RU2075821C1 - Contactless dc motor - Google Patents

Contactless dc motor Download PDF

Info

Publication number
RU2075821C1
RU2075821C1 RU93031588A RU93031588A RU2075821C1 RU 2075821 C1 RU2075821 C1 RU 2075821C1 RU 93031588 A RU93031588 A RU 93031588A RU 93031588 A RU93031588 A RU 93031588A RU 2075821 C1 RU2075821 C1 RU 2075821C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
motor
transistors
bridge
power
circuit
Prior art date
Application number
RU93031588A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93031588A (en
Inventor
Д.А. Ицков
Original Assignee
Акционерное общество открытого типа "Московский научно-производственный комплекс "Авионика"
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 Акционерное общество открытого типа "Московский научно-производственный комплекс "Авионика" filed Critical Акционерное общество открытого типа "Московский научно-производственный комплекс "Авионика"
Priority to RU93031588A priority Critical patent/RU2075821C1/en
Publication of RU93031588A publication Critical patent/RU93031588A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2075821C1 publication Critical patent/RU2075821C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

FIELD: DC drives, in the first place, in low-speed and torque devices (for instance, in power dumping of flat-cars used as a torque motor). SUBSTANCE: motor has a two-phase winding, whose sections are connected in a bridge circuit, four rotor position pickups shifted in space relative to each other through 90 electrical degrees, and an electronic switching circuit built around four transistors. The outputs of the diametrically arranged rotor position pickups are connected to the bases of the like transistors. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, в частности, в к бесконтактным двигателям постоянного тока и может быть использовано в приводах постоянного тока, в первую очередь, в тихоходных приводах, а также в моментных устройствах (например, в силовой разгрузке гироплатформ в качестве моментного двигателя датчика момента), где требуется минимальная неравномерность вращающего момента при повороте ротора 360o.The present invention relates to the field of electrical engineering, in particular, to non-contact DC motors and can be used in DC drives, primarily in low-speed drives, as well as in torque devices (for example, in the power unloading of gyroplatforms as a torque sensor motor torque), where a minimum unevenness of torque is required when the rotor is rotated 360 o .

Известен бесконтактный двигатель постоянного тока, содержащий двухфазную обмотку, секции которой соединены между собой по мостовой схеме, датчики положения ротора двигателя и двухмостовую электронную схему коммутации, каждый мост который выполнен на четырех силовых транзисторах, образующих комплементарные пары, управляемые датчиками положения ротора двигателя через промежуточные транзисторы, причем к диагоналям этих мостов подключены диагонали мостовой схемы двухфазной обмотки двигателя [I]
Недостатком известного бесконтактного двигателя постоянного тока является сложность электронной схемы коммутации и невысокая надежность в эксплуатации из-за наличия большого числа радиоэлектронных элементов, а также из-за того, что отказ хотя бы одного из транзисторов схемы коммутации приводит к отказу двигателя в целом. Кроме того, этот двигатель имеет значительную неравномерность вращающего момента, величина которой может достигать ±15%
Известен другой бесконтактный двигатель постоянного тока, являющийся улучшенной модификацией вышеописанного, где силовые транзисторы электронной схемы коммутации управляются непосредственно от датчиков положения ротора двигателя [2]
Данный двигатель является наиболее близким по технической сущности к заявляемому и содержит двухфазную обмотку, секции которой соединены по мостовой схеме, а вершины мостовой схемы обмотки подсоединены к шинам питания через ключи двухмостовой электронной схемы коммутации, выполненной на восьми силовых транзисторах, управляемые от четырех датчиков положения ротора двигателя.
Known non-contact DC motor containing a two-phase winding, the sections of which are connected to each other by a bridge circuit, rotor position sensors of the motor and a two-bridge electronic switching circuit, each bridge which is made of four power transistors forming complementary pairs controlled by position sensors of the rotor of the motor through intermediate transistors moreover, the diagonals of the bridge circuit of the two-phase motor winding [I] are connected to the diagonals of these bridges
A disadvantage of the known non-contact DC motor is the complexity of the electronic switching circuit and the low reliability in operation due to the presence of a large number of electronic components, and also because the failure of at least one of the transistors of the switching circuit leads to a failure of the motor as a whole. In addition, this engine has a significant torque unevenness, the value of which can reach ± 15%
Another non-contact DC motor is known, which is an improved modification of the above, where power transistors of the electronic switching circuit are controlled directly from the position sensors of the rotor of the motor [2]
This motor is the closest in technical essence to the claimed one and contains a two-phase winding, the sections of which are connected by a bridge circuit, and the tops of the bridge winding circuit are connected to the power buses via the keys of a two-bridge electronic switching circuit made on eight power transistors, controlled by four rotor position sensors engine.

Однако и эта схема является довольно сложной и не обеспечивает достаточной надежности в эксплуатации и, кроме того, как и описанный выше аналог, имеет значительную неравномерность вращающего момента. However, this scheme is quite complex and does not provide sufficient reliability in operation and, in addition, like the analogue described above, has a significant non-uniformity of torque.

Целью данного изобретения является устранение указанных недостатков, т. е. упрощение схемы, повышение надежности и уменьшение неравномерности вращающего момента. The aim of the present invention is to eliminate these drawbacks, i.e., simplifying the circuit, increasing reliability and reducing the unevenness of torque.

Решение постоянной задачи достигается тем, что в бесконтактном двигателе постоянного тока, содержащем двухфазную обмотку, секции которой соединены по мостовой схеме, а вершины мостовой схемы обмотки подсоединены к шинам питания через ключи электронной схемы коммутации, управляемые от четырех датчиков положения ротора двигателя, электронная схема коммутации выполнена в виде двух силовых p-n-p транзисторов и двух силовых n-p-n транзисторов, подсоединенных эмиттерами к соответствующей шине питания, коллекторы одноименных транзисторов подсоединены к соответствующей диагонали мостовой схемы обмотки двигателя, секции которой, образующие противоположные плечи моста, подсоединены к смежным секциям одноименными выводами, а базы одноименных транзисторов соединены с выходами диаметрально расположенных датчиков положения ротора двигателя. The solution to the constant problem is achieved by the fact that in a non-contact DC motor containing a two-phase winding, the sections of which are connected by a bridge circuit, and the vertices of the bridge winding circuit are connected to the power buses through the keys of an electronic switching circuit controlled from four position sensors of the rotor of the motor, an electronic switching circuit made in the form of two power pnp transistors and two power npn transistors connected by emitters to the corresponding power bus, collectors of the same transistors sub One to the appropriate diagonal bridge circuit the motor winding, the sections of which forming opposite arms of the bridge are connected to adjacent sections homonymous pin and base of like transistors are connected to the outputs diametrically opposite the motor rotor position sensors.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.I приведена принципиальная электрическая схема заявляемого двигателя, на фиг.2 схема расположения датчиков положения ротора двигателя, а на фиг.3 диаграмма работы двигателя. The invention is illustrated by drawings, where in Fig. I shows a schematic electrical diagram of the inventive engine, in Fig.2 the location of the position sensors of the rotor of the engine, and Fig.3 diagram of the engine.

Бесконтактный двигатель постоянного тока (фиг.I) содержит четыре цепочки из последовательно соединенных датчика I(2, 3, 4) положения ротора двигателя и резистора 5(6, 7, 8), включенные между шинами питания, и электронную схему коммутации, выполненную на двух силовых p-n-p транзисторах 9, 10 и двух силовых n-p-n транзисторах 11, 12, эмиттеры которых подсоединены соответственно к положительной и отрицательной шинам питания. Датчики положения ротора смещены в пространстве один относительно другого с шагом в 90 элград. причем датчики I и 3 расположены диаметрально датчикам 2 и 4 соответственно. Выводы датчиков I и 2 подсоединены соответственно к базам p-n-p транзисторов 9 и 10, а выходы датчиков 3 и 4 к базам n-p-n транзисторов 11 и 12. Двухфазная обмотка двигателя выполнена в виде одинаковых секций 13, 14, 15 и 16, соединенных между собой по мостовой схеме, причем секции, образующие противоположные плечи моста, подсоединены к смежным секциям одноименными выводами. В одну диагональ мостовой схемы обмотки включены коллекторы транзисторов 9 и 10, в другую коллекторы транзисторов 11 и 12. The contactless DC motor (Fig. I) contains four chains of series-connected sensors I (2, 3, 4) of the position of the motor rotor and resistor 5 (6, 7, 8), connected between the power buses, and an electronic switching circuit made on two power pnp transistors 9, 10 and two power npn transistors 11, 12, the emitters of which are connected respectively to the positive and negative power buses. The rotor position sensors are displaced in space relative to each other in increments of 90 degrees. moreover, the sensors I and 3 are located diametrically to the sensors 2 and 4, respectively. The findings of the sensors I and 2 are connected respectively to the pnp bases of transistors 9 and 10, and the outputs of the sensors 3 and 4 to the npn bases of transistors 11 and 12. The two-phase motor winding is made in the form of identical sections 13, 14, 15 and 16, interconnected along the bridge the scheme, and the sections forming the opposite shoulders of the bridge are connected to adjacent sections with the same conclusions. The collectors of transistors 9 and 10 are included in one diagonal of the bridge circuit of the winding, and the collectors of transistors 11 and 12 in the other.

В качестве датчиков положения ротора двигателя в данном случае предпочтительнее использовать фотодатчики: пару фотодиод-светодиод, а также магнитоэлектрические высокочастотные датчики. In this case, it is preferable to use photosensors as sensors for the position of the motor rotor: a pair of photodiode-LEDs, as well as magnetoelectric high-frequency sensors.

При повороте ротора двигателя происходит последовательное открывание силовых транзисторов схемы коммутации. На участке A (фиг.3) датчики I и 4 открывает транзисторы 9 и 12, и ток течет от точки "а" к точке "г" напрямую (полный ток) и через точки "б", "в" и "г" одна треть полного тока. Результирующий магнитный поток показан стрелкой M. После поворота ротора на 45 эл. град. (участок Б) дополнительно открывается транзистор 11, а результате токи текут через обмотки 13 и 16, в обмотках 15 и 14 тока нет. Вектор M поля поворачивается на 45 элград. против часовой стрелки. Еще через 45 элград. на участке B запирается транзистор 12, остаются открытыми транзисторы 9, 11, токи текут по обмотке 13 (полный ток) и по обмоткам 16,15,14 (одна треть полного тока). И еще через 45 элград. (участок Г) дополнительно открывается транзистор 10. Далее идет аналогичный процесс. When the motor rotor turns, the power transistors of the switching circuit are sequentially opened. In section A (Fig. 3), the sensors I and 4 open transistors 9 and 12, and the current flows from point "a" to point "g" directly (full current) and through points "b", "c" and "g" one third of the total current. The resulting magnetic flux is shown by arrow M. After the rotor rotates by 45 el. hail. (section B) transistor 11 is additionally opened, and as a result, currents flow through windings 13 and 16, there is no current in windings 15 and 14. The vector M of the field rotates 45 degrees. counterclock-wise. After another 45 elgrad. in section B, the transistor 12 is locked, the transistors 9, 11 remain open, the currents flow through the winding 13 (full current) and through the windings 16,15,14 (one third of the total current). And after 45 elgrad. (section D) additionally opens the transistor 10. Next is a similar process.

Таким образом, при повороте ротора на 360 элград. вектор поля занимает восемь фиксированных положений, через каждые 45 элград. что обеспечивает указанную малую неравномерность момента. Thus, when the rotor rotates 360 degrees. the field vector occupies eight fixed positions, every 45 elgrad. which provides the specified small non-uniformity of the moment.

Заявляемый бесконтактный двигатель постоянного тока значительно проще по своему схемному решению по сравнению с описанными выше аналогом и прототипом и обладает повышенной надежностью как за счет того, что между комплементарными парами транзисторов включены обмотки двигателя (это исключает возможность короткого замыкания источника питания), так и за счет уменьшения числа радиоэлектронных элементов. The inventive non-contact DC motor is much simpler in its circuit solution compared to the analogue and prototype described above and has increased reliability both due to the fact that the motor windings are connected between complementary pairs of transistors (this eliminates the possibility of a short circuit of the power supply), and due to reduce the number of electronic components.

Источники информации:
1. Акцептованная заявка Японии N 49-11481, кл.56 А 42
2. Патент США N 4847540, H 02 K 29/12, 1989 г.
Information sources:
1. Japan Accepted Application N 49-11481, cl. 56 A 42
2. US Patent N 4847540, H 02 K 29/12, 1989

Claims (1)

Бесконтактный двигатель постоянного тока, содержащий двухфазную обмотку, секции которой соединены по мостовой схеме, а вершины мостовой схемы обмотки подсоединены к шинам питания через ключи электронной схемы коммутации, управляемые от четырех датчиков положения ротора двигателя, отличающийся тем, что электронная схема коммутации выполнена в виде двух силовых р-n-р транзисторов и двух силовых n-р-n транзисторов, подсоединенных эмиттерами к соответствующей шине питания, коллекторы одноименных транзисторов подсоединены к соответствующей диагонали мостовой схемы обмотки двигателя, секции которой, образующие противоположные плечи моста, подсоединены к смежным секциям одноименными выводами, а базы одноименных транзисторов соединены с выходами диаметрально расположенных датчиков положения ротора двигателя. A non-contact DC motor containing a two-phase winding, the sections of which are connected by a bridge circuit, and the tops of the bridge winding circuit are connected to the power buses through the keys of the electronic switching circuit, controlled from four position sensors of the rotor of the motor, characterized in that the electronic switching circuit is made in the form of two power pnp transistors and two power npn transistors connected by emitters to the corresponding power bus, collectors of the same transistors are connected to the corresponding the diagonal of the bridge circuit of the motor winding, the sections of which, forming the opposite shoulders of the bridge, are connected to adjacent sections by the terminals of the same name, and the bases of the same name transistors are connected to the outputs of the diametrically located rotor position sensors of the motor.
RU93031588A 1993-06-10 1993-06-10 Contactless dc motor RU2075821C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93031588A RU2075821C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Contactless dc motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93031588A RU2075821C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Contactless dc motor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93031588A RU93031588A (en) 1996-10-10
RU2075821C1 true RU2075821C1 (en) 1997-03-20

Family

ID=20143432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93031588A RU2075821C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Contactless dc motor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2075821C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Заявка Японии N 49-11481, кл. H 02K 29/00, 1974. 2. Патент США N 4847540, кл. H 02 К 29/12, 1989. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4607204A (en) Five-phase stepping motor
RU2075821C1 (en) Contactless dc motor
US4473788A (en) Single phase two pole/six pole motor
US5194787A (en) Control circuit for an electric motor without a collector
US4039912A (en) Three-phase brushless dc motor using two hall effect devices
RU2075820C1 (en) Contactless dc motor
RU2075822C1 (en) Contactless dc motor
JPH02254950A (en) Three-phase magnet type generator
SU1617554A1 (en) Electric drive
RU93031588A (en) DC CONTROL MOTOR
SU1001344A1 (en) Thyratron electric motor
SU663035A1 (en) Position sensor for control of power-diode electric motor
SU877756A1 (en) Dc voltage-to-ac voltage converter
SU1365338A1 (en) A.c. multimotor drive
JPH02188189A (en) Inverter for pulse width modulation type single-phase motor
SU487459A1 (en) Converter code analog
RU1836788C (en) Contactless direct-current motor
SU957368A1 (en) Device for controlling two-cycle transistor switch
SU523495A1 (en) Multiphase inverter
SU440749A1 (en) Control device for non-contact DC motor
SU1182585A1 (en) Multidigit inductive divider
SU609187A1 (en) Power-diode motor
SU1359862A1 (en) Thyratron electric machine
SU959227A1 (en) Thyratron electric motor
SU1086511A1 (en) Pole-changeable winding

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100611