Бесконтактный электродвигатель постоянного тока
Использование: в бесконтактных двигателях постоянного тока с датчиками положео 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. ...
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 Н 02 K 29/00
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) С1 1И САН И Е И ЗО БР ЕТЕ Н ИЯ
К ПАТЕНТУ
1 (21) 4901119/07 (22) 09.01.91 (46) 23.08;93, бюл, М 31 (71) Научно-производственное объединение
"Энергия" (72) В.M.Êîëïàêîâ и А.В.Костенко (73) В.M.Êîëïàêîâ и А,В.Костенко (56) Патент Японии
М 61-30516, кл. Н 02 P 6/02, 1986, Патент Японии N. 62-33839, кл. 14 02 Р 6/02, 1987,, J (54) бЕСКОНТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАTEflЬ ПОСТОЯH НОГО ТОКА (57) Использование: в бесконтактных двигателях постоянного тока с датчиками положе-,. ния ротора в виде элемента Холла. Сущность: бесконтактный электродвигатель постоянного тока содержит датчик положения ротора, усилитель мощности, состоящий из операционного усилителя 1, резистора-2, комплемейтарной пары выходных транзисторов 3 и 4 и обмотки обратной связи 7, магнитно связанной с фазной обмоткой синхронного двигател1(. Это позволяет снизить остаточные падения напряжений на выходных транзисторах и снизить энергопотребление.. 1 ил.
1836788 ной 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 элек- 30 тродвигателя постоянного тока, схема которого изображена на чертеже.
Предлагаемый электродвигатель состоит из синхронного электродвигателя с возбуждением от постоянных магнитов с фазной дбмоткой 1, механически связанного c датчиком полох<ения ротора, включающего в себя вращающийся постоянный магнит, элемент Холла 2 и резисторы 3 и 4, операционного усилителя 5 и комплемен- 40 тарной 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 объединен- 45
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводу, и может бйть использовано в 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 прюборных 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 обратным эмиттерам подключен первь1й вывод фазной обмотки 1.синхронного 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 б 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 11 змиттерам выход5
20 ных транзисторов своими одноименными выводами.
Под воздействием поля постоянного магнита электродвигателя в элементе Холла
2 инициируется ЭДС Холла, которая усиливается масштабным усилителем, составленным из.операционного усилителя 5, резистора 8 и внутреннего сопротивления г элемента Холла 2. При этом коэффициент усиления будет равен отношению сопротивления резистора 8 к внутреннему сопротивлению элемента Холла 2, г1, При постоянстве намагниченности магнита, и чувствительности элемента Холла 2, на выходе операционного усилителя 5 относительно средней точки источника питания. будем иметь переменное напря>кение постоянной амплитуды, изменяющееся по величине и знаку в функции углового положения вала.
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 эквипотенциальными, Тогда на выходе комплементарного повторителя напряжения на транзисторах б и
7, т,е, на первом выводе фазной обмотки, будем иметь напряжение, равное выходному напряжению операционного усилителя 5 за вычетом падения напряжения 0ь, того из транзисторов 6 или 7, который в данный момент открыт.
Максимум возможного пускового тока в обмотке 1 определится как отношение к омическому сопротивлению обмотки 1 напряжения на объединенных эмиттерах выходных транзисторов б и 7, заданного свойствами элемента Холла 2, постоянного магнита, резистора 8, и, практически постоянным и равным примерно 0,7 В., падением напряжения Ug> транзисторов 6 и 7.
B необходимых пределах максимум пускового тока (моментa) может быть выбран (ограничен) коэффициентом передачи масштабного 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).
Формула изобретения
Бесконтактный электродвигатель Ro стоянного тока, содержащий синхронный двигатель, датчик положения ротора, механически связанный с ротором синхронного двигателя, усилитель мощности, составленный из операционного усилителя и комплементарной пары выходных транзисторов. базы которых соединены между собой, коллекторы — с шинами источника питания и с питающими выводами операционного уси1836788
Составитель А. Костенко
Редактор А. Мельникова Техред М.Моргентал . Корректор-Н. Ревская
Заказ 3026 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035. Москва, Ж-35, Раушская наб,. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 лителя, а к объединенным эмиттерам подключен первый вывод фазной обмотки синхронного двигателя, второй вывод которой подключен к средней точке источника питания, выходы датчика положения ротора соединены с входами операционного усилителя, инвертирующий вход и выход которого соединены через резистор обратной связи. отл ич а ю щи и с я тем, что, с целью снижения энергопотребления путем снижения остаточных падений напряжений на выходных транзисторах и уменьшения габаритов и стоимости путем ограничения пусковых токов, выход операционного усилителя соединен с первым выводом введенной обмотки обратной связи, магнитно
5 связанной с фазной обмоткой синхронного двигателя, второй вывод обмотки обратной
Ф связи подключен к базам выходных транзисторов, причем одноименные выводй обмотки обратной связи и фазной обмот10 ки электродвигателя соединены с базами и эмиттерами выходных транзисторов соответственноо.
