Бесконтактный электродвигатель постоянного тока
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
379022
Сова Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено ЗО.Х.1970 (№ 1490141/24-7) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 18ЛЧ.1973. Бюллетень № 19
Дата опубликования описания 26Х11.1973
М. Кл. Н 021с 29/02
Комитет по лелем изобретений и открытий
eyes Соевтв Министров
СССР
УДК 621.313.292 (088.8) Авторы изобретенвя И. А. Вевюрко, Г. А. Клевцов, В. Н. Кузьмин и Ю. В, Разумовский
Заявитель
БЕСКОНТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЪ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Изобретение относится,к бесконтактным микроэлектродвигателям постоянного тока.
Известны бесконтактные электродвигатели постоянного тока с фазными обмотками, состоящими из двух полуфаз с выводом сред- 5 ней точки, подключенным к одному полюсу источника питания, и с концами, подсоединенными к другому полюсу источника через силовые транзисторы, связанные через транзисторы предварительного усиления с датчи- 10 ками положения ротора. Однако недостаточно высокая надежность схем известных двигателей связана с относительно низкой крутизной фронтов переключения транзисторов или с усложнениями схемы при осуществле- 15 нии формирования крутых фронтов переключения транзисторов, а также с их склонностью к автоколебательным процесса м из-за наличия электромагнитных связей между силовыми цепями и цепями управления при 20 работе с маломощными (малогабаритными) датчиками положения ротора.
Целью изобретения является упрощение схемы и повышение ее надежности.
Предлагаемый бесконтактный электродви- 2s гатель отличается тем, что между базами транзисторов предварительного усиления и коллекторами силовых транзисторов каждой полуфазы, а также между коллекторами транзисторов предварительного усиления и 30 коллекторами силовых транзисторов разных полуфаз каждой фазы включены активные сопротивления.
На чертеже приведена схема одной фазы предлагаемого электродвигателя с однополупериодной схемой питания обмоток.
Обмотка фазы имеет две ветви 2 и 3 со встречной намоткой. Каждая из обмоток подключается к источнику 4 питания в пределах одного полупериода вращения ротора через силовые транзисторы 5 и б. Функции силового транзистора могут выполняться как одиночным транзистором, так и несколькими транзисторами, включеными по схеме составного триода. Переключение силовых транзисторов осуществляется по сигналам датчика
7 положения ротора, поданным на базы транзисторов 8 и 9 предварительного усиления.
Нулевой или отрицательный сигнал датчика 7 на базе обеспечивает открытое состояние соответствующего транзистора предварительного усиления, .которое соответствует закрытому состоянию силового транзистора, и наоборот. Таким образом, каждая ветвь обмотки электродвигателя коммутируется отдельным электронным переключателем, выполненным на базе транзистора предварительного усиления и силового триода.
Особенностью предлагаемого электродвигателя является применение в каждом элек379022
30
50 тронном переключателе обратных связей в виде активных сопротивлений 10 — 18. Цепь сопротивления 10, включенного между базой транзистора 8 и коллектором транзистора 5, обеспечивает протекание тока, открывающего транзистор 8 при отсутствии сигнала или при отрицательном сигнале датчика 7 на базе транзистора 8, При появлении на базе транзистора 8 положительного сигнала датчика 7 транзистор начинает закрываться (транзистор 9 открыт).
В результате этого в базе силового транзистора 5 появляется открывающий ток, и уменьшается падение напряжения на его переходах эмиттер — коллектор, что означает появление напряжения на обмотке 2, которое в первый момент компенсируется э.д.с. самоиндукции обмотки, направленной навстречу напряжению питания. Одновременно в параллельной обмотке 8 возникает э.д.с, взаимоиндукции, имеющая направление, согласное с напряжением питания. Отмеченные явления обеспечивают лавинообразный процесс переключения транзисторов.
При снижении управляющего сигнала датчика 7 до некоторого критического значения, близкого к нулю, транзистор 8 начинает от,крываться током по цепи сопротивления 10, протекающим под действием напряжения смещения Е,„. Это сопровождается уменьшением базового тока силового транзистора 5, выходом его из ключевого режима и уменьшением тока в обмотке 2 двигателя. Уменьшение тока в обмотке вызывает в ней появление э.д.с. самоиндукции, направленной от коллектора транзистора 5 к отрицательному полюсу источника питания. Одновременно в параллельной ветви воз и икает э.д.с. взаимоиндукции, направленная от средней точки обмотки к коллектору транзистора б.
В результате действия э.д.с. самоиндукции и взаимоиндукции процесс закрытия силового транзистора также преобретает лавинообразный характер. Благодаря действию предлагаемой системы обратных связей, использующей э.д.с. самоиндукции и взаимоиндукции обмоток двигателя, крутизна фронтов переключения силовых транзисторов возрастает до максимального уровня. Это способствует снижению загрузки т ранзисторов мощностью, повышает надежность их работы и дает возможность построения бесконтактных электродвигателей постоянного тока с высокими скоростями вращения (60000 об мин и более). При этом практически отпадает необходимость в искусств еном охлаждении транзисторов, что обеспечивает минимальные габариты коммутаторов.
Работа двигателя сопровождается наведением в обмотке э.д.с. вращения. Согласно принципу действия бесконтактного электродвигателя постоянного тока силовой транзистор должен быть открыт при встречном направлении э.д.с. вращения напряжению питания и закрыт при э.д.с. вращения, направленной согласно напряжению питания. В соответствии с этим для предлагаемой схемы э.д.с. вращение в обмотке двигателя увеличивает базовый и уменьшает коллектор ный токи транзистора предварительного усиления имено в течение той части периода вращения, когда он должен быть открытым. Таким образом, действие э.д.с. вращения в предлагаемом бесконтактном электродвигателе постоянного тока способствует сохранению транзисторов пердварительно усиления в необходимом режиме работы, затрудняя случайные переключения схемы в результате воздействия помех по цепям датчика положения ротора, Предмет изобретения
Бесконтактный электродвигатель постоянного тока с разомкнутой и-фазной обмоткой, каждая из фаз которой состоит из двух полуфаз с выводом средней точки, подсоединенным к одному полюсу источника питания, концы полуфаз подключены к другому полюсу источника питания через силовые транзисторы, связанные с транзисторами предварительного усиления, и через них управляемые датчиком угла положения ротора, отличаюи ийся тем, что, с целью упрощения схемы и повышения ее надежности, между базами транзисторов предварительного усиления и коллекторами силовых транзисторов каждой полуф азы, а также между коллекторами транзисторов предварительного усиления и коллекторами силовых транзисторов разных полуфаз каждой фазы включены активные сопротивления.
379022
Составитель В. Ратайко
Редактор 3. Твердохлебова Техред T. Ускова
Корректор И. Божко
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 2036/15 Изд. Мз 608 Тираж 755 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5
