[实用新型]交/直流碳刷马达的换相讯号检知装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种流碳刷马达“免用感测组件(Sensorless)”换相讯号的检知装置。

背景技术

依电力的供应来源，马达分成交/直流二种类型。从结构来看，则区分为无刷与有刷二种马达。

无刷(Brushless)马达不使用碳刷，本身不具换相效能，必须靠内部的驱动器，控制马达的电流转换工作。如美国专利第4,912,378号专利案，以霍尔组件(Hallelement)充当驱动器的必要组件，用来侦测转子的位置，却不适应高温或高振动的环境。某些驱动器侦测转子位置，则是采用感测方式，避免无刷马达的正常运作受到影响。无论如何，驱动器占据马达内部空间，不利于马达的设计，同时降低马达内部空间的利用率。

有刷马达的构造，包括转子(Rotor)、定子(Stator)、集电环(Commutator)与碳刷(Brush)。转子外部缠上一些线圈，充当电枢使用，可以绕着轴心转动。定子是永久磁铁或电磁铁，拥有强力磁场。集电环又称为换相器或整流器，在转子与定子外部且连接线圈二端，用以改变电流的方向。碳刷是导电的，并与集电环相触。当转子旋转至换向点，集电环和碳刷完成电流的换相动作，使马达继续旋转。

马达运转的检测作业，通常是用手动方式来完成。譬如中华民国第I225158号专利案说明书第2图所称，检测者手持探针检测马达时，以探针接触马达的电极而导通电流，用马达的振动判断正常运转的基础，不仅检测过程繁琐，而且成本昂贵。

因此，如何简化马达的检测效能，就成为本实用新型亟待解决的课题。

实用新型内容

本实用新型的目的即是提供一种交/直流碳刷马达的换相讯号检知装置，采用新的换相讯号检知装置，在不需要感测组件的前提下，取得相同的检知效果，用以简化马达的检测过程，相对降低检测费用的支出。

本实用新型的换向讯号检知装置，适用在交/直流碳刷马达。换向讯号检知装置有一输 入端与一输出端，在输入端与输出端之间电性连接一讯号撷取单元、一讯号放大单元、一讯号滤波单元、一讯号比较单元及一锁相回路单元。

当输入端接触或电性连接马达的电力输配线，撷取电力输配线的涟波，经放大、滤波、比较及锁相回路转为一换相讯号输出。

此处所称的涟波，是指交/直流信号经滤波输出电压变化且不稳定的部分。

此处所称的锁相回路，包括相位/频率侦测(Phase/Frequency Detector，缩写PFD)、电荷泵(Charge Pump，缩写CP)、回路滤波(Loop Filter，缩写LF)、电压控制振荡(Voltage Controlled Oscillator，缩写VCO)与除频(Frequency Divider，缩写FD)等几个子电路系统架构而成，可将侦测的相位/频率值转换成电压形式的讯号，过滤高频的部分且形成振荡频率，以便回授和参考频率作比较。达到锁定状态时，输入和输出的频率大致相同。

如此，本实用新型的换向讯号检知装置具备下列优势：

站在交/直流碳刷马达的设计角度，本实用新型的换向讯号检知装置，取代马达内部的旧式感测组件。因此，不必考虑感测组件所需的空间，不仅简化马达本体的设计，有效利用马达的内部空间，相对缩减体积。

从马达制造的角度切入，即使没有感测组件/器，也不需要添加额外的检测仪器或设备，就能判读马达的转速或转动圈数，轻松且迅速地完成产品检验的流程。

特别是，本实用新型提供交/直流碳刷马达的换向讯号检知装置，可适用在相关产品的异常、转速、转动角度、位移量、负荷过载或数据分析的侦测/控制/回馈/保护等方面，故应用层面相当广泛。

附图说明

图1是本实用新型换向讯号检知装置一较佳实施例的示意图。

具体实施方式

接下来，配合必要的图式，详述本实用新型的组件及结合构造，使贵审员对本实用新型的技术、原理、作用与功效，有深刻的理解。

在图1中，换相讯号检知装置10接触或电性连接马达15。马达15有电力输配线与碳刷，采用交/直流作为电力源。

所述的换相讯号检知装置10有输入、输出二端20、50，在输入端20与输出端50之间，电性连接讯号撷取单元25、讯号放大单元30、讯号滤波单元35、讯号比较单元40及锁相回路单元45。

以输入端20接触或电性连接马达15的电力输配线，撷取电力输配线的涟波，经放大、滤波、比较及锁相回路转换一讯号输出，适用在马达15及相关产品的异常、转速、转动角度、位移量、负荷过载或数据分析的侦测/控制/回馈/保护等方面。

综上所陈，仅为一较佳实施例的具体描述，并非局限本实用新型的权利范围。凡举依本实用新型的技术核心，衍生的构造、均等功效或修饰，均属于本实用新型请求保护的权利范围。