37]该至少一霍尔感应元件11相对设于该无刷直流马达20的转子22周边处，供随该转子22的永久磁石222位置改变而产生相对应的电流讯号；在本实施例中，于该无刷直流马达20的转子22周边处设有三个与该微控制器14电气连接的霍尔感应元件11，由其中一霍尔感应元件感测该转子的转速，由其中一霍尔感应元件感测电流交换的时序，以及一霍尔感应元件感测判断该转子的转向。
[0038]该逆变电路12电气连接于该无刷直流马达20的两个定子21与直流电源之间，该逆变电路12由至少四个功率元件所构成，该些功率元件以电器连接并构成该逆变电路12，其中本发明较佳实施例为八个功率元件，其次，该逆变电路12采用串联方式电气连接。至于，该闸极驱动电路13构成该微控制器14与该逆变电路12电气连接，由该微控制器14连接外部传速控制讯号及该至少一霍尔感应元件Π的电流讯号，该功率元件亦可为电晶体；其中，如图1及图2的实施例所示，该逆变电路12包含有八个电晶体Q1~Q8，该电晶体Q1~Q4连接其中一定子的线圈电路，而该电晶体Q5~Q8则连接另一定子的线圈电路，该闸极驱动电路13则分别连接该电晶体Q1~Q8，藉以控制该电晶体Q1~Q8开路或断路。
[0039]而且，依照所接收的转速控制讯号及霍尔感应元件11所回授至微控制器14的讯号，进而控制该闸极驱动电路13以将讯号传递至逆变电路12，该逆变电路12同时开启复数个功率元件，于切换相对应的功率元件的切换电磁场形成南/北极交错，以同时启动交互驱动两个定子21的线圈电路，亦即该闸极驱动电路13控制该电晶体Q1~Q8开路或断路，而使两个定子21的线圈电路交互通电。
[0040]亦或是，依照所接收的转速控制讯号及霍尔感应元件11所回授至微控制器14的讯号，进而控制该闸极驱动电路13以将讯号传递至逆变电路12，该逆变电路12仅驱动少数的功率元件，于切换影响任一定子的功率元件，进而驱动任一定子21的线圈电路的方式，让所通电的定子21与所对应的转子22形成相互作用电磁场，亦即该闸极驱动电路13控制该电晶体Q1~Q8开路或断路，而使任一定子21的线圈电路单相通电。
[0041]原则上，本发明的无刷直流马达转速控制系统，于使用时，即透过逆变电路12构成两个定子21与直流电源电气连接，且配合在微控制器14与门极驱动电路13的整合运作下，依照所接收的转速控制讯号及霍尔感应元件11所传送的讯号，以交互驱动两个定子21的线圈电路(如图5所示)，或是驱动任一定子21的线圈电路(如图6所示)的方式，让所通电的定子21与转子22形成相互作用电磁场，使转子22持续朝同一方向旋转。当然，上述实施例中利用霍尔感应元件作为传感器来检测出马达转子的位置，亦利用其它传感器来检测出马达转子的位置。
[0042]亦即，本发明所揭露的无刷直流马达系统，不需要高功率的电源即可令所应用的无刷直流马达自静止状态启动运转，并且在运转至设定的转速后可进一步切换成改以驱动任一定子的线圈电路的方式运转，不但可以降低无刷直流马达使用电源的限制，且在无刷直流马达全时运转过程中亦相对较节省电能。
[0043]再者，本发明所应用的无刷直流马达20于实施时，所述各定子21可以分别由复数相同构型的硅钢片叠置构成；在本实施例中，各定子21分别设有八个定子齿212，该转子22设有八个永久磁石222，且各永久磁石222的轴向长度涵盖该两个定子21的靴部213设置范围为佳，想当然耳，该各定子21可分别设有偶数个定子齿，该转子22设有偶数个永久磁石222，如:八个定子齿212对应四个永久磁石222，亦或是，各定子21可分别设有偶数个定子齿212，该转子22设有相对应定子21的偶数个永久磁石222。
[0044]值得一提的是，本发明所应用的无刷直流马达，于具体实施时，各定子的定子齿数量及转子的永久磁石数量，可依照实际的尺寸而有不同的数量配置设计，并且在适当的驱动电路配合运作下有效控制各定子的线圈换相时序，即可轻易的提高整体无刷直流马达的运转效率或是增加转速的变化范围。
[0045]传统习用技术相较，本发明所揭露的无刷直流马达转速控制系统，可透过交互驱动两个定子的线圈电路的方式在低转速运转时产生高扭力输出，以及透过驱动任一定子的线圈电路的方式在高转速运转时产生低扭力输出的转速控制效果，不需要高功率的电源即可启动马达运转，并且在马达运转至设定的转速后即可切换成改以驱动任一定子的线圈电路的方式运转，不但可以降低无刷直流马达使用电源的限制，且在无刷直流马达全时运转过程中亦相对较节省电能，进而达到低转速运转时产生高扭力输出，以及在高转速运转时产生低扭力输出的转速控制效果，即可进行大范围的转动速度变化对应的无刷马达控制系统。
【主权项】
1.一种无刷直流马达转速控制系统，其特征在于，至少包括: 一无刷直流马达，设有两个定子、一个转子，该两个定子沿一相同的轴心排列设置，各定子具有一呈圆环状的本体，于该本体上设有朝该本体中心延伸的定子齿，于各定子齿尾端形成一靴部，于各定子齿上绕设有预定闸数的线圈，且该两个定子的靴部相互交错围绕呈一圆孔状构型，该转子相对设于该两个定子的圆孔状构型内，该转子于一转轴上围绕设置有复数永久磁石，且全数永久磁石以于该转轴外围形成南/北极交错配置的方式排列设置； 一逆变电路，电气连接于该无刷直流马达的两个定子与直流电源之间；以及 一闸极驱动电路及一微控制器，由该闸极驱动电路构成该微控制器与该逆变电路电气连接，由该微控制器连接外部传速控制讯号。2.如权利要求1所述的无刷直流马达转速控制系统，其特征在于，该无刷直流马达转速控制装置，于该无刷直流马达的转子周边处设有的周边处可设置至少一霍尔感应元件，以供随该转子的永久磁石位置改变而产生相对应的电流讯号。3.如权利要求1所述的无刷直流马达转速控制系统，其特征在于，该逆变电路采用串联方式电气连接。4.如权利要求1所述的无刷直流马达转速控制系统，其特征在于，该相邻靴部的间隙其范围为2mm至5mm之间。5.如权利要求1所述的无刷直流马达转速控制系统，其特征在于，该些定子齿为彼相邻线圈此间隔“180度/m”的电气角，m为定子的数量。6.如权利要求2所述的无刷直流马达转速控制系统，其特征在于，该无刷直流马达转速控制装置，于该无刷直流马达的转子周边处设有至少一个霍尔感应元件与该微控制器电气连接，由该霍尔感应元件侦测该转子的转速。7.如权利要求2所述的无刷直流马达转速控制系统，其特征在于，该无刷直流马达转速控制装置，于该无刷直流马达的转子周边处设有至少两个霍尔感应元件与该微控制器电气连接，由其中一霍尔感应元件侦测该转子的转速，由另一霍尔感应元件侦测电流交换的时序。8.如权利要求2所述的无刷直流马达转速控制系统，其特征在于，该无刷直流马达转速控制装置，于该无刷直流马达的转子周边处设有至少三个霍尔感应元件与该微控制器电气连接，由其中一霍尔感应元件侦测该转子的转速，由另一霍尔感应元件侦测电流交换的时序，以及，由再一霍尔感应元件侦测判断该转子的转向。9.如权利要求2所述的无刷直流马达转速控制系统，其特征在于，该微控制器连接外部传速控制讯号及该至少一霍尔感应元件的电流讯号，且依照所接收的转速控制讯号及霍尔感应元件所传送的讯号，控制该闸极驱动电路以交互驱动两个定子的线圈电路。10.如权利要求2所述的无刷直流马达转速控制系统，其特征在于，该微控制器连接外部传速控制讯号及该至少一霍尔感应元件的电流讯号，且依照所接收的转速控制讯号及霍尔感应元件所传送的讯号，驱动任一定子的线圈电路的方式，让所通电的定子与所对应的转子形成相互作用电磁场。11.如权利要求1至10其中任一所述的无刷直流马达转速控制系统，其特征在于，各定子分别设有八个定子齿，该转子设有八个永久磁石。12.如权利要求1至10其中任一所述的无刷直流马达转速控制系统，其特征在于，各定子分别设有偶数个定子齿，该转子设有偶数个永久磁石。13.如权利要求1至10其中任一所述的无刷直流马达转速控制系统，其特征在于，各定子分别设有偶数个定子齿，该转子设有相对应定子的偶数个永久磁石。14.如权利要求1至10其中任一所述的无刷直流马达转速控制系统，其特征在于，各定子分别由复数相同构型的硅钢片叠置构成。15.如权利要求1至10其中任一所述的无刷直流马达转速控制系统，其特征在于，各永久磁石的轴向长度涵盖该两个定子的靴部设置范围。16.如权利要求1至10其中任一所述的无刷直流马达转速控制系统，其特征在于，该逆变电路包含有八个功率元件，该些功率元件的其中四个功率元件连接其中一定子的线圈电路，而另外该些功率元件则连接另一定子的线圈电路，该闸极驱动电路则分别连接该些功率元件。17.如权利要求1至10其中任一所述的无刷直流马达转速控制系统，其特征在于，该逆变电路包含有八个电晶体，该些电晶体的其中四个电晶体连接其中一定子的线圈电路，而另外该些电晶体则连接另一定子的线圈电路，该闸极驱动电路则分别连接该些电晶体。
【专利摘要】本发明的无刷直流马达转速控制系统包括有一无刷直流马达、至少一霍尔感应元件、一逆变电路、一闸极驱动电路及一微控制器。主要透过交互驱动两个定子的线圈电路的方式在低转速运转时产生高扭力输出，以及透过驱动任一定子的线圈电路的方式在高转速运转时产生低扭力输出的转速控制效果，不需要高功率的电源即可启动马达运转，并且在马达运转至设定的转速后即可切换成改以驱动任一定子的线圈电路的方式运转，不但可以降低无刷直流马达使用电源的限制，且在无刷直流马达全时运转过程中亦相对较节省电能，进而达到低转速运转时产生高扭力输出，以及在高转速运转时产生低扭力输出的转速控制效果，即可进行大范围的转动速度变化对应的无刷马达控制系统。
【IPC分类】H02P6/08, H02K16/04
【公开号】CN105471331
【申请号】CN201410512198
【发明人】刘金锡, 五十岚久男
【申请人】瑞展动能股份有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年9月29日