CN85101042A - 电机 - Google Patents

Abstract

一电机，包括一装有多个线圈和检测旋转位置的多个磁场检测元件的定子，一装有多个具有相同角度磁极并以极性交错分布方式磁化的转子，一由电机旋转产生频率信号的频率发生器，以对上述多个线圈的供电由磁场检测元件所产生的旋转位置检测信号可变地进行控制此电机中相邻磁极间边界线的，一预先确定的与磁场检测元件相对部分的边界线在形状或相对位置上不同于其它边界线，磁场检测元件产生的旋转位置检测信号和频率发生器产生的频率信号被送到一旋转相位信号发生电路并比较产生一旋转相位信号。

Description

本发明是关于装有旋转相位信号发生装置的电机的发明。该信号发生装置适用于诸如驱动软磁盘的各种电机，VTR（磁带式录象机）的转筒电机等等。

作为已有技术，一种熟知的具有旋转相位信号发生装置的电机如图1所示，在其转子外园周1a的某一部分上装有一反射面1b，其反射率高于转子外园周的其余部分。用一个装有光发射部分和光接收部分的光反射器2对上述反射面1b进行检测，从而产生一个旋转相位信号。此外，另一种已知的电机如图2所示，其中在转子1的外园周1a的某一部位上附有一个磁体1c，用一个检测线圈3对该磁体进行检测，从而产生一个旋转相位信号。

由于这些已知的电机都必须装上某种特殊的检测装置以检测旋转相位，因而结构复杂，成本高。

在一份已经公开但尚未经过审查的日本专利申请No.71017/1282中，批露了一种克服上述缺点的电机，对这种电机将结合图3进行简单的介绍。如图3所示，在旋转磁轭4的下表面装有一个N极和S极的对称磁化3园盘形磁体5，在与磁体5相对的定子基板上提供了沿一园周分布的多个线圈7。在磁轭4的外园周表面上形成了等距分布的槽或切口8，还形成了一个位置检测磁性元件5，该元件以对称于在磁体5的外园周上面向外侧形成的N极和S极的方式进行磁化。在磁轭4外园周表面上形成以多个齿形部位9，其中每一个都位于相邻的切口8之间并被用作反射表面。在磁轭外园周表面的附近，装有一个具有光发射元件和一个光接收元件的光反射器10以及一个孔洞元件11，它们都装在定子基板6上，彼此相距一个预先确定的角度。

光反射器10产生一个对应于电机旋转速度的频率信号，该信号被用来控制电机的转数。由孔洞元件11产生转子4的旋转位置检测信号，根据该信号来可变地控制对线圈7的供电。

选择磁性元件5′的磁化位置和齿形部位9之间的相对位置以及孔洞元件11和光反射器10之间的相对位置，对来自光反射器10和孔洞元件11的被检测信号进行比较，从而产生电机的旋转相位信号。

然而在这样的情况下存在一个缺点，那选择或者确定上述相对位置是一件很麻烦的事情，而且当切口8的数目增加的时候，基本上不可能确定上述相对位置。

根据上述情况，本发明旨在提供一种结构简单的能够产生旋转相位信号的电机，这种电机不需要任何用于产生旋转相位信号的特殊装置。

作为发明的一个方面，它提供了一种电机，该电机包括一个定子，定子上装有多个线圈和多个用来检测旋转位置的磁场检测元件，一个转子，转子装有多个具有相同角度的磁极，这些磁极以极性交错排列的方式进行磁化，还包括一个根据转子的旋转产生频率信号的频率发生器。其中，根据来自磁场检测元件的旋转位置检测信号来可变地控制对上述多个线圈的供电。在这种情况下，该电机的特征是：在上述相邻的磁极之间的边界线中，一条预先确定的边界线的与磁场检测元件相对的那一部分在形式上或者相对位置上不同于其他的边界线，来自磁场检测元件的旋转位置检测信号和来自频率发生器的频率信号同被送到一个旋转相位信号发生电路并在该电路中进行比较，然后由该电路产生一个旋转相位信号。

图1，2和3分别是显示已有电机的透视图。

图4是显示依照本发明的一种电机实例的主要部分的剖面图。

图5是显示其定子的主要部分的顶视图。

图6是显示其转子的主要部分的底视图。

图7是显示其主要部分的电路图。

图8是显示依照本发明的另一种电机所用转子之主要部分的底视图。

图9A至9D分别是用于解释本发明电机的工作原理的波形图。

现在结合附图对电机（三相和8极型的）的一种构成进行详细的说明。图4～6分别显示其机械部分，图8显示其电路。首先参照图4～6对本发明电机的一种构成进行说明。在这些附图中，序号21为定子，22为转子，在转子22（^＊应为定子21，译者注）的园盘形基板23上，沿一园周等距地分布着诸如数目为6个的线圈24，位于园周同一直径上的每一对线圈24以串联方式相连，然后分别与一个开关元件（图中未显示）相连。沿基板23上的一个园周，等距地装有3个孔筒元件25，它们位于相邻的线圈24之间的中间位置并位于其外侧。在线圈24和孔洞元件25的外侧，沿基板23上的一个园周镀有具有60个矩形齿的印刷电路型线圈27，该线圈将构成一个频率发生器26。

序号28为转子22的园盘状的盖子（它最好为磁轭），该盖子装在轴29上并与之形成一个整体。轴由轴承30和31支承并可旋转。前一轴承装在定子22的基板23上，而后一轴承装在图中未显示的固定部件上。在盖子28的内表面上，装和线圈24相对的8个磁极32，它们以N极和S极交错分布的方式进行磁化。另外，在盖子28的内表面上，环绕磁极32，等距地装有与印刷电路型线圈27相对的60个磁极33，以N极和S极交错分布的方式磁化这些磁极，于是频率发生器26就由它们的相互作用而形成。

8个磁极（场磁体）32由6个具有相同角度45°的磁极32和两个相邻的角度分别为42°和48°的磁极32′和32″组成（如图6中的阴影部分）。因此，在由相邻的每两个磁极所形成的8条边界线34中，磁极32′和32″之间的边界线34′的位置就比其他边界线的位置相对地偏移了3°。

作为一种例子，也可沿一条直径提供两条这样的边界线34′。

另一种方式如图8所示，边界线34′外端面对孔筒元件25的那一部分偏离正常位置30，而该边界线的其余部分则作相应的偏移，使得磁极32′和32″在面积上彼此相等，由此来改善电机的不平衡转矩。

通过给线圈24供电，使转子22旋转。在这样的情况下，孔筒元件25产生一个转子22的转动位置信号，依据这一旋转位置信号来控制开关元件，从而依次周期性地激励位于同一直径上的一对线圈24。这样，每一个线圈24都在两个方向上被激励。

另外，用频率发生器26所产生的频率信号控制对线圈24的供电，从而控制转子22的转速（控制到以正常速度旋转）。

此外，转子22每旋转一周，频率发生器就产生如图9A所示的60个周期的脉冲，其占空因数为50%并具有恒定的脉冲宽度（＝30），而孔洞元件25产生如图9B所示的周期为90°，占空因数为50%的矩形波。该矩形波的上升沿和下降沿准确地位于频率发生器26所产生的负脉冲和正脉冲的中间位置，在这一实例中，在磁极32′和32″之间的边界线34′的位置上，其上升沿不再位于负脉冲的中间位置而是准确地位于正脉冲的中间位置，因此在这一位置上的占空因素就由50%偏移以3°。

在如图7所示的旋转相位信号发生电路中，来自孔洞元件25的矩形波（图9B）通过输入端T1送到一个单稳态多谐振荡器40，它产生对应于矩形波上升沿的脉冲（图9c），将这一脉冲通到与门电路41的一个输入端，将频率发生器26所产生的脉冲（图9A）通过端子T2送到与门41的另一个输入端，电机每旋转一周，在磁极32′和32″之间的边界线34′通过的时候，与门电路41的输出端T3就产生一个旋转相位数号（如图9D所示的脉冲）。

如上所述，本发明能够提供一种结构简单而又能够产生旋转相位信号的电机，它不需要任何用于产生这种旋转相位信号的特殊装置。

另外，即使频率发生器的频率作某种程度的增加也不会带来麻烦。

通过形成印刷电路型线图27和磁极33，容易获得频率较高的频率发生器26，而相邻磁极32之间的边界线34的相对位置的偏移角可以准确地和印刷电路型线圈27在它的位置对应于占空因数为50%的矩形波的脉冲宽度时的角度相一致。

如上所述，根据这一发明，可以获得结构简单而又能产生旋转相位信号的电机，它不需要任何用于产生旋转相位信号的特殊装置。

此外，即使将频率发生器的频率提高到一定的程度也不会带来麻烦。

Claims (1)

1、一种电机，包括一个定子，定子上装有多个线圈和多个用于检测旋转位置的磁场检测元件，一个转子，转子上装有多个具有相同的角度并以极性交错分布的方式进行磁化的磁极，以及一个基于电机的旋转而产生频率信号的频率发生器，其中对上述多个线圈的供电由上述磁场检测元件所产生的旋转位置检测信号来加以控制。其特征在于：在上述的多个磁极的每两个相邻磁极之间的边界线中，一条预先确定的边界线和上述磁场检测元件相对的那一部分在形状上或相对位置上不同于其他边界线，由上述磁场检测元件而产生的旋转位置检测信号和由上述频率发生器所产生的频率信号被送到一个旋转相位信号发生电路并在该电路中进行比较，从而产生一个旋转相位信号。

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