Двухфазный вентильный электродвигатель Советский патент 1990 года по МПК H02K29/06 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим машинам малой мощности с бесконтактной коммутацией - вентильным электродвигателем (ВД), используемым в проигрывателях и рекордерах, лентопротяжных механизмах, приводах запоминающих устройств и т.п., а преимущественно в приводах лазерно- оптических видеодисков, видеомагнитофонов, дисковой памяти, где требуются быстроходные двигатели.

Цель изобретения - уменьшение пульсации вращающего момента двигателя.

На чертеже изображена электрическая схема электродвигателя.

Электродвигатель содержит статор с силовыми обмотками 1.1 и 1,2, маг- ниточувствительные элементы 2.1, 2.2 и ротор в виде постоянного магнита с полюсами на активной поверхности, обращенными к обмоткам и датчикам Холла. Коммутатор состоит из двух операционных усилителей 3,1 и 3.2 с дифференциальными входами, причем ко входам усилителей подключены сигнальные выводы 4,1, 4.2 датчиков Холла, а к выходам - силовые обмотки 1.1, 1..2. Резисторы 5,1, 5.2 отрицательной обратной связи по току подключены между силовыми обмотками 1.1, 1„2 и общей тиной Общие точки силовых обмоток и резисторов обратной связи по току соединены через резисторы 6,1, 6.2 с инвертирующими входами усилителей, а первый и второй резисторы, соответственно 7,1 и 7.2, перекрестной компенсации подключены между общими точками силовых обмоток и резисторов отрицательной обратной связи по току и входами операционных усилителей другого канала, причем на одном канале выбирается инвертирующий, а на другом - неинвертирующий. вход, -Первый канал коммутатора образован датчиком Холла 2,1, усилителем 3,1, резистором 6.1 и первым резистором 7,1, Второй канал образован такими же элементами с вторым индексом

НО

t-

От тока, протекающего в первом резисторе -7 ,1 , возникает напряжение на входе усилителя 3.1, которое компенсирует напряжение помехи, наводимое полем от тока в обмотке 1.2 на датчик 2.1. Аналогично работает компенсация и в другом канале, Выбор ин

0

5

0

5

0

5

0

5

вертирующего либо неинвертирующего входа 4.1 или 4.2 каждого усилителя для Toroj чтобы обеспечить противо- фазность компенсирующего напряжения напряжению помехи, зависит от направ- ления вращения двигателя, ибо от этого направления зависит знак магнитного поля данной обмотки, а, следовательно, и фаза наводимой помехи в датчике другой фазы. Необходимость подачи компенсирующего воздействия на разноименные входы усилителей обусловлена тем, что обмотки разных фаз сдвинуты в пространстве на 90 эл. град, и поэтому в каждый момент времени обмотки одной фазы притягивают, а обмотки другой фазы оттягивают полюса магнита ротора, Благодаря тому, что компенсирующее напряжение пропорционально не напряжению, а току силовых обмоток, описанная компенсация, работает неизменно точно не только на низких, но и на повышенных частотах вращения двигателя.

При обычной схеме питания датчиков Холла сигнальные выводы находятся под напряжением, равным половине управляющего напряжения, В этом случае масштабные резисторы 6,1 и 6,2 (фиг.1 и 2) создают в усилителях некоторый разбаланс, который желательно скомпенсировать. Так как сопротивление резисторов 5.1 и 5,2 меньше сопротивления обмоток 1,1, 1,2,то и резисторы 6.1, 6.2 будут иметь меньшее сопротивление. Это увеличивает разбаланс. Для устранения этого разбаланса наиболее целесообразно питать датчики Холла симметричным (от- носУ1тельно общей шины) управляющим напряжением от источника 8 со средней точкой. На сигнальных выводах появляется сигнал, близкий к нулевому потенциалу, и этим устраняется причина возникновения этого вида разбаланса.

Степень улучшения характеристик зависит как от относительной величины устраненных влияний, так и от наличия помех других видов, а также от отклонений конструктивных размеров и характеристик магнита от идеального. Если преобладали пульсации, вызванные влиянием реакции якоря, то амплитуда пульсаций уменьшается на порядок (с 307 на 3%), а средний момент повышается на 25%, Это справедливо в двигателях с точно выпол5

ненными и установленными обмотками и прецизионными магнитами.

Улучшение характеристик не зави- сит ни от режимов работы двигателя, ни от изменения (старения) постоянного магнита, ни от износа подпятника двигателя и т.п., обеспечивая сохранение улучшенных характеристик двигателя в течение технического ре сурса.

Формула изобретения

1.Двухфазный вентильный электро- двигатель, содержащий статор с силовыми обмотками и сигнальными магни- точувствительными элементами датчика положения ротора, расположенными напротив силовых обмоток фаз, ро тор в виде постоянного магнита с полюсами на активной поверхности,обращенными к силовым обмоткам и сигнальным элементам статора, двухканаль- ный коммутатор в виде операционного усилителя с дифференциальными входами в каждом канале, причем к входам усилителей подключены сигнальные элементы, а к выходам усилителей - первые выводы силовых обмоток,вторые выводы силовых обмоток соединены через резисторы обратной связи по току силовых обмоток с общей шиной и с инвертирующими входами усилителей каждого из каналов, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью уменьшения пульсаций вращающего момента двигателя путем устранения влияния наводок от тока силовых обмоток другой фазы в сигнальных элементах,введены два резистора перекрестной компенсации между двумя каналами,причем первый резистор подключен между точкой соединения силовой обмотки с резисторами обратной связи первого канала и неинвертирующим входом усилителя второго канала, а второй резистор подключен между точкой соединения силовой обмотки с резисторами обратной связи второго канала и инвертирующим входом усилителя первого канала.

2. Электродвигатель по п.1, отличающийся- тем,что он снабжен источником управляющего напряжения со средней точкой, причем выводы источника связаны с питающими выводами магниточувствительных элементов, а средняя точка источника управляющего напряжения подключена к общей шине.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к эл. машинам малой мощности. Целью изобретения является уменьшение пульсаций вращающего момента. Двигатель содержит статор с силовыми обмотками 1.1 и 1.2, магниточувствительные элементы в виде датчиков Холла 2.1, 2.2 и ротор в виде постоянного магнита с полюсами на активной поверхности, обращенными к обмоткам и датчикам Холла. Двухканальный коммутатор состоит из двух операционных усилителей (У) 3.1 и 3.2 с дифференциальными входами, причем к входам У подключены сигнальные выводы 4.2, 4.3 датчиков Холла, а к выходам - силовые обмотки 1.1, 1.2. Резисторы 5.1, 5.2 отрицательной обратной связи по току подключены между силовыми обмотками 1.1, 1.2 и общей шиной. Общие точки силовых обмоток и резисторов обратной связи по току соединены через резисторы 6.1, 6.2 с инвертирующими входами У, резисторы 7.1, 7.2 перекрестной компенсации подключены между общими точками силовых обмоток и резисторов отрицательной обратной связи по току и входами операционных У другого канала, причем на одном канале выбирается инвертирующий, а на другом - неинвертирующий вход. Данная эл. схема двигателя позволяет устранить влияние рабочего тока силовых обмоток на сигнальные элементы другой фазы, что способствует уменьшению пульсаций момента. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.