SE463999B

SE463999B - Electrical motor

Info

Publication number: SE463999B
Application number: SE8902393A
Authority: SE
Inventors: L G Moren
Original assignee: Electrolux Mecatronik Ab
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1989-06-30
Publication date: 1991-02-18
Also published as: SE8902393D0; SE8902393L

Abstract

An electrical motor comprising a stator 11 equipped with stator terminals 13a,b;14a,b interacting in pairs and provided with windings 15a,b;16a,b and a rotor 12 provided with rotor terminals 17,18 arranged in pairs diametrically opposite the stator terminals and interacting with these. Each rotor terminal 17,18 is provided with a first part 17a,18a which has the same extent around the periphery as the stator terminals 13a,b;14a,b and with a second part 17b,18b which when the first part 17a,18a is directly opposite a stator terminal 13a,b reaches at least as far as to the adjacent stator terminal 14a,b viewed in the direction of rotation. The terminals in the pair of stator terminals are activated alternately so that when one pair of terminals 13a,b is activated the adjacent pair of terminals 14a,b in the direction of rotation is inactivated. The device OP is arranged to detect the voltage which is induced by means of the magnetic flow deflected by the second part 17b,18b of the rotor terminal to the adjacent stator terminal 14a,b. <IMAGE>

Description

463 999 samma utsträckning i periferiell led som statorpolerna. Rotorpolerna är vidare utförda med en andra del l7b; 18b vilken när den första delen l7a; 18a linjerar med en statorpol sträcker sig fram till och något in över den närbelägna stator- polen i rotationsriktningen för rotorn sett. 463,999 to the same extent in the peripheral direction as the stator poles. The rotor poles are further formed with a second part 17b; 18b which when the first part 17a; 18a lines with a stator pole extending up to and slightly above the adjacent stator pole in the direction of rotation of the rotor seen.

Med rotorn i det i fig. 1 visade läget och med lindningarna l5a, b akti- verade kommer ett flöde att gå som pilarna i figuren visar vertikalt uppåt genom statorpolerna 13a, 13b och rotorpolerna 17a,18a och detta flöde leds sedan tillbaka genom statorjärnet. Från detta huvudflöde, betecknat 5:5 sluts en mindre delfäl i en slinga genom statorpolerna 13b och l4a och rotorpoldelarna 18a och l7b. Vidare tappas huvudflödet é på en mindre del #2 som sluts via statorpolerna l3a och l4a och rotorpoldelarna l7a och l7b. Flödena 751 och gb 2 är motriktade men då flödet 451 måste gå en längre väg genom statorjärnet än flödet 492 uppkommer ett nyttigt skillnadsflöde A P som inducerar en spänning i den icke aktiverade lindningen l6a. På grund av motorns symmetriska uppbyggnad kommer skillnadsflödet A 95 att uppträda också ilindningen 16b.With the rotor in the position shown in Fig. 1 and with the windings 15a, b activated, a flow will go as the arrows in the figure show vertically upwards through the stator poles 13a, 13b and the rotor poles 17a, 18a and this flow is then led back through the stator iron. From this main flow, denoted 5: 5, a smaller sub-trap is closed in a loop through the stator poles 13b and 14a and the rotor pole parts 18a and 17b. Furthermore, the main flow é is dropped on a smaller part # 2 which is closed via the stator poles l3a and l4a and the rotor pole parts l7a and l7b. The flows 751 and gb 2 are opposite, but since the flow 451 must travel a longer path through the stator iron than the flow 492, a useful difference flow A P arises which induces a voltage in the inactivated winding 16a. Due to the symmetrical structure of the motor, the differential flow A 95 will also occur in the winding 16b.

Det i utförandet enligt fig. 1 erhållna skillnadsflödet A 45 är litet och det är av intresse att förstärka detta för att erhålla en starkare signal. I fig. Z visas ett modifierat utförande där rotordelarna l7b, 18b förlängts med ytter- ligare delar l7c, l8c. Dessa ytterligare delar bildar en förlängd polyta så att flödet ål när poldelen 17c kommer in över statorpolen l4a erhåller ytterligare förlängd flödesväg genom delen 17c innan flödet når poldelen l7b. Samtidigt förändras inte flödesvägen för flödet #2 vilket medför att skillnadsflödetóå ökar och därmed den inducerade spänningen i de icke aktiverade lindningarna l6a, 16b. De ytterligare delarna har liten utsträckning i radiell led och mättas fort varför de inte nämnvärt stör motorns normala funktion.The difference current A 45 obtained in the embodiment according to Fig. 1 is small and it is of interest to amplify this in order to obtain a stronger signal. Fig. Z shows a modified embodiment where the rotor parts 17b, 18b have been extended by further parts 17c, 18c. These further parts form an elongated polyta so that the flow eel when the pole part 17c enters over the stator pole 14a receives a further extended flow path through the part 17c before the flow reaches the pole part 17b. At the same time, the flow path of the flow # 2 does not change, which means that the difference flow increases and thus the induced voltage in the non-activated windings 16a, 16b. The additional parts have a small extent in the radial direction and saturate quickly, which is why they do not significantly disturb the normal function of the engine.

I fig. 3 visas ett enkelt kopplingsschema för en anordning för avkänning av den inducerade spänningen i utförandena enligt fig. l och fig. 2. De icke aktiverade lindningarna l6a, 16b är anslutna parallellt mellan emittern på en övre transistor Tl och kollektorn på en undre transistor T2. Kollektorn på den övre transistorn T1 är ansluten till den positiva polen på en likspänningskälla medan emittern på den undre transistorn TZ är ansluten till jord. Transistorerna Tl och T2, styrs av lämpliga styrsignaler anbringade på baserna till resp. tran- sistor. På vanligt sätt är frihjulningsdioder D1 och D2 anslutna för att medge fortsatt strömflöde genom lindningarna även sedan transistorerna Tl, TZ kopplats ifrån. Funktionen hos de kortfattat berörda motordrivkretsarna har utförligt beskrivits i den svenska patentansökan 8900408-9. 463 999 Den i lindningarna genom skillnadsflödet Å W inducerade spänningen kan enkelt detekteras med hjälp av en OP-förstärkare OP som principiellt kan anslutas som visas i fig. 3. Denna har två ingångar INl, INZ som växelspännings- mässigt via kondensatorer Cl, C2 är anslutna till terminaler Tel, Te2 anslutna till de parallellkopplade lindningarnas båda ändar. Den sålunda detekterade spänningen uppträder i förstärkt form på OP-förstärkarens utgång UT. På icke närmare angivet sätt kan signalen på OP-förstärkarens utgång utnyttjas som positionssignal för rotorn och utifrån denna kan med i och för sig kända organ för motorn erforderliga styrsignaler härledas.Fig. 3 shows a simple circuit diagram of a device for sensing the induced voltage in the embodiments according to Fig. 1 and Fig. 2. The non-activated windings 16a, 16b are connected in parallel between the emitter of an upper transistor T1 and the collector of a lower one. transistor T2. The collector of the upper transistor T1 is connected to the positive pole of a direct voltage source while the emitter of the lower transistor TZ is connected to ground. The transistors T1 and T2 are controlled by suitable control signals applied to the bases of resp. transistor. In the usual way, freewheeling diodes D1 and D2 are connected to allow continued current flow through the windings even after the transistors T1, TZ have been disconnected. The function of the briefly affected motor drive circuits has been described in detail in Swedish patent application 8900408-9. 463 999 The voltage induced in the windings by the differential current Å W can be easily detected by means of an OP amplifier OP which can in principle be connected as shown in Fig. 3. This has two inputs IN1, INZ which are alternately connected via capacitors C1, C2 connected to terminals Tel, Te2 connected to both ends of the parallel connected windings. The voltage thus detected appears in amplified form at the output of the OP amplifier OUT. In a manner not specified, the signal at the output of the OP amplifier can be used as a position signal for the rotor and from this control signals required per se for the motor can be derived.

Uppfinningen har ovan beskrivits i samband med reluktansmotorer, speciellt sådana utförda med fyra statorpoler och två rotorpoler. Den kan emellertid lika gärna tillämpas vid reluktansmotorer utförda för större poltal liksom vid borstlösa permanentmagnetmotorer.The invention has been described above in connection with reluctance motors, especially those made with four stator poles and two rotor poles. However, it can just as easily be applied to reluctance motors designed for larger pole numbers as well as to brushless permanent magnet motors.

Claims

A stator pole (13a, b; 14a, b) provided with windings (15a, b; 16a, b) as well as an electric motor comprising a stator (11) made in pairing, rotor (12) made with in pairs diametrically opposite, rotor poles (17, 18) cooperating with the stator poles, characterized in that each rotor pole (17, 18) is formed with a first part (17a; 18a) which has the same circumferential extent as the stator poles ( 13a, b; 14a, b) and with a second part (17b; 18b) which when the first part (17a; 18a) is in the middle of a stator pole (13a, b) extends at least up to the adjacent stator pole (14a, b ) in the direction of rotation, the poles in the stator pole pair being activated alternately so that when a pole pair (13a, b) is activated adjacent poles (14a, b) in the direction of rotation are deactivated, and means are arranged to sense the voltage induced by that of the rotor pole second part (17b, 18b) to adjacent stator pole (14a, b) breeding widowed the magnetic flux.

2. the second part (17b, 18b) of the rotor pole (17, 18) is extended by a further motor according to claim 1, characterized in that the part (17c, 18c) in the form of a projection extending from the rotor periphery which has to a small extent radially and as when the first part (17a, 18a) of the rotor pole aligns with a stator pole (13a, b) extends over adjacent stator poles (14a, b).