CZ20004388A3 - Elektrický motor s ochranou proti zamrznutí - Google Patents

Abstract

Elektrický motor (10) má samoupevňovacl konstrukci, u které není použito samostatných upevňovacích prvků. Konstrukce motoru (10) odstraňuje efekt sčítajících se rozměrových tolerancí, díky čemuž je možné provést přesnéjíí montáž. Motor (10) je možné programovat a testovat i po dokončení závěrečné montáže a za účelem provedení opravy nebo konstrukční úpravy je možné jej nedestruktivním způsobem rozebrat. Motor (10) je zkonstruován tak, aby se zabránilo přímému průniku vody do pouzdra (26) motoru (10) a aby se omezil vliv vody, která pronikne do pouzdra (26).

Description

Elektrický motor s ochranou proti zamrznuti.

Oblast techniky

Předložený vynález se týká elektrických motorů a »·♦· • · konkrétněji se týká elektrického motoru s jednoduchou ♦ ··· konstrukcí, kterou lze jednoduchým způsobem sestavit. **í* • ·· · « · • 9

9111 »···

Dosavadní stav techniky *

Φ · • · ···· * · _e

Při sestavování elektrických motorů je potřeba umístit ·* rotor tak, aby mohl rotovat vzhledem ke statoru a aby magnety na rotoru byly prostorově sdruženy s jedním nebo s větším počtem vinutí na statoru. Tento druh montáže je obvykle proveden pomocí umístění hřídele rotoru do nosného rámce, jenž je připevněn ke statoru. Hřídel je přijata statorem, díky čemuž může vykonávat rotační pohyb okolo osy statoru. Nosný rámec nebo samostatné jádro je možné vytvořit za účelem zapouzdření statoru a rotoru. Kromě těchto základních konstrukčních součástí motoru jsou při montáži také zabudovány řídící prvky. Elektricky komutovaný motor může obsahovat desku tištěného obvodu, která nese různé elektronické součástky. Při konstrukci motoru je potřeba vytvořit elektrické spojení elektronických součástek na obvodové desce s vinutím a také je potřeba vytvořit elektrické spojení s externím napájecím zdrojem. Samotná obvodová deska je umístěna bezpečným způsobem, přičemž obvykle je ke statoru připevněna pomocí upevňovacích prvků nebo je k připevnění použita technika svařování, pájení nebo přivázání. Mnoho z těchto pracovních úkonů je prováděno ručním způsobem a významným způsobem se podílí na nákladech na materiál a na nákladech na lidskou práci. Upevňovací prvky nebo jiné prvky, které jsou použity výhradně pro spojovací účely, jsou svojí povahou a použitím zcela doplňkové konstrukční součásti, které se vyznačují svými vlastními přidruženými náklady a pro jejich montáž je potřeba vyhradit samostatný časový úsek.

Rozměrové tolerance konstrukčních součástí elektrického motoru musí být pří návrhu a při výrobě pod neustálou

kontrolou, aby potom mohl rotor volně rotovat vzhledem ke statoru ve všech sestavených motorech, aniž by přitom došlo ke kontaktu se statorem. Je upřednostňováno ponechat malou vzduchovou mezeru mezi statorem a magnety na rotoru pro přenos magnetického toku mezi rotorem a statorem, jelikož tato mezera umožní volnou rotaci rotoru. Rozměrové tolerance některých konstrukčních součástí se mohou projevit na velikosti vzduchové mezery. Uvedené rozměrové tolerance těchto součástí se vzájemně sčítají, a proto velikost vzduchové mezery může být větší než je potřeba, aby se zajistilo, že rotor bude moci volně rotovat ve všech sestavených motorech. Počet součástí, které ovlivňují výslednou velikost vzduchové mezery, se může měnit v závislosti na konfiguraci motoru.

Motory jsou obvykle naprogramovány tak, aby mohly být provozovány v závislosti na potřebách koncového uživatele motoru. Některé provozní parametry mohou být naprogramovány do elektronických součástek na desce tištěného obvodu, přičemž uvedenými provozními parametry může být například rychlost,

-3 motoru, zpoždění před startem motoru nebo jiné parametry. Motory, které jsou vyráběny ve velkých sériích, jsou obvykle před dokončení závěrečné montáže stejným způsobem naprogramovány, ale po dokončení celkové montáže již není možné je přeprogramovat. Někdy však mají koncoví uživatelé motorů odlišné požadavky na provozní parametry motoru. Navíc by koncoví uživatelé motoru uvítali možnost provádět změny požadovaných provozních parametrů motoru. 2 tohoto důvodu existuje velký počet motorů nebo alespoň programovatelných obvodových desek, které umožňují použití v nesčetném množství aplikací.

Elektrické motory je možné použít v bezpočtu aplikací, včetně těch, u kterých je potřeba, aby motor pracoval za přítomnosti vody. Voda má rozhodující vliv na provoz a životnost motoru, a proto je mimořádně důležité udržovat stator a řídící obvody mimo dosah vody a zabránit jejímu shromažďování. Z dosavadního stavu techniky je dobře známo, jak vytvořit stator a jiné konstrukční součásti vodotěsné. U hromadně vyráběných motorů je však velice důležité, aby náklady, které jsou spojeny s realizací ochrany před průnikem vody do motoru a jejím shromažďování uvnitř motoru, byly co možná nejmenší. Dále je nutné uvažovat aplikace, u kterých je motor používán v chladných prostorech, protože v těchto případech se na motoru vytváří led. Je vcelku běžné, že se motor odpojí od svého napájecího zdroje nebo že kvůli tvorbě ledu jsou poškozeny elektrické kontakty, které jsou zapojeny do obvodové desky. Led, který se tvoří mezi deskou tištěného obvodu a přípojkovými kontakty, může kontakty vysunout z desky tištěného obvodu, v důsledku čehož dojde k rozpojení ···· • 9·· ··· • · • · • 9 ·· • 9··

999· ·

• ·

9«·· ·

-4 elektrického obvodu nebo k přelomení desky Či kontaktu.

Podstata vynálezu

Předložený vynález si mimo jiné pokládá za úkol vytvořit elektrický motor s malým počtem konstrukčních součástí; vytvořit takový motor, který neobsahuje upevňovací prvky pro zajištění svých konstrukčních součástí; vytvořit takový motor, který je možné přesným způsobem sestavit i v podmínkách hromadné výroby; vytvořit motor s konstrukčními součástmi, u kterých je možné omezit velikost rozměrových tolerancí za účelem snížení efektu sčítání rozměrových tolerancí; vytvořit takový motor, který je možné přeprogramovat po dokončení závěrečné montáže; vytvořit takový motor, který znemožňuje proniknutí vody do motoru, a také si pokládá za úkol vytvořit takový motor, který odolává poškození a je provozně spolehlivý i v podmínkách nízkých teplot.

Předložený vynález se dále vyznačuje tím, že vytváří způsob sestavení elektrického motoru, který se skládá z malého počtu montážních kroků a vyžaduje minimální pracovní úkony; že vytváří takový způsob, který minimalizuje počet spojení, jenž je potřeba provést; že vytváří takový způsob, který minimalizuje efekt sčítání se rozměrových tolerancí; že vytváří takový způsob, který umožní programování a testování i po dokončení závěrečné montáže, a také se vyznačuje tím, že vytváří takový způsob, který je jednoduché používat.

V jedné své podobě předložený vynález zahrnuje elektrický

-5 motor. Stator obsahuje statorové jádro s navinutým vinutím. Rotor obsahuje hřídel, která je umístěna ve statorovém jádru a která slouží pro vykonávání rotace rotoru vzhledem ke statoru okolo podélné osy hřídele. Pouzdro, které je spojeno se statorem a rotorem, vytváří sestavený motor, přičemž pouzdro je uzpůsobeno k tomu, aby neslo stator a rotor. Deska tištěného obvodu řídí provoz motoru, přičemž deska tištěného obvodu obsahuje na ni umístěný napájecí kontakt pro přívod elektrické energie pro vinutí. Pouzdro obsahuje přípojkovou zásuvku pro přijetí přípojky z externího elektrického napájecího zdroje za účelem vytvoření spojení s napájecím kontaktem, přičemž když je napájecí kontakt spojen s přípojkou, je napájecí kontakt přípojkou pojmut, a přičemž pouzdro obsahuje přípojkový polohovací člen pro určení polohy přípojky vzhledem k desce tištěného obvodu, přičemž když je napájecí kontakt spojen s přípojkou, je napájecí kontakt pouze částečně zasunut do přípojky.

♦ ··* « ·« * ♦ ··· • ·· · • * • * ♦ · ······

Jiné charakteristiky a vlastnosti předloženého vynálezu budou detailněji popsány v následujícím popise nebo z tohoto popisu vyplynou, přičemž bude použito doprovodných obrázků.

Přehled obrázků na výkresech

V doprovodných obrázcích jsou použity vztahové značky, které na uvedených obrázcích označují vždy stejné konstrukční součástí.

-6 Obr. 1 v rozloženém stavu zobrazuje elektrický motor, který je proveden jako větrák.

Obr. 2 v perspektivě zobrazuje konstrukční součásti statoru motoru v rozloženém stavu.

Obr. 3 zobrazuje vertikální řez složeným motorem.

Obr. 4 zobrazuje stator a desku tištěného obvodu, přičemž • * • · deska tištěného obvodu je zobrazena mimo svou montážní polohu ·ζ·ζ_β ···· na statoru. · «

···· • « • · • ···

Obr. 5 v pohledu zprava zobrazuje část pláste podle obr. 1, přičemž zobrazení je provedeno ve zvětšeném měřítku.

Obr. 6 zobrazuje bokorys centrálního vyhledávacího členu a ložiska rotorové hřídele.

Obr. 7 v nárysu zobrazuje pravý konec součásti podle obr. 6.

Obr. 8 zobrazuje podélný řez centrálním vyhledávacím členem a ložiskem.

Obr. 9 znázorňuje pohled na konec statorového jádra statoru s centrálním vyhledávacím členem a fantomové zobrazení pólových nástavců, nastavených vyhledávacím členem do pracovní polohy.

Obr. 10 zobrazuje pohled na opačný konec statorového jádra.

····

Obr. 11 zobrazuje řez rovinou, která obsahuje přímku 11 - 11 podle obr. 10.

Obr. 12 ve velmi zvětšeném měřítku zobrazuje část motoru v oblasti spojení rotorového náboje se statorem.

·»·· • · • * ··«

Obr. 13 zobrazuje řez rovinou, která obsahuje přímku

- 13 podle obr. 5, přičemž znázorňuje fantomové zobrazení desky tištěného obvodu a dále znázorňuje spojení sondy s deskou tištěného obvodu v plášti a kryt.

··»* • · ····

Obr. 14 zobrazuje řez rovinou, která obsahuje přímku ······

- 14 podle obr. 5, přičemž znázorňuje fantomové zobrazení desky tištěného obvodu a dále znázorňuje napájecí přípojku ve stavu, kdy je vyjmuta z přípojkové zásuvky pláště.

Obr. 15 ve zvětšeném měřítku zobrazuje část motoru, ve které je vidět západkové spojení dílčí konstrukce statoru / rotoru.

Obr. 16 zobrazuje blokový diagram mikroprocesorem řízeného jednofázového motoru podle vynálezu.

Obr. 17 zobrazuje schéma zapojení napájecího obvodu motoru podle obr. 16 podle předloženého vynálezu. Napájecí obvod je také možné upravit pro stejnosměrný vstup nebo pro nezdvojený střídavý vstup.

Obr. 18 zobrazuje schéma zapojení nízkonapěťového resetovací obvodu pro mikroprocesor motoru podle obr. 16 podle předloženého vynálezu.

Obr. 19 zobrazuje schéma zapojení pro vytvoření snímacího impulzu pro Hallovu sondu motoru podle obr. 16 podle předloženého vynálezu.

Obr. 20 zobrazuje schéma zapojení mikroprocesoru motoru podle obr. 16 podle předloženého vynálezu.

• *

99··

«99*

Obr. 21 zobrazuje schéma zapojení Hallovy sondy motoru ’ ·· · · podle obr. 16 podle předloženého vynálezu. ϊ J «•9·

Obr. 22 zobrazuje schéma zapojení spínačů v podobně H - můstku pro komutaci statoru motoru podle obr. 16 podle předloženého vynálezu.

Obr. 23 zobrazuje vývojový diagram, jenž znázorňuje provoz mikroprocesoru motoru podle předloženého vynálezu v režimu, ve kterém je motor komutován při konstantní rychlosti proudění vzduchu s rychlostí a točivým momentem, nadefinovanými v tabulkách, jenž vylučující body rezonance.

Obr. 24 zobrazuje vývojový diagram, který znázorňuje provoz mikroprocesoru motoru podle předloženého vynálezu v režimu chodu ( po startu ), ve kterém je udržována bezpečná provozní oblast motoru, aniž by přitom byl měřen proud, přičemž uvedené udržování bezpečné provozní oblasti motoru je prováděno pomocí zavedení minimálního vypínacího času pro každý výkonový spínač, přičemž minimální vypínací čas závisí na rychlosti rotoru.

Obr. 25 zobrazuje časový diagram, který znázorňuje rozběhový režim pro řízení v bezpečné provozní oblasti ( SOA ) na základě rychlosti.

Obr. 26 zobrazuje vývojový diagram výhodného příkladu provedení předloženého vynálezu, implementující časový diagram podle obr. 25, jenž znázorňuje rozběhový režim pro řízení v bezpečné provozní oblasti ( SOA ) na základě rychlosti.

····

Obr. 27 zobrazuje časový diagram, který znázorňuje přípravný režim pro řízení v bezpečné provozní oblasti ( SOA ) na základě rychlosti.

Obr. 28 zobrazuje vývojový diagram, který znázorňuje provoz mikroprocesoru motoru podle vynálezu v režimu chodu, který byl započat po předem daném počtu komutací v rozběhovém režimu, přičemž v režimu chodu mikroprocesor komutuje spínače za účelem provedení N komutací v konstantní komutační periodě a přičemž komutační perioda je upravována každých M komutací v závislosti na rychlostí, točivém momentu nebo konstantní rychlosti proudění vzduchu rotoru.

Příklady provedení vynálezu

V souladu s doprovodnými obrázky a zejména v souladu s obr. 1 a 3 elektrický motor 20, který je zkonstruován podle charakteristik předloženého vynálezu, obsahuje stator 22, ···· rotor 24 a pouzdro 26, přičemž uvedené vztahové značky označují odpovídající prvky obecným způsobem. U zobrazeného výhodného příkladu provedení předloženého vynálezu je motor 10 je zobrazen v podobě větráku a je takového druhu, u kterého se rotorový magnet nachází vně statoru. Jak je zobrazeno na obrázcích, rotor 24 obsahuje náboj 28 s větrákovými lopatkami «···

30, které jsou vytvořeny jako integrální součást náboje a ·...»· které z tohoto náboje radiálním způsobem vybíhají. Náboj 28 a ··

větrákové lopatky 30 jsou vytvořeny z polymerického materiálu ····* i · ·»·♦ jako jedna konstrukční součást. Náboj je na jednom konci ;··· otevřen a takto definuje dutinu, ve které je v ose náboje .

···· * Φ umístěna rotorová hřídel 32 ( obr. 3 ) . Rotorová hřídel 32 je • · připevněna k náboji 28 pomocí vložené součásti 34, která je ..··· vytvořena na náboji v oblasti konce hřídele, přičemž vytvoření vložené součásti 34 je provedeno v době, kdy je zároveň vytvářen náboj a větrákové lopatky 30. Rotorový magnet 35, který je na obr. 1 zobrazen vyjmutý z rotoru, zahrnuje magnetický materiál a ocelové vyztužení. Z důvodů zjednodušení obrázků a zvýšení přehledností je rotorový magnet 35 zobrazen na obrázcích pouze jako jedna konstrukční součást. Vyztužovací ocel je při výrobě náboje také zalita do nábojové dutiny.

Stator 22, který bude detailnějším způsobem popsán v níže uvedeném popise, je v podstatě zapouzdřen v termoplastickém materiálu. Z tohoto materiálu jsou také tvořeny výstupky 36, které ubíhají podél statoru 22 rovnoběžně s jeho osu. Každý výstupek 36 obsahuje západku 38., která je vytvořena na okrajovém konci výstupku. Deska tištěného obvodu, která je označena obecnou vztahovou značkou s číslem 40, se ve složeném motoru 10 nachází mezi výstupky 36 a obsahuje součástky 42,

-11 které jsou zasazeny do desky 40 tištěného obvodu a z nichž alespoň jednu lze naprogramovat. Prstový výstupek 44, který vychází z desky 40 tištěného obvodu, nese Hallovu sondu 46, přičemž v situaci, kdy je obvodová deska zasazena mezi výstupky 36 statoru 22, se uvedený prstový výstupek 44 nachází ve vnitřních prostorách zapouzdření. Ve složeném motoru 10 se

Hallova sonda 46 nachází v těsném sousedství rotorového magnetu 35, což je využito pro účely určování polohy rotoru při provádění řízení provozu motoru. Stator 22 také obsahuje centrální vyhledávací člen, který je označen obecnou vztahovou *1··· ·«·· značkou s číslem 48, a ložisko 50, okolo kterého je vytvořen , centrální vyhledávací člen. Když je později prováděna montáž rotoru 24 do statoru, ložisko 50 přijme rotorovou hřídel 32 ί···ί· statoru 22, přičemž po provedení této montáže je vytvořena tak zvaná dílčí konstrukce rotoru / statoru. Rotor 24 je ve statoru 22 uchycen pomocí E sponky 52, která je připevněna k volnému konci rotoru poté, co je rotor 24 vložen do statoru.

Pouzdro 26 obsahuje centrální součást 54, která je pomocí tří ramen 56 připevněna 'ke kruhové obrubě 58. Ve stavu, kdy je motor 10 sestaven, ramena 56 a kruhová obruba 58 obvykle definují plášť okolo větrákových lopatek 30. U zobrazeného výhodného příkladu provedení předloženého vynálezu jsou centrální součást 54, ramena 56 a kruhová obruba 58 vytvořeni jako jedna konstrukční součást z polymerického materiálu.

Centrální součást 54 je na svém levém konci v podstatě uzavřena, přičemž tato skutečnost je zobrazena na obr. 1 a 3, ale její konec na pravé straně je otevřený takovým způsobem, že centrální součást může přijmout část dílčí konstrukce statoru / rotoru. Kruhová obruba 58 obsahuje otvory 60 pro prostrčení upevňovacích prvků skrze obrubu, což je využito pro účely uložení a upevnění motoru do požadované polohy například v chladícím boxu ( nezobrazeno ) . Vnitřní prostor centrální součásti 54 obsahuje vodící kanály 62 ( obr. 5 ), které přijmou odpovídající výstupky 36. V každém vodícím kanálu 62 je v blízkosti uzavřeného konce centrální součásti 54 vytvořen schod 64, který přijme západku 38 na konci výstupku za účelem spojení výstupku s centrální součástí, přičemž tato skutečnost je zobrazena na obr. 3 a 16. Průměr centrální součásti 54 se zužuje směrem od otevřeného konce k uzavřenému konci centrální součásti, takže v sestaveném motoru 10 jsou výstupky 36 radiálním způsobem pružně vychylovány ze svých klidových poloh a díky tomu jsou západky 38 zaklesnuty ve schodech 64. Malé otvory 66 v uzavřeném konci centrální součásti 54 ( obr. 5 ) umožňují vložit ruční nářadí ( nezobrazeno ) do centrální součásti a vystrčit výstupky 36 ze schodů 64., čímž se dosáhne uvolnění spojení dílčí konstrukce statoru / rotoru z centrální součásti. Díky této konstrukci je možné za účelem provedení opravy nebo konstrukčních úprav nedestruktivním způsobem rozebrat motor 10, přičemž opravou nebo konstrukční úpravou se rozumí například nahrazení desky 40 tištěného obvodu. Motor může být znovu sestaven pomocí jednoduchého zasouvání výstupků 36 do centrální součásti 54 do té doby, dokud do sebe opět vzájemně nezapadnou.

Zobrazený mimořádně výhodný příklad provedení motoru 10 je uzpůsoben zejména k tomu, aby byl použit jako větrák odpařovače v mrazícím boxu. V tomto prostředí je ovšem motor vystaven působení vody. Například je možné, že uvedený mrazící box bude čištěn vodou, která se při této příležitostí dostane ···· do vnitřních prostorů boxu. Voda může kapat nebo dopadat na motor 10 zezhora a z pravé části motoru, přičemž je uvažována orientace motoru, která vyplývá z obr. 3. Při takovémto výskytu vody v blízkosti motoru se může stát, Že voda do motoru vnikne otvory nebo spoji v konstrukci motoru. Zapouzdření statoru 22 představuje jistou ochranu, ale bylo by žádoucí omezit množství vody, která pronikne do motoru. Místem, kterým může voda vniknout do motoru, je spoj náboje 28 rotoru a statoru 22. Na obr. 12 je ve zvětšeném měřítku zobrazena Část tohoto spoje. V této oblasti je termoplastický materiál, který vytváří zapouzdření statoru, vytvarován takovým způsobem, že vytváří křivolakou cestu 68. Navíc je vytvořen zkosený lem 70, který radiálním způsobem ubíhá ven ze statoru. Vnější hrana 72 zkoseného lemu 70 je zkosena, takže voda, která proudí zprava, je odchylována směrem pryč od spoje.

Otvory 66, které umožňují rozpojit spojení dílčí konstrukce statoru / rotoru, však mohou potencionálně umožnit vodě vniknout do centrální součásti, kde voda může velice nepříznivým způsobem ovlivňovat vlastnosti a provoz obvodové desky. Deska 40 tištěného obvodu, která obsahuje součástky 42, je zapouzdřena za účelem vytvoření ochrany před vlhkostí. Nicméně je stále nežádoucí, aby voda ve větších množstvích pronikala do centrální součásti. V souladu s tímto požadavkem jsou otvory 66 vytvořeny tak, aby zabraňovaly vodě vniknout do nežádoucích míst. Obr. 15 ve velmi zvětšeném měřítku zobrazuje pohled na jeden z otvorů 66, přičemž znázorňuje radiálně vnější hranu 66a a radiálně vnitřní hranu 66b. V souladu s uvedeným obrázkem leží tyto hrany v rovině Pl, která je ···· nakloněna s úhlem o velikosti alespoň 45° vzhledem k rovině

P2, jenž je v podstatě rovnoběžná s podélnou osou rotorová hřídele. Přitom se předpokládá, že voda nebude dopadat na motor pod úhlem, který by byl větší než uvedených 45°. Je proto zřejmé, že neexistuje přímá cesta, po které by voda dostala k otvorům 66. Pokud voda poteče po cestě, která je ·«·· nakloněná pod úhlem o velikosti 45° nebo méně, narazí buď na 1 ί ^r ·*· ···» stranu centrální součásti 54 nebo otvor mine, ale do otvoru ♦··· samotného nepronikne. *···* * · ·»· *··· »

Centrální součást 54 pouzdra 26 je také navržena tak, aby « ···

Φ * zabraňovala poruchám motoru, který mohou být způsobeny vznikem *..»·* » · ledu ve vnitřních prostorách centrální součásti v situaci, kdy ;.....

je motor 10 používán v chladném prostředí. Konkrétně deska 40 tištěného obvodu obsahuje kontakty 74, které vybíhají z povrchu desky ( viz obr. 4 ) . Tyto kontakty jsou umístěny v prostorové návaznosti na vnitřní konec přípojkové zásuvky 76, která se nachází v centrální součásti 54. V souladu s obr. 14, přípojková zásuvka 76 přijme přípojku 78, která je spojená se zdrojem elektrické energie, přičemž tento zdroj elektrické energie se nachází mimo motor. K desce 40 tištěného obvodu jsou pomocí přípojky 78 připojena také externí řídící zařízení ( nezobrazeno ) . Přípojková zásuvka 76 a přípojka 78 mají stejný obdélníkový průřez, takže když je přípojka 78 zasunuta, v podstatě uzavírá přípojkovou zásuvku.

Když je přípojka 78 zcela zasunuta do přípojkové zásuvky

76, kontakty 74 na desce 40 tištěného obvodu zapadnou do přípojky, ovšem nezapadnou celé, ale pouze částečným způsobem. Přípojková zásuvka 76 obsahuje výstupky 80 { v blízkosti svého

-15 vnitřního konce ) , které jsou v kontaktu s přípojkou 78 a omezují hloubku vložení přípojky do přípojkové zásuvky. V důsledku toho má přípojka 78 odstup od desky 40 tištěného obvodu a to i v případě, že je plně zasunuta do přípojkové zásuvky 76. Podle upřednostňovaného příkladu provedení předloženého vynálezu činí velikost tohoto odstupu přibližně 0,5 cm. Je však potřeba říci, že se předpokládá, že dostačující by byl i odstup o velikosti přibližně 0,125 cm. Nehledě na pouze Částečné spojení kontaktů 74 v přípojce 78 je vytvořeno elektrické spojení. Nechráněné části kontaktů 74, které jsou vyrobeny z kovu, jsou v situacích, kdy je motor 10 používán v určitých chladných prostředích, náchylné k tomu, že se na nich vytváří led. Jelikož je však mezi přípojkou 78 a obvodovou deskou 40 vytvořen vzájemný odstup, tvorba ledu nezpůsobuje vznik vzájemného tlaku mezi přípojkou a obvodovou deskou, který by způsoboval odtlačování přípojky směrem od obvodové desky, co by mohlo mít za následek i rozpojení jimi tvořeného elektrického obvodu. Led se může tvořit na nechráněných kontaktech 74 a také se tvořit v těchto místech bude, ale jeho tvorba nebude mít za následek vznik rozpojení elektrického obvodu nebo poškození desky 40 tištěného obvodu nebo přípojky 78.

ΦΦΦΦ • » ♦ ·

ΦΦΦ* «··· φφφφ •

φφφφ φφφφ »··« ··· i :

• · φφφφ** φ

Jak je zobrazeno na obr. 13, deska 40 tištěného obvodu také obsahuje samostatnou sadu kontaktů 82, které jsou používány pro programování motoru 10. Tyto kontakty 82 jsou umístěny v prostorové návaznosti na válcový port 84, vytvořený v centrální součásti 54, který je normálně uzavřen krytem 86, jenž je však možné z portu sejmout. Když je kryt 8 6 sejmut z portu, může do něj být zasunuta sonda 88 za účelem jejího

-16 spojení s kontakty 82 na obvodové desce 40. Sonda 88 je spojena s mikroprocesorem nebo podobným zařízením { nezobrazeno ) za účelem naprogramování nebo zejména za účelem provedení přeprogramování motoru poté, co už je zcela dokončena výroba motoru. Například je možné měnit rychlost motoru nebo je možné změnit zpoždění před startem. V souvislosti s chladícími a mrazícími aplikacemi lze například uvést přeprogramování motoru za účelem práce s jinými vstupy, například pokud je vydán příkaz k odmrazování. Přítomnost portu 84 a odstranitelného krytu 86 umožňuje přeprogramování motoru dlouho poté, co byla dokončena celková výroba motoru a jeho montáž v odpovídajícím aplikačním zařízení.

Port 84 má speciální tvar, aby bylo možné vložit sondu do portu pouze jedním daným způsobem. Jak je zobrazeno na obr. 5, je uvedený speciální tvar realizován pomocí žlábku 90 na jedné straně portu 84. Sonda obsahuje odpovídající výstupek, který je přijat žlábkem v situaci, kdy je sonda vhodným způsobem orientována vzhledem k žlábku. Díky tomuto konstrukčnímu uspořádání není možné zasunout sondu 88 nesprávným způsobem do programovacích kontaktů. Pokud je sonda 88 orientována nesprávným způsobem, není možné ji zasunout do portu 84.

fl · fl fl • flflfl flfl·· •

• flflfl ·«·« fl fl • · ·« • flflfl fl flflflfl fl · • · flflflfl

Jak je zobrazeno na obr. 2, stator obsahuje statorové jádro ( nebo cívku ), které je označeno obecnou vztahovou značkou 92 a které je vyrobeno z polymerického materiálu, a dále obsahuje vinutí 94, které je navinuto na jádro. Vodiče vinutí jsou ukončeny v zakončovacím pouzdru 96, které je vytvořeno jako jedna součást statorového jádra 92, přičemž zakončení -vodičů vinutí je provedeno pomocí zakončovacích svorek 98 v

-17 zakončovacím pouzdru. Zakončovací svorky 98 jsou umístěny vhodným způsobem, jakým je například připájení k desce 40 tištěného obvodu. Je však potřeba říci, že je možné použít i jiné způsoby vytvoření elektrického spojení, aniž by přitom došlo k odchýlení od podstaty předloženého vynálezu. Je zřejmé, že by bylo možné použít zástrčkový druh spojení ( nezobrazeno ), díky čemuž by nebylo nutné provádět operaci ·· · · pájení.

* · · · ♦ ·· ··

F ' · » Feromagnetický materiál pro vedení magnetického toku ve _t···· * · * ·« · stator 22 je vytvořen pomocí osmi samostatných pólových ;··· «· ·· nástavců, které jsou označeny obecnou vztahovou značkou s .

• · · · číslem 100. Každý pólový nástavec má v podstatě tvar písmene U * · a obsahuje radiálně vnitřní výstupek 100a, radiálně vnější :.....

výstupek 100b a spojovací příčný prvek 100c. Pólové nástavce 100 jsou každý přednostně vytvořeni pomocí ražení relativně tenkých ocelových lamel ve tvaru písmene U a pomocí složení lamel dohromady za účelem vytvoření pólových nástavců 100.

Lamely jsou bezpečným způsobem spojeny dohromady, přičemž příkladem uvedeného bezpečného způsobu je svařování nebo mechanické uzamčení. Jeden druh lamel { obsahující dlouhý radiálně vnější výstupek ) tvoří střední část pólového nástavce 100 a jiný druh lamel tvoří postranní části. V této souvislosti je potřeba říci, že jeden pólový nástavec ( na obr. 2 označený vztahovou značkou s číslem 100¹ ) neobsahuje jednu postranní část. Tato konstrukce je vytvořena úmyslně, přičemž důvodem je nutnost vytvoření prostoru pro vložení Hallovy sonda 4 6, jak bude detailněji popsáno v níže uvedeném popise. Pólové nástavce 100 jsou umístěny na odpovídající konce statorového jádra 22 takovým způsobem, aby radiálně

-18 vnitřní výstupek 100a každého pólového nástavce byl· přijat centrálním otvorem 102 statorového jádra a aby radiálně vnější výstupek 100b v oblasti vinutí osově ubíhal podél vnějšího prostoru statorového jádra. Střední část radiálně vnější strany radiálně vnějšího výstupku 100b, který se nachází nejblíže k rotorovému magnetu 35 v sestaveném motoru, obsahuje zářez lQOd, Zářez lOOd ulehčuje magneticky výhodné umístění « · · rotorového magnetu 35 vzhledem k pólovým nástavcům 100 v φ ···· situaci, kdy je zakryt. Pólové nástavce mohou být také odlity '*í* z magnetického materiálu, přičemž tento způsob výroby se • · • · · w neodchyluje od podstaty předloženého vynálezu. 0 určitých :^M·

Φ » · · nízkovýkonových aplikací je možné vyrazit z kovu jeden pólový * ···· * · nástavec ( nezobrazeno ), přičemž tento nástavec by obsahoval • * větší počet výstupků ( například čtyři ), které by definovaly I.....

pólové nástavce a které by ubíhaly radiálním způsobem směrem dolů okolo vinutí.

Pólové nástavce 100 jsou neseny a udržovány v příslušné poloze statorovým jádrem 92 a centrálním vyhledávacím členem, který je označen obecnou vztahovou značkou s číslem 104.

Radiálně vnitřní výstupky 100a pólových nástavců jsou umístěny mezi centrálním vyhledávacím členem 104 a vnitřním průměrem statorového jádra 92 v centrálním otvoru 102 statorového jádra. Střední části vnitřních výstupků 100a jsou vytvořeny za stejných lamel, které tvoří střední části vnějších výstupků 100b, a jsou širší než postranní části vnitřních výstupků.

Radiálně vnitřní hrana střední části každého pólového nástavce vnitřního výstupku 100a je přijata odpovídajícím sedlem 104a, které je vytvořeno v centrálním vyhledávacím členu 104 a přijme tak střední část odpovídajícího pólového nástavce.

- 19 Sedla 104a jsou umístěna tak, aby byla rozmístěna okolo centrálního vyhledávacího členu 104 v asymetrických polohách vzhledem k pólovým nástavcům 100. Rovina, která prochází podélnou osou centrálního vyhledávacího členu 104 a přes sedlo 104a, neubíhá kolmo na sedlo nebo pólový nástavec 100, umístěný do odpovídající polohy pomocí sedla. V důsledku toho je mezera mezi radiálně vnějším výstupkem 100b a permanentním magnetem 35 rotoru 24 asymetrická, což usnadní start motoru.

Radiálně vnější hrana vnitřního výstupku 100a je v záběru s odpovídajícím žebrem 106 na vnitřní straně centrálního otvoru 102 statorového jádra. Konstrukční provedení žeber 106 je nejlépe vidět na obr. 9 až 11. Ke každému pólovému nástavci 100 přísluší jedna dvojice žeber ( 106a, 106b, atd. ) . Jak je možné vidět na obr. 9 a 10, různé úhlové natočení žeber 106 odpovídá úhlovému natočení pólových nástavců 100. Pólové nástavce a centrální vyhledávací Člen 104 jsou fantómovým způsobem zobrazeny na obr. 9, přičemž toto fantómové zobrazení je použito z toho důvodu, aby se ukázalo, jak je každá dvojice přiřazena k danému pólovému nástavci na jednom konci statorového jádra. Jedno ze zeber 106 je speciálně vytvořeno pro umístění nevyváženého pólového nástavce 100¹ a může být v záběru spíše se stranou vnitřního výstupku 100a' než s její radiálně vnější hranou. Jiné žebro 106d, které je přiřazeno k odpovídajícímu pólovému nástavci, má menší radiální tloušťku, protože je v záběru s radiálně vnější hranou širší střední části vnitřního výstupku 100a¹.

99 Φ *

• » • * ·«··

Φ « 9 «

999

9

999999

Centrální vyhledávací člen 104 určí a zajistí radiální polohu každého pólového nástavce 100. Jak bude detailnějším způsobem popsáno v níže uvedeném popise, při sestavování může být část původní radiální tloušťky žeber 106 odstřižena vnitřním výstupkem 100a za účelem přizpůsobení tolerancí v statorovém jádru 92, pólovém nástavci 100 a centrálním vyhledávacím členu 104. Radiálně vnitřní hrana každého vnějšího výstupku 100b je umístěna v zářezu 108, který je vytvořen na okraji statorového jádra 92. V souladu s obr. 6 až *9« 9 • 9 centrální vyhledávací člen 104 na svých opačných koncích

999 9 obsahuje oblasti, které mají v podstatě stejný tvar, ale jsou ”í* navzájem úhlově posunuty o 45° okolo podélné osy centrálního .****.

99*9 vyhledávacího členu, přičemž tuto skutečnost je možné vidět í”' • 9 9 9 zejména na obr. 7. Uvedený vzájemný úhlový posun vytváří · «99*

9 odpovídající natočení každého ze čtyř pólových nástavců 100 na ’»···' • * každém konci statorového jádra 92, díky čemuž se dosáhne ·.....

dobrého nasazení na statorové jádro, aniž by přitom došlo k tomu, že by spolu přišly do styku pólové nástavce z opačných konců. Je zřejmé, že úhlové natočení je dáno počtem pólových nástavců 100 ( jeho velikost například činí 360° děleno počtem pólových nástavců ) a že při použití jiného počtu pólových nástavců by jeho velikost byla jiná. Tvar centrálního vyhledávacího členu 104 by potom byl odpovídajícím způsobem upraven tak, aby se přizpůsobil jinému počtu pólových nástavců 100. Jak je zobrazeno na obr. 8, centrální vyhledávací člen 104 je odlit okolo kovového ložiska 110 rotorové hřídele, které se samo promazává v průběhu celé doby životnosti motoru 10. Statorové jádro 92, vinutí 94, pólové nástavce 100, centrální vyhledávací člen 104 a ložisko 110 jsou zapouzdřeni v termoplastickém materiálu za účelem vytvoření statoru 22.

Konce ložiska 110 rotorové hřídele nejsou zakryty zapouzdřovacím materiálem, díky čemuž je při montáži rotoru 24 do statoru 22 možné zasadit rotorovou hřídel 32 do ložiska ( viz obr. 3 ).

Způsob sestavení

Ve výše uvedeném popise byla popsána konstrukce ···« • · elektrického motoru 10 a v následujícím popise bude popsán ’···♦’ *

upřednostňovaný způsob sestavení uvedeného elektrického motoru ”·

10. Nejprve jsou vyrobeny jednotlivé konstrukční součásti i**;

• ·· » motoru. Přesné pořadí výroby jednotlivých konstrukčních součástí není důležité, přičemž je zřejmé, že některé nebo • 4 * « všechny součásti mohou být vyrobeny na vzdálených místech a ···’ • · následně jsou odeslány do místa, ve kterém se provede závěrečné sestavení. Rotor 24 je vytvořen pomocí zalití magnetu 35 a rotorové hřídele 32, obsahující na jednom konci vloženou součást 34. Náboj 28 a větrákové lopatky 30 jsou vytvořeny okolo magnetu 35 a rotorové hřídele 32 takovým způsobem, že je možné je bezpečným a pevným způsobem uložit do náboje. Pouzdro 26 je vytvořeno také pomocí odlití centrální součásti 54, ramen 56 a kruhové obruby 58, přičemž tyto uvedené konstrukční součásti tvoří jeden jediný konstrukční celek. Centrální součást 54 je vytvořena s vnitřními žebry 112 ( obr. 5 ), která jsou použita pro zajištění desky 40 tištěného obvodu, jak bude detailněji popsáno v níže uvedeném popise. Deska 40 tištěného obvodu je vytvořena obvyklým způsobem pomocí zasazení součástek 42 do desky. U výhodného příkladu provedení předloženého vynálezu jsou programovací kontakty 82 a napájecí kontakty 74 do obvodové desky 40 nastřeleny, přičemž je použito spíše této technologie než technologie montáže pomocí pájení ( obr. 4 ). Hallova sonda £6 je uložena na prstový výstupek 44, který vybíhá z povrchu desky, a je elektricky spojena se součástkami 42 na desce.

Stator 22 obsahuje určité konstrukční součásti, které jsou vytvořeny v době před samotným sestavováním statoru. Centrální vyhledávací člen 104 je vytvořen jako odlitek, který se

OM 9 9 rozprostírá okolo ložiska 110, jenž je vyrobeno z bronzu.

• ·*

Konce ložiska 110 vyčnívají z vyhledávacího členu 104. Ložisko ** *

110 je poté naimpregnováno lubrikační látkou takovým způsobem, .**·*. aby tato lubrikace byla dostatečná po celou dobu života motoru ««··

10. Statorové jádro 92 ( nebo cívka ) je odlito a ovinuto

- - 9999

9 magnetovými vodiči, které na statorovém jádru tvoří vinutí 94. **···’

9

Pólové nástavce 100 jsou vytvořeny pomocí ražení tenkých lamel ·***’ v podstatě ve tvaru písmene U z oceli. Lamely jsou s výhodou vyrobeny ve dvou různých provedeních, jak již bylo řečeno ve výše uvedeném popise. Tyto lamely jsou složeny dohromady a jsou svařeny a tímto způsobem vytvoří každý pólový nástavec 100 ve tvaru písmene U, přičemž lamely obsahují delší vnější výstupek a širší vnitřní výstupek, tvořící střední části pólových nástavců. Jeden pólový nástavec 100' je však vytvořen bez jedné postranní části takovým způsobem, že je vytvořen prostor pro Hallovu sondu 46.

Konstrukční součásti statoru 22 jsou sestaveny v lisovém zařízení ( nezobrazeno ) . Čtyři pólové nástavce 100, které budou umístěny na jeden konec statorového jádra 92, jsou nejprve umístěny do lisového zařízení do poloh, které určuje toto zařízení a které jsou natočeny o 90° vzhledem k budoucí ose rotace rotorové hřídele 32. Pólové nástavce 100 jsou umístěny tak, aby se otevíraly směrem nahoru. Centrální vyhledávací člen 104 a ložisko 110 jsou s patřičnou orientací umístěny v lisovém zařízení tak, aby se rozprostírali do centrálního otvoru 102 statorového jádra 92. Radiálně vnitřní hrany střední části vnitřních výstupků 100a pólových nástavců jsou přijaty odpovídajícími sedly 104a, která jsou vytvořena na jednom konci centrálního vyhledávacího členu 104. Navinuté statorové jádro 92 je do lisového zařízení vsazeno obvykle na horní část pólových nástavců, jenž byl umístěny do lisového zařízení v předchozí montážní fázi. Jiné čtyři pólové nástavce 100 jsou umístěny do lisového zařízení nad statorové jádro 92, ale jsou umístěny do takové polohy, která se vyznačuje stejným úhlovým natočením vzhledem ke statorovému jádru, jaké bude mít se stavu, kdy bude dokončeno sestavování motoru 10. Pólové nástavce 100 nad statorovým jádrem 92 se otevírají směrem dolů a jsou umístěny v polohách, které jsou natočeny o 45° vzhledem k polohám pólových nástavců ve spodní části lisového zařízení.

* · ···· • ··· ····

Lisové zařízení je uzavřeno a v důsledku své aktivace vyvíjí tlak na pólové nástavce 100 ve statorovém jádru 92. Radiálně vnitřní hrany vnitřních výstupků 100a pólových nástavců 100 zapadnou do svých odpovídajících sedel 104a centrálních vyhledávacích členů. Každé sedlo 104a určuje radiální polohu odpovídajícího pólového nástavce 100, se kterým je v záběru. Vnitřní výstupky 100a pólových nástavců 100 proniknou do centrálního otvoru 102 statorového jádra 92 a přijdou do záběru se žebry 106 na statorovém jádru, která se rozprostírají v centrálním otvoru. Vůle radiálních rozměrů, které vznikly v důsledku uvažování a vzniku tolerancí při návrhu a výrobě centrálního vyhledávacího členu 104, pólových nástavců 100 a statorového jádra 92, jsou přizpůsobeny vnitřními výstupky 100a v důsledku odstřižení části materiálu žeber 106, která jsou v záběru s pólovými nástavci. Proces odstřihávání materiálu probíhá tehdy, když pólové nástavce 100 dosedají na statorové jádro 92. Tolerance statorového jádra 92 radiálních polohách pólových nástavců jsou tímto způsobem zcela odstraněny. Radiální polohy pólových nástavců 100 musí ···· být pečlivě nastaveny, aby se docílilo vytvoření co možná *....· ···· nejmenší vzduchové mezery mezi pólovými nástavci a rotorovým **!* magnetem 35, aniž by přitom ovšem došlo k mechanické .····.

• » • v·· interferenci mezi statorem 22 a rotorem 24. :*··

- - t · · ·

Sestavené statorové jádro 92, pólové nástavce 100, • · centrální vyhledávací člen 104 a ložisko 110 jsou umístěny v ·.....

odlévací formě a jsou v podstatě zapouzdřeni do vhodného ohnivzdorného termoplastického materiálu. U některých aplikací nemusí být odlévací materiál ohnivzdorný. Konce ložiska 110 jsou v průběhu procesu odlévání zakryty a nejsou tedy v kontaktu se zapouzdřovacím materiálem. Zakončovací svorky 98 pro vytvoření elektrického spojení s vinutím 94 také nejsou zcela zakryty zapouzdřovacím materiálem ( viz obr. 4 ) .

Zkosený lem 70 a výstupky 36 jsou vytvořeny ze stejného materiálu, z jakého je vytvořeno zapouzdření zbývající části statoru. Výstupky 36 jsou s výhodou relativně dlouhé, přičemž jejich délka činí přibližně jednu třetinu dokončeného a zapouzdřeného statoru. Délka výstupků 36 umožňuje, aby mohly být vyrobeny tenčí i u robustnějších konstrukcí, ikdyž zároveň umožňuje vykonávat pružné ohyby, které jsou potřeba pro vytvoření západkového spojení v pouzdru 26. Kromě výstupků 36 a zkoseného lemu 70 jsou navíc vyrobeny také dva polohovací

-25 prvky 114, které ubíhají souosým způsobem ve stejném směru jako výstupky a v situaci, kdy probíhá spojování, zajišťují, aby se stator 22 nacházel v odpovídající poloze s patřičným úhlovým natočením vzhledem k pouzdru 26. Dále jsou vytvořeny konstrukční součásti, které slouží k podpírání desky tištěného obvodu. Dvě z těchto konstrukčních součástí mají podobu bloků

116, z nichž jeden je umístěn za zakončovacími svorkami 98, —“ «··* zatímco jiné dva mají podobu kolíků 118 ( na obrázcích je ’····* —’— ···· zobrazen pouze jeden z nich ). *”* ···· * · • · ···»

Poté je provedena montáž zapouzdřeného statoru 22 a rotoru 24, čímž se dosáhne vytvoření dílčí konstrukce statoru / rotoru. Nasazovací podložka 120 ( obr. 3 ) je ·*·· • · nasazena na rotorovou hřídel 32 a je zasunuta na pevný konec rotorové hřídele v náboji 28.. Nasazovací podložka 120 je vyrobena z materiálu, který je svými vlastnostmi podobný gumě a který je na jednu stranu schopen absorbovat vibrace a má nízký koeficient tření a na druhou stranu usnadňuje skluz po statoru 22. Strana nasazovací podložky 120, která je vyrobena z materiálu s nízkým koeficientem tření, je orientována osově směrem ven k otevřenému konci náboje 28. Stator 22 je zasazen do náboje 28, přičemž rotorová hřídel 32 je přijata Ložiskem 110 ve středu statoru. Jeden konec ložiska 110 je v kontaktu se stranou nasazovací podložky 120, která je vyrobena z materiálu s nízkým koeficientem tření, takže náboj 28 může volně rotovat vzhledem k ložisku. Jiná nasazovací podložka 122 je umístěna na volném konci ložiska 110 a na konec rotorové hřídele 32 je nasazena E sponka 52, aby hřídel nemohla vypadnout z ložiska. Rotor 24 je tedy bezpečným a stabilním způsobem nasazen na statoru 22.

Deska 40 tištěného obvodu je pevně umístěna v dílčí konstrukci statoru / rotoru. Konstrukce desky 40 tištěného obvodu je zobrazena na obr. 4, ovšem na tomto obrázku není z důvodů větší přehlednosti výkresu zobrazen rotor 24.. Deska 40 tištěného obvodu je zasazena mezi tři výstupky 36 statoru 22.

Prstový výstupek 44 obvodové desky 40 je zasunut do otvoru 124, vyrobeném při zapouzdřování, takže Hallova sonda 46 na ·»·· konci prstového výstupku je umístěna v zapouzdřené oblasti u *’!’ nevyváženého pólového nástavce 100’, který byl vyroben bez .····* jedné postranní části s tím úmyslem, aby byl vytvořen ;··· · ·· odpovídající prostor pro Hallovu sonda. Ke statoru 22 bližší • « strana obvodové desky 40 je v kontaktu s bloky 116 a kolíky • ·

118, které zajišťují, aby se obvodová deska nacházela v předem í.....

dané vzdálenosti od statoru. Zakončovací svorky 98, které vybíhají ze statoru 22., jsou přijaty pomocí dvou otvorů 126 v obvodové desce 40. Zakončovací svorky 98 jsou vhodným způsobem elektricky spojeny se součástkami 42 obvodové desky, přičemž jako příklad vhodné spojovací technologie lze například uvést pájení. Spojení zakončovacích svorek 98 s deskou 40 je jediný pevný spoj mezi deskou tištěného obvodu a statorem 22.

Dílčí konstrukce statoru / rotoru a deska 40 tištěného obvodu jsou poté spojeni s pouzdrem 26, přičemž po této montážní fázi je prakticky dokončeno sestavování motoru.

Výstupky 36 jsou umístěny v návaznosti na odpovídající kanály 62 v centrální součásti 54 a prvky 114 jsou umístěny v návaznosti na vybrání 128, která jsou vytvořena v centrální součásti ( viz obr. 5 a 14 ) . Výstupky 36 jsou přijaty v centrální součásti 54 pouze při dodržení jedné orientace a to z důvodů přítomnosti prvků 114. Dílčí konstrukce statoru / rotoru je zasunuta do centrální součásti 54.. Volné konce výstupků 36 jsou na svých vnějších koncích zkoseny, což ulehčí vstup výstupků do centrální součásti 54. Centrální součást se lehce zužuje směrem ke svému uzavřenému konci. Když výstupky 36 vstupují do centrální součásti a poté jsou postupně zasouvány, jsou radiálním způsobem odchylovány ze ···· • 9 svých klidových poloh směrem dovnitř. Když západka 38 na konci **··.* •999 každého výstupku dosáhne schodu 64 na vnitřním konci kanálu 62, výstupek 36 se narovná směrem ven, takže západka přijde do • 000 záběru s ramenem. Výstupek 36 je stále vychýlen ze své klidové Ϊ*“ polohy, takže má radiální předpětí směrem ven, což udržuje ‘ ^J · · · · « * západku 38 ve schodu 64. Záběr západky 38 se schodem 64 *····* * · zabraňuje tomu, aby dílčí konstrukce statoru / rotoru a deska **··· 40 tištěného obvodu byly vyjmuty z centrální součásti 54. V této chvíli je motor 10 zcela sestaven pomocí samoupevňovací konstrukce, aniž by přitom bylo použito jakéhokoliv upevňovacího prvku.

Deska 40 tištěného obvodu je zajištěna ve své odpovídající poloze pomocí interferenčního spojení se žebry 112 v centrální součásti 54. V průběhu zasouvání konstrukce statoru / rotoru do centrální součásti 54 jsou okrajové hrany obvodové desky 40 v záběru se žebry 112. Žebra jsou pevnější než materiál desky tištěného obvodu, takže deska tištěného obvodu je žebry 112 částečně zdeformována za účelem vytvoření interferenčního spojení. Tímto způsobem je deska 40 tištěného obvodu zajištěna ve své odpovídající poloze, aniž by přitom bylo použito jakéhokoliv upevňovacího prvku. Úhlová orientace desky tištěného obvodu 40 je dána orientací jejího spojení se zakončovacími svorkami 98 ze stator 22. Programovací kontakty 82 jsou proto v centrální součásti 54 umístěny v návaznosti na port 84 a napájecí kontakty 74 jsou umístěny v návaznosti na přípojkovou zásuvku 76. Je také zřejmé, že deska 40 tištěného obvodu může být ve statoru 22 umístěna, aniž by přitom bylo použito jakéhokoliv interferenčního spojení s centrální součásti 54. Například na statoru 22 vytvořený kolík ···· ( nezobrazeno ) může procházet skrze obvodovou desku a na něj • flflfl může být nasunut násuvný prvek na obvodové desce, díky Čemuž ··;* se obvodová deska připevní ke statoru.

• » • fl·· • flflfl <···

U výhodného příkladu provedení předloženého vynálezu není · • ··· • · motor 10 naprogramován nebo testován před dokončením závěrečné • fl montáže motoru. Poté, co je dokončena uvedená závěrečná ;····· montáž, je k desce tištěného obvodu 44 pomocí portu a přípojkové zásuvky 76 připojena skupinová spojka ( tato

skutečnost není	nezobrazena, ale je	v podstatě reprezentována
sondou 88 a	výkonovou přípojka	78	) . Motor	je poté
naprogramován,	přičemž programem	je	nastavena	například
rychlost a startovací zpoždění, a	poté	je motor	otestován.

Pokud je zjištěno, že obvodová deska 40 je poškozena, je možné nedestruktivním způsobem rozebrat motor a nahradit obvodovou desku, aniž se přitom manipulovalo s ostatními částmi motoru. Uvedenou nedestruktivní demontáž je možné provést pomocí vložení ručního nářadí ( nezobrazeno } do otvorů 66 v uzavřeném konci centrální součásti 54 a pomocí vystrčení západek 38 ze schodů 64. Pokud naopak motor úspěšně projde záručními a garančními testy, je do portu 84 umístěn kryt 86 a motor je připraven pro expedici.

-29 S motorem podle předloženého vynálezu je možné motor 10 přeprogramovat v době, kdy se již nenachází na místě, kde proběhla jeho původní konstrukce či závěrečná montáž. Koncový uživatel, jakým může být například výrobce mrazících boxů, může sám sejmout kryt 86 z portu 84 a pomocí tohoto portu může připojit sondu 88 k programovacím kontaktům 82.. Motor může být podle potřeby přeprogramován k tomu, aby si ukládal informace o změnách provozních parametrů motoru, které uživatel provedl.

Motor 10 lze umístit na jeho provozním místě, jakým je například mrazící box, pomocí prostrčení upevňovacích prvků { nezobrazeno ) skrze otvory 60 v kruhové obrubě 58 a v boxu a jejich následného upevnění. Díky pouzdru 26 je proto možné připevnit celý motor k nosné konstrukci, přičemž je použito spoje v oblasti kruhové obruby 58. Motor je spojen s napájecím zdrojem pomocí přípojky 78, zastrčené do přípojkové zásuvky 2θ [ obr. 14 ) . Západky 130, z nichž je na obrázcích zobrazena pouze jedna a které se nachází po stranách přípojky 78., zapadnou do štěrbin na odpovídajících stranách jazýčku 132, díky Čemuž je přípojka uzamčena v přípojkové zásuvce 76. Před tím, než je do desky 40 tištěného obvodu přivedeno napájecí napětí, přijde přípojka 78 do kontaktu s výstupky 80 v přípojkové zásuvce 7 6, takže i ve své plně zasunuté poloze si zásuvka udržuje daný odstup od desky tištěného obvodu. V důsledku toho jsou napájecí kontakty 74 zasunuty do přípojky 78 dostatečně daleko na to, aby se vytvořilo elektrické spojení, ale přitom nejsou do přípojky zcela zasunuty. Ikdyž se potom v prostředí mrazícího boxu může na napájecích kontaktech 74 tvořit led, nebude se díky této konstrukci tvořit mezi přípojkou 78 a deskou 40 tištěného obvodu takovým «99· • 9 • 9 • 999 • 999 • 9·· * 9 • · ···· «••9 • 999 9 způsobem, aby došlo k případnému nežádoucímu rozpojení a / nebo poškození odpovídajících konstrukčních součástí.

Obr. 16 zobrazuje blokový diagram mikroprocesorem řízeného jednofázového motoru 500 podle předloženého vynálezu. Motor 500 je napájen střídavým napájecím zdrojem 501. Motor 500 obsahuje stator 502 s jednofázovým vinutím. Proud, který je ···» • · dodávaný z napájecího zdroje 501, proudí přes výkonový *··..* ···# napájecí obvod 503 přímo do výkonového spínacího obvodu. **

Výkonový spínací obvod může být jakýkoliv obvodu pro komutaci statoru 502, jakým je například H - můstek 504 s výkonovými !*” spínači pro selektivní připojování stejnosměrného napájecího * • · zdroje 501 k jednof ázovému vinutí statoru 502. Permanentní ’····* * · magnet rotoru 506 je magneticky spřažen se statorem a je ***** otáčen pomocí komutace vinutí a komutací vytvořeného magnetického pole. Motor je s výhodou vytvořen jako obrácený motor, u kterého se stator nachází ve vnitřním prostoru rotoru a u kterého vnější rotor rotuje okolo vnitřního statoru.

Nicméně je však potřeba říci, že rotor je také možné umístit do vnitřního prostoru vnějšího statoru.

Snímač polohy, jakým je například Hallova sonda 508, je umístěn na statoru 502 za účelem detekce polohy rotoru 506 vzhledem k vinutí a za účelem vytváření polohového signálu, dodávaného pomocí vodiče 510, přičemž uvedené polohový signál nese informaci o zjištěné poloze rotoru 506. Obecná vztahová značka s číslem 512 označuje řídící obvod, obsahující mikroprocesor 514 pro vyhodnocení polohového signálu a pro jeho příjem pomocí vodiče 510. Mikroprocesor 514 je spojen s H

- můstkem 504 za účelem selektivní komutace výkonových spínačů pro zajištění komutace jednofázového vinutí statoru 502 v závislosti na polohovém signálu.

Napájecí napětí VDD mikroprocesoru 514 je pomocí vodiče 516 přiváděno z napájecího obvodu 503. Nízkonapěťový resetovací obvod 518 sleduje napětí VDD na vodiči 516, které je přiváděno do mikroprocesoru 514. Resetovací obvod 518 selektivně • * zresetuje mikroprocesor 514 v případě, že vodičem 516 do *····’ ···» mikroprocesoru přiváděné napětí VDD přejde z úrovně pod danou “!* «

mezní hodnotou nad úroveň předem dané mezní hodnoty. Mezní »”*’· hodnotou je obvykle minimální napětí, které je potřeba dodávat do mikroprocesor 514, aby byl schopen provozu. Proto je účelem * resetovacího obvodu 518 udržovat provoz a znovu obnovovat ···· • · provoz mikroprocesoru v případě, že vodičem 516 přiváděné · napětí VDD poklesne pod původně nastavenou minimální velikost, kterou je potřeba dodržet, aby mikroprocesor 514 dobře pracoval.

Kromě toho může být za účelem ušetření elektrické energie Hallova sonda 508 přerušovaně napájena napájecím obvodem 520, který pod kontrolou mikroprocesoru 514 vytváří šířkově nemodulované napájecí impulzy, jenž jsou potom přiváděny do Hallovy sondy.

Mikroprocesor 514 obsahuje řídící vstup 522 pro příjem signálu, který ovlivňuje řízení motoru 500. V situaci, kdy je mikroprocesor naprogramován k tomu, aby řídil rotor komutací statoru pro dosažení dvou nebo většího počtu diskrétních rychlostí, může být uvedeným signálem například signál s informací o rychlosti. Nebo je také možné řídit spojité změny rychlosti motoru nebo jeho točivý moment v závislosti na teplotě. Například místo Hallovy sondy 508 nebo ve spojení s ní lze podle potřeby použít snímač 524 teploty pro měření teploty vzduchu v okolí motoru. Tento výhodný příklad provedení předloženého vynálezu je užitečný zejména tehdy, pokud rotor 506 pohání větrák, který zajišťuje proudění vzduchu kondenzátorem pro účely odvádění kondenzátorem

99·· vytvářeného tepla, nebo který zajišťuje proudění vzduchu ·*.*.· ···· odpařovacím zařízení pro ochlazovací účely, přičemž uvedený ···· výhodný příklad provedení předloženého vynálezu je zobrazen na .···· • » 9 999 obr. 1 až 15. ····

9 9 9 •

9 9 9 9 9

U jednoho výhodného příkladu provedení předloženého ·...*·

9 vynálezu reagují procesorové taktovací hodiny na teplotu ;····· vzduchu, který proudí v okolí motoru, a slouží k dodávání teplotního signálu, který nese informaci o zjištěné teplotě.

Je-li v dané aplikaci použit kondenzátor, přičemž větrák žene vzduch do kondenzátorů, uvedená teplota reprezentuje okolní teplotu a rychlost ( proudění vzduchu ) je přizpůsobena tak, aby se docílilo minimálního potřebného proudění vzduchu při změřené teplotě, které je potřeba pro optimalizaci procesu přenosu tepla. Když větrák v kondenzátorů žene vzduch, uvedená teplota reprezentuje okolní teplotu a také změnu teploty ( At ), která byla způsobena teplem kondenzátorů, odvedeným prouděním vzduchu. V tomto případě je v reakci na vyšší kombinovanou teplotu zvyšována rychlost motoru ( rychlost je zvyšována zvětšováním točivého momentu motoru, to znamená pomocí snížení vypínacího času PDOFFTIM výkonového zařízení viz obr. 26 ) . Rychlost motoru může být navíc nastavena takovým způsobem, aby pro různá teplotní pásma vytvářela různá

-33 proudění vzduchu, přičemž uvedenými různými prouděními vzduchu se rozumí odlišná konstantní proudění vzduchu pro dané podmínky statického tlaku větráku. Podobně je tomu i u kondenzátorové aplikace. Točivý moment, který je potřeba k tomu, aby motor běžel s požadovanou rychlostí, reprezentuje statickou zátěž motoru. Vyšší statická zatížení mohou být způsobena montáží v uzavřených prostředích, motory mohou být například zabudovány do mrazícího boxu, nebo mohou být způsobena tím, že proudění vzduchu v kondenzátoru je ztíženo v souvislosti se vznikem a usazováním prachu či odpadních částic. Obě tyto podmínky mohou mít za následek zvýšení proudění vzduchu / rychlosti.

Analogicky může být v odpalovacích aplikacích zvýšený statický tlak známkou zamrzání nebo velmi těsného uložení skladovaných chlazených objektů.

··· • « ··»« ·· · ···· • » ♦ · ···· ·»»· »··« *

• ··♦

9

U jedné komerční chladící aplikace odpalovací větrák pohání vzduch vzduchové záclony a vzduch, který chladí potraviny. Tento větrákem poháněný vzduch proudí odpalovacím zařízením. Teplota proudu vzduchu reprezentuje teplotu vzduchové záclony a teplotu potraviny chladícího vzduchu. Rychlost větráku je potom vhodným způsobem přizpůsobována tak, aby byla udržována požadovaná teplota.

Krom toho může mikroprocesor 514 komutovat spínače s proměnnou rychlostí za účelem zachování v podstatě konstantní rychlosti proudění vzduchu, který je poháněn větrákem, upevněným na rotoru 506. V tomto případě mikroprocesor 514 generuje poplachový signál pro aktivací poplachu 528 ve

-34 chvíli, kdy rychlost motoru je větší než požadovaná rychlost, která odpovídá konstantnímu proudění vzduchu a na které má být motor provozován. Podobně jako v případě požadovaného točivého momentu, může být požadovaná rychlost určena mikroprocesorem v závislosti na počáteční statické zátěži motoru a časových změnách této statické zátěže.

Obr. 23 zobrazuje upřednostňovaný výhodný příklad provedení předloženého vynálezu, u kterého je mikroprocesor 514 naprogramován v souladu se zobrazeným vývojovým diagramem. Vývojový diagram na obr. 23 znázorňuje režim, ve kterém je motor komutován pro zajištění konstantní rychlosti proudění vzduchu v souladu s rychlostmi a točivými momenty, nadefinovanými v tabulkách, jenž nezahrnují body rezonance. Pokud rotor například pohání větrák pro vytvoření proudění vzduchu v kondenzátoru, vyznačuje se motor určitými rychlostmi, při kterých nastává jev rezonance, jenž způsobuje zvýšení míry vibrací a / nebo zvýšení akustického hluku. Rychlosti, při kterých nastávají podobné vibrace a f nebo akustický hluk, jsou obvykle stejné nebo si jsou podobné a je možné je předpovídat, zejména v případech, kdy jsou motor a k němu připevněný větrák vyrobeni s velmi malými tolerancemi. Vibrace a hluk je proto možné omezit pomocí takového naprogramování mikroprocesoru, které omezuje provoz při určitých rychlostech nebo které vylučuje provoz v určitých rychlostních rozsazích, při kterých nastávají vibrace nebo hluk. Jak je zobrazeno na obr. 23, mikroprocesor 514 potom pracuje následujícím způsobem. Po startu nastaví mikroprocesor ve fázi 550 cílovou proměnnou I tak, aby odpovídala ukazateli φφφφ « · « · ··*· φφφφ w

• Φφφ φφφφ « * « · φφφφ •«φ φ • ·φφ φφφφ • φ • φ φφφφ počáteční startovací rychlosti, který definuje rychlost

-35 konstantního proudění vzduchu. Například ji nastaví jako 1=0. Poté mikroprocesor přejde do fáze 552 a zvolí rychlostní pracovní bod ( SSP ) z tabulky, ve které je ke každé úrovni 0 až n proměnné přiřazen odpovídající rychlostní pracovní bod ( SSP ), který odpovídá vypínacímu čas výkonnového zařízení ( PDOFFTIM « P_Bj_n ) pro minimální výkon a odpovídající vypínací čas výkonnového zařízení

9999 • 9 { PDOFFTIM = Pmax ) pro maximální výkon. *.·<·*

999« ♦

«« 9«

Je potřeba říci, že se stoupajícím PDOFFTIM klesá výkon motoru, jelikož v průběhu každé komutační periody se řízené výkonové spínače nacházejí delší dobu ve vypnutém stavu. Vývojový diagram podle obr. 23 je v souladu s tímto specifickým konstrukčním řešením. Odborníci se znalostí dosavadního stavu techniky mohou navrhnout jiné ekvivalentní způsoby řízení výkonu motoru.

• •9 9 9 9 « · <999

9999

IhH

9999 • 9 9 9

999« • 9 999999 9

Po zpoždění ve fázi 554, během kterého je motoru umožněno se stabilizovat, mikroprocesor 514 zvolí PDOFFTIM pro minimální výkonovou úroveň ( P,_<T, ) z tabulky, která umožňuje ovládání proudu na základě údajů o minimální výkonové úrovni, jenž jsou přiřazeny ke zvolené velikosti proměnné I. Ve fázi 558 mikroprocesor zvolí PDOFFTIM pro maximální výkonovou úroveň { P_m,_y ) z tabulky, která umožňuje ovládání proudu na základě údajů o maximální výkonové úrovni, jenž jsou přiřazeny ke zvolené velikosti proměnné I.

Ve fázi 560 mikroprocesor porovná současný PDOFFTIM, který reprezentuje současnou výkonovou úroveň, s minimálním PDOFFTIM ( P»in ) pro dané I. Pokud je současný PDOFFTIM větší než

-36 minimální PDOFFTIM ( PDOFFTIM > Pmin ), pak mikroprocesor přejde do fáze 562 a porovná úroveň proměnné I s maximální hodnotou n. Pokud je ovšem I větší než nebo n nebo mu je rovné, mikroprocesor přejde fáze 564, ve které nastaví I na velikost n. Jinak musí být I menší než maximální hodnota I, takže z tohoto důvodu mikroprocesor 514 přejde do fáze 566, ve které zvýší I o jednu úroveň.

Pokud mikroprocesor 514 ve fázi 560 zjistí, že současný « ·· «

PDOFFTIM je menší než nebo rovný minimu PDOFFTIM ·*“ ( PDOFFTIM < P ), přijde mikroprocesor do fáze 568 a porovná · j ;

současný PDOFFTIM, reprezentující současnou výkonovou úroveň, ···;’ •

s maximálním PDOFFTIM ( P^ ) pro dané I. Pokud současný ’*·* PDOFFTIM je menší než maximální PDOFFTIM ( PDOFFTIM <

• · mikroprocesor přejde do fáze 570 a porovná úroveň proměnné I s

minimální hodnotou 0.	Pokud	je I	menší nebo rovno	0,
mikroprocesor přejde do	fáze	572,	ve které nastaví I	na
hodnotu rovnou 0. V opačném	případě	musí být I větší	než
minimální hodnota pro I	a mikroprocesor 514 přejde do	fáze

574, ve které sníží I o jednu úroveň.

Pokud je současný PDOFFTIM menší nebo rovný minimu a je větší nebo rovný maximu, což znamená, že výsledek obou fází 560 a 568 je negativní, motor pracuje s takovou rychlostí a výkonem, kteří jsou potřeba pro zajištění požadovaného proudění vzduchu, v důsledku čehož mikroprocesor se vrátí zpět do fáze 552 za účelem udržení svého provozního stavu.

Krom toho je možné mikroprocesor 514 naprogramovat s využitím algoritmu, který definuje proměnnou rychlost, se kterou jsou komutovány spínače. Tato proměnná rychlost se může spojitě měnit v předem daném rozsahu alespoň mezi minimální rychlostí Smin a maximální rychlostí S_max s výjimkou předem daného rozsahu rychlostí Sl + S2, který je vyjmut z předem daného rozsahu. V důsledku toho při rychlostech v rozsahu mezi Sl - S2 a Sl mikroprocesor provozuje motor s rychlostí Sl - S2 a při rychlostech v rozsahu mezi Sl a Sl + S2 mikroprocesor provozuje motor s rychlostí Sl + S2.

···· • » R · ·*·«

Obr. 22 zobrazuje schéma zapojení H - můstku 504, který Ϊ**’ tvoří výkonový spínací obvod s výkonovými spínači podle * •

vynálezu, ikdyž je možné použít i jiná konstrukční řešení, ···· «

jakým je například použití dvou vinutí s jedním zakončením ’· nebo použití H - můstku podle U.S. patentu s číslem 5,859,519.

« · · *

Stejnosměrné vstupní napětí je pomocí přívodu 600 přivedeno do *

vstupních spínačů Ql a Q2. Výstupní spínač Q3 uzavírá dílčí obvod selektivním připojením spínače Q2 a statoru 502 k uzemnění 602. Výstupní spínač Q4 uzavírá jiný dílčí obvod selektivním spojením spínače Ql a statoru 502 s uzemněním 602.

Výstupní spínač Q3 je ovládán spínačem Q5, který pomocí portu BQ5 přijímá řídící signál. Výstupní spínač Q4 je ovládán spínačem Q8, který pomocí portu BQ8 přijímá řídící signál.

Když je spínač Q3 uzavřen, vodič 604 přivede na bázi spínače Ql takový potenciál, který otevře spínač Ql, což zajistí, že spínač Ql bude vždy otevřen, když bude spínač Q3 uzavřen.

Obdobným způsobem vodič 606 zaručí, že spínač Q2 bude otevřen, když spínač Q4 bude uzavřen.

Jednofázové vinutí statoru 502 obsahuje první zakončení F a druhé zakončení S. Jak je možné vidět na schématu, spínač Ql představuje první vstupní spínač, který je zapojen mezi zakončení S a napájení, reprezentované přívodem 600. Spínač Q3 představuje první výstupní spínač, který je zapojen mezi zakončení S a uzemnění 602. Spínač Q2 představuje druhý vstupní spínač, který je zapojen mezi zakončení F a napájení, reprezentované přívodem 600. Spínač Q4 představuje druhý výstupní spínač, který je zapojen mezi zakončení F a uzemnění 602. V důsledku toho mikroprocesor ovládá první vstupní spínač

Q1 a druhý vstupní spínač Q2 a první výstupní spínač Q3 a ·/* ;

• · · * • ··· druhý výstupní spínač Q4, přičemž proud je dodáván v průběhů prvních 90° komutační periody, což je zobrazeno na obr. 27.

β · • ·

Prvních 90° komutační periody je důležitých a to z hlukových ‘III, ♦ ·· důvodů a z důvodů účinnosti a také z důvodů existence ’ • · · · požadavků na topologii tohoto výkonového zařízení ( jinými slovy, je vždy sepnut buď Q1 nebo Q2, když je odpovídajícím Ϊ»..!· způsobem vypnut buď Q3 nebo Q4 ). PDOFFTIM je termín, který je používán v softwarových algoritmech výkonového řízení. Když je první výstupní spínač Q3 otevřený, první vstupní spínač Q1 je uzavřený. Obdobným způsobem je druhý vstupní spínač Q2 spřažený s druhým výstupním spínačem Q4 a reaguje na něj, takže když je druhý výstupní spínač Q4 uzavřený, druhý vstupní spínač Q2 je otevřený. Také v situaci, kdy je druhý výstupní spínač Q4 otevřený, je druhý vstupní spínač Q2 uzavřený. Tato skutečnost je zobrazena na obr. 27, na kterém je vidět, že v jakémkoliv okamžiku provozu je stav Q1 je opačný vzhledem ke stavu Q3 a stav Q2 je opačný vzhledem ke stavu Q4.

Obr. 26 zobrazuje vývojový diagram, který znázorňuje rozběhový režim, u nějž je proudové maximum určeno pomocí PDOFFTIM v závislosti na odpovídající rychlosti motoru. V

-39 tomto režimu je u výkonových zařízení softwarovým způsobem souvisle prováděna šířková modulace pulzů, přičemž tato modulace je prováděna za účelem nastartování motoru. Předložený startovací algoritmus ve startovacím režimu provede osm komutací a poté přejde do režimu chodu. Podobný algoritmu může konstantní zrychlení aproximovat pomocí zvolení správného poměru PDOFFTIM a rychlosti. Ve fázi 650 je hodnota HALLIN konstanta, která definuje počáteční hodnotu Hallovy sondy. Pokud se ve fázi 652 změní aktuální hodnota Hallovy sondy ( HALLOLD ), je ve fázi 654 HALLIN nastavena tak, aby se rovnala HALLOLD, a ve fázi 656 je PDOFFTIM pozměněn v závislosti na otáčkách.

Obr. 25 zobrazuje výstupy mikroprocesoru ( porty BQ5 a Ϊ J BQ8 ), které řídí motor, když se impulzně změní výsledek snímání Hallova jevu ( signál HS3 ) . Když je signál H53 nulový, je u tohoto příkladu signál z portu BQ5 modulován pulzně šířkovou modulací. Když se signál HS3 ( v okamžiku snímání ) změní na 1, má mikroprocesor k dispozici konečnou časovou periodu { zpoždění ), aby rozpoznal magnetickou změnu, po které je port BQ5 ve vypnutém stavu, což je použito k pulzně šířkové modulaci signálu z portu BQ8 ( v průběhu časové periody PWMTIM ).

Obr. 24 zobrazuje jiný alternativní aspekt vynálezu, který se vyznačuje tím, že mikroprocesor je v průběhu režimu chodu provozován v bezpečné provozní oblasti, aniž by přitom bylo použito snímání proudu. V souladu s obr. 24 mikroprocesor 514 zejména řídí vstupní spínače Q1 - Q4 takovým způsobem, že každý vstupní spínač je otevřený nebo uzavřený v průběhu

-40 minimální časové periody ( PDOFFTIM ) každé periody pulzně šířkově modulace, přičemž ochrana před přehřátím je zajištěna bez potřeby snímání proudu. Minimální perioda může být zejména funkcí rychlosti rotoru, přičemž ochrana před přehřátím je zajištěna bez snímání proudu pomocí omezení celkového proudu v čase. Jak je zobrazeno na obr. 24, pokud je rychlost větší než minimální hodnota ( jinými slovy, pokud platí, že A < 165 ), A je nastavena na hodnotu 165 a omezení SOA je vynecháno a není

9999 jej potřeba. Pokud je však rychlost menši než { nebo rovná ) ζ ;

9999 «9·· minimální hodnotě { jinými slovy, pokud A > 165), zajistí postup podle obr. 24, že spínače jsou vypnuty v průběhu • 9 a 9 minimální časové periody za účelem omezení proudu. A je • 9 99 proměnná a je vypočítána pomocí rovnice, která popisuje *

9 9« minimální hodnotu PDOFFTIM pro danou rychlost ( rychlost je konstanta, vynásobená číslem 1 / TINPS, kde TINPS je perioda motoru ) . Pokud platí, že A < PDOFFTIM, je potom PDOFFTIM nastaven na A, že proud motoru je udržován na maximální požadované hodnotě při rychlosti, se kterou motor běží.

Jak je zobrazeno na obr. 18, motor obsahuje resetovací řídící obvod 512 pro selektivní zresetování mikroprocesor ve chvíli, kdy se napětí VDD napájecího zdroje změní z úrovně pod předem danou mezní hodnotou na úroveň nad předem danou mezní hodnotou. Konkrétně spínač Q6 zablokuje mikroprocesor pomocí portu MCLR / VPP ve chvíli, kdy děličové napětí mezi rezistory R16 a R17 poklesne pod předem danou mezní hodnotu. Mikroprocesor je opětně zaktivován a nastaven ve chvíli, kdy se napětí vrátí zpět nad úroveň předem dané mezní hodnoty, což ve svém důsledku způsobí uzavření spínače Q6.

-41 Obr. 19 zobrazuje upřednostňovaný výhodný příklad provedení předloženého vynálezu napájecího obvodu 520 pro Hallovu sondu 508. Mikroprocesor vygeneruje pulzně šířkovou modulací namodulovaný signál GP5, který přerušovaně napájí Hallovu sondu 508_f což je zobrazeno na obr. 21 pomocí přerušovaně uzavíraného spínače Q7, jenž pomocí vodiče HS1 přivádí napětí VB2 do Hallovy sondy 508.

Obr. 17 zobrazuje schéma zapojení napájecího obvodu 503, který pomocí H - můstku 504 dodává napětí V_in pro napájení statorového jednofázového vinutí a který také dodává další napětí, která jsou potřebná pro řízení H - můstku 504 a pro provoz mikroprocesoru 514. Nízká provozní napětí, mezi která patří zejména napětí VB2 pro řízení napětí spínačů Ql - Q4, napětí VDD pro provoz mikroprocesoru, napětí HS2 pro provoz Hallovy sondy 508 a napětí VS5, které je referenčním napětím země řídícího obvodu a které se nemusí nutně vztahovat na vstupní střídavé nebo stejnosměrné napětí, jsou odvozována ze vstupního napětí V_in, přičemž je využito sériově zapojeného bezeztrátového kapacitoru Cl.

» * ► ··· *« · « « «

Obr. 20 zobrazuje vstupy a výstupy mikroprocesoru 514. Jak je možné vidět na tomto obrázků, je pro snímač polohy použit pouze jeden vstup GP4, přičemž tento vstup GP4 sloužící pro přívod informace, která je využita k řízení stavu řídícího signálu z portu BQ5, přiváděného do spínače Q5 za účelem řízení výstupního spínače Q3 a vstupního spínače Ql, a která je také využita k řízení stavu řídícího signálu z portu BQ8, přivedeného do spínače Q8 za účelem řízení výstupního spínače Q4 a vstupního spínače Q2. Vstup GP2 je podle potřeby

-42 volitelný vstup pro nastavení rychlosti motoru nebo jiného parametru nebo při kombinovaném použití s termistorem 524 je možné jej připojit na výstup komparátoru teploty.

Obr. 28 zobrazuje vývojový diagram upřednostňovaného výhodného příkladu realizace režimu chodu, během kterého je ovládán proud výkonových zařízení. Tento režim se vyznačuje následujícími charakteristikami:

·« ·· • « • ♦ « ««· • · · ·· ··

Φ

ŘÍZENÍ VÝKONOVÉHO ZAŘÍZENÍ ( PROUDU ) PŘI CHODU MOTORU • Na konci každé komutace budou výkonová zařízení vypnuta ; ;

·« *« tak dlouho, než je vypočítána příští komutační perioda.

OFFTIM = TINP	/ 2.	( Komutační	perioda	děleno
dvěma = 90° ) .	Toto	je vypočítáno	také v	průběhu
startovací fáze.

Po osmi komutacích ( jedno otočení motoru ) a po ukončení startovací rutiny je vypočítán PWMTIM, přičemž PMMTIM = OFFTIM / 4 • Na začátku každé komutační periody je čítač ( C0UKT8 ) nastaven na hodnotu 5, aby se zajistilo, že výkonová zařízení budou v průběhu této komutace čtyřikrát zapnuta:

-43 PWMSUM = PWMTIM

PDOFFSUM = PWMTIM - PDOFFTIM

TIMER = 0 ( PDOFFTIM je použit pro ovládání velikosti proudu v motoru a je přizpůsobován pomocí řídícího algoritmu ( RYCHLOST, TOČIVÝ MOMENT, CEM a podobně ) ).

• Komutační čas je nastaven na 0 při každé definované

Hallově změně, HALLOLD je uložená změřená Hallova ·**’ * · · · hodnota. · • * • · « ·· * · ·· _e · · ··

V prubehu chodu motoru je v každé komutační periodě vykonán proces, který je založen na vývojovém diagramu, jenž je ·· ·· zobrazen na obr. 28. Konkrétně ve fázi 702 je nejprve zkontrolován komutační čas, aby se zjistilo, zda se motor nacházel v této poloze po příliš dlouhou časovou periodu, v našem případě činí délka této doby 32 ms. Pokud je ve fázi 702 odpověď pozitivní, je ohlášen zakleslý rotor a program přejde do fáze 704 obsluhy zaklesnutého rotoru. V opačném případě proces ve fázi 706 zjistí, zda je komutační čas věští než OFFTIM. Pokud tomu tak je, komutační perioda je větší než 90 elektrických stupňů a proces přejde do fáze 708, ve které odpojí zařízení a ve fázi 710 ukončí obsluhovací rutinu.

Následně je ve fázi 712 porovnán komutační čas s hodnotou PWMSUM. Pokud je komutační čas menší než PWMSUM, je ve fázi 714 zjištěno, zda je komutační čas je menší nebo roven hodnotě PDOFFSUM. Pokud je toto tvrzení pravdivé, je obsluhovací rutina ukončena ve fázi 716, v opačném případě program přejde do fáze 708 ( pokud odpověď ve fázi 714 zní ano ).

-44 V opačnéném případě, kdy je komutační čas je větší nebo rovný hodnotě PWMSUM, je ve fázi 718 k hodnotám PMMSDM a

PDOFFSUM	přičtena hodnota	PWMTIM za	účelem	přípravy	na
následující periodu pulzně	šířkové modulace a	proměnná A	je
nastavena	na COUNT8 - 1.
Pokud	je ve fázi 720	proměnné A	rovna	nule, šířková

modulace impulzů ( čtyři impulzy ) je v této komutační periodě ; :

**«· dokončena a proces přejde do fáze 708, ve které odpojí zařízení a ukončí tuto obsluhovací rutinu. Pokud ovšem není • » rovna nule, je ve fázi 722 nastaven COUNT8 ( což je proměnná, t

jenž definuje počet impulzů PMW na jednu komutaci ) , I odpovídající zařízení je zapnuto a tato obsluhovací rutina je i Ϊ ve fázi 716 ukončena. Při použití rychlejšího procesoru je možné implementovat větší počet PWM na jednu komutační periodu. U pomalejších procesorů jsou upřednostňovány čtyři PWM na jednu komutační periodu, přičemž u rychlejších procesorů je upřednostňováno osm PWM.

Na obr. 27 je zobrazen odpovídající časovači diagram. Ve fázi 704 obsluhy zaklesnutého motoru jsou zařízení vypnuta na

dobu 1,8 sekundy normální start.	poté,	přičemž	poté	je	proveden	pokus o
V souladu s	výše	uvedeným	popisem	lze říci,	že byl
zrealizován větší	počet	charakteristik	předloženého	vynálezu,

přičemž bylo dosaženo i jiných výhodných výsledků.

Jelikož je možné provést nejrůznější změny výše uvedených

-45 konstrukcích, aniž by přitom došlo k odchýlení od podstaty předloženého vynálezu, je nutno říci, že všechny prvky a charakteristiky, které jsou obsažené ve výše uvedeném popise a které jsou zobrazeny na doprovodných obrázcích, jsou pouze ilustrativního charakteru a předložený vynález se neomezuje pouze na ně.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Elektrický motor vyznačující se tím, že obsahuje:

   - stator se statorovým jádrem a vinutím na statorovém jádru;

   - rotor, který obsahuje hřídel, přijatou statorovým • ·· 9 jádrem pro vykonávání rotace rotoru vzhledem ke statoru okolo podélné osy hřídele;

   • 9 • * • 999

   99 99

   - pouzdro, které je spojeno se statorem a rotorem pro ‘ vytvořeni sestaveného motoru, přičemž pouzdro je : ΐ

   9 9 9 9 uzpůsobeno k tomu, aby neslo stator a rotor;

   desku tištěného obvodu pro řízení provozu motoru, přičemž deska tištěného obvodu obsahuje na ni umístěný napájecí kontakt pro přívod elektrické energie pro vinutí;

   přičemž pouzdro obsahuje přípojkovou zásuvku pro přijetí přípojky z externího elektrického napájecího zdroje pro vytvoření spojení s napájecím kontaktem, přičemž když je napájecí kontakt spojen s přípojkou, je napájecí kontakt přípojkou pojmut, a přičemž pouzdro obsahuje přípojkový polohovací člen pro určení polohy přípojky vzhledem k desce tištěného obvodu, přičemž když je napájecí kontakt spojen s přípojkou, je napájecí kontakt pouze částečně zasunut do přípojky.

   -472. Elektrický motor podle nároku 1 vyznačující se tím, že přípojková zásuvka obsahuje výstupky, které jsou vytvořené v jejím vnitřním prostoru, jsou v prostorovém kontaktu s deskou tištěného obvodu a mohou přijít do kontaktu s přípojkou pro vytvoření odstupu přípojky od desky tištěného obvodu.
2. 3. Elektrický motor podle nároku 1 vyznačující se tím, že pouzdro obsahuje port, obvykle v návaznosti na kontakty desky tištěného obvodu, přičemž rozměry a tvar portu umožňují pro ;****;

   • ·· 0 účely naprogramování motoru přijmout sondu, spojenou s mikroprocesorem pomocí spojení s kontakty uvnitř pouzdra, a • « • e přičemž pro spojení sondy s kontakty umožňuje tvar portu • · · · přijmout sondu pouze při dodržení jedné dané orientace. * • · • · ····
3. 4. Elektrický motor podle nároku 2 vyznačující se tím, že dále obsahuje kryt, jenž je za účelem uzavření portu rozebíratelným způsobem umístěn v portu.
4. 5. Elektrický motor podle nároku 1 vyznačující se tím, že deska tištěného obvodu je elektricky spojena s vinutím a neobsahuje žádné jiné spojení se statorem, přičemž deska tištěného obvodu je interferenčně spojena s pouzdrem a neobsahuje žádné jiné spojení s pouzdrem.
5. 6. Elektrický motor podle nároku 5 vyznačující se tím, že pouzdro obsahuje vnitřní žebra, která jsou vytvořena v jeho vnitřním prostoru a která jsou v záběru s okrajovými branami desky tištěného obvodu pro vytvoření uvedeného interferenčního spojení s obvodovou deskou.

   -487. Elektrický motor podle nároku 1 vyznačující se tím, že stator obsahuje větší počet výstupků, které vybíhají ze statoru, přičemž každý výstupek je pružně vychýlen a na svém konci obsahuje západku; pouzdro obsahuje větší počet schodů, přičemž západka každého výstupku je v záběru s odpovídajícím otvorem v pouzdru pro vytvoření západkového spojení pouzdra a statoru a rotoru, který je umístěn ve statoru.
6. 8. Elektrický motor podle nároku 7 vyznačující se tím, že pouzdro obsahuje centrální součást, která do svého vnitřního prostoru přijímá část statoru, přičemž centrální součást obsahuje otvory, vytvářející přístup k volným koncům výstupků v pouzdru pro nedestruktivní uvolnění západek ze schodů v centrální součásti pro rozebrání motoru.

   ···· a · • · »«·* *··· «··« • « • « ···· ♦ ·*» • a • t · • ••a
7. 9. Elektrický motor podle nároku 8 vyznačující se tím, že každý otvor v pouzdru obsahuje radiálně vnější hranu a radiálně vnitřní hranu, ležící v rovině, která je nakloněná s úhlem o velikosti alespoň 45° vzhledem k podélné ose rotorové hřídele, pro zabránění průniku vody do pouzdra skrze otvor.
8. 10. Elektrický motor podle nároku 7 vyznačující se tím, že statorové jádro a vinutí jsou v podstatě zapouzdřeni v termoplastickém materiálu, přičemž výstupky statoru jsou vytvořeny jako jedna součást z termoplastického materiálu, který vytváří zapouzdření statorového jádra a vinutí.
9. 11. Elektrický motor podle nároku 1 vyznačující se tím, že stator dále obsahuje větší počet odlišných pólových nástavců a centrální vyhledávací člen, přičemž centrální vyhledávací člen

   -49je přijat v centrálním otvoru statorového jádra a je v záběru s radiálně vnitřními hranami pólových nástavců pro radiální rozmístění pólových nástavců.
10. 12. Elektrický motor podle nároku 11 vyznačující se tím, že statorové jádro obsahuje žebra, která vybíhají radiálně dovnitř do centrálního otvoru statorového jádra a která jsou v záběru s pólovými nástavci, přičemž pří sestavování pólových nástavců a centrálního vyhledávacího členu se statorovým jádrem pólové nástavce odstřihnou materiál z alespoň jednoho žebra tak, že uvedené jedno žebro má sníženou tloušťku.

    ···· ···» • •v <···
11. 13. Elektrický motor podle nároku 12 vyznačující se tím, že * dále obsahuje ložisko rotorové hřídele, které je obecně ϊ ϊ umístěno v centrálním otvoru statorového jádra a které přijímá rotorovou hřídel, přičemž centrální vyhledávací člen je odlit okolo ložiska.
12. 14. Elektrický motor podle nároku 1 vyznačující se tím, že stator obsahuje větší počet odlišných pólových nástavců, umístěných na statorové jádro, přičemž každý pólový nástavec má v podstatě tvar písmene U a obsahuje vnitřní výstupek, přijatý centrálním otvorem statorového jádra, a vnější výstupek, který ubíhá souosým způsobem se statorovým jádrem mimo oblast centrálního otvoru statorového jádra, přičemž radiálně vnějším směrem orientovaná strana vnějšího výstupku obsahuje zářez, který se otevírá radiálně vnějším směrem.