NO159130B

NO159130B - Selvstartende boersteloes likestroemsmotor.

Info

Publication number: NO159130B
Application number: NO822765A
Authority: NO
Inventors: Henricus Marinus Van Hout
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1981-08-17
Filing date: 1982-08-13
Publication date: 1988-08-22
Also published as: ES8306297A1; EP0072597A2; NZ201579A; ATE17540T1; AU8715182A; DE3268549D1; EP0072597A3; NO159130C; NO822765L; ES514969A0; JPS5849093A; AU559825B2; HK75486A; EP0072597B1; US4814676A; NL8103835A; JPH0363318B2

Description

Foreliggende oppfinnelse angår selvstartende børsteløs like-strømsmotor av tofasetypen av den art som angitt i innled-ningen til krav 1.

Rotorstillingsinformasjonen kan så bli tilveiebrakt ved hjelp av detektorer, slik som Hall-elementer. For polyfasemotorer blir tilfredsstillende kommunikasjon og startkaraktéristikker tilveiebrakt ved bruk av en detektor pr. fase, hvilke detektorer er anordnet på omkretsen med avstand i samsvar med antall faser til motoren. Ulempen ved dette er at slike motorer er forholdsvis dyre. Formålet med foreliggende oppfinnelse er derfor å benytte kun en detektor. Enfasede motorer anvender naturligvis en detektor. Disse motorne har imidlertid den iboende ulempen at rotasjonsretningen er udefinert. Start-situasjonen kan dessuten være slik at ved aktiviseringen er rotoren i stabil posisjon, hvilket problem også kan forekomme ved flerfasede motorer. De to problemene kan bli overvunnet ved hjelp av mekaniske innretninger, slik som anbringelse av en "stopphakestilling", f.eks. ved å sikre ved hjelp av en hjelpemagnet at motoren stopper i en stilling hvor det er mulig å starte i en forutbestemt retning. Ulempen med mekaniske og/eller magnetiske innretninger er imidlertid at slike innretninger også ugunstig påvirker motorens stabile oppførsel. For at det kan brukes kun en detektor i flerfase-motorer, spesielt trefasemotorer, har det derfor blitt fore-

i slått å starte motoren ved hjelp av eta roterende hjelpefelt. Dette har den ulempen at i løpet av startingen er motoren ikke selvkommuterende og følgelig fremvises ugunstige startkaraktéristikker .

Problem med startstasjonen er løst ved en motor ifølge DE-OS

2 428 718 hvor en rotorposisjons-detektor er anvendt for å

bringe rotoren til en forutbestemt hvileposisjon før den startes. I denne motoren anvendes kun en posisjonsdetektor for startingen og andre tiltak har blitt utført for kommuteringen og en ytterligere test-anordning er anordnet for å koble ut startkretsen etter starten.

Oppfinnelsens formål er å tilveiebringe en børsteløs motor som er selvkommuterende i løpet av oppstartingen og som der-ved muliggjør oppstarting ved hjelp av kun elektroniske innretninger uten at det er nødvendig med en separat rotasjons-detektor for bare oppstartingen.

Ovenfornevnt er tilveiebragt en selvstartende børsteløs like-strømsmotor av den innledningsvis nevnte type hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1.

Denne kombinasjonen av karakteristiske trekk medfører en motor som innbefatter kun en detektor, som er selvkommuterende i løpet av startfasen og som ikke krever noen ikke-elektronisk starteinnretning og heller ikke en separat detektor for bare oppstarten.

Oppfinnelsen er basert på at ved en flerfaset motor, selv

om rotorstillingen ikke kan bli detektert utvetydig ved hjelp av kun en detektor, så korresponderer ved en tofasemotor de to rotorstillingene, som ikke kan bli adskilt ved hjelp av en detektor, alltid med en bestemt statorfase slik at selvkommuterende starting er mulig ved å benytte kun en detektor.

En motor i samsvar med oppfinnelsen som innbefatter p polpar kan dessuten være karakterisert ved at detekteringsanordningen innbefatter et permanent magnetelement som har 2p polpar, hvilket element kan rotere synkront med rotoren og ved at detektoren linnbefatter et magneto-følsomt element, spesielt et Hall-element.

Denne utførelsesformen kan dessuten være karakterisert ved

at forhåndsinnstillingskretsen innbefatter en polaritetsdetektor for detektering av polariteten til det magnetiske feltet avfølt av det magneto-følsomme elementet og en portkrets for sammenligning av den detekterte polariteten med aktiveringskretsens tilstand.

Den udefinerte startretningen til noen motorer i samsvar med foreliggende oppfinnelse er ikke et problem for noen anvendelser. Dersom det er nødvendig med en bestemt rotasjonsretning vil en ytterligere fordel ved løsning ifølge foreliggende oppfinnelse fremkomme, nemlig at ved motoren i samsvar med oppfinnelsen kan den riktige rotasjonsretningen bli garantert på en enkel måte. For dette formål er en foretrukket utførel-sesform av oppfinnelsen karakterisert ved at den forhåndsinnstillbare aktiviseringskretsen blir forhåndsinnstilt til koblingssekvensen tilsvarende den ønskede aeotas jonsretningen for rotoren og den kan bli koplet i samsvar med en syklisk permutasjon under kommando av kommuteringssignaler uten hensyn til den virkelige rotasjonsretningen til rotoren. Dette ytterligere karakteristiske trekket er basert på det faktum at når motoren blir startet blir kommuteringspulser generert som et resultat av den selvkommuterende startoppførselen til motoren i samsvar med oppfinnelsen. Ved elektronisk' nedleg-ging av koplingssekvensen til motorfasen blir det tilveiebrakt at fasene blir i tur og orden aktivisert på riktig måte selv i tilfelle av en uriktig startretning. I tilfelle av en slik uriktig startretning "møter" det roterende statorfeltet og rotoren, som roterer i motsatt retning, hverandre og rotoren ser etter et maksimum av to kommuteringer. I tilfelle av en p-polmotor er den maksimale rotasjonen i uriktig retning lik i det vesentlige 360°. For mange anvendelsesformål, slik som motoren i en kassettspiller, utgjør ikke en slik uriktig startbevegele noe; problem i det hele tatt. Det kan da være fordelaktig at den forhåndsinnstillbare aktiveringskretsen innbefatter en styreinngang og er tilpasset til å forhåndsinnstille brytersekvensen til en av de to mulige retningene som en funksjon av et signal på styreinngangen for å gjøre rotasjonsretningen til motoren reverserbar.

Denne foretrukne utførelsesformen kan være karakterisert ved at detekteringsanordningen innbefatter et permanent magnetelement som har 2-p polpar, hvis element kan rotere synkront med motoren, ved at detektoren innbefatter et magneto-følsomt element, spesielt Hall-element og ved at det er anordnet en kommuteringssignalgenerator for generering av kommuteringssignaler for aktiviseringskretsen synkront med de magnetiske feltpolaritetsendringene detektert av detektoren.

En første versjon av den foretrukne utførelsesformen kan være karakterisert ved at forhåndsinnstillingskretsen innbefatter en polaritetsdetektor for detektering av polariteten av det magnetiske feltet avfølt av det magneto-følsomme elementet og en første portkrets for sammenligning av den detekterte polariteten med tilstanden til aktiveringskretsen.

Et ytterligere karakteristisk trekk er at komperatorkretsen

er tilpasset til å tilføre ytterligere kommuteringssignaler til aktiveringskretsen. Ved den første versjonen av den foretrukne utførelsesformen av oppfinnelsen blir en uriktig rotorstilling korrigert ved tilførsel av en ytterligere kommuteringspuls.

En andre alternativ versjon av den foretrukne utførelsesformen av oppfinnelsen kan være karakterisert ved at kommuterings-signalgeneratoren innbefatter en polaritetsdetektor for å detektere polariteten til det magnetiske feltet avfølt av det magneto-følsomme elementet og en portkrets for sammenligning av den detekterte polariteten med tilstanden til aktiveringskretsen og generering av et kommuteringssignal dersom nevnte tilstand ikke korresponderer med den detekterte polariteten. Ved denne versjonen blir kommuteringssignalet tilført av forhåndsinnstillingskretsen. Denne versjonen er basert på det faktum at hver kommutering i virkeligheten ble innledet av en "uriktig" aktiveringstilstand. Utgangssignalet til posisjonsdetektoren entres i virkeligheten ved kommute-ringsøyeblikket mens aktiveringstilstanden til statoren endrer kun kort tid etterpå. Dette betyr at rotorstillingen og aktiveringstilstanden kort sagt ikke tilsvarer hverandre, hvilke ikke tidsvarighet kan bli angitt av den forhåndsinnstilte kretsen. Ved foreliggende versjon blir dette benyttet ved at forhåndsinnstillingskretsen genererer kommuteringspulser i tilfelle av innlysende uriktig rotorstillinger slik at en separat kommutetingspulsgenerator kan bli sløyfet.

Ved den første og andre versjonen blir den detekterte rotorstillingen sammenlignet med aktiveringstilstanden ved start-øyeblikket. Uten hensyn til aktiveringstilstanden, som ville forekomme ved oppstarting av motoren er det imidlertid alte-rnativt mulig å innstille aktiveringskretsen til en av de to mulige riktige tilstandene avhengig av detektert rotorstilling i løpet av oppbygningen av tilførselsspenningen. For dette formål er en tredje versjon av den foretrukne utførelsesformen ifølge oppfinnelsen karakterisert ved at det er anordnet innretning for detektering av tilførselen av strømforsyningen ved at den forhåndsinnstilte kretsen innbefatter en polaritetsdetektor for detektering av polariteten til det magnetiske feltet avfølt av det magneto-følsomme elementet og en første portkrets for sammenligning av den detekterte polariteten med tilstanden til aktiveringskretsen og etter detekteringen av tilførselen av en strømforsyning innstilles energikretsen til en tilstand som er i samsvar med den detekterte polariteten.

Ved denne tredje versjonen sikrer også disse trinnene riktig starting. Siden kommuteringen kan bli forstyrret ved uekte pulser og dette ikke lett blir korrigert i den første og andre versjonen er det fordelaktig dersom egnet trinn blir tatt ved denne tredje versjonen. En egnet løsning er karakterisert ved at der er anordnet en andre portkrets for undertrykning av det neste kommuteringssignalet under kommando av komperatorkretsen.

Ved understrekning av den neste kommuteringspulsen i stedet for generering av en ytterligere kommuteringspuls blir det tilveiebrakt at kommuteringen blir korrigert øyeblikkelig.

En uekte puls vil praktisk talt alltid gi opphav til en ytterligere kommutering i stedet for undertrykkelse av en kommutering slik at det er gunstigere å undertrykke kommuterings-

pulsen enn å generere en ytterligere puls.

Det er fordelaktig dersom aktiveringskretsen til motoren

i samsvar med oppfinnelsen innbefatter et skiftregister.

Et ytterligere karakteristisk trekk er at skiftregisteret

har en justerbar skiftretning. Rotasjonsretningen til motoren kan således bli valgt på en enkel måte. Med hensyn til dens konstruksjon kan motoren i samsvar med oppfinnelsen dessuten være karakterisert ved

en rotor som har en sylindrisk permanent magnet som er magnetisert for å ha i hovedsaken 2p-poler,

en stator som har to-fase viklinger anordnet koaksialt med rotoren på innsiden av den sylindriske permaneritmagneten,

en trådbærer festet til statoren, med hvilke bærer stator-viklingen er forbundet,

en substrat anordnet på trådbæreren, på hvilke substratet i det minste det magneto-følsomme elementet er anordnet på

en slik måte at elementet er anordnet innefor det magnetiske påvirkningsområdet til den sylindriske permanentmagnetens endeflate, som vender mot bæreren, idet permanentmagneten er forsynt med en 4p-polmagnetisering ved stedet til ende-flaten .

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser skjematisk prinsippene ved motoren ifølge

oppfinnelsen.

Fig. 2 viser et diagram som forklarer driften av motoren

på fig. 1.

Fig. 3 viser en første versjon av kretsen 4 av motoren på

fig. 1.

Fig. 4 viser et alternativ med en del av kretsen på fig.

3.

Fig. 5 viser en andre versjon av kretsen på fig. 4.

Fig. 6 viser en tredje versjon av kretsen på fig. 4.

Fig. 7 viser et snitt gjennom en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen.

I beskrivelsen er uttrykket energisering, energisere alene og i sammenheng med andre uttrykk tildels kalt aktivisering, aktivisere. Fig. 1 viser skjematisk en motor med en aktiviseringskrets i samsvar med oppfinnelsen. Motoren har en rotor 1, som i foreliggende eksempel er magnetisert for å ha to poler (N, S). Rotorstillingen er spesifisert med en vinkel <j>, som i den viste tilstanden er null. Statoren innbefatter fire spoler L1, L2» L3 og L4 med forbindelsene 5, 6, 7 og 8 henholdsvis. En stillingskoder 2, også kalt posisjonskoder, som er magnetisert til å ha fire poler, er mekanisk forbundet med - eller anordnet på - rotoren 1. En feltsensor H, nærmere bestemt et Hall-element, er i magnetisk berøring med stillingskoderen 2. Stillingen til stillingskoderen 2 og sensoren H relativt i forhold til rotorstillingen er slik at sensoren H detekterer polaritetsendringer via stillingskoderen 2 ved de rotorstillingene <j> hvor kommutatoren til statorspolenes , L2, L^-og L4 aktivisering er mest egnet, dvs. tilnærmet ved stillingene = 45°, 135°, 225° og 315°. Utgangssignalet til feltsensoren H blir tilført en inngang 3 til en aktiviseringskrets 4, hvilken aktiviseringskrets 4 igjen aktiviserer hver av statorspolene , L^, og L^. Fig. 2 viser variasjonene TLl, TL2, TL3 og TL4 til torsjons-momentet T utøvd på rotoren 1 som en funksjon av rotorstillingen (f) ved aktivisering av spolene L^, L2, L3°9 ^4 henholdsvis, og feltet (N, S) til stillingskoderen 2 avfølt av feltsensoren H som en funksjon av rotorstillingen <f>.

Dersom ved oppstarting av motoren - etter påtrykking av

en forsyningsspenning eller etter blokkering av rotoren - blir en bestemt spole aktivisert og rotoren vil eller vil ikke begynne å dreie seg avhengig av den øyeblikkelige stillingen <(>. Dersom spolen L4 f.eks. blir aktivisert, viser diagrammet på fig. 2 at torsjonsmomentet utøvd på rotoren er null ved <}> = 270°. En ustabil likevektsstilling for hvilken T = 0 er funnet ved = 90°, i hvilken stilling motoren ikke vil starte ved belastning. For rotorstillingene

mellom 270° og 315° og de mellom 225° og 270° vil rotoren bli trukket mot likevektsstillingen = 270°. Utenfor dette området på 225° - 315° vil rotoren altså bli trukket mot

<t> = 270°, men kommuteringen blir iverksatt ved det egnede øyeblikk når feltsensoren H føler en feltendring via stillingskoderen 2 ved = 225° eller = 315°.

Når rotorstillingen for hvilken aktiviseringen av statorspolen L. gir opphav til startproblemer blir sammenlignet med stillingene til stillingskoderen 2 forbundet dermed, er det funnet at oppstartingen er problematisk når feltsensoren H avføler en S-magnetisering til stillingskoderen 2. En lignende sammenligning utført for aktiveringen av statorspolene L^, og L, viser at når feltsensoren H avføler en S-magnetisering

er oppstartingen problematisk ved aktiviseringen av spolen eller og at når feltsensoren H avføler en N-magnetisering er oppstartingen problematisk når spolen L, eller blir aktivisert. I samsvar med oppfinnelsen kan oppstartingen bli garantert ved konstruksjonen av aktiviseringskretsen 4 slik at kombinasjonen av aktiviseringen av den ene av spolene L.. til L. og polariteten til feltet fra stillingskoderen 2 avfølt av feltsensoren H for hvilke oppstartingen gir opphav til problemer er utelukket. Motoren vil alltid starte selv med en udefinert rotasjonsretning.

En bestemt rotasjonsretning kan bli tilveiebrakt ved konstruksjon av aktiviseringskretsen 4 slik at energisekvensen av spolene L, til L. er faste, f.eks. er sekvensen Ln, L„, L , L. 4 faste, 2 3 4 med urviseren, idet koblingen til neste spole i sekvensen blir bevirket under kommando av feltsensoren H. Etter oppstartingen blir således et rotasjonsfelt tilveiebrakt ved en bestemt retning uten hensyn til rotorens 1 startretning slik av ved oppstarting av rotoren i den ikke-riktige retningen vil rotorstillingen være i samsvar med aktiveringen og låser rotoren i forhold til rotasjonsfeltet og begynner å rotere i riktig retning etter nesten en halv omdreining. Dersom spolen blir aktivert ved en innretning vist på fig. 1 når stillingen til rotoren 1 er vist, idet aktiveringskretsen 4 blir innstilt til urviseraktivering, vil rotoren 1 begynne å dreie i motsatt urviserretning. Ved <)) = -45° blir kommutering bevirket under kommando av sensoren H og spolen L blir aktivert slik at rotorbevegelsen blir bremset og retningen blir reversert. Rotoren fortsetter så til stillingen = -45°, ved hvilket øyeblikk spolen blir aktivert og rotoren låses i forhold til rotasjonsfeltet i urviser- . retningen. Den maksimale rotasjonen i feil retning er mindre enn 180°, nemlig rotasjon fra <f> < + 45° til cf> > -135°. For mange anvendelser slik som ved kassettspillere, utgjør ikke denne feilaktige rotasjonen ved oppstartingen noe problem.

Fig. 3 viser et eksempel på aktiviseringskretsen 4 (se fig. 1), som sammen med feltsensoren H kan være anordnet i en integrert krets. Kretsen innbefatter en krets 12 som blir syklisk koplet under kommando av en puls til en inngang 13, f.eks. et 4-bits skiftregister som er forbundet dertil og i hvilket er lagret en logisk "1" og tre logiske "0". Et av fire utganger Q 1 til Q. for kretsen 12 er således alltid aktivert forskjellig.

De fire utgangene til Q. er forbundet med terminalene 5

til 8 til spolen L.. til L^, som kan være via bufferforsterke-re 14 til 17 slik at alltid en av spolene L til L. er aktivert. Skiftregisteret 12 har en fast skiftretning, som f.eks. kan valgbart innstilles ved hjelp av en av to mulige logiske nivåer ved en inngang 24. Dette sikrer at spolene L, til L. blir aktivert ved en forutbestemt sekvens. Ved å gjøre skift-registerets 12 skiftretning justerbar er det mulig å velge rotasjonsretningen for motoren ved å tilføre det logiske nivået som korresponderer med den ønskede rotasjonsretning til inngangen 24.

Skiftregisteret 12 blir skiftet under styring av pulser på inngangen 13. For å synkronisere denne skiftingen med rotorbevegelsen blir signalet tilført av feltsensoren H tilført en pulsformer 9 via inngangen 3, hvilke pulsformer frembrin-ger en puls på inngangen 13 ved forekomsten av hver feltover-gang som blir detektert, dvs. ved ønsket kommuteringsøyeblik-ker når rotorstillingene er = 45°, 135° 225° eller 315°

slik at selvkommuteringsoperasjonen til motoren er mulig.

For å forhindre statorspolene fra å bli aktivert på en slik måte at motoren ikke starter blir polariteten til feltet av-følt av feltsensoren H sammenlignet med stillingen til skiftregisteret 12, som forklart med henvisning til fig. 2. For dette formålet blir signalet fra feltsensoren H tilført via inngangen 3 til en detektor 10 som detekterer et signal som korresponderer med N-magnetiseringen og med en detektor 11

som detekterer et signal som korresponderer med S-magnetiseringen. Enten spolen L, eller spolen L, blir aktivert blir detektert ved hjelp av en ELLER-port 18 forbundet med utgangene Q1 og Q- og om spolen L_ eller L. blir aktivert blir detektert ved hjelp av en ELLER-port 19 forbundet med utgangene og Q^. Utgangssignalene til detektoren 10 og ELLER-porten 18 blir tilført en OG-port 20 og signalene fra detektoren 11/

og ELLER-porten 19 blir tilført en OG-port 21. Utgangssigna-f lene til OG-porten 20 og 21 blir kombinert f.eks. ved hjelp av en ELLER-port eller som vist på fig. 3 ved å sammenkople utgangene ("trådforbundet-ELLER"). Dette kombinerte utgangssignalet er en angivelse av en ikke-tillatelig aktiveringstilstand, dvs. en tilstand hvor aktiviseringen kan holde rotoren i stilling hvor torsjonsmomentet T = 0 slik at motoren ikke starter. En fremgangsmåte for å eliminere denne util-latelige aktiveringstilstanden er f.eks. å innstille skiftregisteret 12 til en stilling som tilsvarer en tillatelig tilstand, som ved eksempelet på fig. 3 blir tilveiebrakt ved å fremføre skiftregisteret med en ytterligere stilling.

For dette formål blir det kombinerte utgangssignalet til OG-portene 20 og 21 tilført en pulsformer 22 som ved forekomsten av en slik ikke-tillatelig tilstand tilfører en puls som blir tillatt utgangsignalet til pulsformeren 9 ved hjelp av en ELLER-port 23, slik at en ytterligere skiftpuls fremkommer

på inngangen 13 til skiftregisteret 12.

t

Et alternativ til denne metoden er tilveiebrakt ved f.eks. fjerning av pulsformeren 22 (og ELLER-porten 23) fra kretsen på fig. 3 og ved komplementering av den øvrige med en krets-del som vist på fig. 4. Utgangen Q^, Q2, Q, og til skiftregisteret 12 blir så forbundet med bryteren S^, S^ i og henholdsvis, hvilke brytere kan være utformet ved hjelp av logiske porter. I stillingene til bryterne S.. til er situasjonen da som på fig. 3, mens i de andre stillingene til bryterne (stillingene vist prikket) er utgangene Q^, , Q., og,

Q4 forbundet med bufferforsterkerne 15, 16, 17 og 14 henholdsvis, slik at aktiveringstilstanden blir skiftet med en stilling i den bestemte retningen. Bryterne S 1 til blir styrt ved hjelp av utgangssignalene til OG-portene 20 og 21, hvilke signaler blir kombinert ved hjelp av ELLER-porten 41.

Ved kretsanordningen på fig. 3 må forholdsregler bli tatt for

å forhindre en uønsket puls fra å bli dannet av pulsformeren 22 som følge av ikke samtidig endring av tilstanden til skiftregisteret 12 og detektoren 10 og 11. Dette er f.eks. mulig ved å benytte klokket logikk. En annen mulighet er å anvende denne situasjonen ved å fjerne pulsformeren 9 og ELLER-porten 23 fra kretsen på fig. 3 og forbinde pulsformeren 22 med inngangen 13 til skiftregisteret 12, som er alternativet vist på fig. 5. Kretsen drives så på samme måte som med hensyn til uønskede rotorstillinger. Med hensyn til kommuteringen drives kretsen så ved at det øyeblikket hvor polariteten til signal på inngangen 3 endrer.forblir skiftregisteret i samme tilstand. Dette blir detektert av OG-porten 20 eller 21 på samme måte som en feilaktig stilling for skiftregisteret og en puls blir tilført inngangen 13 til skif tregisteret 12 ved h'jelp av pulsformeren 22.

Ved kretsanordningen og de alternative utførelsesformene beskrevet ovenfor blir en ytterligere puls som fremfører skiftregisteret 12 med en stilling tilført skiftregisteret hver gang en uekte puls forekommer. Siden uekte pulser er generelle ytterligere pulser og ikke undertrykker en ønsket puls, med— fører dette resultatet at skiftregisteret 12 blir fremført med to trinn totalt, som midlertidig gir opphav til samme situasjon som beskrevet i tilfelle av starting i feil retning. Dette kan ikke være problem dersom risikoen for uekte pulser er gjort til et minimum, f.eks. ved hjelp av elektroniske innretninger - slik som frembringelse av tidsvinduer for blokkering av pulser i løpet av tidsintervallet i hvilke

ingen kommuteringspuls kan forekomme. I tilfelle hvor slike situasjoner må bli utelukket må imidlertid kretsanordningen

på fig. 3 bli modifisert for å undertrykke neste pulsen til-ført pulsformeren 9, i stedet for å frembringe en ytterligere puls under kommando av OG-portene 20 og 21, hvis modifikasjon er vist på fig. 6.

Ved sammenligning med versjonen på fig. 3 har ELLER-porten

23 blitt erstattet av en OG-port 45 som har en inverterende inngang som blir drevet ved hjelp av utgangssignalet til OG-portene 20 og 21. Denne metoden feiler imidlertid ved oppstartingen når motoren fremdeles er stasjonær. Dersom start-aktiveringsbetingelsene er en tilstand hvor rotoren er i en stabil stilling tilfører pulsformeren 9 ikke noen puls til å begynne med slik at pulsen ikke kan bli undertrykt. En løsning på dette er å innstille skiftregisteret til en stilling som korresponderer med ønsket stilling under styring av detektorne 10 og 11 i løpet av oppbygning av forsyningsspenningen. Dersom detektoren 10 blir aktivert i løpet av oppbygning av forsyningsspenningen skulle skiftregisteret 12 være innstilt slik at Q2 eller blir på et høyt nivå, mens derimot dersom detektoren 11 blir aktivert skulle skiftregisteret 12 være slik;jinnstilt at utgangen Q eller Q, blir ved ét lavt nivå.

Ved sammenligning med kretsen på fig. 3 innbefatter kretsen på fig. 6 derfor en forsyningsspenningsdetektor 46 som tilfører en puls ved øyeblikket hvor forsyningsspenningen fremkommer ved terminalen V_; Denne pulsen blir sammenlignet med utgangssignalet til detektorne 10 og 11 ved hjelp av henholdsvis OG-portene 47 og 48. Utgangssignalene til portene 47 og 48 ble tilført de respektive settene med inngangene og S. til skiftregisteret for å aktivere henholdsvis eller Q^. Dette sikrer at når detektoren 10 blir påvirket i løpet av tilfør-selen av forsyningsspenningen blir skiftregisteret innstilt slik at utgangen 6 blir aktivert og når detektoren 11 er påvirket slik at utgangen 5 blir aktivert.

Kretsen på fig. 3 - så langt som til nå beskrevet -, så vel som ved andre versjoner kan være forsynt med en nyttig utvidelse, spesielt når disse kretsene er integrerte. Denne utvidelsen benytter det faktum at signalet generert av feltsensoren H også kan bli benyttet som et tachosignal. For dette formål kan signalet eller som vist på fig. 3, utgangssignalet til pulsformeren 9 bli tilført en styrekrets 39 til hvilken et styresignal kan bli tilført i en inngang 40.. Spesielt i tilfelle av hastighetsstyring kan frekvensen til den tilførte pulsen ved hjelp av pulsformeren 9 bli bestemt ved hjelp av kretsen 39 som benytter f.eks. en frekvens/spenningsomformer og kan bli sammenlignet med et likestrømsstyresignal, som f.eks. blir tilført ved hjelp av en referansekilde 42 i samme integrerte krets. I tilfelle av fasestyring kan fasen til pulstoget tilført av pulsformeren 9 bli sammenlignet med et referansepulstog tilført ved inngangen 40. Andre servostyre-kretser er også mulige. Utgangssignalet til servostyrekretsen 39 kan påvirke hastigheten og/eller fasen til motoren f.eks. ved styring av størrelsen på drevet, f.eks. ved å styre ampli-tuden til utgangssignalene til bufferforsterkerne 14 til 17 ved hjelp av styrekretsen 39, som er representert symbolsk med piler 4 0 på fig. 3, eller f.eks. ved bruk av pulsbredde-styring.

Fig. 7 viser et eksempel på en motor i samsvar med oppfinnelsen i tverrsnitt. Motoren innbefatter en monteringsplate 25, som f.eks. kan være en del av et hus. Rotorakselen 27 er fastgjort til platen 25 via en lagringsanordning 26. Rotoren 1 er kopp-formet og innbefatter en magnetisk ledende kopp 28 som er forsynt med en sylindrisk permanent magnet 29 på innsiden av dens sylindriske del. Statoren er fastgjort til bunnplaten 25 på innsiden av koppen og magneten 28, 29 og innbefatter en lami-nert enhet (30, 30') som danner poler, og spoler (32, 33).

En trykt kretsplate 34 hvor stifter, slik som stiften 37 er vist i tverrsnitt og er montert fast til statoren. Statorspolen er forbundet med disse stiftene.(tilkoplingen 36).

Det trykte kretskortet har også en integrert krets 35, som innbefatter aktiveringskretsen 4 og feltsensoren H (i foreliggende tilfelle et Hall-element).

Por å anordne Hall-elementet så nær som mulig ved rotormagneten 29 er den integrete kretsen 35 anordnet i en åpning i det trykte kretskortet 34. Den utragende del 31 av det trykte kretskortet innbefatter forbindelsesinnretningene for forsyningsspenningen og kan også være en inngang 24 (for justering av rotasjonsretningen) og/eller 40 (for justering av hastigheten) (se fig. 3). Magneten 29 er radialt magnetisert. Stillingskoderen 2 er utformet ved å forsyne sidene av permanentmagneten 29, som vender mot det trykte kretskortet 34, med lokale forskjellige magnetiseringer, som ikke betydelig influ-erer på motoroperasjonen mens hovedfeltet til magneten 29 ikke synbart påvirker utgangssignalet til Hall-elementet.

Ved et spesielt eksempel innbefatter motoren seks poler og stillingskoderen følgelig 12 poler.

Generelt sett kan oppfinnelsen bli benyttet ved en tofaset motor som har p-polpar og en stillingskoder med 2p-polpar.

Det skal bemerkes at en motor som vist skjematisk på fig. 1 •noen ganger er kalt firefasemotor, idet motoren er en tofasemotor når spolene og L.. så vel som spolene L2 og L. er forbundet i serie. Hver av de to serieanordningene kan så bli aktivisert i begge retningene. Ved denne anvendelsen gjelder uttrykket "tofaset" begge motortypene. Det skal dessuten bemerkes at en permanentmagnetrotor ikke er vesentlig.

Claims

1. Selvstartende børsteløs likestrømsmotor av tofasetypen innbefattende en stator, en rotor og en kommuterings-anordning med en forhåndsinnstillbar energiseringskrets for den kommuterte energiseringen av statorfasen, og en detekteringsanordning med kun en detektor for indikering av rotor-posisjonen, karakterisert ved at detektoren er anordnet for å skille mellom hvilke av de to statorfaser rotoren hovedsakelig er rettet mot og når kommuteringen skal finne sted, og at motoren innbefatter en forhåndsinnstillbar krets tilpasset til å bli styrt av detekteringsanordningen for innstilling av energiseringskretsen, i det minste når rotoren er stasjonær, til en av de to tilstandene som korresponderer med energiseringen til statorfasen og til en annen enn den som rotoren er hovedsakelig rettet mot.

2. Selvstartende børsteløs likestrømsmotor ifølge krav 1, karakterisert ved at den forhåndsinnstillbare energiseringskretsen er forhåndsinnstilt til koplingssekvensen som korresponderer med den ønskede rotasjonsretningen for rotoren og kan bli koplet i samsvar med en per-mutasjonssyklus under kommando av kommuteringssignaler uten hensyn til virkelig rotasjonsretfiing for rotoren.

3. Selvstartende børsteløs likestrømsmotor, ifølge krav 2, karakterisert ved at den forhåndsinnstillbare energiseringskretsen innbefatter en styreinngang og er tilpasset til å forhåndsinnstille koplingssekvensen til en av to mulige retninger som en funksjon av et signal på styreinngangen for å gjøre rotasjonsretningen til motoren reverserbar.

4. Selvstartende børsteløs likestrømsmotor ifølge krav krav 1, som innbefatter p-polpar, karakterisert ved at detekteringsanordningen innbefatter et permanent magnetisk element som har 2p-polpar, hvilket element kan rotere synkront med rotoren, hvor detektoren innbefatter et magneto-følsomt element, nærmere bestemt et Hall-element.

5. Selvstartende børsteløs likestrømsmotor ifølge krav 4 og 2 eller 3,karakterisert ved at at der er anordnet en kommuteringssignalgenerator for generering av kommuteringssignaler for energisering _ av kretsen synkront med den magnetiske feltpolaritetsendringen detektert av detektoren.

6. Selvstartende børsteløs likestrømsmotor ifølge krav 4 eller 5, karakterisert ved at forhåndsinnstillingskretsen innbefatter en polaritetsdetektor for detektering av polariteten til det magnetiske feltet avfølt av det magneto-følsomme' elementet og en første portkrets for sammenligning av den detekterte polariteten med energiseringskretsens tilstand.

7. Selvstartende børsteløs likestrømsmotor ifølge krav 6, karakterisert ved at forhåndsinnstillingskretsen er tilpasset til å tilføre ytterligere kommuteringssignaler til energiseringskretsen.

8. Selvstartende børsteløs likestrømsmotor ifølge krav 5, karakterisert ved at der er anordnet innretning for detektering av tilførselen av en forsyningsspenning, at forhåndsinnstillingskretsen innbefatter en polaritetsdetektor for detektering av polariteten til det magnetiske feltet avfølt av det magneto-følsomme elementet, og en første krets for sammenligning av den detekterte polariteten med energiseringskretsens tilstand, og at etter detekteringen av til-førselen åv forsyningsspenningen innstilles energiseringskretsen til en tilstand som er i samsvar med den detekterte polariteten.

9. Selvstartende børsteløs likestrømsmotor ifølge krav 6 eller 8,karakterisert ved at der er anordnet en andre portkrets for undertrykkelse av det neste kommuteringssignalet under kommando av den forhåndsinnstilte kretsen.

10. Selvstartende børsteløs likestrømsmotor ifølge krav 5,karakterisert ved at kommuteringssignal-generatoren innbefatter en polaritetsdetektor for detektering av polariteten til det magnetiske feltet avfølt av det magneto-følsomme elementet og en portkrets for sammenligning av den detekterte polariteten med tilstanden til energiseringskretsen og frembringelse av et kommuteringssignal hver gang tilstanden ikke korresponderer med den detekterte polariteten.

11. Selvstartende børsteløs likestrømsmotor ifølge et hvilket som helst av kravene 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9 og 10, karakterisert ved at energiseringskretsen innbefatter et skiftregister.

12. Selvstartende børsteløs likestrømsmotor ifølge krav 11, karakterisert ved at skiftregisteret har en justerbar skifteretning.

13. Selvstartende børsteløs likestrømsmotor ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 12, karakterisert ved en rotor som har en sylindrisk permanentmagnet som er magnetisert til å ha i hovedsaken 2p-poler, en stator som har tofaseviklinger, anordnet koaksialt med rotoren på innsiden av den sylindriske permanetmagneten, en trådbærer fastgjort til statoren, til hvilke bærer statorviklingene er tilkoplet, og et substrat anordnet på trådbæreren, på hvilket substratet i det minste ved magneto-følsomme elementer er anordnet på en slik måte at elementet er anordnet innenfor det magnetiske påvirkningsområdet til den sylindriske permanetmagne-tens endeflate, som vender mot bæreren, idet permanetmagneten er forsynt med en 4-polmagnetisering ved dens endeflate.