BRPI0706848A2 - aparelho para controlar um motor hìbrido e método para controlar um motor hìbrido - Google Patents
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Abstract
APARELHO PARA CONTROLAR UM MOTOR HIBRIDO E MéTODO PARA CONTROLAR UM MOTOR HìBRIDO A presente invenção refere-se a um aparelho e um método para controlar um motor híbrido, e mais particularmente a um aparelho e um método para controlar um motor híbrido, que utiliza um ímã permanente em vez de uma bobina de campo para um rotor, enrola uma bobina em volta de um estator de uma maneira paralela independente multifásica, fixa um codificador do tipo de retificação ao rotor e conecta um sensor a um circuito acionador para ligar e girar o motor híbrido suavemente, simplifica a configuração do motor híbrido, e reduz o custo de manufatura do motor híbrido.O aparelho para controlar um motor híbrido que tem uma bobina de estator paralela independente multifásica compreende: um codificador unido a um rotor do motor híbrido e operado em cooperação com um sensor a fim de detectar o pólo do rotor; o sensor para emitir um sinal do sensor que indica o pólo do rotor, detectado pelo codificador; uma unidade de entrada de velocidade para gerar um sinal de instrução da velocidade para acionar o motor; um circuito de comutação de potência para gerar sinais para acionar o motor; um módulo de acionamento para receber o sinal de instrução da velocidade e o sinal do sensor e emitir o sinal de instrução da velocidade sincronizado com o sinal do sensor como um sinal para acionar o motor; uma fonte de alimentação para aplicar uma voltagem C.C. ao circuito de comutação de potência; e uma fonte de alimentação lógica para converter a voltagem C.C. recebida da fonte de alimentação uma voltagem lógica e aplicar a voltagem lógica convertida ao módulo de acionamento. Quando o motor tem n fases, o motor inclui n circuitos de comutação de potência e n módulos de acionamento.
Description
APARELHO PARA CONTROLAR UM MOTOR HÍBRIDO E MÉTODOPARA CONTROLAR UM MOTOR HÍBRIDO
CAMPO TÉCNICO
A presente invenção refere-se a um aparelho e uramétodo para controlar um motor híbrido, e maisparticularmente a um aparelho e um método para controlar ummotor híbrido, que utiliza um ímã permanente em vez de umabobina de campo para um rotor, enrola uma bobina em volta deum estator de uma maneira paralela independente multifásica,fixa um codificador do tipo de retificação ao rotor e conectaum sensor a um circuito acionador para ligar e girar o motorhíbrido suavemente. Além disso, a presente invenção refere-sea um aparelho e um método para controlar um motor híbrido emque a sua configuração é simplificada, reduzindo desse modo ocusto de manufatura do motor híbrido.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Um motor C.C convencional é construído de umamaneira tal que uma bobina de campo (bobina de excitação) éenrolada em volta de um rotor, a qual um número de pólosapropriado, e uma bobina que tem uma escova é enrolada emvolta do rotor. No entanto, o motor C.C. convencional requerque a escova seja substituída devido a um curto-circuito ouabrasão de barras de segmento.
Além disso, em um motor C.A. convencional, um motorC.C. e um motor BLDC de pouca capacidade, os controladorespara controlar as operações desses motores são configuradosintegralmente com os motores, e desse modo é difícilmanufaturar, reparar e manter os motores. Um controlador domotor C.A. convencional tem um tamanho grande e é caro edifícil de controlar porque executa o controle de baixacorrente de alta voltagem. Um controlador do motor C.Cconvencional executa o controle de alta corrente de baixavoltagem de modo que é difícil de manufaturar devido aofenômeno de faiscação do motor C.C. Além disso, os elementosde comutação do controlador do motor C.C. convencional sãocaros porque o controlador executa o controle de altacorrente. Além disso, uma vez que os motores convencionaisgeram uma voltagem de surto, reatância, harmônicos, e assimpor diante, os controladores dos motores convencionais sãodifíceis de projetar e dispendiosos.
Além disso, os controladores do tipo integralconvencional não podem operar independentemente por causa dascaracterísticas dos motores, e um sistema que emprega ummotor convencional não é desse modo operado quando o motor ouseu controlador é anormal e a operação de emergência dosistema não pode ser executada.
Além disso, um método de controle de motorconvencional utiliza um sinal de onda senoidal, um sinal deonda quadrada ou um sinal de onda trapezoidal, de modo queuma força contraeletromotriz é gerada quando um motor éligado e parado. Desse modo, é difícil construir e controlarum controlador do motor. Além disso, quando a corrente fluiatravés do controlador, é gerado um curto-circuito doselementos de comutação (os elementos de comutação são ligadossimultaneamente para resultar em curto-circuito, que destróios elementos de comutação). Para impedir isto, um circuito deprevenção de indução deve ser construído utilizando hardwareou software.
Além disso, o método de controle de motorconvencional liga e desliga simultaneamente os elementos decomutação nos estágios superior e inferior de um motor.Quando os elementos de comutação são desligadossimultaneamente, a potência restante (fenômeno de histerese)é deixada em uma bobina do motor. Essa potência restante euma voltagem de entrada causam um fenômeno anormal, tal comouma voltagem de surto, quando os elementos de comutação sãoligados. Para impedir isto, um circuito é construídoutilizando hardware ou software, e desse modo aumenta otamanho de um impulsor, o controle do motor torna-se difícile o controlador fica dispendioso.
Além disso, o método de controle de motorconvencional não requer a sincronização porque ele nãoutiliza um motor eletrônico (ele utiliza um método decontrole de circuito fechado para o controle linear ou ocontrole de velocidade constante). Além disso, o controlelinear é difícil de executar e um algoritmo de alto grau érequerido para o controle de velocidade constante no métodode controle de motor convencional. Além disso, um motor BLDCde pequena capacidade é acionado por um sinal do sensorporque é um motor eletrônico. No entanto, o motor BLDC depequena capacidade emprega a conexão de fios Yea conexão defios delta como um método de conexão de fios, de modo que asua velocidade é controlada utilizando um método de controlegeral de motor C. A. Conseqüentemente, é difícil controlar avelocidade do motor BLDC de pequena capacidade.
DESCRIÇÃO
PROBLEMA TÉCNICO
Conseqüentemente, a presente invenção foi elaboradapara resolver os problemas acima mencionados que ocorrem natécnica convencional, e um objetivo principal da presenteinvenção consiste na apresentação de um aparelho e um métodopara controlar um motor híbrido, o qual utiliza um ímãpermanente em vez de uma bobina de campo para um rotor,enrola uma bobina em volta de um estator de uma maneiraparalela independente multifásica, fixa um codificador dotipo de retificação ao rotor e conecta um sensor a umcircuito acionador para ligar e girar o motor híbridosuavemente.
Um outro objetivo da presente invenção consiste naapresentação de um aparelho e um método para controlar ummotor híbrido, o qual pode simplificar a configuração domotor híbrido, reduzindo desse modo o custo de manufatura domotor híbrido.
Ainda um outro objeto da presente invenção consistena apresentação de um aparelho e um método para controlar ummotor híbrido, o qual constrói um módulo para controlar aoperação do motor híbrido de maneira tal que o módulo podeexecutar o controle independente para cada fase do motor eser ajustado de maneira destacável no aparelho parasubstituir somente o módulo por um novo quando o módulo éanormal, desse modo facilitando a manufatura, o reparo e amanutenção do motor híbrido.
SOLUÇÃO TÉCNICA
Para atingir os objetivos acima, de acordo com umaspecto da presente invenção, é apresentado um aparelho paracontrolar um motor híbrido que tem uma bobina de estatorparalela independente multifásica, o qual compreende: umcodificador unido a um rotor do motor híbrido e operado emcooperação com um sensor a fim de detectar um pólo do rotor;o sensor para emitir um sinal de sensor indicando o pólo dorotor, detectado pelo codificador; uma unidade de entrada develocidade para gerar um sinal de instrução da velocidadepara acionar o motor; um circuito de comutação de potênciapara gerar sinais para acionar o motor; um módulo deacionamento para receber o sinal de instrução da velocidade eo sinal do sensor e emitir o sinal de instrução da velocidadesincronizado com o sinal do sensor como um sinal para acionaro motor; uma fonte de alimentação para aplicar uma voltagemC.C. ao circuito de comutação de potência; e uma fonte dealimentação lógica para converter a voltagem C.C. recebida dafonte de alimentação em uma voltagem lógica e aplicar avoltagem lógica convertida ao módulo de acionamento. Quando omotor tem η fases, o motor inclui η circuitos de comutação depotência e η módulos de acionamento.
0 módulo de acionamento compreende: um processadorpara receber o sinal de instrução da velocidade e o sinal dosensor e emitir o sinal de instrução da velocidadesincronizado com o sinal do sensor; uma unidade lógica paracombinar o sinal de instrução da velocidade e o sinal dosensor utilizando um IC lógico e emitindo um sinal deacionamento do motor; e um impulsor para receber o sinal deacionamento do motor da unidade lógica e emitir os sinaispara acionar o circuito de comutação de potência.
O motor inclui uma bobina paralela independentemultifásica e as bobinas respectivas para fases múltiplas têma mesma condição de excitação.
A fonte de alimentação é configurada na forma de umcircuito conversor de ponte completo e converte uma voltagemC.A. em uma voltagem C.C.
A fonte de alimentação lógica converte a voltagemC.C. recebida da fonte de alimentação em uma voltagem lógicautilizando um conversor CC/CC.
O codificador inclui uma parte de proteção contra aluz e uma parte de detecção de luz formadas em uma placa docodificador.
0 processador converte o sinal de instrução davelocidade na forma de um sinal analógico em um sinal digitalutilizando um conversor A/D incluído no mesmo e emite o sinaldigital de instrução da velocidade sempre que o sinal dosensor é inserido.
O circuito de comutação de potência é configuradode um circuito de ponte H que inclui primeiro, segundo,terceiro e quarto elementos de comutação. 0 primeiro,segundo, terceiro e quarto elementos de comutação utilizam depreferência um dentre um transistor, um IGBT (TransistorBipolar de Porta Isolado) e um MOSFET (Transistor de Efeitode Campo Semicondutor de Óxido de Metal).
A bobina do estator do motor híbrido é uma bobinaparalela independente multifásica.
Para atingir os objetivos acima, de acordo com umoutro aspecto da presente invenção, também é apresentado ummétodo para controlar um motor híbrido, o qual compreende asetapas de: conversão de uma voltagem C.A. em uma voltagemC.C., aplicação da voltagem C.C. ao motor híbrido, conversãoda voltagem C.C. em uma voltagem lógica e aplicação davoltagem lógica convertida ao motor híbrido; inserção de umsinal de instrução da velocidade do motor; conversão do sinalde instrução da velocidade em um sinal digital, combinação dosinal digital de instrução da velocidade com um sinal dosensor e emissão do sinal de instrução da velocidadesincronizado com o sinal do sensor; combinação do sinal deinstrução de velocidade e do sinal do sensor e emissão dossinais para acionar os estágios superior e inferior do motor;geração dos sinais para acionar o motor utilizando os sinaispara acionar os estágios superior e inferior do motor,rotação do motor utilizando os sinais de acionamento; egeração do sinal do sensor indicando o pólo de um rotor domotor e permitindo que o programa retorne à etapa deconversão do sinal de instrução da velocidade no sinaldigital para re-executar a etapa de conversão do sinal deinstrução da velocidade no sinal digital.
O motor utiliza um módulo de controle híbrido queinclui um processador para receber o sinal de instrução davelocidade e o sinal do sensor e emitir o sinal de instruçãoda velocidade sincronizado com o sinal do sensor, uma unidadelógica para combinar o sinal de instrução da velocidade e osinal do sensor utilizando um IC lógico e emitir os sinais deacionamento do motor, e um impulsor para receber os sinais deacionamento do motor da unidade lógica e emitir os sinaispara acionar um circuito de comutação de potência.
Conseqüentemente, um ímã permanente em vez de umabobina de campo é utilizado para o rotor, uma bobina éenrolada em volta do estator de uma maneira paralelaindependente multifásica, o codificador do tipo deretificação é fixado ao rotor e o sensor é conectado aocircuito acionador para ligar e girar o motor híbridosuavemente.
EFEITOS VANTAJOSOS
O aparelho e o método para controlar um motorhíbrido de acordo com a presente invenção podem reduzir acarga de potência ao distribuir a potência a (n-1) fases e aocontrolar a potência distribuída quando da impulsão do motorhíbrido. A presente invenção constrói um circuito de ponte Hpara cada fase, e o número de elementos de comutação é dessemodo aumentado. No entanto, o motor híbrido pode reduzir acapacidade de um elemento de comutação através do controledistribuído (reduzindo a carga de corrente de um circuito (n-1) fases) em comparação à capacidade de um elemento decomutação da mesma classe. Conseqüentemente, o custo doselementos de comutação pode ser diminuído.
Além disso, o motor híbrido de acordo com apresente invenção inclui circuitos de acionamentoindependentes para as fases respectivas através da construçãode um controlador em um módulo. Conseqüentemente, mesmoquando uma fase do motor híbrido é anormal, o motor pode seroperado através de outras fases normais (isto é, a operaçãode emergência é possível). Além disso, os controladoresindependentes para as fases respectivas são construídos demodo que, quando um controlador é destruído pelo motor, estecontrolador não afete outros controladores.
Além disso, a potência (alimentação CC) é aplicadaao motor utilizando um método de aplicação de correnteparcial, e desse modo um período inativo entre os períodospositivo e negativo em uma operação de comutação impede aindução (curto-circuito de elementos de comutação).
Conseqüentemente, não há nenhuma necessidade de construir umcircuito de prevenção contra indução utilizando hardware ousoftware. Isto é, a corrente não flui quando o motor é ligadoe parado e não flui somente quando o motor é operado, e umaforça contraeletromotriz não é desse modo gerada.
Além disso, a presente invenção pode remover umavoltagem de surto e a reatância geradas quando o motor éligado e desligado. Conseqüentemente, o tamanho de umimpulsor do motor pode ser reduzido em comparação ao impulsorde um motor C.A. ou um motor C.C. convencional.
Além disso, a presente invenção pode executarfacilmente o controle linear e o controle de velocidadeconstante do motor híbrido ao sincronizar um sinal do sensorcom um sinal de instrução da velocidade PWM e ao controlar aposição do motor porque não há nenhuma variação davelocidade.
Além disso, o controle da velocidade é levado aefeito ao empregar um método de controle da voltagem a umabaixa freqüência, e desse modo o ruído de comutação pode serreduzido.
Além disso, o número de fases do estator e o númerode pólos do rotor podem ser reduzidos ou aumentados casorequerido e as formas do estator e do rotor podem serdesenhadas livremente em formas de panqueca, rotor interno,rotor externo ou lineares. Conseqüentemente, é possíveldesenhar e manufaturar uma variedade de motores para váriasfinalidades.
DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A FIGURA 1 ilustra uma configuração de um aparelhopara controlar um motor híbrido de acordo com a presenteinvenção;
a FIGURA 2 é um diagrama de circuito de uma unidadelógica 123 ilustrada na FIGURA 1;
a FIGURA 3 é um diagrama de circuito de uma unidadede acionamento 125 ilustrada na FIGURA 1;
a FIGURA 4 é um diagrama de circuito de um circuitode comutação de potência 110 ilustrado na FIGURA 1;
a FIGURA 5 ilustra uma bobina de estator trifásicade quatro pólos de um motor híbrido de acordo com umarealização da presente invenção; e
a FIGURA 6 é um fluxograma de um método paracontrolar um motor C.C. sem escova multifásico de acordo coma presente invenção.
DESCRIÇÃO DAS REFERÊNCIAS NUMÉRICAS PARA AS PARTES PRINCIPAIS
DOS DESENHOS
10: rotor
20: codificador
30: sensor
40: fonte de alimentação
50: fonte de alimentação lógica
60: unidade de entrada de velocidade
70: estator
100: módulo de controle
110: circuito de comutação de potência
120: módulo de acionamento
121: processador
123: unidade lógica
125: unidade de acionamento
MODO PARA A INVENÇÃO
A presente invenção será descrita agora de maneiramais ampla com referência aos desenhos anexos, nos quais asrealizações exemplificadoras da invenção são mostradas. Ainvenção pode, no entanto, ser incorporada de muitas formasdiferentes e não deve ser interpretada como sendo limitada àsrealizações aqui apresentadas.
Ao contrário, estas realizações são fornecidas demodo que esta descrição seja ampla e completa, e irão levarinteiramente o conceito da invenção a um técnico no assunto.As referências numéricas idênticas nos desenhos denotamelementos idênticos, e a sua descrição será desse modoomitida.
Outros objetivos e vantagens da invenção podem sermais amplamente compreendidos a partir da seguinte descriçãodetalhada tomada conjuntamente com os desenhos anexos.
MOTOR HÍBRIDO E CONTROLADOR
A FIGURA 1 ilustra uma configuração de um aparelhopara controlar um motor híbrido de acordo com a presenteinvenção. Com referência à FIGURA 1, o aparelho paracontrolar um motor híbrido inclui um estator 70, um rotor 10,um codificador 20 e um sensor 3 0 unido ao rotor 10, uma fontede alimentação 40, uma fonte de alimentação lógica 50, umaunidade de entrada de velocidade 60, um processador 121, ummódulo de acionamento 120 que consiste no processador 121,uma unidade lógica 123 e uma unidade de acionamento 125, e ummódulo de controle 100 que consiste no módulo de acionamento120 e um circuito de comutação de potência 110. Quando omotor híbrido tem η fases, o aparelho para controlar o motorhíbrido inclui η módulos de controle 100.
O estator 70 do motor híbrido é configurado naforma de uma armadura e o rotor 10 é configurado na forma deum ímã permanente. O rotor pode ter múltiplos pólos (porexemplo, 2 pólos, 4 pólos, 6 pólos, ..., 2n pólos) e oestator pode ter múltiplas fases (por exemplo, 2 fases, 3fases, 4 fases, 6 fases, ..., N fases). Conseqüentemente, onúmero de pólos ou o número de fases do motor híbrido podemser facilmente aumentados ou diminuídos caso requerido, e ocomprimento, a espessura e a forma do motor híbrido podem serfacilmente alterados caso requerido.
É preferível que o motor híbrido inclua uma bobinaparalela independente multifásica e as bobinas respectivaspara múltiplas fases têm a mesma condição de excitação.
0 codificador 20 arranjado no rotor 10 do motorhíbrido é unido a uma eixo do motor híbrido e opera emconexão com sensor 3 0 a fim de detectar o pólo do rotor 10 domotor híbrido. O codificador 20 tem uma parte de proteçãocontra a luz (não mostrada) e uma parte de detecção da luz(não mostrada), que são formadas em uma placa do codificador,a fim de detectar a posição do rotor 10. Com estascaracterísticas, o codificador 20 controla o ângulo deexcitação do motor híbrido e permite que uma forma de onda deentrada do motor híbrido seja inserida como uma onda parcialno motor híbrido.
O sensor 30 emite um sinal do sensor que representao pólo (posição) do rotor 10 do motor híbrido, que édetectado pelo codificador 20, à unidade lógica 123 e aoprocessador 121. É preferível que o sensor 30 seja umfotosensor.
A fonte de alimentação 4 0 é configurada de umcircuito conversor de ponte completo de uma maneira tal queaplica diretamente uma voltagem C.C. à fonte de alimentaçãológica 50 e ao circuito de comutação de potência 110 quandouma voltagem C.C. é inserida e, quando uma voltagem C.A. éinserida, ele transforma a voltagem C.A. em uma voltagem C.C.e aplica a voltagem C.C. à fonte de alimentação lógica 50 eao circuito de comutação de potência 110. A presente invençãopode controlar a velocidade do motor híbrido mediante aregulagem da voltagem da fonte de alimentação 40.
A fonte de alimentação lógica 50 converte avoltagem C.C. recebida da fonte de alimentação 4 0 em umavoltagem lógica utilizando um conversor CC/CC a fim deutilizar a voltagem C.C. como uma voltagem lógica. A voltagemlógica é aplicada ao módulo de acionamento 120.
A unidade de entrada da velocidade 60 insere umsinal de instrução da velocidade para acionar o motorhíbrido. A unidade de entrada da velocidade 60 utiliza uminterruptor digital ou um interruptor analógico e aplica osinal de instrução da velocidade na forma de um sinalanalógico a um conversor A/D (não mostrado) do processador121.
O módulo de controle 100 inclui o circuito decomutação de potência 110 e o módulo de acionamento 120, e omódulo de acionamento 120 inclui o processador 121, a unidadelógica 123 e o impulsor 125, tal como descrito acima.
O processador 121 converte o sinal analógico deinstrução da velocidade em um sinal digital utilizando oconversor A/D (não mostrado) nele incluso, recebe o sinal dosensor do sensor 30 e emite o sinal digital de instrução davelocidade sempre que o sinal do sensor é inserido. O sinalde instrução da velocidade sincronizado com o sinal do sensoré emitido à unidade lógica 123 e permite o controle linear eo controle de velocidade constante do motor híbrido.
A unidade lógica 123 combina o sinal de instruçãoda velocidade recebido do processador 121 e o sinal do sensorrecebido do sensor 3 0 utilizando um IC lógico e emite ossinais de impulsão do motor.
Para conseguir isto, a unidade lógica 123 inclui osinversores Gl, G3, G4 e G6 e as portas AND G2 e G5, tal comomostrado na FIGURA 2. A porta AND G2 recebe o sinal deinstrução da velocidade PWMO do processador 121 e o sinal dosensor Sl do sensor 30 através do inversor Gl, executa umaoperação lógica AND no sinal de instrução da velocidade PWM0e no sinal do sensor SI, e emite um sinal Al resultante. 0inversor G3 recebe o sinal de saída do inversor Gl, inverte omesmo e emite um sinal A2 invertido. A porta AND G5 recebe osinal de instrução da velocidade PWMl do processador 121 e osinal do sensor S2 do sensor 3 0 através do inversor G4 eexecuta uma operação lógica AND no sinal de instrução davelocidade PWMl e no sinal do sensor S2, e emite um sinal A3resultante. O inversor G6 recebe o sinal de saída do inversorG4, inverte o mesmo e emite um sinal A4 invertido.
O impulsor 125 recebe os sinais de acionamento Al,A2, A3 e A4 do motor da unidade lógica 123 e emite os sinaisde saída para acionar o circuito de comutação de potência 110.
Com referência à FIGURA 3, o impulsor 125 inclui umprimeiro microchip de IC Gll que recebe os sinais deacionamento Al e A3 do motor da unidade lógica 123 e emite ossinais Bl e B3 para acionar os elementos de comutação Ql e Q3do circuito de comutação de potência 110 e um segundomicrochip de IC G21 que recebe os sinais de acionamento A2 eA4 do motor da unidade lógica 123 e emite os sinais B2 e B4para acionar os elementos de comutação Q2 e Q4 do circuito decomutação de potência 110.
O circuito de comutação de potência 110 gera sinaispara acionar o motor híbrido e é configurado na forma de umcircuito de ponte H utilizando o primeiro, o segundo, oterceiro e o quarto elementos de comutação Ql, Q2, Q3 e A4,tal como mostrado na FIGURA 4. É preferível que o primeiro,segundo, terceiro e quarto elementos de comutação Ql, Q2, Q3e Q4 utilizem transistores, TBPI (Transistores Bipolares dePorta Isolados) ou TECSOm (Transistores de Efeito de CampoSemicondutores de Oxido de Metal).
Quando o motor híbrido é um motor multifásico, oaparelho para controlar o motor híbrido inclui η módulos decontrole 100, cada um deles incluindo os circuitos decomutação de potência 110 e o módulo de acionamento 120.
BOBINA DO ESTATOR DE TRÊS FASES E QUATRO PÓLOS DO MOTORHÍBRIDO
A FIGURA 5 ilustra uma bobina do estator de trêsfases e quatro pólos de um motor híbrido de acordo com umarealização da presente invenção.
A bobina do estator do motor híbrido forma pólos(N-pólo e S-pólo) utilizando o fato que o fluxo de entrada decorrente em um entalhe da bobina é diferente do fluxo desaída de corrente do entalhe da bobina, e correlaciona com opólo do rotor para gerar um torque.
MÉTODO PARA CONTROLAR 0 MOTOR C.C. SEM ESCOVA MULTIFÁSICO
A FIGURA 6 é um fluxograma de um método paracontrolar um motor C.C. sem escova multifásico de acordo coma presente invenção. Com referência às FIGURAS 1 e 6, a fontede alimentação 4 0 transforma uma voltagem C.A. em umavoltagem C.C e aplica a voltagem C.C. à fonte de alimentaçãológica 50 e ao circuito de comutação de potência 110, e afonte de alimentação lógica 50 converte a voltagem C.C. emuma voltagem lógica e aplica a voltagem lógica ao módulo deacionamento 120 na etapa S10.
Então, a unidade de entrada da velocidade 60 insereo sinal de instrução da velocidade do motor híbrido noprocessador 121 do módulo de acionamento na etapa S20.
O processador 121 converte o sinal de instrução davelocidade em um sinal digital na etapa S30, combina o sinalde instrução da velocidade e o sinal do sensor recebido dosensor 30 e emite o sinal de instrução da velocidadesincronizado com o sinal do sensor à unidade lógica 123 naetapa S40.
A unidade lógica 123 combina o sinal de instruçãoda velocidade recebido do processador 121 e o sinal do sensorrecebido do sensor 3 0 e emite os sinais para acionar osestágios superior e inferior do motor híbrido ao impulsor 125na etapa S5 0.
O impulsor 125 impele os sinais para acionar osestágios superior e inferior do motor híbrido para emitir ossinais para acionar o circuito de comutação de potência 110na etapa S60.
O circuito de comutação de potência 110 é comutadopelos sinais recebidos do impulsor 125 para emitir os sinaispara acionar o motor híbrido na etapa S70.
Os sinais emitidos do circuito de comutação depotência 110 giram o rotor 10 na etapa S80.
0 sensor 3 0 emite o sinal do sensor que representao pólo do rotor 10 do motor híbrido ao processador 121 e àunidade lógica 123 para operar o rotor 10 na etapa S90.
APLICABILIDADE INDUSTRIAL
Tal como descrito acima, o aparelho para controlaro motor C.C. sem escova multifásico combina o sinal do sensorque indica o pólo do rotor, detectado pelo sensor 30, e osinal que indica a velocidade inserido pela unidade deentrada da velocidade 60 para gerar o sinal de indicação davelocidade sincronizado com o sinal do sensor e gera um sinalde controle do motor utilizando o sinal de indicação davelocidade para acionar o motor híbrido. Conseqüentemente, acorrente alternada de onda quadrada flui através de bobinasde fases múltiplas do motor híbrido para acionar o motorhíbrido suavemente.
O motor híbrido de acordo com a presente invençãoinclui uma armadura como um estator e um ímã permanente comoum rotor. De maneira geral, quando uma bobina de solenóide éutilizada como uma bobina do estator, pode ser construído ummotor que constrói ondulações residuais de torque de ondasenoidal. Conseqüentemente, a presente invenção bobina abobina do estator de uma maneira paralela independentemultifásica tal que a bobina do estator é apropriada para uramotor de potência como ura motor que gera ondulações residuaisde torque trapezoidais. Além disso, a presente invençãominimiza a perda de cobre de uma bobina de excitação emelhora a eficiência do motor mediante o emprego de um métodobipolar. Além disso, a presente invenção aumenta a eficiênciada utilização das bobinas ao fazer uma bobina ter fasesmúltiplas (por exemplo, 1 excitação e 2 fases, 2 excitações e3 fases, 3 excitações e 4 fases, 4 excitações e 5 fases, (n-1) excitações e η fases, (n-2) excitações e η fases, e assimpor diante) para permitir um desenho compacto e para melhoraras ondulações residuais de torque. Além disso, a presenteinvenção constrói o codificador e o sensor de uma maneirasimples e segura para melhorar as características de partidae rotação do motor. Além disso, a presente invenção constróium motor que tem uma estrutura simples para reduzir o custode manufatura do motor.
Embora a presente invenção tenha sido descrita comreferência a realizações ilustrativas particulares, ela nãodeve ser restringida pelas realizações, mas somente pelasreivindicações anexas. Deve ser apreciado que um técnico noassunto pode mudar ou modificar as realizações sem se desviardo âmbito e caráter da presente invenção.
Claims (10)
1. APARELHO PARA CONTROLAR UM MOTOR HÍBRIDO quetem uma bobina de estator paralela independente multifásica,caracterizado pelo fato de compreender:um codificador unido a um rotor do motor híbrido eoperado em cooperação com um sensor a fim de detectar o pólodo rotor;o sensor para emitir um sinal do sensor que indicao pólo do rotor, detectado pelo codificador;uma unidade de entrada da velocidade para gerar umsinal de instrução da velocidade para acionar o motor;um circuito de comutação de potência para gerarsinais para acionar o motor;um módulo de acionamento para receber o sinal deinstrução da velocidade e o sinal do sensor e emitir o sinalde instrução da velocidade sincronizado com o sinal do sensorcomo um sinal para acionar o motor;uma fonte de alimentação para aplicar uma voltagemC.C. ao circuito de comutação de potência; euma fonte de alimentação lógica para converter avoltagem C.C. recebida da fonte de alimentação em umavoltagem lógica e aplicar a voltagem lógica convertida aomódulo de acionamento,em que, quando o motor tem η fases, o motor incluiη circuitos de comutação de potência e η módulos deacionamento.
2. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o módulo de acionamentocompreende:um processador para receber o sinal de instrução davelocidade e o sinal do sensor e emitir o sinal de instruçãoda velocidade sincronizado com o sinal do sensor;uma unidade lógica para combinar o sinal deinstrução da velocidade e o sinal do sensor utilizando um IClógico e emitir um sinal de acionamento do motor; eum impulsor para receber o sinal de acionamento domotor da unidade lógica e emitir os sinais para acionar ocircuito de comutação de potência.
3. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1 ou-2, caracterizado pelo fato de que o motor inclui uma bobinaparalela independente multifásica e as bobinas respectivaspara fases múltiplas que têm a mesma condição de excitação.
4. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1 ou-2, caracterizado pelo fato de que o codificador inclui umaparte de proteção contra a luz e uma parte de detecção da luzformadas em uma placa do codificador.
5. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1 ou-2, caracterizado pelo fato de que o processador converte osinal de instrução da velocidade na forma de um sinalanalógico em um sinal digital utilizando um conversor A/D eemite o sinal digital de instrução da velocidade sempre que osinal do sensor é inserido.
6. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1 ou-2, caracterizado pelo fato de que o circuito de comutação depotência é configurado de um circuito de ponte H que incluiprimeiro, segundo, terceiro e quarto elementos de comutação.
7. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1 ou-2, caracterizado pelo fato de que a bobina do estator domotor híbrido é uma bobina paralela independente multifásica.
8. APARELHO, de acordo com a reivindicação 7,caracterizado pelo fato de que a bobina do estator forma umN-pólo e um S-pólo utilizando o fato que o fluxo de entradade corrente em um entalhe da bobina é diferente do fluxo desaída de corrente do entalhe da bobina, e correlaciona com opólo do rotor para gerar um torque.
9. MÉTODO PARA CONTROLAR UM MOTOR HÍBRIDO,caracterizado pelo fato de compreender as etapas de:conversão de uma voltagem C.A. em uma voltagemC.C., aplicação da voltagem C.C. ao motor híbrido, conversãoda voltagem C.C. em uma voltagem lógica e aplicação davoltagem lógica convertida ao motor híbrido;inserção de um sinal de instrução da velocidade domotor;conversão do sinal de instrução da velocidade em umsinal digital, combinação do sinal digital de instrução davelocidade com um sinal do sensor e emissão do sinal deinstrução da velocidade sincronizado com o sinal do sensor;combinação do sinal de instrução de velocidade e dosinal do sensor e emissão dos sinais para acionar os estágiossuperior e inferior do motor;geração de sinais para acionar o motor utilizandoos sinais para acionar os estágios superior e inferior domotor;rotação do motor utilizando os sinais deacionamento; egeração do sinal do sensor indicando o pólo de umrotor do motor e permitindo que o programa retorne à etapa deconversão do sinal de instrução da velocidade no sinaldigital para re-executar a etapa de conversão do sinal deinstrução da velocidade no sinal digital.
10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que o motor utiliza um módulo decontrole híbrido que inclui um processador para receber osinal de instrução da velocidade e o sinal do sensor e emitiro sinal de instrução da velocidade sincronizado com o sinalsensor, uma unidade lógica para combinar o sinal deinstrução da velocidade e o sinal do sensor utilizando um IClógico e emitir sinais de acionamento do motor, e umacionador para receber os sinais de acionamento do motor daunidade lógica e emitir sinais para acionar um circuitocomutação de potência.
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