RU1838865C - Бесконтактный электродвигатель посто нного тока - Google Patents

Abstract

Использование: в бесконтактных электродвигател х посто нного тока сдатчиками положени  ротора в виде элементов Холла. Сущность: бесконтактный электродвигатель посто нного тока содержит датчик положени  ротора и усилитель мощности, состо щий из операционного усилител , комплементарной пары выходных транзисторов , резистора обратной св зи и двух обмоток обратной св зи, магнитно св занных с фазной обмоткой синхронного двигател . Это позвол ет снизить потери энергии в усилители мощности. 1 ил,

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электроприводу, и может быть использовано в электродвигател х с низким напр жением питани , высокими требовани ми по энергопотреблению и пульсаци м вращающего момента, в частности вносимой аудио- и видеоаппаратуре, в накопител х информации на магнитных дисках , в приборных вентил торах.

Целью изобретени   вл етс  снижение энергопотреблени  за счет уменьшени  потерь в усилителе путем уменьшени  остаточных падений на транзисторах выходного каскада.

Сущность изобретени  по сн етс  на примере однофазного бесконтактного электродвигател  посто  иного тока, схема которого изображена на чертеже.

Предлагаемый электродвигатель содержит синхронный двигатель с возбуждением от посто нного магнита с фазной обмоткой t, датчик положени  ротора, механически св занный с ротором синхронного двигател , включающий в себ  посто нный магнит, элемент Холла 2 и питающие резисторы 3 и

4, операционный усилитель 5 и комплементарную пару выходных транзисторов 6 и 7, базы которых соединены между собой и с выходом операционного усилител  5, коллекторы соединены с шинами разнопол р- ного источника питани , а к объединенным эмиттерам подключен первый вывод фазной обмотки 1 и первый вывод резистора обратной св зи 8, второй вывод которого подключен к инвертирующему входу операционного усилител  5, причем второй вывод фазной обмотки подключен к средней точке источника питани , выходы датчика положени  ротора соединены с входами операционного усилител  5, а питающие выводы подключены к первым выводам резисторов 3 и 4, вторые выводы которых подключены к шинам источника питани , питающие выводы операционного усилител  5 соединены с шинами источника питани  через введенные обмотки обратной св зи 9 и 10, магнитно св занные с фазной обмоткой, причем обмотки обратной св зи 9 и 10 и фазна  обмотка 1 подключены соответственно к питающим выводам операционного усилител 

Ё

и к объединенным эмиттерам выходных транзисторов своими одноименными выводами ,

Полем посто нного магнита электродвигател , между выводами элемента Холла 2, подключенными ко входам операционного усилител  5, инициируетс  ЭДС Холла, пропорциональна  по своей абсолютной величине произведению тока (задаетс  напр жением источника питани , резисторами 3 и 4 и оммическим сопротивлением элемента Холла), на величину индукции пол  посто нного магнита в месте установки элемента Холла, а знак ЭДС Холла определ етс  знаком индукции. Прикладываем  ко входам операционного усилител  ЭДС Холла, мен ет периодически свою величину и знак при вращении вала двигател , жестко скрепленного с посто нным магнитом, в соответствии с измен ющейс  величиной и знаком индукции в месте установки элемента Холла 2. . . -.-- .

При равенстве сопротивлений резисторов 3 и 4, а также при симметрии эквивалента схемы замещени  элемента- Холла 2, можно считать, что на неинвертирующий вход операционного усилител  5 подаетс  посто нное по величине и знаку напр жение , равное половине напр жени  источника питани . При этом, на инвертирующий вход операционного усилител  5, относительно неинвертирующего входа подаетс  ЭДС Холла через некоторое внутреннее сопротивление элемента Холла 2, п. Таким образом , схема на операционном усилителе 5 представл ет собой масштабный, по отношению к ЭДС Холла, усилитель с коэффициентом усилени  ЭДС Холла, равным отношению сопротивлени  резистора 8, к внутреннему сопротивлению элемента Холла 2, п. ..-.

Дл  достижени  минимального уровн  потерь необходимо получить на нагрузке 1 сигнал, равный или близкий по напр жению к напр жению источника питани , т.е. требуетс  одновременно обеспечить соответствующее усиление каскада по напр жению и уровень напр жени  раскачки на базах транзисторов 6 и 7, который бы на величину падени  напр жени  на переходе база- эмиттер, смещенном в пр мом направлении , превышал бы желаемый уровень сигнала на нагрузке 1.

Необходимое усиление достигаетс  выбором отношени  сопротивлени  резистора 8 и внутреннего сопротивлени  элемента Холла 2, п. Требуемый уровень раскачки обеспечиваетс  качающимс  синфазно с усиливаемым сигналом уровнем напр жени  питани , подаваемого на питающие выводы операционного усилител , которое по любому из питающих выводов представл ет собой сумму напр жени  питани  и ЭДС, трансформированной в обмотку обратной

св зи за счет ее магнитной св зи с фазной обмоткой.

Действительно, в обмотках обратной св зи 9 и 10, магнитно св занных с фазной обмоткой 1, наводитс  ЭДС вращени , при0 чем выбором пол рности подключени  обмоток 9 и 10 достигаетс  синфазность изменени  ЭДС Холла, выходного напр жени  усилител  и напр жени  питани  операционного усилител  таким образом, что. при

5 увеличении мгновенного значени  положительной волны выходного напр жени  усилител  растет уровень напр жени  на обмотке 9. При этом суммарное напр жение плюсовой шины источника питани  и об0 мотки 9 (после разгона двигател ) создает на соответствующем питающем выводе операционного усилител  уровень напр жени , превышающий исходный.уровень напр жени  питани  +Еп на величину наводимого

5 в обмотке 9 н-апр жени .

Во врем  действи  отрицательной полуволны выходного напр жени  процесс протекает аналогично, при этом обмотка 10 совместно с напр жени  источника -En

0 создает на соответствующем питающем выводе операционного усилител  уровень напр жени  ниже уровн  напр жени  источника -Еп.Формул а изо бретени  

5 Бесконтактный электродвигатель посто нного тока, содержащий синхронный двигатель, датчик положени  ротора, механически св занный с ротором синхронного двигател , усилитель мощности, составлен0 ный из операционного усилител  и комплементарной пары выходных транзисторов, базы которых соединены между собой и с выходом операционного усилител , коллекторы - с шинами источника питани , а к

5 объединенным эмиттерам подключен пер- вый вывод фазной обмотки синхронного двигател , вторым выводом.подключенной к средней точке источника питани , и первый вывод резистора обратной св зи, вто0 рой вывод которого соединен с

инвертирующим входом операционного

усилител , выходы датчика положени  рото ра соединены с входами операционного

. усилител , о т л и ч а ю щи и с   тем, что, с

5 целью снижени  энергопотреблени  путем уменьшени  остаточных падений напр жений , шины источника питани  соединены с первыми выводами введенных обмоток обратной св зи, магнитно св занных с фазной обмоткой синхронного двигател , вторые

выводы обмоток обратной св зи подключены к питающим шинам операционного усилител , причем одноименные выводы обмоток обратной св зи и фазной обмотки

соединены с питающими выводами операционного усилител  и объединенными эмиттерами выходных транзисторов соответственно ,

i /

8