Бесконтактный электродвигатель постоянного тока
Использование: в бесконтактных электродвигателях постоянного тока сдатчиками положения ротора в виде элементов Холла. Сущность: бесконтактный электродвигатель постоянного тока содержит датчик положения ротора и усилитель мощности, состоящий из операционного усилителя, комплементарной пары выходных транзисторов , резистора обратной связи и двух обмоток обратной связи, магнитно связанных с фазной обмоткой синхронного двигателя . Это позволяет снизить потери энергии в усилители мощности. 1 ил,
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК,,5U „, 1838865 А 3 (sr)s Н 02 К 29/00, Н 03 F 3/20
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) . <М1! 1;" .,!! .Я: ь ;;;
К ПАТЕНТУ
4, операционный усилитель 5 и комплементарную пару выходных транзисторов 6 и 7, базы которых соединены между собой и с выходом операционного усилителя 5, коллекторы соединены с шинами разнополярного источника питания, а к объединенным змиттерам подключен первый вывод фазной обмотки 1 и первый вывод резистора обратной связи 8, второй вывод которого подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 5, причем второй вывод фазной обмотки подключен к средней точке источника питания, выходы датчика положения ротора соединены с входами операционного усилителя 5, а питающие выводы подключены к первым выводам резисторов
3 и 4, вторые выводы которых подключены к шинам источника питания, питающие выводы операционного усилителя 5 соединены с шинами источника питания через введенные обмотки обратной связи 9 и 10, магнитно связанные с фазной обмоткой, причем обмотки обратной связи 9 и 10 и фаэная обмотка 1 подключены соответственно к питающим выводам операционного усилителя,(21) 4901102/07 (22) 09.01.91 (46) 30.08.93. Бюл. М 32 (71) Научно-производственное объединение
"Энергия" (72) В.M. Колпаков и А.В. Костенко (73) В.M. Колпаков и А.В. Костенко (56) Патент Японии М 61-30516, кл, Н 02 Р 6/02; 19Р6.
Патент Японии hL 62-33839, кл. Н 02 Р 6/02, 1987, (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроприводу, и может быть использовано в электродвигателях с низким напряжением питания, высокими ! требованиями по энергопотреблению и пульсациям вращающего момента, в частности вносимой аудио- и видеоаппаратуре, в накопителях информации на магнитных дисках, в приборних вентиляторах.
Целью изобретения является снижение энергопотребления эа счет уменьшения потерь в усилителе путем уменьшения остаточных падений на транзисторах выходного каскада.
Сущность изобретения поясняется на примере однофазного бесконтактного электродвигателя постоя нного тока, схема которого изображена на чертеже.
Предлагаемый электродвигатель содержит синхронный двигатель с возбуждением от постоянного магнита с фазной обмоткой
1, датчик положения ротора, механи;ески связанный с ротором синхронного двигателя, включающий в себя постоянный магнит, элемент Холла 2 и питающие резисторы 3 и (57) Использование: в бесконтактных электродвигателях постоянного тока с датчиками положения ротора в виде элементов Холла.
Сущность: бесконтактный электродвигатель постоянного тока содержит датчик положения ротора и усилитель мощности, состоящий из операционного усилителя, комплементарной пары выходных транзисторов, резистора обратной связи и двух обмоток обратной связи, магнитно связанных с фазной обмоткой синхронного двигателя. Это позволяет снизить потери энергии в усилители мощности. 1 ил, 1838865 и уровень напряжения раскачки на базах транзисторов 6 и 7, который бы на величину падения. напряжения на переходе базаэмиттер, смещенном в прямом направлении, превышал бы желаемый уровень сигнала на нагрузке 1.
Необходимое усиление достигается выбором отношения сопротивления резистора
8 и внутреннего сопротивления элемента
Холла 2, гь Требуемый уровень раскачки обеспечивается качающимся" синфаэно с усиливаемым сигналом уровнем напряжения питания, подаваемого на питающие вы50
55 и к объединенным эмиттерам выходных транзисторов своими одноименными выводами, Полем постоянного магнита электродвигателя, между выводами элемента Холла
2, подключенными ко входам операционного усилителя 5, инициируется ЭДС Холла, пропорциональная по своей абсолютной величине произведению тока (задается напряжением источника питания, резисторами 3 и 4 и оммическим сопротивлением элемента
Холла), на величину индукции поля постоянного магнита в месте установки элемента
Холла, а знак ЭДС Холла определяется знаком индукции. Прикладываемя ко входам операционного усилителя ЗДС Холла, меняет периодически свою величину и знак при вращении вала двигателя, жестко скреплен.ного с постоянным магнитом, в соответствии с изменяющейся величиной и знаком 20 индукции в месте установки элемента Холла
2, При равенстве сопротивлений резисторов 3 и 4; а также при симметрии эквивалента схемы замещения элемента Холла 2, 25 . можно считать, что .на неинвертирующий вход операционного усилителя 5 подается постоянное:по величине и знаку напряжение, равное половине напряжения источника питания. При этом, на инвертирующий 30 вход операционного усилителя 5, относительно неинвертирующего входа подается
ЭДС Холла через некоторое внутреннее сопротивление элемента Холла 2, гi. Таким образом, схема на операционном усилителе 5 35 представляет собой масштабный, по отношению к ЭДС Холла, усилитель с коэффициентом усиления ЭДС Холла, равным отношению сопротивления резистора 8, к внутреннему сопротивлению элемента Хол- 40 ла2, гь
Для достижения минимального уровня потерь необходимо получить на нагрузке 1 сигнал, равный или близкий по напряжению к напряжению источника питания, т.е. тре- 45 буется одновременно обеспечить соответствующее усиление каскада по напряжению воды операционного усилителя, которое по любому из питающих выводов представляет собой сумму напряжения питания и ЭДС, трансформированной в обмотку обратной связи за счет ее магнитной связи с фаэной обмоткой.
Действительно, в обмотках обратной связи 9 и 10, магнитно связанных с фазной обмоткой 1, наводится ЗДС вращения, причем выбором "полярности" подключения обмоток 9 и 10 достигается еинфаэность изменения ЭДС Холла, выходного напряжения усилителя и напряжения питания операционного усилителя таким образом, что.при увеличении мгновенного значения положительной волны выходного напряжения усилителя растет уровень напряжения на обмотке 9. При этом суммарное напряжение
"плюсовой" шины источника питания и об- мотки 9 (после разгона двигателя) создает на соответствующем питающем выводе операционного усилителя уровень напряжения, превышающий исходный. уровень напряжения питания "+Е " на величину наводимого в обмотке 9 напряжения.
Во время действия отрицательной полуволны выходного напряжения процесс протекает аналогично, при этом обмотка 10 совместно с напряжения источника "-Ел" создает на соответствующем питающем выводе операционного усилителя уровень напряжения ниже уровня напряжения источника " — En".
Формула изобретения
Бесконтактный электродвигатель постоянного тока, содержащий синхронный двигатель, датчик положения ротора; механически связанный с ротором синхронного двигателя, усилитель мощности, составленный иэ операционного усилителя и комплементарной пары выходных транзисторов, базы которых соединены между собой и с выходом операционного усилителя, коллекторы — с шинами источника питания, а к объединенным эмиттерам подключен первый вывод фаэной обмотки синхронного двигателя, вторым выводом подключенной к средней точке источника питания, и пер-вый вывод резистора обратной связи, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, выходы датчика положения ротора соединены с входами операционного усилителя, отличающийся тем, что, с целью снижения энергопотребления путем уменьшения остаточных падений напряжений, шины источника питания соединены с первыми выводами введенных обмоток обратной связи, магнитно связанных с фазной обмоткой синхронного двигателя, вторые
1838865
Составитель А.Костенко
Техред М.Моргентал Корректор М,Самборская
Редактор
Заказ 2928 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 выводы обмоток обратной связи подключень к питающим шинам операционного усилителя, причем одноименные выводы о моток обратной связи и фаэной обмотки соединены с питающими выводами операционного усилителя и объединенными эмиттерами выходных транзисторов соответственно,
