NL7908925A - ELECTRONIC COMMUTING MOTOR. - Google Patents
ELECTRONIC COMMUTING MOTOR. Download PDFInfo
- Publication number
- NL7908925A NL7908925A NL7908925A NL7908925A NL7908925A NL 7908925 A NL7908925 A NL 7908925A NL 7908925 A NL7908925 A NL 7908925A NL 7908925 A NL7908925 A NL 7908925A NL 7908925 A NL7908925 A NL 7908925A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- signals
- magnetic field
- sensitive elements
- signal
- stator coils
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
- H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
PHN 9644 1PHN 9644 1
N.V. PHILIPS' GLOEILAMPENFABRIEKENN.V. PHILIPS 'BULB FACTORIES
"Electronisch commuterende motor”"Electronically commutating motor"
De uitvinding heeft betrekking op een electrische machine met electronische commutatie met een althans ten dele uit permanent-magnetisch materiaal bestaande rotor die samenwerkt met tenminste twee stationair opgestelde stator-5 spoelen, welke machine is voorzien van althans twee op een gemeenschappelijk substraat aangebrachte magneetveldgevoeli-ge elementen, in het bijzonder Hall-elementen, voor het leveren van in hoofdzaak sinusvormig met de rotorpositie variërende signalen voor het als funktie van de rotorpositie 15 bekrachtigen van de statorspoelen via een bekrachtigings-schakeling waarbij de magneetveldgevoelige elementen ten opzichte van de rotoras onder onderling een tangentiële hoek kleiner dan het voor correcte bekrachtiging van de statorspoelen benodigde fase-verschil (jp tussen de bekrachtigings-15 signalen voor die statorspoelen staan opgesteld.The invention relates to an electric machine with electronic commutation with an at least partly permanent-magnetic material rotor which cooperates with at least two stator-5 coils arranged stationary, which machine is provided with at least two magnetic field sensing elements arranged on a common substrate. elements, in particular Hall elements, for supplying substantially sinusoidal signals varying with the rotor position for energizing the stator coils as a function of the rotor position via an excitation circuit, the magnetic field-sensitive elements being mutually relative to the rotor axis tangential angle smaller than the phase difference required for correct actuation of the stator coils (jp between the excitation signals for those stator coils are arranged.
t Een dergelijke machine is bekend uit de ter visie gelegde Nederlandse octrooiaanvrage 7503046 (PHN 7940).Such a machine is known from Dutch Patent Application 7503046 (PHN 7940) which has been laid open to public inspection.
Bij conventionele electronisch commuterende machines worden de magneetveldgevoelige elementen onder een hoek 25 (j) corresponderend met de fasehoek van de machine geplaatst, dus electrisch onder 120° bij een driefasige machine en onder 90° bij een twee— c.q. vierfasige machine. De nadelen hiervan zoals het monteren en verbinden van twee aparte onderdelen zijn in genoemde octrooiaanvrage ondervangen door 25 beide magneetveldgevoelige elementen tesamen op één substraat aan te brengen en deze te laten samenwerken met een op de rotoras aangebrachte en met twee concentrische magnetisch gecodeerde sporen voorziene schijf. Dit heeft als nadeel dat doordat die sporen dicht bij elkaar aangebracht 55 moeten worden er veel lek is zodat de Hall-elementen weinig flux ontvangen en ze zeer dicht bij de schijf gemonteerd moeten worden waarbij vrijloop van de schijf gegarandeerd 790 8 9 25 9644 2 > % moet blijven. Bovendien is zo’n magnetisch gecodeerde schijf* uit econonmisch oogpunt onvoordelig.In conventional electronically commutating machines, the magnetic field sensitive elements are placed at an angle 25 (j) corresponding to the phase angle of the machine, i.e. electrically below 120 ° in a three-phase machine and under 90 ° in a two- or four-phase machine. The drawbacks of this, such as mounting and connecting two separate parts, have been obviated in said patent application by arranging both magnetic field-sensitive elements together on one substrate and allowing them to cooperate with a disc provided on the rotor shaft and provided with two concentric magnetically coded tracks. This has the drawback that because these tracks have to be arranged close to each other, there is a lot of leakage, so that the Hall elements receive little flux and they have to be mounted very close to the disc, whereby free-running of the disc is guaranteed. 790 8 9 25 9644 2> % must stay. Moreover, such a magnetically encoded disc * is economically disadvantageous.
De uitvinding beoogt een electrische machine waaraan ook dit nadeel niet kleeft aan te geven en heeft daar-5 toe als kenmerk dat de bekrachtigingsschakeling is voorzien van een combinatieschakeling voor het lineair combineren van door althans twee magneetveldgevoelige elementen geleverde signalen om tenminste twee bekrachtigingssignalen te leveren met onderling een fase-verschil in hoofdzaak gelijk 10 aan Cp .The object of the invention is to indicate an electric machine to which this drawback also does not stick and is to this end characterized in that the excitation circuit is provided with a combination circuit for linearly combining signals supplied by at least two magnetic field-sensitive elements in order to supply at least two excitation signals with a phase difference substantially equal to Cp.
De uitvinding berust op het inzicht dat uit twee fase verschoven nagenoeg sinusvormige signalen twee signalen met een ander faseverschil· te genereren zijn door lineaire combinatie van die signalen en dat het daardoor mogelijk is 15 om de magneetveldgevoelige elementen onder relatief kleine tangentiële hoeken ten opzichte van de rotoras te plaatsen.The invention is based on the insight that two phase-shifted substantially sinusoidal signals can generate two signals with a different phase difference by linear combination of those signals and that it is thereby possible to position the magnetic field-sensitive elements at relatively small tangential angles with respect to the rotor shaft.
Een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding betreft een twee- c.q. vierfasige machine en wordt· gekenmerkt doordat de combinatieschakeling een met de som 20 van de door beide magneetveldgevoelige elementen geleverde signalen evenredig signaal levert en een met het verschil van de door beide magneetveldgevoelige elementen geleverde signalen evenredig signaal levert.A first preferred embodiment of the invention relates to a two- or four-phase machine and is characterized in that the combination circuit provides a signal proportional to the sum of the two magnetic field-sensitive elements and a signal proportional to the difference of the magnetic field-sensitive elements. signal.
Deze uitvoeringsvorm heeft als voordeel dat het 25 faseverschil tussen genoemde gecombineerde signalen onafhankelijk is van de tangentiële hoek waaronder beide mag— neetveldgevoelige elementen geplaatst worden.This embodiment has the advantage that the phase difference between said combined signals is independent of the tangential angle at which both magnetic field sensitive elements are placed.
In het algemeen kan een dergelijke lineaire combinatie waarmee ook andere faseverschillen dan 90° gereali-30 seerd kunnen worden, gekenmerkt worden doordat de combinatieschakeling een eerste signaal C levert dat aan de betrekking C s A + KB voldoet en een tweede signaal D levert dat aan de betrekking D = A - KB voldoet waarin A het door een eerste van de magneetveldgevoelige elementen geleverd sig-35 naai is, B het door een tweede van de magneetveldgevoelige elementen geleverd signaal is en K een vooraf bepaalde constante is die zodanig ingesteld is dat het fase-verschil tussen de signalen C en D gelijk is aany .In general, such a linear combination with which phase differences other than 90 ° can also be realized can be characterized in that the combination circuit provides a first signal C which satisfies the relationship Cs A + KB and a second signal D which the relationship D = A - KB satisfies in which A is the sig-35 sew provided by a first of the magnetic field sensitive elements, B is the signal supplied by a second of the magnetic field sensitive elements and K is a predetermined constant which is set such that phase difference between the signals C and D is equal to y.
790 8 9 25 ’ * ί PHN 9644 3790 8 9 25 '* ί PHN 9644 3
Een bezwaar van deze combinatiemethode kan zijn dat in het algemeen de amplituden van de combinatiesignalen C en D niet gelijk zijn. Een uitvoeringsvorm van de machine volgens de uitvinding waarvan dit bezwaar niet kleeft kan 5 gekenmerkt worden doordat de combinatieschakeling een eerste signaal C levert dat aan de betrekking C = A - kB voldoet en een tweede signaal D levert dat aan de betrekking D =B-kA voldoet waarin A het door een eerste van de magneetveldge-voelige elementen geleverd signaal is, B het door een tweede M van de magneetveldgevoelige elementen geleverd signaal is en k een voorafbepaalde constante is die zodanig ingesteld is dat het fase-verschil tussen de signalen C en D gelijk is aan Cp .A drawback of this combination method may be that in general the amplitudes of the combination signals C and D are not equal. An embodiment of the machine according to the invention, of which this drawback does not stick, can be characterized in that the combination circuit supplies a first signal C which satisfies the relationship C = A - kB and a second signal D which supplies the relationship D = B-kA. where A is the signal supplied by a first of the magnetic field sensitive elements, B is the signal supplied by a second M of the magnetic field sensitive elements and k is a predetermined constant which is set such that the phase difference between the signals C and D is equal to Cp.
Een zeer eenvoudige uitvoeringsvorm van laatst-15 genoemde machine kan nader gekenmerkt worden doordat de be-krachtigingsschakeling omvat een eerste comparator waarvan een eerste ingang verbonden is met een eerste van de magneetveldgevoelige elementen, een uitgang verbonden is met de serieschakeling van een eerste van de statorspoelen en 20 een eerste weerstand en een tweede ingang verbonden is met het verbindingspunt tussen die eerste statorspoel en die eerste weerstand, een tweede comparator waarvan een eerste ingang verbonden is met een tweede van de magneetveldgevoelige elementen, een uitgang verbonden is met de serie-25 schakeling van een tweede van de statorspoelen en een tweede weerstand en een tweede ingang verbonden is met het verbindingspunt tussen de tweede statorspoel en die tweede weerstand, en een derde weerstand die opgenomen is tussen enerzijds het verbindingspunt van de eerste statorspoel en 30 d.e eerste weerstand en anderzijds het verbindingspunt tussen de tweede statorspoel en de tweede weerstand.A very simple embodiment of the last-mentioned machine can be further characterized in that the excitation circuit comprises a first comparator, a first input of which is connected to a first of the magnetic field-sensitive elements, an output is connected to the series circuit of a first of the stator coils. and 20 a first resistor and a second input are connected to the junction between said first stator coil and said first resistor, a second comparator of which a first input is connected to a second of the magnetic field sensitive elements, an output is connected to the series 25 circuit of a second of the stator coils and a second resistor and a second input is connected to the junction between the second stator coil and that second resistor, and a third resistor included between the junction of the first stator coil and the first resistor, on the other hand, and the junction between the second sta torso coil and the second resistance.
Een voorkeursuitvoeringsvoorbeeld van een drie-fasige machine volgens de uitvinding kan nader worden gekenmerkt doordat de derde weerstand een instelbare weerstand 33 is .A preferred embodiment of a three-phase machine according to the invention can be further characterized in that the third resistor is an adjustable resistor 33.
De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van -de tekening waarinThe invention will be explained in more detail with reference to the drawing, in which
Figuur 1 schematisch een aanzicht van een driefase elec- 790 89 25 ' ^ $6bb 4 tronisch commuteren.de motor die op conventionele wijze van Hall-elementen is voorzien, toontFigure 1 schematically shows a view of a three-phase electronic 790 89 25 '^ $ 6bb 4 tronic commutation. The motor fitted with Hall elements in a conventional manner
Figuur 2 een doorsnede van de motor volgens figuur 1 meer in detail toont, 5 Figuur 3 de plaatsing van de Hall-elementen volgens de uitvinding bij een motor volgens figuur 1 toont,Figure 2 shows a cross-section of the motor according to Figure 1 in more detail, Figure 3 shows the arrangement of the Hall elements according to the invention with a motor according to Figure 1,
Figuur b een vectordiagram ter verklaring van de toepassing van de uitvinding bij een tweefase motor toont,Figure b shows a vector diagram explaining the application of the invention to a two-phase motor,
Figuur 5 een vectordiagram ter verklaring van een eerste 10 algemene uitvoeringsvorm van een motor volgens de uitvinding toont,Figure 5 shows a vector diagram for explaining a first general embodiment of an engine according to the invention,
Figuur 6 een vectordiagram ter verklaring van. een voorkeursuitvoeringsvorm van een motor volgens de uitvinding toont, Figuur 7 een vectordiagram ter verklaring van een alterna-15 tief van de aan de hand van figuur 6 beschreven uitvoeringsvorm toont,Figure 6 a vector diagram for explaining. Figure 7 shows a preferred embodiment of an engine according to the invention, Figure 7 shows a vector diagram for explaining an alternative to the embodiment described with reference to Figure 6,
Figuur 8 een schakeling om de aan de hand van figuur 4 beschreven lineaire combinatie te realiseren toont,Figure 8 shows a circuit for realizing the linear combination described with reference to Figure 4,
Figuur 9 een schakeling voor het realiseren van de aan de 20 hand van figuren 6 en 7 beschreven lineaire combinaties toont,Figure 9 shows a circuit for realizing the linear combinations described with reference to Figures 6 and 7,
Figuur 10 een vectordiagram ter verklaring van de lineaire combinaties bij een driefase motor toont,Figure 10 shows a vector diagram explaining the linear combinations of a three-phase motor,
Figuur 11 een voorkeursuitvoeringsvorm voor de realisatie van 25 de aan de hand van figuur 10 beschreven combinatiemethode toont, enFigure 11 shows a preferred embodiment for the realization of the combination method described with reference to Figure 10, and
Figuur 12 een cembinatiemethode volgens de uitvinding met driehoekvormige signalen toont.Figure 12 shows a combination method according to the invention with triangular signals.
Figuur 1 toont schematisch een aanzicht van een 30 driefase electronisch commuterende motor die op conventionele wijze van Hall-elementen is voorzien en figuur 2 toont meer in detail een doorsnede langs de lijn II van de motor volgens figuur 1. De motor omvat een as 1 waarop een klok-vormig rotorhuis 2 is vastgezet dat aan de binnenomtrek 35 van een ringvormige permanent-magneet 3 is voorzien. Het statorlichaam 4 draagt een blikpakket 5 waarop drie statorspoelen 6, 7 en 8 zijn aangebracht. Op het statorlichaam 4 is een drager 9 aangebracht waarop onder een hoek van 120° 790 8 9 25 * t 4 PHN 9644 5Figure 1 schematically shows a view of a three-phase electronically commutating motor fitted with Hall elements in a conventional manner, and Figure 2 shows in more detail a section along the line II of the motor according to Figure 1. The motor comprises a shaft 1 on which a bell-shaped rotor housing 2 is fixed, which is provided with an annular permanent magnet 3 on the inner circumference 35. The stator body 4 carries a can package 5 on which three stator coils 6, 7 and 8 are mounted. A support 9 is mounted on the stator body 4 on which an angle of 120 ° 790 8 9 25 * t 4 PHN 9644 5
Hall-elementen 10 en 11 zijn aangebracht die het veld van de permanent-magnetische ring 3 detekteren en via een eventueel eveneens op die drager aangebrachte schakeling de statorspoelen 6, 7 en 8 als funktie van de rotorpositie 5 bekrachtigen.Hall elements 10 and 11 are provided which detect the field of the permanent magnetic ring 3 and energize the stator coils 6, 7 and 8 as a function of the rotor position 5 via a circuit which may also be mounted on that carrier.
Figuur 3 toont een oplossing voor de plaatsing van de Hall-elementen 10 en 11 volgens de uitvinding bij een motor volgens figuren 1 en 2. Van deze motor is eenvoudig-heidshalve alleen het statorblikpakket 5 weergegeven. Beide Hall-elementen 10 en 11 zijn dicht bij elkaar geplaatst -ten opzichte van de rotoras onder een hoekC(- waardoor zij eenvoudig door middel van filmtechnieken tesamen met de benodigde electronica op één substraat kunnen worden aangebracht of zelfs, eventueel samen met de benodigde elec-15 tronica in één geïntegreerde schakeling kunnen worden ondergebracht. Hierbij blijkt het mogelijk toch de juiste faseverschillen tussen de bekrachtigingssignalen voor de statorspoelen te realiseren door het maken van lineaire combinaties van de signalen afkomstig van de Hall-elementen 10 20 en 11 mits deze signalen in hoofdzaak sinusvormig zijn.Figure 3 shows a solution for placing the Hall elements 10 and 11 according to the invention with a motor according to Figures 1 and 2. For the sake of simplicity, only the stator tin package 5 of this motor is shown. Both Hall elements 10 and 11 are placed close to each other - relative to the rotor axis at an angle C - so that they can easily be applied to one substrate, together with the required electronics, or even, optionally together with the required elec, by means of film techniques. -15 tronicas can be accommodated in one integrated circuit, but it appears possible to realize the correct phase differences between the excitation signals for the stator coils by making linear combinations of the signals from the Hall elements 10 20 and 11, provided that these signals are are essentially sinusoidal.
Figuur 4 toont dit aan de hand van een veetordiagram voor een twee-fase (of vier-fase) motor. Hierin -worden de signalen A respectievelijk B afkomstig van Hall-elementen 10 respectievelijk 11, de som C van deze signalen A en 25 b en het verschil D van deze signalen A + B als vectoren weergegeven. Hieruit blijkt dat het genereren van de lineaire öombinaties:Figure 4 shows this using a cattle diagram for a two-phase (or four-phase) motor. Herein, the signals A and B from Hall elements 10 and 11 respectively, the sum C of these signals A and 25 b and the difference D of these signals A + B are represented as vectors. This shows that the generation of the linear combinations:
C = A+B en D = A-BC = A + B and D = A-B
30 twee signalen met een faseverschil van 90° oplevert. Bij deze combinaties is dit onafhankelijk van de hoek 0^ tussen de Hall-elementen. In het algemeen is het mogelijk om elk faseverschil tussen signalen C en D te genereren met de lineaire combinaties:30 produces two signals with a phase difference of 90 °. In these combinations this is independent of the angle 0 ^ between the Hall elements. In general, it is possible to generate any phase difference between signals C and D with the linear combinations:
35 C* A+KB35 C * A + KB
en D = A-KBand D = A-KB
waarin K een constante factor is die afhankelijk is van de hoek d en het gewenste faseverschil tussen de signalen Cwhere K is a constant factor that depends on the angle d and the desired phase difference between the signals C.
I- > PHN 9644 6 en D.I-> PHN 9644 6 and D.
Is het gewenst om -bijvoorbeeld wanneer de beide Hall-elementen 10 en 11 symmetrisch tan opzichte van het midden tussen twee statorpolen zijn gelegen, zoals figuur 3 5 toont- de vector C precies tussen de vectoren A en B te laten vallen in verband met de juiste commutatietijdstippen dan is het bijvoorbeeld mogelijk om de volgende lineaire combinaties te genereren:For example, if the two Hall elements 10 and 11 are symmetrically tan relative to the center between two stator poles, as shown in Figure 3, it is desirable to drop the vector C exactly between the vectors A and B in connection with the correct commutation times then it is possible, for example, to generate the following linear combinations:
C = A+BC = A + B
10 D * A-KB10 D * A-KB
Figuur 5 toont zo'n vectordiagram voor een faseverschil van 120° tussen de signalen C en D. Dit diagram spreekt verder voor zichzelf.Figure 5 shows such a vector diagram for a phase difference of 120 ° between the signals C and D. This diagram goes without saying.
Bij de aan de hand van de vectordiagrammen volgens 15 figuren 4 en 5 besproken comb inat iemethêden zijn de ampli-tuden van de signalen C en D bij gelijke amplituden van de signalen A en B niet gelijk. Wanneer de signalen C en D alleen op hun nuldoorgangen de statorbekrachtiging omschakelen, dan is dit geen bezwaar. Wanneer echter de signalen 20 C en D na eventuele-versterking als bekrachtigingssignalen voor de statorspoelen gebruikt worden, dan kan het nodig zijn om door aanpassing van·, de versterkingsfaktoren van die versterker beide signalen tot gelijke amplitude te versterken. Eè'n combinatiemethode waaraan dit bezwaar niet kleeft 25 wordt aan de hand van figuur 6 toegelicht.In the combination methods discussed with reference to the vector diagrams according to Figures 4 and 5, the amplitudes of the signals C and D are not the same at the same amplitudes of the signals A and B. If the signals C and D switch the stator excitation only at their zero crossings, this is no problem. However, if the signals 20C and D are used as energizing signals for the stator coils after optional amplification, it may be necessary to amplify both signals to the same amplitude by adjusting the amplification factors of that amplifier. One combination method to which this drawback does not stick is explained with reference to Figure 6.
Figuur 6 toont het vectordiagram behorende bij de volgende lineaire combinatiesFigure 6 shows the vector diagram associated with the following linear combinations
C =s B-KA D = A-KBC = s B-KA D = A-KB
30 Bij deze lineaire combinatie zijn de amplituden van de signalen C en D even groot als ook de amplituden der signalen A en B even groot zijn. In het vectordiagram volgens figuur 6 is de faktor K zo gekozen, dat wanneer de vectoren A en B op respectievelijk --g-e< en +y o< gelegen zijn, de vectoren 35 c respectievelijk D op +120° respectievelijk +240° gelegen zijn. Het derde fasesignaal E voor een driefase motor wordt op bekende wijze verkregen door de som van de signalen C en D te inverteren (E ss -C-D). Ook kan de verzwakte som van de 790 8 9 25 \ PHN 9644 7In this linear combination, the amplitudes of the signals C and D are the same as the amplitudes of the signals A and B are the same. In the vector diagram of Figure 6, the factor K is chosen such that when the vectors A and B are located at -g-e <and + y o <, respectively, the vectors 35c and D are located at + 120 ° and + 240 °, respectively. The third phase signal E for a three-phase motor is obtained in a known manner by inverting the sum of the signals C and D (E ss -C-D). The weakened sum of the 790 8 9 25 \ PHN 9644 7
? I? I
signalen A en B genomen worden.signals A and B are taken.
Figuur 7 toont het veetordiagram van een alternatieve manier om de aan de hand van figuur 6 beschreven lineaire combinatie uit te voeren teneinde een driefasig sig-5 naai te verkrijgen. De faktor K. wordt daarbij-zo gekozen dat de vectoren C respectievelijk D op 6θ° respectievelijk 300° gelegen zijn en de vector E * - (C + D) daardoor op -180° gelegen is.Figure 7 shows the vein diagram of an alternative way of performing the linear combination described with reference to Figure 6 in order to obtain a three-phase sig-5 sewing. The factor K. is thereby chosen such that the vectors C and D are situated at 60 ° and 300 ° respectively and the vector E * - (C + D) is therefore situated at -180 °.
De beschreven lineaire combinaties zijn eenvoudig 10 met behulp van operationele versterkers, die eventueel te-samen met de Hall-elementen 10 en 11 geïntegreerd kunnen worden, te realiseren.The linear combinations described can easily be realized with the aid of operational amplifiers, which can optionally be integrated together with the Hall elements 10 and 11.
Figuur 8 toont een voorbeeld van een schakeling om de aan de hand Van figuur 4 beschreven lineaire combi-15 natie te realiseren. De-schakeling omvat een sommerende versterker 12 met versterkingsfaktor G^ waaraan de signalen A en B van de Hall-elementen 10 en 11 worden toegevoerd.Figure 8 shows an example of a circuit for realizing the linear combination described with reference to Figure 4. The circuit includes a summing amplifier 12 with a gain factor G ^ to which the signals A and B of the Hall elements 10 and 11 are applied.
Het uitgangssignaal G^ (a+B) kan rechtstreeks over een statorspoel 6’ van een tweefase motor aangelegd worden.The output G ^ (a + B) can be applied directly over a stator coil 6 'of a two-phase motor.
20 De signalen A en B worden verder aan een verschilversterker 13 met versterkingsfaktor Gg toegevoerd. Het uitgangssignaal G^ (A-Η) is daarbij 90° uit fase met het uitgangssignaal G^ (A+B) en kan rechtstreeks aan de andere statorspoel 7' worden toegevoerd. Door correcte instelling van de ver-25 sterkingsfactoren G^ en G^ ten opzichte van elkaar kunnen de amplituden van beide uitgangssignalen even groot gemaakt worden.The signals A and B are further applied to a differential amplifier 13 with a gain factor Gg. The output signal G ^ (A-Η) is 90 ° out of phase with the output signal G ^ (A + B) and can be fed directly to the other stator coil 7 '. By correct adjustment of the gain factors G ^ and G ^ relative to each other, the amplitudes of both output signals can be made equal.
De amplitudeverhouding van de signalen G^ (A+B) en Gg (A-B) is minder van belang wanneer deze signalen als 30 schakelsignalen worden gebruikt bijvoorbeeld wanneer de uitgangen van de versterkers 12 en 17 in plaats van direct met de statorspoelen 6f en 7r via schakeltransistoren respectievelijk met die spoelen verbonden zijn zoals figuur 8 met de gestippelde verbindingen toont.The amplitude ratio of the signals G ^ (A + B) and Gg (AB) is less important when these signals are used as 30 switching signals, for example when the outputs of amplifiers 12 and 17 instead of directly with the stator coils 6f and 7r via switching transistors are connected to those coils, respectively, as Figure 8 shows with the dotted connections.
35 Met de schakeling volgens figuur 8 zijn ook andere lineaire combinaties van de signalen A en Β te realiseren teneinde andere faseverschillen dan 90° tussen de uitgangssignalen te realiseren volgens de aan de hand van figuren 790 89 25 PHN 9644 8 * · 4 en 5 besproken lineaire combinaties. Hiertoe kunnen de faktoren K bijvoorbeeld in de versterkers 12 en 17 gerealiseerd -worden met bijvoorbeeld de uit de analoge rekentechniek bekende rekenversterkertechnieken.With the circuit according to figure 8 other linear combinations of the signals A and Β can also be realized in order to realize phase differences other than 90 ° between the output signals according to the figures 790 89 25 PHN 9644 8 * 4 and 5 discussed linear combinations. For this purpose, the factors K can be realized, for example, in amplifiers 12 and 17 using, for example, the computational amplifier techniques known from the analog calculation technique.
5 Figuur 9 toont een voorbeeld van een schakeling voor het realoseren. van de aan de hand van figuren 6 en 7 besproken lineaire combinaties A-KB en B-KA. Deze omvat een rekenversterker 18 die het signaal A met een faktor G en het signaal B met een faktor -KG versterkt zodat een 10 uitgangssignaal G(A-KB) verkregen wordt dat aan een statorspoel 6 van een driefase motor direkt kan worden toegevoerd. Een tweede rekenversterker 19 versterkt het signaal B met een faktor G en het signaal A met een faktor -KG waardoor een signaal g(B-KA) -dat bij een juiste keuze van de faktor 15 K 120° in fase verschilt met het signaal G(A-KB)- verkregen wordt dat direkt aan spoel 7 van de driefase motor kan worden toegevoerd. De derde fase kan verkregen worden door de som van de uitgangssignalen te inverteren wat het signaal G(l-k)(A+B) levert. Dit signaal is ook -zoals in figuur 9 20 getoond wordt- te realiseren met een derde versterker zo met een versterkingsfaktor (k-l)G waaraan de signalen A en B worden toegevoerd. Het uitgangssignaal kan direkt aan de derde statorspoel 8 worden toegevoerd.Figure 9 shows an example of a circuit for realizing. of the linear combinations A-KB and B-KA discussed with reference to Figures 6 and 7. It comprises a computing amplifier 18 which amplifies the signal A with a factor G and the signal B with a factor -KG so that an output signal G (A-KB) is obtained which can be supplied directly to a stator coil 6 of a three-phase motor. A second computing amplifier 19 amplifies the signal B with a factor G and the signal A with a factor -KG, so that a signal g (B-KA) -differs in phase with the signal G when the factor 15K is correctly selected. (A-KB) - it is obtained that it is possible to feed directly to coil 7 of the three-phase motor. The third phase can be obtained by inverting the sum of the output signals to give the signal G (1-k) (A + B). As shown in Figure 9, this signal can also be realized with a third amplifier such as with a gain factor (k-1) G to which the signals A and B are applied. The output signal can be applied directly to the third stator coil 8.
Zoals bekend kan een driefase motor in plaats van 25 met drie onderling 120° in fase verschillende signalen ook met drie onderling 60° in fase verschillende signalen gevoed worden# wanneer één van de statorspoelen met tegen-· gestelde polariteit,of1 gezien de wikkelzin vanuit tegengestelde richting wordt aangestuurd, hetgeen in het dia-30 gram van figuur 7 bijvoorbeeld wil zeggen dat vector E over 180° verschoven wordt zodat de vectoren C, D en E onder 60° ten opzichte van elkaar liggen. Worden, zoals het veetordiagram van figuur 10 toont, door een juiste keuze van de faktor K twee signalen C en D met een fase-35 verschil van 60° gegenereerd, dan ontstaat de derde fase E door het verschil E s D - C van de signalen D en C te nemen. Wordt in de schakeling volgens figuur 9 de faktor K zodanig gekozen, dat er een faseverschil van 60° bestaat tussen de 790 8 9 25 PHN 9644 9 uitgangssignalen van versterkers 18 en 19, dan kan de derde statorspoel 8 "bekrachtigd worden met de derde fase E door deze tussen de uitgangen van versterkers 18 en 19 op te nemen zoals gestippeld is weergegeven in figuur 9· Verster-5 ker 20 komt daarbij te vervallen. Statorspoel 7 moet daarbij omgekeerd worden bekrachtigd (of gewikkeld) ten opzichte van de situatie met signalen onder 120°As is known, instead of 25 with three mutually 120 ° in phase different signals, a three-phase motor can also be supplied with three mutually 60 ° in phase different signals # when one of the stator coils has opposite polarity, or 1 in view of the winding sense from opposite direction, which means, for example, in the slide of Figure 7 that vector E is shifted by 180 ° so that the vectors C, D and E are at 60 ° to each other. If two signals C and D with a phase-35 difference of 60 ° are generated by the correct choice of the factor K, as the cattle diagram of figure 10 shows, the third phase E is created by the difference E s D - C of the take signals D and C. If the factor K is chosen in the circuit according to figure 9 such that a phase difference of 60 ° exists between the 790 8 9 25 PHN 9644 9 output signals of amplifiers 18 and 19, the third stator coil 8 "can be energized with the third phase E by inserting it between the outputs of amplifiers 18 and 19 as shown in dotted lines in figure 9 · Amplifier 5 is omitted thereby. Stator coil 7 must be energized (or wound) in reverse with respect to the situation with signals below 120 °
De lineaire combinaties C = B-KA en D = A-KB zijn op eenvoudige wijze te realiseren door tussen een versterker 10 voor het signaal A en een versterker voor het signaal B een overspraak met een faktor K te laten plaatsvinden. Hiervan is in de schkeling volgens figuur 11 gebruik gemaakt. In deze schakeling wordt de stroom door de statorspoel 6 respectievelijk 7 gecontroleerd door het opnemen van een weer-15 stand 21 respectievelijk 22, beide bijvoorbeeld met een weerstandswaarde Ro. De stroom door statorspoel 6 respectievelijk 7 wordt gestuuid door een versterker 23 respectievelijk 24 die de signalen A respectievelijk B, in dit geval een spanning, vergelijkt met de spanning over weer-20 stand 21 respectievelijk 22. Door spoel 6 respectievelijk 7 vloeit dan een stroom a/Ro respectievelijk B/Ro die wanneer de Hall-elementen 10 en 11 zijn aangebracht op conventionele wijze (figuur l) een faseverschil van bijvoorbeeld 120° vertonèn. Wordt een faseverschil van 60° gekozen,^dan 25 kan de derde statorspoel 8 eenvoudig tussen de uitgangen van versterkers 23 en 24 worden opgenomen. Worden echter de Hall-elementen 10 en 11 onder een kleinere hoek$( geplaatst (figuur 3) dan kan het faseverschil tussen de stromen door spoelen 6 en 7 toch gelijk aan 60° (of desgewenst 120° of 30 andere faseverschillen) worden door het combineren van de signalen A en B, in dit voorbeeld zeer eenvoudig door het aanbrengen van een overspraakweerstand 25, met weerstandswaarde R^ tussen de verbindingspunten tussen spoel 6 en weerstand 21 en tussen spoel 7 en weerstand 22. Door weer-35 stand 21 vloeit een stroom A/Ro, door weerstand 22 een stroom B/Ro en door weerstand 25 een stroom (A-B)R^ zodat door statorspoel 6 en stroom Ig = P(A-KB) en door statorspoel 7 een stroom 1^ = P(B—KA) met P = (Ro + Rl)/RoRl en 790 89 25 * * PHN 96kk 10 K = Ro/(Ro + Rl). Door een juiste keuze van. K, welke experimenteel bepaald kan worden door bijvoorbeeld weerstand 25 als instelbare weerstand uit te voeren, is weer het juiste faseverschil te verkrijgen.The linear combinations C = B-KA and D = A-KB can be realized in a simple manner by having a cross-talk with a factor K between an amplifier 10 for the signal A and an amplifier for the signal B. This has been used in the circuit according to figure 11. In this circuit, the current through the stator coil 6 and 7 is controlled by recording a resistor 21 and 22, respectively, both with, for example, a resistance value Ro. The current through stator coil 6 and 7 is controlled by an amplifier 23 and 24 which compares the signals A and B, in this case a voltage, with the voltage across resistor 21 and 22, respectively. A current flows through coils 6 and 7, respectively. a / Ro and B / Ro, respectively, which when the Hall elements 10 and 11 are mounted show a phase difference of, for example, 120 ° in a conventional manner (figure 1). If a phase difference of 60 ° is chosen, then the third stator coil 8 can easily be included between the outputs of amplifiers 23 and 24. However, if the Hall elements 10 and 11 are placed at a smaller angle $ (Figure 3), the phase difference between the currents through coils 6 and 7 can still be equal to 60 ° (or, if desired, 120 ° or 30 other phase differences). combining the signals A and B, in this example very simply by applying a crosstalk resistor 25, with resistor value R ^ between the connection points between coil 6 and resistor 21 and between coil 7 and resistor 22. A resistance 21 flows. current A / Ro, through resistor 22 a current B / Ro and through resistor 25 a current (AB) R ^ so that through stator coil 6 and current Ig = P (A-KB) and through stator coil 7 a current 1 ^ = P (B —KA) with P = (Ro + Rl) / RoRl and 790 89 25 * * PHN 96kk 10 K = Ro / (Ro + Rl) By a correct choice of .K, which can be determined experimentally by, for example, resistor 25 as adjustable resistance, the correct phase difference is again obtained.
5 In het bijzonder wanneer de van de Hall-elementen afkomstige signalen voor schakelen in plaats van voor analoge bekrachtiging gebruikt worden (zoals bijvoorbeeld in figuur 8 als alternatief is aangegeven) is de vorm van de door de Hall-elementen 10 en 11 gegenereerde signalen A en 10 B mindér kritisch* Dit kan aan de hand van figuur 12 worden aangetoond waarin in figuur 12a en 12b de signalen A en B als- driehoekspanningen getoond worden. Figuur 12c toont de som van deze signalen A en B en figuur 12d het verschil van deze signalen A en B. Het blijkt dat ook hier de nuldoor-15 gangen van de combinaties A + B en A - B over een kwart van de periodedeuur van de signalen A en B, dat is dus over 90°, ten opzichte van elkaar verschoven liggen. Andere verschuivingen zijn met andere combinaties mogelijk.In particular, when the signals from the Hall elements are used for switching rather than for analog energization (as shown alternatively in Figure 8, for example), the shape of the signals generated by the Hall elements 10 and 11 is A and 10 B mind more critical * This can be shown with reference to figure 12, in which signals A and B are shown as triangular voltages in figures 12a and 12b. Figure 12c shows the sum of these signals A and B and Figure 12d the difference of these signals A and B. It also appears that here also the zero crossings of the combinations A + B and A - B over a quarter of the period duration of the signals A and B, that is to say 90 °, are shifted relative to each other. Other shifts are possible with other combinations.
Vooral wanneer de van de Hallelementen 10 en 11 20 afkomstige signalen en de lineaire combinaties daarvan als analoge bekrachtigingssignalen voor de statorspoelen gebruikt worden, kan het in de praktijk voorkomen dat de vorm en/of de sterkte van de magnetisatie van de permanent-magnetische rotor niet geschikt is om bruikbare signalen in 25 de Hall-elementen te genereren. Een goed bruikbare oplossing is dan om een extra magneetschijfje op de rotoras aan » te brengen waarmee de Hall-elementen s'amenwerken. Het voor deel dat beide elementen dicht bij elkaar geplaatst kunnen worden blijft daarbij behouden terwijl het nadeel van de 30 bij de in de beschrijvingsinleiding genoemde bekende moter met magnetisch gecodeerde schijf niet optreedt.In particular, when the signals from Hall elements 10 and 11 and their linear combinations are used as analog excitation signals for the stator coils, it may occur in practice that the shape and / or the magnitude of the magnetization of the permanent-magnetic rotor does not is capable of generating useful signals in the Hall elements. A well-usable solution is then to attach an extra magnetic disc to the rotor shaft with which the Hall elements cooperate. The advantage that both elements can be placed close to each other is retained, while the disadvantage of the known motor with magnetically coded disc mentioned in the description introduction does not occur.
35 790 8 9 2535 790 8 9 25
Claims (8)
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL7908925A NL7908925A (en) | 1979-12-12 | 1979-12-12 | ELECTRONIC COMMUTING MOTOR. |
| CA000365916A CA1163314A (en) | 1979-12-12 | 1980-12-02 | Hall element circuit for electronically commutating motor |
| DE19803045673 DE3045673A1 (en) | 1979-12-12 | 1980-12-04 | ELECTRONIC COMMUTING MOTOR |
| FR8025871A FR2471693A1 (en) | 1979-12-12 | 1980-12-05 | ELECTRONICALLY SWITCHED ELECTRIC MOTOR |
| GB8039256A GB2070354B (en) | 1979-12-12 | 1980-12-08 | Electronically commutating motor |
| JP17272080A JPS5694995A (en) | 1979-12-12 | 1980-12-09 | Electric machine |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL7908925A NL7908925A (en) | 1979-12-12 | 1979-12-12 | ELECTRONIC COMMUTING MOTOR. |
| NL7908925 | 1979-12-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL7908925A true NL7908925A (en) | 1981-07-16 |
Family
ID=19834304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL7908925A NL7908925A (en) | 1979-12-12 | 1979-12-12 | ELECTRONIC COMMUTING MOTOR. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5694995A (en) |
| CA (1) | CA1163314A (en) |
| DE (1) | DE3045673A1 (en) |
| FR (1) | FR2471693A1 (en) |
| GB (1) | GB2070354B (en) |
| NL (1) | NL7908925A (en) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3144630A1 (en) * | 1980-05-10 | 1983-05-19 | Papst-Motoren GmbH & Co KG, 7742 St Georgen | Brushless DC motor arrangement, especially for disk memory drives |
| DE3215541C3 (en) * | 1982-04-26 | 1988-12-22 | Mulfingen Elektrobau Ebm | COLLECTORLESS DC MOTOR |
| JPH0287959A (en) * | 1988-09-22 | 1990-03-28 | Mitsubishi Electric Corp | Brushless motor |
| GB2277214B (en) * | 1990-08-28 | 1995-02-08 | Toshiba Kk | Washing machine |
| GB2305033A (en) * | 1995-08-25 | 1997-03-26 | Norcroft Dynamics Ltd | Controlling brushless dc motors |
| JP3690338B2 (en) * | 2001-11-16 | 2005-08-31 | 松下電器産業株式会社 | Motor control device |
| GB2413905B (en) * | 2004-05-05 | 2006-05-03 | Imra Europ S A S Uk Res Ct | Permanent magnet synchronous motor and controller therefor |
| EP2117103B1 (en) | 2008-05-09 | 2010-07-14 | Micronas GmbH | Integrated switch for controlling an electromotor |
| GB2468311B (en) * | 2009-03-03 | 2014-09-17 | Dyson Technology Ltd | Positioning of a Hall-effect sensor within an electric machine |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2041548A5 (en) * | 1969-04-29 | 1971-01-29 | Thomson Csf | |
| JPS5147717Y2 (en) * | 1974-04-16 | 1976-11-17 | ||
| JPS5812838B2 (en) * | 1974-09-07 | 1983-03-10 | 日本ビクター株式会社 | Chiyokuryu brushless motor |
| US4039912A (en) * | 1974-10-30 | 1977-08-02 | Victor Company Of Japan, Limited | Three-phase brushless dc motor using two hall effect devices |
| NL7503046A (en) * | 1975-03-14 | 1976-09-16 | Philips Nv | ELECTRIC MACHINE. |
-
1979
- 1979-12-12 NL NL7908925A patent/NL7908925A/en not_active Application Discontinuation
-
1980
- 1980-12-02 CA CA000365916A patent/CA1163314A/en not_active Expired
- 1980-12-04 DE DE19803045673 patent/DE3045673A1/en not_active Withdrawn
- 1980-12-05 FR FR8025871A patent/FR2471693A1/en active Granted
- 1980-12-08 GB GB8039256A patent/GB2070354B/en not_active Expired
- 1980-12-09 JP JP17272080A patent/JPS5694995A/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3045673A1 (en) | 1981-09-10 |
| FR2471693A1 (en) | 1981-06-19 |
| FR2471693B1 (en) | 1984-06-08 |
| JPS5694995A (en) | 1981-07-31 |
| CA1163314A (en) | 1984-03-06 |
| GB2070354B (en) | 1983-08-24 |
| GB2070354A (en) | 1981-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4651067A (en) | Apparatus for driving brushless motor | |
| CA1051969A (en) | Brushless direct current motor | |
| NL7908925A (en) | ELECTRONIC COMMUTING MOTOR. | |
| US3864610A (en) | Speed control device for brushless dc motor | |
| GB1604122A (en) | Dc motors | |
| JPS623676B2 (en) | ||
| JP3423318B2 (en) | Control circuit with multiple sensors | |
| KR880002580B1 (en) | Control circuit for a brushless dc motor | |
| TW346702B (en) | Three-phase brushless dc motor driving circuits and methods using one hall signal | |
| NL9001126A (en) | ELECTROMAGNETIC DRIVE SYSTEM. | |
| US4354145A (en) | Electronically commutating motor | |
| JPH09275694A (en) | Energizing circuit for armature coil of linear motor | |
| NL8201285A (en) | CONTROL CIRCUIT FOR A DC MOTOR. | |
| EP0164742B1 (en) | Brushless motor | |
| US3873898A (en) | Physical condition responsive transducer system, particularly magnetic field transducer system especially for use in or combination with brushless D-C motors | |
| US4460856A (en) | Two-phase brushless motor driving circuit | |
| JPS61207191A (en) | Dc brushless motor | |
| EP0765026B1 (en) | Brushless motor | |
| NL8301675A (en) | ENGINE STEERING SYSTEM WITH CAPACITIVE RECORDER. | |
| GB1488775A (en) | Current measuring apparatus | |
| US4112345A (en) | Stepping motor with energizing circuit | |
| EP0154863A2 (en) | Apparatus for driving polyphase brushless motor | |
| US405858A (en) | Magnetic Motor | |
| JPS58215560A (en) | Rotating speed detector | |
| JPS58218886A (en) | Electric motor equipped with revolving speed detector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1B | A search report has been drawn up | ||
| BV | The patent application has lapsed |