該磁性單元之位置,並將該位置之資訊輸出至該等控制單元,進而使該等控制單元分別輸出一控制訊號,以控制該等控制單元中的各個該等第一、第二控制開關的開啟或關閉。
  9. 9
    如申請專利範圍第8項所述之無刷直流旋轉電機,該磁性單元為一永磁式磁鐵或磁激式磁鐵。
  10. 10
    如申請專利範圍第9項所述之無刷直流旋轉電機,該位置感應器為一解角器(resolver)、編碼器(encoder)、霍爾感應器(Hall sensor)、光遮斷器或光電感應器。
  11. 11
    如申請專利範圍第10項所述之無刷直流旋轉電機,更包括一第一雜訊抑制電路(snubber),設置於該直流第一極性電源與該等第一控制開關之間,以及一第二雜訊抑制電路(snubber),設置於該直流第二極性電源與該等第二控制開關之間。
  12. 12
    如申請專利範圍第8至11項中任一項所述之無刷直流旋轉電機,該等第一電樞線圈與該等第二電樞線圈可藉由波繞(wave winding)、疊繞(lap winding)或蛙腿繞(frog-leg winding)方式纏繞完成。
  13. 13
    如申請專利範圍第12項所述之無刷直流旋轉電機,該第一環形電樞單元為一環形定子,而該磁性單元為一磁性轉子。
  14. 14
    如申請專利範圍第12項所述之無刷直流旋轉電機,該第一環形電樞單元為一環形轉子,而該磁性單元為一磁性定子。
Independent claims14