-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Motorsteuerung und insbesondere eine Motortreiberschaltung und ein Gebrauchsgerät.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Ein Motor bezieht sich auf eine elektromagnetische Vorrichtung zur Umwandlung oder Übertragung elektrischer Energie gemäß dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion. Die wesentliche Funktion des Motors ist die Erzeugung eines Antriebsdrehmoments, damit der Motor als Energiequelle für ein Elektrogerät oder eine mechanische Vorrichtung dienen kann. Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Motortreiberschaltung, die für die Steuerung einer Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung eines Motors geeignet ist.
-
ÜBERSICHT
-
Es wird eine Motortreiberschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angegeben. Die Motortreiberschaltung ist für den Antrieb eines Läufers eines Motors konfiguriert, so dass der Läufer sich relativ zu einem Ständer des Motors drehen kann. Die Motortreiberschaltung umfasst:
einen steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalter, der zwischen einen ersten Knoten und einen zweiten Knoten geschaltet ist;
eine Drehrichtungssteuerschaltung, die mit dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten verbunden ist und konfiguriert ist für eine selektive Verbindung des ersten Knotens über eine Wicklung des Motors mit einem ersten Anschluss einer externen Wechselstromquelle und des zweiten Knotens mit einem zweiten Anschluss der externen Wechselstromquelle oder für eine Verbindung des ersten Knotens mit dem zweiten Anschluss der externen Wechselstromquelle und des zweiten Knotens über die Wicklung des Motors mit dem ersten Anschluss der externen Wechselstromquelle;
eine Erfassungsschaltung, die konfiguriert ist für die Erfassung einer Magnetpolposition des Läufers und für die Ausgabe eines Magnetpolpositionssignals von einem Ausgangsanschluss; und
eine Schaltersteuerschaltung, die konfiguriert ist für die Steuerung des steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalters für dessen Aktivierung oder Deaktivierung in vorgegebener Weise basierend auf dem von der Erfassungsschaltung ausgegebenen Magnetpolpositionssignal und einer Differenz zwischen einem Potential an dem ersten Knoten und einem Potential an dem zweiten Knoten.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schaltersteuerschaltung konfiguriert für die Aktivierung des steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalters, wenn das Potential an dem ersten Knoten höher ist als Potential an dem zweiten Knoten und die Erfassungsschaltung ein erstes Magnetpolpositionssignal ausgibt oder wenn das Potential an dem ersten Knoten niedriger ist als das Potential an dem zweiten Knoten und die Erfassungsschaltung ein zweites Magnetpolpositionssignal ausgibt, und für die Deaktivierung des steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalters, wenn das Potential an dem ersten Knoten höher ist als das Potential an dem zweiten Knoten und die Erfassungsschaltung das zweite Magnetpolpositionssignal ausgibt oder wenn das Potential an dem ersten Knoten niedriger ist als das Potential an dem zweiten Knoten und die Erfassungsschaltung das erste Magnetpolpositionssignal ausgibt.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform dreht sich der Läufer in einer ersten Richtung, wenn die Drehrichtungssteuereinheit den ersten Knoten über die Wicklung des Motors mit dem ersten Anschluss der externen Wechselstromquelle verbindet und den zweiten Knoten mit dem zweiten Anschluss der externen Wechselstromquelle verbindet; und der Läufer dreht sich umgekehrt in einer zweiten Richtung, wenn die Drehrichtungssteuereinheit den ersten Knoten mit dem zweiten Anschluss der externen Wechselstromquelle verbindet und den zweiten Knoten über die Wicklung des Motors mit dem ersten Anschluss der externen Wechselstromquelle verbindet.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Drehrichtungssteuerschaltung einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter, wobei der erste Schalter und der zweite Schalter jeweils einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss und einen dritten Anschluss aufweisen, wobei der erste Anschluss des ersten Schalters mit dem ersten Knoten verbunden ist, der zweite Anschluss des ersten Schalters über die Wicklung des Motors mit dem ersten Anschluss der externen Wechselstromquelle verbunden ist und der dritte Anschluss des ersten Schalters mit dem zweiten Anschluss der externen Wechselstromquelle verbunden ist, wobei der erste Anschluss des zweiten Schalters mit dem zweiten Knoten verbunden ist, der zweite Anschluss des zweiten Schalters mit dem zweiten Anschluss des ersten Schalters verbunden ist und der dritte Anschluss des zweiten Schalters mit dem zweiten Schalter der externen Wechselstromquelle verbunden ist, wobei, wenn sich der Motor in der ersten Richtung dreht, der erste Anschluss des ersten Schalters mit dem zweiten Anschluss des ersten Schalters verbunden ist und der erste Anschluss des zweiten Schalters mit dem dritten Anschluss des zweiten Schalters verbunden ist; und wobei, wenn sich der Motor umgekehrt in der zweiten Richtung dreht, der erste Anschluss des ersten Schalters mit dem dritten Anschluss des ersten Schalters verbunden ist und der erste Anschluss des zweiten Schalters mit dem zweiten Anschluss des zweiten Schalters verbunden ist.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Motortreiberschaltung ferner einen Gleichrichter, der für eine Versorgung von zumindest der Erfassungsschaltung mit einer Gleichspannung konfiguriert ist.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Knoten über einen Spannungsreduzierer mit dem ersten Knoten verbunden; oder der Gleichrichter ist über einen Spannungsreduzierer und die Wicklung des Motors mit einem ersten Anschluss der externen Wechselstromquelle verbunden.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform sind von dem Gleichrichter, der Erfassungsschaltung, der Schaltersteuerschaltung und der Drehrichtungssteuerschaltung mindestens zwei oder alle in einer integrierten Schaltung integriert.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform sind von dem Gleichrichter, der Schaltersteuerschaltung und der Drehrichtungssteuerschaltung mindestens zwei oder alle in einer integrierten Schaltung integriert.
-
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Motortreiberschaltung angegeben. Die Motortreiberschaltung ist konfiguriert für den Antrieb eines Läufers eines Motors, so dass dieser sich relativ zu einem Ständer des Motors dreht. Die Motortreiberschaltung umfasst:
einen steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalter, der zwischen einem ersten Knoten und einem zweiten Knoten mit einer Wicklung des Motors in Reihe geschaltet ist;
eine Drehrichtungssteuerschaltung, die mit dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten verbunden ist und konfiguriert ist für eine selektive Verbindung des ersten Knotens mit einem ersten Anschluss einer externen Wechselstromquelle und des zweiten Knotens mit einem zweiten Anschluss der externen Wechselstromquelle oder des ersten Knotens mit dem zweiten Anschluss der externen Wechselstromquelle und des zweiten Knotens mit dem ersten Anschluss der externen Wechselstromquelle;
eine Erfassungsschaltung, die konfiguriert ist für die Erfassung einer Magnetpolposition des Läufers und für die Ausgabe eines Magnetpolpositionssignals von einem Ausgangsanschluss; und
eine Schaltersteuerschaltung, die konfiguriert ist für die Steuerung des steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalters für dessen Aktivierung oder Deaktivierung in einer vorgegebenen Weise basierend auf dem Magnetpolpositionssignal, das von der Erfassungsschaltung ausgegeben wird, einem Potential an dem ersten Knoten und einem Potential an dem zweiten Knoten.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Motortreiberschaltung ferner einen Gleichrichter, der konfiguriert ist für die Versorgung der Erfassungsschaltung mit mindestens einer Gleichspannung, und der Gleichrichter ist über einen Spannungsreduzierer mit dem ersten Knoten verbunden, oder der Gleichrichter ist über einen Spannungsreduzierer und die Wicklung des Motors mit dem ersten Anschluss der externen Wechselstromquelle verbunden.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schaltersteuerschaltung konfiguriert für eine Aktivierung des steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalters, wenn das Potential an dem ersten Knoten höher ist als das Potential an dem zweiten Knoten und die Erfassungsschaltung ein erstes Magnetpolpositionssignal ausgibt, oder wenn das Potential an dem ersten Knoten niedriger ist als das Potential an dem zweiten Knoten und die Erfassungsschaltung ein zweites Magnetpolpositionssignal ausgibt, und ist konfiguriert für eine Deaktivierung des steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalters, wenn das Potential an dem ersten Knoten höher ist als das Potential an dem zweiten Knoten und die Erfassungsschaltung das zweite Magnetpolpositionssignal ausgibt oder wenn das Potential an dem ersten Knoten niedriger ist als das Potential an dem zweiten Knoten und die Erfassungsschaltung das erste Magnetpolpositionssignal ausgibt.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform dreht sich der Läufer in einer ersten Richtung, wenn die Drehrichtungssteuerschaltung den ersten Knoten über die Wicklung des Motors mit dem ersten Anschluss der externen Wechselstromquelle verbindet oder den zweiten Knoten mit dem zweiten Anschluss der externen Wechselstromquelle verbindet; und dreht sich umgekehrt in einer zweiten Richtung, wenn die Drehrichtungssteuerschaltung den ersten Knoten mit dem zweiten Anschluss der externen Wechselstromquelle verbindet und den zweiten Knoten über die Wicklung des Motors mit dem ersten Anschluss der externen Wechselstromquelle verbindet.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Drehrichtungssteuerschaltung einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter, wobei der erste Schalter und der zweite Schalter jeweils einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss und einen dritten Anschluss aufweisen; wobei der erste Anschluss des ersten Schalters mit dem ersten Knoten, der zweite Anschluss des ersten Schalters über die Wicklung des Motors mit dem ersten Anschluss der externen Wechselstromquelle und der dritte Anschluss des ersten Schalters mit dem zweiten Anschluss der externen Wechselstromquelle verbunden ist, wobei der erste Anschluss des zweiten Schalters mit dem zweiten Knoten, der zweite Anschluss des zweiten Schalters mit dem zweiten Anschluss des ersten Schalters und der dritte Anschluss des zweiten Schalters mit dem zweiten Schalter der externen Wechselstromquelle verbunden ist, wenn sich der Motor in der ersten Richtung dreht, wobei der erste Anschluss des ersten Schalters mit dem zweiten Anschluss des ersten Schalters und der erste Anschluss des zweiten Schalters mit dem dritten Anschluss des zweiten Schalters verbunden ist und wobei, wenn sich der Läufer umgekehrt in der zweiten Richtung dreht, der erste Anschluss des ersten Schalters mit dem dritten Anschluss des ersten Schalters und der erste Anschluss des zweiten Schalters mit dem zweiten Anschluss des zweiten Schalters verbunden ist.
-
Es wird auch ein Gebrauchsgerät mit einem Motor angegeben, der einen Läufer, einen Ständer und die Motortreiberschaltung gemäß den vorstehenden Beschreibungen aufweist.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Motor einen Einphasen-Permanentmagnet-Wechselstrommotor.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Motor einen Einphasen-Permanentmagnet-Synchronmotor oder einen bürstenlosen Einphasen-Permanentmagnet-Gleichstrommotor (BLDC-Motor).
-
Die Motortreiberschaltung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung steuert auf der Basis der Magnetpolposition des Läufers eine Richtung eines Stroms, der durch die Wicklung des Ständers des Motors fließt, über die Drehrichtungssteuerschaltung, so dass die Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung des Motors gesteuert wird. Die Motortreiberschaltung ist einfach aufgebaut und ist äußerst vielseitig.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt einen Motor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
2 zeigt schematisch ein Schaltungsdiagramm eines Motors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
3 und 4 sind Schaltungsdiagramme, die zeigen, dass die in 2 dargestellte Motortreiberschaltung den Motor für eine Vorwärtsdrehung steuert;
-
5 und 6 sind Schaltungsdiagramme, die zeigen, dass die in 2 dargestellte Motortreiberschaltung den Motor für eine Rückwärtsdrehung steuert;
-
7 zeigt schematisch ein Schaltungsdiagramm eines Motors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
8 zeigt schematisch ein Schaltungsdiagramm eines Motors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
9 ist ein Schaltungsdiagramm, das zeigt, dass die in 8 dargestellte Motortreiberschaltung den Motor für eine Vorwärtsdrehung steuert;
-
10 ist ein Schaltungsdiagramm, das zeigt, dass die in 8 dargestellte Motortreiberschaltung den Motor für eine Rückwärtsdrehung steuert; und
-
11 zeigt schematisch ein Schaltungsdiagramm eines Motors gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
DETAILEBSCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Die technische Lösung gemäß den Ausführungsformen wird nachstehend anhand der Zeichnungen eingehend erläutert, wobei die beschriebenen Ausführungsformen nur einige der möglichen Ausführungsformen der Erfindung darstellen. Der Fachmann wird erkennen, dass auf der Basis der vorliegenden Ausführungsformen ohne erfinderisches Zutun weitere Ausführungsformen möglich sind, die in den Schutzrahmen der vorliegenden Erfindung fallen. Es versteht sich, dass die Zeichnungen lediglich Darstellungszwecken dienen und die vorliegende Erfindung nicht einschränken sollen. Die in den Zeichnungen dargestellte Verbindung dient der Klarheit und stellt keine Einschränkung der Verbindungsmoden dar.
-
Es ist zu beachten, dass ein Element, das "als verbunden mit" einem weiteren Element dargestellt ist, mit diesem weiteren Element direkt oder über ein Zwischenelement verbunden sein kann. Technische und wissenschaftliche Begriffe in der vorliegenden Beschreibung haben jeweils die dem Fachmann bekannte Bedeutung, sofern nichts anderes angegeben ist. Die Begriffe in der Beschreibung dienen lediglich der Darstellung von speziellen Ausführungsformen und sind nicht im Sinne einer Einschränkung der Offenbarung zu verstehen.
-
1 zeigt einen Einphasen-Permanentmagnetmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Motor 10 hat einen Ständer und einen Läufer 11, der sich relativ zu dem Ständer drehen kann. Der Ständer hat einen Ständerkern 12 und eine Ständerwicklung 16, die an dem Ständerkern 12 ausgeführt ist. Der Ständerkern kann aus einem weichmagnetischen Material bestehen, zum Beispiel aus reinem Eisen, aus Gusseisen, aus Gussstahl, aus Elektrostahl, aus Siliziumstahl und aus Ferrit. Der Läufer 11 ist ein Permanentmagnetläufer. Der Läufer 11 arbeitet mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit von 60 f/p (U/Minute) während eines Dauerbetriebs, wenn die Ständerwicklung 16 mit einer Wechselstromquelle 24 (siehe 2) in Reihe geschaltet ist, wobei f eine Frequenz der Wechselstromquelle und p die Anzahl von Polpaaren des Läufers angibt. In der Ausführungsform hat der Ständerkern 12 zwei gegensätzliche Pole 14. Jeder der Pole 14 hat jeweils einen Polbogen 15. Eine Außenfläche des Läufers 11 liegt dem Polbogen 15 über einen nicht einheitlichen Luftspalt gegenüber. Vorzugsweise ist ein im Wesentlichen einheitlicher Luftspalt 13 zwischen der Außenfläche des Läufers 11 und dem Polbogen 15 gebildet. Der Begriff "im Wesentlichen einheitlicher Luftspalt" in der vorliegenden Beschreibung bedeutet, dass in dem Großteil des Raumes zwischen dem Ständer und dem Läufer ein einheitlicher Luftspalt gebildet ist und dass lediglich in einem kleinen Teil des Raumes zwischen dem Ständer und dem Läufer ein nicht einheitlicher Luftspalt gebildet ist. Vorzugsweise ist eine konkave Startnut 17 an dem Polbogen 15 des Pols des Ständers angeordnet, und mit Ausnahme der Startnut 17 liegen Teile des Polbogens 15 konzentrisch zu dem Läufer. Mit vorstehend beschriebener Konfiguration kann ein nicht einheitliches Magnetfeld gebildet werden, so dass eine Polachse S1 des Läufers einen Neigungswinkel relativ zu einer zentralen Achse S2 des Pols des Ständers aufweist, wenn der Läufer stillsteht, wodurch ermöglicht wird, dass der Läufer 11 jedes Mal, wenn der Motor mit Strom gespeist wird, über ein Startdrehmoment in Reaktion auf die Motortreiberschaltung 18 verfügt. Insbesondere bezieht sich die Polachse S1 des Läufers auf eine Grenze zwischen zwei Magnetpolen mit unterschiedlicher Polarität, und die zentrale Achse S2 des Pols 14 bezieht sich auf eine Verbindungslinie, die durch die Mitten der beiden Pole 14 des Ständers 15 verläuft. In der Ausführungsform haben der Ständer und der Läufer jeweils zwei Magnetpole. Es versteht sich, dass in mehreren Ausführungsformen andere Formen eines uneinheitlichen Luftspalts zwischen der Außenfläche des Läufers 11 und dem Polbogen 15 gebildet werden können, dass die Anzahl von Magnetpolen des Ständers nicht notwendigerweise gleich der Anzahl von Magnetpolen des Läufers entspricht und dass der Ständer und der Läufer mehr Magnetpole aufweisen können, z.B. 4 oder 6.
-
2 zeigt schematisch ein Schaltungsdiagramm eines Motors 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Motor 10 wird am Beispiel eines Permanentmagnet-Synchronmotors beschrieben. Die Ständerwicklung 16 des Motors ist über die Wechselstromquelle 24 mit einer Motortreiberschaltung 18 in Reihe geschaltet. Die Motortreiberschaltung 18 kann die Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung des Motors steuern. Die Wechselstromquelle 24 kann eine Netzstromversorgung von 220V, 230 V oder dergleichen sein oder kann ein Wechselstrom sein, der von einem Wechselrichter ausgegeben wird.
-
In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Motortreiberschaltung 18 eine integrierte Magnetsensorschaltung 27, einen Gleichrichter 28, einen steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalter 26 und eine Drehrichtungssteuerschaltung 50. Die integrierte Magnetsensorschaltung 27 enthält eine Erfassungsschaltung 20 und eine Schaltersteuerschaltung 30 (siehe 3). Der steuerbare Zweirichtungs-Wechselstromschalter 26 ist zwischen einen ersten Knoten A und einen zweiten Knoten B geschaltet. Der Gleichrichter 28 ist konfiguriert für die Erzeugung einer Gleichspannung zumindest für die Erfassungsschaltung 20. Der Gleichrichter 28 ist über einen Widerstand R0 mit dem Knoten A verbunden. Der Widerstand R0 ist ein Spannungsreduzierer. Es versteht sich, dass der Spannungsreduzierer in anderen Ausführungsformen gegebenenfalls nicht oder an anderen geeigneten Positionen vorgesehen ist. Die Drehrichtungssteuerschaltung 50 verbindet den ersten Knoten A und den zweiten Knoten B und ist konfiguriert für eine selektive Verbindung des ersten Knotens A über eine Ständerwicklung 16 mit einem ersten Anschluss einer externen Wechselstromquelle 24 und des zweiten Knotens B mit einem zweiten Anschluss der externen Wechselstromquelle 24 oder für eine Verbindung des ersten Knotens A mit dem zweiten Anschluss der externen Wechselstromquelle 24 und des zweiten Knotens B über die Ständerwicklung mit dem ersten Anschluss der externen Wechselstromquelle 24, basierend auf der Drehrichtungseinstellung des Motors. Der erste Anschluss und der zweite Anschluss der externen Wechselstromquelle 24 können jeweils ein Firewire und eine Nullleitung sein. Die Erfassungsschaltung 20 ist konfiguriert für die Erfassung einer Magnetpolposition des Läufers 11 und für die Ausgabe eines Magnetpolpositionssignals von einem Ausgangsanschluss der Erfassungsschaltung. Die Schaltersteuerschaltung 30 ist konfiguriert für die Steuerung der Aktivierung oder Deaktivierung des steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalters 26 basierend auf dem von der Erfassungsschaltung 20 ausgegebenen Magnetpolpositionssignal und basierend auf einer Differenz zwischen einem Potential an dem ersten Knoten A und einem Potential an dem zweiten Knoten B, um die Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung des Motors zu steuern.
-
Es wird auf 3 Bezug genommen, in der ein Schaltungsdiagramm einer in 2 gezeigten Motortreiberschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt ist. Die Erfassungsschaltung 20 ist konfiguriert für die Erfassung einer Magnetpolposition des Läufers 11 des Motors. Die Erfassungsschaltung 20 ist vorzugsweise ein umschaltbarer Hall-Sensor. Es sollte beachtet werden, dass die 3 bis 6 lediglich das Wirkprinzip der Schaltung in einem Fall darstellen, in welchem ein Ausgangsanschluss H1 der Erfassungsschaltung 20 ein Logiksignal mit hohem Pegel oder ein Logiksignal mit niedrigem Pegel ausgibt, wobei dieses Wirkprinzip dem besseren Verständnis dient und keine Einschränkung hinsichtlich der speziellen Verbindung zwischen den Anschlüssen in der Erfassungsschaltung 20 darstellt. Bei Verwendung in dem Motor 11 ist der Hall-Sensor in der Nähe des Läufers 11 angeordnet. Der Gleichrichter 28 hat vier Dioden D1 bis D5. Eine Kathode der Diode D2 ist mit einer Anode der Diode D3, eine Kathode der Diode D3 mit einer Kathode der Diode D4, eine Anode der Diode D4 mit einer Kathode der Diode D5 und eine Anode der Diode D5 mit einer Anode der Diode D2 verbunden. Die Kathode der Diode D2 dient als erster Eingangsanschluss 11 des Gleichrichters 28 und ist über einen Widerstand R0 mit dem ersten Knoten A verbunden. Der Widerstand R0 kann als Spannungsreduzierer dienen. Die Anode der Diode D4 dient als zweiter Eingangsanschluss 12 des Gleichrichters 28 und ist mit dem zweiten Knoten B verbunden. Die Kathode der Diode D3 dient als erster Ausgangsanschluss O1 des Gleichrichters 28 und ist mit der Erfassungsschaltung 20 und der Schaltersteuerschaltung 30 verbunden. Die Anode der Diode D5 dient als zweiter Ausgangsanschluss O2 des Gleichrichters 28 und ist mit der Erfassungsschaltung 20 verbunden. Der zweite Ausgangsanschluss O2 gibt eine niedrige Spannung aus, die niedriger als die erste Ausgangsspannung ist. Eine Zenerdiode Z1 ist zwischen den ersten Ausgangsanschluss O1 und den zweiten Ausgang O2 des Gleichrichters 28 geschaltet, wobei eine Anode der Zenerdiode Z1 mit dem zweiten Ausgangsanschluss O2 und eine Kathode der Zenerdiode Z1 mit dem ersten Ausgangsanschluss O1 verbunden ist.
-
In der Ausführungsform hat die Erfassungsschaltung 20 einen Stromversorgungsanschluss VCC, einen Erdungsanschluss GND und einen Ausgangsanschluss H1. Der Stromversorgungsanschluss VCC ist mit dem ersten Ausgangsanschluss O1 des Gleichrichters 28, der Erdungsanschluss GND mit dem zweiten Ausgangsanschluss O2 des Gleichrichters 28 und der Ausgangsanschluss H1 mit der Schaltersteuerschaltung 30 verbunden. Der Ausgangsanschluss H1 der Erfassungsschaltung 20 gibt ein Magnetpolpositionssignal mit einem hohen Logikpegel aus, wenn die magnetische Polarität des Läufers, die durch die Erfassungsschaltung 20 erfasst wird, Nord ist, und gibt ein Magnetpolpositionssignal mit einem niedrigen Logikpegel aus, wenn die magnetische Polarität des Läufers, die durch die Erfassungsschaltung 20 erfasst wird, Süd ist. In einer weiteren Ausführungsform gibt der Ausgangsanschluss H1 der Erfassungsschaltung 20 ein Magnetpolpositionssignal mit einem niedrigen Logikpegel aus, wenn die magnetische Polarität des Läufers Nord ist, und gibt ein Magnetpolpositionssignal mit einem hohen Logikpegel aus, wenn die erfasste magnetische Polarität des Läufers Süd ist.
-
Die Schaltersteuerschaltung 30 hat einen ersten Anschluss, der mit dem ersten Ausgangsanschluss O1 des Gleichrichters 28 verbunden ist, einen zweiten Anschluss, der mit dem Ausgangsanschluss der Erfassungsschaltung 20 verbunden ist, und einen dritten Anschluss, der mit einem Steueranschluss des steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalters 26 verbunden ist. Die Schaltersteuerschaltung 30 umfasst einen Widerstand R2, eine Triode Q1, eine Diode D1 und einen Widerstand R1. Die Diode D1 und der Widerstand R1 sind zwischen dem Ausgangsanschluss H1 der Erfassungsschaltung 20 und dem Steueranschluss des steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalters 26 in Reihe geschaltet. Die Triode Q1 ist eine NPN-Triode. Eine Kathode der Diode D1 dient als der zweite Anschluss und ist mit dem Ausgangsanschluss H1 der Erfassungsschaltung 20 verbunden. Der Widerstand R2 hat einen Anschluss, der mit dem ersten Ausgangsanschluss O1 des Gleichrichters 28 verbunden ist, und der andere Anschluss ist mit dem Ausgangsanschluss H1 der Erfassungsschaltung 20 verbunden. Die Triode Q1 hat eine Basis, die mit dem Ausgangsanschluss H1 der Erfassungsschaltung 20 verbunden ist, einen Emitter, der mit der Anode der Diode D1 verbunden ist, und einen Kollektor, der als der erste Anschluss dient und mit dem ersten Ausgangsanschluss O1 des Gleichrichters 28 verbunden ist. Der Anschluss des Widerstands R1, der nicht mit der Diode D1 verbunden ist, dient als der dritte Anschluss.
-
Der steuerbare Zweirichtungs-Wechselstromschalter 26 ist vorzugsweise ein Triac. Zwei Anoden T2 und T1 des Triac sind jeweils mit dem ersten Knoten A und dem zweiten Knoten B verbunden, und ein Steueranschluss G ist mit dem dritten Anschluss der Schaltersteuerschaltung 30 verbunden. Es versteht sich, dass der steuerbare Zweirichtungs-Wechselstromschalter 26 einen elektronischen Schalter umfassen kann, der geeignet ist, einen Strom in beiden Richtungen fließen zu lassen, und der aus einem oder mehreren Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren, einem steuerbaren Siliziumgleichrichter, einem Triac, einem bipolaren Transistor mit isoliertem Gate, einem Bipolartransistor, einem Halbleiterthyratron und einem Optokoppler besteht. Der steuerbare Zweirichtungs-Wechselstromschalter kann zum Beispiel durch zwei Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren oder zwei steuerbare Siliziumgleichrichter oder zwei bipolare Transistoren mit isoliertem Gate oder Bipolartransistoren gebildet sein.
-
Die Schaltersteuerschaltung 30 ist konfiguriert für eine Aktivierung des steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalters 26, wenn das Potential an dem ersten Knoten A höher ist als das Potential an dem zweiten Knoten B und der zweite Anschluss der Schaltersteuerschaltung ein erstes Signal empfängt oder wenn das Potential an dem ersten Knoten A niedriger ist als das Potential an dem zweiten Knoten B und der zweite Anschluss der Schaltersteuerschaltung ein zweites Signal empfängt, und für eine Deaktivierung des steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalters 26, das Potential an dem ersten Knoten A höher ist als das Potential an dem zweiten Knoten B und der zweite Anschluss der Schaltersteuerschaltung das zweite Signal empfängt oder wenn das Potential an dem ersten Knoten A niedriger ist als das Potential an dem zweiten Knoten B und der zweite Anschluss der Schaltersteuerschaltung das erste Signal empfängt. Das erste Signal und das zweite Signal sind Magnetpolpositionssignale, die von der Erfassungsschaltung 20 ausgegeben werden. In der Ausführungsform ist das erste Signal ein Logiksignal mit hohem Pegel, und das zweite Signal ist ein Logiksignal mit niedrigem Pegel.
-
Die Drehrichtungssteuerschaltung 50 umfasst einen ersten Schalter S1 und einen zweiten Schalter S2. Der erste Schalter S1 und der zweite Schalter S2 haben jeweils einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss und einen dritten Anschluss. Der erste Anschluss SC1 des ersten Schalters ist mit dem ersten Knoten A verbunden, der zweite Anschluss SA1 des ersten Schalter S1 ist über die Wicklung 16 des Motors mit dem ersten Anschluss der externen Wechselstromquelle 24 verbunden, und der dritte Anschluss SB1 des ersten Schalters S1 ist mit dem zweiten Anschluss der externen Wechselstromquelle 24 verbunden. Der erste Anschluss SC2 des zweiten Schalters S2 ist mit dem zweiten Knoten B verbunden, der zweite Anschluss SA2 des zweiten Schalters S2 ist mit dem zweiten Schalter SA1 des ersten Schalters verbunden, und der dritte Anschluss SB2 des zweiten Schalters S2 ist mit dem zweiten Anschluss der externen Wechselstromquelle verbunden.
-
Das Wirkprinzip der Motortreiberschaltung 18 wird in Verbindung mit den 3 bis 6 erläutert.
-
Gemäß der Theorie des Elektromagnetismus kann eine Drehrichtung eines Läufers eines Einphasen-Permanentmagnetmotors geändert werden, indem die Stromversorgung der Ständerwicklung 16 geändert wird. Wenn eine durch die Erfassungsschaltung 20 erfasste Polarität des Läufers N ist und die Drehrichtungssteuerschaltung 50 die externe Wechselstromquelle, von welcher ein Strom durch die Ständerwicklung 16 fließt, so gesteuert wird, dass diese sich in einem positiven Halbzyklus befindet, dreht sich der Motor vorwärts (z.B. in Uhrzeigerrichtung (CW = clockwise)). Es versteht sich, dass sich der Motor rückwärts dreht (z.B. in Gegenuhrzeigerrichtung (CCW = counter-clockwise)), wenn die durch die Erfassungsschaltung 20 erfasste Polarität des Läufers immer noch N ist und die Drehrichtungssteuerschaltung 50 die externe Wechselstromquelle, von welcher Strom durch die Ständerwicklung 16 fließt, so steuert, dass diese sich in einem negativen Halbzyklus befindet. Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind gemäß diesem Prinzip ausgelegt, d.h. die Vorwärts- oder die Rückwärtsdrehung des Motors wird durch eine Einstellung der Richtung eines durch die Ständerwicklung 16 fließenden Stroms basierend auf der durch die Erfassungsschaltung 20 erfassten Polarität des Läufers gesteuert. Es versteht sich auch, dass der Motor, wenn er sich rückwärts drehen soll, zuerst gestoppt wird und dann die Drehrichtungssteuerschaltung 50 die Drehrichtung des Motors ändert.
-
Ein Beispiel, in welchem sich der Motor vorwärts dreht, wird mit Bezug auf 3 und 4 erläutert. Zunächst wird auf 3 Bezug genommen. Wenn sich der Motor vorwärts drehen soll, werden der erste Anschluss SC1 und der zweite Anschluss SA1 des ersten Schalters S1 miteinander verbunden, und der erste Anschluss SC2 und der dritte Anschluss SB2 des zweiten Schalters S2 werden miteinander verbunden. Wenn sich beim Starten des Motors eine von der Wechselstromquelle 24 ausgegebene Spannung in dem positiven Halbzyklus befindet, das Potential an dem ersten Knoten A höher als das Potential an dem zweiten Knoten B und die durch die Erfassungsschaltung 20 erfasste Magnetpolposition des Läufers N ist, gibt die Erfassungsschaltung 20 ein Magnetpolpositionssignal mit einem hohen logischen Pegel "1" an die Schaltersteuerschaltung 30 aus. Die Diode D1 der Schaltersteuerschaltung 30 wird abgeschaltet und die Triode Q1 der Schaltersteuerschaltung 30 angeschaltet. Ein Strom, der von dem zweiten Anschluss der Schaltersteuerschaltung 30 fließt, steuert den steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalter 26 an, so dass dieser aktiviert wird. Eine Flussrichtung eines Stroms durch die Ständerwicklung 16 bei diesem Ablauf ist durch die Pfeile in 3 dargestellt, d.h. eine Richtung von unten nach oben durch die Ständerwicklung 16, und der Läufer 11 dreht sich in Uhrzeigerrichtung.
-
Es wird auf 4 Bezug genommen. Der erste Anschluss SC1 und der zweite Anschluss SA1 des ersten Schalters S1 sind miteinander verbunden, und der erste Anschluss SC2 und der dritte Anschluss SB2 des zweiten Schalters S2 sind miteinander verbunden, d.h. der erste Schalter S1 und der zweite Schalter S2 sind nach wie vor so konfiguriert, dass sie eine Vorwärtsdrehung des Motors ermöglichen. Wenn sich eine von der Wechselstromquelle 24 ausgegebene Spannung in dem negativen Halbzyklus befindet, das Potential an dem zweiten Knoten B höher als das Potential an dem ersten Knoten A und die durch die Erfassungsschaltung 20 erfasste Magnetpolposition des Läufers S ist, gibt die Erfassungsschaltung 20 ein Magnetpolpositionssignal mit einem niedrigen logischen Pegel "0" aus. Die Diode D1 der Schaltersteuerschaltung 30 wird angeschaltet und die Triode Q1 der Schaltersteuerschaltung 30 abgeschaltet. Es fließt ein Strom von der Wechselstromquelle in dem negativen Halbzyklus in einer in 4 dargestellten Richtung zu dem Steueranschluss G des steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalters 26, zu dem Widerstand R1 und zu der Diode D1. Der steuerbare Zweirichtungs-Wechselstromschalter 26 wird aktiviert. Die Richtung des Stroms, der bei diesem Ablauf durch die Ständerwicklung 16 fließt, ist durch den Pfeil in 4 angegeben, d.h. es ist eine Richtung von oben nach unten durch die Ständerwicklung 16, und der Läufer 11 dreht sich in Uhrzeigerrichtung.
-
Wenn der erste Schalter S1 und der zweite Schalter S2 so verbunden sind, dass eine Vorwärtsdrehung des Motors ermöglicht wird, und wenn sich die Wechselstromquelle im negativen Halbzyklus befindet und die Magnetpolposition des Läufers N ist oder wenn sich die Wechselstromquelle im positiven Halbzyklus befindet und die Magnetpolposition des Läufers S ist, löst die Schaltersteuerschaltung 30 den steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalter 26 nicht aus, es fließt kein Strom durch die Ständerwicklung 16, und der Läufer 11 dreht sich aufgrund von Massenträgheit. Wenn der Motor stillsteht, dreht sich der Läufer 11 nicht.
-
Die Situation, in der sich der Motor rückwärts dreht, wird unter Bezugnahme auf die 5 und 6 erläutert. Es wird zunächst auf 5 Bezug genommen. Wenn sich der Motor rückwärts drehen soll, werden die Zustände des ersten Schalters S1 und zweiten Schalters S2 geändert, so dass der erste Anschluss SC1 und der dritte Anschluss SB1 des ersten Schalters S1 miteinander verbunden sind und der erste Anschluss SC2 und der zweite Anschluss SA des zweiten Schalters S2 miteinander verbunden sind. Wenn sich beim Starten des Motors die Wechselstromquelle 24 im negativen Halbzyklus befindet, ist das Potential an dem ersten Knoten A aufgrund der Änderung der Zustände des Schalters S1 und des zweiten S2 höher als das Potential an dem zweiten Knoten B. Wenn die durch die Erfassungsschaltung 20 erfasste Magnetpolposition des Läufers N ist, gibt die Erfassungsschaltung 20 ein Magnetpolpositionssignal mit dem hohen Logikpegel "1" an die Schaltersteuerschaltung 30 aus. Die Diode D1 der Schaltersteuerschaltung 20 wird abgeschaltet und die Triode Q1 der Schaltersteuerschaltung 30 angeschaltet. Ein Strom, der von dem zweiten Anschluss der Schaltersteuerschaltung 30 fließt, steuert den Zweirichtungs-Wechselstromschalter 26 derart an, dass dieser aktiviert wird. Die Richtung des Stroms, der bei diesem Ablauf durch die Ständerwicklung 16 fließt, ist durch den Pfeil in 5 angegeben, d.h. es ist eine Richtung von oben nach unten durch die Ständerwicklung 16, welche umgekehrt zur Richtung des Stroms ist, der durch die Ständerwicklung 16 fließt, wenn die Magnetpolposition des Läufers N ist, wie in 3 gezeigt, und der Läufer 11 dreht sich in Gegenuhrzeigerrichtung.
-
Es wird auf 6 Bezug genommen. Wenn sich eine von der Wechselstromquelle 24 ausgegebenen Spannung in dem positiven Halbzyklus befindet, ist aufgrund der Änderung der Zustände des ersten Schalters S1 und des zweiten Schalters S2 das Potential an dem zweiten Knoten B höher als das Potential an dem ersten Knoten A. Wenn die durch die Erfassungsschaltung 20 erfasste Magnetpolposition des Läufers S ist, gibt die Erfassungsschaltung 20 ein Magnetpolpositionssignal mit einem niedrigen Logikpegel "0" aus. Die Diode D1 der Schaltersteuerschaltung 30 wird angeschaltet und die Triode Q1 der Schaltersteuerschaltung 30 abgeschaltet. Es fließt ein Strom in der in 6 dargestellten Richtung von der Wechselstromquelle in dem positiven Halbzyklus zu dem Steueranschluss G des steuerbaren Zweirichtungs-Wechselschalters 26, zu dem Widerstand R1 und zu der Diode D1. Der steuerbare Zweirichtungs-Wechselschalter 26 wird aktiviert. Die Richtung des durch die Ständerwicklung 16 fließenden Stroms bei diesem Vorgang ist anhand des Pfeils in 6 dargestellt, d.h. eine Richtung von unten nach oben durch die Ständerwicklung 16, welche die umgekehrte Richtung zu der Richtung des Stroms ist, der durch die Ständerwicklung 16 fließt, wenn die Magnetpolposition S ist, wie in 4 gezeigt, und der Läufer 11 dreht sich in Gegenuhrzeigerrichtung.
-
Wenn der erste Schalter S1 und der zweite Schalter S2 verbunden sind, so dass sich der Motor rückwärts drehen kann, befindet sich die Wechselstromquelle in dem positiven Halbzyklus und die Magnetpolposition des Läufers ist Nord, oder die Wechselstromquelle befindet sich in dem negativen Halbzyklus und die Magnetpolposition des Läufers ist Süd, die Schaltersteuerschaltung 30 löst den steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalter 26 nicht aus, es fließt kein Strom durch die Ständerwicklung 16, und der Läufer 11 dreht sich aufgrund von Massenträgheit. Wenn der Motor stillsteht, dreht sich der Läufer 11 nicht.
-
Kurz gefasst verbindet die Drehrichtungssteuerschaltung 50 den ersten Knoten A über die Wicklung 16 des Motors selektiv mit dem ersten Anschluss der externen Wechselstromquelle 24 und verbindet den zweiten Knoten B mit dem zweiten Anschluss der externen Wechselstromquelle 24 oder verbindet den ersten Konten A mit dem zweiten Anschluss der externen Wechselstromversorgung 24 und verbindet den zweiten Knoten B über die Wicklung 16 des Motors mit dem ersten Anschluss der externen Wechselstromquelle 24, basierend auf der eingestellten Drehrichtung des Motors, um die Differenz zwischen dem Potential an dem ersten Knoten A und dem Potential an dem zweiten Knoten B zu steuern. Die Schaltersteuerschaltung 30 aktiviert oder deaktiviert den steuerbaren Zweirichtungs-Wechselstromschalter basierend auf dem Magnetpolpositionssignal und der Differenz zwischen dem Potential an dem ersten Knoten A und dem Potential an dem zweiten Knoten B, um die Richtung des durch die Ständerwicklung 16 fließenden Stroms zu steuern und dadurch die Drehrichtung des Motors.
-
Gemäß dem Erfindungsprinzip können die externe Wechselstromquelle 24, die Ständerwicklung 16 und die Motortreiberschaltung in anderer Weise verbunden sein. Es wird auf 7 Bezug genommen, in der ein Schaltungsdiagramm eines Motors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt ist. Die in 7 gezeigte Schaltung unterscheidet sich von der in 2 gezeigten Schaltung dadurch, dass die Ständerwicklung 16 und der steuerbare Zweirichtungs-Wechselstromschalter 26 zwischen dem ersten Knoten A und dem zweiten Knoten B in Reihe geschaltet sind, dass der erste Anschluss der externen Wechselstromschaltung 24 mit dem zweiten Anschluss SA1 des ersten Schalters S1 verbunden ist und dass der zweite Anschluss der externen Wechselstromversorgung 24 mit dem dritten Anschluss SB2 des zweiten Schalters S2 verbunden ist.
-
Es wird auf 8 Bezug genommen, in der ein Schaltungsdiagramm eines Motors gemäß einer dritten Ausführungsform schematisch dargestellt ist. Die in 8 gezeigte Schaltung unterscheidet sich von der in 2 gezeigten Schaltung dadurch, dass die Ständerwicklung 16 und der steuerbare Zweirichtungs-Wechselstromschalter 26 zwischen dem ersten Knoten A und dem zweiten Knoten B in Reihe geschaltet sind, dass der erste Anschluss der externen Wechselstromquelle 24 mit dem zweiten Anschluss SA1 des ersten Schalters S1 verbunden ist, dass der zweite Anschluss der externen Wechselstromquelle 24 mit dem dritten Anschluss SB2 des zweiten Schalters S2 verbunden ist, dass der Gleichrichter 28 über den Widerstand R0 mit dem ersten Anschluss der externen Wechselstromquelle 24 verbunden ist und dass der zweite Anschluss der externen Wechselstromquelle 24 mit dem zweiten Eingangsanschluss I2 des Gleichrichters 28 verbunden ist.
-
Die in 8 gezeigte Schaltung unterscheidet sich von der in 7 gezeigten Schaltung wie folgt: In 7 ist der erste Eingangsanschluss des Gleichrichters 28 über den Widerstand R0 mit dem ersten Anschluss SC1 des ersten Schalters S1 verbunden, und der zweite Eingangsanschluss des Gleichrichters ist mit dem ersten Anschluss SC2 des zweiten Schalters verbunden, wohingegen in 8 der erste Anschluss der externen Wechselstromversorgung 24 über den Widerstand R0 mit dem ersten Eingangsanschluss 11 des Gleichrichters 28 verbunden ist und der zweite Anschluss der externen Wechselstromquelle 24 mit dem zweiten Eingangsanschluss I2 des Gleichrichters 28 verbunden ist. Ein beispielhaftes Schaltungsdiagramm der Motortreiberschaltung gemäß einer dritten Ausführungsform ist in den 9 und 10 gezeigt.
-
9 ist ein Schaltungsdiagramm der Motortreiberschaltung wie in 8 gezeigt bei einer Vorwärtsdrehung des Motors. Der erste Eingangsanschluss 11 des Gleichrichters 28 ist über den Widerstand R0 mit dem ersten Anschluss der externen Wechselstromquelle 24 verbunden, und der zweite Eingangsanschluss I2 des Gleichrichters 28 ist mit dem zweiten Anschluss der externen Wechselstromquelle 24 verbunden. Wenn sich der Motor vorwärts dreht, sind der erste Anschluss SC1 und der zweite Anschluss SA1 des ersten Schalters S1 miteinander verbunden und sind der erste Anschluss SC2 und der dritte Anschluss SB2 des zweiten Schalters S2 miteinander verbunden. Wenn der erste Schalter S1 und der zweite Schalter S2 derart konfiguriert sind, dass sich der Motor vorwärts dreht, ist der Ablauf der Steuerung des Motors für dessen Vorwärtsdrehung im Wesentlichen der gleiche wie in den Ausführungsformen, die in 3 und 4 gezeigt sind, weshalb die diesbezügliche Beschreibung hier nicht wiederholt wird.
-
10 ist ein Schaltungsdiagramm der Motortreiberschaltung von 8 bei einer Vorwärtsdrehung des Motors. Wenn sich der Motor rückwärts dreht, sind der erste Anschluss SC1 und der dritte Anschluss SB1 des ersten Schalters S1 miteinander verbunden und sind der erste Anschluss SC2 und der zweite Anschluss SA2 des zweiten Schalters S2 miteinander verbunden. Wenn der erste Schalter S1 und der zweite Schalter S2 derart konfiguriert sind, dass sich der Motor rückwärts dreht, ist der Ablauf der Steuerung des Motors für dessen Rückwärtsdrehung im Wesentlichen der gleiche wie in den Ausführungsformen, die in 5 und 6 gezeigt sind, weshalb die diesbezügliche Beschreibung an dieser Stelle nicht wiederholt wird.
-
Es wird auf 11 Bezug genommen, in der ein Schaltungsdiagramm eines Motors gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt ist. Die in 11 gezeigte Schaltung unterscheidet sich von der in 8 gezeigten Schaltung dadurch, dass der steuerbare Zweirichtungs-Wechselstromschalter 26 zwischen den ersten Knoten A und den zweiten Knoten B geschaltet ist, dass der erste Anschluss der externen Wechselstromquelle 24 über die Ständerwicklung 16 mit dem zweiten Anschluss SA1 des ersten Schalters S1 verbunden ist und dass der zweite Anschluss der externen Wechselstromquelle 24 mit dem dritten Anschluss SB2 des zweiten Schalters S2 verbunden ist. Die in 11 gezeigte Schaltung unterscheidet sich von der in 2 gezeigten Schaltung wie folgt: In 2 ist der erste Eingangsanschluss des Gleichrichters 28 über den Widerstand R0 mit dem ersten Anschluss SC1 des ersten Schalters S1 verbunden, und der zweite Eingangsanschluss des Gleichrichters ist mit dem ersten Anschluss SC2 des zweiten Schalters verbunden, wohingegen in 11 der erste Eingangsanschluss 11 des Gleichrichters 28 über den Widerstand R0 mit dem zweiten Anschluss SC1/dritten Anschluss SB1 des ersten Schalters S1 verbunden ist, und der zweite Anschluss I2 des Gleichrichters 28 ist mit dem dritten Anschluss SB2/zweiten Anschluss SA2 des zweiten Schalters verbunden.
-
In den vorstehenden Ausführungsformen können der erste Schalter S1 und der zweite Schalter S2 jeweils mechanische oder elektronische Schalter sein. Der mechanische Schalter enthält ein Relais, einen einpoligen zweistufigen Umschalter und einen einpoligen einstufigen Umschalter. Der elektronische Schalter hat ein Halbleiterrelais, einen Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor, einen steuerbaren Siliziumgleichrichter, einen Triac, einen bipolaren Transistor mit isoliertem Gate, einen Bipolartransistor, ein Halbleiterthyratron, einen Optokoppler und dergleichen.
-
Die Motortreiberschaltung gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung steuert basierend auf der Magnetpolposition des Läufers 11 die Richtung des durch die Ständerwicklung des Motors fließenden Stroms über die Drehrichtungssteuerschaltung 50, um die Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung des Motors zu steuern. Wenn ein Antriebsmotor für eine Anwendung mit Rückwärtsdrehrichtung benötigt wird, müssen lediglich die Zustände der Anschlüsse des ersten Schalters S1 und des zweiten Schalters S2 geändert werden. Eine weitere Änderung an der Antriebsschaltung ist nicht notwendig. Die Motortreiberschaltung ist einfach aufgebaut und ist äußerst vielseitig.
-
Der Fachmann wird erkennen, dass der Motor gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für den Antrieb einer Einrichtung wie ein Fahrzeugfenster, eine Jalousie im Bürobereich und im privaten Bereich, eine Pumpe oder ein Gebläses und für den Antrieb von Haushaltsgeräten verwendet werden kann. Der Motor gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann einen Permanentmagnet-Wechselstrommotor wie beispielsweise einen Permanentmagnet-Synchronmotor und einen bürstenloser Permanentmagnet-Gleichstrommotor (BLDC-Motor) umfassen. Vorzugsweise ist der Motor gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Einphasen-Permanentmagnet-Wechselstrommotor wie beispielweise ein Einphasen-Permanentmagnet-Synchronmotor und ein Einphasen-Permanentmagnet-BLCD-Motor. Wenn der Motor ein Permanentmagnet-Synchronmotor ist, ist die externe Wechselstromquelle die Netzversorgung. Wenn der Motor ein Permanentmagnet-BLCD-Motor ist, kann die externe Wechselstromquelle ein Wechselstrom sein, der von einem Inverter ausgegeben wird.
-
Der Fachmann wird erkennen, dass die Motortreiberschaltung in einer integrierten Schaltung integriert oder verpackt sein kann, um die Kosten der Schaltung zu verringern und deren Zuverlässigkeit zu erhöhen. Die integrierte Schaltung hat ein Gehäuse, mehrere Stifte, die sich aus dem Gehäuse heraus erstrecken, und eine Motortreiberschaltung, die auf einem Halbleitersubstrat angeordnet ist. Das Halbleitersubstrat und die Motortreiberschaltung sind in das Gehäuse eingepackt.
-
In einer weiteren Ausführungsform können der Gleichrichter 28, die Erfassungsschaltung 20, die Drehrichtungserfassungsschaltung 50 und die Schaltersteuerschaltung 30 abhängig von den Bedingungen in der Praxis ganz oder teilweise in einer integrierten Schaltung integriert sein. Es können zum Beispiel nur die Drehrichtungssteuerschaltung 50, die Erfassungsschaltung 20 und die Schaltersteuerschaltung 30 in die integrierte Schaltung integriert sein, während der Gleichrichter 28, der steuerbare Zweirichtungs-Wechselstromschalter 26 und der Widerstand R0 außerhalb der integrierten Schaltung angeordnet sind.
-
In einer weiteren Ausführungsform kann jedes der Bauteile der Motortreiberschaltung entsprechend den Konstruktionsanforderungen einzeln auf einer Leiterplatte angeordnet sein.
-
Die vorstehenden Ausführungsform sind lediglich bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und stellen keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung dar. Innerhalb des Rahmens der Erfindung sind Änderungen, äquivalente Substitutionen, Verbesserungen oder dergleichen möglich, die sämtlich in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen.
