GEBIET DER ERFINDUNG FIELD OF THE INVENTION
Vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Motorsteuerung und insbesondere eine Motortreiberschaltung und ein Gebrauchsgerät. The present invention relates to the technical field of engine control, and more particularly to a motor drive circuit and a utility device.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
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. An engine refers to an electromagnetic device for converting or transmitting electrical energy according to the law of electromagnetic induction. The essential function of the motor is to generate a drive torque so that the motor can serve as an energy source for an electrical appliance or a mechanical device. The object of the present invention is to provide a motor drive circuit suitable for controlling a forward or reverse rotation of an engine.
ÜBERSICHT OVERVIEW
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. A motor drive circuit according to an embodiment of the present invention is provided. The motor drive circuit is configured to drive a rotor of a motor so that the rotor can rotate relative to a stator of the motor. The motor driver circuit includes:
a controllable bidirectional AC switch connected between a first node and a second node;
a direction of rotation control circuit connected to the first node and the second node and configured to selectively connect the first node via a winding of the motor to a first terminal of an external ac source and the second node to a second terminal of the external ac source or for one Connecting the first node to the second terminal of the external ac source and the second node via the winding of the motor to the first terminal of the external ac source;
a detection circuit configured to detect a magnetic pole position of the rotor and to output a magnetic pole position signal from an output terminal; and
a switch control circuit configured to control the controllable bidirectional AC switch to activate or deactivate it in a predetermined manner based on the magnetic pole position signal output from the detection circuit and a difference between a potential at the first node and a potential at the second node.
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 a preferred embodiment, the switch control circuit is configured to activate the controllable bidirectional AC switch when the potential at the first node is higher than potential at the second node and the detection circuit outputs a first magnetic pole position signal or when the potential at the first node is lower than the potential at the second node and the detection circuit outputs a second magnetic pole position signal and for deactivating the controllable bidirectional AC switch when the potential at the first node is higher than the potential at the second node and the detection circuit outputs the second magnetic pole position signal or when Potential at the first node is lower than the potential at the second node and the detection circuit outputs the first magnetic pole position signal.
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 a preferred embodiment, the rotor rotates in a first direction when the direction of rotation control unit connects the first node via the winding of the motor to the first terminal of the external AC source and connects the second node to the second terminal of the external AC source; and the rotor reversely rotates in a second direction when the direction of rotation control unit connects the first node to the second terminal of the external AC source and connects the second node via the winding of the motor to the first terminal of the external AC source.
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 a preferred embodiment, the direction of rotation control circuit comprises a first switch and a second switch, the first switch and the second switch each having a first terminal, a second terminal and a third terminal, wherein the first terminal of the first switch is connected to the first node and the third terminal of the first switch is connected to the second terminal of the external AC source, the first terminal of the second switch being connected to the second node is the second port of the second switch is connected to the second terminal of the first switch and the third terminal of the second switch is connected to the second switch of the external AC power source, wherein when the motor rotates in the first direction, the first terminal of the first switch to the second terminal the first switch is connected and the first terminal of the second switch is connected to the third terminal of the second switch; and wherein, when the motor reversely rotates in the second direction, the first terminal of the first switch is connected to the third terminal of the first switch and the first terminal of the second switch is connected to the second terminal of the second switch.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Motortreiberschaltung ferner einen Gleichrichter, der für eine Versorgung von zumindest der Erfassungsschaltung mit einer Gleichspannung konfiguriert ist. In a preferred embodiment, the motor drive circuit further comprises a rectifier configured to supply at least the detection circuit with a DC voltage.
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 a preferred embodiment, the first node is connected to the first node via a voltage reducer; or the rectifier is connected via a voltage reducer and the winding of the motor to a first terminal of the external AC power source.
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 a preferred embodiment, at least two or all of the rectifier, the detection circuit, the switch control circuit and the direction of rotation control circuit are integrated in an integrated circuit.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind von dem Gleichrichter, der Schaltersteuerschaltung und der Drehrichtungssteuerschaltung mindestens zwei oder alle in einer integrierten Schaltung integriert. In a preferred embodiment, at least two or all of the rectifier, the switch control circuit and the direction of rotation control circuit are integrated in an integrated circuit.
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. According to a second embodiment of the present invention, a motor driver circuit is provided. The motor drive circuit is configured to drive a rotor of a motor to rotate relative to a stator of the motor. The motor driver circuit includes:
a controllable bidirectional AC switch connected in series between a first node and a second node to a winding of the motor;
a direction of rotation control circuit connected to the first node and the second node and configured to selectively connect the first node to a first terminal of an external AC source and the second node to a second terminal of the external AC source or the first node to the second terminal the external AC power source and the second node to the first terminal of the external AC power source;
a detection circuit configured to detect a magnetic pole position of the rotor and to output a magnetic pole position signal from an output terminal; and
a switch control circuit configured to control the controllable bidirectional AC switch to activate or deactivate it in a predetermined manner based on the magnetic pole position signal output from the detection circuit, a potential at the first node, and a potential at the second node.
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 a preferred embodiment, the motor driver circuit further comprises a rectifier configured to supply the detection circuit with at least one DC voltage, and the rectifier is connected to the first node via a voltage reducer, or the rectifier is connected through a voltage reducer and the motor winding connected to the first terminal of the external AC power source.
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 a preferred embodiment, the switch control circuit is configured to activate the controllable bidirectional AC switch when the potential at the first node is higher than the potential at the second node and the detection circuit outputs a first magnetic pole position signal or when the potential at the first node is lower is as the potential at the second node and the detection circuit outputs a second magnetic pole position signal, and is configured for deactivating the controllable bidirectional AC switch when the potential at the first node is higher than the potential at the second node and the detection circuit, the second magnetic pole position signal or when the potential at the first node is lower than the potential at the second node and the detection circuit outputs the first magnetic pole position signal.
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 a preferred embodiment, the rotor rotates in a first direction when the direction of rotation control circuit connects the first node via the winding of the motor to the first terminal of the external AC source or connects the second node to the second terminal of the external AC source; and, conversely, rotates in a second direction when the direction of rotation control circuit connects the first node to the second terminal of the external AC power source and connects the second node to the first terminal of the external AC power source via the winding of the motor.
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. In a preferred embodiment, the direction of rotation control circuit comprises a first switch and a second switch, the first switch and the second switch each having a first terminal, a second terminal, and a third terminal; wherein the first terminal of the first switch is connected to the first node, the second terminal of the first switch is connected to the first terminal of the external AC source via the winding of the motor, and the third terminal of the first switch is connected to the second terminal of the external AC source Connecting the second switch to the second node, the second terminal of the second switch to the second terminal of first switch and the third terminal of the second switch is connected to the second switch of the external AC power source when the motor rotates in the first direction, wherein the first terminal of the first switch with the second terminal of the first switch and the first terminal of the second switch is connected to the third terminal of the second switch and wherein, when the rotor rotates reversely in the second direction, the first terminal of the first switch to the third terminal of the first switch and the first terminal of the second switch to the second terminal of the second switch connected is.
Es wird auch ein Gebrauchsgerät mit einem Motor angegeben, der einen Läufer, einen Ständer und die Motortreiberschaltung gemäß den vorstehenden Beschreibungen aufweist. There is also provided a utility device having a motor having a rotor, a stator, and the motor drive circuit as described above.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Motor einen Einphasen-Permanentmagnet-Wechselstrommotor. In a preferred embodiment, the motor comprises a single phase permanent magnet AC motor.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Motor einen Einphasen-Permanentmagnet-Synchronmotor oder einen bürstenlosen Einphasen-Permanentmagnet-Gleichstrommotor (BLDC-Motor). In a preferred embodiment, the motor comprises a single-phase permanent magnet synchronous motor or a brushless single-phase permanent magnet DC motor (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. The motor driving circuit according to embodiments of the present invention controls, based on the magnetic pole position of the rotor, a direction of a current flowing through the winding of the stator of the motor via the rotation direction control circuit so that the forward or reverse rotation of the motor is controlled. The motor driver circuit is simple in design and extremely versatile.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 zeigt einen Motor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 shows a motor according to an embodiment of the present invention;
2 zeigt schematisch ein Schaltungsdiagramm eines Motors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 schematically shows a circuit diagram of a motor according to a first embodiment of the present invention;
3 und 4 sind Schaltungsdiagramme, die zeigen, dass die in 2 dargestellte Motortreiberschaltung den Motor für eine Vorwärtsdrehung steuert; 3 and 4 are circuit diagrams that show that the in 2 shown motor drive circuit controls the motor for a forward rotation;
5 und 6 sind Schaltungsdiagramme, die zeigen, dass die in 2 dargestellte Motortreiberschaltung den Motor für eine Rückwärtsdrehung steuert; 5 and 6 are circuit diagrams that show that the in 2 shown motor drive circuit controls the motor for a reverse rotation;
7 zeigt schematisch ein Schaltungsdiagramm eines Motors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 7 schematically shows a circuit diagram of a motor according to a second embodiment of the present invention;
8 zeigt schematisch ein Schaltungsdiagramm eines Motors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 8th schematically shows a circuit diagram of a motor according to a third embodiment of the present invention;
9 ist ein Schaltungsdiagramm, das zeigt, dass die in 8 dargestellte Motortreiberschaltung den Motor für eine Vorwärtsdrehung steuert; 9 is a circuit diagram that shows that the in 8th shown motor drive circuit controls the motor for a forward rotation;
10 ist ein Schaltungsdiagramm, das zeigt, dass die in 8 dargestellte Motortreiberschaltung den Motor für eine Rückwärtsdrehung steuert; und 10 is a circuit diagram that shows that the in 8th shown motor drive circuit controls the motor for a reverse rotation; and
11 zeigt schematisch ein Schaltungsdiagramm eines Motors gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 11 schematically shows a circuit diagram of a motor according to a fourth embodiment of the present invention.
DETAILEBSCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
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. The technical solution according to the embodiments will be explained in detail below with reference to the drawings, wherein the described embodiments represent only some of the possible embodiments of the invention. Those skilled in the art will recognize that based on the present embodiments without inventive step, other embodiments are possible which fall within the scope of the present invention. It is understood that the drawings are for illustrative purposes only and not intended to limit the present invention. The connection shown in the drawings is for clarity and does not limit the connection modes.
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. It should be noted that an element which is shown as being "connected to" another element may be connected to this further element directly or via an intermediate element. Technical and scientific terms in the present specification each have the meaning known to those skilled in the art, unless otherwise specified. The terms in the description are merely illustrative of specific embodiments and are not to be construed as limiting the disclosure.
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. 1 shows a single-phase permanent magnet motor according to an embodiment of the present invention. The motor 10 has a stand and a runner 11 which can rotate relative to the stand. The stand has a stator core 12 and a stator winding 16 attached to the stator core 12 is executed. The stator core may be made of a soft magnetic material, for example, pure iron, cast iron, cast steel, electrical steel, silicon steel and ferrite. The runner 11 is a permanent magnet rotor. The runner 11 works with a constant Rotational speed of 60 f / p (U / minute) during continuous operation when the stator winding 16 with an AC power source 24 (please refer 2 ) is connected in series, where f is a frequency of the AC power source and p is the number of pole pairs of the rotor. In the embodiment, the stator core 12 two opposing poles 14 , Each of the poles 14 each has a Polbogen 15 , An outer surface of the runner 11 lies the pole bow 15 across a non-uniform air gap. Preferably, a substantially uniform air gap 13 between the outer surface of the runner 11 and the pole bow 15 educated. The term "substantially uniform air gap" in the present specification means that in the majority of the space between the stator and the rotor, a uniform air gap is formed and that only in a small part of the space between the stator and the rotor is a non-uniform air gap is formed. Preferably, a concave start groove 17 at the pole bow 15 of the pole of the stand, and with the exception of the start groove 17 lie parts of the pole sheet 15 concentric with the runner. With the configuration described above, a non-uniform magnetic field can be formed so that a pole axis S1 of the rotor has an inclination angle relative to a central axis S2 of the pole of the stator when the rotor is stationary, thereby allowing the rotor 11 each time the motor is energized over a starting torque in response to the motor drive circuit 18 features. In particular, the pole axis S1 of the rotor refers to a boundary between two magnetic poles of different polarity, and the central axis S2 of the pole 14 refers to a connecting line passing through the centers of the two poles 14 of the stand 15 runs. In the embodiment, the stator and the rotor each have two magnetic poles. It should be understood that in various embodiments, other forms of nonuniform air gap exist between the outer surface of the rotor 11 and the pole bow 15 can be formed such that the number of magnetic poles of the stator does not necessarily equal to the number of magnetic poles of the rotor and that the stator and the rotor can have more magnetic poles, for example 4 or 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. 2 schematically shows a circuit diagram of an engine 10 according to a first embodiment of the present invention. The motor 10 is described using the example of a permanent magnet synchronous motor. The stator winding 16 of the engine is via the AC power source 24 with a motor driver circuit 18 connected in series. The motor driver circuit 18 can control the forward or reverse rotation of the motor. The AC power source 24 may be a mains power supply of 220V, 230V, or the like, or may be an alternating current output from an inverter.
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. In the present embodiment, the motor drive circuit includes 18 an integrated magnetic sensor circuit 27 , a rectifier 28 , a controllable bidirectional AC switch 26 and a rotation direction control circuit 50 , The integrated magnetic sensor circuit 27 contains a detection circuit 20 and a switch control circuit 30 (please refer 3 ). The controllable bidirectional AC switch 26 is connected between a first node A and a second node B. The rectifier 28 is configured to generate a DC voltage at least for the detection circuit 20 , The rectifier 28 is connected to node A via a resistor R0. The resistor R0 is a voltage reducer. It should be understood that in other embodiments, the voltage reducer may not be provided or provided at other suitable positions. The direction of rotation control circuit 50 connects the first node A and the second node B and is configured for selective connection of the first node A via a stator winding 16 with a first connection of an external AC source 24 and the second node B to a second terminal of the external AC power source 24 or for a connection of the first node A to the second terminal of the external AC power source 24 and the second node B via the stator winding to the first terminal of the external AC power source 24 , based on the direction of rotation of the motor. The first port and the second port of the external AC power source 24 can each be a firewire and a null line. The detection circuit 20 is configured to detect a magnetic pole position of the rotor 11 and for outputting a magnetic pole position signal from an output terminal of the detection circuit. The switch control circuit 30 is configured to control the activation or deactivation of the controllable bidirectional AC switch 26 based on that of the detection circuit 20 output magnetic pole position signal and based on a difference between a potential at the first node A and a potential at the second node B to control the forward or reverse rotation of the motor.
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. It will open 3 Reference is made in which a circuit diagram of an in 2 shown motor drive circuit according to a first embodiment is shown. The detection circuit 20 is configured to detect a magnetic pole position of the rotor 11 of the motor. The detection circuit 20 is preferably a switchable Hall sensor. It should be noted that the 3 to 6 only the working principle of Represent circuit in a case in which an output terminal H1 of the detection circuit 20 outputs a logic signal of high level or a logic signal of low level, this operating principle is for better understanding and no restriction on the specific connection between the terminals in the detection circuit 20 represents. When used in the engine 11 is the Hall sensor near the rotor 11 arranged. The rectifier 28 has four diodes D1 to D5. A cathode of the diode D2 is connected to an anode of the diode D3, a cathode of the diode D3 to a cathode of the diode D4, an anode of the diode D4 to a cathode of the diode D5 and an anode of the diode D5 to an anode of the diode D2. The cathode of the diode D2 serves as a first input terminal 11 of the rectifier 28 and is connected to the first node A via a resistor R0. The resistor R0 can serve as a voltage reducer. The anode of the diode D4 serves as a second input terminal 12 of the rectifier 28 and is connected to the second node B. The cathode of the diode D3 serves as the first output terminal O1 of the rectifier 28 and is with the detection circuit 20 and the switch control circuit 30 connected. The anode of the diode D5 serves as the second output terminal O2 of the rectifier 28 and is with the detection circuit 20 connected. The second output terminal O2 outputs a low voltage lower than the first output voltage. A zener diode Z1 is connected between the first output terminal O1 and the second output O2 of the rectifier 28 wherein an anode of the Zener diode Z1 is connected to the second output terminal O2 and a cathode of the Zener diode Z1 is connected to the first output terminal O1.
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. In the embodiment, the detection circuit has 20 a power supply terminal VCC, a ground terminal GND, and an output terminal H1. The power supply terminal VCC is connected to the first output terminal O1 of the rectifier 28 , the ground terminal GND to the second output terminal O2 of the rectifier 28 and the output terminal H1 with the switch control circuit 30 connected. The output terminal H1 of the detection circuit 20 outputs a magnetic pole position signal having a high logic level when the magnetic polarity of the rotor caused by the detection circuit 20 is detected, is north, and outputs a magnetic pole position signal with a low logic level when the magnetic polarity of the rotor passing through the detection circuit 20 is captured, south is. In another embodiment, the output terminal H1 is the detection circuit 20 a magnetic pole position signal having a low logic level when the magnetic polarity of the rotor is north, and outputs a magnetic pole position signal with a high logic level when the detected magnetic polarity of the rotor is south.
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. The switch control circuit 30 has a first terminal connected to the first output terminal O1 of the rectifier 28 is connected, a second terminal connected to the output terminal of the detection circuit 20 and a third terminal connected to a control terminal of the controllable bidirectional AC switch 26 connected is. The switch control circuit 30 includes a resistor R2, a triode Q1, a diode D1 and a resistor R1. The diode D1 and the resistor R1 are connected between the output terminal H1 of the detection circuit 20 and the control terminal of the controllable bidirectional AC switch 26 connected in series. The triode Q1 is an NPN triode. A cathode of the diode D1 serves as the second terminal and is connected to the output terminal H1 of the detection circuit 20 connected. The resistor R2 has a terminal connected to the first output terminal O1 of the rectifier 28 and the other terminal is connected to the output terminal H1 of the detection circuit 20 connected. The triode Q1 has a base connected to the output terminal H1 of the detection circuit 20 is connected, an emitter connected to the anode of the diode D1, and a collector serving as the first terminal and to the first output terminal O1 of the rectifier 28 connected is. The terminal of the resistor R1, which is not connected to the diode D1, serves as the third terminal.
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. The controllable bidirectional AC switch 26 is preferably a triac. Two anodes T2 and T1 of the triac are connected to the first node A and the second node B, respectively, and a control terminal G is connected to the third terminal of the switch control circuit 30 connected. It is understood that the controllable bidirectional AC switch 26 may comprise an electronic switch adapted to flow current in both directions, and comprising one or more metal oxide semiconductor field effect transistors, a silicon controllable rectifier, a triac, an insulated gate bipolar transistor, a bipolar transistor, a semiconductor tyratron and an optocoupler. The controllable bidirectional AC switch may be formed by, for example, two metal oxide semiconductor field effect transistors or two silicon controllable rectifiers or two insulated gate bipolar transistors or bipolar transistors.
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. The switch control circuit 30 is configured to activate the controllable bidirectional AC switch 26 when the potential at the first node A is higher than the potential at the second node B and the second terminal of the switch control circuit receives a first signal or when the potential at the first node A is lower than the potential at the second node B and the second terminal of the switch control circuit receives a second signal, and for deactivating the controllable bidirectional AC switch 26 in that the potential at the first node A is higher than the potential at the second node B and the second terminal of the switch control circuit receives the second signal or when the potential at the first node A is lower than the potential at the second node B and the second one Connection of the switch control circuit receives the first signal. The first signal and the second signal are magnetic pole position signals received from the detection circuit 20 be issued. In the embodiment, the first signal is a high level logic signal, and the second signal is a low level logic signal.
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. The direction of rotation control circuit 50 includes a first switch S1 and a second switch S2. The first switch S1 and the second switch S2 each have a first terminal, a second terminal, and a third terminal. The first terminal SC1 of the first switch is connected to the first node A, the second terminal SA1 of the first switch S1 is across the winding 16 of the motor with the first connection of the external AC source 24 and the third terminal SB1 of the first switch S1 is connected to the second terminal of the external AC source 24 connected. The first terminal SC2 of the second switch S2 is connected to the second node B, the second terminal SA2 of the second switch S2 is connected to the second switch SA1 of the first switch, and the third terminal SB2 of the second switch S2 is connected to the second terminal external AC power source connected.
Das Wirkprinzip der Motortreiberschaltung 18 wird in Verbindung mit den 3 bis 6 erläutert. The operating principle of the motor driver circuit 18 will be in conjunction with the 3 to 6 explained.
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. According to the theory of electromagnetism, a rotational direction of a rotor of a single-phase permanent magnet motor can be changed by the power supply of the stator winding 16 will be changed. If one through the detection circuit 20 detected polarity of the rotor N is and the direction of rotation control circuit 50 the external AC source, from which a current through the stator winding 16 flows, is controlled so that it is in a positive half-cycle, the motor rotates forward (eg clockwise direction (CW = clockwise)). It is understood that the motor rotates backwards (eg, counterclockwise) when passing through the detection circuit 20 detected polarity of the rotor is still N and the direction of rotation control circuit 50 the external AC source from which current through the stator winding 16 flows, so controls that it is in a negative half-cycle. The embodiments of the present invention are designed according to this principle, ie, the forward or reverse rotation of the motor is adjusted by adjusting the direction of one through the stator winding 16 flowing current based on by the detection circuit 20 controlled polarity of the rotor controlled. It will also be understood that when the motor is to reverse, it first stops, and then the direction of rotation control circuit 50 the direction of rotation of the motor changes.
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. An example in which the motor rotates forward will be referred to 3 and 4 explained. First, it will open 3 Referenced. When the motor is to be turned forward, the first terminal SC1 and the second terminal SA1 of the first switch S1 are connected to each other, and the first terminal SC2 and the third terminal SB2 of the second switch S2 are connected to each other. When the engine starts one of the AC power source 24 When the output voltage is in the positive half-cycle, the potential at the first node A is higher than the potential at the second node B and that detected by the detection circuit 20 detected magnetic pole position of the rotor N is, gives the detection circuit 20 a magnetic pole position signal having a high logic level "1" to the switch control circuit 30 out. The diode D1 of the switch control circuit 30 is turned off and the triode Q1 of the switch control circuit 30 turned on. A current flowing from the second terminal of the switch control circuit 30 flows, controls the controllable bidirectional AC switch 26 so that it is activated. A flow direction of a current through the stator winding 16 in this process is indicated by the arrows in 3 represented, ie a direction from bottom to top through the stator winding 16 , and the runner 11 turns in a clockwise direction.
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. It will open 4 Referenced. The first terminal SC1 and the second terminal SA1 of the first switch S1 are connected to each other, and the first terminal SC2 and the third terminal SB2 of the second switch S2 are connected to each other, ie, the first switch S1 and the second switch S2 are still so configured to allow a forward rotation of the engine. If one of the AC power source 24 When the output voltage is in the negative half cycle, the potential at the second node B is higher than the potential at the first node A and that detected by the detection circuit 20 detected magnetic pole position of the rotor S is the detection circuit 20 a magnetic pole position signal having a low logic level "0". The diode D1 of the switch control circuit 30 is turned on and the triode Q1 of the switch control circuit 30 off. A current flows from the AC source in the negative half-cycle in an in 4 illustrated direction to the control terminal G of the controllable bidirectional AC switch 26 to the resistor R1 and to the diode D1. The controllable bidirectional AC switch 26 is activated. The direction of the current flowing through the stator winding during this process 16 is flowing through the arrow in 4 indicated, ie it is a direction from top to bottom through the stator winding 16 , and the runner 11 turns in a clockwise direction.
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. When the first switch S1 and the second switch S2 are connected so as to enable forward rotation of the motor and when the AC power source is in the negative half-cycle and the magnetic pole position of the rotor is N or when the AC power source is in the positive half cycle and the magnetic pole position of the rotor S triggers the switch control circuit 30 the controllable bidirectional AC switch 26 not out, no current flows through the stator winding 16 , and the runner 11 rotates due to inertia. When the engine stops, the runner turns 11 Not.
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. The situation in which the engine is reversing, with reference to the 5 and 6 explained. It is going on first 5 Referenced. When the motor is to reverse, the states of the first switch S1 and the second switch S2 are changed so that the first terminal SC1 and the third terminal SB1 of the first switch S1 are connected to each other, and the first terminal SC2 and the second terminal SA of FIG second switch S2 are interconnected. When the AC power source starts when the engine is started 24 is in the negative half-cycle, the potential at the first node A is higher than the potential at the second node B due to the change in the states of the switch S1 and the second S2 20 detected magnetic pole position of the rotor N is the detection circuit 20 a magnetic pole position signal having the high logic level "1" to the switch control circuit 30 out. The diode D1 of the switch control circuit 20 is turned off and the triode Q1 of the switch control circuit 30 turned on. A current flowing from the second terminal of the switch control circuit 30 flows, controls the bidirectional AC switch 26 such that it is activated. The direction of the current flowing through the stator winding during this process 16 is flowing through the arrow in 5 indicated, ie it is a direction from top to bottom through the stator winding 16 which is opposite to the direction of the current passing through the stator winding 16 flows when the magnetic pole position of the rotor is N, as in 3 shown, and the runner 11 turns counterclockwise.
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. It will open 6 Referenced. If one of the AC power source 24 output voltage is in the positive half-cycle, due to the change of the states of the first switch S1 and the second switch S2, the potential at the second node B is higher than the potential at the first node A. When detected by the detection circuit 20 detected magnetic pole position of the rotor S is the detection circuit 20 a magnetic pole position signal having a low logic level "0". The diode D1 of the switch control circuit 30 is turned on and the triode Q1 of the switch control circuit 30 off. There is a current flowing in the 6 represented direction from the AC power source in the positive half-cycle to the control terminal G of the bidirectional controllable changeover switch 26 to the resistor R1 and to the diode D1. The controllable bidirectional changeover switch 26 is activated. The direction of the through the stator winding 16 flowing current in this process is indicated by the arrow in 6 represented, ie a direction from bottom to top through the stator winding 16 , which is the reverse direction to the direction of the current passing through the stator winding 16 flows when the magnetic pole position is S, as in 4 shown, and the runner 11 turns counterclockwise.
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. When the first switch S1 and the second switch S2 are connected so that the motor can rotate backward, the AC source is in the positive half cycle and the magnetic pole position of the rotor is North or the AC source is in the negative half cycle and the magnetic pole position of the runner is south, the switch control circuit 30 disconnects the controllable bidirectional AC switch 26 not out, no current flows through the stator winding 16 , and the runner 11 rotates due to inertia. When the engine stops, the runner turns 11 Not.
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. In short, the direction of rotation control circuit connects 50 the first node A over the winding 16 of the motor selectively with the first terminal of the external AC source 24 and connects the second node B to the second terminal of the external AC power source 24 or connects the first accounts A to the second terminal of the external AC power supply 24 and connects the second node B via the winding 16 of the motor with the first connection of the external AC source 24 , based on the set direction of rotation of the motor to the To control difference between the potential at the first node A and the potential at the second node B. The switch control circuit 30 Activates or deactivates the controllable bidirectional AC switch based on the magnetic pole position signal and the difference between the potential at the first node A and the potential at the second node B to the direction of the through the stator winding 16 to control flowing current and thereby the direction of rotation of the motor.
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. According to the principle of the invention, the external AC source 24 , the stator winding 16 and the motor drive circuit may be connected in a different way. It will open 7 Referring to Fig. 12, a circuit diagram of a motor according to a second embodiment of the present invention is shown schematically. In the 7 The circuit shown differs from that in 2 shown circuit in that the stator winding 16 and the controllable bidirectional AC switch 26 are connected in series between the first node A and the second node B, that the first terminal of the external AC circuit 24 is connected to the second terminal SA1 of the first switch S1 and that the second terminal of the external AC power supply 24 is connected to the third terminal SB2 of the second switch S2.
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. It will open 8th Referring to Fig. 12, there is schematically illustrated a circuit diagram of a motor according to a third embodiment. In the 8th The circuit shown differs from that in 2 shown circuit in that the stator winding 16 and the controllable bidirectional AC switch 26 are connected in series between the first node A and the second node B, that the first terminal of the external AC power source 24 is connected to the second terminal SA1 of the first switch S1 that the second terminal of the external AC power source 24 is connected to the third terminal SB2 of the second switch S2 that the rectifier 28 via resistor R0 to the first terminal of the external AC power source 24 is connected and that the second terminal of the external AC power source 24 with the second input terminal I2 of the rectifier 28 connected is. In the 8th The circuit shown differs from that in 7 shown circuit as follows: In 7 is the first input terminal of the rectifier 28 via the resistor R0 connected to the first terminal SC1 of the first switch S1, and the second input terminal of the rectifier is connected to the first terminal SC2 of the second switch, whereas in 8th the first connection of the external AC power supply 24 via resistor R0 to the first input terminal 11 of the rectifier 28 is connected and the second connection of the external AC power source 24 with the second input terminal I2 of the rectifier 28 connected is. An exemplary circuit diagram of the motor drive circuit according to a third embodiment is shown in FIGS 9 and 10 shown.
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. 9 FIG. 12 is a circuit diagram of the motor drive circuit as in FIG 8th shown at a forward rotation of the engine. The first input connection 11 of the rectifier 28 is across resistor R0 to the first terminal of the external AC power source 24 connected, and the second input terminal I2 of the rectifier 28 is to the second terminal of the external AC power source 24 connected. When the motor rotates forward, the first terminal SC1 and the second terminal SA1 of the first switch S1 are connected to each other, and the first terminal SC2 and the third terminal SB2 of the second switch S2 are connected to each other. When the first switch S1 and the second switch S2 are configured so that the motor rotates forward, the process of controlling the motor for its forward rotation is substantially the same as in the embodiments described in FIG 3 and 4 are shown, which is why the description is not repeated here.
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. 10 is a circuit diagram of the motor drive circuit of 8th at a forward rotation of the engine. When the motor rotates backward, the first terminal SC1 and the third terminal SB1 of the first switch S1 are connected to each other, and the first terminal SC2 and the second terminal SA2 of the second switch S2 are connected to each other. When the first switch S1 and the second switch S2 are configured so that the motor rotates backward, the process of controlling the motor for its reverse rotation is substantially the same as in the embodiments described in FIG 5 and 6 are shown, so the description in this regard is not repeated at this point.
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. It will open 11 Referring to FIG. 1, a circuit diagram of a motor according to a fourth embodiment of the present invention is shown schematically. In the 11 The circuit shown differs from that in 8th shown circuit in that the controllable bidirectional AC switch 26 is connected between the first node A and the second node B that the first terminal of the external AC power source 24 over the stator winding 16 is connected to the second terminal SA1 of the first switch S1 and that the second terminal of the external AC power source 24 is connected to the third terminal SB2 of the second switch S2. In the 11 The circuit shown differs from that in 2 shown circuit as follows: In 2 is the first input terminal of the rectifier 28 via the resistor R0 connected to the first terminal SC1 of the first switch S1, and the second input terminal of the rectifier is connected to the first terminal SC2 of the second switch, whereas in 11 the first input terminal 11 of the rectifier 28 is connected via the resistor R0 to the second terminal SC1 / third terminal SB1 of the first switch S1, and the second terminal I2 of the rectifier 28 is connected to the third terminal SB2 / second terminal SA2 of the second switch.
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. In the above embodiments, the first switch S1 and the second switch S2 may each be mechanical or electronic switches. The mechanical switch contains a relay, a single-pole two-stage switch and a single-pole single-throw switch. The electronic switch has a semiconductor relay, a metal oxide semiconductor field effect transistor, a silicon controllable rectifier, a triac, an insulated gate bipolar transistor, a bipolar transistor, a semiconductor thyratron, an optocoupler, and the like.
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. The motor drive circuit according to embodiments of the present invention controls based on the magnetic pole position of the rotor 11 the direction of current flowing through the stator winding of the motor via the direction of rotation control circuit 50 to control the forward or reverse rotation of the motor. When a drive motor is required for a reverse rotation application, only the states of the terminals of the first switch S1 and the second switch S2 need to be changed. Another change to the drive circuit is not necessary. The motor driver circuit is simple in design and extremely versatile.
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. Those skilled in the art will recognize that the motor according to the embodiments of the present invention can be used to drive a device such as a vehicle window, an office and indoor blind, a pump or blower and for powering home appliances. The motor according to the embodiments of the present invention may include a permanent magnet AC motor such as a permanent magnet synchronous motor and a brushless DC permanent magnet (BLDC) motor. Preferably, the motor according to the embodiments of the present invention is a single-phase permanent magnet AC motor such as a single-phase permanent magnet synchronous motor and a single-phase permanent magnet BLCD motor. If the motor is a permanent magnet synchronous motor, the external AC power source is the mains supply. When the motor is a permanent magnet BLCD motor, the external AC power source may be an AC output from an inverter.
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. Those skilled in the art will recognize that the motor driver circuit may be integrated or packaged in an integrated circuit to reduce the cost of the circuit and increase its reliability. The integrated circuit has a housing, a plurality of pins extending out of the housing, and a motor driver circuit disposed on a semiconductor substrate. The semiconductor substrate and the motor drive circuit are packaged in the housing.
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 a further embodiment, the rectifier 28 , the detection circuit 20 , the direction of rotation detecting circuit 50 and the switch control circuit 30 be fully or partially integrated in an integrated circuit depending on the conditions in practice. For example, only the direction of rotation control circuit 50 , the detection circuit 20 and the switch control circuit 30 be integrated into the integrated circuit, while the rectifier 28 , the controllable bidirectional AC switch 26 and the resistor R0 are disposed outside the integrated circuit.
In einer weiteren Ausführungsform kann jedes der Bauteile der Motortreiberschaltung entsprechend den Konstruktionsanforderungen einzeln auf einer Leiterplatte angeordnet sein. In another embodiment, each of the components of the motor drive circuit may be individually arranged on a circuit board according to the design requirements.
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. The foregoing embodiments are merely preferred embodiments of the present invention and are not a limitation of the present invention. Within the scope of the invention, changes, equivalent substitutions, improvements or the like are possible, all of which fall within the scope of the present invention.
