專利名稱：藉主動動力源轉速比例控制的復合動力系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及藉主動動力源轉速比例控制的復合動力系統(tǒng)，尤其是涉及設有主動動力源及輔助動力源的復合動力系統(tǒng)，其特征為用主動動力源轉速信號為基準以控制輔助動力源對主動動力源作比例轉速助動或比例扭力助動或產生逆向阻尼，主動動力源與輔助動力源的互動關系包含(一)輔助動力源參照主動動力源轉速信號為基準，產生相對轉速比例轉速相加的助動驅動，以共同驅動負載；(二)輔助動力源參照主動動力源轉速信號為基準，產生與主動動力源相加的助動扭力，以共同驅動負載；(三)輔助動力源參照主動動力源轉速信號為基準，產生與主動動力源呈預設定的相對比例逆方向轉矩，提供逆向阻尼；(四)同時具有上述(一)及(三)的互動功能或同時具有(二)及(三)的互動功能。
本發(fā)明的目的是提供一種藉主動動力源轉速比例控制的復合動力系統(tǒng)。這種復合動力系統(tǒng)以主動動力源速度信號控制為基準，控制輔助動力源依設定的相對助動比例提供與主動動力源速度相加或扭力相加的同轉向助動驅動，助動驅動具有單向或雙向正逆轉向適用性，助動驅動中主動動力源與輔助動力源間的助動轉速比例或助動扭力比例，可依設定比例或藉控制輸入裝置作隨機控制，及可進一步作線性或非線性比例控制。在具有逆向阻尼功能時，輔助動力源則依主動動力源的轉速及轉向而對主動動力源提供逆向轉矩作為阻尼，以上功能為這種藉主動動力源轉速的比例控制的復合動力系統(tǒng)的創(chuàng)造性及新穎特征。
以下配合附圖詳細說明本發(fā)明的特征及優(yōu)點

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的方塊示意圖。
圖2是本發(fā)明由雙動型電動機結構所構成的速度比例助動方塊示意圖。
圖3是本發(fā)明由電動機所構成的扭力比例助動方塊示意圖。
圖4是本發(fā)明由電動機及行星(或差動)輪系所構成的方塊示意圖之一。
圖5是本發(fā)明由電動機及行星(或差動)輪系所構成的方塊示意圖之二。
附圖中101表示主動動力源，102表示輔助動力源，102A表示雙動型電動機結構輔助動力源，102B，102C，102D表示電動機結構輔助動力源，103表示第一互動回轉體，104表示第二互動回轉體，105表示輸出轉軸， 106表示負載，107表示導電環(huán)，108表示太陽輪，109表示外環(huán)輪，110表示行星輪，111表示主動動力源速度檢測裝置，112表示輔助用速度檢測裝置，113表示控制輸入裝置， 114表示中央控制器，115電動機驅動控制器， 116電源裝置，117電刷， 118搖臂，121靜止殼體， 122單向離合器，123離合器，124制動器，132單向離合器，133表示電動機定子部分殼體，134表示電動機轉子部分。
圖1是這種藉主動動力源轉速比例控制的復合動力系統(tǒng)的系統(tǒng)方塊示意圖，其基本結構包含主動動力源101為由人力或電力或其他動力所驅動而能作回轉運動的動力裝置，其動力輸出轉軸與輔助動力源或負載作直接耦合或經(jīng)單向傳動裝置作動力耦合；主動動力源速度檢測裝置111為模擬或數(shù)字型轉速檢測裝置，以檢測主動動力源的轉速及方向以作為控制輔助動力源的基準；輔助用速度檢測裝置112為模擬或數(shù)字型轉速檢測裝置，供檢測輔助動力源轉速值或輸出軸轉速值以輸入中央控制器114構成的反饋回路，若系統(tǒng)為開放式則可省略不用；控制輸入裝置113為由機電元件或固態(tài)電子元件及相關控制機構接口所構成的控制輸入裝置，能以人工控制產生數(shù)字或模擬電能信號或接受其他電能信號經(jīng)接口輸入傳輸至中央控制器114，以選擇系統(tǒng)功能或作設定或作為隨機控制助動比例或阻尼比例參數(shù)輸往中央控制器114，以控制輔助動力源的助動速度比例、助動扭力比例或逆向阻尼比例；中央控制器114為由機電元件或固態(tài)電子元件或微處理器所構成的模擬或數(shù)字式電路裝置，以主動動力源101的速度檢測裝置111為基準，設定或控制輸入裝置的隨機指令，以控制電動機驅動裝置115控制輔助動力源102的轉速或轉向或扭力或作為動能再生發(fā)電回收的發(fā)電機電動機功能的操作，以及進一步控制離合器等周邊裝置；上述系統(tǒng)中主動動力源與輔助動力源及輸出軸間，可依需要呈線性或非線性的速度或扭力比例助動控制或比例阻尼控制，系統(tǒng)構成可為閉環(huán)式、開環(huán)式或半閉環(huán)式的系統(tǒng)結構；電機驅動控制裝置115為由機電元件或固態(tài)電子元件所構成的裝置，接受中央控制器114及控制輸入裝置113的控制，以控制輔助動力源的輸出或輸入功率大小及回轉方向；電源裝置116為供應輔助動力源、中央控制器、電機驅動控制裝置、控制輸入裝置及周邊控制裝置所需的電源；或進一步可儲存輔助動力源作動能再生發(fā)電回收時的電能；輔助動力源102為由電力所驅動的電動機，其結構型態(tài)包含雙動型電動機102A或電動機102B或102C或102D，其不同結構形態(tài)及與主動動力源101的耦合方式與運行功能如下(A)如圖2所示為藉雙動型電動機構成的以主動動力源轉速比例控制復合動力系統(tǒng)的方塊示意圖輔助動力源為雙動型電動機102A，即具有可作相互驅動由磁場與轉子所構成的第一互動回轉體103及第二互動回轉體104，其結構可為圓筒形、杯形、盤形或錐形等，其電動機結構及運行型態(tài)包含直流或交流、同步或異步、無刷或有刷電動機，其特征為其第一互動回轉體103直接或經(jīng)傳動元件與主動動力源輸出轉軸105耦合，其第二互動回轉體104則直接或經(jīng)傳動元件驅動負載106；上述結構形態(tài)中的第一互動回轉體103及第二互動回轉體104兩單元，其中之一單元為電動機磁場結構，另一單元為電動機轉子結構，兩單元或其中之一，可依電動機結構型態(tài)增設輔助導電環(huán)107、電刷117及電刷座，以匹配雙動型結構型態(tài)在雙動驅動中傳輸電能，其結構及功能特征可選擇具有以下功能其中之一或同時具有數(shù)種功能(1)作為可控比例速度相加的增速助動輸出功能其第一互動回轉體103與主動動力源101耦合，第二互動回轉體104則通往負載106；(2)應用于與主動動力源呈逆向轉矩的阻尼功能其第二互動回轉體104則呈靜止狀態(tài)，而由第一互動回轉體103提供與主動動力源101扭矩方向相反的逆向扭矩，此逆向扭矩可依需要為小于主動動力源101的扭矩并與主動動力源101呈逆向；(3)應用于負載側慣性量的動能回收或對負載回傳動力提供阻尼功能其第一互動回轉體103呈靜止狀態(tài)而第二互動回轉體104提供發(fā)電作用產生阻尼。
(B)如圖3所示以主動動力源共軸式電動機構成以主動動力源轉速為比例控制基準的可控復合動力系統(tǒng)的方塊示意圖其輔助動力源為由電動機102B所構成，其電動機定子部分殼體133予以固定，轉子部分134驅動負載，電動機型態(tài)包含交流或直流、同步或異步、無刷或有刷的電動機，其結構及功能特征可選擇具有以下功能其中之一或同時具有數(shù)種功能(1)主動動力源101的轉軸經(jīng)單向離合器與電動機轉軸呈同軸心結構供驅動負載；(2)主動動力源101的轉軸或由其所牽動的回轉結構與靜止結構間，設有速度檢測裝置111供檢測主動動力源101的轉速作為系統(tǒng)運行的控制基準；(3)作為依主動動力源轉速作比例扭力助動功能主動動力源101轉動而牽動速度檢測裝置111而產生主動動力源轉速信號輸往中央控制器114，在轉速信號達到設定值以上時，藉電機驅動控制裝置115驅動電動機產生與主動動力源的轉軸同回轉方向的扭力助動，并依中央控制器114的設定比例控制助動扭力作助動運行，或藉由控制輸入裝置113及中央控制器114及電機驅動控制裝置115對輔助動力源102B作隨機控制，決定其助動扭力之大??；(4)輔助動力源102B的助動扭力與主動動力源101共同對負載驅動，其轉速恒小于主動動力源101的主動驅動轉速，或藉控制輸入裝置113的控制其共同對負載驅動轉速可為大于主動動力源的主動驅動轉速(包含主動驅動轉速為零或逆向空轉)；(5)依主動動力源101轉速呈相對逆向阻尼功能藉主動動力源轉速為基準控制產生逆向阻尼的電動機，其控制方式與前述扭力助動控制過程相同，只是其扭力方向與主動動力源100相反而構成阻尼，其逆動扭力依中央控制器114設定比例產生阻尼運行，或由控制輸入裝置113、中央控制器114及電機驅動控制裝置115隨機控制，控制輔助動力源逆動扭力大??；(6)輔助動力源102B的可控制逆扭力阻尼的最大值為恒小于主動動力源101對輔助動力源102B驅動扭力，或于系統(tǒng)選擇作為逆向驅動運轉時由輔助動力源102B作逆向牽動，而主動動力源101形成被逆向牽動的負載時輔助動力源102B的扭力恒大于或等于主動動力源101的負載扭力；(7)動能回收功能由輔助動力源102B直接轉換為發(fā)電機功能，輸出電能以產生機械性阻尼。
(C)如圖4所示，由電動機及行星(或差動)輪系構成，以主動動力源轉速比例控制的復合動力系統(tǒng)的方塊示意圖之一其輔助動力源為由電動機102C所構成，其電動機定子部分殼體133予以固定，轉子部分134供驅動負載，電動機型態(tài)包含交流或直流、同步或異步、無刷或有刷的電動機，其結構及功能特征，可選擇具有以下功能其中之一或同時具有數(shù)種功能(1)主動動力源101的轉軸與電動機102C呈同軸心設置，經(jīng)單向離合器132與行星式差動輪組的行星輪110所牽動的輸出搖臂118耦合通往負載106；電動機轉子部分134的轉軸經(jīng)太陽輪108與電動機定子部分殼體133的外環(huán)輪109藉行星式差動輪組相互耦合通往負載106；(2)主動動力源101的轉軸或其所牽動的回轉結構與靜止結構間，設有速度檢測裝置111供檢測主動動力源101的轉速作為系統(tǒng)運行的控制基準；(3)作為依主動動力源轉速作比例扭力助動功能主動動力源101轉動而牽動速度檢測裝置111產生與主動動力源轉速相對的信號輸往中央控制器114，在轉速信號達到設定值以上時，藉電機驅動控制裝置115驅動電動機，產生與主動動力源轉軸經(jīng)單向傳動裝置132所牽動行星式差動輪組的行星輪110所牽動的搖臂118以共同作同回轉方向的電動機輸出助動扭力，并依中央控制器114的設定比例控制助動扭力值，或藉由控制輸入裝置113、中央控制器114及電機驅動控制裝置115對輔助動力源102B作隨機控制，決定其助動扭力的大小；(4)輔助動力源102C的助動扭力與主動動力源101共同對負載的驅動轉速恒小于主動動力源101的主動驅動轉速，或藉控制輸入裝置113的控制，其共同對負載驅動的轉速可大于主動動力源的主動驅動轉速(包含主動驅動轉速為零或逆向空轉)；(5)依主動動力源101轉速呈相對逆向阻尼功能藉主動動力源轉速為基準控制產生逆向阻尼的電動機，控制方式與前述扭力助動控制過程相同，只是其扭力方向與主動動力源101相反而構成阻尼，其逆動扭力依中央控制器114設定比例產生阻尼運行，或由可控制輸入裝置113及中央控制器114及電機驅動控制裝置115作隨機控制，控制輔助動力源逆動扭力大??；(6)輔助動力源102C的可控制逆扭力阻尼的最大值，恒小于主動動力源101對輔助動力源102C驅動扭力，或在系統(tǒng)選擇作為逆向驅動運轉時，由輔助動力源102C作逆向牽動，而主動動力源101形成被逆向牽動的負載時，輔助動力源102C的扭力恒大于或等于主動動力源101的負載扭力；(7)動能回收功能為由輔助動力源102C直接轉換為發(fā)電機功能，輸出電能以產生機械性阻尼。
(D)如圖5表示由電動機及行星(或差動)輪系構成以主動動力源轉速比例控制的復合動力系統(tǒng)的方塊示意圖之二。輔助動力源由電動機102D所構成，而經(jīng)由行星(或差動)輪系與主動動力源耦合，其電動機型態(tài)包含交流或直流、同步或異步、無刷或有刷的電動機，其結構及功能特征，可選擇具有以下功能其中之一或同時具有數(shù)種功能(1)作為比例速度相加助動功能主動動力源101、輔助動力源102D及負載106驅動軸依相對速度比及功能需要而選擇各別耦合于太陽輪108、行星輪110及外環(huán)輪109，主動動力源101與輔助動力源102D的關系為以主動動力源轉速為基準以控制輔助動力源，兩者藉行星(或差動)輪系作比例速度相加的助動驅動。
上述藉主動動力源轉速比例控制的復合動力系統(tǒng)，可進一步加設下列周邊控制裝置而擴大其應用范圍，包含
主動動力源101輸出轉軸105與負載106間可串設單向離合器122，供限制作單向扭力傳遞；或主動動力源101的輸出轉軸105與靜止殼體121間加設單向離合器122，當輔助動力源依設定回轉方向驅動負載時，主動動力源呈靜止狀態(tài)；或主動動力源101的輸出轉軸105與靜止殼體121間加設由人力、機械力、流力或電磁力控制的離合器以取代單向離合器122；在離合器脫離時主動動力源與輔助動力源依相對比例作速度或扭力相加的助動驅動，或由輔助動力源產生對主動動力源呈逆向扭矩阻尼功能；在離合器閉合時主動動力源呈鎖住狀態(tài)，而由輔助動力源對負載作正向或反向驅動或作動能回收的運轉；或當輔助動力源為雙動型電動機102A，可在兩者間加設由人力、機械力、流力或電磁作用等操作的離合器123，并在離合器123閉合時雙動結構呈互鎖狀態(tài)，而由主動動力源直接驅動負載；當輔助動力源為102B或102C時，則輔助動力源的電動機轉子部分134除與主動動力源及通往負載的輸出軸直接結合或經(jīng)傳動元件耦合外，亦可進一步配合三者的互動需要而設置單向離合器132；單向離合器132的設置位置及動能傳輸方向為若主動動力源直接或經(jīng)傳動元件通往負載，則單向離合器132為設置于輔助動力源電動機轉子部分134和上述主動動力源與負載間回轉驅動的任何一回轉元件之間，單向離合器132的離合工作回轉方向，可依系統(tǒng)需要作選擇；若輔助動力源電動機轉子部分134直接或經(jīng)傳動元件通往負載，則單向離合器132可設置于主動動力源和上述輔助動力源與負載間回轉驅動的任何一回轉元件之間，其單向離合器132的離合工作回轉方向可依系統(tǒng)需要作選擇；輔助動力源為電動機102D經(jīng)由行星(或差動)輪系而與主動動力源耦合，則可在輔助動力源102D的轉軸上加設制動器124，以鎖固輔助動力源及其傳動元件而由主動動力源直接驅動負載，或作為動能回收時鎖住主動動力源而由輔助動力源被逆向牽動作發(fā)電制動。
實際應用中人們可藉離合器及控制系統(tǒng)的選擇，而采用含有下列各種功能或其中之一以主動動力源轉速為控制基準，以控制輔助動力源以相對轉速比例的速度相加作助動驅動，或與主動動力源作同方向的扭力助動驅動；或含有以主動動力源轉速為控制基準，控制輔助動力源以與主動動力源逆向轉矩提供阻尼，以及在上述各種功能或其中之一的基礎上，進一步同時具有能控制輔助動力源單獨作正向、反向驅動或動能再生發(fā)電回收等附屬功能或具有其中部分上述輔助功能。
綜合上述，這種藉主動動力源轉速比例控制的復合動力系統(tǒng)，首創(chuàng)以主動動力源轉速為基準，以相對控制主動動力源與輔助動力源間的線性或非線性助動轉速或助動扭力比例，或由輔助動動力源產生逆向轉矩提供主動動力源阻尼。系統(tǒng)構思新穎，廣泛適用于控制機構的助動、電力驅動的運輸工具、可控型阻尼裝置等，其實用性及產業(yè)價值應無疑義。
權利要求
1.一種藉主動動力源轉速比例控制的復合動力系統(tǒng)，設有主動動力源及輔助動力源，其特征在于藉主動動力源轉速信號為基準，控制輔助動力源對主動動力源作比例轉速助動或比例扭力助動或產生逆向阻尼，主動動力源與輔助動力源互動關系包含(一)輔助動力源參照主動動力源轉速信號作為基準，產生相對轉速比例轉速相加的助動驅動，以共同驅動負載；(二)輔助動力源參照主動動力源轉速信號作為基準，產生與主動動力源相加的助動扭力，以共同驅動負載；(三)輔助動力源參照主動動力源轉速信號作為基準，產生與主動動力源呈預設定的相對比例逆方向轉矩，提供逆向阻尼；(四)同時具有上述(一)及(三)的互動功能或同時具有(二)及(三)的互動功能；這種復合動力系統(tǒng)以主動動力源速度信號控制為基準，控制輔助動力源依設定相對助動比例提供與主動動力源速度相加或扭力相加的同轉向助動驅動，助動驅動具有單向或雙向正逆轉向適用性，助動驅動中主動動力源與輔助動力源間的助動轉速比例或助動扭力比例，可依設定比例或藉控制輸入裝置作隨機控制，及可進一步作線性或非線性比例控制；在作為逆向阻尼功能時，輔助動力源則為依主動動力源的轉速及轉向而對主動動力源提供逆向轉矩作為阻尼。
2.如權利要求1所述的藉主動動力源轉速比例控制的復合動力系統(tǒng)，其特征在于基本結構包含主動動力源101為由人力或電力或其他動力所驅動而能作回轉運動的動力裝置，其動力輸出轉軸供與輔助動力源或負載作直接耦合或經(jīng)單向傳動裝置作動力耦合；主動動力源速度檢測裝置111為模擬或數(shù)字型轉速檢測裝置，以檢測主動動力源的轉速及方向，作為控制輔助動力源的基準；輔助用速度檢測裝置112為模擬或數(shù)字型轉速檢測裝置，供檢測輔助動力源轉速值或輸出軸轉速值，以輸入中央控制器114構成的反饋回路，若系統(tǒng)為開放式則可省略不用；控制輸入裝置113為由機電元件或固態(tài)電子元件及相關控制機構接口所構成的控制輸入裝置，能以人工控制產生數(shù)字或模擬電能信號或接受其他電能信號接口輸入傳輸?shù)街醒肟刂破?14，以選擇系統(tǒng)功能或作設定或作隨機控制助動比例或阻尼比例參數(shù)供輸入往中央控制器114，以控制輔助動力源的助動速度比例、助動扭力比例或逆向阻尼比例；中央控制器114為機電元件或固態(tài)電子元件或微處理器所構成模擬或數(shù)字式電路裝置，以主動動力源101的速度檢測裝置111為基準及設定或控制輸入裝置的隨機指令，以控制電動機驅動裝置115，控制輔助動力源102的轉速或轉向或扭力或作為動能再生發(fā)電回收發(fā)電機電動機功能的操作，以及進一步控制離合器等周邊控制裝置；上述系統(tǒng)中主動動力源與輔助動力源及輸出軸間，可依需要呈線性或非線性的速度或扭力的比例助動控制或比例阻尼控制，系統(tǒng)構成可為閉環(huán)式、開環(huán)式或半閉環(huán)式的系統(tǒng)結構；電機驅動控制裝置115由機電元件或固態(tài)電子元件所構成，接受中央控制器114及控制輸入裝置113的控制，以控制輔助動力源的輸出或輸入功率大小及回轉方向；電源裝置116為供應輔助動力源、中央控制器、電機驅動控制裝置、控制輸入裝置及周邊控制裝置所需的電源；或進一步可供儲存輔助動力源作動能再生發(fā)電回收時的電能；輔助動力源102為由電力所驅動的電動機，其結構形態(tài)包含雙動型電動機102A或電動機102B或102C或102D。
3.如權利要求1所述的藉主動動力源轉速比例控制的復合動力系統(tǒng)，其特征在于包含雙動型電動機，其輔助動力源為雙動型電動機102A，即具有可作相互驅動由磁場與轉子所構成的第一互動回轉體103及第二互動回轉體104，其結構可為圓筒形、杯形、盤形或錐形等，其電動機結構及運行型態(tài)包含直流或交流、同步或異步、無刷或有刷電動機，其第一互動回轉體103直接或經(jīng)傳動元件與主動動力源輸出轉軸105耦合，其第二互動回轉體104則直接或經(jīng)傳動元件驅動負載106；上述結構型態(tài)中的第一互動回轉體103及第二互動回轉體104兩單元，其中之一單元為電動機磁場結構，另一單元為電動機轉子結構，兩單元或其中之一，可依電動機結構型態(tài)增設輔助導電環(huán)107、電刷117及電刷座，以匹配雙動型結構型態(tài)在雙動驅動中傳輸電能，其結構及功能可選擇具有以下功能其中之一或同時具有數(shù)種功能(1)作為可控比例速度相加的增速助動輸出功能其第一互動回轉體103與主動動力源101耦合，第二互動回轉體104則通往負載106；(2)應用于與主動源呈逆向轉矩的阻尼功能其第二互動回轉體104則呈靜止狀態(tài)，而由第一互動回轉體103提供與主動動力源101扭矩方向相反的逆向扭矩，此逆向扭矩可依需要為小于主動動力源101的扭矩并與主動動力源101呈逆向；(3)應用于負載側慣性量的動能回收或對負載回傳動力提供阻尼功能其第一互動回轉體103呈靜止狀態(tài)，第二互動回轉體104發(fā)電而產生阻尼。
4.如權利要求1所述的藉主動動力源轉速比例控制的復合動力系統(tǒng)，其特征在于包含主動動力源共軸式電動機，其輔助動力源由電動機102B所構成，其電動機定子部分殼體133為固定的，轉子部分134供驅動負載，電動機型態(tài)包含交流或直流、同步或異步、無刷或有刷的電動機，其結構及功能可選擇具有以下功能其中之一或同時具有數(shù)種功能(1)主動動力源101的轉軸經(jīng)單向離合器與電動機轉軸呈同軸心結構供驅動負載；(2)主動動力源101的轉軸或由其所牽動的回轉結構與靜止結構間，設有速度檢測裝置111，供檢測主動動力源101的轉速作為系統(tǒng)運行的控制基準；(3)作為依主動動力源轉速作比例扭力助動功能主動動力源101轉動而牽動速度檢測裝置111，產生主動動力源轉速信號輸往中央控制器114，在轉速信號達到設定值以上時，藉電機驅動控制裝置115驅動電動機產生與主動動力源的轉軸同回轉方向的助動扭力，并依中央控制器114的設定比例控制助動扭力作助動運行，或藉由控制輸入裝置113、中央控制器114及電機驅動控制裝置115對輔助動力源102B作隨機控制，決定其助動扭力的大?。?4)輔助動力源102B的助動扭力與主動動力源101共同對負載驅動轉速恒小于主動動力源101的主動驅動轉速，或藉控制輸入裝置113的控制其共同對負載驅動轉速可為大于主動動力源的主動驅動轉速(含主動驅動轉速為零或逆向空轉)；(5)依主動動力源101轉速呈相對逆向阻尼功能藉主動動力源轉速為基準控制產生逆向阻尼的電動機，其控制方式與前述扭力助動控制過程相同，只是其扭力方向與主動動力源100相反而構成阻尼，其逆動扭力依中央控制器114設定的比例產生阻尼運行，或由控制輸入裝置113、中央控制器114及電機驅動控制裝置115隨機控制，控制輔助動力源逆動扭力大小；(6)輔助動力源102B的可控制逆扭力阻尼的最大值為恒小于主動動力源101對輔助動力源102B的驅動扭力，或于系統(tǒng)選擇作為逆向驅動運轉時由輔助動力源102B作逆向牽動，而主動動力源101形成被逆向牽動的負載時輔助動力源102B的扭力恒大于或等于主動動力源101的負載扭力；(7)動能回收功能為由輔助動力源102B直接轉換為發(fā)電機輸出電能，以產生機械性阻尼。
5.如權利要求1所述的藉主動動力源轉速比例控制的復合動力系統(tǒng)，其特征在于包含電動機及行星(或差動)輪系，其輔助動力源由電動機102C所構成，其電動機定子部分殼體133為固定的，轉子部分134供驅動負載，電動機型態(tài)包含交流或直流、同步或異步、無刷或有刷電動機，其結構及功能特征，可選擇具有以下功能其中之一或同時具有數(shù)種功能(1)主動動力源101的轉軸與電動機102C呈同軸心設置，經(jīng)單向離合器132與行星式差動輪組的行星輪110所牽動的輸出搖臂118耦合通往負載106；電動機轉子部分134的轉軸經(jīng)太陽輪108與電動機定子部分殼體133的外環(huán)輪109藉行星式差動輪組相互耦合通往負載106；(2)主動動力源101的轉軸或由其所牽動的回轉結構與靜止結構間，設有速度檢測裝置111，供檢測主動動力源101的轉速作為系統(tǒng)運行的控制基準；(3)作為依主動動力源轉速作比例扭力助動功能主動動力源101轉動而牽動速度檢測裝置111，產生與主動動力源轉速相對的信號輸往中央控制器114，在轉速信號達到設定值以上時，藉電機驅動控制裝置115驅動電動機，產生與主動動力源的轉軸經(jīng)單向傳動裝置132所牽動行星式差動輪組的行星輪110所牽動的搖臂118以共同作同回轉方向的電動機輸出助動扭力，并依中央控制器114的設定比例控制助動扭力作助動運行，或藉由控制輸入裝置113、中央控制器114及電機驅動控制裝置115對輔助動力源102B作隨機控制，決定其助動扭力的大??；(4)輔助動力源102B的助動扭力與主動動力源101共同對負載的驅動轉速恒小于主動動力源101的主動驅動轉速，或藉控制輸入裝置113的控制，其共同對負載驅動轉速可大于主動動力源的主動驅動轉速(含主動驅動轉速為零或逆向空轉)；(5)依主動動力源101轉速呈相對逆向阻尼功能藉主動動力源轉速為基準控制產生逆向阻尼的電動機，其控制方式與前述扭力助動控制過程相同，只是其扭力方向與主動動力源100相反而構成阻尼，其逆動扭力依中央控制器114設定比例產生阻尼運行，或由可控制輸入裝置113、中央控制器114及電機驅動控制裝置115作隨機控制，控制輔助動力源的逆動扭力大??；(6)輔助動力源102C的可控制逆扭力阻尼的最大值為恒小于主動動力源101對輔助動力源102C驅動扭力，或在系統(tǒng)選擇作為逆向驅動運轉時由輔助動力源102C作逆向牽動，而主動動力源101形成被逆向牽動的負載時輔助動力源102C的扭力恒大于或等于主動動力源101的負載扭力；(7)動能回收功能為由輔助動力源102C直接轉換為發(fā)電機，輸出電能，以產生機械性阻尼。
6.如權利要求1所述的藉主動動力源轉速比例控制的復合動力系統(tǒng)，其特征在于包含電動機及行星(或差動)輪系，其輔助動力源為由電動機102D所構成，而經(jīng)由行星(或差動)輪系與主動動力源耦合，其電動機型態(tài)包含交流或直流、同步或異步、無刷或有刷電動機，其結構及功能，可選擇具有以下功能其中之一或同時具有數(shù)種功能(1)作為比例速度相加助動功能主動動力源101、輔助動力源102D及負載106驅動軸依相對速比及功能需要而選擇各別耦合于太陽輪108、行星輪110及外環(huán)輪109，主動動力源101與輔助動力源102D的關系為以主動動力源轉速為基準而控制輔助動力源，兩者藉行星(或差動)輪系作比例速度相加的助動驅動。
7.如權利要求1所述的藉主動動力源轉速比例控制的復合動力系統(tǒng)，其特征在于可進一步加設下列周邊控制裝置而擴大其應用范圍，包含主動動力源101輸出轉軸105與負載106間可串設單向離合器122供限制作單向扭力傳遞；或主動動力源101輸出轉軸105與靜止殼體121間加設單向離合器122，當輔助動力源依設定回轉方向驅動負載時，主動動力源呈靜止狀態(tài)；或主動動力源101的輸出轉軸105與靜止殼體121間加設由人力、機械力、流力或電磁力控制的離合器以取代單向離合器122；在離合器脫離時主動動力源與輔助動力源依相對比例作速度或扭力相加的助動驅動，或由輔助動力源產生對主動動力源呈逆向扭矩的阻尼功能；在離合器閉合時主動動力源呈鎖住狀態(tài)，而由輔助動力源對負載作正向或反向驅動或作動能回收的運轉；或當輔助動力源為雙動型電動機102A時，可在兩者間加設由人力、機械力、流力或電磁作用等操作的離合器123，并在離合器123閉合時雙動結構呈互鎖狀態(tài)，而由主動動力源直接驅動負載；當輔助動力源為102B或102C時，則輔助動力源的電動機械轉子部分134除與主動動力源及通往負載的輸出軸直接結合或經(jīng)傳動元件耦合外，亦可進一步配合三者的互動需要而設置單向離合器132；單向離合器132的設置位置及動能傳輸方向為若主動動力源直接或經(jīng)傳動元件通往負載，則單向離合器132為設置于輔助動力源電動機轉子部分134和上述主動動力源與負載間回轉驅動的任何一回轉元件之間，單向離合器132的離合工作回轉方向，可依系統(tǒng)需要作選擇；若輔助動力源電動機轉子部分134直接或經(jīng)傳動元件通往負載，則單向離合器132可設置于主動動力源和上述輔助動力源與負載間回轉驅動的任何一回轉元件之間，其單向離合器132的離合工作回轉方向可依系統(tǒng)需要作選擇；輔助動力源為電動機102D時經(jīng)由行星(或差動)輪系而與主動動力源耦合，則可在輔助動力源102D轉軸加設制動器124，以鎖固輔助動力源及其傳動元件而由主動動力源直接驅動負載，或作為動能回收時鎖住主動動力源而輔助動力源被逆向牽動作發(fā)電制動。實際應用中，可藉離合器及控制系統(tǒng)的選擇，而采用含有下列各種功能或其中之一以主動動力源轉速為控制基準，以控制輔助動力源呈相對轉速比例的速度相加作助動驅動，或與主動動力源作同方向的扭力助動驅動；或含有以主動動力源轉速為控制基準，控制輔助動力源呈與主動動力源逆向轉矩以提供阻尼，以及在上述各種功能或其中之一的基礎上，進一步同時具有能控制輔助動力源單獨作正向、反向驅動或動能再生發(fā)電回收等附屬功能或具有其中部分上述輔助功能。
全文摘要
以主動動力源轉速信號為基準控制輔助動力源對主動動力源作比例轉速助動或扭力助動或產生逆向阻尼,主動動力源與輔助動力源互動關系為:(一)輔助動力源參照主動動力源轉速信號為基準,產生相對轉速比例轉速相加助動驅動,共同驅動負載。(二)輔助動力源參照主動動力源轉速信號為基準,產生與主動動力源相加的助動扭力共同驅動負載。(三)輔助動力湖參照主動動力源轉速信號為基準,產生與主動動力源呈預設定比例的逆向轉矩的阻尼。
文檔編號G05D13/00GK1176417SQ9611340
公開日1998年3月18日 申請日期1996年9月9日 優(yōu)先權日1996年9月9日
發(fā)明者楊泰和 申請人:楊泰和