Бесконтактный электродвигатель постоянного тока Советский патент 1993 года по МПК H02K29/00 

Ј

л.

Изобретение относится к электротехни- ке в частности к электроприводу, и может быть использовано электродвигателях самого широкого назначения и, в первую очередь, в электродвигателях с низким напряжением питания, высокими требованиями к энергопотреблению и пульсациям вращающего момента, в частности в носимой аудио- и видеоаппаратуре, в накопителях информации на магнитных дисках, в приборных вентиляторах.

Целью изобретения является снижение энрегопотребления путем снижения остаточных падений напряжения на выходных транзисторах и уменьшения габаритов и. стоимости путем ограничения пусковых.токов.-..:

Указанная цель достигается тем, что выход операционного усилителя соединен с первым выводом введенной обмотки обратной связи, магнитно связанной с фазной обмоткой синхронного двигателя, второй вывод обмотки обратной связи подключен к базам выходных транзисторов, причем, одноименные выводы обмотки обратной связи и фазной обмотки двигателя соединены с базами и эмиттерами выходных транзисторов соответственно.

Сущность изобретения поясняется на примере однофазного бесконтактного электродвигателя постоянного тока, схема которого изображена на чертеже.

Предлагаемый электродвигатель состоит из синхронного электродвигателя с возбуждением от постоянных магнитов с фазной Обмоткой 1, механически связанного с датчиком положения ротора, включающего в себя вращающийся постоянный магнит, элемент Холла 2 и резисторы 3 и 4, операционного усилителя 5 и комплементарной пары выходных транзисторов 6 и 7, базы которых соединены между собой, коллекторы с шинами разнополярного источника питания и с питающими выводами операционного усилителя 5, а к объединенным эмиттерам подключен первый вывод фазной обмотки Асинхронного электродвигателя, второй вывод которой подключен к средней точке источника питания, выходы датчика положения ротора соединены со входами операционного усилителя 5, инвертирующий вход и выход которого соединены через резистор обратной связи 8, выход операционного усилителя 5 соединен с базами выходных транзисторов 6 и 7 через введенную обмотку обратной связи 9; магнитно связанную с фазной обмоткой, причем обмотка обратной связи 9 и фазная обмотка 1 электродвигателя подключены соответственно к базам и эмиттерам выходных транзисторов своими одноименными выводами.

Под воздействием поля постоянного магнита электродвигателя в элементе Холла

2 инициируется ЭДС Холла, которая усиливается масштабным усилителем, составлен- ным из операционного усилителя 5, резистора 8 и внутреннего сопротивления п элемента Холла 2. При этом коэффициент

0 усиления будет равен отношению сопротивления резистора 8 к внутреннему сопротивлению элемента Холла 2, п. При постоянстве намагниченности магнита, и чувствительности элемента Холла 2, на выходе операцион5 ного усилителя 5 относительно средней точки источника питания будем иметь переменное напряжение постоянной амплитуды, изменяющееся по величине и знаку в функции углового положения вала.

0 В момент запуска, когда ЭДС вращения отсутствует, т.е. в обмотках 1 и 9 наведенные напряжения отсутствуют, выход операционного усилителя 5 и базы транзисторов 6 и 7 будут практически эквипотенциальны5 ми. Тогда на выходе комплементарного повторителя напряжения на транзисторах 6 и 7, т.е, на первом выводе фазной обмотки, будем иметь напряжение, равное выходному напряжению операционного усилителя 5

0 за вычетом падения напряжения 1)бэ того из транзисторов 6 или 7, который в данный момент открыт.

Максимум возможного пускового тока в обмотке 1 определится как отношение к

5 омическому сопротивлению обмотки 1 напряжения на объединенных эмиттерах выходных транзисторов 6 и 7, заданного свойствами элемента Холла 2, постоянного магнита, резистора 8, и, практически посто0 янным и равным примерно 0,7 В., падением напряжения 1)бэ транзисторов 6 и 7.

В необходимых пределах максимум пускового тока (момента) может быть выбран (ограничен) коэффициентом передачи мас5 штабного усилителя на операционном усилителе 5, т.е. сопротивлением резистора 8 (при заданном типе элемента Холла 2, сопротивлениях резисторов 3 и 4 и напряжении источников питания).

0 Формулаизобретения

Бесконтактный электродвигатель постоянного тока, содержащий синхронный двигатель, датчик положения ротора, механически связанный с ротором синхронного

5 двигателя, усилитель мощности, составленный из операционного усилителя и комплементарной пары выходных транзисторов, базы кбторых соединены между собой, коллекторы - с шинами источника питания и с питающими выводами операционного уси5 18367886

лителя, а к объединенным эмиттерам под-габаритов и стоимости путем ограничения ключей первый вывод фазной обмотки син-пусковых токов, выход операционного уси- хронного двигателя, второй вывод которойлителя соединен с первым выводом введен- подключен к средней точке источника пита-ной обмотки обратной связи. магнитнЬ ния, выходы датчика положения ротора со-5 связанной с фазной обмоткой синхронного единены с входами операционногодвигателя, второй вывод обмотки обратной- усилителя, инвертирующий вход и выход ко-связи подключен к базам выходных тран- торого соединены через резистор обратнойзисторов, причем о дноименные выводы связи, от л ичающийсятем, что, с цельюобмотки обратной связи и фазной обмот- снижения энергопотребления путем сниже-10 ки электродвигателя соединены с базами и ния остаточных падений напряжений на вы-эмиттерами выходных транзисторов ссот- ходных транзисторах и уменьшенияветственно.

Использование: в бесконтактных двигателях постоянного тока с датчиками положе- о ния ротора в виде элемента Холла. Сущность: бесконтактный электродвигатель постоянного тока содержит датчик положения ротора. усилитель мощности, состоящий из операционного усилителя 1. резистора-2, комплементарной пары выходных транзисторов 3 и 4 и обмотки обратной связи 7, магнитно связанной с фазной, обмоткой синхронного двигателя. Это позволяет снизить остаточные падения напряжений на выходных транзисторах и снизить энергопотребление.. 1 ил. ...