FI119041B - Harjattoman tasavirtamoottorin ohjauslaite ja sen ohjausmenetelmä - Google Patents

Harjattoman tasavirtamoottorin ohjauslaite ja sen ohjausmenetelmä Download PDF

Info

Publication number
FI119041B
FI119041B FI20060073A FI20060073A FI119041B FI 119041 B FI119041 B FI 119041B FI 20060073 A FI20060073 A FI 20060073A FI 20060073 A FI20060073 A FI 20060073A FI 119041 B FI119041 B FI 119041B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
motor
brushless
pulses
counter
supply current
Prior art date
Application number
FI20060073A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20060073A0 (fi
FI20060073A (fi
Inventor
Yeon-Ho Son
Original Assignee
Samsung Electro Mech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electro Mech filed Critical Samsung Electro Mech
Publication of FI20060073A0 publication Critical patent/FI20060073A0/fi
Publication of FI20060073A publication Critical patent/FI20060073A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI119041B publication Critical patent/FI119041B/fi

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/282—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling field supply only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/17—Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information

Description

119041 HARJATTOMAN TASAVIRTAMOOTTORIN OHJAUSLAITE JA SEN OHJAUSMENETELMÄ KEKSINNÖN TAUSTA 5 1. Keksinnön ala
Esillä oleva keksintö kohdistuu tasavirtamoottoriin ja täsmällisemmin harjattoman tasavirtamoottorin ohjauslaitteeseen ja sen ohjausmenetelmään.
10 2. Tunnetun tekniikan esitys
Moottori on energiamuunninlaite, joka muuntaa sähköenergian pyöriväksi tai lineaariseksi kineettiseksi energiaksi sähkömagneettisten ilmiöiden avulla. Moottorien 15 käyttöalueiden laajentuminen elektronisten laitteiden käytön yleistyessä sähkö-, elektroniikka- ja mekaanisessa teollisuudessa lisää moottorin tärkeyttä kriittisenä käyttöteholähteenä. Lisäksi nopeassa kasvavassa teollisuudessa käyttövoimalähteinä toimivat moottorit tulevat nopeammiksi ja suuritehoisemmiksi.
20 Erikoisesti tarkkuussäädetyillä moottoreilla kehitetään tarkkoja liikkeitä, joilla on nopeat vasteajat ja laaja nopeussäätöalue. Tällaiset moottorit toimivat ohjaussig- ·*·*: naalien mukaan toistamalla pysäytys-, käynnistys- ja peruutustoimintoja jne. Tark- « » kuussäädettyjen moottorien merkitys kasvaa jatkuvasti käyttöalueiden laajentuessa ja tekniikan, kuten tehoelektroniikan, mikrotietokoneiden, tarkkuustekniikan käytän- * · ;**. 25 nön sovellusten ja tehokkaiden magneettien ja pinta-asennustekniikan edistyessä.
• · φ • · · • · · • m · .···. Esimerkkejä tarkkuussäädetyistä moottoreista ovat askelmoottorit ja harjattomat • · · tasavirtamoottorit, joissa käytetään tavallisesti tehokkaita kestomagneetteja.
• · · • · · • · · .···. 30 Asennointiohjauksissa käytetään moottorina useimmiten askelmoottoria. Yleisessä • · m\·] tarkassa mekaanisen siirtymän ohjauksessa askelmoottorit sopivat käytettäväksi • · · mikrokontrollerijärjestelmissä, koska askelmoottoreita voidaan ohjata digitaalisesti • · ’···’ pulsseja käyttämällä. Askelmoottorit voivat pyöriä määrätyn kulman ja pysähtyä •i**: erittäin tarkasti ilman moottorin akselin asennonilmaisevaa takaisinkytkentää. Lisäksi • · * • · • · • · · 2 119041 askelmoottorit mahdollistavat avoimen silmukan säädön, helpon ohjauksen digitaalisilla signaaleilla ja kehittävät pitovääntömomentin pysäytettynä.
Näiden moottorien vääntömomentti on kuitenkin pieni, niin että niitä on vaikea käyt-5 tää kohteissa, joissa tarvitaan suurta vääntömomenttia. Lisäksi niissä pyrkii esiintymään värähtely- ja resonanssi-ilmiötä tietyillä taajuuksilla, ne vastustavat heikosti kuormien hitausvoimia ja nopean toiminnan aikana tapahtuu tahdista putoamista. Lisäksi vääntömomentti on pieni suurella pulssitaajuudella, koska käämittyjen käämien induktanssivaikutus estää riittävän virran kulkemisen käämittyjen käämien läpi 10 tavanomaisen ohjaimen toiminnan aikana, jonka vuoksi saavutettu hyötysuhde on pienempi kuin tasavirtamoottorissa.
Tämän vuoksi harjaton tasavirtamoottori, joka antaa suuren vääntömomentin, on edullinen asennon tai kierrosten lukumäärän ohjauksessa. Paitsi että harjaton tasa-15 virtamoottori on kestävä ja tehokas, sitä voidaan käyttää helposti vakionopeusohja-uksessa ja muuttuvanopeuksisessa ohjauksessa.
Harjattomat tasavirtamoottorit on konstruoitu ilman kommutaattorina toimivia harjoja tasavirtamoottorin ominaisuudet säilyttäen, ja tällaiset moottorit voidaan jakaa 20 anturityyppisiin tai anturittomiin sen mukaan onko moottorissa anturia, joka havaitsee sekä roottorin asennon että pyörintänopeuden.
* * · » · » • * • · ·**♦„ Korealaisessa julkaistussa patenttihakemuksessa nro 1998-0013970 on esitetty har- :***. jattoman BLDC-moottorin asennonohjausmenetelmä. Se liittyy BLDC-moottoriin, ··* .**·. 25 jossa moottorin roottorin staattoriin kehittämät vastasähkömotoriset voimat havai- ··· . .·. taan ja jossa pulssit jaetaan useaksi pulssiksi, kun näitä vastasähkömotorisia voimia ··· .···. verrataan standardijännitteeseen. Pulssit lasketaan moottorin roottorin tarkan asen- ··· non määräämiseksi moottorin roottorin normaaliasennon suhteen, ja vastaavat oh- . .·. jaussignaalit annetaan tarkan asentosäädön aikaansaamiseksi.
• · · ··· .***. 30 • · ]·* Tämä ohjaussignaaleihin perustuva asennonohjaus on tarkoitettu moottorin rootto- • · · rin pyörintäasennon ohjaukseen eikä se voi ohjata roottorin kierrosten lukumäärää.
• 9 9 9 999 9
·:··! KEKSINNÖN MUOTOJEN YHTEENVETO
:**·; 35 ··· 3 119041
Edellä esitettyjen tavoitteiden saavuttamiseksi esillä oleva keksintö esittää harjatto-man tasavirtamoottorin ohjauslaitteen ja sen ohjausmenetelmän, joka voi ohjata kierrosten lukumäärää anturitonta tyyppiä olevaa tai anturityyppistä harjatonta tasavirtamoottoria käyttämällä.
5
Keksinnön toinen muoto esittää harjattoman tasavirtamoottorin ohjauslaitteen ja sen ohjausmenetelmän, jossa kierrosten lukumäärää ohjataan digitaalisella menetelmällä ilmaisemalla ja laskemalla vastasähkömotorisia voimia anturitonta tyyppiä olevassa haitattomassa tasavirtamoottorissa.
10
Keksinnön eräs toinen muoto esittää harjattoman tasavirtamoottorin ohjauslaitteen ja sen ohjausmenetelmän, jossa kierrosten lukumäärää ohjataan digitaalisella menetelmällä ilmaisemalla ja laskemalla anturityyppisen harjattoman tasavirtamoottorin taajuusgeneraattoripulsseja.
15
Keksinnön muut piirteet selviävät seuraavasti selityksestä.
Edellä mainittujen ongelmien ratkaisemiseksi keksinnön eräs muoto kohdistuu harjattoman tasavirtamoottorin ohjauslaitteeseen, joka ohjaa harjattoman tasavirta-20 moottorin kierrosten lukumäärää, jossa moottorissa on />napainen roottori (missä n on luonnollinen luku), joka pyörii staattorille syötetyn /7>vaiheisen (missä m on luonnollinen luku) syöttövirran vaikutuksesta, joka laite käsittää: pyörinnänil- • · ·*·„ maisuosan, joka laskee roottorin pyörinnän aiheuttamien harjattoman tasavirta- moottorin kierrospulssien lukumäärää, kierrostavoitearvon syöttöosan, joka vas- • · · 25 taanottaa tulona harjattoman tasavirtamoottorin kierrosten lukumäärän ja muuntaa • · · . sen vastaavaksi kierrostavoitearvoksi, vertailuosan, joka vertaa kierrospulssien lu- • · · .···. kumäärää ja kierrostavoitearvoa, ja virranohjausosan, joka ohjaa harjattomalle ta savirtamoottorille syötettävää syöttövirtaa vertailuosalta saatujen vertailutulosten . .·. mukaan.
30 * ·
Virranohjausosa voi edullisesti ohjata syöttövirtaa siten, että harjatonta tasavirta- • · · : ·* moottoria pyöritetään, kun kierrospulssien lukumäärä on pienempi kuin kierrostavoi- • · tearvo, tai se voi ohjata syöttövirtaa siten, että harjaton tasavirtamoottori pysäyte-·:**: tään, kun kierrospulssien lukumäärä on yhtä suuri kuin kierrostavoitearvo.
• · · 35 4 119041
Harjaten tasavirtamoottori voi olla anturitonta tyyppiä, ja pyörinnänilmaisuosa voi laskea staattorin monivaihekäämiin kehittyneen vastasähkömotorisen voiman ilmai-sukertojen kokonaislukumäärää kierrospulssien lukumääränä. Tällöin kierrostavoi-tearvo voi olla (kierrosten lukumäärä) x (harjattoman tasavirtamoottorin yhden kier-5 roksen aikana kehitettyjen vastasähkömotoristen voimien kokonaislukumäärä).
Haijaton tasavirtamoottori voi toisaalta olla anturityyppinen, ja pyörinnänilmaisuosa voi käsittää magneettisen anturin, joka havaitsee roottorin pyörinnän kehittämiä taajuusgeneraattoripulsseja, ja laskea taajuusgeneraattoripulssien ilmaisukertojen 10 kokonaislukumäärää kierrospulssien lukumääränä. Tällöin kierrostavoitearvo voi olla (kierrosten lukumäärä) x (harjattoman tasavirtamoottorin yhden kierroksen aikana kehitettyjen taajuusgeneraattoripulssien kokonaislukumäärä).
Lisäksi virranohjausosa voi syöttää syöttövirtaa, joka aktivoi harjattoman tasavirta-15 moottorin, sen jälkeen kun kierrosten lukumäärä on syötetty kierrostavoitearvon syöttöosaan.
Lisäksi virranohjausosa voi käsittää monivaiheisen invertterin /w-vaiheisen syöttövirran syöttämiseksi harjattomalle tasavirtamoottorille.
20
Edellä esitettyjen tavoitteiden saavuttamiseksi esillä olevan keksinnön eräs muoto voi kohdistua menetelmään harjattoman tasavirtamoottorin ohjaamiseksi, jossa • * moottorissa on ^napainen roottori (missä n on luonnollinen luku), joka pyörii staat- .·*·. torin uriin syötetyn /77-vaiheisen syöttövirran (missä m on luonnollinen luku) vaiku- .·*·. 25 tuksesta, jossa menetelmässä: (a) vastaanotetaan syöttötietona harjattoman tasa- * · · . .·. virtamoottorin kierrosten lukumäärä, (b) muunnetaan kierrosten lukumäärä kierros- .*··. tavoitearvoksi, (c) syötetään ensimmäinen syöttövirta, joka aktivoi haijattoman ta- * · savirtamoottorin, (d) lasketaan harjattoman tasavirtamoottorin pyörinnän aiheutta- . .·. mien kierrospulssien lukumäärää, (e) verrataan kierrostavoitearvoa ja kierrospulssi- • · · 30 en lukumäärää ja (f) syötetään harjattomalle tasavirtamoottorille toinen syöttövirta • '** vertailun (vaihe e) tulosten mukaan.
• · · • · · • · • · • · · *···: Toisen syöttövirran syöttäminen (vaihe 0 voi edullisesti käsittää harjatonta tasavir- *:**: tamoottoria pyörittävän toisen syöttövirran syöttämisen silloin, kun kierrospulssien 35 lukumäärä on pienempi kuin kierrostavoitearvo, ja laskennan (vaihe d) ja vertailun 5 119041 (vaihe e) toistamisen tai käsittää toisen syöttövirran syöttämisen, joka pysäyttää harjattoman tasavirtamoottorin, kun kierrospulssien lukumäärä on yhtä suuri kuin kierrostavoitearvo.
5 Lisäksi harjaton tasavirtamoottori voi olla anturitonta tyyppiä ja laskenta (vaihe d) voi käsittää staattorin monivaihekäämiin kehittyneen vastasähkömotorisen voiman ilmaisukertojen kokonaislukumäärän laskennan kierrospulssien lukumääränä. Tällöin kierrostavoitearvo voi olla (kierrosten lukumäärä) x (harjattoman tasavirtamoottorin yhden kierroksen aikana kehitettyjen vastasähkömotoristen voimien kokonaisluku-10 määrä).
Harjaton tasavirtamoottori voi toisaalta olla anturityyppinen, ja laskenta (vaihe d) voi käsittää staattorin monivaihekäämiin kehittyvien taajuusgeneraattoripulssien ilmaisukertojen kokonaislukumäärän laskennan kierrospulssien lukumääränä. Tällöin 15 kierrostavoitearvo voi olla (kierrosten lukumäärä) x (harjattoman tasavirtamoottorin yhden kierroksen aikana kehitettyjen taajuusgeneraattoripulssien kokonaislukumäärä).
PIIRUSTUSTEN LYHYT SELITYS
20
Kuvio 1 on vaakaleikkaus, joka esittää keksinnön edullisen suoritusmuodon :*·*: mukaista anturitonta tyyppiä olevaa harjatonta tasavirtamoottoria.
• · • · • · • · * .·**. Kuvio 2 on vaakaleikkaus, joka esittää keksinnön toisen edullisen suoritusmuo- *φ· .***. 25 don mukaista anturityyppistä harjatonta tasavirtamoottoria.
* · * • · · • · · .···. Kuvio 3 on kaavio, joka esittää keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaista • φ anturitonta tyyppiä olevan harjattoman tasavirtamoottorin ohjauslaitetta.
30 • · • · *” Kuvio 4 on kaavio, joka esittää keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaista • · · ί V anturityyppisen harjattoman tasavirtamoottorin ohjauslaitetta.
··· • · *·· m • · • ΦΦ • · • Φ ··· 6 119041
Kuvio 5 on vuokaavio, joka esittää keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaista menetelmää kuviossa 1 esitetyn anturitonta tyyppiä olevan har-jattoman tasavirtamoottorin 100 ohjaamiseksi.
5 Kuvio 6 on vuokaavio, joka esittää keksinnön toisen edullisen suoritusmuodon mukaista menetelmää kuviossa 2 esitetyn anturityyppisen harjattoman tasavirtamoottorin 200 ohjaamiseksi.
KEKSINNÖN ERÄIDEN SUORITUSMUOTOJEN YKSITYISKOHTAINEN SELITYS
10
Seuraava selitys pelkästään havainnollistaa esillä olevan keksinnön periaatteita. Siten alan asiantuntijat voivat konstruoida sen perusteella erilaisia menetelmiä ja laitteita, jotka toteuttavat esillä olevan keksinnön periaatteen eivätkä poikkea esillä olevan keksinnön ajatuksesta ja piiristä, vaikka niitä ei olisi selvästi selitetty tai ku-15 vattu tässä selityksessä. On myös selvää, että esillä olevan keksinnön periaatteiden, näkökohtien ja suoritusmuotojen lisäksi kaikkien yksityiskohtaisten, tiettyjä suoritusmuotoja esittävien selitysten on katsottava sisältävä niiden rakenteelliset ja toiminnalliset ekvivalentit.
20 Esillä olevan keksinnön muut tavoitteet, erityiset edut ja uudet piirteet selviävät paremmin yksityiskohtaisesta selityksestä ja edullisista suoritusmuodoista, jotka on :*·*: esitetty oheisiin piirustuksiin viittaamalla. Keksinnön selityksessä tunnettua tekniik- • · kaa ei ole selitetty yksityiskohtaisesti, kun sen on katsottu hämärtävän tarpeetta- .***. masti keksinnön ydinajatusta. Selityksessä käytettyjä lukusanailmaisuja (esimerkiksi ·· 25 ensimmäinen, toinen jne.) on käytetty pelkästään samanlaisten tai samankaltaisten • · · . .*. osien erottamiseen tavanomaisesti käytetyllä tavalla.
• · · • · · • · • ·
Keksinnön edullisia suoritusmuotoja selitetään seuraavassa yksityiskohtaisesti ohei- . siin piirustuksiin viitaten.
• · · « · · __ .***. 30 • · *m" Kuvio 1 on vaakaleikkaus, joka esittää keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaista i * · : anturitonta tyyppiä olevaa harjatonta tasavirtamoottoria. Kuvio 1 esittää tavan- • · *·;·' omaista sisäroottorityyppistä anturitonta tyyppiä olevaa harjatonta tasavirtamootto- *:*·: ria, jossa on kolme vaihetta ja kaksi napaa.
35 * · · 7 119041 Tämä anturitonta tyyppiä oleva harjaten tasavirtamoottori 100 käsittää kotelon 110, staattorin 120, roottorin 130 ja pyörintäakselin 140.
Kotelo 110 on yleensä sylinterimäinen, mutta myös muita muotoja voidaan tietenkin 5 käyttää.
Staattori 120 on kotelon 110 sisällä jfo käsittää kolmen vaiheen käämit (U-vaiheen käämin 150u, V-vaiheen käämin 150v, W-vaiheen käämin 150w), jotka on käämitty T-muotoisille hampaille (joita on esillä olevassa suoritusmuodossa kolme 125u, 10 125v, 125w ja joihin seuraavassa viitataan viitenumerolla 125). Hampaat 125 ovat akselin suuntaisia ja hampaiden 125 välissä on yhtä monta ura-aukkoa, joihin kolmen vaiheen käämit on käämitty.
Roottori 130 sijaitsee kotelon 110 sisällä ja on asennettu ja kiinnitetty pyörivästi 15 staattorin 120 hampaiden 125 sisäpuolelle ja roottori käsittää kestomagneetin, jossa eri navat (esitetyssä esimerkissä yksi pohjoisnapa N ja yksi etelänapa S) on sijoitettu vuorottelevasti pyörintäakselin 140 suhteen.
Kun kolmen vaiheen käämeihin, ts. U-vaiheen käämiin 150u, V-vaiheen käämiin 20 150v ja W-vaiheen käämiin 150w, syötetään kolmivaiheinen syöttövirta, roottori 130, joka muodostuu kestomagneetista, jossa on joukko napoja, pyörii pyörintäak- selin 140 ympäri vääntömomentin syntyessä Flemingin vasemman käden säännön ··,* mukaisesti.
• · · *·· • · .···. 25 Hammas 125u, jonka ympärille U-vaiheen käämi 150u on käämitty, on roottorin 130 • ·
yhden kierroksen aikana kerran pohjoisnapaa N vastassa ja kerran etelänapaa S
• · · vastassa, niin että U-vaiheen käämiin 150u kehittyy vastasähkömotorinen voima • · kaksi kertaa. Sama pätee myös V-vaiheen käämille 150v ja W-vaiheen käämille 150w.
• · · 30 • · ”* U-vaiheen käämiin 150u, V-vaiheen käämiin 150v ja W-vaiheen käämiin 150w kehit- ·· : tyy siten roottorin 130 yhden kierroksen aikana yhteensä kuusi sähkömotorista voi- • · · maa. Toisin sanoen anturittoman harjattoman tasavirtamoottorin 100 roottorin 130 ·:··· kierrosten lukumäärä voidaan määrätä muodostamalla ensin U-vaiheen käämiin * »t • · • · ··* 8 119041 150a, V-vaiheen käämiin 150v ja W-vaiheen käämiin 150w kehittyneiden vastasäh-kömotoristen voimien lukumäärien summa ja jakamalla se luvulla 6.
Kun staattorissa 120 käytetään kolmivaiheista indusoitunutta virtaa, hampaiden lu-5 kumäärä on kolmen monikerta, ja kun roottorissa 130 käytetään kestomagneettia, jossa pohjois- N ja etelänavat S vuorottelevat, napojen lukumäärä on kahden moni-kerta. Toisin sanoen staattorin 120 hampaiden 125 lukumäärän ja roottorin 130 napojen lukumäärän suhde on Zat.lb (missä aja bovat luonnollisia lukuja). Roottorin 130 yhden kierroksen aikana staattorin 120 kunkin hampaan 25 vastasähkömo-10 toristen voimien lukumäärä on Ib, ja koska staattorin 120 hampaiden 125 lukumäärä on 3a, anturitonta tyyppiä olevassa haitattomassa tasavirtamoottorissa 100 roottorin 130 yhden kierroksen aikana kehittyvien vastasähkömotoristen voimien lukumäärä on 6 ab, 15 Kuvio 2 on vaakaleikkaus, joka esittää keksinnön toisen edullisen suoritusmuodon mukaista anturityyppistä haitatonta tasavirtamoottoria. Kuvio 2 esittää tavanomaista sisäroottorityyppistä anturityyppistä harjatonta tasavirtamoottoria, jossa on kolme vaihetta ja kaksi napaa.
20 Tämä anturityyppinen harjaten tasavirtamoottori 200 käsittää kotelon 110, staattorin 120, roottorin 130, pyörintäakselin 140 ja magneettisen anturin 210.
·· · ♦ ♦ · • · ♦ ·
Kotelo 110 on yleensä sylinterimäinen, mutta myös muita muotoja voidaan tietenkin ♦ .·♦·. käyttää.
«t· .···. 25 • · , ]·. Staattori 120 on kotelon 110 sisällä ja käsittää kolmen vaiheen käämit (U-vaiheen • · * .···, käämin 150u, V-vaiheen käämin 150v, W-vaiheen käämin 150w), jotka on käämitty T-muotoisille hampaille 125. Hampaat 125 ovat akselin suuntaisia ja hampaiden 125 , välissä on yhtä monta ura-aukkoa, joihin kolmen vaiheen käämit on käämitty.
30 • « T Roottori 130 sijaitsee kotelon 110 sisällä ja on asennettu ja kiinnitetty pyörivästi ·· · : V staattorin 120 hampaiden 125 sisäpuolelle ja roottori käsittää kestomagneetin, jossa »·« eri navat (esitetyssä esimerkissä yksi pohjoisnapa N ja yksi etelänapa S) on sijoitettu ·:··· vuorottelevasti pyörintäakselin 140 suhteen.
··· 35 9 119041
Kun kolmen vaiheen käämeihin, ts. U-vaiheen käämiin 150u, V-vaiheen käämiin 150v ja W-vaiheen käämiin 150w, syötetään kolmivaiheinen syöttövirta, roottori 130, joka muodostuu kestomagneetista, jossa on joukko napoja, pyörii pyörintäak-selin 140 ympäri vääntömomentin syntyessä Flemingin vasemman käden säännön 5 mukaisesti.
Kotelon 110 sisällä oleva magneettinen anturi 210 ilmaisee roottorin 130 asennon. Anturi voi olla sijoitettu kahden hampaan 125 väliseen tilaan, kuten kuviossa 2 on esitetty, tai olla sijoitettu johonkin hampaaseen 125. Magneettinen anturi 210 ha-10 vaitsee sijaintipaikastaan pohjoisnavan N ja etelänavan S läheisyyden roottorin 130 pyörinnästä riippuvaisesti ja kehittää taajuusgeneraattoripulsseja.
Esillä olevassa suoritusmuodossa magneettinen anturi 210 on kerran pohjoisnavan N ja kerran etelänavan S kohdalla kehittäen yhden taajuusgeneraattoripulssin. Toi-15 sin sanoen anturityyppisen harjattoman tasavirtamoottorin 200 roottorin 130 yksi kierros voidaan todeta yhden taajuusgeneraattoripulssin havaitsemisesta.
Kun staattorissa 120 käytetään kolmivaiheista indusoitunutta virtaa, hampaiden lukumäärä on kolmen monikerta, ja kun roottorissa 130 käytetään kestomagneettia, 20 jossa on vuorotelevat pohjois- N ja etelänavat S, napojen lukumäärä on kahden monikerta. Toisin sanoen staattorin 120 hampaiden 125 lukumäärän ja roottorin 130 napojen lukumäärän suhde on 'Sar.lb(missä aja bovat luonnollisia lukuja). Mag- • « ··.* neettisen anturin 210 roottorin 130 yhden kierroksen aikana kehittämien taajuus- » »* *···. generaattoripulssien lukumäärä on b.
25 · • ·
Magneettinen anturi 210 voi olla tässä Hall-elementti.
• ♦ · ·♦« • « · • * • «
Esillä olevan keksinnön harjattoman tasavirtamoottorin ohjauslaite ohjaa harjatto- . man tasavirtamoottorin kierrosten lukumäärää. Harjattoman tasavirtamoottorin oh- • ♦ · ;”* 30 jauslaite käsittää pyörinnänilmaisuosan, kierrostavoitearvon syöttöosan, vertailuosan • « **:** ja virranohjausosan.
·· · « · · • · • · * · ·
Pyörinnänilmaisuosa laskee harjattoman tasavirtamoottorin roottorin pyörinnän ai- ♦ ..... heuttamien kierrospulssien lukumäärää. Anturitonta tyyppiä olevan harjattoman .***. 35 tasavirtamoottorin tapauksessa kierrospulssien lukumäärä on monivaihekäämeissä *·♦ 10 1 1 9041 havaittujen vastasähkömotoristen voimien lukumäärä ja anturityypin tapauksessa kierrospulssien lukumäärä on magneettisen anturin havaitsemien taajuusgeneraatto-ripulssien lukumäärä.
5 Kierrostavoitearvon syöttöosa saa harjattoman tasavirtamoottorin kierrosten halutun lukumäärän syöttötietona käyttäjältä. Se muuntaa syötetyn kierrosten lukumäärän tämän jälkeen vastaavaksi kierrostavoitearvoksi. Muunnoskaava selitetään yksityiskohtaisesti myöhemmin kuvioihin 3 ja 4 viitaten.
10 Vertailuosa vertaa pyörinnänilmaisuosalta saatua kierrospulssien lukumäärää ja kierrostavoitearvon syöttöosalta saatua kierrostavoitearvoa.
Virranohjausosa ohjaa haitattomalle tasavirtamoottorille syötettävää syöttövirtaa vertailuosalta saatujen vertailutulosten mukaan. Harjaton tasavirtamoottori jatkaa 15 pyörimistään vakionopeudella tai pysähtyy syöttövirrasta riippuen.
Harjattoman tasavirtamoottorin pysäyttämiseksi roottorin pyörintä pysäytetään joko asettamalla syöttövirta nollaksi tai asettamalla kaikki haijattoman tasavirtamoottorin staattorikäämeihin syötetyt vaihevirrat yhtä suuriksi.
20
Harjattoman tasavirtamoottorin ohjauslaitetta selitetään seuraavassa yksityiskohtai-sesti, anturitonta tyyppiä kuvioon 3 ja anturityyppiä kuvioon 4 liittyen.
• · • · • · • · • *· [···. Kuvio 3 on kaavio, joka esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista • · 25 anturitonta tyyppiä olevan haijattoman tasavirtamoottorin ohjauslaitetta. Kuten ku- • · viossa 3 on esitetty, ohjauslaite käsittää anturitonta tyyppiä olevan haijattoman • · · Ϊ.'.' tasavirtamoottorin 100, virranohjausosan 320, kierrostavoitearvon syöttöosan 330, • · *** vertailuosan 340 ja vastasähkömotorisen voiman ilmaisuosan 350.
• · · 30 Kuviossa 1 esitetyn mukainen anturitonta tyyppiä oleva harjaton tasavirtamoottori • · ’*;** käsittää staattorin 120 ja roottorin 130 ja roottori 130 saatetaan pyörimään Flemin- ·· : gin vasemman käden säännön mukaan käyttämällä virranohjausosan 320 syöttämää ·»* monivaiheista syöttövaihevirtaa. Roottorin 130 pyörinnän seurauksena staattorin 120 ympärille käämittyihin monivaihekäämeihin kehittyy vastasähkömotorisia voi- .···. 35 mia. Anturiton harjaton tasavirtamoottori voidaan toteuttaa eri muodoissa, esimer- ··« n 119041 kiksi siten, että staattorille 120 syötetään a paria komivaiheisia syöttövirtoja ja roottorissa 130 on b napaparia jne.
Seuraava selitys perustuu kuviossa 1 esitettyyn tavanomaiseen kolmivaiheiseen kak-5 sinapaiseen muotoon. On kuitenkin selvää, että keksinnön piiri ei rajoitu tähän tapaukseen.
Vastasähkömotorisen voiman ilmaisuosa 350 vastaa pyörinnänilmaisuosaa. Vas-tasähkömotorisen voiman ilmaisuosa 350 ilmaisee anturitonta tyyppiä olevassa har-10 jattomassa tasavirtamoottorissa 100 kehittyneet vastasähkömotoriset voimat. Vas-tasähkömotorinen voima esiintyy kaksi kertaa anturitonta tyyppiä olevan harjatto-man tasavirtamoottorin 100 staattorin kussakin kolmessa T-muotoisessa hampaassa 125. Hammas 125u, jonka ympärille U-vaiheen käämi 150u on käämitty, on roottorin 130 kunkin kierroksena aikana yhden kerran roottorin 130 pohjoisnavan N ja 15 etelänavan S kohdalla, niin että U-vaiheen käämiin 150u kehittyy vastasähkömotori-nen voima kaksi kertaa. Tämä pätee myös V-vaiheen käämille 150v ja W-vaiheen käämille 150w.
U-vaiheen käämissä 150u, V-vaiheen käämissä 150v ja W-vaiheen käämissä 150W 20 esiintyy siten yhteensä kuusi vastasähkömotorista voimaa roottorin 130 yhden kierroksen aikana.
«· · • · · * · • · U-vaiheen käämiin 150u, V-vaiheen käämiin 150v ja W-vaiheen käämiin 150w pöh-joisnavan N ja etelänavan S liikkeen mukaan kehittyvät vastasähkömotoriset voimat • * · :***: 25 kehittyvät tietyin aikavälein ja vastasähkömotoriset voimat kehittyvät peräkkäin näi- 9 9 9 : den aikavälien mukaisesti.
• · 9 • * * * * • · • 9 ·
Vastasähkömotorisen voiman ilmaisuosa 350 inkrementoi mitattua vastasähkömoto-. .·. risen voiman pulssien lukumäärää aina vastasähkömotorisen voiman esiintyessä ja • · 9 .···. 30 laskee mitattua sähkömotorisen voiman pulssien lukumäärää vastasähkömotoristen • 9 9 9 9 voimien nykyhetkeen asti mitattuna lukumääränä. Tällöin on edullista, että kun an- * * * turitonta tyyppiä oleva haijaton tasavirtamoottori 100 pysäytetään, mitattu vas- • * *·”* tasähkömotorisen voiman pulssien lukumäärä palautetaan alkuarvoonsa, niin että *"*: kun anturitonta tyyppiä oleva harjaton tasavirtamoottori 100 alkaa jälleen pyöriä, 9 9· • · • 9 9 9 9 12 1 1 9041 lukumäärää kasvatetaan alusta uuden mitatun vastasähkömotorisen voiman pulssien lukumäärän laskemiseksi.
Kierrostavoitearvon syöttöosa 330 saa anturitonta tyyppiä olevan haitattoman tasa-5 virtamoottorin 100 tarvittavan kierrosten lukumäärän syöttötietona käyttäjältä. Kuviossa 1 esitetyssä anturitonta tyyppiä olevassa haitattomassa tasavirtamoottorissa 100 vastasähkömotorisen voiman havaitaan esiintyvän kuusi kertaa yhtä suurin aikavälein. Siten kierrostavoitearvon syöttöosa 330 saa tarvittavan kierrosten lukumäärän syöttötietona ja muuntaa sen tarvittavaksi vastasähkömotorisen voiman 10 pulssien lukumääräksi vertailuosan 340 avulla suoritettavaa vertailua varten. Tarvittava vastasähkömotorisen voiman pulssien lukumäärä on yhtä suuri kuin (syötetty kierrosten lukumäärä) x (anturitonta tyyppiä olevan harjattoman tasavirtamoottorin yhden kierroksen aikana havaittavien vastasähkömotorisen voiman pulssien kokonaislukumäärä). Myös muita kaavoja voidaan käyttää.
15
Edellä esitetyn muunnoksen voi suorittaa kierrostavoitearvon syöttöosan 330 sijaan vertailuosa 340, jolle kierrosten lukumäärä syötetään.
Vertailuosa 340 saa tuloina sähkömotorisen voiman pulssien mitatun lukumäärän 20 vastasähkömotorisen voiman ilmaisuosalta 350 ja tarvittavan vastasähkömotoristen voiman pulssien lukumäärän kierrostavoitearvon syöttöosalta 330 ja vertaa näitä :*·*: kahta arvoa.
• · • · • ·· :***: Virranohjausosa 320 vastaanottaa vertailutuloksen vertailuosalta 340 ja syöttää an- ··· 25 turitonta tyyppiä olevalle haijattomalle tasavirtamoottorille 100 syöttövirran, joka • * · : ohjaa anturitonta tyyppiä olevan harjattoman tasavirtamoottorin 100 pyörintää.
M» • · · * * * · • · ·
Jos mitattu vastasähkömotorisen voiman pulssien lukumäärä on vertailuosalta 340 . saatujen vertailutulosten mukaan pienempi kuin tarvittava vastasähkömotoristen • · · .·*·. 30 voiman pulssien lukumäärä, tällöin anturitonta tyyppiä oleva haijaton tasavirtamoot- • · tori 100 ei ole vielä pyörinyt käyttäjän vaatimaa määrää, joten virranohjausosa 320 * * * syöttää anturitonta tyyppiä olevalle harjattomalle tasavirtamoottorille 100 syöttövir- • · *···’ taa, joka saa anturitonta tyyppiä olevan harjattoman tasavirtamoottorin 100 jatka- *:**: maan pyörintää.
:***: 35 «·· 13 1 1 9041
Jos mitattu vastasähkömotorisen voiman pulssien lukumäärä on vertailuosalta 340 saatujen vertailutulosten mukaan suurempi kuin tarvittava vastasähkömotorisen voiman pulssien lukumäärä, tällöin anturitonta tyyppiä oleva harjaten tasavirtamoottori 100 on pyörinyt käyttäjän vaatiman määrän, joten virranohjausosa 320 joko 5 syöttää pysäytysvirran, joka pysäyttää välittömästi anturitonta tyyppiä olevan harjat-toman tasavirtamoottorin 100, tai lopettaa syöttövirran syöttämisen. Anturitonta tyyppiä oleva harjaten tasavirtamoottorin 100 lakkaa siten pyörimästä ja pysähtyy välittömästi paikalleen.
10 Virranohjausosa 320 voi sisältää monivaiheisen invertterin 310. Monivaiheinen in-vertteri 310 on osa, joka muuttaa kunkin virran vaihetta, niin että U-vaiheen, V-vaiheen ja W-vaiheen käämeihin syötetään vaiheeltaan erilainen virta, kun virranohjausosa 320 antaa syöttövirran tai pysäytysvirran anturitonta tyyppiä olevalle harjat-tomalle tasavirtamoottorille 100.
15
Virranohjausosa 320 aktivoi ja asettaa anturitonta tyyppiä olevan harjattoman tasavirtamoottorin 100 pyörimään sen jälkeen, kun käyttäjä on syöttänyt kierrosten lukumäärän.
20 Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisen ohjauslaitteen avulla anturitonta tyyppiä oleva harjaten tasavirtamoottori 100 voidaan ohjata pyörimään käyttäjän ·*·*. haluaman lukumäärän kierroksia.
• · • · # · • · • · · .*·*. On huomattava, että keksinnön jokainen komponentti voidaan yhdistää tai erottaa * · · .···. 25 edellä esitettyjen toimintojen suorittamiseksi keksinnön ajatuksesta poikkeamatta.
• · * · · • * « · · ,···. Kuvio 4 on kaavio, joka esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista • · anturityyppisen harjattoman tasavirtamoottorin ohjauslaitetta. Kuten kuviossa 4 on . esitetty, ohjauslaite käsittää anturityyppisen harjattoman tasavirtamoottorin 200, • · · 30 virranohjausosan 420, kierrostavoitearvon syöttöosan 430, vertailuosan 440 ja taa- • · juusgeneraattoripulssien ilmaisuosan 450.
• * · • · • ·
Kuten kuviossa 2 on esitetty, anturityyppinen harjaten tasavirtamoottori 200 käsit-·:**: tää staattorin 120 ja roottorin 130 ja siinä käytetään virranohjausosalta 320 syötet- 35 tyä monivaiheista syöttövirtaa roottorin 130 saamiseksi pyörimään Flemingin va- ·«« 14 1 1 9041 semman käden säännön mukaan. Magneettinen anturi 210 kehittää taajuus-generaattoripulsseja roottorin 130 pyörintää vastaavasti. Anturityyppinen harjaton tasavirtamoottori voidaan toteuttaa eri muodoissa, esimerkiksi siten, että staattorille 120 syötetään a paria kolmivaiheisia syöttövirtoja ja roottorissa 130 on b napaparia 5 jne.
Seuraava selitys perustuu kuviossa 2 esitettyyn tavanomaiseen kolmivaiheiseen kaksinapaiseen muotoon. On kuitenkin selvää, että keksinnön piiri ei rajoitu tähän tapaukseen.
10
Taajuusgeneraattoripulssien ilmaisuosa 450 vastaa pyörinnän ilmaisuosaa. Taajuus-generaattoripulssien ilmaisuosa 450 ilmaisee anturityyppisen haijattoman tasavirtamoottorin 200 kehittämät taajuusgeneraattoripulssit. Taajuusgeneraattoripulssi kehitetään, kun magneettinen anturi 210 on roottorin 130 pyöriessä kerran pohjoisna-15 paa N ja kerran etelänapaa S vastassa. Siten esillä olevassa esimerkissä roottorin 130 yksi kierros kehittää yhden taajuusgeneraattoripulssin.
Taajuusgeneraattoripulssien ilmaisuosa 450 inkrementoi mitattujen taajuusgeneraattoripulssien lukumäärää, aina kun taajuusgeneraattoripulssi ilmaistaan, ja 20 laskee mitatun taajuusgeneraattoripulssien lukumäärän nykyhetkeen asti mitattuna taajuusgeneraattoripulssien lukumääränä. Tällöin on edullista, että kun anturityyp- : v. pinen harjaton tasavirtamoottori 200 pysäytetään, mitattu taajuusgeneraattoripuls- • · :\>t sien lukumäärä palautetaan alkuarvoonsa, niin että kun anturityyppinen harjaton tasavirtamoottori 200 alkaa jälleen pyöriä, lukumäärää kasvatetaan alusta uuden * * · .···. 25 mitatun taajuusgeneraattoripulssien lukumäärän laskemiseksi.
• · • · * * * · · • · ·
Kierrostavoitearvon syöttöosa 330 saa anturityyppisen harjattoman tasavirtamootto- * · rin 100 tarvittavan kierrosten lukumäärän syöttötietona käyttäjältä. Kuviossa 2 esitetyssä anturityyppisessä harjattomassa tasavirtamoottorissa 200 yhdellä kierroksella • · · y.’.' 30 havaitaan yksi kehitetty taajuusgeneraattoripulssi. Siten kierrostavoitearvon syöttö- • · osa 330 saa tarvittavan kierrosten lukumäärän syöttötietona ja muuntaa sen tarvit- • · * : tavaksi taajuusgeneraattoripulssien lukumääräksi vertailuosan 340 avulla suoritetta- • · * vaa vertailua varten. Tarvittava taajuusgeneraattoripulssien lukumäärä on yhtä suuri ·:··· kuin (syötetty kierrosten lukumäärä) x (anturityyppisen harjattoman tasavirtamoot- • * · * * • · • · · 15 1 1 9041 torin yhden kierroksen aikana havaittavien taajuusgeneraattoripulssien kokonaislukumäärä). Myös muita kaavoja voidaan käyttää.
Edellä esitetyn muunnoksen voi suorittaa kierrostavoitearvon syöttöosan 330 sijaan 5 vertailuosa 340, jolle kierrosten lukumäärä syötetään.
Vertailuosa 340 saa tuloina mitatun taajuusgeneraattoripulssien lukumäärän taajuusgeneraattoripulssien ilmaisuosalta 450 ja tarvittavan taajuusgeneraattoripulssien lukumäärän kierrostavoitearvon syöttöosalta 330 ja vertaa näitä kahta arvoa.
10
Virranohjausosa 320 vastaanottaa vertailutuloksen vertailuosalta 340 ja syöttää an-turityyppiselle harjattomalle tasavirtamoottorille 200 syöttövirran, joka ohjaa anturi-tonta tyyppiä olevan harjattoman tasavirtamoottorin 200 pyörintää.
15 Jos mitattu taajuusgeneraattoripulssien lukumäärä on vertailuosalta 340 saatujen vertailutulosten mukaan pienempi kuin tarvittava taajuusgeneraattoripulssien lukumäärä, tällöin anturityyppinen harjaten tasavirtamoottori 200 ei ole vielä pyörinyt käyttäjän vaatimaa määrää, joten virranohjausosa 320 syöttää anturityyppiselle harjattomalle tasavirtamoottorille 200 syöttövirtaa, joka saa anturitonta tyyppiä olevan 20 harjattoman tasavirtamoottorin 200 jatkamaan pyörintää.
Jos mitattu taajuusgeneraattoripulssien lukumäärä on vertailuosalta 340 saatujen • · j.(* vertailutulosten mukaan suurempi kuin tarvittava taajuusgeneraattoripulssien luku- • * ♦ määrä, tällöin anturityyppinen harjaten tasavirtamoottori 200 on pyörinyt käyttäjän • # “I 25 vaatiman määrän, joten virranohjausosa 320 joko syöttää pysäytysvirran, joka py- ·*; säyttää välittömästi anturityyppisen harjattoman tasavirtamoottorin 200, tai lopettaa • · * *"*.* syöttövirran syöttämisen. Anturityyppinen harjaten tasavirtamoottorin 100 lakkaa • · *···* siten pyörimästä ja pysähtyy välittömästi paikalleen.
* • » · 30 Virranohjausosa 320 voi sisältää monivaiheisen invertterin 310. Monivaiheinen in- • · *·;·* vertteri 310 on osa, joka muuttaa kunkin virran vaihetta, niin että U-vaiheen, V- :*·*: vaiheen ja W-vaiheen käämeihin syötetään vaiheeltaan erilainen virta, kun virranoh- jausosa 320 antaa syöttövirran tai pysäytysvirran anturityyppiselle harjattomalle tasavirtamoottorille 200.
35 « * • · · 16 1 1 9041
Virranohjausosa 320 aktivoi ja asettaa anturityyppisen harjattoman tasavirtamoottorin 200 pyörimään sen jälkeen, kun käyttäjä on syöttänyt kierrosten lukumäärän.
Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisen ohjauslaitteen avulla anturityyppinen 5 harjaton tasavirtamoottori 200 voidaan ohjata pyörimään käyttäjän haluaman lukumäärän kierroksia.
On huomattava, että keksinnön jokainen komponentti voidaan yhdistää tai erottaa edellä esitettyjen toimintojen suorittamiseksi keksinnön ajatuksesta poikkeamatta.
10
Kuvio 5 on vuokaavio, joka esittää keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaista kuviossa 1 esitetyn anturitonta tyyppiä olevan harjattoman tasavirtamoottorin 100 ohjausmenetelmää.
15 Kuten kuviossa 5 on esitetty, käyttäjä syöttää anturitonta tyyppiä olevan harjattoman tasavirtamoottorin 100 tarvittavan kierrosten lukumäärän kierrostavoitearvon syöttöosalla 330 vaiheessa S505. Vastasähkomotorisen voiman ilmaisuosan 350 mitattu vastasähkomotorisen voiman pulssien lukumäärä asetetaan tällöin edullisesti alkuarvoonsa.
20
Vaiheessa S510 kierrostavoitearvon syöttöosa 330 muuntaa syötetyn kierrosten lu-kumäärän tarvittavaksi vastasähkomotorisen voiman pulssien lukumääräksi anturi- • · tonta tyyppiä olevan harjattoman tasavirtamoottorin 100 ominaisuuksien mukaan .···. määrätyllä kaavalla. Tarvittava vastasähkomotorisen voiman pulssien lukumäärä voi • .···. 25 olla yhtä suuri kuin (syötetty kierrosten lukumäärä) x (yhden kierroksen aikana ha- • · väittävien vastasähkömotoristen voimien lukumäärä). Myös muita kaavoja voidaan « ♦ 1 2 .·1·. käyttää. Edellä mainitun muunnoksen voi suorittaa kierrostavoitearvon syöttöosan • 1 330 sijaan vertailuosa 340, jolle kierrosten lukumäärä syötetään.
• · · · · • · · !" 30 Vaiheessa S515 virranohjausosa 320 aktivoi ja asettaa anturitonta tyyppiä olevan • · "1 harjattoman tasavirtamoottorin 100 pyörimään sen jälkeen, kun käyttäjä on syöttä- 2 ♦ : V nyt kierrosten lukumäärän.
f»· • · • · · ·:··· Vaiheessa S520 vastasähkomotorisen voiman ilmaisuosa 350 ilmaisee anturitonta 35 tyyppiä olevan harjattoman tasavirtamoottorin 100 pyörinnän kehittämät vastasäh- 17 1 1 9041 kömotoriset voimat ja laskee nykyhetkeen asti kehitettyjen ja mitattujen vastasäh-kömotorisen voiman pulssien lukumäärän.
Vaiheessa S525 vertailuosa 340 vertaa tarvittavaa vastasähkömotorisen voiman 5 pulssien lukumäärää ja mitattua vastasähkömotorisen voiman pulssien lukumäärää.
Jos vertailutulos osoittaa, että mitattu vastasähkömotorisen voiman pulssien lukumäärä on yhtä suuri kuin tarvittava vastasähkömotorisen voiman pulssien lukumäärä, tällöin anturitonta tyyppiä oleva harjaten tasavirtamoottori 100 on pyörinyt käyt-10 täjän vaatiman määrän ja prosessi jatkuu vaiheessa S530. Virranohjausosa 320 joko syöttää pysäytysvirran, joka pysäyttää välittömästi anturitonta tyyppiä olevan harjat-toman tasavirtamoottorin 100, tai lopettaa syöttövirran syöttämisen. Anturitonta tyyppiä oleva harjaten tasavirtamoottorin 100 lakkaa siten pyörimästä ja pysähtyy välittömästi paikalleen.
15
Jos vertailutulos sen sijaan osoittaa, että mitattu vastasähkömotorisen voiman pulssien lukumäärä on pienempi kuin tarvittava vastasähkömotorisen voiman pulssien lukumäärä, tällöin anturitonta tyyppiä oleva harjaten tasavirtamoottori 100 ei ole vielä pyörinyt käyttäjän vaatimaa määrää, niin että prosessi palaa vaiheeseen S515, 20 jossa virranohjausosa 320 syöttää anturitonta tyyppiä olevalle haijattomalle tasavirtamoottorille 100 syöttövirtaa, joka saa anturitonta tyyppiä olevan harjattoman ta-·*·’. savirtamoottorin 100 jatkamaan pyörimistä. Tämän jälkeen toistetaan vaiheet S515 :*.* - S525.
• «· ·· • · • · • · · 25 Kuvio 6 on vuokaavio, joka esittää keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaista a a a . kuviossa 2 esitetyn anturityyppisen harjattoman tasavirtamoottorin 200 ohjausme- »tl .···. netelmää.
a « • a a . Kuten kuviossa 6 on esitetty, käyttäjä syöttää anturityyppisen harjattoman tasavir- a * a .·**, 30 tamoottorin 200 tarvittavan kierrosten lukumäärän kierrostavoitearvon syöttöosalla • a 430 vaiheessa S605. Taajuusgeneraattori pulssien ilmaisuosan 450 mitattu taajuus- • · a generaattoripulssien lukumäärä asetetaan tällöin edullisesti alkuarvoonsa.
• · • a M» • *:·*: Vaiheessa S610 kierrostavoitearvon syöttöosa 430 muuntaa syötetyn kierrosten lu- 35 kumäärän tarvittavaksi taajuusgeneraattoripulssien lukumääräksi anturityyppisen is 1 1 9041 haitattoman tasavirtamoottorin 200 ominaisuuksien mukaan määrätyllä kaavalla. Tarvittava taajuusgeneraattoripulssien lukumäärä voi olla yhtä suuri kuin (syötetty kierrosten lukumäärä) x (yhden kierroksen aikana havaittavien taajuusgeneraattoripulssien lukumäärä). Myös muita kaavoja voidaan käyttää. Edellä mainitun muun-5 noksen voi suorittaa kierrostavoitearvon syöttöosan 430 sijaan vertailuosa 440, jolle kierrosten lukumäärä syötetään.
Vaiheessa S615 virranohjausosa 420 aktivoi ja asettaa anturityyppisen harjattoman tasavirtamoottorin 200 pyörimään sen jälkeen, kun käyttäjä on syöttänyt kierrosten 10 lukumäärän.
Vaiheessa S620 taajuusgeneraattoripulssien ilmaisuosa 450 ilmaisee anturityyppisen harjattoman tasavirtamoottorin 200 pyörinnän kehittämät taajuusgeneraattoripulssit ja laskee nykyhetkeen asti kehitettyjen ja mitattujen taajuusgeneraattoripulssien 15 lukumäärän.
Vaiheessa S625 vertailuosa 440 vertaa tarvittavaa taajuusgeneraattoripulssien lukumäärää ja mitattua taajuusgeneraattoripulssien lukumäärää.
20 Jos vertailutulos osoittaa, että mitattu taajuusgeneraattoripulssien lukumäärä on yhtä suuri kuin tarvittava taajuusgeneraattoripulssien lukumäärä, tällöin anturityyp-pinen harjaton tasavirtamoottori 200 on pyörinyt käyttäjän vaatiman määrän ja pro- • · :·. sessi jatkuu vaiheessa S630. Virranohjausosa 420 joko syöttää pysäytysvirran, joka ,···, pysäyttää välittömästi anturityyppisen harjattoman tasavirtamoottorin 200, tai lopet- • · .···, 25 taa syöttövirran syöttämisen. Anturityyppinen harjaton tasavirtamoottorin 200 lak- • * , [·, kaa siten pyörimästä ja pysähtyy välittömästi paikalleen.
• · » * * * • · · • · • ·
Jos vertailutulos sen sijaan osoittaa, että mitattu taajuusgeneraattoripulssien lukumäärä on pienempi kuin tarvittava taajuusgeneraattoripulssien lukumäärä, tällöin * * · 30 anturityyppinen harjaton tasavirtamoottori 200 ei ole vielä pyörinyt käyttäjän vaati- • · maa määrää, niin että prosessi palaa vaiheeseen S615, jossa virranohjausosa 420 »« · : V syöttää anturityyppiselle harjattomalle tasavirtamoottorille 200 syöttövirtaa, joka saa · · anturityyppisen harjattoman tasavirtamoottorin 200 jatkamaan pyörimistä. Tämän ·:··· jälkeen toistetaan vaiheet S615 - S625.
• · • · t 35 19 119041
Kuten edellä on selitetty, esillä olevan keksinnön mukaista harjattoman tasavirtamoottorin ohjauslaitetta ja sen ohjausmenetelmää käyttämällä voidaan ohjata määritelty lukumäärä kierroksia. Lisäksi kierrosten lukumäärää voidaan ohjata digitaalisella menetelmällä ilmaisemalla ja laskemalla anturitonta tyyppiä olevan harjatto-5 man tasavirtamoottorin vastasähkömotorisia voimia. Kierrosten lukumäärää voidaan ohjata myös digitaalisella menetelmällä ilmaisemalla ja laskemalla anturityyppisen harjattoman tasavirtamoottorin taajuusgeneraattoripulsseja.
Vaikka esillä olevaa keksintöä on edellä selitetty edullisiin suoritusmuotoihin viittaa-10 maila, on selvää että alan asiantuntijat voivat muuttaa ja muokata keksintöä oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnön ajatuksesta ja piiristä poikkeamatta.
·· * • · • · • · ·· • * • ·· m mmm m m m m mmm mmm m m m m mmm m mmm mm» »mm mmm m m m m mmm m mmm mmm mmm mmm m m m m mmm • *· * • · · • · • · »·· • · • · m m m m mmm m m m m mmm

Claims (11)

  1. 20 1 1 9041
  2. 1. Harjattoman tasavirtamoottorin (100) ohjauslaite, joka ohjaa harjattoman tasavirtamoottorin kierrosten lukumäärää, jossa moottorissa on ^napainen roottori (130) 5 (missä n on luonnollinen luku), joka pyörii staattortlle (120) syötetyn /77-vaiheisen (missä m on luonnollinen luku) syöttövirran vaikutuksesta, ohjauslaite käsittäen: kierrostavoitearvon syöttöosan (330), joka vastaanottaa tulona harjattoman tasavirtamoottorin kierrosten lukumäärän klerrostavoitearvona ja muuntaa sen vastaavaksi 10 vaadituksi pulssiluvuksl, vertailuosan (340), joka vertaa kierrospulssien lukumäärää Ja vaadittua pulssilukua, Ja 15 virranohjausosan (320), joka syöttää syöttövirtaa tai pysäyttää syöttövirran kulun harjattomalle tasavirtamoottorille (100) vertailuosalta (340) saatujen vertailutulos-ten mukaan, tunnettu siltä, että ohjauslaite käsittää vastasähkömotorisen voiman ilmaisuosan (350) kierrospulssien lukumäärän laskemiseksi havaitsemalla haijatto-man tasavirtamoottorin staattorin monivaihekelalla ilmenevät vastasähkömotorlsten 20 voimien muodostumiset. :v< 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen harjattoman tasavirtamoottorin (100) ohjauslal- * te, jossa virranohjausosa (320) syöttää syöttövirtaa siten, että harjatonta tasavirta- • ♦ moottoria (100) pyöritetään, kun kierrospulssien lukumäärä on pienempi kuin vaa-25 ditto pulssiluku. • · • t • e e •
  3. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen harjattoman tasavirtamoottorin (100) ohjauslal- ··· te, jossa virranohjausosa (320) katkaisee syöttövirran haijattomaan tasavirtamoottoriin sen pysäyttämiseksi, kun kierrospulssien lukumäärä on yhtä suuri kuin vaadit-30 tu pulssiluku. ··· • e » · ···
  4. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen harjattoman tasavirtamoottorin (100) ohjauslai-te, jossa vaadittu pulssiluku on (kierrosten lukumäärä) x (harjattoman tasavirta- • ·: · ‘ moottorin yhden kierroksen aikana kehitettyjen sähkömotoristen voimien kokonais- :.· · 35 lukumäärä). • · • · · • M m e 2i 1 1 9041
  5. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen harjattoman tasavirtamoottorin (100) ohjauslaite, jossa virranohjausosa (320) syöttää syöttövirtaa, joka aktivoi harjattoman tasavirtamoottorin, sen jälkeen kun kierrosten lukumäärä on syötetty kierrostavoitear- 5 von syöttöosalle.
  6. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen harjattoman tasavirtamoottorin (100) ohjauslaite, jossa virranohjausosa (320) käsittää monivaiheisen invertterin (310) /n-valhelsen syöttövirran syöttämiseksi harjattomalle tasavirtamoottorille. 10
  7. 7. Menetelmä harjattoman tasavirtamoottorin (100) ohjaamiseksi, jossa moottorissa on ^-napainen roottori (130) (missä n on luonnollinen luku), joka pyörii staattoriin (120) syötetyn /n-valheisen syöttövirran (missä /non luonnollinen luku) vaikutuksesta, ja menetelmässä: 15 (a) muunnetaan kierrosten lukumäärä vaadituksi pulssiluvuksl, (b) syötetään ensimmäinen syöttövirta, joka aktivoi harjattoman tasavirtamoottorin, 20 (c) lasketaan harjattoman tasavirtamoottorin pyörinnän aiheuttamien kterrospulssien lukumäärää ja (d) verrataan vaadittua pulssilukua ja klerrospulssien lukumäärää, 25 tunnettu siitä, että syötetään harjattomalle tasavirtamoottorille toinen syöttövirta vertailun (vaihe d) tulosten mukaan ja laskeminen (valhe c) suoritetaan havaitsemalla harjattoman tasavirtamoottorin staattorln monivalhekelalla ilmenevät vas-tasähkömotoristen voimien muodostumiset.
  8. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, jossa toisen syöttövirran syöttämi nen (vaihe f) käsittää harjatonta tasavirtamoottoria (100) pyörittävän toisen syöttövirran syöttämisen silloin, kun klerrospulssien lukumäärä on pienempi kuin vaadittu puissiluku, ja laskennan (vaihe d) ja vertailun (vaihe e) toistamisen. 22 1 1 9041
  9. 9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, jossa toisen syöttövirran syötön (vaihe 0 katkaisu pysäyttää harjattoman tasavirtamoottorin (100) pyörimisen, kun klerrospulssien lukumäärä on yhtä suuri kuin vaadittu pulssiluku.
  10. 10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, jossa harjaten tasavirtamoottori (100) on anturitonta tyyppiä ja laskenta (vaihe d) käsittää staattorin (120) monivaihekäämiin kehittyneen vastasäh-kömotorisen voiman ilmaisukertojen kokonaislukumäärän laskennan kierrospulssien 10 lukumääränä.
  11. 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, jossa vaadittu pulssiluku on (vaadittu kierrosten lukumäärä) x (harjattoman tasavirtamoottorin vastaanotetun Mer-roslukumäärän yhden kierroksen aikana muodostettavien vastasähkömotorfsten 15 voimien kokonaislukumäärä). 23 119041 Patantkrav
FI20060073A 2005-10-10 2006-01-25 Harjattoman tasavirtamoottorin ohjauslaite ja sen ohjausmenetelmä FI119041B (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050094976A KR100725174B1 (ko) 2005-10-10 2005-10-10 브러시리스 직류모터의 제어장치 및 제어방법
KR20050094976 2005-10-10

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20060073A0 FI20060073A0 (fi) 2006-01-25
FI20060073A FI20060073A (fi) 2007-04-11
FI119041B true FI119041B (fi) 2008-06-30

Family

ID=35883883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20060073A FI119041B (fi) 2005-10-10 2006-01-25 Harjattoman tasavirtamoottorin ohjauslaite ja sen ohjausmenetelmä

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7391174B2 (fi)
JP (1) JP2007110886A (fi)
KR (1) KR100725174B1 (fi)
CN (1) CN1949649A (fi)
DE (1) DE102006003151A1 (fi)
FI (1) FI119041B (fi)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7305316B2 (en) * 2004-12-23 2007-12-04 Minebea Co., Ltd. Microcontroller methods of improving reliability in DC brushless motors and cooling fans
KR100685716B1 (ko) * 2005-12-29 2007-02-26 삼성전기주식회사 브러시리스 직류모터의 분당 회전수 제어 장치 및 제어방법
DE102007011018A1 (de) * 2007-03-07 2008-09-11 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffpumpe
KR100894657B1 (ko) * 2007-08-28 2009-04-24 (주)모토닉 브러시형 직류 모터의 알피엠 측정장치 및 방법
CN102545749B (zh) * 2012-01-06 2014-06-11 上海大学 宽调速范围无刷直流电机无位置传感器控制装置及方法
EP2621078B1 (de) 2012-01-26 2014-08-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines bürstenlosen Gleichstrommotors bei der Verstellung eines Stellelementes
US10804824B2 (en) * 2016-11-22 2020-10-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Method and circuit arrangement for determining the position of a rotor in an electric motor
WO2019043883A1 (ja) 2017-08-31 2019-03-07 三菱電機株式会社 アクチュエータの制御装置および制御方法
JP7224204B2 (ja) 2019-02-26 2023-02-17 ローム株式会社 ステッピングモータの駆動回路、それを用いた電子機器
JP7327951B2 (ja) * 2019-02-28 2023-08-16 ローム株式会社 ステッピングモータの駆動回路およびその駆動方法、それを用いた電子機器
JP7208071B2 (ja) 2019-03-14 2023-01-18 ローム株式会社 ステッピングモータの駆動回路およびその駆動方法、それを用いた電子機器

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4686437A (en) * 1980-06-20 1987-08-11 Kollmorgen Technologies Corporation Electromechanical energy conversion system
US4642539A (en) 1985-06-10 1987-02-10 Northern Magnetics, Inc. Torque motor with unlimited angular excursion
JP2530676B2 (ja) * 1986-08-06 1996-09-04 富士通株式会社 Ｄｃモ―タ駆動装置
US4772831A (en) 1986-11-20 1988-09-20 Unimation, Inc. Multiaxis robot control having improved continuous path operation
US4855652A (en) * 1987-01-28 1989-08-08 Hitachi, Ltd. Speed control apparatus for a brushless direct current motor
US4922169A (en) * 1988-10-04 1990-05-01 Miniscribe Corporation Method and apparatus for driving a brushless motor
JP2551833B2 (ja) * 1989-01-26 1996-11-06 セイコープレシジョン株式会社 小型ステップモータ
BR8901539A (pt) * 1989-03-27 1990-10-30 Brasil Compressores Sa Processo e circuito eletronico para controle de motor de corrente continua sem escovas
IT1236865B (it) 1989-11-17 1993-04-22 Sgs Thomson Microelectronics Pilotaggio di un motore "brushless" multifase privo di sensori di posizione del rotore, impiegando un sistema di filtraggio digitale
US5057753A (en) * 1990-06-29 1991-10-15 Seagate Technology, Inc. Phase commutation circuit for brushless DC motors using a spike insensitive back EMF detection method
JP2507688B2 (ja) * 1990-08-02 1996-06-12 株式会社東芝 直流モ―タ駆動回路
CA2029917C (en) 1990-11-14 2003-01-21 Richard Eakins Adjustable chair
US5220257A (en) * 1991-07-15 1993-06-15 Rohm Co., Ltd. Motor torque control circuit with barking control and motor drive system using the same
US5220259A (en) * 1991-10-03 1993-06-15 Graco Inc. Dc motor drive system and method
US5543695A (en) * 1993-12-15 1996-08-06 Stryker Corporation Medical instrument with programmable torque control
KR100202579B1 (ko) * 1996-08-06 1999-06-15 구자홍 센서리스 비엘디씨 전동기의 위치제어 방법
US5847530A (en) 1997-08-28 1998-12-08 Barber Colman Systems and methods for torque control of actuator and brushless DC motor therein
JP2001197768A (ja) * 2000-01-11 2001-07-19 Hitachi Ltd モータ駆動装置
JP3965934B2 (ja) * 2001-05-09 2007-08-29 株式会社日立製作所 移動体の制御装置並びに移動体システム
JP2003019314A (ja) * 2001-07-06 2003-01-21 Sanyo Product Co Ltd 遊技機
US7159688B2 (en) 2002-04-15 2007-01-09 Nsk, Ltd. Electric power steering device
KR20040018716A (ko) * 2002-08-26 2004-03-04 삼성전자주식회사 무정류자 직류모터의 속도제어장치 및 방법
JP4357826B2 (ja) * 2002-10-23 2009-11-04 トヨタ自動車株式会社 電動機の運転制御装置
US7437201B2 (en) 2003-01-14 2008-10-14 Cullen Christopher P Electric motor controller
JP4194862B2 (ja) * 2003-03-11 2008-12-10 オリエンタルモーター株式会社 電動機の位置決め制御方法および装置
JP4250051B2 (ja) * 2003-10-07 2009-04-08 オリエンタルモーター株式会社 位置制御用モータの制御装置
JP4269338B2 (ja) * 2003-10-16 2009-05-27 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7391174B2 (en) 2008-06-24
CN1949649A (zh) 2007-04-18
KR100725174B1 (ko) 2007-06-04
DE102006003151A1 (de) 2007-04-19
KR20070039744A (ko) 2007-04-13
US20070080654A1 (en) 2007-04-12
FI20060073A0 (fi) 2006-01-25
JP2007110886A (ja) 2007-04-26
FI20060073A (fi) 2007-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI119041B (fi) Harjattoman tasavirtamoottorin ohjauslaite ja sen ohjausmenetelmä
FI121615B (fi) Harjattoman tasavirtamoottorin ohjauslaite ja sen ohjausmenetelmä
US9106167B2 (en) Method and apparatus for driving a sensorless BLDC/PMSM motor
US9537380B2 (en) Permanent-magnet type rotating electrical machine
KR101781524B1 (ko) 전기 기계를 제어하는 방법 및 장치
US9676086B2 (en) Torque tool with synchronous reluctance motor
TW201722060A (zh) 用於具有脈衝寬度調變驅動之多相位永磁馬達的線性霍爾效應感測器
JP6284207B1 (ja) 電動機の界磁位置検出方法
JP5289420B2 (ja) レゾルバ
JP2004151040A (ja) 回転角度検出装置および回転電機
EP2840701B1 (en) Sensing PM electrical machine position
JP4459950B2 (ja) ブラシレス直流モータの分当りの回転数制御装置および回転数制御方法
US20100237810A1 (en) Method and controller for controlling an ipm motor
JP2003250254A (ja) 電動パワーステアリング装置用永久磁石型ブラシレスモータ
EP3599714A1 (en) Method for determining the rotor position of a bldc motor
Mendrela et al. Analysis of torque developed in axial flux, single-phase brushless DC motor with salient-pole stator
JP2011030371A (ja) ブラシレスモータの電気角推定方法およびブラシレスモータ
JP2004064857A (ja) ブラシレスモータ
JP6699241B2 (ja) インバータ装置
Lee et al. Comparison of Characteristics Using two Hall-ICs and one Hall-IC for 3 phase Slotless PM Brushless DC Motor
JP2019208300A (ja) 電動機の界磁位置検出方法
JP2012175752A (ja) 同期回転電機

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 119041

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed