DE2431261A1

DE2431261A1 - Schutzvorrichtung fuer einen buerstenlosen gleichstrommotor

Info

Publication number: DE2431261A1
Application number: DE2431261A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Hienuki; Tetsuo Sekiya
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1973-06-29
Filing date: 1974-06-28
Publication date: 1975-01-30
Also published as: JPS5025007U; FR2235519A1; CA1010495A; FR2235519B1; IT1019670B; GB1471981A; US3930186A; NL7408631A; JPS5241521Y2

Description

It 2938

S ONY CORPORATION Tokyo / Japan

Schutzvorrichtung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor

Die Erfindung betrifft allgemein eine Schutzvorrichtung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor und insbesondere eine Schutzvorrichtung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor, mit der dieser mit einer Spannung betrieben werden kann, die kurzzeitig eine bestimmte Spannung überschreitet.

Es ist bekannt/ daß bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor mit einem Rotor aus einem Permanentmagneten/ die Masse und insbesondere die Trägheitsmasse des Magneten bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor mit einer Außenrotornutkonstruktion groß ist. Wenn solch ein bürstenloser Gleichstrommotor in einem Tongerät und dergleichen verwendet wird, dient seine größe Trägheitsmasse allgemein dazu/ eine Ungleichmäßigkeit der Drehung zu verringern/ jedoch ist bei dem bürstenlosen Gleichstrommotor wegen seiner großen Trägheitsmasse eine relativ große Zeitperiode notwendig, bis er beim Anlassen seine normale Geschwindigkeit erreicht. Da der bürstenlose Gleichstrommotor keine Kontakteinrichtung wie eine Bürste, einen

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Kommutator uaw. hat, ist mit Ausnahme eines Transistors für die elektrische Leistung kein Element vorhanden, um den Anlaßstrom des Motors im Hinblick auf seihe Lebensdauer zu begrenzen. Um den oben erwähnten Nachteil des Standes der Technik zu beseitigen, reicht es aus, daß der Motor mit dem übermäßigen Strom nur beim Anlassen betrieben wird, um die Anlaßzeitperiode zu verkürzen. Wenn der Motor jedoch in einem Zustand ist, in dem er kurzzeitig infolge Unachtsamkeit bei der Benutzung oder dergleichen einen bestimmten Zustand überschreitet, besteht die Gefahr, daß in dem Transistor für die elektrische Leistung Wärme erzeugt wird, und der bürstenlose Gleichstrommotor kann selbst zerstört werden bzw. Feuer fangen,und ähnliches kann verursacht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzvorrichtung für einen bürstenlosen Gleichstrommotor zu schaffen, der von den Nachteilen des Standes der Technik frei ist und mit der, selbst wenn ein übermäßiger Strom, der größer als ein bestimmter Strom ist, kurzzeitig in dem Motor fließt, verhindert wird, daß der Motor beschädigt wird und ein Brand entsteht.

Durch die Erfindung wird ein bürstenloser Gleichstrommotor geschaffen, bei dem ein Hochfrequenzsignal auf eine Schutzspule zur Ermittlung der Drehlage des Rotors des Motors über einen Transformator gegeben wird, bei dem der Magnetkern des Transformators aus einem temperaturempfindlichen Ferrit hergestellt ist, um den Motor dadurch zu schützen, daß er angehalten wird, wenn in ihm übermäßig Wärme erzeugt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis beispielsweise erläutert. Es zeigt:

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Figur 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Schutzvorrichtung eines bürstenlosen Gleichstrommotors gemäß der Erfindung,

Figur 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung,

Figur 3A einen Längsschnitt, aus dem der Aufbau der Erfindung hervorgeht, und

Figur 3B einen Querschnitt hiervon.

In Fig. 1 bezeichnen la, Ib und Ic Erregerwicklungen, deren eines Ende mit einem Spannungsquellenanschluß 2 verbunden ist, das mit einer Gleichspannung versorgt wird. Die Erregerwicklungen la, Ib und Ic sind auf einen Stator (nicht gezeigt) mit einem bestimmten Winkelabstand von z.B. 120° gewickelt. Das freie Ende der Erregerwicklung la ist mit dem Kollektor eines NPN-Transistors 4 zur Leistungsverstärkung eines Antriebsstromkreises 3a verbunden. Ein Kondensator 5 ist mit der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 4 verbunden, dessen Emitter geerdet ist und dessen Basis mit dem Emitter eines NPN-Schalttransistors 6 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 6 ist über eine Reihenschaltung von Widerständen 7 und 8 mit einem Spannungsquellenanschluß 9 verbunden, während die Basis des Transistors 6 mit der Kathode einer Diode 10 verbunden ist. Der Verbindungspunkt zwischen dem Transistor 6 und der Diode 10 ist über eine Parallelschaltung eines Widerstandes 11 und eines Kondensators 12 geerdet, und auch über einen Einstellwiderstand 13 mit dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 7 und 8 verbunden. Weitere Antriebsstromkreis 3b und 3c sind im wesentlichen ebenso aufgebaut wie der Antriebsstromkreis 3a, so daß ihre Beschreibung unterbleibt. Der obige Schaltungsaufbau ist im wesentlichen gleich dem des Standes der Technik für einen bürstenlosen Gleichstrommotor.

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Wie Fig. 1 zeigt, ist der Spannungsquellen-anschluß 9 über eine Reihenschaltung des Widerstandes 8 und eines Kondensators 14 mit einem gemeinsamen Anschluß bzw. einem Erdanschluß verbunden und der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 8 und dem Kondensator 14 ist mit einem Mittelabgriff einer Primärwicklung 15a eines Kondensators 15 verbunden. Ein Ende der Primärwicklung 15a ist mit einem Anschluß eines Oszillators 16 und das andere Ende der Primärwicklung 15a ist mit dem anderen Ende des Oszillators 16 verbunden. Ein Ende der Sekundärwicklung 15b des Transformators 15 ist mit dem Erdanschluß über eine Reihenschaltung einer Detektorspule 17a und eines Widerstandes 18a, eine Reihenschaltung einer Detektorspule 17b und eines Widerstandes 18b bzw. eine Reihenschaltung einer Detektorspule 17c und eines Widerstandes 18c verbunden, während das andere Ende der Sekundärwicklung 15b des Transformators 15 direkt mit dem Erdanschluß verbunden ist. Die Verbindungspunkte zwischen den Detektorspulen 17a bis 17c und den Widerständen 18a bis 18c sind mit den Dioden 10 in den Antriebsstroinkreisen 3a bis 3c (obwohl in den Antriebsstromkreisen 3b und 3c die Dioden 10 nicht gezeigt sind) verbunden, Bei der in Fig. l gezeigten Ausfuhrungsform der Erfindung ist der Magnetkern des Transformators 15 aus einem temperaturempfindlichen Ferrit hergestellt, das eine Temperatur/ Permeabilitätskennlinie hat, wie sie durch die Kurve in dem Diagramm der Fig. 2 gezeigt ist, woraus ersichtlich ist, daß die Permeabilität ii (auf der Ordinate) bei der Temperatur T (auf der Abszisse) von 7O°C abrupt abnimmt.

Eine praktische Ausführungsform des bürstenlosen Gleichstrommotors mit der in der obigen Weise aufgebauten Schutzvorrichtung ist in den Fig. 3A und 3B im Längs- bzw. Querschnitt gezeigt. In den Figuren bezeichnet 19 die Welle des Motors, 20 eine Grundplatte für den Stator des Motors und 21 den Stator. Der Stator wird von der Grundplatte 20 getragen. Ein becherförmiger Rotor 22, an dessen Innenseite

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ein Permanentmagnet 23 befestigt ist, wird von der Welle über ein Lager 27 drehbar getragen, das den Stator 21 umgibt. Eine ringförmige Halterung 24 aus Harz wie Bakelit ist an der Grundplatte 20 innerhalb des becherförmigen Rotors 22 befestigt, um die Detektorspulen 17a, 17b und 17c in bestimmten Stellungen bzw. Winkelabständen von 12O° zu halten, wie Fig. 3B zeigt. Ein Markierungsmagnet 25, z.B. ein Gummimagnet ist an der Innenseite des becherförmigen Rotors 22 an der Stelle gegenüber den Detektorspulen 17a bis 17c in der Halterung 24 befestigt. Wie Fig. 3B zeigt, ist der Markierungsmagnet 25 so geformt, daß er sich über eine Winkelstrecke von etwa 120° erstreckt. Der Transformator 15 ist an dem Motor nahe der Stelle befestigt, wo Wärme erzeugt werden kann, oder an der Grundplatte 20, die von der in dem Stator 21 erzeugten Wärme erhitzt wird, wie Fig. 3A zeigt. In den Figuren 3A und 3B sind mit 26 Spalte zwischen der Grundplatte 20 und der Halterung 24 und zwischen der Halterung 24 und dem Rotor 22 bezeichnet.

Bei dem wie oben aufgebauten bürstenlosen Gleichstrommotor werden, wenn der Rotor 22 gedreht wird, die Detektorspulen 17a bis 17c von dem Markierungsmagneten 25 erregt, wenn sich der Rotor 22 dreht, wodurch die Lage des Rotors 22 aufeinanderfolgend angezeigt und damit die Permeabilität der Spulen 17a bis 17c aufeinanderfolgend geändert wird, um dadurch die Zuleitung von Signalen zu den Antriebsstromkreisen 3a bis 3c von dem Transformator 15 zu steuern und den Motor zu drehen. Wenn das Signal an die Antriebsstromkreise angelegt wird, wird es über die Diode IO auf die Basis des Transistors 7 gegeben, um diesen leitend zu machen, und damit erhält die Basis des Transistors 4 einen Vorstrom, um leitend zu werden. Der Gleichstrom des Spannungsanschlusses 2 fließt über eine der Erregerwicklungen la bis Ic und über den Transistor 4 nach Erde, und damit wird ein Drehmoment in dem Motor erzeugt, um diesen zu drehen.

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Wenn der bürstenlose Gleichstrommotor mit der Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung von einem übermäßigen Strom angetrieben wird, der einen bestimmten Strom kurzzeitig überschreitet, und eine anormale Wärme, verursacht durch den übermäßigen Strom,fehlerhafterweise in dem Motor und den Transistoren erzeugt wird, wird die anormale Wärmeerzeugung von dem Magnetkern des Transformators 15, der aus dem besonderen, oben erwähnten Material bzw. aus dem temperaturempfindlichen Ferrit hergestellt ist, erzeugt. Damit nimmt die Permeabilität des temperaturempfindlichen Ferrits ab, wie das Diagramm der Fig. 2 zeigt, und die magnetische Kopplung des Transformators 15 nimmt ab. Damit werden keine Hochfrequenzsignale auf die Detektorspulen 17a bis 17c übertragen und damit werden auch keine Schaltsignale auf die Antriebsstromkreise 3a bis 3c übertragen. Dadurch werden die Transistoren in den Antriebsstromkreisen 3a bis 3c nichtleitend gemacht und der Motor wird nicht gedreht bzw. der Motor wird angehalten. Dadurch wird vermieden, daß der Motor durch die anormal erzeugte Wärme zerstört wird und ein Brand auftritt, und folglich kann der Motor mit einem übermäßigen Strom, der einen bestimmten Strom kurzzeitig überschreitet, sicher angelassen werden.

Bei der oben beschriebenen Erfindung ist der Transformator 15 an dem Teil nahe des Stators des Motors oder dergleichen angeordnet, wie Fig. 3A zeigt, wo Wärme erzeugt werden kann, und der Magnetkern des Transformators besteht z.B. aus einem temperaturempfindlichen Ferrit, dessen Permeabilität sich ändert bzw. bei der Temperatur von etwa 70°C abrupt abnimmt, so daß, selbst wenn ein anormaler Strom, der den bestimmten Ström, der durch den Motor fließt, kurzzeitig überschreitet, der Magnetkern aus temperaturempfindlichen Ferrit die in dem Stator, den Transistoren und dergleichen erzeugte Wärme feststellt, um den Antrieb des

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Motors zu unterbrechen. Der Motor kann mit einem übermäßigen Strom, der den bestimmten Strom überschreitet, ohne Beschädigung des Motors und ohne daß ein Brand auftritt usw., angetrieben werden.

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Claims

•—β —

Ansprüche

f 1. !Schutzvorrichtung für einen bürstenlosen Gleichstrom- ^—Smotor, bei der ein hochfrequentes Signal über einen Transformator auf eine Detektorspule zur Ermittlung der Drehlage des Rotors gegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkern des Transformators aus einem temperaturempfindlichen Ferrit besteht, so daß die Drehung des Motors unterbrochen wird, wenn eine anormale Wärme erzeugt wird, die von dem Magnetkern festgestellt wird.
2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Permeabilität des Magnetkerns bei etwa 70°C abnimmt.
3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Transistor, auf den das Hochfrequenzsignal gegeben wird.

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